JP2006113205A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
誘電率異方性が負の液晶材料と垂直配向膜とを使用するVA(Vertically Aligned)モードの液晶表示装置によると、TN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置と比較して、より速い応答速度を実現することができる。しかも、VAモードの液晶表示装置では、静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチドメイン方式を採用したVAモード(以下、MVAモードという)の液晶表示装置は、広視野角化も比較的容易であることから、特に注目を集めている。 According to a VA (Vertically Aligned) mode liquid crystal display device using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film, a faster response speed than a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device. Can be realized. In addition, the VA mode liquid crystal display device does not require a rubbing process that causes defects such as electrostatic breakdown. Among them, a VA mode (hereinafter referred to as MVA mode) liquid crystal display device adopting a multi-domain method is particularly attracting attention because a wide viewing angle is relatively easy.
MVAモードでは、液晶層中に電界勾配を形成すること、及び/又は、基板表面に突起を設けることにより、液晶層中の各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割する。例えば、画素電極及び対向電極の少なくとも一方にスリットを設け、ドメイン毎に電界の向きを異ならしめる。或いは、アレイ基板及び対向基板の少なくとも一方の対向面に畝状凸部からなる凸パターンを設ける。或いは、スリットと凸パターンとを組み合わせる。 In the MVA mode, each pixel region in the liquid crystal layer is divided into a plurality of domains having different tilt directions of liquid crystal molecules by forming an electric field gradient in the liquid crystal layer and / or providing protrusions on the substrate surface. To do. For example, a slit is provided in at least one of the pixel electrode and the counter electrode, and the direction of the electric field is made different for each domain. Alternatively, a convex pattern composed of hook-shaped convex portions is provided on at least one of the opposing surfaces of the array substrate and the counter substrate. Alternatively, a slit and a convex pattern are combined.
ところで、これら凸パターンは、空セルへの液晶材料の注入を妨げる。そのため、ドメイン分割に凸パターンを利用する場合、空セルへの液晶材料の注入に長時間を要し、高い生産性を実現することが難しい。 By the way, these convex patterns prevent the liquid crystal material from being injected into the empty cells. Therefore, when a convex pattern is used for domain division, it takes a long time to inject a liquid crystal material into an empty cell, and it is difficult to realize high productivity.
また、空セルへの液晶材料の注入に要する時間,注入時間,には、各構成要素の形状及び組成などのばらつき並びに温度などの注入条件のばらつきが影響を与える。注入時間が長い場合、これらばらつきに起因して注入時間が大きくばらつくこととなる。そのため、ドメイン分割に凸パターンを利用する場合、注入不良を生じ易い。 Further, the time required for injecting the liquid crystal material into the empty cell and the injection time are affected by variations in the shape and composition of each component and variations in the injection conditions such as temperature. When the injection time is long, the injection time varies greatly due to these variations. Therefore, when a convex pattern is used for domain division, an injection failure is likely to occur.
本発明の目的は、ドメイン分割に凸パターンを利用しながらも、短い時間で空セルに液晶材料を注入可能とすることにある。 An object of the present invention is to enable a liquid crystal material to be injected into an empty cell in a short time while using a convex pattern for domain division.
本発明の第1側面によると、第1基板とその一主面上で互いに交差する第1及び第2方向に配列した複数の画素電極とを含んだアレイ基板と、前記複数の画素電極と向き合った第2基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層は前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間を外部空間に連通する注入口を形成した空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、前記アレイ基板の前記対向基板との対向面及び前記対向基板の前記アレイ基板との対向面の少なくとも一方には、前記複数の画素電極に対応した位置に複数の凸パターンがそれぞれ設けられ、前記複数の凸パターンのそれぞれは、前記第1及び第2方向と交差する第3方向に延びた畝状凸部と、前記第1乃至第3方向と交差する第4方向に延びた畝状凸部とを前記第2方向に並べた構造を有し、前記複数の凸パターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記凸パターンを前記第1及び第2方向と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, an array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions intersecting each other on one main surface thereof, and the plurality of pixel electrodes face each other. A counter substrate including a second substrate and a counter electrode provided on a surface facing the array substrate; and interposed between the array substrate and the counter substrate and surrounding the plurality of pixel electrodes. An adhesive layer, and the adhesive layer includes an empty cell that forms an injection port that communicates an internal space surrounded by the array substrate, the counter substrate, and the adhesive layer with an external space, and the internal space. A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and a sealing body that closes the injection port; and a surface of the array substrate facing the counter substrate and a surface of the counter substrate facing the array substrate At least one of the surfaces has the plurality of pixel electrodes. A plurality of convex patterns are respectively provided at positions corresponding to, and each of the plurality of convex patterns includes a hook-shaped convex portion extending in a third direction intersecting with the first and second directions, and the first to first And having a structure in which hook-shaped protrusions extending in a fourth direction intersecting with three directions are arranged in the second direction, and each of the plurality of convex patterns includes the convex pattern adjacent to the second direction. A liquid crystal display device having the same shape and orientation as a pattern obtained by rotating 180 ° around an axis orthogonal to the first and second directions is provided.
