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WO2010098063A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2010098063A1
WO2010098063A1 PCT/JP2010/001149 JP2010001149W WO2010098063A1 WO 2010098063 A1 WO2010098063 A1 WO 2010098063A1 JP 2010001149 W JP2010001149 W JP 2010001149W WO 2010098063 A1 WO2010098063 A1 WO 2010098063A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid crystal
display device
crystal display
alignment
layer
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2010/001149
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤昌稔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to CN2010800094085A priority Critical patent/CN102334064A/zh
Priority to US13/202,650 priority patent/US20110310339A1/en
Publication of WO2010098063A1 publication Critical patent/WO2010098063A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a transflective liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device is used not only as a large television but also as a small display device such as a display unit of a mobile phone.
  • Liquid crystal display devices are roughly classified into a reflection type and a transmission type.
  • a liquid crystal display device is an illumination device disposed behind a liquid crystal panel in a transmissive liquid crystal display device. Display is performed using (so-called backlight) light, and the reflective liquid crystal display device performs display using ambient light.
  • the transmissive liquid crystal display device performs display using light from the backlight, it has the advantage that it is less affected by ambient brightness and can perform display with a high contrast ratio. Since the backlight is used, there is a problem that power consumption is large. In addition, the transmissive liquid crystal display device also has a problem that visibility is deteriorated in a very bright usage environment (for example, outdoors on a sunny day). On the other hand, the reflective liquid crystal display device has an advantage that it consumes very little power because it does not have a backlight, but the brightness and contrast ratio of the display are greatly affected by the usage environment such as ambient brightness. Has the problem. In particular, the visibility is extremely lowered in a dark usage environment.
  • This transflective liquid crystal display device has a reflective area that reflects ambient light and a transmissive area that transmits light from the backlight in one pixel area, and the usage environment (ambient brightness). Accordingly, the area mainly used for display can be switched, or display using both areas can be performed. Therefore, the transflective liquid crystal display device is less affected by the low power consumption characteristic of the reflective liquid crystal display device and the ambient brightness of the transmissive liquid crystal display device, and can display a high contrast ratio. It has the feature that it can be done. Furthermore, the disadvantage of the transmissive liquid crystal display device in which the visibility is lowered in a very bright usage environment (for example, outdoors in fine weather) is also suppressed.
  • a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device that has been often used in the past has a relatively narrow viewing angle.
  • a liquid crystal display device with a viewing angle has been manufactured.
  • the VA mode can realize a high contrast ratio, and is used in many liquid crystal display devices.
  • the liquid crystal display device has an alignment film that defines the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity thereof. In the VA mode liquid crystal display device, the alignment film aligns the liquid crystal molecules substantially perpendicular to the main surface.
  • an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode in which a plurality of liquid crystal domains are formed in one pixel region is known.
  • an alignment regulating structure is provided on at least one liquid crystal layer side of a pair of substrates facing each other with a vertical alignment type liquid crystal layer interposed therebetween.
  • the alignment regulating structure is, for example, a linear slit (opening) or a rib (projection structure) provided on the electrode.
  • a CPA (Continuous Pinwheel Alignment) mode is also known.
  • a general CPA mode liquid crystal display device a pixel electrode having a highly symmetric shape is provided, and a protrusion is provided on the counter electrode corresponding to the center of the liquid crystal domain. This protrusion is also called a rivet.
  • the liquid crystal molecules are inclined and aligned in a radial shape in accordance with an oblique electric field formed by the counter electrode and the highly symmetrical pixel electrode.
  • the tilt alignment of the liquid crystal molecules is stabilized by the alignment regulating force on the tilted side surface of the rivet.
  • viewing angle characteristics are improved by aligning liquid crystal molecules in one pixel in a radial shape.
  • liquid crystal molecules are aligned in the normal direction of the main surface of the alignment film when no voltage is applied.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer
  • the liquid crystal molecules are aligned in a predetermined direction.
  • PSA technology Polymer Sustained Alignment Technology
  • Patent Documents 1 to 4 the pretilt direction of liquid crystal molecules is controlled by polymerizing the polymerizable compound in a state where a voltage is applied to a liquid crystal layer mixed with a small amount of a polymerizable compound (for example, a photopolymerizable monomer).
  • a pretilt is applied so that the liquid crystal molecules are tilted from the normal direction of the main surface of the alignment film in a state where no voltage is applied.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 1 is an MVA mode in which slits or ribs are provided as an alignment regulating structure.
  • linear slits and / or ribs are provided, and the liquid crystal molecules are aligned so that the azimuth component of the liquid crystal molecules is orthogonal to the slits or ribs when a voltage is applied. .
  • ultraviolet light is irradiated in this state, a polymer is formed and the alignment state of the liquid crystal molecules is maintained (stored). Thereafter, even when the voltage application is finished, the liquid crystal molecules are inclined in the pretilt direction from the normal direction of the main surface of the alignment film.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 2 has fine stripe pattern electrodes, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are aligned parallel to the longitudinal direction of the stripe pattern. This is in contrast to the liquid crystal display device of Patent Document 1, in which the azimuth angle component of the liquid crystal molecules is orthogonal to the slits or ribs. In addition, since the plurality of slits are provided, disorder of orientation is suppressed. In this state, ultraviolet light is irradiated to maintain (store) the alignment state of the liquid crystal molecules. Thereafter, even when the voltage application is finished, the liquid crystal molecules are inclined in the pretilt direction from the normal direction of the main surface of the alignment film. In this way, pretilt is imparted to the liquid crystal molecules in the state where no voltage is applied, thereby improving the response speed.
  • the photopolymerizable compound when a large amount of the photopolymerizable compound remains in the liquid crystal layer, the photopolymerizable compound may be polymerized when the liquid crystal display device is driven, and image sticking may occur.
  • ultraviolet light having a relatively low illuminance is applied to the liquid crystal layer without applying voltage to the liquid crystal layer after the polymerization step for providing a pretilt, so that the liquid crystal display device remains in the liquid crystal layer before driving. It is disclosed that the photopolymerizable compound is reduced to further suppress burn-in.
  • Patent Document 4 discloses a transflective liquid crystal display device.
  • an alignment maintaining layer is partially formed by partially allowing ultraviolet light to reach the liquid crystal layer using a light shielding mask, whereby the retardation of the transmission region is changed to that of the reflection region. And almost match.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device in which the generation of spots and bright spots is suppressed, and a method for manufacturing the same.
  • a liquid crystal display device is a transflective liquid crystal display device, and is provided between a rear substrate having an alignment film, a front substrate having an alignment film, and the rear substrate and the front substrate.
  • a liquid crystal layer, and an alignment sustaining layer provided on the liquid crystal layer side of each of the alignment films of the back substrate and the front substrate, wherein the alignment maintaining layer is made of a polymer obtained by polymerizing a photopolymerizable compound.
  • the liquid crystal layer is formed and includes a liquid crystal compound and the photopolymerizable compound having a concentration in the liquid crystal layer of 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less.
  • a method of manufacturing a liquid crystal display device is a transflective type liquid crystal cell, comprising a rear substrate having an alignment film, a front substrate having an alignment film, the alignment film of the rear substrate, and the front substrate.
  • a liquid crystal cell comprising: a liquid crystal cell comprising a mixture sandwiched between the alignment film; and a step of forming an alignment maintaining layer on each of the alignment films of the back substrate and the front substrate.
  • the mixture in the step of preparing the liquid crystal cell, the mixture includes a liquid crystal compound and a photopolymerizable compound, and in the step of forming the alignment maintaining layer, the alignment maintaining layer is formed of the mixture.
  • the concentration of the photopolymerizable compound in the liquid crystal layer formed from the photopolymerizable compound and formed from the mixture after forming the alignment maintaining layer is 0.045 wt% or more and 0.060 wt%. Is less than or equal to t%.
  • the concentration of the photopolymerizable compound in the mixture is 0.25 wt% or more and 0.35% wt or less.
  • the residual ratio of the photopolymerizable compound in the liquid crystal layer is 15% or more and 20% or less.
  • the present invention it is possible to provide a transflective liquid crystal display device in which the generation of spots and bright spots is suppressed, and a method for manufacturing the same.
  • (A) is a schematic diagram which shows 1st Embodiment of the liquid crystal display device by this invention
  • (b) is a schematic diagram which shows the pixel electrode in a liquid crystal display device. It is a figure which shows the SEM image of the orientation maintenance layer in the liquid crystal display device of 1st Embodiment.
  • (A) And (b) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the liquid crystal display device of 1st Embodiment.
  • (A) is a schematic diagram of the liquid crystal display device of Comparative Example 1
  • (b) is a schematic diagram of the liquid crystal display device of Comparative Example 2
  • (c) is a schematic diagram of the liquid crystal display device of Comparative Example 3.
  • (D) is a schematic diagram of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. (A)-(e) is a schematic diagram for demonstrating specifically the manufacturing method of the liquid crystal display device of 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the modification of 1st Embodiment of the liquid crystal display device by this invention. It is a schematic diagram which shows 2nd Embodiment of the liquid crystal display device by this invention.
  • (A) is a schematic diagram which shows 3rd Embodiment of the liquid crystal display device by this invention
  • (b) is a schematic diagram which shows the pixel electrode in a liquid crystal display device.
  • FIG. 1A shows a schematic diagram of a liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 100 is a transmission / reflection type.
  • the liquid crystal display device 100 includes a back substrate 120, a front substrate 140, and a liquid crystal layer 160.
  • the back substrate 120 includes a transparent substrate 122, pixel electrodes 124, and an alignment film 126.
  • the front substrate 140 includes a transparent substrate 142, a counter electrode 144, and an alignment film 146.
  • the liquid crystal layer 160 is sandwiched between the back substrate 120 and the front substrate 140.
  • the liquid crystal display device 100 includes a backlight.
  • the liquid crystal display device 100 is provided with matrix-like pixels along a plurality of rows and columns, and the rear substrate 120 has at least one switching element (for example, a thin film transistor (Thin Film) for each pixel). (Transistor: TFT)) (not shown here).
  • pixel refers to a minimum unit that expresses a specific gradation in display, and corresponds to a unit that expresses each gradation of R, G, and B in color display, Also called a dot. A combination of the R pixel, the G pixel, and the B pixel constitutes one color display pixel.
  • the “pixel area” refers to an area of the liquid crystal display device 100 corresponding to a “pixel” of display.
  • the back substrate 120 is also called an active matrix substrate, and the front substrate 140 is also called a counter substrate.
  • the liquid crystal display device 100 is a color liquid crystal display device
  • a color filter is often provided on the front substrate 140, and the front substrate 140 is also referred to as a color filter substrate.
  • the liquid crystal display device 100 is a transmissive / reflective type, and each pixel has a transmissive region and a reflective region.
  • the liquid crystal display device 100 is provided with a reflective member (not shown in FIG. 1) on the transparent substrate 122 side of the liquid crystal layer 160, and this reflective member has a fine uneven structure.
  • a reflective electrode electrically connected to the transparent pixel electrode 124 is provided as a reflective member in the reflective region.
  • an ITO film is used as the pixel electrode 124, and a metal reflection film such as an Al film is used as the reflection member.
  • each of the rear substrate 120 and the front substrate 140 is provided with a polarizing plate, and the two polarizing plates are arranged to face each other with the liquid crystal layer 160 interposed therebetween.
  • the transmission axes (polarization axes) of the two polarizing plates are arranged so as to be orthogonal to each other, with one arranged along the horizontal direction (row direction) and the other along the vertical direction (column direction).
  • the liquid crystal layer 160 has a nematic liquid crystal compound (liquid crystal molecules 162) having a negative dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal layer 160 is a vertical alignment type, and the liquid crystal molecules 162 are aligned at approximately 90 ° with respect to the surfaces of the alignment film 126 and the alignment film 146.
  • the liquid crystal layer 160 further includes a photopolymerizable compound 164 having a concentration of 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less. Note that a chiral agent may be added to the liquid crystal layer 160 as necessary.
  • the liquid crystal layer 160 is combined with a polarizing plate arranged in a crossed Nicols state to display a normally black mode.
  • the pixel electrode 124 has a plurality of unit electrodes, and each unit electrode has a highly symmetric shape.
  • the liquid crystal molecules 162 of the liquid crystal layer 160 are aligned in axial symmetry (C ⁇ ) to form a liquid crystal domain.
  • a convex portion may be provided on the liquid crystal layer 160 side of the counter substrate 140 corresponding to the center of the liquid crystal domain, and such a convex portion is also called a rivet.
  • the pixel electrode 124 includes an electrode 124t provided in the transmissive region and an electrode 124r provided in the reflective region, and the area ratio of the electrode 124t and the electrode 124r is 7: 3.
