CN102043290A - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，其避免在电极上设置有多个开口部的液晶显示装置中的显示质量的下降。该液晶显示装置具有：第1基板，其在一面侧具有第1电极；第2基板，其在一面侧具有第2电极，并以该第2电极与第1基板的第1电极相面对的方式，与第1基板对向配置；以及液晶层，其设在第1基板和第2基板之间。第1电极具有多个在第1方向延伸的形状的第1开口部，第2电极具有多个在第1方向延伸的形状的第2开口部。各第1开口部及各第2开口部具有：两个第1外缘部，其由沿第1方向配置的相互平行的直线构成；以及两个第2外缘部，其向由两个第1外缘部夹着的位置凹陷，并分别连接两个第1外缘部的一端彼此以及另一端彼此。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及在电极上具有多个开口部(狭缝)的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置被广泛利用为例如民生用或车载用的各种电子设备中的信息显示部。一般的液晶显示装置构成为在隔着数μm程度的间隙对向配置的两个基板之间，配置由液晶材料形成的液晶层。对于这样的液晶显示装置，公知有如下的技术，即以改善视角特性为目的，在对向配置的两个电极上分别设置矩形的开口部，并且一方的电极侧的开口部和另一方的电极的开口部在平面视图中相互不重叠而交替配置，由此实现多域配向(Multi-Domain Alignment)。通过使用具有这样的开口部的电极，可以在各电极的开口部附近产生与上下各基板面不正交的电场(即、斜电场)。液晶分子由于该斜电场而倾斜配向，因此以各开口部为边界实现两个配向域。

在上述的设有多个矩形开口部的液晶显示装置中，存在由于开口部的布局而使液晶分子的配向不均匀，产生实效开口率减小、施加电压时的响应速度下降等问题的情况。作为针对上述情况的解决方案之一，日本特开2009-122271号公报(专利文献1)中公开了如下的发明，即对于设在基板上的多个矩形开口部，使在长边方向上邻接的两个开口部的相互间距离，比各自的开口部的短边方向的长度(狭缝宽度)短。如此，可以在对电极进行构图处理而形成各开口部时，消除由于面内蚀刻不均等造成的不良。

但是，在上述专利文献1中提出的方法中，在要使开口部的短边方向的长度更短的情况下，相应地，需要使上述的开口部的长边方向的相互间距离也变短。但是，在将开口部的长边方向的相互间距离设定得更短的情况下，根据构图处理条件，例如在过度蚀刻条件下，存在邻接的开口部相互结合的情况。如果这样的开口部相互结合的情况发生得较多，会导致电极的电阻值的上升，显示质量降低。并且，如果在长边方向上邻接的开口部全部结合，则由于导致电极的断线，因此会产生显示不良，显示质量降低。

专利文献1：日本特开2009-122271号公报

发明内容

本发明的具体方式的目的之一在于，提供一种在电极上设有多个开口部的液晶显示装置中，能够避免显示质量下降的技术。

本发明的一个方式的液晶显示装置具有：(a)第1基板，其在一面侧具有第1电极；(b)第2基板，其在一面侧具有第2电极，并以该第2电极与第1基板的第1电极相面对的方式，与第1基板对向配置；以及(c)液晶层，其设在第1基板和第2基板之间，其中，(d)第1电极具有多个在第1方向延伸的形状的第1开口部，(e)第2电极具有多个在第1方向延伸的形状的第2开口部。多个第1开口部及多个第2开口部分别具有：(f)两个第1外缘部，其由沿第1方向配置的相互平行的直线构成；以及(g)两个第2外缘部，其向由两个第1外缘部夹着的位置凹陷，并分别连接两个第1外缘部的一端彼此以及另一端彼此。

根据该液晶显示装置，通过在各开口部(第1开口部或第2开口部)的长度方向的两端分别设置凹处，从而即使进行了过蚀刻处理，也可减少在长度方向上邻接的开口部的两端彼此以最短距离或更近的距离接近的部分。由此，即使各开口部的两端部分的形状产生了制造偏差，也可以降低邻接的开口部的长度方向上的两端彼此结合的概率。因此，可以抑制由电极的断线等引起的显示不良的产生，并且能够避免液晶显示装置的显示质量的下降。