本発明の第2側面によると、第1基板とその一主面上で互いに交差する第1及び第2方向に配列した複数の画素電極とを含んだアレイ基板と、前記複数の画素電極と向き合った第2基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層は前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間を外部空間に連通する注入口を形成した空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、前記複数の画素電極には複数のスリットパターンがそれぞれ設けられ、前記複数のスリットパターンのそれぞれは、前記第1及び第2方向と交差する第3方向に延びたスリットと、前記第1乃至第3方向と交差する第4方向に延びたスリットとを前記第2方向に並べた構造を有し、前記複数のスリットパターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記スリットパターンを前記第1及び第2方向と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しく、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には、前記複数の画素電極に対応した位置に複数の凸パターンがそれぞれ設けられ、前記複数の凸パターンのそれぞれは、前記第3方向に延びた畝状凸部と、前記第4方向に延びた畝状凸部とを前記第2方向に並べた構造を有し、前記複数の凸パターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記凸パターンを前記軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, an array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions intersecting each other on one main surface thereof, and the plurality of pixel electrodes face each other. A counter substrate including a second substrate and a counter electrode provided on a surface facing the array substrate; and interposed between the array substrate and the counter substrate and surrounding the plurality of pixel electrodes. An adhesive layer, and the adhesive layer includes an empty cell that forms an injection port that communicates an internal space surrounded by the array substrate, the counter substrate, and the adhesive layer with an external space, and the internal space. A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and a sealing body that closes the injection port, and each of the plurality of pixel electrodes is provided with a plurality of slit patterns, Each of the first and first A slit extending in a third direction intersecting the direction and a slit extending in a fourth direction intersecting the first to third directions are arranged in the second direction, and the slit patterns Each has the same shape and orientation as the pattern obtained by rotating the slit pattern adjacent to the second direction by 180 ° around an axis orthogonal to the first and second directions, and A plurality of convex patterns are provided on the surface facing the array substrate at positions corresponding to the plurality of pixel electrodes, and each of the plurality of convex patterns includes a hook-shaped convex portion extending in the third direction; A plurality of convex patterns extending in the fourth direction are arranged in the second direction, and each of the plurality of convex patterns has the convex pattern adjacent to the second direction around the axis. so There is provided a liquid crystal display device characterized by having the same shape and orientation as the pattern obtained by rotating 180 °.
本発明によると、ドメイン分割に凸パターンを利用しながらも、短い時間で空セルに液晶材料を注入することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to inject a liquid crystal material into an empty cell in a short time while using a convex pattern for domain division.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図2は、図1の液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図3は、図1の液晶表示装置をさらに拡大して示す平面図である。図4は、図1の液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図である。図5は、図1の液晶表示装置を簡略化して描いた断面図である。図6は、図1の液晶表示装置のアレイ基板を示す平面図である。図7は、図1の液晶表示装置の対向基板を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device of FIG. FIG. 3 is a plan view showing the liquid crystal display device of FIG. 1 further enlarged. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 5 is a simplified cross-sectional view of the liquid crystal display device of FIG. 6 is a plan view showing an array substrate of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 7 is a plan view showing a counter substrate of the liquid crystal display device of FIG.
図1乃至図3には、対向基板側から見た液晶表示装置を描いている。また、図6には、対向基板側から見たアレイ基板を描いており、図7には、アレイ基板側から見た対向基板を描いている。 1 to 3 show a liquid crystal display device viewed from the counter substrate side. 6 illustrates the array substrate viewed from the counter substrate side, and FIG. 7 illustrates the counter substrate viewed from the array substrate side.