  • the liquid crystal molecules 162 When no voltage is applied to the liquid crystal layer 160 or when the applied voltage is relatively low, the liquid crystal molecules 162 are aligned substantially perpendicular to the main surfaces of the alignment films 126 and 146. On the other hand, when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 160, the liquid crystal molecules 162 are aligned in an axially symmetrical manner with the unit electrodes of the pixel electrode 124 as the center, and an axially symmetric liquid crystal domain is formed.
  • the polarizing plate described above may be a linear polarizing plate. Alternatively, the polarizing plate may be a circularly polarizing plate.
  • the alignment maintaining layer 130 is provided on the liquid crystal layer 160 side on the alignment film 126.
  • the orientation maintaining layer 130 includes a polymer obtained by polymerizing a photopolymerizable compound.
  • An alignment maintaining layer 150 is provided on the alignment film 146 on the liquid crystal layer 160 side.
  • the alignment maintaining layer 150 includes a polymer obtained by polymerizing a photopolymerizable compound.
  • the alignment maintaining layer 130 is made of the same material as the alignment maintaining layer 150, and the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed of a polymer of a photopolymerizable compound. In FIG.
  • the liquid crystal molecules 162 are shown to be aligned in parallel to the normal direction of the main surfaces of the alignment films 126 and 146, but the alignment maintaining layers 130 and 150 allow the liquid crystal molecules 162 to be aligned. Is maintained in a direction slightly inclined from the normal direction of the main surface of the alignment films 126 and 146. As described above, the alignment direction of the liquid crystal molecules 162 is defined by the alignment films 126 and 146 and the alignment maintaining layers 130 and 150.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 are provided in an island shape on the alignment films 126 and 146, and part of the surfaces of the alignment films 126 and 146 may be in contact with the liquid crystal layer 160.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 on the alignment films 126 and 146 are formed, the alignment maintaining layers 130 and 150 define the pretilt direction of the liquid crystal molecules.
  • the orientation maintaining layer 130 and 150 described above will be described with reference to FIG. 2
  • the SEM image shown in FIG. 2 is obtained by observing the surface cleaned with a solvent after removing the liquid crystal material after disassembling the liquid crystal display device 100.
  • the orientation maintaining layer includes polymer particles having a particle size of 50 nm or less. This polymer may grow to a particle size of 1 ⁇ m-5 ⁇ m.
  • a photopolymerizable compound is dissolved in a liquid crystal compound, and a mixture of the photopolymerizable compound and the liquid crystal compound is used as a liquid crystal material.
  • the liquid crystal material is surrounded by the back substrate 120, the front substrate 140, and the sealant, the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed by polymerizing the photopolymerizable compound in the liquid crystal material, and the liquid crystal layer 160 is formed from the mixture. It is formed.
  • the liquid crystal layer 160 includes a photopolymerizable compound 164 that has not been polymerized.
  • the concentration of the photopolymerizable compound with respect to the liquid crystal material is 0.30 wt%.
  • the photopolymerizable compound in an amount of 0.30 wt% can be dissolved in the liquid crystal compound.
  • the ratio of the photopolymerizable compound remaining in the liquid crystal layer 160 after polymerization is 15% or more and 20% or less, and the concentration of the photopolymerizable compound 164 remaining after polymerization is 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less. is there.
  • a polymerizable monomer having at least one ring structure or condensed ring structure and two functional groups directly bonded to the ring structure or condensed ring structure is used as the photopolymerizable compound.
  • the photopolymerizable monomer is selected from those represented by the following general formula (1). P 1 -A 1- (Z 1 -A 2 ) n -P 2 (1)
  • P 1 and P 2 are functional groups, and are each independently an acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy or epoxy group, and A 1 and A 2 are ring structures, each independently. And represents a 1,4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl group, Z 1 represents a —COO— or —OCO— group or a single bond, and n represents 0, 1 or 2.
  • P 1 and P 2 are preferably acrylate groups, Z 1 is preferably a single bond, and n is preferably 0 or 1.
  • a preferable monomer is, for example, a compound represented by the following formula.
  • P 1 and P 2 are as described in the general formula (1), and particularly preferable P 1 and P 2 are acrylate groups. Further, among the above compounds, the compounds represented by Structural Formula (1a) and Structural Formula (1b) are very preferable, and the compound of Structural Formula (1a) is particularly preferable.
  • a liquid crystal cell 110 is prepared.
  • the liquid crystal cell 110 includes a back substrate 120, a front substrate 140, and a mixture C sandwiched between the alignment film 126 of the back substrate 120 and the alignment film 146 of the front substrate 140.
  • the mixture C is formed from a liquid crystal material in which a liquid crystal compound and a photopolymerizable monomer are mixed.
  • the concentration of the photopolymerizable monomer with respect to the liquid crystal material is 0.30 wt%.
  • the mixture C is sealed with a sealing agent (not shown in FIG. 3).
  • the sealant may be a photocurable resin, or the sealant may be formed from a thermosetting resin (for example, a thermosetting acrylic resin). Alternatively, the sealant material may have both photocuring and thermosetting properties.
  • the liquid crystal cell 110 is manufactured as follows. A sealing agent is applied in a rectangular frame shape to one of the back substrate 120 and the front substrate 140, and a liquid crystal material is dropped into a region surrounded by the sealing agent. Thereafter, the back substrate 120 and the front substrate 140 are bonded together, and the sealing agent is cured.
  • dropping the liquid crystal material is also referred to as a liquid crystal dropping method (One Drop Filling: ODF).
  • ODF One Drop Filling
  • the liquid crystal material can be applied uniformly and in a short time, and batch processing can be performed on the mother glass substrate. Furthermore, the amount of discarded liquid crystal material can be reduced and the liquid crystal material can be used efficiently.
  • a sealant formed of, for example, a thermosetting resin to one of the back substrate 120 and the front substrate 140 in a partially opened rectangular frame shape
  • the back substrate 120 and the front substrate 140 are bonded together
  • the sealing agent is cured by heat treatment to form an empty cell.
  • a photo-curing sealant may be cured in order to seal the opening.
  • the liquid crystal cell 110 is irradiated with ultraviolet light in a state where a voltage is applied to polymerize the photopolymerizable monomer in the liquid crystal material, and as shown in FIG. 3B, on the alignment film 126 of the back substrate 120.
  • the alignment maintaining layer 130 is formed on the liquid crystal layer 160 side
  • the alignment maintaining layer 150 is formed on the liquid crystal layer 160 side on the alignment film 146 of the front substrate 140.
  • the intensity depending on the wavelength of the light reaching the liquid crystal layer differs depending on the color of the pixel. For this reason, in order to obtain a uniform pretilt angle, light irradiation is preferably performed from the back substrate 120 side. Since the liquid crystal display device 100 of this embodiment is provided with not only a transmissive region but also a reflective region, when light is irradiated from the back substrate 120 side, the intensity of light reaching the reflective region of the liquid crystal layer 160 is the liquid crystal Lower than the intensity of light reaching the transmission region of layer 160.
  • the area ratio between the electrode 124t provided in the transmission region of the pixel electrode 124 and the electrode 124r provided in the reflection region is 7: 3. Further, the light irradiated from the back substrate 120 side is also blocked at the wiring portion in the liquid crystal display device 100.
  • the ratio of the opening area to the light shielding area is, for example, 6: 4. In the following description of the present specification, the ratio of the light shielding region may be referred to as a “light shielding ratio”.
  • the intensity of the light reaching the reflection region of the liquid crystal layer 160 is weaker than the intensity of the light reaching the transmission region. For this reason, it is also conceivable that the scattered light is incident so that the intensity of the light reaching the reflection area of the liquid crystal layer is substantially equal to the intensity of the light reaching the transmission area.
  • the intensity of light reaching the liquid crystal layer is also uneven due to reflection and scattering at the surface and film interface of each film in the transparent substrate and the liquid crystal cell. Will occur and unevenness of the pretilt angle will occur.
  • the intensity of the light reaching the reflection area of the liquid crystal layer is substantially equal to the intensity of the light reaching the transmission area.
  • a pretilt angle unevenness occurs due to a decrease in characteristics (for example, a decrease in transmittance) due to the addition of the scattering member, and an unevenness in light intensity due to light scattering in the liquid crystal cell, thereby degrading display quality. Therefore, it is difficult to make the intensity of light reaching the reflection region of the liquid crystal layer substantially equal to the intensity of light reaching the transmission region without degrading display quality.
  • the pixel electrode 124 and the counter electrode 144 when a large amount of photopolymerizable monomer remains in the liquid crystal layer 160 after irradiation with ultraviolet light with a voltage applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144, the pixel electrode 124 and the counter electrode 144. The concentration of the remaining photopolymerizable monomer may be reduced by irradiating with ultraviolet light without applying a voltage therebetween. Then, a drive circuit and a polarizing plate are attached as needed.
  • the liquid crystal display device 100 is manufactured as described above.
  • FIG. 4A shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 700 of Comparative Example 1
  • FIG. 4B shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 800 of Comparative Example 2
  • FIG. A schematic diagram of the liquid crystal display device 900 is shown
  • FIG. 4D shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
  • the liquid crystal display devices 700, 800 and 900 of Comparative Examples 1 to 3 except that the presence or absence of the photopolymerizable monomer added to the liquid crystal material and the concentration of the photopolymerizable monomer remaining in the liquid crystal layer after polymerization are different.
  • the liquid crystal display device 100 is manufactured and has the same configuration as the liquid crystal display device 100.
  • liquid crystal display device 700 of Comparative Example 1 no photopolymerizable monomer (hereinafter also simply referred to as “monomer”) is added to the liquid crystal material, and no alignment maintaining layer is formed in the liquid crystal display device 700.
  • monomer photopolymerizable monomer
  • the liquid crystal display device 800 of Comparative Example 2 as in the liquid crystal display device 100, a liquid crystal material added with 0.30 wt% monomer is used, and the alignment maintaining layers 830 and 850 are formed.
  • the concentration of the residual monomer 864 is high, and the proportion of the monomer remaining after polymerization is 30%.
  • the ratio of the monomer amount remaining after the polymerization step with respect to the added monomer amount is also referred to as “residual ratio”.
  • the monomer residual ratio can be measured by gas chromatography.
  • the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3 uses a liquid crystal material to which a monomer of 0.30 wt% is added, as in the liquid crystal display device 100, and the alignment maintaining layers 930 and 950 are formed. However, in the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3, the residual monomer 964 is sufficiently reduced. In the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3, the ratio of the monomer 964 remaining after polymerization is 10%, and the concentration of the monomer 964 is 0.030 wt%. On the other hand, in the liquid crystal display device 100, as described above, the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed using a liquid crystal material to which a monomer having a concentration of 0.30 wt% is added as a liquid crystal material.
  • the ratio of the monomer 164 remaining after polymerization is higher than the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3 and is 15% or more and 20% or less, and the concentration of the monomer 164 in the liquid crystal layer 160 is 0.045 wt%. It is 0.060 wt% or less.
  • the response speed of the liquid crystal display device 700 of the comparative example 1 is low and the alignment regulation force is weak.
  • the alignment maintaining layers 830 and 850 are formed, but the concentration of the remaining monomer 864 is high, and the polymerization of the monomer 864 is not sufficiently performed.
  • the orientation regulating force applied to 862 is relatively weak.
  • the liquid crystal display device 800 of the comparative example 2 when a certain display is continued for a long time and then another display (for example, display of the same gradation level on the entire screen) is performed, the previous display is caused.
  • the luminance may be different from the gradation that should be displayed, and image sticking may occur.
  • the polymerization of the monomer is sufficiently performed and the alignment maintaining layers 130 and 150 are provided, thereby improving the response speed and the alignment collapse due to the panel surface pressing. At the same time, seizure is suppressed.
  • the polymerization of the monomer is sufficiently performed and the alignment maintaining layers 930 and 950 are provided, whereby the response speed is improved and the image sticking is performed. Is suppressed.
  • the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3 is a transflective type, but due to diffraction and refraction of light irradiated from the back substrate 920 side, polymerization based on heat caused by light irradiation, and flow in the liquid crystal layer 960, A polymer is formed not only in the transmissive region but also in the reflective region. In addition, the polymerization of the monomer in the reflection region is not sufficient, and the polymer formed in the reflection region includes dimers and trimers.
  • the concentration of residual monomer is reduced by irradiating with ultraviolet light for a long time, and as a result, many polymers are formed.
  • the intensity of light reaching the transmission region of the liquid crystal layer 960 is high, the polymer in the transmission region adheres to the transmission regions of the alignment films 926 and 946, and the alignment film in the transmission region.
