JP2013231794A5 - - Google Patents

Description

そこで、電圧印加時における液晶分子の配向を規制する手法として、これまでにも様々な提案がなされている。例えば、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式やＰＶＡ（Patterned Vertical Alignment）方式、あるいは、光配向膜を使用する手法（例えば、特開平５−２３２４７３号参照）が提案されている。ＭＶＡ方式では、スリットやリブ（突起）を用いることにより、配向制御を行いつつ、高視野角を実現する。最近では、この他にも、一方の基板に形成された電極（具体的には、画素電極）に複数の微細なスリットを設け、他方の基板に形成された電極（具体的には、対向電極）をスリットの無い、所謂ベタ電極とした構造（ファインスリット構造とも呼ばれる）が提案されている（例えば、特開２００２−３５７８３０号参照）。しかしながら、ファインスリット構造にあっては、微小なライン・アンド・スペースから成るスリットにおいて電界の加わらない部分が存在し、更に、ラインのエッジ近傍において、電圧印加時、液晶分子の配向状態がツイスト構造を取るために、透過率が低下するといった問題がある。

更には、本開示の第４の態様に係る液晶表示装置にあっては、第１電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されているので、スリット部あるいは突起部が存在しない平坦な凹部が第１電極に形成されている場合と比較して、第１電極によって生成された電場がスリット部近傍において歪み、あるいは又、突起部近傍における液晶分子の倒れる方向が規定される。その結果、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、ＴＦＴの信頼性の向上を図ることもできる。

液晶分子７１は、第１配向膜２１との界面近傍において第１配向膜２１に保持された液晶分子７１Ａと、第２配向膜５１との界面近傍において第２配向膜５１に保持された液晶分子７１Ｂと、それら以外の液晶分子７１Ｃとに分類することができる。液晶分子７１Ｃは、液晶層７０の厚み方向における中間領域に位置し、駆動電圧がオフの状態において液晶分子７１Ｃの長軸方向（ダイレクタ）が第１基板２０及び第２基板５０に対してほぼ垂直になるように配列されている。ここで、駆動電圧がオンになると、液晶分子７１Ｃのダイレクタが第１基板２０及び第２基板５０に対して平行になるように傾いて配向する。このような挙動は、液晶分子７１Ｃにおいて、長軸方向の誘電率が短軸方向よりも小さいという性質を有することに起因している。液晶分子７１Ａ，７１Ｂも同様の性質を有することから、駆動電圧のオン・オフの状態変化に応じて、基本的には、液晶分子７１Ｃと同様の挙動を示す。但し、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子７１Ａは第１配向膜２１によってプレチルトθ₁が付与され、そのダイレクタが第１基板２０及び第２基板５０の法線方向から傾斜した姿勢となる。同様に、液晶分子７１Ｂは第２配向膜５１によってプレチルトθ₂が付与され、そのダイレクタが第１基板２０及び第２基板５０の法線方向から傾斜した姿勢となる。尚、ここで、「保持される」とは、配向膜２１，５１と液晶分子７１Ａ，７１Ｂとが固着せずに、液晶分子７１の配向を規制していることを表している。また、「プレチルトθ（θ₁，θ₂）」とは、図２６Ａに示すように、第１基板２０及び第２基板５０の表面に垂直な方向（法線方向）をＺとした場合に、駆動電圧がオフの状態で、Ｚ方向に対する液晶分子７１（７１Ａ，７１Ｂ）のダイレクタＤの傾斜角度を指す。

そして、配向膜材料を、第１電極１４０及び第２電極１６０のそれぞれの上に塗布あるいは印刷した後、加熱処理をする。加熱処理の温度は８０゜Ｃ以上が好ましく、１５０゜Ｃ以上、２００゜Ｃ以下とすることがより好ましい。また、加熱処理は、加熱温度を段階的に変化させてもよい。これにより、塗布あるいは印刷された配向膜材料に含まれる溶剤が蒸発し、高分子化合物を含む配向膜２１，５１が形成される。その後、必要に応じて、ラビング等の処理を施してもよい。

