液晶表示装置
【課題】有機物からなる一軸の形状異方性粉体を含む液晶材料を用いた液晶表示装置において、短絡による表示不良の改善。
【解決手段】第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板の間に配置された液晶層，画素電極、及び共通電極とを有し、前記液晶層において、有機物で一軸の形状異方性を有するカーボンナノチューブが含有されており、前記カーボンナノチューブの長軸は、前記液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であり、前記カーボンナノチューブの表面は、アモルファス状態を有することを特徴とする液晶表示装置。
【解決手段】第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板の間に配置された液晶層，画素電極、及び共通電極とを有し、前記液晶層において、有機物で一軸の形状異方性を有するカーボンナノチューブが含有されており、前記カーボンナノチューブの長軸は、前記液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であり、前記カーボンナノチューブの表面は、アモルファス状態を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶パネル製造技術の進歩により、従来ブラウン管が大勢を占めていたテレビ用のディスプレイとして液晶表示素子が用いられるようになっている。従来、液晶表示素子としては、ツイステッドネマチック（ＴＮ）表示方式が知られていたが、この方式においては、コントラストや視野角特性，応答特性（＝応答時間）の向上が課題であった。特にテレビ用途においては、前述の動画質の支配因子である応答特性がブラウン管に対して劣るために、改善が強く望まれてきた。
【０００３】
この応答特性に関しては、非特許文献１に記載されるように、液晶材料の粘度，弾性定数が制御因子であることが知られている。一方で、ディスプレイとして液晶材料を使用するにあたっては、光学特性として屈折率異方性，温度特性として液晶相−等方相相転移温度，電気特性として誘電率異方性などのパラメータと粘度，弾性定数のバランスが必要であるが、いずれかのパラメータを変化させると、他のパラメータも変化してしまうことがある。このため応答特性改善のために粘度，弾性定数を大きく変化させると、他のパラメータとのバランスを調整することが非常に困難となる。
【０００４】
これまでは、粘度及び弾性定数の改善だけでなく、表示方式や、駆動方式によっても、応答の改善を図らざるを得なかったが、近年、液晶中に非液晶成分であるナノ粒子を添加することにより応答の改善が図れることが報告された。例えば、有機物のナノ粒子として、非特許文献２，３のような一軸の形状異方性を有する材料を液晶中に添加して液晶表示装置の応答時間を改善した結果が報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本化学会編、液晶の化学、４６頁、１９９４年
【非特許文献２】Sang Youn Jeon他、ＩＤＷ予稿集、１６７−１７０頁、２００５年
【非特許文献３】Scott J. Woltman他、ＳＩＤダイジェスト、７５２−７５５頁、２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、ナノ粒子を添加した液晶について従来の液晶と異なる性質が開明されてきているが、この液晶材料を適用したデバイスの構造と材料として必要な特徴については十分に検討がなされていない。
【０００７】
有機物で一軸的な形状異方性を有する材料は、導電性があるため、長さによっては、電気的な短絡による表示不良という問題がある。また、有機物で一軸的な形状異方性を有する材料は、表面の結晶性が高いために、それ自身で凝集しやすく、凝集物が短絡を起こし、表示不良という問題が発生する。
【０００８】
本発明は、液晶表示装置として、短絡による表示不良を起こさせないナノ粒子材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第一の基板と第二の基板との間に配置される液晶層，画素電極、及び共通電極を有し、液晶層に有機物からなる一軸の形状異方性を有する粒体を含有し、粒体の長軸は、液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
高速応答性を有する液晶表示パネル、及び液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図２】実施例１における本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図３−ａ】実施例１における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図３−ｂ】実施例１における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図４】実施例２で実施の本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図５】実施例２で実施の本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図６】実施例２における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図７−ａ】実施例３で使用したカーボンナノチューブ表面の模式図である。
【図７−ｂ】実施例３で使用したカーボンナノチューブ表面の模式図である。
【図８】カーボンナノチューブの添加量と応答時間の関係を示す図である。
【図９−ａ】カーボンナノチューブを０重量％添加した液晶材料の観察写真である。
【図９−ｂ】カーボンナノチューブを５×１０-4重量％添加した液晶材料の観察写真である。
【図９−ｃ】カーボンナノチューブを１０-1重量％、添加した液晶材料の観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、表示素子内における画素群の構成の一例を示したものである。映像信号線ＤＬの映像信号は、ゲート信号線ＧＬにより制御された薄膜トランジスタＴＦＴを介して、画素電極ＰＸに供給される。この画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの間に電界を形成し、液晶層を駆動することで表示を行う。
【００１４】
