JP2010060994A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶材料の液晶分子の傾斜角を制御する重合性化合物層を備えた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device including a polymerizable compound layer that controls the tilt angle of liquid crystal molecules of a liquid crystal material.
従来、液晶表示素子すなわち液晶パネルを用いた表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するために、OA機器、情報端末、時計、テレビジョン受像機など、様々な分野に応用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a display device using a liquid crystal display element, that is, a liquid crystal panel has features such as light weight, thinness, and low power consumption, and thus is applied to various fields such as OA equipment, information terminals, watches, and television receivers. ing.
特に、薄膜トランジスタ(TFT素子)を用いた液晶パネルは、その応答性から携帯テレビジョン受像機、あるいはコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モニタに用いられている。 In particular, a liquid crystal panel using a thin film transistor (TFT element) is used for a data display monitor such as a portable television receiver or a computer because of its responsiveness.
近年、情報量の増加や動画表示の増加に伴い、液晶パネルの高精細化、高速応答性、広視角特性が要求され始めている。 In recent years, with the increase in the amount of information and the display of moving images, high definition, high speed response, and wide viewing angle characteristics of liquid crystal panels have begun to be required.
このような要求に対して、高精細化については、TFTアレイ構造の微細化により対応がなされている。また、高速応答性については、ネマチック液晶を用いたOCB方式、VAN方式、HAN方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(SSFLC)方式、反強誘電性液晶(AFLC)方式が検討されている。さらに、広視角特性については、IPS方式、VAN方式やOCB方式といった液晶の駆動方法の工夫により改善がなされてきている。 In response to such demands, high definition has been addressed by miniaturization of the TFT array structure. As for high-speed response, OCB method using nematic liquid crystal, VAN method, HAN method, π alignment method, interfacial stable ferroelectric liquid crystal (SSFLC) method using smectic liquid crystal, anti-ferroelectric liquid crystal (AFLC) ) Method is being studied. Furthermore, wide viewing angle characteristics have been improved by devising liquid crystal driving methods such as IPS, VAN, and OCB methods.
特に、VANモードは、従来のツイストネマチック型(TN)モードより速い応答が得られることや、垂直配向処理の採用により、従来静電気破壊など不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を削除可能なことから近年注目されている。さらに、視野角の補償設計が比較的容易なことから、マルチドメイン型VANモード(以下、MVAモードと略称する)として広い視野角を実現することが可能である。 In particular, in the VAN mode, the rubbing alignment process step, which has been concerned about the cause of defects such as electrostatic breakdown, has been eliminated due to the fact that a faster response than the conventional twisted nematic (TN) mode is obtained and the vertical alignment process is adopted. It has been attracting attention in recent years because it is possible. Furthermore, since the viewing angle compensation design is relatively easy, a wide viewing angle can be realized as a multi-domain VAN mode (hereinafter abbreviated as MVA mode).
ここで、MVAモードにおける配向分割のための手段としては、一方あるいは両方の基板上に畝状に突出した構造体あるいは電極の欠落部(スリット)などを形成する方法が一般的である。 Here, as a means for alignment division in the MVA mode, a method of forming a structure projecting like a bowl or a missing portion (slit) of an electrode on one or both substrates is common.
そして、負の誘電異方性を示すネマチック液晶材料を用いた場合、画素電極に形成したスリットでは電界離散効果により電界がスリット外側に傾斜するため、液晶分子がスリットの内側に傾斜する。一方で、対向基板側では、構造体の形状効果により液晶分子が突起の外側に傾斜する。そこで、液晶分子の傾斜方向が揃うように両基板を組み合わせることにより、良好に配向分割できる。 When a nematic liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy is used, in the slit formed in the pixel electrode, the electric field is inclined to the outside of the slit due to the electric field discrete effect, so that the liquid crystal molecules are inclined to the inside of the slit. On the other hand, on the counter substrate side, the liquid crystal molecules are inclined to the outside of the protrusion due to the shape effect of the structure. Therefore, it is possible to satisfactorily divide the alignment by combining both substrates so that the tilt directions of the liquid crystal molecules are aligned.