なお、これら図では、簡略化のため、一部の構成要素を省略している。例えば、図2では、画素電極と畝状凸部を形成するための誘電体層とを描き、他の構成要素は省略している。図3では、画素電極と畝状凸部と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図4では、先の誘電体層と共通電極に設けるスリットとを省略しており、図5では、スイッチング素子、カラーフィルタ、スペーサ、偏光板などを省略している。図6では、配向膜、スペーサ、カラーフィルタ及びスイッチング素子などを省略しており、図7では、配向膜を省略している。 In these drawings, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 2, the pixel electrode and the dielectric layer for forming the ridge-shaped convex portion are drawn, and other components are omitted. In FIG. 3, the pixel electrode, the ridge-shaped protrusions, and the liquid crystal molecules are drawn, and other components are omitted. In FIG. 4, the previous dielectric layer and slits provided in the common electrode are omitted, and in FIG. 5, switching elements, color filters, spacers, polarizing plates, and the like are omitted. In FIG. 6, the alignment film, the spacer, the color filter, the switching element, and the like are omitted, and in FIG. 7, the alignment film is omitted.
この液晶表示装置1は、MVA型の液晶表示装置である。この液晶表示装置1は、図1及び図4に示すように、アレイ基板2と対向基板3とを含んでいる。アレイ基板2と対向基板3とは、僅かな間隙を隔てて互いに向き合っている。アレイ基板2及び対向基板3の構造については、後で詳述する。
The liquid
アレイ基板2と対向基板3との間には、図4に示すように、スペーサ8が介在している。ここでは、一例として、スペーサ8を柱状スペーサを使用すると共に、これら柱状スペーサ8をアレイ基板2上に形成している。これらスペーサ8は、アレイ基板2と対向基板3との距離を一定に保つ役割を果たす。
As shown in FIG. 4,
アレイ基板2と対向基板3との間には、図4に示すように、接着剤層4がさらに介在している。接着剤層4は、例えば、熱硬化型樹脂などの接着剤を用いて形成する。この接着剤層4は、図1に示すように、枠形状を有している。接着剤層4は、アレイ基板2と対向基板3とを互いに接着しており、アレイ基板2及び対向基板3と共に空セルを形成している。
As shown in FIG. 4, an adhesive layer 4 is further interposed between the
接着剤層4が形成する枠は、図1に示すように、空セルの一端面側で開口している。この開口部は、アレイ基板2と対向基板3と接着剤層4とに囲まれた内部空間を外部空間に連通する注入口として利用する。
As shown in FIG. 1, the frame formed by the adhesive layer 4 is open on one end face side of the empty cell. This opening is used as an injection port that communicates the internal space surrounded by the
アレイ基板2と対向基板3との間であって、接着剤層4が形成する枠の外側には、トランスファ電極(図示せず)が介在している。このトランスファ電極により、アレイ基板2と対向基板3とを電気的に接続する。
A transfer electrode (not shown) is interposed between the
空セルの内部空間は、図4に示すように、液晶材料5で満たされている。液晶材料5は、液晶層を形成している。この液晶表示装置1では、液晶材料5として、誘電率異方性が負の液晶材料,特には誘電率異方性が負のネマチック液晶,を使用している。空セルへの液晶材料の注入は、例えば、ディップ式又はディスペンサ式などの注入方式を利用する。
The internal space of the empty cell is filled with the
空セルの注入口は、図1に示すように、封止体6で塞がれている。封止体6は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの接着剤を注入口にディスペンスし、これを硬化させることにより形成する。 As shown in FIG. 1, the empty cell inlet is closed by a sealing body 6. The sealing body 6 is formed, for example, by dispensing an adhesive such as an ultraviolet curable resin at the injection port and curing it.
