JP2006209075A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 残像を改善して信頼性及び画面品質を向上できる液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 各々、所定のパターンが備えられ、所定の距離を置いて対向配置された下部基板３１及び上部基板２１と、下部基板３１と上部基板２１との間に介装された液晶層３８と、下部基板３１と液晶層３８との間及び上部基板２１と液晶層３８との間に各々設けられて、液晶の初期配列を決定する配向膜２５、３７とを有する液晶表示装置において、配向膜により発生するキャパシタンスを減少させ、基板上のパターン間の段差を減少させて残像を改善するために、配向膜３７は、内部に気泡Ａが形成され、前記液晶層と接する側にある一方の表面が他方の表面よりも平坦に形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、残像を改善して信頼性及び画面品質を向上させることができる液晶表示装置に関する。
フリンジフィールドスイッチングモード（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ：以下、ＦＦＳモードと記す）液晶表示装置は、イン−プレーンスイッチングモード（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ：以下、ＩＰＳモードと称す）液晶表示装置の低い開口率及び透過率を改善するために提案されたものであり、このようなＦＦＳモード液晶表示装置は大韓民国特許公開公報第１９９９−００６２３８９号（出願第１９９８−０００９２４３号）に開示されている。
ＦＦＳモード液晶表示装置では、カウンター電極及び画素電極を透明伝導体で形成することにより、ＩＰＳモード液晶表示装置に比べて高い開口率及び透過率を確保し、かつ、カウンター電極及び画素電極間の間隔を上、下基板間の間隔より狭く形成することにより、カウンター電極及び画素電極間にフリンジフィールドを形成する。その結果、電極の上に存在するのも含めて全ての液晶分子が動作するようになり、向上した透過率が得られる。
図１は、従来のＦＦＳモード液晶表示装置の構成を示す断面図である。以下、図１を参照しながら従来のＦＦＳモード液晶表示装置を説明する。
図１に示すように、上部基板１上に光の透過を遮断するためのブラックマトリックス層２がまず形成され、そして、赤、緑及び青色のフィルタからなるカラーフィルタ層３が形成される。このブラックマトリックス層２及びカラーフィルタ層３上にオーバーコーティング層４が形成される。また、下部基板１１上にプレート状の共通電極１２が形成され、共通電極１２が形成された状態の下部基板物上にゲート絶縁膜１３が形成される。ゲート絶縁膜１３上にデータライン１４が形成され、データライン１４が形成された状態の下部基板上に保護膜１５が形成される。保護膜１５上にスリット状の画素電極１６が形成される。上部基板１と液晶層１８との間及び下部基板１１と液晶層１８との間に液晶の初期配列を決定する配向膜５、１７が形成される。
しかし、従来のＦＦＳモード液晶表示装置は、ＴＮモード液晶表示装置とは異なり、上部基板に電極が形成されず、また、ブラックマトリックス層及びオーバーコーティング層は比抵抗が非常に高い材料で形成されるので、残像が発生しやすい。特に、ＦＦＳモード液晶表示装置は、ＴＮモード液晶表示装置に比べてキャパシタが大きい。これによって引き起こされる不純物イオンの吸着及び残留ＤＣ成分の影響は、ＦＦＳモード液晶表示装置に深刻な残像をもたらす。
また、配向膜を形成するための配向剤は、高分子化合物と、コーティング特性を改善するために高分子化合物を溶解するソルベントとからなっている。ここで、高分子化合物は一定の方向に液晶を配列させる役割をし、ソルベントは高分子化合物の塗布を容易にするために低粘度を有する液状の物質であって、配向剤を保持する役割をする。高分子化合物とソルベントとからなる配向剤は、塗布時、大きな比抵抗のため、液晶表示装置の内部のキャパシタンスを増大させる要因となって、液晶表示装置の残像を引き起す。
大韓民国公開特許公報第１９９９−００６２３８９号
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされたものであって、残像を改善して信頼性及び画面品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、各々、所定のパターンが備えられ、所定の距離を置いて対向配置された下部基板及び上部基板と、前記下部基板及び上部基板の間に介装された液晶層と、前記下部基板と液晶層との間及び上部基板と液晶層との間に各々設けられて、液晶の初期配列を決定する配向膜とを有する液晶表示装置において、前記配向膜は、内部に気泡が形成され、前記液晶層と接する側にある一方の表面が他方の表面よりも平坦に形成されていることを特徴とする。
ここで、前記配向膜を形成する配向剤は、所定の方向に液晶を配列させる高分子化合物と、低粘度及び低比重を有し、かつ、７０〜８０℃の温度で高揮発性を有する第１ソルベントと、高比重を有し、かつ、１００℃以上の温度で高揮発性を有する第２ソルベントとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、液晶表示装置の配向膜の内部に気泡を形成することにより、配向膜のキャパシタンスを減らすことができる。また、下部基板のパターンに応じて配向膜の厚さを調節することができ、これによって、下部基板上のパターン間の段差を補償して平坦度の優れた配向膜を形成することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態に関して添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面において、同じ参照符号は、同じ又は同様の構成要素を示すこととし、よって、同じ又は同様の構成要素に関する説明の重複を省略する。