  • Alignment maintaining layers 930 and 950 are formed on 926 and 946, whereas the intensity of light reaching the reflective region of the liquid crystal layer 960 is low, and one of the alignment films 926 and 946 and the liquid crystal layer 960 Since almost no light passes through the interface and reaches the reflection region of the liquid crystal layer 960, the polymer hardly adheres to the reflection regions of the alignment films 926 and 946, and the grown polymer floats in the liquid crystal layer 960.
  • Such a floating polymer may adhere non-uniformly to the alignment films 926 and 946 during the operation of the liquid crystal display device 900, but the polymer in which the floating polymer aggregates and grows to a diameter of 1 ⁇ m to 5 ⁇ m is aligned with the alignment film 926, When it adheres to 946, a bright spot is generated or a spot is visible.
  • the agglomerated polymer has a certain height, the polymer itself functions in the same manner as a structure, and the surrounding orientation is disturbed, so that a bright spot is generated.
  • the exposed area of the alignment film is remarkably reduced, so that spots may be seen due to a pretilt change accompanying a decrease in vertical alignment. . As described above, spots and bright spots are generated due to the floating polymer.
  • the liquid crystal display device 900 of Comparative Example 3 it is necessary to irradiate with ultraviolet light for a long time in order to reduce the concentration of the remaining monomer, and as a result, the floating polymer increases and the liquid crystal display device The reliability of 900 is lowered.
  • it is necessary to reduce only the photopolymerizable monomer which remains after pretilt provision for long time ultraviolet light irradiation it is often irradiated in the state of no voltage application.
  • the concentration of the residual monomer 164 is relatively high in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the amount of polymer formed in the liquid crystal layer 160 is small, and as a result, the amount of floating polymer is reduced. Thereby, the generation
  • the liquid crystal cell 110 may be manufactured by ODF.
  • the liquid crystal display device 100 is manufactured as follows.
  • a sealant S that defines a liquid crystal region is applied to the front substrate 140.
  • the sealing agent S is formed from, for example, a photocurable or thermosetting resin, and specifically, is formed from an acrylic resin or an epoxy resin and a reactive agent thereof. Alternatively, the sealing agent S is formed from a resin having both photocuring and thermosetting properties and its reactive agent.
  • a liquid crystal material L is dropped onto the display area.
  • the liquid crystal material L is mixed with a liquid crystal compound and a photopolymerizable monomer.
  • the back substrate 120 is bonded to the front substrate 140. Bonding is performed in a vacuum atmosphere. After bonding, it is released to atmospheric pressure. Then, the sealing agent S is irradiated with light to cure the sealing agent S. Further, when the sealant S is thermally cured, the liquid crystal cell 110 is further subjected to a heat treatment so that the sealant S is completely cured. If necessary, the cutting process is also performed to bring out the terminal for PSA.
  • a voltage is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144 to irradiate the liquid crystal cell 110 with ultraviolet light.
  • the voltage is applied as follows. For example, a gate voltage of 10 V is continuously applied to the gate wiring of the liquid crystal cell 110 to keep the TFTs provided in each pixel in an on state, a data voltage of 5 V is applied to all the source wirings, and an amplitude is applied to the counter electrode. A rectangular wave of 10V (maximum 10V and minimum 0V) is applied. As a result, an AC voltage of ⁇ 5 V is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144.
  • ultraviolet light for example, i-line with a wavelength of 365 nm, about 5.8 mW / cm 2
  • the photopolymerizable monomer in the liquid crystal material is polymerized to form a polymer, and as shown in FIG. 5E, alignment maintaining layers 130 and 150 are formed, and a pretilt of 0.1 ° to 5 ° is formed.
  • a corner is given.
  • the front substrate 140 is provided with a color filter layer, the intensity of the wavelength reaching the liquid crystal layer differs depending on the color material (for example, red, green, blue) of each color filter layer, so that a uniform pretilt is achieved.
  • light irradiation is generally performed from the back substrate 120 side.
  • the photopolymerizable monomer remaining in the liquid crystal material is adsorbed or chemically bonded on the alignment maintaining layers 130 and 150, and in addition, the photopolymerizable monomers are polymerized with each other. It is possible to reduce the photopolymerizable monomer remaining in the liquid crystal material. If there are many remaining photopolymerizable monomers, the photopolymerizable monomers may slowly polymerize during the operation of the liquid crystal panel, and burn-in may occur. Can be prevented. Thereafter, a polarizing plate and a drive circuit are attached as necessary.
  • the liquid crystal material is dropped on the front substrate 140, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid crystal material may be dropped on the back substrate 120.
  • the sealing agent is cured by irradiating the sealing agent with light
  • the light is preferably irradiated from the rear substrate 120 side.
  • the light source is moved relatively above the liquid crystal cell 110 without inverting the liquid crystal cell 110 formed by bonding the back substrate 120 to the front substrate 140, and the If light is irradiated, it can be irradiated from the back substrate 120 side.
  • a liquid crystal panel can be easily produced by dropping the liquid crystal material onto the front substrate 140.
  • the application of the voltage at the time of ultraviolet light irradiation may be performed as follows.
  • the gate voltage of 15V is continuously applied to all the gate lines in the display area of the liquid crystal cell 110, the TFTs provided in the respective pixels are kept on, the data voltage of 0V is applied to all the source lines, and the counter electrode A rectangular wave having an amplitude of 10 V (maximum 5 V and minimum -5 V) is applied.
  • an AC voltage of ⁇ 5 V is applied to the liquid crystal layer.
  • the alignment regulating force and the pretilt angle can be controlled by the voltage value applied to the liquid crystal layer and the ultraviolet light irradiation time.
  • the voltage value applied to the liquid crystal layer and the ultraviolet light irradiation time can be controlled by the voltage value applied to the liquid crystal layer and the ultraviolet light irradiation time.
  • disorder of the alignment state in the pixel may be reduced, and display quality without a feeling of roughness may be obtained.
  • the light source is a low-pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high-pressure discharge lamp (high-pressure mercury lamp, metal halide lamp), or short arc discharge lamp (ultra-high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp). ) Etc. may be used. Moreover, the light from a light source may be irradiated as it is, or the specific wavelength (or specific wavelength area) selected with the filter may be irradiated.
  • the thickness of the transmission region and the reflection region of the liquid crystal layer 160 is shown to be equal to each other, but the present invention is not limited to this.
  • the transmissive region light that has entered from the rear substrate side and passed through the liquid crystal layer contributes to display, whereas in the reflective region, it has been incident from the front substrate side and passed through the liquid crystal layer and then reflected by the reflecting member and again. Light that has passed through the liquid crystal layer contributes to display. Therefore, when the thickness of the transmissive region and the reflective region of the liquid crystal layer 160 is substantially equal to each other, and the refractive index anisotropy per unit thickness of the liquid crystal layer is equal in each of the reflective region and the transmissive region, the reflective region This retardation is twice that of the transmission region.
  • a transparent dielectric layer 148 is provided between the transparent substrate 142 of the front substrate 140 and the counter electrode 144 in the reflective region.
  • the thickness of the reflective region of the liquid crystal layer 160 is approximately half of the thickness of the transmissive region, and the retardation of the reflective region can be made substantially coincident with the retardation of the transmissive region.
  • Table 1 shows the measurement results of spots, bright spots, image sticking, thermal test and impact test when the residual ratio was changed to 4%, 10%, 15%, 20%, 30% and 40%.
  • concentration of the monomer added to the liquid crystal material is 0.30 wt%.
  • the ratio between the opening area and the light shielding area of the liquid crystal panel is 60:40.
  • the light shielding region is a region including not only a region occupied by the reflecting member but also a region corresponding to the wiring.
  • the thickness of the transmission region of the liquid crystal layer is 4 ⁇ m, and the thickness of the reflection region is 2 ⁇ m.
  • the presence or absence of spots and bright spots is confirmed as follows.
  • the liquid crystal panel is operated at a high temperature of 70 ° C. and room temperature, and the display of the liquid crystal panel is confirmed visually and with a microscope.
  • the residual ratio of the monomer is 10% or less, the amount of floating polymer increases, and spots and bright spots are generated on the display of the liquid crystal panel.
  • the residual ratio is 15% or more, the occurrence of spots and bright spots is suppressed.
  • the confirmation of the presence or absence of burn-in is performed as follows. First, a pattern in which the central part of the display area is black and the peripheral part of the display area is white is displayed for a long time. Specifically, this display is continued for 240 hours in a high-temperature bath at 70 ° C. Note that the backlight of the liquid crystal display device continues to be lit. Thereafter, the entire display area is displayed in a predetermined halftone. At this time, if there is a difference between the luminance of the peripheral portion where the white display is performed and the luminance of the central portion where the black display is performed by visual inspection and luminance evaluation, it is determined that the burn-in has occurred. Image sticking occurs when the residual ratio is 30% or more, but image sticking is suppressed when the residual ratio is 20% or less.
  • the display on the liquid crystal panel is checked after the display is continued for a long time in a heated state.
  • some polymers are peeled off from the alignment film by heating while applying voltage to the liquid crystal, and the regulating force by the polymer is partially And the tilt angle of the liquid crystal molecules changes, and the alignment direction of the liquid crystal molecules returns to the vertical alignment before the polymer formation, and as a result, the display of the liquid crystal panel may change. If the residual ratio is high and the amount of polymer formed is small, uneven display tends to occur. From the results of such a thermal test, the adhesion of the polymer can be understood. In general, the pretilt of liquid crystal molecules may become zero due to aging, and the result of the thermal test is also an index for aging.
  • the thermal test is performed as follows. In a high-temperature bath at 80 ° C., it is confirmed whether or not the display on the liquid crystal panel is changed by visual inspection and luminance unevenness evaluation. When the residual ratio is 30% or more, the display on the liquid crystal panel changes, but when the residual ratio is 20% or less, the change in the display on the liquid crystal panel is suppressed.
  • the impact test check whether the display on the liquid crystal panel changes after an impact is applied to the liquid crystal panel.
  • the polymer adhesion at the interface is low depending on the polymer formation amount and the growth rate, the starting point of the polymer imparting the tilt of the liquid crystal molecules disappears due to the impact.
  • the regulation force by the polymer is partially reduced, the pretilt angle of the liquid crystal molecules changes, the alignment direction of the liquid crystal molecules returns to the vertical alignment before polymer formation, and as a result, the display of the liquid crystal panel changes.
  • the results of the impact test reveal the adhesion of the polymer.
  • the impact test is performed as follows. At high temperature (for example, 70 ° C.) and room temperature, the liquid crystal panel is vibrated during operation, or the main surface of the liquid crystal panel is struck, and then the change in the display of the liquid crystal panel is confirmed by visual observation and luminance difference evaluation. When the residual ratio is 30% or more, the display on the liquid crystal panel changes. On the other hand, when the residual ratio is 20% or less, the display change of the liquid crystal panel is suppressed.
  • the liquid crystal display devices 100 and 100A by setting the residual ratio of the monomer to 15% or more and 20% or less, it is possible to suppress the burn-in and display change and to suppress the generation of spots and bright spots.
  • the alignment of the liquid crystal molecules is further improved by adding a chiral agent to the liquid crystal material. Can be stabilized.
  • the ratio between the opening area and the light shielding area of the liquid crystal panel is 60:40, but the ratio between the opening area and the light shielding area of the liquid crystal panel is within the range of 80:20 to 30:70.
  • the light shielding region includes not only a region occupied by the reflecting member but also a region corresponding to the wiring. In this case, the occurrence of spots and bright spots can be suppressed by setting the residual ratio to 15% or more and 20% or less.
  • Table 2 shows the measurement results of display quality when the light shielding ratio is changed to 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%, and 75%.
  • the concentration of the monomer added to the liquid crystal material is 0.25 wt%, 0.30 wt%, and 0.35 wt%.
  • ⁇ indicates that there is no deterioration in display quality when the concentration of the residual monomer in the liquid crystal layer is 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less, and “ ⁇ ” indicates that the residual ratio is 0. Even if it is 045 wt% or less, the display quality does not deteriorate.
  • the ultraviolet light is basically irradiated in parallel, but the monomer flows in the liquid crystal layer at the time of the ultraviolet light irradiation, and the irradiated light is applied to the film interface in the liquid crystal cell. Due to diffraction, refraction, reflection, scattering, and the like by the structure, ultraviolet light slightly enters the reflective region of the liquid crystal layer. For this reason, it is thought that the same effect was acquired over the comparatively wide range whose light-shielding ratio is 20% or more and 70% or less.