アレイ基板2の外面には、偏光板7が貼り付けられている。また、対向基板3の外面にも、偏光板7が貼り付けられている。
A polarizing
この液晶表示装置1は、通常、アレイ基板2の外面を照明するバックライトをさらに含んでいる。
The liquid
次に、アレイ基板2及び対向基板3の構造を説明する。
アレイ基板2は、第1基板として、図4に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板20を含んでいる。この絶縁基板20の一主面上には、配線、層間絶縁膜、スイッチング素子21などが形成されている。それらの上には、カラーフィルタ22、画素電極23、柱状スペーサ8及び配向膜24が順次形成されている。また、カラーフィルタ22の周囲には、周辺遮光層(又は額縁)25が形成されている。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 4, the
絶縁基板20上に形成する配線は、アルミニウム、モリブデン、及び銅などからなるゲート線、信号線、及び補助容量線などである。また、スイッチング素子21は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタルなどをメタル層としたTFTであり、ゲート線及び信号線などの配線並びに画素電極23と接続されている。アレイ基板2では、このような構成により、所望の画素電極23に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。
Wirings formed on the insulating
カラーフィルタ22は、青、緑、赤色の着色層22B,22G,22Rで構成されている。カラーフィルタ22には、コンタクトホールが設けられており、画素電極23は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子21と接続されている。着色層22B,22G,22Rは、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
The
画素電極23の材料には、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料を用いることができる。画素電極23は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成することができる。
As the material of the
画素電極23は、絶縁基板20の主面と略平行であり且つ互いに交差する第1及び第2方向に配列している。この例では、画素電極23は、空セルの注入口が設けられた端面に略平行な第1方向D1と、先の端面と略直交する第2方向D2とに配列している。第1方向D1に隣り合う画素電極23は、それらの間に、長手方向が第2方向D2と略平行なスリットSLT2を形成している。また、第2方向D2に隣り合う画素電極23は、それらの間に、長手方向が第1方向D1と略平行なスリットSLT1を形成している。
The
各画素電極23は、図2、図3及び図6に示すように、第1方向D1に平行な辺と及び第2方向D2に平行な辺とを有する矩形にスリットSLT1、SLT3及びSLT4を設けた形状を有している。各画素電極23に設けられたスリットSLT1、SLT3及びSLT4は、スリットパターンを形成している。
As shown in FIGS. 2, 3, and 6, each
スリットSLT3の長手方向は、第1方向D1及び第2方向D2と交差する第3方向D3に平行である。この例では、第3方向D3は、第1方向D1に対して略45°の角度を為している。スリットSLT4の長手方向は、第1方向D1と第2方向D2と第3方向D3と交差する第4方向D4に平行である。この例では、第4方向D4は、第3方向D3と略直交している。 The longitudinal direction of the slit SLT3 is parallel to a third direction D3 that intersects the first direction D1 and the second direction D2. In this example, the third direction D3 forms an angle of about 45 ° with respect to the first direction D1. The longitudinal direction of the slit SLT4 is parallel to a fourth direction D4 that intersects the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3. In this example, the fourth direction D4 is substantially orthogonal to the third direction D3.
第1方向D1に隣り合う画素電極23は、図2、図3及び図6に示すように、形状及び方位が互いに等しい。また、図2に示すように、第2方向D2に隣り合う画素電極23のうちの一方は、他方を第1方向D1及び第2方向D2と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるものと形状及び方位が等しい。
As shown in FIGS. 2, 3 and 6, the
画素電極23上に形成する配向膜24は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜24には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
The
周辺遮光層25は、カラーフィルタ22を取り囲んでいる。周辺遮光層25は、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
The peripheral
対向基板3は、第2基板として、図4及び図5に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板30を含んでいる。この絶縁基板30の一主面上には、図5に示すように、共通電極33と、パターニングされた誘電体層36と、配向膜34とが順次形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the counter substrate 3 includes a light-
