JP2012189856A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶分子の配向状態を制御する配向膜を有する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device having an alignment film for controlling the alignment state of liquid crystal molecules.
液晶表示装置は、薄型テレビ、携帯電話、などの表示機能として広く使用されている。そして、普及と共に液晶表示装置の高コントラスト化、高輝度化、高解像度化など画質向上が著しい。 A liquid crystal display device is widely used as a display function for a flat-screen TV, a mobile phone, and the like. With the widespread use, the improvement in image quality such as high contrast, high brightness, and high resolution of the liquid crystal display device is remarkable.
液晶表示装置は、アクティブ素子、駆動用配線、画素電極などを有したTFTアレイ基板とカラー表示のためのカラーフィルタを有する対向基板との間に液晶層が挟まれた構造となっている。TFTアレイ基板は、ガラス基板の上に絶縁膜等を介して、アクティブ素子、駆動用配線、画素電極などが積層された構造となっており、液晶層との界面には液晶分子の配向制御を行う配向膜が設置されている。また対向基板にはガラス基板の上にブラックマトリクスと呼ばれる遮光層、カラーフィルタ、対向電極等が積層された構造となっており、やはり液晶層との界面には液晶分子の配向制御を行う配向膜が設置されている。 A liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a TFT array substrate having active elements, drive wiring, pixel electrodes, and the like and a counter substrate having a color filter for color display. The TFT array substrate has a structure in which active elements, drive wiring, pixel electrodes, etc. are laminated on a glass substrate via an insulating film, etc., and the orientation of liquid crystal molecules is controlled at the interface with the liquid crystal layer. An alignment film to be performed is installed. The counter substrate has a structure in which a light blocking layer called a black matrix, a color filter, a counter electrode, etc. are laminated on a glass substrate, and an alignment film that controls the alignment of liquid crystal molecules at the interface with the liquid crystal layer. Is installed.
液晶分子の配向制御の方法として、ロールに巻き付けられたコットンやレーヨンなどで構成されるラビング布によって、配向膜表面を擦るラビング処理を行うことで配向制御機能を与えている。 As a method for controlling the alignment of liquid crystal molecules, an alignment control function is given by performing a rubbing process that rubs the surface of the alignment film with a rubbing cloth made of cotton, rayon or the like wound around a roll.
また、非接触による配向制御機能付与として、光配向処理が挙げられ、これは光反応性官能基を有する化合物からなる配向膜に偏光紫外線を照射させることによって配向制御機能を発現させる技術も提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In addition, the alignment control function imparted by non-contact includes photo-alignment treatment, and a technique for expressing the alignment control function by irradiating polarized ultraviolet rays to an alignment film made of a compound having a photoreactive functional group is also proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
ラビング布によって、配向膜表面を擦るラビング処理では、ラビングの際にラビング布と配向膜が接触するために、配向膜の剥がれなどが引き起こされやすい。配向膜は液晶材料の配向状態を制御するために、オフセット印刷方式やインクジェット方式にて、液晶層との接する範囲はすべて設置されている。配向膜が設置されなければ、液晶分子の配向制御ができず、光漏れといった不具合を引き起こしてしまう。 In the rubbing process in which the surface of the alignment film is rubbed with the rubbing cloth, the rubbing cloth and the alignment film come into contact with each other during the rubbing, so that the alignment film is easily peeled off. In order to control the alignment state of the liquid crystal material, the alignment film is all set in a range in contact with the liquid crystal layer by an offset printing method or an inkjet method. If the alignment film is not provided, the alignment of the liquid crystal molecules cannot be controlled, causing problems such as light leakage.