  • the light shielding ratio is 75%, spots occur when the monomer concentration with respect to the liquid crystal material is 0.25 wt%. However, when the monomer concentration with respect to the liquid crystal material is 0.30 wt% or more, not only the spots but also bright spots Will occur. From this, it is understood that when the light shielding ratio is relatively high, the larger the monomer concentration with respect to the liquid crystal material, the easier it is to form a large floating polymer, so that not only spots but also bright spots are generated.
  • the liquid crystal display device 100B of this embodiment includes a back substrate 120, a front substrate 140, and a liquid crystal layer 160.
  • the back substrate 120 includes a planarizing film 123 provided between the transparent substrate 122 and the pixel electrode 124 in addition to the transparent substrate 122, the pixel electrode 124, and the alignment film 126.
  • the liquid crystal display device 100B has the same configuration as the liquid crystal display device 100A described above except that the planarizing film 123 is provided, and redundant description is omitted to avoid redundancy.
  • the pixel electrode 124 is provided on the planarization film 123, and the pixel electrode 124 can be formed at a position overlapping a wiring (not shown). Note that a contact hole is formed in the planarizing film 123, and the pixel electrode 124 and the drain electrode D of the TFT are electrically connected in the contact hole.
  • the planarizing film 123 is made of an acrylic or imide insulating material.
  • a part of the planarization film 123 may be decomposed to generate gas and generate bubbles in the liquid crystal layer 160 by irradiation with ultraviolet light. .
  • bubbles are generated in the liquid crystal layer 160, the alignment of the liquid crystal molecules 162 in the region is disturbed, the luminance is lowered (also referred to as a black spot), and the display quality is lowered.
  • a transparent dielectric layer 148 is provided in the reflective region of the front substrate 140. Due to the transparent dielectric layer 148, the thickness of the reflective region of the liquid crystal layer 160 is approximately half the thickness of the transmissive region. Thus, by providing the transparent dielectric layer 148, the retardation of the reflective region can be made the same as the retardation of the transmissive region.
  • a photopolymerizable monomer having a concentration of 0.30 wt% is added to the liquid crystal material.
  • the concentration of the photopolymerizable monomer 164 in the liquid crystal layer 160 is 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less, and the remaining ratio of the photopolymerizable monomer is 15% or more and 20% or less.
  • the concentration of the photopolymerizable monomer 164 is relatively high at 0.045 wt% or more and 0.060 wt% or less, and the remaining ratio of the photopolymerizable monomer is relatively at 15% or more and 20% or less. Since it is high, the irradiation time of ultraviolet light can be shortened. For this reason, generation
  • Table 3 shows the measurement results of spots, bright spots, bubbles, image sticking, thermal test and impact test when the residual ratio was changed to 4%, 10%, 15%, 20%, 30% and 40%. Again, the concentration of the monomer added to the liquid crystal material is 0.30 wt%.
  • the residual ratio is 4%
  • bubbles may be generated in the liquid crystal layer 160 because the irradiation time of ultraviolet light is relatively long.
  • the residual ratio is 10% or more, since the irradiation time of ultraviolet light is relatively short, it is possible to suppress deterioration in display quality due to generation of bubbles.
  • the result of a spot, a bright spot, a burn-in, a thermal test, and an impact test is as described above with reference to Table 1.
  • the electrodes provided in the transmissive region and the reflective region in the pixel electrode are both formed from the same unit electrode, but the present invention is not limited to this.
  • the electrode provided in the transmissive region may have a different shape from the electrode provided in the reflective region.
  • FIG. 8A shows a schematic diagram of a liquid crystal display device 100C of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 100C of the present embodiment has the same configuration as the above-described liquid crystal display device 100 except that the pixel electrode 124C has a different shape, and redundant description is given to avoid redundancy. Omitted.
  • the pixel electrode 124C has an electrode 124t provided in the transmissive region and an electrode 124r provided in the reflective region.
  • the electrode 124t includes a cross-shaped stem electrode 124j and linear electrodes 124k1 to 124k4 extending in four different directions d1 to d4 from the stem electrode 124j.
  • Such a structure of the pixel electrode is also called a fishbone structure.
  • the trunk electrode 124j extends in the x direction and the y direction. For example, in the electrode 124t, the width of the trunk electrode 124j is 3 ⁇ m.
  • the width of the linear electrodes 124k1, 124k2, 124k3, and 124k4 is 3 ⁇ m, and the interval is 3 ⁇ m.
  • the horizontal direction (left and right direction) of the display screen (paper surface) is taken as a reference for the azimuth angle direction, and the counterclockwise direction is taken positively.
  • the directions d1 to d4 are directed to 135 °, 45 °, 315 °, and 225 °, respectively.
  • the electrode 124r is a highly symmetrical unit electrode, and the electrode 124r is electrically connected to the trunk electrode 124j of the electrode 124.
  • the liquid crystal molecules 162 in the transmissive region are aligned parallel to the extending direction of the corresponding linear electrodes 124k1 to 124k4, as shown in FIG. 8B.
  • the liquid crystal layer 160 is a vertical alignment type, and the liquid crystal layer 160 includes a liquid crystal domain A formed by the linear electrode 124k1, a liquid crystal domain B formed by the linear electrode 124k2, and a liquid crystal formed by the linear electrode 124k3. It has a domain C and a liquid crystal domain D formed by the linear electrode 124k4.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned perpendicular to the main surface of an alignment film (not shown) except for the vicinity of the pixel electrode 124.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned along the extending directions d1 to d4 of the linear electrodes 124k1, 124k2, 124k3, and 124k4.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal domains A to D is referred to as a reference alignment direction.
  • the azimuth angle component projected onto the main surface of the alignment film is referred to as a reference orientation.
  • the reference orientation characterizes the corresponding liquid crystal domain and has a dominant influence on the viewing angle characteristics of each liquid crystal domain.
  • the horizontal direction (left-right direction) of the display screen (paper surface) is taken as the reference for the azimuth direction, and the counterclockwise direction is positive