また、スリットパターンおよび突起パターンに複数の異なる方向への異方性を持たせることで、液晶層を複数のドメインに分割することも可能である。一例として、画素電極のスリットおよび対向基板側の構造体を端辺に対し略45°の角度で、かつ、互いに略90°異なる4方向への異方性を有するように形成することができる。 In addition, it is possible to divide the liquid crystal layer into a plurality of domains by providing the slit pattern and the protrusion pattern with anisotropy in a plurality of different directions. As an example, the slit of the pixel electrode and the structure on the counter substrate side can be formed so as to have anisotropy in four directions at an angle of approximately 45 ° with respect to the edge and approximately 90 ° different from each other.
ところで、近年の動画配信の拡大により、液晶パネルへの要求事項として、動画の応答特性が特に重要視されている。MVAモードは、従来のTNモードと比較して液晶の応答特性が良好であるものの、動画像を表示するには特に中間調において応答特性が不充分であった。 By the way, with the recent expansion of moving image distribution, response characteristics of moving images are regarded as particularly important as requirements for liquid crystal panels. Although the MVA mode has better response characteristics of the liquid crystal than the conventional TN mode, the response characteristics are insufficient for displaying a moving image, particularly in a halftone.
これを改善するために、テレビジョン受像機用の液晶パネルには、例えばフレーム前期において一時的に高い電圧を加えるオーバドライブ駆動などの対策がとられてきたものの、この方法では消費電力の増加や駆動回路によるコストアップなどの問題が生じていた。 In order to improve this, measures such as overdrive driving that temporarily applies a high voltage in the first half of the frame have been taken for liquid crystal panels for television receivers. Problems such as increased costs due to the drive circuit have occurred.
MVAモードにおける液晶分子の応答特性を解析したところ、電圧印加直後には畝状構造体と画素電極のエッジとにおいて液晶分子の応答が開始し、畝状構造体と画素電極のエッジとの中間部に向けて液晶分子の応答が伝播していく、すなわち、畝状構造体と画素電極のエッジとの中間部での応答が遅いことがわかった。このため、畝状構造体と画素電極のエッジとの中間部での応答特性を改善すれば、良好な動画像表示が得られることになる。 When the response characteristics of the liquid crystal molecules in the MVA mode were analyzed, the response of the liquid crystal molecules started immediately after voltage application at the saddle-like structure and the edge of the pixel electrode, and an intermediate portion between the saddle-like structure and the edge of the pixel electrode. It was found that the response of the liquid crystal molecules propagates toward the surface, that is, the response at the intermediate portion between the cage structure and the edge of the pixel electrode is slow. For this reason, if the response characteristic at the intermediate portion between the bowl-shaped structure and the edge of the pixel electrode is improved, a good moving image display can be obtained.
このようなMVAモードの応答改善については、配向層の上部に重合性化合物からなるPSA(Polymer Sustained Alignment)層を形成する方法(PSA法)がある。PSA法では、液晶中に混合した重合性モノマを、液晶パネル内に注入後に電圧印加しながら露光することでモノマを硬化してポリマ化する。このとき、基板面に略垂直に配向していた液晶分子はPSA層により傾斜角すなわちチルト角が付与されるので、これまで畝状構造体周辺のみに与えられていた液晶分子のチルト角を画素全体に付与でき、応答が遅い原因であった畝状構造体からの伝播過程がなくなり、応答特性を改善できる(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、液晶パネルへの液晶注入方式には、液晶パネル内を真空状態にし、その差圧を利用して注入する真空注入方式と、液晶を基板上に所定量滴下し基板を貼り合わせる滴下注入方式とがある。 By the way, the liquid crystal injection method to the liquid crystal panel is a vacuum injection method in which the inside of the liquid crystal panel is evacuated and injected using the differential pressure, and a drop injection method in which a predetermined amount of liquid crystal is dropped onto the substrate and the substrate is bonded. There is.