共通電極33は、全ての画素電極23と向き合った連続膜として形成されている。画素電極23の材料には、例えば、ITOなどの透明導電材料を用いることができる。
The
配向膜34は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜34には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
The
誘電体層36は、この例では、図2及び図7に示す形状にパターニングされている。パターニングされた誘電体層36は、配向膜34の表面のうち、画素電極23に対応した各位置に、図3及び図4に示す畝状凸部PRT1乃至PRT4からなる凸パターンを生じさせている。
In this example, the
誘電体層36の画素電極23に対応した各部分は、図7に示す帯状部BP1乃至BP4を含んでいる。これら帯状部BP1乃至BP4の長手方向は、それぞれ、第1方向D1乃至第4方向D4と略平行である。畝状凸部PRT1乃至PRT4は、それぞれ、帯状部BP1乃至BP4が配向膜34の表面に形成している凸部である。
Each portion of the
畝状凸部PRT1は、図3に示すように、その長手方向がスリットSL1の長手方向と平行である。畝状凸部PRT1は、図3に示すように、液晶表示装置1をその主面に垂直な方向から観察した場合に、画素電極23の輪郭のうちスリットSLT1を形成している部分と重なり合っている。
As shown in FIG. 3, the hook-shaped protrusion PRT1 has a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the slit SL1. As shown in FIG. 3, when the liquid
畝状凸部PRT2は、図3に示すように、その長手方向がスリットSL2の長手方向と平行である。畝状凸部PRT2は、図3に示すように、液晶表示装置1をその主面に垂直な方向から観察した場合に、画素電極23の輪郭のうちスリットSLT2を形成している部分と重なり合っている。
As shown in FIG. 3, the hook-shaped protrusion PRT2 has a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the slit SL2. As shown in FIG. 3, when the liquid
畝状凸部PRT3は、図3に示すように、その長手方向がスリットSL3の長手方向と平行である。畝状凸部PRT3は、図3及び図5に示すように、第3方向D3と交差する方向,例えば第4方向D4,に隣り合うスリットSLT3間の領域と向き合っている。 As shown in FIG. 3, the hook-shaped convex part PRT3 has a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the slit SL3. As shown in FIGS. 3 and 5, the hook-shaped convex part PRT3 faces a region between the slits SLT3 adjacent to the direction intersecting the third direction D3, for example, the fourth direction D4.
畝状凸部PRT4は、図3に示すように、その長手方向がスリットSL4の長手方向と平行である。畝状凸部PRT4は、図3に示すように、第4方向D4と交差する方向,例えば第3方向D3,に隣り合うスリットSLT4間の領域と向き合っている。 As shown in FIG. 3, the hook-shaped convex part PRT4 has a longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the slit SL4. As shown in FIG. 3, the hook-shaped protrusion PRT4 faces a region intersecting the fourth direction D4, for example, the region between the slits SLT4 adjacent to the third direction D3.
図3に示すように、各凸パターンにおいて、畝状凸部PRT3と畝状凸部PRT4とは、第2方向D2に並んでいる。換言すれば、この液晶表示装置1では、各画素を第2方向D2に並んだ2つの部分に分割し、その一方に畝状凸部PRT3を配置し、他方に畝状凸部PRT4を配置している。
As shown in FIG. 3, in each convex pattern, the ridge-shaped protrusion PRT3 and the ridge-shaped protrusion PRT4 are arranged in the second direction D2. In other words, in the liquid
また、各凸パターンは、図3に示す誘電体層36を見れば分かるように、それと第2方向D2に隣り合う凸パターンを第1方向D1及び第2方向D2と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しい。さらに、第1方向D1に隣り合う凸パターンの同士は形状及び方位が互いに等しい。
Further, as can be seen from the
スリットSLT1乃至SLT4及び畝状凸部PRT4は、液晶材料5に含まれる液晶分子LCの配向を以下のように制御する。
The slits SLT <b> 1 to SLT <b> 4 and the ridge-shaped convex part PRT <b> 4 control the alignment of the liquid crystal molecules LC included in the
画素電極23と共通電極33との間に絶対値の小さな第1電圧を印加すると、液晶材料5内には電界が形成される。液晶材料5は誘電率異方性が負であるので、液晶分子LCには、これを電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。