  • the difference between any two azimuths of the four liquid crystal domains A to D is 90 °. It is set to be four orientations that are substantially equal to an integral multiple of.
  • the reference alignment directions of the liquid crystal domains A, B, C, and D are 315 °, 225 °, 135 °, and 45 °, respectively.
  • the viewing angle characteristics are improved by aligning the liquid crystal molecules 162 in four different orientations.
  • the liquid crystal molecules 162 in the reflective region are aligned in an axially symmetrical manner with the unit electrode of the pixel electrode 124 as the center, and a liquid crystal domain is formed.
  • a convex portion may be provided on the liquid crystal layer 160 side of the counter substrate 140 corresponding to the center of the electrode 124r.
  • the electrode 124t provided in the transmission region has a fishbone structure
  • the electrode 124r provided in the reflection region is formed from a unit electrode. It is not limited to this.
  • Each electrode provided in the transmission region and the reflection region may have a fishbone structure.
  • the planarizing film is provided on the rear substrate, but the present invention is not limited to this.
  • the planarizing film may be provided on the front substrate.
  • the liquid crystal display device 100D of the present embodiment has the same configuration as the above-described liquid crystal display device 100B except that the front substrate 140 further includes a planarizing film 143, and is duplicated to avoid redundancy. Description to be omitted is omitted.
  • the planarizing film 143 covers the color filter layers 145R, 145G, and 145B, and a counter electrode 144 is provided on the surface of the planarizing film 143.
  • the planarizing film 143 is made of acrylic or imide resin.
  • a transparent dielectric layer may be provided on the planarizing film 143 in the reflective region, or a resin spacer for holding the cell thickness may be provided on the planarizing film 143.
  • the transparent dielectric layer 148 is provided on the front substrate 140, but the present invention is not limited to this.
  • the transparent dielectric layer may be provided on the back substrate.
  • the liquid crystal display device 100E of the present embodiment has the same configuration as that of the liquid crystal display device 100 described above except that the back substrate 120 has a transparent dielectric layer 128, and is duplicated to avoid redundancy. Description to be omitted is omitted.
  • the transparent dielectric layer 128 is provided in the reflective region on the pixel electrode 124. In the liquid crystal display device 100E, the transparent dielectric layer 128 is covered with the reflective electrode 125 having a fine uneven structure.
  • liquid crystal panel may be in another ECB mode, or the liquid crystal panel may be in the TN mode.

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Abstract

　本発明による透過反射両用型の液晶表示装置（１００）は、配向膜（１２６）を有する背面基板（１２０）と、配向膜（１４６）を有する前面基板（１４０）と、背面基板（１２０）と前面基板（１４０）との間に設けられた液晶層（１６０）と、背面基板（１２０）および前面基板（１２０）のそれぞれの配向膜（１２６、１４６）の液晶層（１６０）側に設けられた配向維持層（１３０、１５０）とを備えている。配向維持層（１３０、１５０）は光重合性化合物の重合した重合体から形成されており、液晶層（１６０）は、液晶化合物（１６２）と、液晶層（１６０）中の濃度が０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下の光重合性化合物（１６４）とを含む。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、透過反射両用型の液晶表示装置に関する。
　液晶表示装置は、大型テレビジョンだけでなく携帯電話の表示部等の小型の表示装置としても利用されている。液晶表示装置は反射型と透過型に大別される。液晶表示装置は、ブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）やエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）などの自発光型の表示装置とは異なり、透過型の液晶表示装置では液晶パネルの背後に配置された照明装置（いわゆるバックライト）の光を用いて表示を行い、反射型の液晶表示装置では周囲光を用いて表示を行っている。
　透過型液晶表示装置は、バックライトからの光を用いて表示を行うので、周囲の明るさに影響されることが少なく、高コントラスト比の表示を行うことができるという利点を有しているものの、バックライトを使用するため消費電力が大きいという問題を有している。また、透過型液晶表示装置は、非常に明るい使用環境（例えば、晴天の屋外）においては、視認性が低下するという問題も有している。一方、反射型液晶表示装置は、バックライトを有しないので、消費電力が極めて小さいという利点を有しているが、表示の明るさやコントラスト比が周囲の明るさなどの使用環境によって大きく左右されるという問題を有している。特に、暗い使用環境においては視認性が極端に低下するという欠点を有している。
　そこで、こうした問題を解決できる液晶表示装置として、反射型と透過型との両方の機能を持った液晶表示装置が提案されている。この透過反射両用型液晶表示装置は、１つの画素領域に、周囲光を反射する反射領域と、バックライトからの光を透過する透過領域とを有しており、使用環境（周囲の明るさ）に応じて、表示に主に利用する領域の切り替え、または、両方の領域を利用した表示を行うことができる。従って、透過反射両用型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置の有する低消費電力という特徴と、透過型液晶表示装置の有する周囲の明るさに影響されることが少なく、高コントラスト比の表示を行うことができるという特徴とを兼ね備えている。さらに、非常に明るい使用環境（例えば、晴天の屋外）において視認性が低下するという透過型液晶表示装置の欠点も抑制される。
　また、従来しばしば用いられたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置は比較的狭い視野角を有していたが、近年、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ―Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードおよびＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードといった広視野角の液晶表示装置が作製されている。そのような広視野角のモードの中でも、ＶＡモードは高コントラスト比を実現できるため、多くの液晶表示装置に採用されている。液晶表示装置には、その近傍の液晶分子の配向方向を規定する配向膜を有しており、ＶＡモードの液晶表示装置において、配向膜は、液晶分子をその主面に略垂直に配向する。
　ＶＡモードの一種として、１つの画素領域に複数の液晶ドメインを形成するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが知られている。ＭＶＡモードの液晶表示装置には、垂直配向型液晶層を挟んで対向する一対の基板のうちの少なくとも一方の液晶層側に配向規制構造が設けられている。配向規制構造は、例えば、電極に設けられた線状のスリット（開口部）またはリブ（突起構造）である。配向規制構造により、液晶層の一方または両側から配向規制力が付与され、配向方向の異なる複数の液晶ドメイン（典型的には４つの液晶ドメイン）が形成され、視野角特性の改善が図られている。
　また、ＶＡモードの別の一種として、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｐｉｎｗｈｅｅｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードも知られている。一般的なＣＰＡモードの液晶表示装置では対称性の高い形状を有する画素電極が設けられるとともに液晶ドメインの中心に対応して対向電極に突起物が設けられている。この突起物はリベットとも呼ばれる。電圧を印加すると、対向電極と対称性の高い画素電極とによって形成される斜め電界にしたがって液晶分子は放射形状に傾斜配向する。また、リベットの傾斜側面の配向規制力によって液晶分子の傾斜配向が安定化される。このように、１画素内の液晶分子が放射形状に配向することにより、視野角特性の改善が行われている。
　一般的なＶＡモードでは電圧無印加状態において液晶分子は配向膜の主面の法線方向に配向しており、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子は所定の方向に配向する。一方、液晶表示装置の応答速度を改善するために、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下、「ＰＳＡ技術」という）を利用することが検討されている（特許文献１～４参照）。ＰＳＡ技術では、少量の重合性化合物（例えば光重合性モノマー）の混合された液晶層に電圧を印加した状態で重合性化合物の重合を行うことによって液晶分子のプレチルト方向を制御する。これにより、電圧無印加状態において液晶分子が配向膜の主面の法線方向から傾くようにプレチルトが付与される。
　特許文献１の液晶表示装置は、配向規制構造としてスリットまたはリブが設けられたＭＶＡモードである。特許文献１の液晶表示装置では、線状のスリットおよび／またはリブが設けられており、電圧の印加により、液晶分子の方位角成分がスリットまたはリブに対して直交するように液晶分子は配向する。この状態において紫外光を照射すると、ポリマーが形成されて液晶分子の配向状態が維持（記憶）される。その後、電圧の印加を終了しても液晶分子は配向膜の主面の法線方向からプレチルト方位に傾いている。
　特許文献２の液晶表示装置は、微細なストライプ状のパターンの電極を有しており、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子はストライプ状のパターンの長手方向に平行に配向する。これは、特許文献１の液晶表示装置において、液晶分子の方位角成分がスリットまたはリブに対して直交するのと対照的である。また、複数のスリットが設けられていることにより、配向の乱れが抑制される。この状態において、紫外光を照射して液晶分子の配向状態を維持（記憶）する。その後、電圧の印加を終了しても液晶分子は配向膜の主面の法線方向からプレチルト方位に傾いている。このようにして電圧無印加状態の液晶分子にプレチルトを付与しており、これにより、応答速度の改善が図られている。
　また、液晶層内に残存した光重合性化合物が多い場合、液晶表示装置の駆動時に光重合性化合物の重合が起こり、焼き付きが発生することがある。特許文献３には、プレチルト付与のための重合工程後に液晶層に電圧を印加することなく比較的弱い照度の紫外光を照射することにより、液晶表示装置の駆動の前に液晶層内に残存する光重合性化合物を低減させて焼き付きをさらに抑制することが開示されている。
　特許文献４には、透過反射両用型の液晶表示装置が開示されている。特許文献４の液晶表示装置では、遮光マスクを用いて紫外光を部分的に液晶層に到達させることにより、配向維持層を部分的に形成し、これにより、透過領域のリタデーションを反射領域のリタデーションと略一致させている。
特開２００２－３５７８３０号公報 特開２００３－１４９６４７号公報 特開２００３－１７７４０８号公報 特開２００５－３３８４７２号公報
　ＰＳＡ技術を利用して透過反射両用型の液晶表示装置を作製すると、シミおよび輝点が発生することがある。
　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、シミおよび輝点の発生を抑制した透過反射両用型の液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。
　本発明による液晶表示装置は、透過反射両用型の液晶表示装置であって、配向膜を有する背面基板と、配向膜を有する前面基板と、前記背面基板と前記前面基板との間に設けられた液晶層と、前記背面基板および前記前面基板のそれぞれの前記配向膜の前記液晶層側に設けられた配向維持層とを備えており、前記配向維持層は光重合性化合物の重合した重合体から形成されており、前記液晶層は、液晶化合物と、前記液晶層中の濃度が０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下の前記光重合性化合物とを含む。