在上述的液晶显示装置中，例如两个第2外缘部分别由通过由两个第1外缘部夹着的位置的折线构成。并且，两个第2外缘部也可以分别由通过由两个第1外缘部夹着的位置的曲线构成。

在上述的液晶显示装置中，关于多个第1开口部，优选每个第1开口部与在长度方向上邻接的其他第1开口部之间的最小距离为两个第1外缘部的相互间距离(狭缝宽度)以下。关于多个第2开口部也同样。

由此，进一步减少各开口部的长度方向的两端附近的液晶分子的配向不良的产生，并可以避免显示缺陷。

附图说明

图1是示出一个实施方式的液晶显示装置的结构的示意截面图。

图2是用于说明开口部的结构的示意平面图。

图3是示出设在光掩模上的开口图案的例子的图。

图4是示出对应于图3所示的光掩模上的开口图案而得到的开口部的形状的图。

图5是示意地示出开口部附近的液晶分子的配向状态的图。

附图标记说明：

11：第1基板        12：第1电极

13：配向膜         14：液晶层

15：第2基板        16：第2电极

17：配向膜         18：第1开口部

19：第2开口部      21：第1偏光板

22：第2偏光板

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是示出一个实施方式的液晶显示装置的结构的示意截面图。图1所示的本实施方式的液晶显示装置具有对向配置的第1基板11和第2基板15、配置在两基板之间的液晶层14。在第1基板11的外侧配置有第1偏光板21，在第2基板15的外侧配置有第2偏光板22。以下，进一步详细说明液晶显示装置的结构。另外，对于密封液晶层14的周围的密封材料等的部件，省略图示及说明。

第1基板11例如是玻璃基板、塑料基板等的透明基板。第2基板15与第1基板11同样，例如是玻璃基板、塑料基板等的透明基板。第1基板11与第2基板15的相互之间，分散配置有未图示的间隔体(粒状体)。通过这些间隔体，将第1基板11与第2基板之间的间隙保持在规定距离(例如数μm)。

第1电极12设在第1基板11的一面侧。同样地，第2电极16设在第2基板15的一面侧。第1电极12及第2电极16分别是通过对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜进行适当的构图而构成的。

第1电极12具有多个第1开口部(狭缝)18，该第1开口部18具有在一个方向延伸的形状。同样地，第2电极16具有多个第2开口部(狭缝)19，该第2开口部19具有在一个方向延伸的形状。各第1开口部18是通过部分地除去第1电极12来形成的。同样地，各第2开口部19是通过部分地除去第2电极16来形成的。通过采用这样的电极结构，由于各第1开口部18及各第2开口部19作为配向控制要素来发挥作用，因此能够得到以各开口部为边界而邻接的两个区域中的液晶层14的配向方位不同的状态(多域配向)。之后将进一步详细说明各第1开口部18及各第2开口部19的形状。

配向膜13在第1基板11的一面侧，以覆盖第1电极12的方式设置。同样地，配向膜17在第2基板15的一面侧，以覆盖第2电极16的方式设置。在本实施方式中，作为配向膜13及配向膜17，使用将液晶层14的初始状态(未施加电压时)中的配向状态限制为垂直配向状态的配向膜(垂直配向膜)。

液晶层14设在第1基板11的第1电极12与第2基板15的第2电极16的相互之间。在本实施方式中，使用介电常数各向异性Δε为负(Δε＜0)的液晶材料(向列型液晶)来构成液晶层14。在液晶层14上图示的粗线示意地表示施加电压时的液晶分子的配向方位。如图所示，在本实施方式的液晶显示装置中，能够得到以各第1开口部18及各第2开口部19的位置为边界，液晶分子的配向方位不同的状态(多域配向)。