When a first voltage having a small absolute value is applied between the
スリットSLT1乃至SLT4の上部では、電気力線は、画素電極23及び共通電極33の主面に対して垂直とはならずに傾く。例えば、スリットSLT3の上部では、電気力線は図5に破線で示すように傾く。そのため、スリットSLT1乃至SLT4の上部では、液晶分子LCには、この斜めに傾いた電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。すなわち、液晶分子LCには、これを例えば図5に示すように傾ける力が加わる。
In the upper part of the slits SLT1 to SLT4, the lines of electric force are tilted without being perpendicular to the main surfaces of the
他方、配向膜24及び34は垂直配向膜であるので、配向膜24及び34は、液晶分子LCをそれらの膜面に対して垂直に配向させようとする。そのため、畝状凸部36の下部では、配向膜34は、液晶分子LCを、これを例えば図5に示すように傾けようとする。
On the other hand, since the
その結果、液晶層中の画素電極23に対応した各画素領域は、図3に示すように、スリットSLT1乃至SLT4及び畝状凸部PRT1乃至PRT4を境界として、液晶分子LCのチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割される。なお、この例では、各画素領域には、液晶分子LCのチルト方向が互いに異なる4種のドメインが計10個形成されている。
As a result, each pixel region corresponding to the
画素電極23と共通電極33との間に印加する電圧を、第1電圧と比較して絶対値がより大きな第2電圧とすると、液晶分子LCは、そのチルト方向を維持したまま、その分子軸と画素電極23及び共通電極33の主面とが為す角度を小さくする。この液晶表示装置1では、これによって生じる液晶層の屈折率変化を利用して表示を行う。
When the voltage applied between the
さて、本態様では、液晶表示装置1に上記の構造を採用する。このような液晶表示装置1は、図8の液晶表示装置と比較して、液晶注入が容易である。
Now, in this embodiment, the above structure is adopted for the liquid
図8は、比較例に係る液晶表示装置1を概略的に示す平面図である。この液晶表示装置1は、第2方向に隣り合う画素電極23の形状及び方位が互いに等しく且つ第2方向に隣り合う凸パターンの形状及び方位が互いに等しいこと以外は、図1乃至図5の液晶表示装置1と同様の構造を有している。
FIG. 8 is a plan view schematically showing the liquid
先に説明した通り、凸パターンは、空セルへの液晶材料5の注入を妨げる。そのため、ドメイン分割に凸パターンを利用する場合、空セルへの液晶材料5の注入に長時間を要し、高い生産性を実現することが難しい。
As explained above, the convex pattern prevents the injection of the
注入時において、第1方向に隣り合う帯状部BP3及び第1方向に隣り合う帯状部BP4は、液晶材料5が流れる流路が如き役割を果たす。この流路の形状は、注入時間に大きな影響を与える。具体的には、流路がより多くの屈曲部を含んでいる場合、空セルへの液晶材料5の注入により長い時間が必要になる。
At the time of injection, the flow path in which the
図8の液晶表示装置1では、第2方向D2に隣り合う画素間の各境界を挟んで、誘電体層36の帯状部BP3と帯状部BP4とが隣接している。これに対し、本態様に係る液晶表示装置1では、図2に示すように、第2方向D2に隣り合う画素間の境界を挟んで、誘電体層36の帯状部BP3同士が隣接するか又は帯状部BP4同士が隣接している。
In the liquid
すなわち、本態様に係る液晶表示装置1は、図8の液晶表示装置1と比較して、先の流路の屈曲部がより少ない。したがって、本態様によると、液晶表示装置1に図8の構造を採用した場合と比較して、より短い時間で空セルに液晶材料5を注入することができる。すなわち、本態様によると、注入時間のばらつきが生じ難く、これに起因した注入不良を抑制することができる。
That is, the liquid
本態様では、画素電極23にスリットSLT1乃至SLT4を設けると共に、対向基板2のアレイ基板3との対向面に畝状凸部PRT1乃至PRT4を生じさせたが、共通電極33にスリットSLT1乃至SLT4を設けると共に、アレイ基板3の対向基板2との対向面に畝状凸部PRT1乃至PRT4を生じさせてもよい。或いは、液晶表示装置1の一部で、画素電極23にスリットSLT1乃至SLT4を設けると共に、対向基板2のアレイ基板3との対向面に畝状凸部PRT1乃至PRT4を生じさせ、液晶表示装置1の他の一部で、共通電極33にスリットSLT1乃至SLT4を設けると共に、アレイ基板3の対向基板2との対向面に畝状凸部PRT1乃至PRT4を生じさせてもよい。
In this embodiment, the slits SLT1 to SLT4 are provided in the
本態様では、カラーフィルタ22を絶縁基板20と画素電極23との間に配置したが、カラーフィルタ22は絶縁基板30と共通電極33との間に配置してもよい。また、本態様では、スペーサ8として柱状スペーサを使用したが、スペーサ8として粒状スペーサを使用してもよい。
In this embodiment, the
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例)
本例では、以下に説明する方法により、図1乃至図5に示す液晶表示装置1を作製した。
Examples of the present invention will be described below.