　本発明による液晶表示装置の製造方法は、透過反射両用型の液晶セルであって、配向膜を有する背面基板と、配向膜を有する前面基板と、前記背面基板の前記配向膜と前記前面基板の前記配向膜との間に挟まれた混合物とを備える液晶セルを用意する工程と、前記背面基板および前記前面基板のそれぞれの前記配向膜上に配向維持層を形成する工程とを包含する、液晶表示装置の製造方法であって、前記液晶セルを用意する工程において、前記混合物は液晶化合物と光重合性化合物とを含み、前記配向維持層を形成する工程において、前記配向維持層は前記混合物の前記光重合性化合物から形成され、前記配向維持層を形成した後において前記混合物から形成された液晶層中の前記光重合性化合物の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下である。
　ある実施形態では、前記液晶セルを用意する工程において、前記混合物中の前記光重合性化合物の濃度は０．２５ｗｔ％以上０．３５％ｗｔ以下である。
　ある実施形態では、前記配向維持層を形成した後において、前記液晶層中の前記光重合性化合物の残留割合は１５％以上２０％以下である。
　本発明によれば、シミおよび輝点の発生を抑制した透過反射両用型の液晶表示装置およびその製造方法を提供することができる。
（ａ）は本発明による液晶表示装置の第１実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は液晶表示装置における画素電極を示す模式図である。 第１実施形態の液晶表示装置における配向維持層のＳＥＭ像を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための模式図である。 （ａ）は比較例１の液晶表示装置の模式図であり、（ｂ）は比較例２の液晶表示装置の模式図であり、（ｃ）は比較例３の液晶表示装置の模式図であり、（ｄ）は実施形態１の液晶表示装置の模式図である。 （ａ）～（ｅ）は、第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を具体的に説明するための模式図である。 本発明による液晶表示装置の第１実施形態の変形例を示す模式図である。 本発明による液晶表示装置の第２実施形態を示す模式図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第３実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は液晶表示装置における画素電極を示す模式図である。 本発明による液晶表示装置の第４実施形態を示す模式図である。 本発明による液晶表示装置の第５実施形態を示す模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　（実施形態１）
　以下、本発明による液晶表示装置の第１実施形態を説明する。図１（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００の模式図を示す。液晶表示装置１００は透過反射両用型である。
　液晶表示装置１００は、背面基板１２０と、前面基板１４０と、液晶層１６０とを備えている。背面基板１２０は、透明基板１２２と、画素電極１２４と、配向膜１２６とを有している。前面基板１４０は、透明基板１４２と、対向電極１４４と、配向膜１４６とを有している。液晶層１６０は、背面基板１２０と前面基板１４０との間に挟まれている。図示していないが、液晶表示装置１００はバックライトを備えている。
　液晶表示装置１００には、複数の行および複数の列に沿ったマトリクス状の画素が設けられており、背面基板１２０には、各画素に対して少なくとも１つのスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ））（ここでは図示せず）が設けられている。本明細書において「画素」とは、表示において特定の階調を表現する最小の単位を指し、カラー表示においては、例えば、Ｒ、ＧおよびＢのそれぞれの階調を表現する単位に対応し、ドットとも呼ばれる。Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の組み合わせが、１つのカラー表示画素を構成する。「画素領域」は、表示の「画素」に対応する液晶表示装置１００の領域を指す。背面基板１２０はアクティブマトリクス基板とも呼ばれ、前面基板１４０は対向基板とも呼ばれる。また、液晶表示装置１００がカラー液晶表示装置である場合、前面基板１４０にカラーフィルタが設けられることが多く、このような前面基板１４０はカラーフィルタ基板とも呼ばれる。
　液晶表示装置１００は透過反射両用型であり、各画素は透過領域および反射領域を有している。液晶表示装置１００には液晶層１６０よりも透明基板１２２側に反射部材（図１には図示せず）が設けられており、この反射部材は微細な凹凸構造を有している。例えば、反射領域には透明な画素電極１２４と電気的に接続された反射電極が反射部材として設けられている。例えば、画素電極１２４としてＩＴＯ膜が用いられ、反射部材としてＡｌ膜などの金属反射膜が用いられる。
　なお、図示していないが、背面基板１２０および前面基板１４０のそれぞれには偏光板が設けられており、２つの偏光板は液晶層１６０を挟んで互いに対向するように配置されている。２つの偏光板の透過軸（偏光軸）は、互いに直交するように配置されており、一方が水平方向（行方向）、他方が垂直方向（列方向）に沿うように配置されている。
　液晶層１６０は負の誘電率異方性を有するネマティック液晶化合物（液晶分子１６２）を有している。液晶層１６０は垂直配向型であり、液晶分子１６２は配向膜１２６および配向膜１４６の表面に対してほぼ９０°に配向する。また、液晶層１６０は濃度０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下の光重合性化合物１６４をさらに有している。なお、液晶層１６０には必要に応じてカイラル剤が添加されていてもよい。液晶層１６０はクロスニコル配置された偏光板と組み合わされてノーマリーブラックモードの表示を行う。
　図１（ｂ）に示すように、画素電極１２４は複数の単位電極を有しており、各単位電極は対称性の高い形状を有している。液晶層１６０に電圧が印加されると、液晶層１６０の液晶分子１６２が軸対称（Ｃ∞）に配向されて液晶ドメインが形成される。液晶ドメインの中心に対応して、対向基板１４０の液晶層１６０側に凸部が設けられていてもよく、このような凸部はリベットとも呼ばれる。ここでは、画素電極１２４は透過領域に設けられた電極１２４ｔと反射領域に設けられた電極１２４ｒとを有しており、電極１２４ｔと電極１２４ｒとの面積比は７：３である。
　液晶層１６０に電圧が印加されないか、または、印加電圧が比較的低い場合、液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面にほぼ垂直に配向する。これに対して、液晶層１６０に所定の電圧が印加される場合、液晶分子１６２は、画素電極１２４の各単位電極を中心として傾斜した軸対称に配向し、軸対称液晶ドメインが形成される。なお、上述した偏光板は直線偏光板であってもよい。あるいは、偏光板は円偏光板であってもよい。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、配向膜１２６上の液晶層１６０側に配向維持層１３０が設けられている。配向維持層１３０は光重合性化合物の重合した重合体を含んでいる。また、配向膜１４６上の液晶層１６０側に配向維持層１５０が設けられている。配向維持層１５０は光重合性化合物の重合した重合体を含んでいる。例えば、配向維持層１３０は配向維持層１５０と同じ材料から構成されており、配向維持層１３０、１５０は光重合性化合物の重合体から形成されている。図１（ａ）には、液晶分子１６２が配向膜１２６、１４６の主面の法線方向に平行に配向しているように示されているが、配向維持層１３０、１５０により、液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面の法線方向からわずかに傾いた方向に維持されている。このように、液晶分子１６２の配向方向は配向膜１２６、１４６および配向維持層１３０、１５０によって規定される。配向維持層１３０、１５０は配向膜１２６、１４６上に島状に設けられており、配向膜１２６、１４６の一部の表面が液晶層１６０と接していてもよい。液晶層１６０内に形成された電界に応じて配向した液晶分子１６２が重合体によって固定されると、電界が無い状態でも配向が維持される。配向膜１２６、１４６上の配向維持層１３０、１５０が形成された後は、配向維持層１３０、１５０が液晶分子のプレチルト方向を規定する。
　図２を参照して上述した配向維持層１３０および１５０の一例を説明する。図２に示したＳＥＭ像は液晶表示装置１００を分解後、液晶材料を除去し、溶剤で洗浄した表面をＳＥＭで観察したものである。図２からわかるように、配向維持層は粒径が５０ｎｍ以下の重合体の粒子を含んでいる。なお、この重合体は粒径１μｍ－５μｍにまで成長することもある。
　光重合性化合物は液晶化合物に溶解し、光重合性化合物および液晶化合物の混合物は液晶材料として用いられる。液晶材料が背面基板１２０、前面基板１４０およびシール剤によって囲まれている場合、液晶材料中の光重合性化合物を重合化することによって配向維持層１３０、１５０が形成され、混合物から液晶層１６０が形成される。なお、液晶層１６０は重合化されなかった光重合性化合物１６４を含んでいる。
　本実施形態の液晶表示装置１００において、液晶材料に対する光重合性化合物の濃度は０．３０ｗｔ％である。濃度０．３０ｗｔ％となる量の光重合性化合物は液晶化合物に溶解可能である。また、重合後に液晶層１６０内に残留する光重合性化合物の割合は１５％以上２０％以下であり、重合後に残留した光重合性化合物１６４の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下である。詳細は後述するが、液晶層１６０中の光重合性化合物１６４の濃度が適切に設定されていることにより、焼き付きを抑制するとともにシミおよび輝点の発生を抑制できる。
　ここでは、光重合性化合物として、１個以上の環構造または縮環構造と、上記環構造または縮環構造と直接結合する２つの官能基とを有する重合可能なモノマーが用いられる。例えば、光重合性モノマーは、下記一般式（１）で表されるものから選ばれる。
　　　　　　　　Ｐ1－Ａ1－（Ｚ1－Ａ2）n－Ｐ2　（１）
　一般式（１）において、Ｐ1及びＰ2は官能基であって、それぞれ独立に、アクリレート、メタクリレート、ビニル、ビニロキシ又はエポキシ基であり、Ａ1及びＡ2は環構造であって、それぞれ独立に、１，４－フェニレン又はナフタレン－２，６－ジイル基を表し、Ｚ1は－ＣＯＯ－もしくは－ＯＣＯ－基又は単結合であり、ｎは０、１又は２である。
　一般式（１）において、Ｐ1及びＰ2は好ましくはアクリレート基であり、Ｚ1は好ましくは単結合であり、ｎは好ましくは０又は１である。好ましいモノマーは、例えば、以下の式で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　構造式（１ａ）～（１ｃ）において、Ｐ1及びＰ2は一般式（１）において述べたとおりであり、特に好ましいＰ1及びＰ2はアクリレート基である。また、上記の化合物のうちで非常に好ましいのは構造式（１ａ）及び構造式（１ｂ）に示す化合物であり、構造式（１ａ）の化合物が特に好ましい。
　以下、図３を参照して、液晶表示装置１００の作製方法を説明する。
　まず、図３（ａ）に示すように、液晶セル１１０を用意する。液晶セル１１０は、背面基板１２０と、前面基板１４０と、背面基板１２０の配向膜１２６と前面基板１４０の配向膜１４６との間に挟まれた混合物Ｃとを備えている。混合物Ｃは、液晶化合物および光重合性モノマーの混合された液晶材料から形成されている。液晶材料に対する光重合性モノマーの濃度は０．３０ｗｔ％である。混合物Ｃはシール剤（図３には図示せず）で封止されている。シール剤は光硬化性樹脂であってもよく、または、シール剤は熱硬化性樹脂（例えば、熱硬化アクリル系樹脂）から形成されていてもよい。あるいは、シール剤の材料は光硬化性および熱硬化性の両方を有していてもよい。
　例えば、液晶セル１１０は以下のように作製される。背面基板１２０および前面基板１４０の一方に矩形枠状にシール剤を付与し、シール剤で囲まれた領域内に液晶材料を滴下する。その後、背面基板１２０および前面基板１４０を貼り合わせ、シール剤を硬化する。このように、液晶材料を滴下することは、液晶滴下法（Ｏｎｅ　Ｄｒｏｐ　Ｆｉｌｌｉｎｇ：ＯＤＦ）とも呼ばれる。ＯＤＦにより、液晶材料の付与を均一および短時間に行うことができ、また、マザーガラス基板に対して一括処理を行うことができる。さらに、液晶材料の廃棄量を減らし液晶材料の効率的な利用を行うことができる。
　あるいは、背面基板１２０および前面基板１４０の一方に、一部開口した矩形枠状に、例えば、熱硬化樹脂から形成されたシール剤を付与した後、背面基板１２０と前面基板１４０とを貼り合わせ、加熱処理によりシール剤を硬化させ空セルを形成する。その後、背面基板１２０と前面基板１４０との間に液晶材料を注入した後、開口部を封止するため、例えば光硬化シール剤を硬化してもよい。
　次に、電圧を印加した状態で液晶セル１１０に紫外光を照射して液晶材料中の光重合性モノマーを重合させて、図３（ｂ）に示すように、背面基板１２０の配向膜１２６上の液晶層１６０側に配向維持層１３０を形成し、前面基板１４０の配向膜１４６上の液晶層１６０側に配向維持層１５０を形成する。画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧が印加されると、液晶分子１６２は所定方向に配向する。この状態でポリマーを形成することにより、配向膜１２６、１４６近傍の液晶分子１６２はこの状態で強く規制されることになり、その後、電圧が無印加になっても液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面の法線方向に対して傾斜することになる。重合は、室温（例えば、２０℃）で行われる。
　なお、前面基板１４０にカラーフィルタが設けられている場合、前面基板１４０側から光を照射すると、画素の色に応じて液晶層に到達する光の波長による強度が異なることになる。このため、均一なプレチルト角を得るためには、光の照射は背面基板１２０側から行われることが好ましい。本実施形態の液晶表示装置１００には透過領域だけでなく反射領域が設けられているため、背面基板１２０側から光を照射する場合、液晶層１６０の反射領域に到達する光の強度は、液晶層１６０の透過領域に到達する光の強度よりも低い。これは、背面基板１２０側から照射されて背面基板１２０の主面の法線方向に平行な光のうち、液晶層１６０の反射領域に向かう光は反射部材において遮られてしまうためである。上述したように、画素電極１２４の透過領域に設けられた電極１２４ｔと反射領域に設けられた電極１２４ｒとの面積比は７：３である。また、背面基板１２０側から照射された光は、液晶表示装置１００における配線部分においても遮られる。ここで、液晶表示装置１００において開口領域と遮光領域との割合は例えば６：４である。なお、本明細書の以下の説明において、遮光領域の割合を「遮光割合」と呼ぶことがある。
　このように背面基板１２０側から略平行な光を液晶セル１１０に入射する場合、液晶層１６０の反射領域に到達する光の強度は透過領域に到達する光の強度よりも弱い。このため、液晶層の反射領域に到達する光の強度が透過領域に到達する光の強度と略等しくなるように散乱光を入射することも考えられる。しかしながら、散乱光を入射する場合、照度ムラが発生しやすく、また、透明基板および液晶セル内の各膜の表面および膜界面における反射および散乱などにより、液晶層に到達する光の強度にもムラが発生し、プレチルト角のムラが発生してしまう。あるいは、液晶層の反射領域に到達する光の強度が透過領域に到達する光の強度と略等しくなるように液晶セル内に散乱部材を設けて光を散乱させることも可能ではあるが、この場合、散乱部材を付与することによる特性の低下（例えば、透過率の低下）や液晶セル内の光散乱による光強度のムラに伴いプレチルト角のムラが発生し、表示品位が低下してしまう。したがって、表示品位を低下させることなく液晶層の反射領域に到達する光の強度を透過領域に到達する光の強度と略等しくすることは困難である。