図２は、図１のＡ−Ａ′の線でとった断面図を表している。カラーフィルタＣＦは、横方向で隣接する画素同士では色の異なるものとなるため、それぞれ別の色となっている。一方下側の基板ＳＵＢ１は、各画素において平板上に形成された共通電極ＣＴを有する。共通電極ＣＴ上には、保護膜ＰＡＳが設けられ、画素ごとの共通電極ＣＴの間に対応するように、映像信号線ＤＬが設けられる。更に、この映像信号線上には、保護膜ＰＡＳが設けられ、その上に画素電極ＰＸが配置する。共通電極ＣＴは、透明表示用の素子で、例えばＩＴＯのような透明電極で形成されている。本実施例においては、基板として厚みが０.７mmの透明なガラス基板を２枚用いた。これらの基板において、一方の基板ＳＵＢ１上に、薄膜トランジスタＴＦＴ，ゲート信号線ＧＬ、及び映像信号線ＤＬを形成した。なお、薄膜トランジスタ及び配線電極からなるマトリクス素子は、一般的なアクティブ・マトリクス駆動ができるものであれば何でも良い。
【００１５】
画素の表示領域においては、基板ＳＵＢ１上層にベタ状の共通電極ＣＴを、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）からなる透明導電層として形成し、さらに、その上層に窒化シリコンから保護膜ＰＡＳを形成した。本実施例では、ＩＴＯからなるベタ状の共通電極ＣＴ，保護膜ＰＡＳの膜厚は、５５０ｎｍとした。
【００１６】
次に、保護膜ＰＡＳの上に、櫛歯状の画素電極ＰＸを、膜厚７７ｎｍのＩＴＯ電極層として形成した。画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌは５μｍである。ここで、本実施例におけるＬは、基盤面法線方向における画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの距離をいう。
【００１７】
他方の基板ＳＵＢ２には、カラーフィルタＣＦおよびオーバーコート膜ＯＣなどを形成した。これら基盤上にポリイミドからなる配向膜ＡＬを形成し、この後、ラビング処理を行った。ラビング方向は、図１においてゲート信号線ＧＬと水平の方向に実施した。さらに、ＳＵＢ２には、柱状スペーサ（４ミクロン）を形成し、基板ＳＵＢ１の外周部にシール剤を形成した。
【００１８】
次に、液晶層ＬＣに用いる液晶を調整した。まず、母体となる液晶（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に、例として、平均長軸長さ５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を１０-3重量％添加した。このカーボンナノチューブを液晶に均一に分散させるため、超音波洗浄器を用いて、約６時間振とうした。この液晶をさらに、孔径０.５μｍのメンブレンフィルタを通した。この後、減圧下で、図３−ａのように、基板ＳＵＢ１上にカーボンナノチューブを拡散した液晶の上澄みを必要量滴下し、基板ＳＵＢ１の配向膜ＡＬの面と、基板ＳＵＢ２の配向膜ＡＬの面が相対し、かつ、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２のラビング方向が一致するように、図３−ｂのように気泡が入らないようにして押し重ね組み合わせた。
【００１９】
次に、このパネルを２枚の偏光板ＰＬ１，ＰＬ２（日東電工社製ＳＥＧ１２２４ＤＵ）で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を他方のそれに直交させるように配置した。この時，偏光板の偏光透過軸は、基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２のラビング方向に対してＰＬ１は０度とし、ＰＬ２は９０度をなす方向とした。
【００２０】
次に、上記画素電極ＰＸ、及び共通電極ＣＴに交流駆動電圧が加わるように駆動回路を接続、その後、バックライトなどを接続したモジュール化し、液晶表示装置を得た。
【００２１】
カーボンナノチューブは、一軸形状異方性を有しており、本実施例において使用した平均長軸長さは、０.５μｍ、直径は１〜２ｎｍの円筒状である。また、これを分散した液晶を０.５μｍの孔径のフィルタを通したことにより、カーボンナノチューブの長軸長さを０.５μｍ以下とした。これは、液晶層の厚さＤ、及び画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌに対して十分短いものであり、カーボンナノチューブによる短絡不良が見られなかった。また、カーボンナノチューブ、及びその凝集物による液晶層の厚さ増大による表示特性の変化は非常に少なく、良好な表示を実現できた。
【００２２】
なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子、及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【００２３】
今回の使用したカーボンナノチューブの長軸長さ０.５μｍは、平均長軸長さであり、実際には、０.５μｍよりも短いカーボンナノチューブが含まれる。一軸の形状異方性を有する材料について、その長軸長さが、液晶層の厚さ、及び画素電極から共通電極までの距離のうち、いずれか短い距離以下である材料が含有されていれば、本発明の効果を達成することができる。また、液晶層の厚さ、及び画素電極から共通電極までの距離のうち、いずれか短い距離以下である一軸の形状異方性を有する材料のみが含有されていても、同様の効果が期待できる。
【実施例２】
【００２４】
図４は、第一の発明に係る表示素子内の画素群の構成で、実施例１とは異なる形態の例を示したものである。映像信号線ＤＬの映像信号は、ゲート信号線ＧＬにより制御された薄膜トランジスタＴＦＴを介して、画素電極ＰＸに供給される。この画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの間に電界を形成し、液晶層を駆動することで表示を行う。図５は、図４のＢＢ′の線でとった断面図を表している。これらに示される構成は、実施例１とおおよそ同様であるが、画素電極ＰＸ及び共通電極ＣＸの双方が櫛歯状に形成される点で異なる。この構成を、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２上に形成した。このとき、画素電極ＰＸ、及び共通電極の幅は、ともに７μｍ、画素電極ＰＸから共通電極までの距離を１０μｍとし、保護膜ＰＡＳは、窒化シリコンで５００ｎｍとして形成した。ここで、本実施例におけるＬは、基盤面平面方向における画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの距離をいう。これら基盤上に、ポリイミドからなる配向膜ＡＬを形成し、この後、ラビング処理を行った。ラビング方向は、図４において、映像信号線ＤＬと水平の方向に実施した。さらに、基板ＳＵＢ２には、柱状スペーサ（４ミクロン）を形成、さらに基板ＳＵＢ１の外周部にシール剤と液晶注入口を形成し、配向膜ＡＬが相対するようにかつ、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２のラビング方向が一致するよう組み合わせた。
