シャープ、次世代パネル向け新液晶技術「UV²A」

　シャープは2009年9月16日、照射方向によって液晶分子の並びを精密に制御できる光配向技術「UV²A（ユーブイツーエー）」を開発したと発表。第10世代液晶パネルラインとして10月より稼働予定の堺コンビナート工場（大阪府堺市）に全面導入し、亀山第2工場をはじめとする既存施設についても、体制が整い次第、随時導入していくという。

　新発表されたUV²A技術は、同社いわく「液晶技術者達が30年夢見てきた理想的な技術」（シャープ 研究開発本部長 常務執行役員 水嶋 繁光氏）。学会レベルでは10年ほど前から発表されてきたが、実用レベルまで達したのは同社が世界初だという。「独自の分子構造材料および同技術用の斜め露光装置を新規に開発したことで、まったく新しい配光プロセス（前後プロセス）の開発に成功した。環境性能、高画質、高生産性という液晶に求められる3本柱すべてを向上できる」（水嶋氏）。

　具体的には、明るい表示（高画質化）や省エネにつながる開口率を従来に比べて20％以上向上し、コントラストは従来比1.6倍となる5000：1に上昇。また、応答速度も従来比2倍速の4ms以下とし、動きの速い映像に強いだけでなく昨今話題となっている3次元テレビにも十分対応できるという。そのほか画素構造をシンプルにするリブ・スリットレスシンプル画素構造を採用したことで、生産性を向上するとしている。

画像1 光利用効率の向上（開口率を従来比20％向上） リブ、スリットがないため、明るい白が表現できる

　液晶の配向技術はこれまで、ガラス基板に高分子（ポリイミド膜）を塗布し、その表面をこする（ラビングする）ことで液晶分子を配向させる「ラビング法」がTN型液晶パネルで長く使用されてきた。しかし、ラビング法は簡便で低コスト、かつ水平配向に最適という利点がある一方で、現在のように非常に大きなマザーガラスを使用する場合には、全面一方向で均一に液晶分子を塗布できない（場所によってバラツキが出てしまうため、既存の液晶を縦に並べる垂直配向には向いていない）という課題があったという。

　そこで考え出されたのが、現在の液晶テレビで主流となっているVA型液晶パネルの配向技術「リブ・スリッド法」。液晶分子そのものは垂直に並んでいるが、電気力線のゆがみを利用することで、液晶分子を一方向に傾斜させている。しかしこの方法は、大面積でも均一の配向ができる半面、構造・プロセスが複雑であり、結果として高コストとなってしまう。また、構造物が光を遮断するために開口率が低下する という難点もある。「他の表示方式と比較すると 優位ではあるが、さらなるコントラスト、応答速度の改善を考えた場合には、限界があった」（水嶋氏）。

画像2 UV2A技術

　それに対し今回のUV²A技術（新しい配向技術）は、ガラス基板上に高分子を塗布し、その高分子膜に光（UV光）を斜め方向から照射 。高分子が斜め方向に反応することで、光の方向に液晶分子の配向を制御（配向精度は±20ピコメートル）できるという。「液晶分子の傾きを微小領域ごとに、自由に方向を変えることができる。本技術により、従来持っていた配向に対する制御の限界から完全に解放された」（水嶋氏）

画像3 シャープ 研究開発本部長 常務執行役員 水嶋 繁光氏

（＠IT MONOist編集部　上口翔子）