　なお、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加した状態で紫外光の照射を行った後に液晶層１６０内に多くの光重合性モノマーが残存する場合、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加することなく紫外光を照射して、残存する光重合性モノマーの濃度を低減させてもよい。その後、必要に応じて駆動回路や偏光板を取り付ける。以上のようにして液晶表示装置１００は作製される。
　以下に、図４を参照して、比較例１～３の液晶表示装置と比較して本実施形態の液晶表示装置１００の利点を説明する。図４（ａ）に比較例１の液晶表示装置７００の模式図を示し、図４（ｂ）に比較例２の液晶表示装置８００の模式図を示し、図４（ｃ）に比較例３の液晶表示装置９００の模式図を示し、図４（ｄ）に本実施形態の液晶表示装置１００の模式図を示す。比較例１～３の液晶表示装置７００、８００、９００は、液晶材料に添加される光重合性モノマーの有無、および、重合後に液晶層内に残存する光重合性モノマーの濃度が異なる点を除いて、液晶表示装置１００と同様に作製され、液晶表示装置１００と同様の構成を有している。
　比較例１の液晶表示装置７００では液晶材料に光重合性モノマー（以下、単に「モノマー」ともいう）は添加されておらず、液晶表示装置７００には配向維持層が形成されない。比較例２の液晶表示装置８００では液晶表示装置１００と同様に０．３０ｗｔ％のモノマーを添加した液晶材料を用いており配向維持層８３０、８５０が形成される。ただし、比較例２の液晶表示装置８００では残留モノマー８６４の濃度が高く、重合後に残留しているモノマーの割合は３０％である。なお、本明細書の以下の説明において、添加したモノマー量に対して重合工程後に残存しているモノマー量の割合を「残留割合」とも呼ぶ。モノマーの残留割合はガスクロマトグラフィで測定できる。比較例２の液晶表示装置８００では、残存割合は３０％であり、液晶層１６０内に残存しているモノマー８６４の濃度は０．０９０ｗｔ％（＝０．３０×０．３０）である。
　また、比較例３の液晶表示装置９００では液晶表示装置１００と同様に０．３０ｗｔ％のモノマーを添加した液晶材料を用いており配向維持層９３０、９５０が形成される。ただし、比較例３の液晶表示装置９００では残留モノマー９６４を十分に低減させている。比較例３の液晶表示装置９００において重合後に残留しているモノマー９６４の割合は１０％であり、モノマー９６４の濃度は０．０３０ｗｔ％である。これに対して、液晶表示装置１００では、上述したように、液晶材料として濃度０．３０ｗｔ％のモノマーを添加した液晶材料を用いて配向維持層１３０、１５０が形成されており、本実施形態の液晶表示装置１００では重合後に残留しているモノマー１６４の割合は比較例３の液晶表示装置９００よりも高く１５％以上２０％以下であり、液晶層１６０中のモノマー１６４の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下である。
　本実施形態の液晶表示装置１００と比較例１の液晶表示装置７００とを比較した場合、比較例１の液晶表示装置７００の応答速度は低く、配向規制力も弱いため、例えば、パネル表面を指で押した場合、配向ムラが残り易く、回復にも時間を要する。また、比較例２の液晶表示装置８００では、配向維持層８３０、８５０が形成されているが、残留するモノマー８６４の濃度が高く、モノマー８６４の重合化が充分に行われていないため、液晶分子８６２に付与される配向規制力が比較的弱い。このため、比較例２の液晶表示装置８００では、ある表示を長時間続けた後で、別の表示（例えば、全画面同一階調レベルの表示）を行うと、その前の表示に起因して本来表示すべき階調とは異なる階調の輝度に見えることがあり、焼き付きが発生することがある。
　これに対して、本実施形態の液晶表示装置１００では、モノマーの重合化が充分に行われて配向維持層１３０、１５０が設けられることにより、応答速度およびパネル表面押しによる配向崩れが改善されるとともに焼き付きが抑制される。なお、比較例３の液晶表示装置９００でも、液晶表示装置１００と同様に、モノマーの重合化が充分に行われて配向維持層９３０、９５０が設けられることにより、応答速度が改善されるとともに焼き付きが抑制される。
　しかしながら、比較例３の液晶表示装置９００ではシミや輝点が発生することがある。比較例３の液晶表示装置９００は透過反射両用型であるが、背面基板９２０側から照射された光の回折や屈折、光の照射に起因する熱に基づく重合ならびに液晶層９６０内の流動により、透過領域だけでなく反射領域においてもポリマーが形成される。なお、反射領域におけるモノマーの重合化は充分ではなく、反射領域において形成されるポリマーはダイマーやトリマーを含んでいる。また、比較例３の液晶表示装置９００では、紫外光の照射を長時間行うことによって残留モノマーの濃度を低減させており、これに伴い、多くのポリマーが形成される。しかしながら、比較例３の液晶表示装置９００では、液晶層９６０の透過領域に到達する光の強度が高いため、透過領域のポリマーは配向膜９２６、９４６の透過領域に付着して透過領域の配向膜９２６、９４６上に配向維持層９３０、９５０が形成されるのに対して、液晶層９６０の反射領域に到達する光の強度は低く、また、配向膜９２６、９４６の一方と液晶層９６０との界面を通過して液晶層９６０の反射領域に到達する光はほとんどないため、ポリマーは配向膜９２６、９４６の反射領域に付着しにくく、成長したポリマーが液晶層９６０内を浮遊することになる。このような浮遊ポリマーは液晶表示装置９００の動作中に配向膜９２６、９４６に不均一に付着することがあるが、浮遊ポリマーが凝集して直径１μｍ－５μｍにまで成長したポリマーが配向膜９２６、９４６に付着すると、輝点が発生したり、シミが見えたりする。例えば、凝集したポリマーがある程度の高さを有する場合、ポリマー自体が構造物と同等に機能し、その周りの配向が乱れてしまうため、輝点が発生する。また、ポリマーが配向膜または配向維持層上に薄く付着した場合、配向膜の露出している面積が著しく減少するため、垂直配向性の低下に伴うプレチルト変化に起因してシミが見えることもある。このように浮遊ポリマーに起因してシミおよび輝点が発生する。
　また、比較例３の液晶表示装置９００では、残留するモノマーの濃度を低減させるために、紫外光の照射を長時間行うことが必要であり、これに伴い、浮遊ポリマーが大きくなるとともに液晶表示装置９００の信頼性が低下してしまう。なお、長時間の紫外光照射は、プレチルト付与後に残留する光重合性モノマーのみを低減させる必要があるため、電圧無印加状態で照射される場合が多い。
　これに対して、本実施形態の液晶表示装置１００では残留モノマー１６４の濃度が比較的高いため、液晶層１６０内で形成されるポリマーの量が少なく、その結果、浮遊ポリマー量が低減する。これにより、シミおよび輝点の発生が抑制される。また、液晶表示装置１００では残留モノマー１６４の濃度が比較的高いため、比較例３の液晶表示装置９００の場合と比べて紫外光の照射時間が比較的短くて済み、液晶表示装置１００の信頼性の低下が抑制される。例えば、比較例３の液晶表示装置９００では所定の残留モノマー濃度を実現するために１２０分を要するが、本実施形形態の液晶表示装置９００では６０分程度で済む。
　なお、上述したように、ＯＤＦで液晶セル１１０を作製してもよい。この場合、液晶表示装置１００の作製は以下のように行われる。
　まず、図５（ａ）に示すように、例えば、前面基板１４０に液晶領域を規定するシール剤Ｓを付与する。シール剤Ｓは、例えば光硬化性または熱硬化性樹脂から形成されており、具体的には、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂およびそれらの反応剤から形成されている。あるいは、シール剤Ｓは光硬化性および熱硬化性の両方の特性を有する樹脂およびその反応剤から形成されている。
　次に、図５（ｂ）に示すように、表示領域に液晶材料Ｌを滴下する。この液晶材料Ｌには液晶化合物および光重合性モノマーが混合されている。
　次に、図５（ｃ）に示すように、前面基板１４０に背面基板１２０を貼り合わせる。貼り合わせは真空雰囲気下で行われる。貼り合わせ後、大気圧に開放される。その後、シール剤Ｓに光を照射してシール剤Ｓを硬化させる。また、シール剤Ｓの熱硬化を行う場合にはさらに、液晶セル１１０に加熱処理を行い、シール剤Ｓを完全に硬化させる。なお、必要に応じてＰＳＡ用端子出しのために分断処理も行う。
　次に、図５（ｄ）に示すように、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加して液晶セル１１０に紫外光を照射する。電圧の印加は以下のように行われる。例えば、液晶セル１１０のゲート配線に１０Ｖのゲート電圧を印加し続けて各画素に設けられたＴＦＴをオン状態に維持し、全てのソース配線に対し５Ｖのデータ電圧を印加するとともに対向電極に振幅１０Ｖ（最大１０Ｖおよび最小０Ｖ）の矩形波を印加する。これにより、画素電極１２４と対向電極１４４との間に±５Ｖの交流電圧が印加されることになる。このように画素電極１２４と対向電極１４４との間には、液晶表示装置の通常の表示において最高階調を表示するときよりも高い電圧が印加される。なお、背面基板１２０に電圧を印加する場合に、ゲート配線に印加する電圧をソース配線の電圧（すなわち、画素電極１２４の電圧）よりも高くすると、液晶配向の乱れが少なくなり、ザラツキの少ない表示品位が得られる。反対に、ゲート電圧がソース電圧よりも低い場合、画素がフローティング（電圧不安定）となってしまうので、配向も不安定になり易く、ザラツキ易くなる。
　このように電圧を印加した状態で紫外光（例えば波長３６５ｎｍのｉ線、約５．８ｍＷ／ｃｍ2）を約３～５分間照射する。この照射により、液晶材料内の光重合性モノマーが重合してポリマーが形成され、図５（ｅ）に示すように、配向維持層１３０、１５０が形成され、０．１°～５°のプレチルト角が付与される。なお、前面基板１４０にカラーフィルタ層が設けられている場合、各カラーフィルタ層の色材（例えば、赤、緑、青）に応じて液晶層に到達する波長の強度が異なるため、均一なプレチルト角を得るためには、光の照射は一般的に、背面基板１２０側から行われる。
　次に、電圧を印加しない状態で、例えば、ブラックライトを用いて約１．４ｍＷ／ｃｍ2の紫外光を１～２時間程度照射する。これにより、液晶層内に残存した光重合性モノマーの濃度が低減する。このような光の照射も背面基板１２０側から行われる。
　このような光の照射により、液晶材料中に残存する光重合性モノマーは配向維持層１３０、１５０上に吸着し又は化学結合し、加えて、光重合性モノマー同士で重合することになるので、液晶材料中に残存する光重合性モノマーを低減させることが可能となる。残存している光重合性モノマーが多いと、液晶パネルの動作中に光重合性モノマー同士がゆっくりと重合し、焼き付きが発生するおそれがあるが、このように光の照射を行うことで、焼き付きの発生を防止することができる。その後、必要に応じて偏光板や駆動回路が取り付けられる。
　なお、上述した説明では、液晶材料は前面基板１４０に滴下されたが、本発明はこれに限定されない。液晶材料は背面基板１２０に滴下されてもよい。なお、シール剤に光を照射してシール剤の硬化を行う場合、一般的に前面基板の額縁領域にはブラックマトリクスが設けられているため、光は背面基板１２０側から照射することが好ましい。前面基板１４０に液晶材料を滴下した場合、前面基板１４０に背面基板１２０を貼り合わせて形成された液晶セル１１０を反転させることなく液晶セル１１０の上方に光源を相対的に移動させて、光源から光を照射すれば、背面基板１２０側から照射することができる。このように、前面基板１４０に液晶材料を滴下することにより、液晶パネルを簡便に作製することができる。
　なお、紫外光照射時の電圧の印加は以下のように行われてもよい。液晶セル１１０の表示領域の全てのゲート配線に１５Ｖのゲート電圧を印加し続けて各画素に設けられたＴＦＴをオン状態に維持し、全てのソース配線に０Ｖのデータ電圧を印加し、対向電極に振幅１０Ｖ（最大５Ｖおよび最小－５Ｖ）の矩形波を印加する。これにより、液晶層には±５Ｖの交流電圧が印加された状態となる。
　また、液晶層に印加される電圧値および紫外光照射時間により、配向規制力やプレチルト角の制御が可能である。また、対向電極の電圧を段階的に増加させることで、画素内の配向状態の乱れを少なくし、ザラツキ感のない表示品位が得られることがある。
　また、光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、またはショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）等を用いてもよい。また、光源からの光をそのまま照射してもよく、または、フィルターによって選択した特定の波長（または特定の波長領域）を照射してもよい。
　また、図１には、液晶層１６０の透過領域および反射領域の厚さは互いに等しいように示されていたが、本発明はこれに限定されない。透過領域では背面基板側から入射して液晶層を通過した光が表示に寄与するのに対して、反射領域では前面基板側から入射して液晶層を通過した後で反射部材において反射されて再び液晶層を通過した光が表示に寄与する。このため、液晶層１６０の透過領域および反射領域の厚さが互いに略等しく、また、反射領域および透過領域のそれぞれにおいて液晶層の単位厚さあたりの屈折率異方性が等しいとすると、反射領域のリタデーションは透過領域のリタデーションの２倍となる。
　図６に示した液晶表示装置１００Ａでは、反射領域において、前面基板１４０の透明基板１４２と対向電極１４４との間に透明誘電体層１４８が設けている。この場合、液晶層１６０の反射領域の厚さは透過領域の厚さのほぼ半分となり、反射領域のリタデーションを透過領域のリタデーションと略一致させることができる。
　以下に、表１を参照して、モノマーの残留割合の異なる液晶パネルの特性を説明する。残留割合を４％、１０％、１５％、２０％、３０％および４０％と変化させた場合のシミ、輝点、焼き付き、熱試験および衝撃試験の測定結果を表１に示す。ここで、液晶材料に添加されたモノマーの濃度は０．３０ｗｔ％である。また、液晶パネルの開口領域と遮光領域との割合は６０：４０である。ここで、遮光領域は、反射部材の占める領域だけでなく配線に対応する領域も含んだ領域である。また、液晶層の透過領域の厚さは４μｍであり、反射領域の厚さは２μｍである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　シミおよび輝点は、液晶層に電圧を印加した状態で液晶パネルの表示を確認する。一般に、モノマーの残留割合が低いと、液晶層内に存在するポリマー量が多くなる傾向にある。ポリマーの量が多すぎると、浮遊ポリマー量が増大し、その結果、液晶パネルの表示にシミおよび輝点が発生する。
　ここでは、シミおよび輝点の有無は以下のように確認される。７０℃の高温および室温で液晶パネルを動作させ、目視および顕微鏡で液晶パネルの表示を確認する。モノマーの残留割合が１０％以下である場合、浮遊ポリマー量が増大し、液晶パネルの表示にシミおよび輝点が発生する。これに対して、残留割合が１５％以上の場合にはシミおよび輝点の発生が抑制される。
　焼き付きは、長時間表示し続けた後で液晶パネルの表示を確認する。一般に、ポリマーを形成しない場合、同じ画像（パターン）を長時間表示し続けた後で別の画像を表示する場合、前の画像（パターン）が残って見えることがある。これは焼き付きと呼ばれる。光重合性モノマーを重合してポリマーを形成することにより、焼き付きが抑制される。しかしながら、モノマーの残留割合が高くポリマー形成量が少ないと、焼き付きが発生することがある。
　焼き付きの有無の確認は以下のように行われる。まず、表示領域の中央部が黒であるとともに表示領域の周囲部が白であるパターンを長時間表示する。具体的には、７０℃の高温槽において２４０時間この表示を続ける。なお、液晶表示装置のバックライトも点灯し続ける。その後、表示領域全面を所定の中間調に表示させる。このとき、目視および輝度評価により、白表示をしていた周囲部の輝度と黒表示をしていた中央部の輝度との差がある場合、焼き付きが発生していると判断する。残留割合が３０％以上の場合には焼き付きが発生するが、残留割合が２０％以下の場合には焼き付きの発生が抑制される。
　熱試験は、加熱した状態で長時間表示し続けた後で液晶パネルの表示を確認する。一般に、ポリマーが形成されて液晶分子の配向規制が一時的に行われたとしても、液晶に電圧印加しながら加熱することにより、一部のポリマーが配向膜から剥離してポリマーによる規制力が部分的に低下して、液晶分子のチルト角が変化し、液晶分子の配向方向がポリマー形成前の垂直配向に戻ってしまい、その結果として液晶パネルの表示が変化することがある。残留割合が高くポリマー形成量が少ないと、表示のムラが発生しやすい。このような熱試験の結果から、ポリマーの密着性がわかる。また、一般に、エージングにより、液晶分子のプレチルトがゼロになることがあり、熱試験の結果はエージングに対する指標にもなる。