【００２５】
次に、図６のように、真空チャンバ中で組み立てた表示装置ＬＣＤの注入口を液晶皿ＬＢ中に蓄えた液晶層ＬＣに接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。このとき使用した液晶材料は、実施例１に用いたカーボンナノチューブを分散させた液晶材料を用いた。
【００２６】
次に、このパネルを２枚の偏光板ＰＬ１，ＰＬ２（日東電工社製ＳＥＧ１２２４ＤＵ）で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を、他方のそれに直交させるように配置した。この時、偏光板の偏光透過軸は、基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２のラビング方向に対してＰＬ１は０度とし、ＰＬ２は９０度をなす方向とした。
【００２７】
次に、画素電極ＰＸ及び共通電極ＣＴに交流駆動電圧が加わるように駆動回路を接続、その後、バックライトなどを接続したモジュール化し、液晶表示装置を得た。カーボンナノチューブの長軸長さは、液晶層の厚さＤ、及び画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌに対して十分短いものであり、実施例１と同様に、カーボンナノチューブによる短絡不良は見られなかった。また、カーボンナノチューブ、およびその凝集物による液晶層の厚さ増大による表示特性の変化は非常に少なく、良好な表示を実現できた。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例３】
【００２８】
図７−ａは、アルドリッチ社から購入可能な、表面を化学修飾したカーボンナノチューブ表面の概念図である。表面には、カルボキシル基が共有結合的に結合している。非特許文献４（向井淳二，金城徳幸“技術者のための実学高分子”講談社サイエンティフィク、４４頁、１９８１年）の情報に則り、表面のカルボキシル基の溶解度パラメータを求めると、２０.０(cal／cm)0.5となる。一方で、この計算方法を用い、非特許文献５（液晶便覧編集委員会編、液晶便覧、３２４−３２９頁、２０００年）に記載の一般的なネマチック液晶分子の溶解度パラメータをもとめると、おおよそ８から１２である。この結果をもとに、図７−ａの化合物とアルコール（本実施例では、ｎ−プロピルアルコール）をもとに、一般的なエステル化反応により図７−ｂの化合物を合成した。得られた化合物は、溶媒を留去，真空乾燥した。図７−ｂにおいては、カーボンナノチューブの表面に結合している分子団の溶解度パラメータを計算して求めると、１０.０(cal／cm)0.5となった。
【００２９】
この図７−ｂの化合物を、化１（シーベルヘグナー社製），化２（アルドリッチ社製）、および非特許文献６（液晶若手研究会編，液晶材料研究の基礎と新展開、１０６−１０９頁、１９９８年）を参考に、合成の化３，化４を等量ずつ混合して得た液晶組成物に１０-3重量％添加した。
【００３０】
これら化合物の溶解度パラメータを、上述の方法により計算して求めると、化１：１０.１(cal／cm)0.5，化２：１１.０(cal／cm)0.5，化３：９.１(cal／cm)0.5，化４：９.１(cal／cm)0.5となった。
【００３１】
この図７−ｂを添加した液晶組成物を、超音波洗浄機を用いて６時間振とうした。この液晶組成物の上澄みを、実施例２と同様に電極，画素構造を形成した基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は、実施例２と同様である。
【００３２】
得られた液晶表示装置は、短絡等による表示不良が無く、基板内でのカーボンナノチューブ自身の凝集が少なく、すぐれたコントラストを実現することが出来た。
【００３３】
【化１】
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例４】
【００３８】
平均長軸長さが５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を、非特許文献７（佐野正人、カーボンナノチューブの分散性向上と高導電率化、１５−１７頁、２００６年）及び非特許文献８（田路和幸、カーボンナノチューブの分散性向上と高導電率化１４−２１頁、２００６年）を参考に、精製を行った。本発明は、精製法および合成法に関するものではないので、詳細は記載しないが、本実施例では、１０％過酸化水素／純水にカーボンナノチューブを分散したのち、大気下で還流過熱撹拌を約３時間程度実施した。この精製カーボンナノチューブをフィルタで集め、純水にて洗浄後、乾燥した。これを、ラマン分光測定したところ、精製前に比べて、１５９３cm-1付近に現れるＧ−Ｂａｎｄが鋭くなった一方で、１３５０cm-1付近及び１６００cm-1付近にアモルファス由来のＤ−Ｂａｎｄの強度が強くなったことを確認した。
【００３９】
この精製後のカーボンナノチューブを液晶材料（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に１０-3重量％添加した。この後、超音波洗浄機を用いて６時間、振とうし、その上澄みを、実施例２と同様に電極，画素構造を形成した基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は実施例２と同様である。
【００４０】
得られた液晶表示装置は、基板内でのカーボンナノチューブ自身の凝集が非常に少なく、すぐれたコントラストを実現することが出来た。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例５】
【００４１】
平均長軸長さが５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を、液晶材料（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に１０-5重量％，５×１０-5重量％，５×１０-4重量％、１０-1重量％添加した。これらをそれぞれ、超音波洗浄機を用いて６時間、振とうし、その上澄みを、実施例２と同様に、電極及び画素構造を形成した基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで、液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は、実施例２と同様である。