真空注入方式は、液晶注入口を光硬化性樹脂(紫外線硬化樹脂)による封止剤で封止し、滴下注入方式は、基板を貼り合わせる接着剤に光硬化性樹脂を使用することが一般的である。 In the vacuum injection method, the liquid crystal injection port is sealed with a sealant made of a photocurable resin (ultraviolet curable resin), and in the dropping injection method, a photocurable resin is generally used as an adhesive for bonding substrates. It is.
このため、これら封止剤、あるいは接着剤は、製造プロセス上、硬化前に液晶層に接するので、接着剤成分が液晶層に溶出し、むらなどの不良を発生させる場合がある。 For this reason, since these sealing agents or adhesives are in contact with the liquid crystal layer before curing in the manufacturing process, the adhesive component may elute into the liquid crystal layer and cause defects such as unevenness.
特に、PSA法では、液晶分子に付与されるチルト角がモノマ量やモノマ種に依存するため、周辺の封止剤、あるいは接着剤のモノマが液晶層に溶出すると、予め混合したPSA用モノマ量よりも多くなり、封止剤、あるいは接着剤近傍の液晶分子のチルト角が影響を受けて、これら封止剤、あるいは接着剤近傍の液晶分子のみ設計値とは異なるチルト角が付与され、電圧−透過率曲線が場所によって異なり、表示むらとして識別されるおそれがあるという問題がある。 In particular, in the PSA method, since the tilt angle imparted to the liquid crystal molecules depends on the monomer amount and the monomer type, when the peripheral sealing agent or the adhesive monomer elutes in the liquid crystal layer, the amount of the PSA monomer mixed in advance is mixed. The tilt angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealant or the adhesive is affected, and only the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealant or the adhesive are given a tilt angle different from the design value. -There is a problem that the transmittance curve varies depending on the location and may be identified as display unevenness.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、良好な動画表示を得つつ、表示むらを抑制した液晶表示素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that suppresses display unevenness while obtaining good moving image display.
本発明は、複数の画素をマトリクス状に備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置される対向基板と、液晶分子を含む液晶材料により形成され、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在される液晶層と、前記アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせる接着層と、前記アレイ基板と前記対向基板との少なくともいずれか一方の前記液晶層側の最表面に形成され、前記液晶材料の前記液晶分子の傾斜角を制御する重合性化合物層と、前記接着層の前記液晶層側の位置の少なくとも一部に沿って、前記アレイ基板と前記対向基板との少なくともいずれか一方から突出して形成された構造体とを具備したものである。 The present invention is formed of an array substrate having a plurality of pixels arranged in a matrix, a counter substrate disposed opposite to the array substrate, and a liquid crystal material containing liquid crystal molecules, and is disposed between the array substrate and the counter substrate. An intervening liquid crystal layer, an adhesive layer for bonding the array substrate and the counter substrate, and an outermost surface on the liquid crystal layer side of at least one of the array substrate and the counter substrate; A polymerizable compound layer for controlling the tilt angle of the liquid crystal molecules, and protruding from at least one of the array substrate and the counter substrate along at least part of the position of the adhesive layer on the liquid crystal layer side. And a formed structure.
そして、アレイ基板と対向基板との少なくともいずれか一方の液晶層側の最表面に、液晶材料の液晶分子の傾斜角を制御する重合性化合物層を形成するとともに、接着層の液晶層側の位置の少なくとも一部に沿って構造体を形成する。 Then, a polymerizable compound layer for controlling the tilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal material is formed on the outermost surface of at least one of the array substrate and the counter substrate, and the position of the adhesive layer on the liquid crystal layer side A structure is formed along at least a part of the structure.
本発明によれば、重合性化合物層によって画素全体に亘って液晶分子に傾斜角を付与でき、良好な動画表示を得ることができるとともに、製造時に接着層が液晶層へと溶出することを抑制し、接着層の近傍の液晶分子が設計と異なる傾斜角に設定されることを抑制でき、表示むらを抑制できる。 According to the present invention, the polymerizable compound layer can give an inclination angle to the liquid crystal molecules over the entire pixel, and can provide a good moving image display, and also suppresses the adhesion layer from eluting into the liquid crystal layer during manufacturing. And it can suppress that the liquid crystal molecule | numerator of the vicinity of an contact bonding layer is set to the inclination angle different from a design, and can suppress display nonuniformity.