(Example)
In this example, the liquid
まず、通常のアレイ基板形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板20上に、各種配線及びTFT21などを形成した。次に、ガラス基板20のTFT21等を形成した面に、常法によりカラーフィルタ22を形成した。
First, film formation and patterning were repeated in the same manner as a normal array substrate formation process, and various wirings,
次いで、カラーフィルタ22に対し、所定のパターンのマスクを介してITOを約0.1μmの厚さにスパッタリングした。その後、このITO膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてITO膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図2乃至図6に示す画素電極23を形成した。なお、ここでは、第1方向に隣り合う画素電極23間の距離は6μmとした。また、画素電極23に設けたスリットSLT1、SLT3及びSLT4の幅は10μmとした。
Next, ITO was sputtered on the
次に、ガラス基板20の画素電極23を形成した面に、スピナーを用いて、黒色顔料を含有した感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、スペーサ8と周辺遮光層25とを得た。
Next, the photosensitive resin containing a black pigment was apply | coated to the surface in which the
その後、ガラス基板20の画素電極23を形成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ70nmの配向膜24を形成した。以上のようにして、アレイ基板2を作製した。
Thereafter, a thermosetting resin was applied to the entire surface of the
次に、別途用意したガラス基板30の一方の主面上に、共通電極33として、スパッタリング法を用いてITO膜を形成した。次いで、共通電極33上に、スピナーを用いて、感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、誘電体層36を得た。なお、ここでは、帯状部BP1乃至BP4の幅は8μmとした。
Next, an ITO film was formed as a
続いて、ガラス基板30の誘電体層36を形成した面に、アレイ基板2に関して説明したのと同様の方法により配向膜34を形成した。以上のようにして、対向基板3を作製した。
Subsequently, an
次いで、アクティブマトリクス基板2と対向基板3の対向面周縁部とを、エポキシ系熱硬化型樹脂4を用いて貼り合わせて、空セルを形成した。この空セルに、ディップ式で液晶材料5を注入した。この注入には、約42時間を要した。
Next, the
その後、注入口を紫外線硬化樹脂6を用いて塞ぎ、アレイ基板2及び対向基板3の外面に偏光板7を貼り付けた。以上のようにして、図1乃至図5に示す液晶表示装置1を完成した。
Thereafter, the injection port was closed with an ultraviolet curable resin 6, and the
次に、この液晶表示装置1の特性評価を行った。その結果、視野角特性については、170°の水平角度範囲で、10:1以上のコントラストが得られた。すなわち、非常に優れた視野角特性を実現することができた。これは、画素電極23に設けるスリットパターン及び誘電体層36が形成する凸パターンを図2の形状とすることにより、ドメインの対象性が向上したためであると考えられる。また、この液晶表示装置1は、他の特性についても十分に優れていることを確認することができた。
Next, the characteristics of the liquid
(比較例)
本例では、画素電極23及び誘電体層36を図8に示す形状に形成したこと以外は、上記実施例で説明したのと同様の方法により液晶表示装置1を作製した。本例では、空セルへの液晶材料5の注入に約50時間を要した。
(Comparative example)
In this example, the liquid
この液晶表示装置1についても、上記実施例で行ったのと同様の特性評価を行った。その結果、視野角特性については、160°の水平角度範囲で、10:1以上のコントラストが得られた。すなわち、この液晶表示装置1は、上記実施例に係る液晶表示装置1と比較して、視野角特性が劣っていた。
The liquid
1…液晶表示装置、2…アレイ基板、3…対向基板、4…接着剤層、5…液晶材料、6…封止体、7…偏光板、8…スペーサ、20…第1基板、21…スイッチング素子、22…カラーフィルタ、22B…着色層、22G…着色層、22R…着色層、23…画素電極、24…配向膜、25…周辺遮光層、30…第2基板、33…共通電極、34…配向膜、36…誘電体層、BP1…帯状部、BP2…帯状部、BP3…帯状部、BP4…帯状部、D1…第1方向、D2…第2方向、D3…第3方向、D4…第4方向、LC…液晶分子、PRT1…畝状凸部、PRT2…畝状凸部、PRT3…畝状凸部、PRT4…畝状凸部、SLT1…スリット、SLT2…スリット、SLT3…スリット、SLT4…スリット。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、
前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、
前記アレイ基板の前記対向基板との対向面及び前記対向基板の前記アレイ基板との対向面の少なくとも一方には、前記複数の画素電極に対応した位置に複数の凸パターンがそれぞれ設けられ、
前記複数の凸パターンのそれぞれは、前記第1及び第2方向と交差する第3方向に延びた畝状凸部と、前記第1乃至第3方向と交差する第4方向に延びた畝状凸部とを前記第2方向に並べた構造を有し、
前記複数の凸パターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記凸パターンを前記第1及び第2方向と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しいことを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions intersecting each other on one main surface thereof, a second substrate facing the plurality of pixel electrodes, and the array substrate A counter substrate including a counter electrode provided on the counter surface, and an adhesive layer interposed between the array substrate and the counter substrate and surrounding the plurality of pixel electrodes. The agent layer is an empty cell that forms an injection port that communicates an internal space surrounded by the array substrate, the counter substrate, and the adhesive layer with an external space;
A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy filling the internal space;
Comprising a sealing body closing the injection port,