図２は、本発明の好ましい実施の形態に係る、プリキュア後の液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図３は、本発明の好ましい実施の形態に係る、メインキュア後の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図２に示すように、上部基板２１の所定部分上には光の透過を遮断するためのブラックマトリックス層２２が形成され、上部基板２１の所定部分以外には赤、緑及び青色のフィルタからなるカラーフィルタ層２３が形成される。ブラックマトリックス層２２及びカラーフィルタ層２３上にオーバーコーティング層２４が形成される。また、下部基板３１の所定部分上にプレート状の共通電極３２が形成され、共通電極３２が形成された状態の下部基板上にゲート絶縁膜３３が形成される。ゲート絶縁膜３３上にデータライン３４が形成され、データライン３４が形成された状態の下部基板上に保護膜３５が形成される。保護膜３５上にスリット状の画素電極３６が形成される。
上部基板２１と液晶層３８との間及び下部基板３１と液晶層３８との間に、液晶の初期配列を決定する配向膜２５、３７が形成される。
本実施の形態では、下部基板３１上に配向膜３７を形成するために、画素電極３６が形成された状態の下部基板上に配向剤をコーティングする。ここで、配向剤は所定の方向に液晶を配列させる高分子化合物と、低粘度及び低比重を有し、かつ、７０〜８０℃の温度で高揮発性を有する第１ソルベントと、高比重を有し、かつ、１００℃以上の温度で高い揮発性を有する第２ソルベントとを含む。このような配向剤がコーティングされた下部基板３１を７０〜８０℃の温度で熱処理すると、配向剤の表面層から第１ソルベントが速い速度で揮発すると共に、配向剤の表面の硬化が進行して、滑らかな表面を有する第１配向膜３７aを形成する。この際、第２ソルベントは高比重のため揮発せず、液体状態で下部基板３１の第２配向膜３７ｂの内部に分布する。
図３に示すように、配向剤がコーティングされた下部基板３１を７０〜８０℃の温度で加熱した後、高分子化合物の再結合によるイミド化の進行のために１００℃ 以上の高温で熱処理すると、配向剤がイミド化すると共に第２ソルベントが揮発する。この際、第２ソルベントは配向剤表面から放出され得ず、内部に気泡Ａを形成することになる。この結果、第２配向膜３７ｂの内部に気層が形成され、これにより、配向膜のキャパシタンスが減少する。
また、下部基板３１上に配向剤を塗布する際、表面の凹凸によって、凸部と凹部との間に、低粘度及び低比重を有する第１ソルベントによって塗布量の差が発生する。このような塗布量の差は、第２ソルベントによって生成される気泡Ａの量を左右して、下部基板３１のパターンに応じて配向膜の厚さを調節する。これにより、下部基板３１に形成されたパターン間の段差が補償されて平坦度の優れた配向膜を得ることができる。
以上では、本発明を特定の好ましい実施の形態に関連して図示し、説明したが、本発明は、上記で説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲により定められる本発明の技術的範囲から逸脱することなく、多くの修正と変形を加えることができることは言うまでもない。
従来のＦＦＳモード液晶表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る、プリキュア後の液晶表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る、メインキュア後の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
符号の説明
１、２１ 上部基板
２、２２ ブラックマトリックス層
３、２３ カラーフィルタ層
４、２４ オーバーコーティング層
５、２５ 上部配向膜
１１、３１ 下部基板
１２、３２ 共通電極
１３、３３ ゲート絶縁膜
１４、３４ データライン
１５、３５ 保護膜
１６、３６ 画素電極
１７、３７ 下部配向膜
３７ａ 第１配向膜
３７ｂ 第２配向膜
１８、３８ 液晶層

Claims (2)

  1. 各々、所定のパターンが備えられ、所定の距離を置いて対向配置された下部基板及び上部基板と、
    前記下部基板及び前記上部基板の間に介装された液晶層と、
    前記下部基板と前記液晶層との間及び前記上部基板と前記液晶層との間に各々設けられて、液晶の初期配列を決定する配向膜とを有する液晶表示装置において、
    前記配向膜は、内部に気泡が形成され、前記液晶層と接する側にある一方の表面が他方の表面よりも平坦に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記配向膜を形成する配向剤は、
    所定の方向に液晶を配列させる高分子化合物と、
    低粘度及び低比重を有し、かつ、７０〜８０℃の温度で高揮発性を有する第１ソルベントと、
    高比重を有し、かつ、１００℃以上の温度で高揮発性を有する第２ソルベントと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
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