以下、本発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の構成を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the configuration of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、11は基板装置としての透過型でかつアクティブマトリクス型のマルチドメイン型VANモード(MVAモード)の表示素子である液晶表示素子、すなわち液晶パネルを示し、この液晶パネル11は、アレイ基板12と対向基板13とが対向配置されているとともに、これら基板12,13間に液晶分子である複数のダイレクタLCを有する液晶材料14aにより形成された光変調層としての液晶層14が介在され、かつ、基板12,13間の間隙(距離)すなわちギャップが、例えば樹脂により形成された間隙保持部材である複数のスペーサ15によって保持されている。さらに、アレイ基板12と対向基板13とは、四角形状の表示領域16の周囲を囲む接着層としてのシール部17によって接着されている。そして、液晶パネル11には、アレイ基板12と対向基板13とに、偏光板18,19が貼り付けられている。また、液晶パネル11の背面側には、図示しない面光源であるバックライトが配置されている。
In FIG. 1,
アレイ基板12は、図1ないし図4に示すように、透光性および絶縁性を有するアレイ基板本体としての透明基板すなわちガラス基板21の液晶層14側の主面上に、例えばモリブデン(Mo)などにより形成された走査線22、この走査線22から突出したゲート電極23、および、図示しない補助容量線がパターン形成されているとともに、これら走査線22、ゲート電極23および補助容量線を覆って、例えば酸化シリコン膜などのゲート絶縁膜25が形成されている。また、このゲート絶縁膜25上には、ゲート電極23の位置に対応してノンドープアモルファスシリコン(a−Si)などの半導体層26およびリンドープアモルファスシリコンなどの低抵抗半導体層(コンタクト層)27が積層されているとともに、例えば窒化シリコン膜などのエッチング保護層29が形成されている。さらに、これら低抵抗半導体層27およびエッチング保護層29の一部を覆って、信号線31、この信号線31から突出したドレイン電極32、および、島状のソース電極33が形成されている。これらゲート電極23、半導体層26、低抵抗半導体層27、ドレイン電極32およびソース電極33などにより、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)35が形成されている。また、信号線31、ドレイン電極32およびソース電極33を覆って、窒化シリコン膜などの絶縁性の保護膜37が形成されている。そして、ガラス基板21上には、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料により、画素(副画素)41を構成する透明電極である画素電極42が形成されているとともに、走査線22と信号線31との交差位置に上記スペーサ15が配置されている。また、ガラス基板21上には、表示領域16の内縁に沿って、土手状の構造体43が形成されている。さらに、保護膜37上に、ダイレクタLCの配光用の配向膜44、および、ダイレクタLCの傾斜角すなわちチルト角を制御するための重合性化合物層45が順次形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
走査線22および信号線31は、各画素41の間に格子状に形成されている。
The
各薄膜トランジスタ35は、ソース電極33が画素電極42と接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ46からの信号が走査線22を介してゲート電極23に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ47から信号線31を介して入力された信号に対応して画素電極42に電圧を印加することで、画素41をそれぞれ独立して点灯/消灯制御するものである。
In each
各画素電極42は、表示領域16内にマトリクス状に配置されており、平面視で例えば40μm×120μm程度の略長方形状に形成され、各薄膜トランジスタ35と対応する位置が四角形状に切り欠き形成された切欠部42aとなっている。また、各画素電極42の切欠部42aの近傍には、各画素電極42を各薄膜トランジスタ35のソース電極33と電気的に接続するための図示しない凹状パターンであるコンタクトホールが形成されている。さらに、互いに隣接する画素電極42,42間には、例えば10μm程度のスリット49が形成されている。
The
構造体43は、シール部17が硬化前に液晶層14へと溶出した場合に、この溶出したシール部17が重合性化合物層45によるダイレクタLCのチルト角の制御に影響を与えることを抑制するためのもので、シール部17の内縁に密着し、この内縁全体に亘って連続する四角形枠状に形成されており、例えばスペーサ15と同じ材料により、このスペーサ15と同工程で同時に形成される。また、この構造体43は、アレイ基板12側だけでなく、対向基板13側とも接触するように形成されている。