その後、第１電極１４０上に第１配向膜２１を形成し、第２電極１６０の上に第２配向膜５１を形成する。具体的には、第１配向膜２１及び第２配向膜５１として、垂直配向膜材料であるＪＳＲ株式会社製ＪＡＬＳ２１３１−Ｒ６を使用し、垂直配向膜材料をスピンコート法に基づき、第１電極１４０及び第２電極１６０の上に塗布する。次いで、ホットプレート上で８０゜Ｃ、８０秒の乾燥工程を行った後、窒素雰囲気のクリーンオーブン内で、２００゜Ｃ、６０分間のベーキングを行い、第１配向膜２１及び第２配向膜５１を得た。

実施例３にあっては、枝凸部１４４の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部１４４を切断したときの枝凸部１４４の断面形状は、枝凸部１４４の断面形状の中心から枝凸部１４４の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、枝凸部１４４の頂面は、幹凸部１４３から延びる頂面１４４Ｂ、及び、頂面１４４Ｂの両側に位置する頂面１４４Ａから構成されている。このように、枝凸部１４４には２つの段差部が存在し、凹部１４５を基準としたとき、頂面１４４Ａ、頂面１４４Ｂの順に高くなっている。尚、図面において、頂面１４４Ｂには、横方向に延びるハッチングを付している。また、図６、図８、図１４においては、幹凸部と枝凸部の境界を実線で示している。枝凸部１４４の頂面１４４Ｂと頂面１４４Ａとの間の高低差を平均０．２０μｍとした。幹凸部１４３、枝凸部１４４、凹部１４５の他の仕様は表１と同様である。幹凸部１４３の頂面１４３Ｂと枝凸部１４４の頂面１４４Ｂは同じレベルにある。

実施例６にあっては、枝凸部２４４の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部２４４を切断したときの枝凸部２４４の断面形状は、枝凸部２４４の断面形状の中心から枝凸部２４４の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、枝凸部２４４の頂面は、幹凸部２４３の頂面２４３Ｂから延びる頂面２４４Ｂ、及び、頂面２４４Ｂの両側に位置する頂面２４４Ａから構成されている。そして、凹部２４５を基準としたとき、枝凸部２４４には２つの段差部が存在し、頂面２４４Ａ、頂面２４４Ｂの順に高くなっている。尚、図面において、頂面２４４Ｂには、横方向に延びるハッチングを付している。枝凸部２４４の頂面２４４Ｂと頂面２４４Ａとの間の高低差を平均０．２８μｍとした。幹凸部２４３、枝凸部２４４、凹部２４５の他の仕様は表４と同様である。幹凸部２４３の頂面２４３Ｂと枝凸部２４４の頂面２４４Ｂは同じレベルにある。

ここで、配向規制部１６１は、具体的には、第２電極１６０に設けられた４．０μｍのスリット部１６２から成り(図１９及び図２６Ｂ参照）、あるいは又、第２電極１６０に設けられた突起部（リブ）１６３から成る(図２０及び図２６Ｃ参照）。突起部１６３は、より具体的には、ネガ型フォトレジスト材料（ＪＳＲ株式会社製：オプトマーＡＬ）から成り、幅１．４μｍ、高さ１．２μｍである。尚、幹凸部１４３、枝凸部１４４、凹部１４５の仕様を表１のとおりとし、幹凸部１４３の頂面１４３Ｂと頂面１４３Ａとの間の高低差を、平均０．２０μｍとした。スリット部１６２あるいは突起部（リブ）１６３の平面形状は十文字状であり、突起部１６３の断面形状は二等辺三角形である。スリット部１６２あるいは突起部１６３の上には第２電極１６０は形成されていない。