【００４２】
得られた液晶表示装置について、２５℃において応答時間測定をした。結果は、図８のようになった。この図から判るように、非特許文献４に記載の通り、カーボンナノチューブ添加により、応答時間の高速化が確認できた。しかし、１０-1重量％添加した材料は、カーボンナノチューブの凝集，沈降がひどく液晶表示装置内に注入するに至らなかった。
【００４３】
ここで、表示装置ＬＣＤに、注入前の液晶材料についてそれぞれ、偏光顕微鏡下において観察した。図９−ａ，ｂ、及びｃはそれぞれ、カーボンナノチューブを０重量％，５×１０-4重量％，１０-1重量％、添加した液晶材料の観察写真である。ここから判るように、カーボンナノチューブ濃度の増大に伴い、カーボンナノチューブの凝集物が形成されることが判る。特に、１０-1重量％では、ＳＵＢ２に形成した柱状スペーサの高さよりも大きな２０ミクロンの凝集体が形成されており、均一に、カーボンナノチューブが分散されないことが判った。また、本検討のなかで、添加量増大に伴って、応答時間の増大が明らかとなった。
【００４４】
以上のカーボンナノチューブの凝集および応答時間の増大という結果から、添加量の上限として、１０-1重量％以下、望ましくは１０-2重量％であることが明らかとなった。また、カーボンナノチューブを添加していくと、おおよそ１０-4重量％付近で応答時間の極小を示し、１０-4重量％付近までは、濃度増大に伴って応答時間が低減する。このことから、カーボンナノチューブは、１０-4重量％以下のきわめて少量の添加においても、高速応答化の効果が期待できる。以上から、カーボンナノチューブの添加量は、０重量％より大きいことが望ましい。
【００４５】
一方で、添加量の制御を鑑みると、正確な秤量から、１０-7重量％以上、あるいは１０-6重量％以上とすることが望ましい。これらによって、カーボンナノチューブ自身の凝集が少なく、また凝集物による液晶層の厚さ増大による光学特性変化がなく、すぐれたコントラストと高速応答性を実現することが出来た。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りでない。
【００４６】
なお、液晶材料に一軸の形状異方性分子が含有していることの確認方法についてであるが、まず、孔径の小さなフィルタで液晶を濾過する。このとき、孔径はより小さいものが望ましいが、一般的に購入できる０.２μｍのものを用いてもよい。この後、適当な溶媒で洗浄、及び乾燥を行い、一軸の形状異方性分子を分離する。この際、後の分析手法に依っては、大量に分離する必要があることから、一軸の形状異方性分子が含有されている液晶材料を大量に用意する場合がある。
【００４７】
分離した一軸の形状異方性分子は、透過型電子顕微鏡の観察により、その形状と長さを確認できる。ナノ粒子の粒径を測定する方法として光散乱を用いた方法が知られているが、形状異方性を有する粒体では測定精度が高くないため、前述の透過電子顕微鏡観察で長さを確認することが望ましい。
【００４８】
実施例１から５において、本発明を横電界方式の液晶表示装置を用いて実施したが、カーボンナノチューブの凝集による、液晶層厚変動，凝集物周辺部の光漏れによるコントラスト低下，カーボンナノチューブによる電極間の短絡は、他の表示モード、たとえばバーティカルアライメント（ＶＡ）方式，ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式，電界制御複屈折（ＥＣＢ）方式などにおいても共通の課題である。本発明の構成を採用することにより、ＶＡ方式，ＥＣＢ方式，ＴＮ方式等、表示方式依らず、優れた表示性能を示すことができる。
【符号の説明】
【００４９】
ＰＸ 画素電極、ＣＴ 共通電極、ＣＬ 共通信号線、ＧＬ ゲート信号線、ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、ＤＬ 映像信号線、ＣＦ カラーフィルタ、ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ 基板、ＰＬ１，ＰＬ２ 偏光板、ＰＡＳ 保護膜、ＥＬ 電界、ＬＣ 液晶層、ＯＣ オーバーコート膜、ＬＢ 液晶皿、ＬＣＤ 表示装置、ＳＩ シール材、Ｄ 液晶層厚、Ｌ 電極間距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶パネル製造技術の進歩により、従来ブラウン管が大勢を占めていたテレビ用のディスプレイとして液晶表示素子が用いられるようになっている。従来、液晶表示素子としては、ツイステッドネマチック（ＴＮ）表示方式が知られていたが、この方式においては、コントラストや視野角特性，応答特性（＝応答時間）の向上が課題であった。特にテレビ用途においては、前述の動画質の支配因子である応答特性がブラウン管に対して劣るために、改善が強く望まれてきた。
【０００３】
この応答特性に関しては、非特許文献１に記載されるように、液晶材料の粘度，弾性定数が制御因子であることが知られている。一方で、ディスプレイとして液晶材料を使用するにあたっては、光学特性として屈折率異方性，温度特性として液晶相−等方相相転移温度，電気特性として誘電率異方性などのパラメータと粘度，弾性定数のバランスが必要であるが、いずれかのパラメータを変化させると、他のパラメータも変化してしまうことがある。このため応答特性改善のために粘度，弾性定数を大きく変化させると、他のパラメータとのバランスを調整することが非常に困難となる。
【０００４】
これまでは、粘度及び弾性定数の改善だけでなく、表示方式や、駆動方式によっても、応答の改善を図らざるを得なかったが、近年、液晶中に非液晶成分であるナノ粒子を添加することにより応答の改善が図れることが報告された。例えば、有機物のナノ粒子として、非特許文献２，３のような一軸の形状異方性を有する材料を液晶中に添加して液晶表示装置の応答時間を改善した結果が報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本化学会編、液晶の化学、４６頁、１９９４年
【非特許文献２】Sang Youn Jeon他、ＩＤＷ予稿集、１６７−１７０頁、２００５年