The
重合性化合物層45は、PSA(Polymer Sustained Alignment)層とも呼ばれるもので、例えばアクリル系の光硬化樹脂などにより形成され、可視光領域で透明に形成され、アレイ基板12の液晶層14側の最表面に位置している。換言すれば、この重合性化合物層45は、液晶層14の液晶材料14aと接触している。
The
一方、対向基板13は、図1および図2に示すように、透光性および絶縁性を有する対向基板本体としての透明基板すなわちガラス基板51の一主面上の、アレイ基板12側の薄膜トランジスタ35と対応する位置に、赤(R)、緑(G)および青(B)に対応する着色部52r,52g,52bを有する着色層としてのカラーフィルタ層52が例えばストライプ状にそれぞれ形成されている。また、このカラーフィルタ層52を覆って、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料により形成された共通電極(透明電極)である対向電極53が形成されているとともに、カラーフィルタ層52の周囲に遮光部である額縁部54が形成されている。そして、対向電極53を覆って配向膜55が形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
対向電極53は、各画素41に対応する位置に、畝状の構造体である突出部、すなわち対向突起57がそれぞれ形成されている。この対向突起57は、画素電極42の左右方向の略中心位置に沿って長手状に形成されている。
In the
そして、対向突起57により、各画素41に対応する位置で液晶層14が複数、例えば2種類のドメインD1,D2に複数に分割されている。すなわち、これらドメインD1,D2は、各画素電極42の幅方向に隣接して形成されている。ここで、ドメインD1,D2内に位置する液晶層14の各ダイレクタLCは、電圧印加時の倒れ方向が、対向基板13側がそれぞれ対向突起57側となるように傾斜している。
The
額縁部54は、遮光性を有する部材によりシール部17の内縁部に沿って枠状に形成されている。
The
また、液晶層14は、所定の液晶材料により形成された光変調層であり、アレイ基板12側の重合性化合物45と、対向基板13側の配向膜との間に介在されている。この液晶層14は、負の誘電率異方性を有している。そして、ダイレクタLCは、配向膜44,55によりその配向方向が基板面と略垂直になるように制御されている。
The
また、スペーサ15は、例えば導電性を有さない透明樹脂などにより柱状に形成されている。
Further, the
また、シール部17は、例えば紫外線硬化樹脂(光硬化樹脂)により、表示領域16の外側に沿って枠状に形成されている。
Further, the
偏光板18,19は、一方の透過軸が図中の左右方向、他方の透過軸が図中の上下方向に沿うように配置されている。このため、偏光板18,19は、互いに透過軸が略直交するクロスニコル偏光板となっており、これら偏光板18,19の透過軸と液晶層14のダイレクタLCの光軸とが、略45°で交差するように構成されている。
The
次に、上記第1の実施の形態の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
液晶パネル11は、ここでは一般的なプロセスを用いた成膜とパターニングとの繰り返しにより作製する。
Here, the
すなわち、まず、アレイ基板12のガラス基板21上に、例えばモリブデンなどの部材を例えば膜厚0.3μmでスパッタリングなどにより成膜し(第1成膜工程)、フォトリソグラフィなどにより走査線22(ゲート電極23)および補助容量線を所定の形状にパターン形成する(パターン形成工程)。
That is, first, a member such as molybdenum is formed on the
その上に、例えば膜厚0.15μmの酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜25、アモルファスシリコンなどの半導体層26、低抵抗半導体層27、および窒化シリコンなどからなるエッチング保護層29を形成する(第2成膜工程)。
A
その後、例えばアルミニウム(Al)を膜厚0.3μm程度でスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィにより、信号線31(ドレイン電極32)、および、島状のソース電極33を同時に形成することで、薄膜トランジスタ35を形成する(薄膜トランジスタ(スイッチング素子)形成工程)。
Thereafter, for example, aluminum (Al) is formed by sputtering with a film thickness of about 0.3 μm, and the signal line 31 (drain electrode 32) and the island-shaped
さらに、薄膜トランジスタ35の上層に、窒化シリコンなどからなる絶縁性の保護膜37を形成する(保護膜形成工程)。
Further, an insulating