また、液晶表示装置の表示エリアには表示用ITO電極上に配向膜が設置されている。しかし、表示エリア外である額縁部の駆動配線エリア等は、絶縁膜上に配向膜が設置されている。絶縁膜と配向膜の密着性は弱く、特にTFTアレイ基板上はメタル配線など積層構造を有すために段差が多い。従来の液晶表示装置の駆動配線エリアの断面構成を図2に示す。図示するように、基板1と対向基板(図示しない)を接合するシール材8と画像表示を行う表示エリア10との間の領域が駆動配線エリア9である。駆動配線エリア9にはMo、Al等のメタル材料が所定の形状にパターニングされ、ゲート配線3を形成している。表示エリア10にも同様にゲート配線3は形成されている。ゲート配線3上には、Data配線(図示していない)と電気的に絶縁するためのゲート絶縁膜2や、Data配線を保護するための絶縁膜4が設けられている。表示エリア10内では絶縁膜4上に表示用ITO電極7が設けられ、その上に配向膜6が設置されている。しかし、駆動配線エリア9では絶縁膜4上にITOなどは設置されておらず、直接、絶縁膜4上に配向膜6が設置されている。 In the display area of the liquid crystal display device, an alignment film is provided on the display ITO electrode. However, an alignment film is provided on the insulating film in the drive wiring area in the frame portion outside the display area. The adhesion between the insulating film and the alignment film is weak. In particular, the TFT array substrate has a laminated structure such as a metal wiring and thus has many steps. FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of a driving wiring area of a conventional liquid crystal display device. As shown in the drawing, a drive wiring area 9 is a region between a sealing material 8 for bonding the substrate 1 and a counter substrate (not shown) and a display area 10 for displaying an image. In the drive wiring area 9, a metal material such as Mo or Al is patterned into a predetermined shape to form the gate wiring 3. Similarly, the gate wiring 3 is formed in the display area 10. On the gate wiring 3, a gate insulating film 2 for electrically insulating from a Data wiring (not shown) and an insulating film 4 for protecting the Data wiring are provided. In the display area 10, the display ITO electrode 7 is provided on the insulating film 4, and the alignment film 6 is provided thereon. However, in the drive wiring area 9, ITO or the like is not installed on the insulating film 4, and the alignment film 6 is installed directly on the insulating film 4.
図3は、図2で示した従来の液晶表示装置のラビング処理を説明する断面図である。ラビング処理の際、ラビングロール11は回転しながら特定の進行方向12へ移動する。駆動配線エリア9をラビングロール11が通過する際に、ゲート配線3の段差部13がラビングロール11と接触する。この段差部13にラビングロール11が接触した時は大きなストレスが加わり、段差部13で配向膜の剥がれが発生しやすく、その剥がれカスが表示品位を低下させるという課題がある。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a rubbing process of the conventional liquid crystal display device shown in FIG. During the rubbing process, the rubbing roll 11 moves in a specific traveling direction 12 while rotating. When the rubbing roll 11 passes through the drive wiring area 9, the step portion 13 of the gate wiring 3 comes into contact with the rubbing roll 11. When the rubbing roll 11 comes into contact with the stepped portion 13, a large stress is applied, and the alignment film is easily peeled off at the stepped portion 13, and there is a problem that the peeling residue reduces display quality.
液晶表示装置の表示エリア外の駆動配線エリア、特にメタル配線による積層構造の段差部分に、表示エリアと同様にITO膜を配置し、その段差部の層構造は下層より、メタル配線、絶縁膜、配向膜剥がれ対策ITO、配向膜となるような層構造とする。 An ITO film is arranged in the drive wiring area outside the display area of the liquid crystal display device, particularly in the stepped portion of the laminated structure by metal wiring in the same manner as the display area, and the layer structure of the stepped portion is lower than the metal wiring, insulating film, Alignment film peeling countermeasure ITO, It is set as the layer structure used as an alignment film.
本発明によれば、駆動配線エリアの段差部においても配向膜下にITO膜を設置させることで配向膜の密着性を向上でき、ラビング処理等によって段差部にストレスが加わっても、配向膜剥がれが発生することを低減させることができ、高品質な画像を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the adhesion of the alignment film by placing an ITO film below the alignment film even in the step portion of the drive wiring area, and even if stress is applied to the step portion by rubbing treatment or the like, the alignment film peels off. Can be reduced, and a high-quality image can be obtained.