【非特許文献３】Scott J. Woltman他、ＳＩＤダイジェスト、７５２−７５５頁、２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、ナノ粒子を添加した液晶について従来の液晶と異なる性質が開明されてきているが、この液晶材料を適用したデバイスの構造と材料として必要な特徴については十分に検討がなされていない。
【０００７】
有機物で一軸的な形状異方性を有する材料は、導電性があるため、長さによっては、電気的な短絡による表示不良という問題がある。また、有機物で一軸的な形状異方性を有する材料は、表面の結晶性が高いために、それ自身で凝集しやすく、凝集物が短絡を起こし、表示不良という問題が発生する。
【０００８】
本発明は、液晶表示装置として、短絡による表示不良を起こさせないナノ粒子材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第一の基板と第二の基板との間に配置される液晶層，画素電極、及び共通電極を有し、液晶層に有機物からなる一軸の形状異方性を有する粒体を含有し、粒体の長軸は、液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
高速応答性を有する液晶表示パネル、及び液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図２】実施例１における本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図３−ａ】実施例１における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図３−ｂ】実施例１における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図４】実施例２で実施の本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図５】実施例２で実施の本発明のデバイス構成の例を表す図である。
【図６】実施例２における液晶表示装置への液晶材料の注入方法を説明する図である。
【図７−ａ】実施例３で使用したカーボンナノチューブ表面の模式図である。
【図７−ｂ】実施例３で使用したカーボンナノチューブ表面の模式図である。
【図８】カーボンナノチューブの添加量と応答時間の関係を示す図である。
【図９−ａ】カーボンナノチューブを０重量％添加した液晶材料の観察写真である。
【図９−ｂ】カーボンナノチューブを５×１０-4重量％添加した液晶材料の観察写真である。
【図９−ｃ】カーボンナノチューブを１０-1重量％、添加した液晶材料の観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、表示素子内における画素群の構成の一例を示したものである。映像信号線ＤＬの映像信号は、ゲート信号線ＧＬにより制御された薄膜トランジスタＴＦＴを介して、画素電極ＰＸに供給される。この画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの間に電界を形成し、液晶層を駆動することで表示を行う。
【００１４】
図２は、図１のＡ−Ａ′の線でとった断面図を表している。カラーフィルタＣＦは、横方向で隣接する画素同士では色の異なるものとなるため、それぞれ別の色となっている。一方下側の基板ＳＵＢ１は、各画素において平板上に形成された共通電極ＣＴを有する。共通電極ＣＴ上には、保護膜ＰＡＳが設けられ、画素ごとの共通電極ＣＴの間に対応するように、映像信号線ＤＬが設けられる。更に、この映像信号線上には、保護膜ＰＡＳが設けられ、その上に画素電極ＰＸが配置する。共通電極ＣＴは、透明表示用の素子で、例えばＩＴＯのような透明電極で形成されている。本実施例においては、基板として厚みが０.７mmの透明なガラス基板を２枚用いた。これらの基板において、一方の基板ＳＵＢ１上に、薄膜トランジスタＴＦＴ，ゲート信号線ＧＬ、及び映像信号線ＤＬを形成した。なお、薄膜トランジスタ及び配線電極からなるマトリクス素子は、一般的なアクティブ・マトリクス駆動ができるものであれば何でも良い。
【００１５】
画素の表示領域においては、基板ＳＵＢ１上層にベタ状の共通電極ＣＴを、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）からなる透明導電層として形成し、さらに、その上層に窒化シリコンから保護膜ＰＡＳを形成した。本実施例では、ＩＴＯからなるベタ状の共通電極ＣＴ，保護膜ＰＡＳの膜厚は、５５０ｎｍとした。
【００１６】
次に、保護膜ＰＡＳの上に、櫛歯状の画素電極ＰＸを、膜厚７７ｎｍのＩＴＯ電極層として形成した。画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌは５μｍである。ここで、本実施例におけるＬは、基盤面法線方向における画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの距離をいう。
【００１７】
他方の基板ＳＵＢ２には、カラーフィルタＣＦおよびオーバーコート膜ＯＣなどを形成した。これら基盤上にポリイミドからなる配向膜ＡＬを形成し、この後、ラビング処理を行った。ラビング方向は、図１においてゲート信号線ＧＬと水平の方向に実施した。さらに、ＳＵＢ２には、柱状スペーサ（４ミクロン）を形成し、基板ＳＵＢ１の外周部にシール剤を形成した。
【００１８】
次に、液晶層ＬＣに用いる液晶を調整した。まず、母体となる液晶（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に、例として、平均長軸長さ５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を１０-3重量％添加した。このカーボンナノチューブを液晶に均一に分散させるため、超音波洗浄器を用いて、約６時間振とうした。この液晶をさらに、孔径０.５μｍのメンブレンフィルタを通した。この後、減圧下で、図３−ａのように、基板ＳＵＢ１上にカーボンナノチューブを拡散した液晶の上澄みを必要量滴下し、基板ＳＵＢ１の配向膜ＡＬの面と、基板ＳＵＢ２の配向膜ＡＬの面が相対し、かつ、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２のラビング方向が一致するように、図３−ｂのように気泡が入らないようにして押し重ね組み合わせた。
【００１９】