その後、例えばITOを膜厚0.1μm程度でスパッタリングして画素電極42を形成した(画素電極形成工程)後、走査線22と信号線31との交差位置に、例えば高さ寸法が4.0μmの感光性樹脂材料からなるスペーサ15を形成する(スペーサ形成工程)。なお、画素電極42,42間のスリット49は、例えば10μm程度の幅寸法とする。
Thereafter, for example, ITO is sputtered to a film thickness of about 0.1 μm to form the pixel electrode 42 (pixel electrode forming step), and then, for example, the height dimension is 4.0 μm at the intersection of the
また、このスペーサ形成工程と同時に、スペーサ15と同じ材料で、表示領域16の周囲に、所定の高さ寸法の土手状の構造体43を形成する(構造体形成工程)。
Simultaneously with this spacer forming step, a bank-
一方、対向基板13のガラス基板51上には、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィにより赤色の着色部52rを形成した。同様にして、緑色の着色部52g、および、青色の着色部52bを形成することで、例えば膜厚1.0μm程度のカラーフィルタ層52を形成する(カラーフィルタ層(着色層)形成工程)。
On the other hand, a photosensitive resist in which a red pigment was dispersed was applied on the
その後、例えばITOを膜厚約0.1μmでスパッタリングして対向電極53を形成した(対向電極形成工程)後、黒色樹脂レジストにより額縁部54を形成する(額縁部形成工程)とともに、樹脂製のレジストを用いて画素電極の長辺と平行に畝状の対向突起57を同時にパターン形成する(対向突起形成工程)。この対向突起57は、例えば10μm程度の幅寸法とする。
After that, for example, ITO is sputtered with a film thickness of about 0.1 μm to form the counter electrode 53 (counter electrode forming step), and then the
さらに、アレイ基板12と対向基板13とに、配向膜44,55を例えば70nmの厚さで塗布する(配向膜塗布工程)。
Further, the
その後、アレイ基板12では、紫外線硬化樹脂からなる接着剤を構造体43の外方に塗布し、誘電率異方性が負の液晶材料14aと、重合性のモノマとして液晶比2wt%のUCL−011(大日本インキ化学工業社製)と、光開始剤としてIRGACURE651(ベンジルジメチルケタール(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、日本チバガイギー社製)との混合物とを、それぞれ所定量滴下し、紫外線硬化樹脂からなる接着剤を硬化させたシール部17により、アレイ基板12と対向基板13とを所定の位置で貼り合わせる(貼り合わせ工程)。
Thereafter, on the
また、この電圧5Vの交流電圧を印加してアレイ基板12側から例えば365nmの波長を有する紫外線を、所定時間、例えば3分間照射することで、液晶層14のダイレクタLCを、配向膜44,55および重合性化合物層45により、ガラス基板21,51の基板面に対して略垂直な方向に配向制御する(配光制御工程)。
Further, by applying an alternating voltage of 5 V and irradiating ultraviolet rays having a wavelength of, for example, 365 nm from the
そして、液晶パネル11のガラス基板21,51に偏光板18,19を貼り付け(偏光板貼り付け工程)、液晶パネル11を完成する。
Then, the
上述したように、上記第1の実施の形態では、基板12,13間の液晶層14側の最表面に、液晶材料14aのダイレクタLCのチルト角を制御する重合性化合物層45を形成するとともに、シール部17の液晶層14側の位置に沿ってアレイ基板12から土手状に突出する構造体43を形成する構成とした。
As described above, in the first embodiment, the
このため、重合性化合物層45によって、対向突起57近傍から画素電極42のエッジに亘るまで、画素41全体に亘ってダイレクタLCに設計どおりのチルト角を付与でき、良好な動画表示を得ることができる。また、PSA層である重合性化合物層45を形成する、いわゆるPSA法では、ダイレクタLCに付与されるチルト角は、モノマ量やモノマ種に依存するため、シール部17のモノマが液晶層14に溶出すると、重合性化合物層45の形成時に予め混合したPSA用のモノマ量よりも多くなり、シール部17近傍のダイレクタLCのチルト角が影響を受けるおそれがあるのに対して、本実施の形態では、土手状の構造体43によって、液晶パネル11の製造時のシール部17の接着剤からのモノマの液晶層14への溶出を抑制し、シール部17の近傍のダイレクタLCが設計と異なるチルト角に設定されることを抑制でき、表示領域16の周辺部での表示むらを抑制できる。