　熱試験は以下のように行われる。８０℃の高温槽において、目視および輝度ムラ評価により、液晶パネルの表示が変化しないか確認する。残留割合が３０％以上の場合には液晶パネルの表示が変化するが、残留割合が２０％以下の場合には液晶パネルの表示の変化が抑制される。
　衝撃試験では、液晶パネルに衝撃を与えた後で液晶パネルの表示が変化しないかを確認する。ポリマー形成量および成長速度に応じて界面におけるポリマーの密着性が低い場合、衝撃により、液晶分子のチルトを付与しているポリマーの起点が消失してしまう。この場合、ポリマーによる規制力が部分的に低下して、液晶分子のプレチルト角が変化し、液晶分子の配向方向がポリマー形成前の垂直配向に戻ってしまい、その結果として液晶パネルの表示が変化することがある。上述した熱試験と同様に衝撃試験の結果から、ポリマーの密着性がわかる。
　衝撃試験は以下のように行われる。高温（例えば７０℃）および室温において、動作時に液晶パネルを振動したり、液晶パネルの主面に打撃を加え、その後、目視および輝度差評価で液晶パネルの表示の変化を確認する。残留割合が３０％以上の場合には、液晶パネルの表示が変化する。これに対して、残留割合が２０％以下の場合には液晶パネルの表示の変化が抑制される。
　以上のように、液晶表示装置１００、１００Ａにおいてモノマーの残留割合を１５％以上２０％以下にすることにより、焼き付きおよび表示の変化を抑制するとともにシミおよび輝点の発生を抑制することができる。
　なお、図１（ｂ）に示したように、画素電極１２４が複数の単位電極を有しており、ＣＰＡモードである場合、液晶材料にカイラル剤を添加することにより、液晶分子の配向をさらに安定化させることができる。
　また、上述した説明では、液晶パネルの開口領域と遮光領域との割合は６０：４０であったが、液晶パネルの開口領域と遮光領域との割合は８０：２０～３０：７０の範囲内であることが好ましい。ここで、遮光領域は、反射部材の占める領域だけでなく配線に対応する領域も含んでいる。この場合、残留割合を１５％以上２０％以下にすることにより、シミおよび輝点の発生を抑制することができる。
　以下に、表２を参照して、遮光割合の異なる液晶パネルの特性を説明する。遮光割合を１５％、２０％、３０％、４０％、５０％、７０％および７５％と変化させた場合の表示品位の測定結果を表２に示す。液晶材料に添加されたモノマーの濃度は０．２５ｗｔ％、０．３０ｗｔ％、０．３５ｗｔ％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２において、「○」は液晶層中の残留モノマーの濃度が０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下である場合に表示品位の低下がないことを示し、「◎」は残留割合が０．０４５ｗｔ％以下でも表示品位の低下がないことを示す。
　表２から理解されるように、遮光割合が２０％以上７０％以下という比較的広い範囲にわたって表示品位の低下は見られない。上述したように、重合工程において紫外光は基本的には平行に照射されるが、紫外光照射時に液晶層内でモノマーが流動したりするほか、照射した光が、液晶セル内の膜界面や構造物による回折や屈折、反射や散乱などにより、僅かながら液晶層の反射領域に紫外光が回り込む。このため、遮光割合が２０％以上７０％以下という比較的広い範囲にわたって同様の効果が得られたと考えられる。
　遮光割合が７５％である場合、液晶材料に対するモノマー濃度が０．２５ｗｔ％であると、シミが発生するが、液晶材料に対するモノマー濃度が０．３０ｗｔ％以上であると、シミだけでなく輝点が発生する。このことから、遮光割合が比較的高い場合、液晶材料に対するモノマー濃度が高いほど、大きな浮遊ポリマーが形成されやすいため、シミだけでなく輝点が発生することが理解される。
　（実施形態２）
　図７を参照して、本発明による液晶表示装置の第２実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００Ｂは、背面基板１２０と、前面基板１４０と、液晶層１６０とを備えている。背面基板１２０は、透明基板１２２、画素電極１２４および配向膜１２６に加えて、透明基板１２２と画素電極１２４との間に設けられた平坦化膜１２３を有している。液晶表示装置１００Ｂは、平坦化膜１２３が設けられている点を除いて上述した液晶表示装置１００Ａと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
　液晶表示装置１００Ｂには、平坦化膜１２３上に画素電極１２４が設けられており、画素電極１２４を配線（図示せず）と重なる位置に形成することができる。なお、平坦化膜１２３にはコンタクトホールが形成されており、コンタクトホールにおいて画素電極１２４とＴＦＴのドレイン電極Ｄとの電気的に接続されている。
　平坦化膜１２３はアクリル系またはイミド系の絶縁材料から形成されている。平坦化膜１２３として有機系材料を用いる場合は特に、紫外光の照射により、平坦化膜１２３の一部が分解されてガスが発生し、液晶層１６０内に気泡が発生してしまうことがある。液晶層１６０に気泡が発生すると、その領域の液晶分子１６２の配向が乱れて輝度が低下して（ブラックスポットとも呼ばれる）、表示品位が低下することになる。
　また、液晶表示装置１００Ｂでは、前面基板１４０の反射領域に透明誘電体層１４８が設けられている。透明誘電体層１４８により、液晶層１６０の反射領域の厚さは透過領域の厚さの略半分である。このように、透明誘電体層１４８を設けることにより、反射領域のリタデーションを透過領域のリタデーションと同様にすることができる。
　本実施形態の液晶表示装置１００Ｂでは、液晶材料には濃度０．３０ｗｔ％の光重合性モノマーが添加されている。液晶層１６０中の光重合性モノマー１６４の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下であり、光重合性モノマーの残存割合は１５％以上２０％以下である。本実施形態の液晶表示装置１００Ｂでは、光重合性モノマー１６４の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下と比較的高く、光重合性モノマーの残存割合は１５％以上２０％以下と比較的高いため、紫外光の照射時間を短縮できる。このため、気泡の発生を抑制することができる。
　以下に、表３を参照して、モノマーの残留割合の異なる液晶パネルの特性を説明する。残留割合を４％、１０％、１５％、２０％、３０％および４０％と変化させた場合のシミ、輝点、気泡、焼き付き、熱試験および衝撃試験の測定結果を表３に示す。ここでも、液晶材料に添加されたモノマーの濃度は０．３０ｗｔ％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　残留割合が４％である場合、紫外光の照射時間が比較的長いため、液晶層１６０に気泡が発生することがある。これに対して、残留割合が１０％以上である場合、紫外光の照射時間が比較的短いため、気泡の発生に起因する表示品位の低下を抑制できる。なお、シミ、輝点、焼き付き、熱試験および衝撃試験の結果は、表１を参照して上述したとおりである。
　（実施形態３）
　図１（ｂ）に示した液晶表示装置では、画素電極において透過領域および反射領域に設けられた電極はいずれも同様の単位電極から形成されていたが、本発明はこれに限定されない。透過領域に設けられる電極は反射領域に設けられる電極と異なる形状を有していてもよい。
　図８を参照して、本発明による液晶表示装置の第３実施形態を説明する。図８（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００Ｃの模式図を示す。本実施形態の液晶表示装置１００Ｃは、画素電極１２４Ｃが異なる形状を有している点を除いて上述した液晶表示装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
　図８（ｂ）に示すように、液晶表示装置１００Ｃにおいて、画素電極１２４Ｃは、透過領域に設けられた電極１２４ｔと、反射領域において設けられた電極１２４ｒとを有している。電極１２４ｔは、十字状の幹電極１２４ｊと、幹電極１２４ｊから４つの異なる方向ｄ１～ｄ４に延びた線状電極１２４ｋ１～１２４ｋ４とを有している。このような画素電極の構造はフィッシュボーン構造とも呼ばれる。なお、幹電極１２４ｊはｘ方向およびｙ方向に延びている。例えば、電極１２４ｔにおいて、幹電極１２４ｊの幅は３μｍである。また、線状電極１２４ｋ１、１２４ｋ２、１２４ｋ３、１２４ｋ４の幅は３μｍであり、その間隔は３μｍである。ここで、表示画面（紙面）の水平方向（左右方向）を方位角方向の基準とし、左回りに正をとる（表示面を時計の文字盤に例えると３時方向を方位角０°として、反時計回りを正とする）と、方向ｄ１～ｄ４は、それぞれ、１３５°、４５°、３１５°、２２５°に向いている。また、電極１２４ｒは対称性の高い単位電極であり、電極１２４ｒは電極１２４の幹電極１２４ｊと電気的に接続されている。
　液晶表示装置１００Ｃにおいて液晶層１６０に電圧を印加すると、透過領域の液晶分子１６２は、図８（ｂ）に示すように、対応する線状電極１２４ｋ１～１２４ｋ４の延びる方向と平行に配向する。液晶層１６０は垂直配向型であり、液晶層１６０は、線状電極１２４ｋ１によって形成される液晶ドメインＡと、線状電極１２４ｋ２によって形成される液晶ドメインＢと、線状電極１２４ｋ３によって形成される液晶ドメインＣと、線状電極１２４ｋ４によって形成される液晶ドメインＤとを有している。液晶層１６０に電圧が印加されないか、または、印加電圧が比較的低い場合、液晶分子１６２は、画素電極１２４近傍を除いて、図示しない配向膜の主面に垂直に配向する。一方、液晶層１６０に所定の電圧が印加される場合、液晶分子１６２は線状電極１２４ｋ１、１２４ｋ２、１２４ｋ３、１２４ｋ４の延びている方向ｄ１～ｄ４に沿って配向する。
　本明細書において、液晶ドメインＡ～Ｄの中央における液晶分子の配向方向を基準配向方向と呼び、基準配向方向のうち液晶分子の長軸に沿って背面から前面に向かう方向の方位角成分（すなわち、配向膜の主面に投影した方位角成分）を基準配向方位と呼ぶ。基準配向方位は、対応する液晶ドメインを特徴付けており、各液晶ドメインの視野角特性に支配的な影響を与える。表示画面（紙面）の水平方向（左右方向）を方位角方向の基準とし、左回りに正をとると、４つの液晶ドメインＡ～Ｄの基準配向方位は任意の２つの方位の差が９０°の整数倍に略等しい４つの方位となるように設定されている。具体的には、液晶ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの基準配向方位は、それぞれ、３１５°、２２５°、１３５°、４５°である。このように、液晶分子１６２が４つの異なる方位に配向することにより、視野角特性が改善される。
　液晶層１６０に電圧が印加されると、反射領域の液晶分子１６２は画素電極１２４の各単位電極を中心として傾斜した軸対称に配向され、液晶ドメインが形成される。また、電極１２４ｒの中心に対応して、対向基板１４０の液晶層１６０側に凸部が設けられていてもよい。
　なお、図８に示した液晶表示装置１００Ｃでは、透過領域に設けられた電極１２４ｔがフィッシュボーン構造を有する一方、反射領域に設けられた電極１２４ｒは単位電極から形成されていたが、本発明はこれに限定されない。透過領域および反射領域に設けられたそれぞれの電極がフィッシュボーン構造を有してもよい。
　（実施形態４）
　図７を参照して説明した液晶表示装置１００Ｂでは、平坦化膜は背面基板に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。平坦化膜は前面基板に設けられてもよい。
　以下、図９を参照して、本発明による液晶表示装置の第４実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００Ｄは、前面基板１４０が平坦化膜１４３をさらに有している点を除いて上述した液晶表示装置１００Ｂと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
　平坦化膜１４３は、カラーフィルタ層１４５Ｒ、１４５Ｇおよび１４５Ｂを覆っており、平坦化膜１４３の表面上に対向電極１４４が設けられている。平坦化膜１４３は、アクリル系またはイミド系樹脂から形成されている。
　平坦化膜１４３が設けられていることにより、画素境界においてカラーフィルタ層１４５Ｒ、１４５Ｇおよび１４５Ｂの一部が重なっていても、配向乱れによるコントラスト低下を抑制することができる。なお、反射領域において平坦化膜１４３上に透明誘電体層を設けてもよく、あるいは、平坦化膜１４３上にセル厚を保持するための樹脂スペーサを設けてもよい。
　（実施形態５）
　図６に示した液晶表示装置１００Ａでは、透明誘電体層１４８は前面基板１４０に設けられたが、本発明はこれに限定されない。透明誘電体層は背面基板に設けられてもよい。
　以下、図１０を参照して、本発明による液晶表示装置の第５実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００Ｅは、背面基板１２０が透明誘電体層１２８を有している点を除いて上述した液晶表示装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
　透明誘電体層１２８は画素電極１２４上の反射領域に設けられており、液晶表示装置１００Ｅでは、透明誘電体層１２８は、微細な凹凸構造を有する反射電極１２５に覆われている。
　なお、液晶パネルはさらに他のＥＣＢモードであってもよく、または、液晶パネルはＴＮモードであってもよい。
　なお、参考のために、本願の基礎出願である特願２００９－４３１８８号の開示内容を本明細書に援用する。
　本発明によれば、シミおよび輝点の発生を抑制した液晶表示装置を提供できる。
　１００　液晶表示装置
　１２０　背面基板
　１２２　透明基板
　１２４　画素電極
　１２６　配向膜
　１４０　前面基板
　１４２　透明基板
　１４４　対向電極
　１４６　配向膜

Claims (4)

  1. 　透過反射両用型の液晶表示装置であって、
    　配向膜を有する背面基板と、
    　配向膜を有する前面基板と、
    　前記背面基板と前記前面基板との間に設けられた液晶層と、
    　前記背面基板および前記前面基板のそれぞれの前記配向膜の前記液晶層側に設けられた配向維持層と
    を備えており、
    　前記配向維持層は光重合性化合物の重合した重合体から形成されており、
    　前記液晶層は、液晶化合物と、前記液晶層中の濃度が０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下の前記光重合性化合物とを含む、液晶表示装置。
  2. 　透過反射両用型の液晶セルであって、配向膜を有する背面基板と、配向膜を有する前面基板と、前記背面基板の前記配向膜と前記前面基板の前記配向膜との間に挟まれた混合物とを備える液晶セルを用意する工程と、
    　前記背面基板および前記前面基板のそれぞれの前記配向膜上に配向維持層を形成する工程と
    を包含する、液晶表示装置の製造方法であって、
    　前記液晶セルを用意する工程において、前記混合物は液晶化合物と光重合性化合物とを含み、
    　前記配向維持層を形成する工程において、前記配向維持層は前記混合物の前記光重合性化合物から形成され、前記配向維持層を形成した後において前記混合物から形成された液晶層中の前記光重合性化合物の濃度は０．０４５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下である、液晶表示装置の製造方法。
  3. 　前記液晶セルを用意する工程において、前記混合物中の前記光重合性化合物の濃度は０．２５ｗｔ％以上０．３５ｗｔ％以下である、請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
  4. 　前記配向維持層を形成した後において、前記液晶層中の前記光重合性化合物の残留割合は１５％以上２０％以下である、請求項２または３に記載の液晶表示装置の製造方法。
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