次に、このパネルを２枚の偏光板ＰＬ１，ＰＬ２（日東電工社製ＳＥＧ１２２４ＤＵ）で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を他方のそれに直交させるように配置した。この時，偏光板の偏光透過軸は、基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２のラビング方向に対してＰＬ１は０度とし、ＰＬ２は９０度をなす方向とした。
【００２０】
次に、上記画素電極ＰＸ、及び共通電極ＣＴに交流駆動電圧が加わるように駆動回路を接続、その後、バックライトなどを接続したモジュール化し、液晶表示装置を得た。
【００２１】
カーボンナノチューブは、一軸形状異方性を有しており、本実施例において使用した平均長軸長さは、０.５μｍ、直径は１〜２ｎｍの円筒状である。また、これを分散した液晶を０.５μｍの孔径のフィルタを通したことにより、カーボンナノチューブの長軸長さを０.５μｍ以下とした。これは、液晶層の厚さＤ、及び画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌに対して十分短いものであり、カーボンナノチューブによる短絡不良が見られなかった。また、カーボンナノチューブ、及びその凝集物による液晶層の厚さ増大による表示特性の変化は非常に少なく、良好な表示を実現できた。
【００２２】
なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子、及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【００２３】
今回の使用したカーボンナノチューブの長軸長さ０.５μｍは、平均長軸長さであり、実際には、０.５μｍよりも短いカーボンナノチューブが含まれる。一軸の形状異方性を有する材料について、その長軸長さが、液晶層の厚さ、及び画素電極から共通電極までの距離のうち、いずれか短い距離以下である材料が含有されていれば、本発明の効果を達成することができる。また、液晶層の厚さ、及び画素電極から共通電極までの距離のうち、いずれか短い距離以下である一軸の形状異方性を有する材料のみが含有されていても、同様の効果が期待できる。
【実施例２】
【００２４】
図４は、第一の発明に係る表示素子内の画素群の構成で、実施例１とは異なる形態の例を示したものである。映像信号線ＤＬの映像信号は、ゲート信号線ＧＬにより制御された薄膜トランジスタＴＦＴを介して、画素電極ＰＸに供給される。この画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの間に電界を形成し、液晶層を駆動することで表示を行う。図５は、図４のＢＢ′の線でとった断面図を表している。これらに示される構成は、実施例１とおおよそ同様であるが、画素電極ＰＸ及び共通電極ＣＸの双方が櫛歯状に形成される点で異なる。この構成を、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２上に形成した。このとき、画素電極ＰＸ、及び共通電極の幅は、ともに７μｍ、画素電極ＰＸから共通電極までの距離を１０μｍとし、保護膜ＰＡＳは、窒化シリコンで５００ｎｍとして形成した。ここで、本実施例におけるＬは、基盤面平面方向における画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの距離をいう。これら基盤上に、ポリイミドからなる配向膜ＡＬを形成し、この後、ラビング処理を行った。ラビング方向は、図４において、映像信号線ＤＬと水平の方向に実施した。さらに、基板ＳＵＢ２には、柱状スペーサ（４ミクロン）を形成、さらに基板ＳＵＢ１の外周部にシール剤と液晶注入口を形成し、配向膜ＡＬが相対するようにかつ、基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２のラビング方向が一致するよう組み合わせた。
【００２５】
次に、図６のように、真空チャンバ中で組み立てた表示装置ＬＣＤの注入口を液晶皿ＬＢ中に蓄えた液晶層ＬＣに接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。このとき使用した液晶材料は、実施例１に用いたカーボンナノチューブを分散させた液晶材料を用いた。
【００２６】
次に、このパネルを２枚の偏光板ＰＬ１，ＰＬ２（日東電工社製ＳＥＧ１２２４ＤＵ）で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を、他方のそれに直交させるように配置した。この時、偏光板の偏光透過軸は、基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２のラビング方向に対してＰＬ１は０度とし、ＰＬ２は９０度をなす方向とした。
【００２７】
次に、画素電極ＰＸ及び共通電極ＣＴに交流駆動電圧が加わるように駆動回路を接続、その後、バックライトなどを接続したモジュール化し、液晶表示装置を得た。カーボンナノチューブの長軸長さは、液晶層の厚さＤ、及び画素電極ＰＸから共通電極ＣＴまでの電極間距離Ｌに対して十分短いものであり、実施例１と同様に、カーボンナノチューブによる短絡不良は見られなかった。また、カーボンナノチューブ、およびその凝集物による液晶層の厚さ増大による表示特性の変化は非常に少なく、良好な表示を実現できた。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例３】
【００２８】
図７−ａは、アルドリッチ社から購入可能な、表面を化学修飾したカーボンナノチューブ表面の概念図である。表面には、カルボキシル基が共有結合的に結合している。非特許文献４（向井淳二，金城徳幸“技術者のための実学高分子”講談社サイエンティフィク、４４頁、１９８１年）の情報に則り、表面のカルボキシル基の溶解度パラメータを求めると、２０.０(cal／cm)0.5となる。一方で、この計算方法を用い、非特許文献５（液晶便覧編集委員会編、液晶便覧、３２４−３２９頁、２０００年）に記載の一般的なネマチック液晶分子の溶解度パラメータをもとめると、おおよそ８から１２である。この結果をもとに、図７−ａの化合物とアルコール（本実施例では、ｎ−プロピルアルコール）をもとに、一般的なエステル化反応により図７−ｂの化合物を合成した。得られた化合物は、溶媒を留去，真空乾燥した。図７−ｂにおいては、カーボンナノチューブの表面に結合している分子団の溶解度パラメータを計算して求めると、１０.０(cal／cm)0.5となった。
【００２９】
この図７−ｂの化合物を、化１（シーベルヘグナー社製），化２（アルドリッチ社製）、および非特許文献６（液晶若手研究会編，液晶材料研究の基礎と新展開、１０６−１０９頁、１９９８年）を参考に、合成の化３，化４を等量ずつ混合して得た液晶組成物に１０-3重量％添加した。