图2是用于说明第1开口部18及第2开口部19的结构的示意平面图。在图2中，以平面的方式分别示出了从第1基板11侧观察时的第1开口部18及第2开口部19。在图中，用实线表示各第1开口部18，用虚线表示各第2开口部19。如图2所示，各第1开口部18具有向一个方向(图示的X方向)延伸的形状，并在图示的X方向及Y方向上规则地排列。同样地，各第2开口部19具有向一个方向(图示的X方向)延伸的形状，并在图示的X方向及Y方向上规则地排列。即、各第1开口部18及各第2开口部19是各自的长度方位在大致同一方向(图示的X方向)上对齐而排列，更详细地说是以长边相互大致平行的方式配置。另外，各第1开口部18及各第2开口部19的长度方向相对于液晶显示装置的左右方位例如顺时针旋转大致45°来进行配置。并且，第1偏光板21、第2偏光板22各自的吸收轴设定在相对于各第1开口部18等的长度方向(即、图示的X方向)例如顺时针及逆时针旋转大致45°的方向。

根据图2进一步详细说明各第1开口部18及各第2开口部19。各第1开口部18具有：两个第1外缘部18a、18b，其由沿着图示的X方向(第1方向)配置的相互平行的直线构成；以及两个第2外缘部18c、18d，其向由这两个第1外缘部18a、18b夹着的位置凹陷，并分别连接两个第1外缘部18a、18b的一端彼此及另一端彼此。同样地，各第2开口部19具有：两个第1外缘部19a、19b，其由沿着图示的X方向(第1方向)配置的相互平行的直线构成；以及两个第2外缘部19c、19d，其向由这两个第1外缘部19a、19b夹着的位置凹陷，并分别连接两个第1外缘部19a、19b的一端彼此及另一端彼此。本实施方式中的各第2外缘部18c、18d、19c、19d分别如图所示形成为折线状。在本实施方式中，将各第1开口部18和各第2开口部19形成为大致相同的形状。

以下说明表示各第1开口部18及各第2开口部19的形状的参数。对于各第1开口部18，将长边长度定义为L，将由第1外缘部18a、18b和第2外缘部18c、18d划定的角状的突起部的高度定义为K，将两个第1外缘部18a、18b的相互间距离定义为S，将长度方向(X方向)上邻接的两个第1开口部18的相互间的最小距离定义为W。对于各第2开口部19也同样。并且，将各第1开口部18和各第2开口部19的Y方向中的相互间距离(平面图中的距离)设为A。对各参数的数值的一例进行说明。例如，可以将长边长度L设定为95μm程度，将突起部的高度K设定为5～10μm程度，将相互间距离S设定为10μm程度，将最小距离W设定为5～10μm程度，将相互间距离A设定为5～40μm程度。

接着，详细说明液晶显示装置的制造方法的一例。

首先，准备在一面上具有透明电极的基板。作为基板，可以使用尺寸为300mm×200mm、厚度为0.7mm、带薄层电阻为80Ω□的ITO透明导电膜的玻璃基板。在该基板的一面上，用辊式涂布器涂布正型的光致抗蚀剂，之后使用规定的光掩模对光致抗蚀剂进行曝光。作为光掩模，使用通过铬金属膜形成了规定的开口图案的光掩模。在此处使用的光掩模中，设有对应于各第1开口部18或各第2开口部19的开口图案。对于光掩模的开口图案，将在后面进一步详细说明。在将这样的光掩模紧密贴在基板上的光致抗蚀剂面上之后，通过照射紫外线，将光掩模上的开口图案烧灼在光致抗蚀剂上。接着，在规定条件下(例如，120℃、10分钟)烘烤光致抗蚀剂。通过对烘烤后的光致抗蚀剂使用KOH水溶液进行湿式显影处理，从而除去被紫外线照射的部分的光致抗蚀剂。接着，通过进一步烘烤光致抗蚀剂(例如，120℃、30分钟)，提高抗蚀图案的强度。将这样形成的抗蚀剂图案用作为蚀刻掩模，对透明电极进行蚀刻。具体地讲，例如使用40℃的盐酸和硫酸的混合水溶液进行湿蚀刻。最后通过NaOH水溶液完全除去光致抗蚀剂。通过以上处理，对基板上的透明电极进行了构图。即、分别得到具有多个第1开口部18的第1基板11、具有多个第2开口部19的第2基板15。