For this reason, the
そして、従来のMVAモードで応答の遅かった畝状の対向突起57と画素電極42のエッジの中間領域においても、応答性を向上させ低階調の応答を改善することができ、高輝度、広視角で斜め視角での表示不良がなく、良好な動画表示特性を有する液晶パネル11を安価に提供することが可能となる。
Further, even in the intermediate region between the edge of the saddle-
なお、上記第1の実施の形態において、図5に示す第2の実施の形態のように、構造体43を、アレイ基板12側にのみ接触させ、対向基板13側に接触させない構成としても、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるだけでなく、構造体43が対向基板13側に接触しないので、この構造体43がスペーサ15により設定される基板12,13の間隔を変化させるおそれもないため、構造体43の高さ寸法を製造時に厳密に制御する必要もない。この場合、構造体43は、基板12,13間のギャップの半分以上の高さ寸法に設定することが好ましい。
In the first embodiment, as in the second embodiment shown in FIG. 5, the
また、上記各実施の形態において、構造体43は対向基板13側のみに形成してもよい。この場合、構造体43の先端側は、アレイ基板12側に接触させても接触させなくてもよい。
In each of the above embodiments, the
さらに、図6に示す第3の実施の形態のように、構造体43を、アレイ基板12側に形成した構造体43aと、対向基板13側に形成した構造体43bとで構成し、これら構造体43a,43bを、互いにずれた位置、換言すれば互いに重ならない位置に形成してもよい。この場合には、構造体43a,43bの先端側を、液晶パネル11の厚み方向にラップさせるように、換言すれば構造体43a,43bの高さ寸法の和が基板12,13間のギャップよりも大きくなるように、かつ、各構造体43a,43bの高さが基板12,13間のギャップの半分以上となるように、高さ寸法を設定することが、より好ましい。そして、二重に形成された土手状の構造体43a,43bによって、液晶層14に溶出したシール部17が重合性化合物層45でのダイレクタLCのチルト角の制御に影響を与えることを、より確実に防止できるだけでなく、それぞれの構造体43a,43bの位置がずれているため、これら構造体43a,43bの先端側が互いに接触して基板12,13のギャップを変化させてしまうことなどもないので、これら構造体43a,43bの先端側が接触しないように高さ寸法を製造時に厳密に制御する必要がない。なお、この第3の実施の形態において、構造体43a,43bは、それぞれアレイ基板12側、あるいは対向基板13側のみに接触させるだけでなく、アレイ基板12側と対向基板13側との双方に接触させてもよい。また、構造体43bをシール部17側に形成し、構造体43aをその内側に形成してもよい。さらに、構造体43a,43bは、互いに重なる位置に形成してもよい。
Further, as in the third embodiment shown in FIG. 6, the
また、上記各実施の形態において、重合性化合物層は、対向基板13の液晶層14側の最表面のみに形成してもよいし、アレイ基板12と対向基板13とのそれぞれの液晶層14側の最表面に形成してもよい。
In each of the above embodiments, the polymerizable compound layer may be formed only on the outermost surface of the
さらに、上記各実施の形態において、構造体43は、シール部17と画素41側との間に位置していれば、シール部17の内側に対して離間されていてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
そして、上記第1の実施の形態に対応する実施例1と、第2の実施の形態に対応する実施例2と、第3の実施の形態に対応する実施例3と、従来例に対応する比較例1および比較例2について行った特性評価を図7の表に示す。 Then, Example 1 corresponding to the first embodiment, Example 2 corresponding to the second embodiment, Example 3 corresponding to the third embodiment, and Conventional example are supported. The characteristic evaluation performed for Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is shown in the table of FIG.