A plurality of convex patterns are respectively provided at positions corresponding to the plurality of pixel electrodes on at least one of a surface of the array substrate facing the counter substrate and a surface of the counter substrate facing the array substrate,
Each of the plurality of convex patterns includes a hook-shaped protrusion extending in a third direction intersecting the first and second directions, and a hook-shaped protrusion extending in a fourth direction intersecting the first to third directions. And a portion arranged in the second direction,
Each of the plurality of convex patterns has the same shape and orientation as the pattern obtained by rotating the convex pattern adjacent thereto in the second direction by 180 ° around an axis orthogonal to the first and second directions. A liquid crystal display device characterized by the above.
前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、
前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、
前記複数の画素電極には複数のスリットパターンがそれぞれ設けられ、
前記複数のスリットパターンのそれぞれは、前記第1及び第2方向と交差する第3方向に延びたスリットと、前記第1乃至第3方向と交差する第4方向に延びたスリットとを前記第2方向に並べた構造を有し、
前記複数のスリットパターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記スリットパターンを前記第1及び第2方向と直交する軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しく、
前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には、前記複数の画素電極に対応した位置に複数の凸パターンがそれぞれ設けられ、
前記複数の凸パターンのそれぞれは、前記第3方向に延びた畝状凸部と、前記第4方向に延びた畝状凸部とを前記第2方向に並べた構造を有し、
前記複数の凸パターンのそれぞれは、それと前記第2方向に隣り合う前記凸パターンを前記軸の周りで180°回転させることにより得られるパターンと形状及び方位が等しいことを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions intersecting each other on one main surface thereof, a second substrate facing the plurality of pixel electrodes, and the array substrate A counter substrate including a counter electrode provided on the counter surface, and an adhesive layer interposed between the array substrate and the counter substrate and surrounding the plurality of pixel electrodes. The agent layer is an empty cell that forms an injection port that communicates an internal space surrounded by the array substrate, the counter substrate, and the adhesive layer with an external space;
A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy filling the internal space;
Comprising a sealing body closing the injection port,
Each of the plurality of pixel electrodes is provided with a plurality of slit patterns,
Each of the plurality of slit patterns includes a slit extending in a third direction intersecting the first and second directions and a slit extending in a fourth direction intersecting the first to third directions. It has a structure arranged in the direction,
Each of the plurality of slit patterns has the same shape and orientation as the pattern obtained by rotating the slit pattern adjacent to the second direction by 180 ° around an axis orthogonal to the first and second directions. ,
A plurality of convex patterns are respectively provided at positions corresponding to the plurality of pixel electrodes on the surface of the counter substrate facing the array substrate.
Each of the plurality of convex patterns has a structure in which hook-shaped protrusions extending in the third direction and hook-shaped protrusions extending in the fourth direction are arranged in the second direction,
Each of the plurality of convex patterns has the same shape and orientation as a pattern obtained by rotating the convex pattern adjacent thereto in the second direction by 180 ° around the axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004299131A JP2006113205A (en) | 2004-10-13 | 2004-10-13 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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