接着，在第1基板11的一面上形成配向膜13，在第2基板15的一面上形成配向膜17。具体地讲，分别在第1基板11的一面上、第2基板15的一面上对垂直配向膜的材料液进行图案印刷之后，进行烘烤(例如，180℃、30分钟)。接着，在一方的基板上(例如，第1基板11的一面上)形成密封件。例如通过丝网印刷法涂布混入了数μm粒径的硅石制间隔体的产物，从而形成密封件。并且，在另一方的基板上(例如，第2基板15的一面上)散布有数μm粒径的间隔体。塑料间隔体的散布是例如通过干式散布法来进行的。接着，以第1基板11和第2基板15的各一面对向的方式将两者贴合，并通过在一定的加压状态下进行烘烤而固定两者。之后，通过真空注入法等的方法，在第1基板11和第2基板15的间隙中注入液晶材料(介电常数各向异性Δε＜0的液晶材料)，并密封在该注入中使用的注入口之后，进行烘烤(例如，120℃、60分钟)。由此，形成液晶层14。之后，在第1基板11的外侧贴合第1偏光板21，且在第2基板15的外侧贴合第2偏光板22。并且，适当地安装引线框等。由此，完成液晶显示装置。

接着，对形成各第1开口部18及各第2开口部19时的光掩模上的图案的形状，与通过使用了该掩模的构图处理(曝光、显影及蚀刻处理)而实际得到的各第1开口部18等的形状之间的对应关系进行详细说明。

图3是示出设在光掩模上的开口图案的例子的图。并且，图4是示出与图3所示的光掩模上的开口图案对应地获得的各第1开口部18的形状的图。另外，由于各第2开口部19与各第1开口部18相同，因此在此只对各第1开口部18进行说明。

对于图3(A)所示的开口图案30a，将应与第1开口部18的角状突起部对应的部分的高度设定得较低。即、应与第2外缘部18c、18d对应的部分的凹处较浅。例如，对于开口图案30a，使相当于第1开口部18的高度K的部分的高度成为5μm。对于其他部分，也根据第1开口部18的各参数的期待值适当进行设定。图4(A)示出了通过使用了这样的开口图案30a的构图处理获得的第1开口部18的形状例。如图4(A)所示，通过适当地设定构图处理时的条件，第1开口部18的长度方向的两端部(相当于短边的部分)成为大致平坦的形状。

对于图3(B)所示的开口图案30b，将应与第1开口部18的角状突起部对应的部分的高度设定得较高。即、应与第2外缘部18c、18d对应的部分的凹处较深。例如，对于开口图案30b，使相当于第1开口部18的高度K的部分成为10μm。对于其他部分，也根据第1开口部18的各参数的期待值适当进行设定。图4(B)示出了通过使用了这样的开口图案30b的构图处理获得的第1开口部18的形状例。如图4(B)所示，通过适当地设定构图处理时的条件，第1开口部18的长度方向的两端部、即各第2外缘部18c、18d，分别成为由穿过由两个第1外缘部18a、18b夹着的位置的折线构成的形状。但是，各第2外缘部18c、18d的形状与开口图案30b不是严格地一致。并且，也存在相当于角状突起部的部分根据蚀刻条件而变圆的情况。即、如图4(D)所示，也存在各第2外缘部18c、18d成为由穿过由两个第1外缘部18a、18b夹着的位置的曲线构成的形状的情况。

图3(C)所示的开口图案30c为比较例，其不具有应对应于第1开口部18的角状突起部的部分。图4(C)示出了通过使用了这样的开口图案30c的构图处理获得的第1开口部18的形状例。即使适当地设定构图处理时的条件，多数情况下，如图4(C)所示，第1开口部18成为去掉了长度方向的两端部(相当于短边的部分)的角的形状。例如在过蚀刻的情况下，第1开口部18的长度方向的两端部成为凸起的形状。因此，当使邻接的第1开口部18的相互间距离变短时，两者结合的概率上升。