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図1は、本実施例の液晶表示装置の駆動配線エリアの断面を表している。図1に示すように、基板1にはMo、Al等のメタル材料が所定の形状にパターニングされ、ゲート配線3を構成している。ゲート配線3は表示エリア10にも駆動配線エリア9にも形成されている。ここで、基板1と対向基板(図示しない)を接合するシール材8と、画像表示を行う表示エリア10との間の領域が駆動配線エリア9である。ゲート配線3上には、Data配線(図示しない)と電気的に絶縁するためのゲート絶縁膜2や、Data配線を保護するための絶縁膜4が設けられている。表示エリア10内では絶縁膜4上に表示ITO電極7が形成され、その表示ITO電極7上に配向膜6が形成されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross section of a drive wiring area of the liquid crystal display device of this embodiment. As shown in FIG. 1, a metal material such as Mo or Al is patterned on the substrate 1 in a predetermined shape to form a gate wiring 3. The gate line 3 is formed in both the display area 10 and the drive line area 9. Here, a region between the sealing material 8 for joining the substrate 1 and the counter substrate (not shown) and the display area 10 for displaying an image is the drive wiring area 9. On the gate wiring 3, a gate insulating film 2 for electrically insulating from a Data wiring (not shown) and an insulating film 4 for protecting the Data wiring are provided. In the display area 10, the display ITO electrode 7 is formed on the insulating film 4, and the alignment film 6 is formed on the display ITO electrode 7.
そして、駆動配線エリア9では、絶縁膜4上には、ゲート配線3を覆うように配向膜剥がれ対策ITO5が設置されている。配向膜剥がれ対策ITO5と表示用ITO電極7は同材料、同工程で配置することが可能である。駆動配線エリア9のゲート配線3を覆うように配向膜剥がれ対策ITO5を形成する。ITOと配向膜とは密着性が強いため、ラビング工程などで生じる配向膜剥がれを低減することができる。 In the drive wiring area 9, an alignment film peeling countermeasure ITO 5 is provided on the insulating film 4 so as to cover the gate wiring 3. The alignment film peeling countermeasure ITO 5 and the display ITO electrode 7 can be arranged in the same material and in the same process. An alignment film peeling countermeasure ITO 5 is formed so as to cover the gate wiring 3 in the drive wiring area 9. Since ITO and alignment film have strong adhesion, alignment film peeling that occurs in a rubbing process or the like can be reduced.
図4は、液晶表示装置の外観を示す平面図である。図示するように、表示エリア10外の駆動配線エリア9では、ゲート配線の上方に、配向膜剥がれ対策ITOを設置し配向膜の密着性を向上させることで配向膜剥がれ対策となる。配向膜剥がれ対策ITOは絶縁膜と配向膜の間に設けられている。 FIG. 4 is a plan view showing the appearance of the liquid crystal display device. As shown in the figure, in the drive wiring area 9 outside the display area 10, the alignment film peeling countermeasure ITO is provided above the gate wiring to improve the adhesion of the alignment film, thereby preventing the alignment film peeling. The alignment film peeling prevention ITO is provided between the insulating film and the alignment film.
1 基板
2 ゲート絶縁膜
3 ゲート配線
4 絶縁膜
5 配向膜剥がれ対策ITO
6 配向膜
7 表示用ITO電極
8 シール材
9 駆動用配線エリア
10 表示エリア
11 ラビングロール
12 ラビングロール進行方向
13 段差部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Gate insulating film 3 Gate wiring 4 Insulating film 5 Alignment film peeling prevention ITO
6 Alignment film 7 ITO electrode for display 8 Sealing material 9 Wiring area for driving 10 Display area 11 Rubbing roll 12 Advancing direction of rubbing roll 13 Stepped portion
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