【００３０】
これら化合物の溶解度パラメータを、上述の方法により計算して求めると、化１：１０.１(cal／cm)0.5，化２：１１.０(cal／cm)0.5，化３：９.１(cal／cm)0.5，化４：９.１(cal／cm)0.5となった。
【００３１】
この図７−ｂを添加した液晶組成物を、超音波洗浄機を用いて６時間振とうした。この液晶組成物の上澄みを、実施例２と同様に電極，画素構造を形成した基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は、実施例２と同様である。
【００３２】
得られた液晶表示装置は、短絡等による表示不良が無く、基板内でのカーボンナノチューブ自身の凝集が少なく、すぐれたコントラストを実現することが出来た。
【００３３】
【化１】
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例４】
【００３８】
平均長軸長さが５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を、非特許文献７（佐野正人、カーボンナノチューブの分散性向上と高導電率化、１５−１７頁、２００６年）及び非特許文献８（田路和幸、カーボンナノチューブの分散性向上と高導電率化１４−２１頁、２００６年）を参考に、精製を行った。本発明は、精製法および合成法に関するものではないので、詳細は記載しないが、本実施例では、１０％過酸化水素／純水にカーボンナノチューブを分散したのち、大気下で還流過熱撹拌を約３時間程度実施した。この精製カーボンナノチューブをフィルタで集め、純水にて洗浄後、乾燥した。これを、ラマン分光測定したところ、精製前に比べて、１５９３cm-1付近に現れるＧ−Ｂａｎｄが鋭くなった一方で、１３５０cm-1付近及び１６００cm-1付近にアモルファス由来のＤ−Ｂａｎｄの強度が強くなったことを確認した。
【００３９】
この精製後のカーボンナノチューブを液晶材料（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に１０-3重量％添加した。この後、超音波洗浄機を用いて６時間、振とうし、その上澄みを、実施例２と同様に電極，画素構造を形成した基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は実施例２と同様である。
【００４０】
得られた液晶表示装置は、基板内でのカーボンナノチューブ自身の凝集が非常に少なく、すぐれたコントラストを実現することが出来た。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りではない。
【実施例５】
【００４１】
平均長軸長さが５００ｎｍのカーボンナノチューブ（アルドリッチ社製）を、液晶材料（メルク社製ＺＬＩ４７９２）に１０-5重量％，５×１０-5重量％，５×１０-4重量％、１０-1重量％添加した。これらをそれぞれ、超音波洗浄機を用いて６時間、振とうし、その上澄みを、実施例２と同様に、電極及び画素構造を形成した基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２からなる表示装置ＬＣＤの注入口に接触させ、真空チャンバを徐々に常圧に戻すことで、液晶を注入した。以後、偏光板の貼付等の工程は、実施例２と同様である。
【００４２】
得られた液晶表示装置について、２５℃において応答時間測定をした。結果は、図８のようになった。この図から判るように、非特許文献４に記載の通り、カーボンナノチューブ添加により、応答時間の高速化が確認できた。しかし、１０-1重量％添加した材料は、カーボンナノチューブの凝集，沈降がひどく液晶表示装置内に注入するに至らなかった。
【００４３】
ここで、表示装置ＬＣＤに、注入前の液晶材料についてそれぞれ、偏光顕微鏡下において観察した。図９−ａ，ｂ、及びｃはそれぞれ、カーボンナノチューブを０重量％，５×１０-4重量％，１０-1重量％、添加した液晶材料の観察写真である。ここから判るように、カーボンナノチューブ濃度の増大に伴い、カーボンナノチューブの凝集物が形成されることが判る。特に、１０-1重量％では、ＳＵＢ２に形成した柱状スペーサの高さよりも大きな２０ミクロンの凝集体が形成されており、均一に、カーボンナノチューブが分散されないことが判った。また、本検討のなかで、添加量増大に伴って、応答時間の増大が明らかとなった。
【００４４】
以上のカーボンナノチューブの凝集および応答時間の増大という結果から、添加量の上限として、１０-1重量％以下、望ましくは１０-2重量％であることが明らかとなった。また、カーボンナノチューブを添加していくと、おおよそ１０-4重量％付近で応答時間の極小を示し、１０-4重量％付近までは、濃度増大に伴って応答時間が低減する。このことから、カーボンナノチューブは、１０-4重量％以下のきわめて少量の添加においても、高速応答化の効果が期待できる。以上から、カーボンナノチューブの添加量は、０重量％より大きいことが望ましい。
【００４５】
一方で、添加量の制御を鑑みると、正確な秤量から、１０-7重量％以上、あるいは１０-6重量％以上とすることが望ましい。これらによって、カーボンナノチューブ自身の凝集が少なく、また凝集物による液晶層の厚さ増大による光学特性変化がなく、すぐれたコントラストと高速応答性を実現することが出来た。なお、一軸の形状異方性を有する材料であるならば、カーボンナノチューブに限らず、良好な表示を実現することが出来る。一軸の形状異方性を有する分子及び分子集合体の具体的な構造として、「棒状」，「柱状」，「円筒状」、及び「繊維状」等があり、このような構造の例としては、両親媒性分子により形成される柱状ミセル構造，中空繊維状有機ナノチューブ，グルコサミン系高分子ナノチューブ，フェノール系高分子ナノチューブ、及びタバコモザイクウイルス等が上げられるが、この限りでない。
【００４６】
なお、液晶材料に一軸の形状異方性分子が含有していることの確認方法についてであるが、まず、孔径の小さなフィルタで液晶を濾過する。このとき、孔径はより小さいものが望ましいが、一般的に購入できる０.２μｍのものを用いてもよい。この後、適当な溶媒で洗浄、及び乾燥を行い、一軸の形状異方性分子を分離する。この際、後の分析手法に依っては、大量に分離する必要があることから、一軸の形状異方性分子が含有されている液晶材料を大量に用意する場合がある。
【００４７】
分離した一軸の形状異方性分子は、透過型電子顕微鏡の観察により、その形状と長さを確認できる。ナノ粒子の粒径を測定する方法として光散乱を用いた方法が知られているが、形状異方性を有する粒体では測定精度が高くないため、前述の透過電子顕微鏡観察で長さを確認することが望ましい。