由此可知，设置光掩模上的开口图案，使得在各第1开口部18的4个角上配置角状的突起部，有效地改善使用该光掩模形成的各第1开口部18的4个角的尖锐度。在光掩模上的开口图案30b中，相当于角状突起部的高度K的部分优选为5μm以上，并优选等于或小于相当于两个第1外缘部18a、18b的相互间距离S的部分。

图5是示意地示出第1开口部18(或第2开口部19)附近的液晶分子的配向状态的图。图中的粗线表示平面视图中的液晶分子的配向方向。并且，在该图中，着色的部分表示第1电极12(或第2电极16)的导电膜存在的部分，空白部分表示第1开口部18(或第2开口部19)的一部分。

图5(A)是表示使用了如下第1电极11时的液晶分子的配向状态，其中该第1电极11具备本实施方式的第1开口部18、即在长度方向的两端部具有凹处的第1开口部18。并且，图5(B)作为比较例，表示使用了如下第1电极11时的液晶分子的配向状态，其中该第1电极11具备长度方向的两端部为平坦状态的第1开口部18。

如图5(B)所示，在使用了长度方向的两端部分为平坦的第1开口部18时，液晶分子在本来应配向控制的方位配向的区域变广。并且，如图5(A)所示，即使在使用了在长度方向的两端部具有凹处的第1开口部18的情况下，与图5(B)所示的情况相比，也可以毫无逊色地良好地控制液晶分子的配向状态。进而，不会由于在两端部具有凹处，使得向错线的产生位置不定，因此可以提高第1开口部18的端部的配向稳定性，并可以期待能够减少显示的粗糙感的效果。

相对于此，如图5(C)所示，在第1开口部18的长度方向的两端部变圆的情况下，液晶分子在从本来应配向控制的方位即图中的左右方位或上下方位偏离的方位配向的区域变多，使配向稳定性下降。在图5(D)所示的例子中，由于邻接的第1开口部18的相互间距离变得更小，因此与图5(C)的例子相比改善了配向稳定性，但相比于图5(A)、5(B)的例子配向稳定性劣化。

根据以上的本实施方式，通过在各开口部(第1开口部或第2开口部)的长度方向的两端分别设置凹处，减少邻接的开口部的两端彼此以最短距离或更近的距离接近的部分。由此，即使在各开口部的两端部分的形状上产生了制造偏差，也可以减小邻接的开口部的长度方向的两端彼此结合的概率。因此，可以抑制由电极的断线等引起的显示不良的产生，并且能够避免液晶显示装置的显示质量的下降。

另外，本发明不限定于上述的实施方式的内容，可以在本发明的要旨的范围内进行各种变形来实施。例如，在上述的实施方式中，虽然使第1开口部和第2开口部的大小大致相同，但也可以使大小不同。并且，对于第1开口部和第2开口部的配置，长度方向的两端也不一定一致。进而，对于各第1开口部及各第2开口部的长度方向与液晶显示装置的左右方向的相对关系，可以任意地设定。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，其中，该液晶显示装置具有：

第1基板，其在一面侧具有第1电极；

第2基板，其在一面侧具有第2电极，并以该第2电极与所述第1基板的所述第1电极相面对的方式，与所述第1基板对向配置；以及

液晶层，其设在所述第1基板和所述第2基板之间，

其中，所述第1电极具有多个在第1方向延伸的形状的第1开口部，

所述第2电极具有多个在所述第1方向延伸的形状的第2开口部，

所述多个第1开口部及所述多个第2开口部分别具有：两个第1外缘部，其由沿所述第1方向配置的相互平行的直线构成；以及两个第2外缘部，其向由所述两个第1外缘部夹着的位置凹陷，并分别连接所述两个第1外缘部的一端彼此以及另一端彼此。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述两个第2外缘部分别由通过由所述两个第1外缘部夹着的位置的折线构成。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述两个第2外缘部分别由通过由所述两个第1外缘部夹着的位置的曲线构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述多个第1开口部分别与长度方向上邻接的其他第1开口部之间的最小距离为所述两个第1外缘部的相互间距离以下。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中，所述多个第2开口部分别与长度方向上邻接的其他第2开口部之间的最小距离为所述两个第1外缘部的相互间距离以下。

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