実施例９の液晶表示装置にあっては、
第１電極２４０，４４０には複数の凹凸部２４１，４４１が形成されており、
凹凸部２４１，４４１は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部２４３，４４３、及び、幹凸部２４３，４４３から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部２４４，４４４から構成されており、
第１電極２４０，４４０には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部２４８，４４８（図２１、図２２参照）あるいは突起部（リブ）２４９，４４９（図２３、図２４参照）が形成されている。即ち、画素の中央部に設けられた十文字状の凹部の部分に、スリット部２４８，４４８あるいは突起部２４９，４４９が形成されている。スリット部２４８，４４８あるいは突起部２４９，４４９の平面形状は十文字である。尚、幹凸部２４３、枝凸部２４４、凹部２４５の仕様を表４のとおりとした。スリット部２４８，４４８の幅を４．０μｍとした。また、ネガ型フォトレジスト材料（ＪＳＲ株式会社製：オプトマーＡＬ）から成る突起部２４９，４４９の幅を１．４μｍ、高さを１．２μｍとした。突起部２４９，４４９の断面形状は二等辺三角形である。スリット部２４８，４４８あるいは突起部２４９，４４９の上には第１電極２４０，４４０は形成されていない。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］《液晶表示装置：第１の態様》
第１基板及び第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に形成された第１電極、
第１電極及び第１基板の対向面を覆う第１配向膜、
第１基板と対向する第２基板の対向面に形成された第２電極、
第２電極及び第２基板の対向面を覆う第２配向膜、並びに、
第１配向膜及び第２配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第１配向膜によってプレチルトが付与され、
第１電極には複数の凹凸部が形成されており、
第１電極に設けられた凸部には、複数の段差部が形成されている液晶表示装置。
［２］凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている［１］に記載の液晶表示装置。
［３］幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中心から幹凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［２］に記載の液晶表示装置。
［４］幹凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中央部から幹凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［２］又は［３］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［５］枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［２］乃至［４］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［６］枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［２］乃至［５］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［７］幹凸部と対応する第２電極の部分には、配向規制部が形成されている［２］乃至［６］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［８］凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている［１］に記載の液晶表示装置。
［９］幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の外側の縁から幹凸部の断面形状の内側の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［８］に記載の液晶表示装置。
［１０］枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［８］又は［９］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［１１］枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する［８］乃至［１０］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［１２］第１電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている［８］乃至［１１］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［１３］画素と画素との間に位置する第１基板の部分から、画素周辺部に対応する第１基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている［２］乃至［１２］のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
［１４］《液晶表示装置：第２の態様》
第１基板及び第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に形成された第１電極、
第１電極及び第１基板の対向面を覆う第１配向膜、
第１基板と対向する第２基板の対向面に形成された第２電極、
第２電極及び第２基板の対向面を覆う第２配向膜、並びに、
第１配向膜及び第２配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第１配向膜によってプレチルトが付与され、
第１電極には複数の凹凸部が形成されており、
画素と画素との間に位置する第１基板の部分から、画素周辺部に対応する第１基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている液晶表示装置。
［１５］凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている［１４］に記載の液晶表示装置。
［１６］幹凸部と対応する第２電極の部分には、配向規制部が形成されている［１５］に記載の液晶表示装置。
［１７］凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている［１４］に記載の液晶表示装置。
［１８］第１電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている［１７］に記載の液晶表示装置。
［１９］《液晶表示装置：第３の態様》
第１基板及び第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に形成された第１電極、
第１電極及び第１基板の対向面を覆う第１配向膜、
第１基板と対向する第２基板の対向面に形成された第２電極、
第２電極及び第２基板の対向面を覆う第２配向膜、並びに、
第１配向膜及び第２配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第１配向膜によってプレチルトが付与され、
第１電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
幹凸部と対応する第２電極の部分には、配向規制部が形成されている液晶表示装置。
［２０］《液晶表示装置：第４の態様》
第１基板及び第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に形成された第１電極、
第１電極及び第１基板の対向面を覆う第１配向膜、
第１基板と対向する第２基板の対向面に形成された第２電極、
第２電極及び第２基板の対向面を覆う第２配向膜、並びに、
第１配向膜及び第２配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第１配向膜によってプレチルトが付与され、
第１電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
第１電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている液晶表示装置。

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