【００４８】
実施例１から５において、本発明を横電界方式の液晶表示装置を用いて実施したが、カーボンナノチューブの凝集による、液晶層厚変動，凝集物周辺部の光漏れによるコントラスト低下，カーボンナノチューブによる電極間の短絡は、他の表示モード、たとえばバーティカルアライメント（ＶＡ）方式，ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式，電界制御複屈折（ＥＣＢ）方式などにおいても共通の課題である。本発明の構成を採用することにより、ＶＡ方式，ＥＣＢ方式，ＴＮ方式等、表示方式依らず、優れた表示性能を示すことができる。
【符号の説明】
【００４９】
ＰＸ 画素電極、ＣＴ 共通電極、ＣＬ 共通信号線、ＧＬ ゲート信号線、ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、ＤＬ 映像信号線、ＣＦ カラーフィルタ、ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ 基板、ＰＬ１，ＰＬ２ 偏光板、ＰＡＳ 保護膜、ＥＬ 電界、ＬＣ 液晶層、ＯＣ オーバーコート膜、ＬＢ 液晶皿、ＬＣＤ 表示装置、ＳＩ シール材、Ｄ 液晶層厚、Ｌ 電極間距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板と、
第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板の間に配置された液晶層，画素電極、及び共通電極と
を有し、
前記液晶層において、有機物で一軸の形状異方性を有するカーボンナノチューブが含有されており、
前記カーボンナノチューブの長軸は、前記液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であり、
前記カーボンナノチューブの表面は、アモルファス状態を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、０重量％より大きく、１０−１重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、１０−７重量％以上、１０−１重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、１０−６重量％以上、１０−２重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブの表面は、カルボキシル基が共有的結合的に結合している、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５いずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、酸化処理により得られることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記第一の基板上に前記共通電極が形成され、
前記共通電極上に保護膜が設けられ、
前記保護膜上に前記画素電極が配置され、
前記画素電極は櫛歯状に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
第一の基板と、
第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板の間に配置された液晶層，画素電極、及び共通電極と
を有し、
前記液晶層において、有機物で一軸の形状異方性を有するカーボンナノチューブが含有されており、
前記カーボンナノチューブの長軸は、前記液晶層の厚さ、及び前記画素電極から前記共通電極までの距離のうち、どちらか短い距離以下であり、
前記カーボンナノチューブの表面は、アモルファス状態を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、０重量％より大きく、１０−１重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、１０−７重量％以上、１０−１重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、前記液晶中に、１０−６重量％以上、１０−２重量％以下含有されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブの表面は、カルボキシル基が共有的結合的に結合している、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５いずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記カーボンナノチューブは、酸化処理により得られることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記第一の基板上に前記共通電極が形成され、
前記共通電極上に保護膜が設けられ、
前記保護膜上に前記画素電極が配置され、
前記画素電極は櫛歯状に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３−ａ】
【図３−ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−ａ】
【図７−ｂ】
【図８】
【図９−ａ】
【図９−ｂ】
【図９−ｃ】
【図２】
【図３−ａ】
【図３−ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−ａ】
【図７−ｂ】
【図８】
【図９−ａ】
【図９−ｂ】
【図９−ｃ】
【公開番号】特開２０１１−２４２８０７（Ｐ２０１１−２４２８０７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４８４７（Ｐ２０１１−１８４８４７）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【分割の表示】特願２００７−３２６６６１（Ｐ２００７−３２６６６１）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【分割の表示】特願２００７−３２６６６１（Ｐ２００７−３２６６６１）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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