この特性評価は、例えば0V、5V印加時の輝度を測定して計算したコントラスト比、透過率を0%から10%に変化さえたときの応答速度、および、表示階調を変えて目視評価したときのむらの有無についてそれぞれ行った。なお、比較例1は、構造体43を形成しない以外は、実施例1と同様の設計および製造プロセスで作成した液晶パネルであり、比較例2は、重合性モノマと光開始剤を混合しない以外は、実施例1と同様の設計および製造プロセスで作成した液晶パネルである。
In this characteristic evaluation, for example, the contrast ratio calculated by measuring the luminance when 0 V and 5 V are applied, the response speed when the transmittance is changed from 0% to 10%, and the visual gradation are changed. Each was performed for the presence or absence of unevenness. In addition, Comparative Example 1 is a liquid crystal panel produced by the same design and manufacturing process as Example 1 except that the
そして、比較例1では、表示領域16の周辺部分に表示むらが見られ、また、比較例2では、透過率を0%から10%に変化させたときの応答速度が120msで、動画像表示の応答性に問題が生じる結果となった。
In Comparative Example 1, display unevenness is observed in the peripheral portion of the
これに対して、実施例1ないし実施例3においては、表示領域16の周辺部分に表示むらは見られず、透過率を0%から10%に変化させたときの応答速度は40msで、低階調においても良好な動画像表示を得ることができた。また、コントラスト比もそれぞれ500と、充分な値を得ることができた。
On the other hand, in the first to third embodiments, display unevenness is not seen in the peripheral portion of the
11 液晶表示素子としての液晶パネル
12 アレイ基板
13 対向基板
14a 液晶材料
14 液晶層
15 間隙保持部材であるスペーサ
17 接着層としてのシール部
41 画素
43 構造体
45 重合性化合物層
LC 液晶分子であるダイレクタ
11 Liquid crystal panels as liquid crystal display elements
12 Array substrate
13 Counter substrate
14a Liquid crystal material
14 Liquid crystal layer
15 Spacer as a gap holding member
17 Sealing part as adhesive layer
41 pixels
43 structure
45 Polymerizable compound layer
Director of LC liquid crystal molecules
Claims (5)
このアレイ基板に対向配置される対向基板と、
液晶分子を含む液晶材料により形成され、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在される液晶層と、
前記アレイ基板と前記対向基板とを貼り合わせる接着層と、
前記アレイ基板と前記対向基板との少なくともいずれか一方の前記液晶層側の最表面に形成され、前記液晶材料の前記液晶分子の傾斜角を制御する重合性化合物層と、
前記接着層の前記液晶層側の位置の少なくとも一部に沿って、前記アレイ基板と前記対向基板との少なくともいずれか一方から突出して形成された構造体と
を具備したことを特徴とする液晶表示素子。 An array substrate provided with a plurality of pixels in a matrix, and
A counter substrate disposed opposite to the array substrate;
A liquid crystal layer formed of a liquid crystal material containing liquid crystal molecules, and interposed between the array substrate and the counter substrate;
An adhesive layer for bonding the array substrate and the counter substrate;
A polymerizable compound layer that is formed on the outermost surface of the liquid crystal layer side of at least one of the array substrate and the counter substrate, and controls the tilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal material;
A liquid crystal display comprising: a structure formed so as to protrude from at least one of the array substrate and the counter substrate along at least a part of the position of the adhesive layer on the liquid crystal layer side. element.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal layer includes a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy.
前記構造体は、前記間隙保持部材と同一の材料で形成されている
ことを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示素子。 A gap holding member for holding a gap between the array substrate and the counter substrate;
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the structure is made of the same material as the gap holding member.
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 3, wherein the structure is in contact with only one of the array substrate and the counter substrate.
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 4, wherein the structure is disposed on each of the array substrate and the counter substrate at positions shifted from each other.
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