JP2018141901A - Liquid crystal display and method for manufacturing liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置及び液晶表装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing a liquid crystal display device.
液晶パネルの表示方式として、ガラス基板に形成された電極に電圧を印加して基板面と水平な方向の電界を形成することにより表示を制御するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が知られている。ＩＰＳ方式では、液晶パネルの視野角方向によらず見かけの液晶分子の長さ（屈折率楕円体）がほぼ一定となるため視野角特性に優れる。 As a display method of a liquid crystal panel, an IPS (In-Plane Switching) method is known in which display is controlled by applying a voltage to an electrode formed on a glass substrate to form an electric field in a direction parallel to the substrate surface. . The IPS system has excellent viewing angle characteristics because the apparent length (refractive index ellipsoid) of liquid crystal molecules is substantially constant regardless of the viewing angle direction of the liquid crystal panel.
液晶パネルでは、電界が印加されていない状態において液晶分子が所定の方向に沿って配向されるように、液晶分子の配向方向が強制されている。ＩＰＳ方式の液晶パネルにおいて液晶分子の配向方向を強制するための方法としては、ラビング法、光配向法等が知られている。ラビング法は、基板上にポリイミド等からなる配向膜を形成し、その配向膜の表面を布で擦るものである。光配向法は、ポリイミド膜等からなる配向膜の表面に対して直線偏光の紫外線を照射することにより、配向膜の表面に異方性を持たせるものである。従来のＩＰＳ方式の液晶パネルにおいては、液晶組成物を挟持する一対の基板の内側のそれぞれに配向膜が形成される（特許文献１）。 In the liquid crystal panel, the alignment direction of the liquid crystal molecules is forced so that the liquid crystal molecules are aligned along a predetermined direction when no electric field is applied. As a method for forcing the alignment direction of liquid crystal molecules in an IPS liquid crystal panel, a rubbing method, a photo alignment method, and the like are known. In the rubbing method, an alignment film made of polyimide or the like is formed on a substrate, and the surface of the alignment film is rubbed with a cloth. In the photo-alignment method, the surface of the alignment film is made anisotropic by irradiating the surface of the alignment film made of a polyimide film or the like with linearly polarized ultraviolet rays. In a conventional IPS liquid crystal panel, an alignment film is formed on each of a pair of substrates sandwiching a liquid crystal composition (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載されるような従来のＩＰＳ方式の液晶パネルでは、液晶層を挟持する一対の基板にそれぞれ形成された配向膜の配向方向に微妙なずれが生じることがある。配向膜の配向方向のずれは、例えば、ラビング処理の際のずれや、両基板の貼り合わせの際のずれに起因する。このような配向方向のずれが存在すると、電圧オフ時にも液晶層の液晶分子に微小なツイストが生じる。電源オフ時の液晶分子の微小なツイストは、黒表示での光漏れの原因となり、コントラスト比の低下を招く。また、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルでは、基板面と水平な方向の横電界を形成するための櫛歯電極上には、電圧オン時に基板面に垂直な方向の縦電界が形成される。このため、液晶分子が横方向に十分にツイストせず、その結果、櫛歯電極上での光の透過が困難となり、液晶パネルの光透過率が低下することになる。すなわち、液晶パネルの開口率が低下することになる。 However, in a conventional IPS liquid crystal panel as described in Patent Document 1, there may be a slight shift in the alignment direction of alignment films formed on a pair of substrates that sandwich a liquid crystal layer. The shift in the alignment direction of the alignment film is caused by, for example, a shift during rubbing treatment or a shift during bonding of both substrates. When such a shift in the orientation direction exists, a fine twist is generated in the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer even when the voltage is turned off. The fine twist of the liquid crystal molecules when the power is turned off causes light leakage in black display and causes a reduction in contrast ratio. Further, in the conventional IPS liquid crystal panel, a vertical electric field in a direction perpendicular to the substrate surface is formed on the comb electrode for forming a horizontal electric field in a direction parallel to the substrate surface when the voltage is turned on. For this reason, the liquid crystal molecules are not sufficiently twisted in the lateral direction, and as a result, it becomes difficult to transmit light on the comb electrodes, and the light transmittance of the liquid crystal panel is lowered. That is, the aperture ratio of the liquid crystal panel is lowered.
そこで、特許文献２には、対向配置された一方の基板に弱アンカリング配向膜が形成され、他方の基板に強アンカリング配向膜が形成された液晶パネルが提案されている。特許文献２に記載された液晶パネルにおいて、弱アンカリング配向膜は、電界を印加したときの液晶分子の配向方向を拘束する拘束力が、強アンカリング配向膜よりも小さくなっている。このような構成により、特許文献２に記載された液晶パネルでは、光透過率の高い表示が実現されている。 Therefore, Patent Document 2 proposes a liquid crystal panel in which a weak anchoring alignment film is formed on one substrate opposed to each other and a strong anchoring alignment film is formed on the other substrate. In the liquid crystal panel described in Patent Document 2, the weak anchoring alignment film has a restraining force that restrains the alignment direction of the liquid crystal molecules when an electric field is applied is smaller than that of the strong anchoring alignment film. With such a configuration, in the liquid crystal panel described in Patent Document 2, display with high light transmittance is realized.
しかしながら、特許文献２に記載された液晶パネルでは、対向配置された一方の基板に形成された弱アンカリング配向膜の全域でアンカリングエネルギーが小さくなっているため、電圧オフ時の復元力が弱くなっている。このため、電圧オフ時の応答性が低下し、電圧オフ時の応答時間（ターンオフ時間）τｏｆｆが長くなる。 However, in the liquid crystal panel described in Patent Document 2, since the anchoring energy is small in the entire area of the weak anchoring alignment film formed on one of the opposing substrates, the restoring force when the voltage is off is weak. It has become. For this reason, the response at the time of voltage off falls, and the response time (turn-off time) τ off at the time of voltage off becomes long.
本発明は、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善す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。また、本発明は、そのような液晶表示装置を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる液晶表示装置の製造方法を提供することをも目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving the response when the voltage is off while improving the light transmittance and the contrast ratio. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device that can easily manufacture such a liquid crystal display device without complicating the process.
本発明の一観点によれば、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と、前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と、前記複数の電極のうちの一部の直上に形成された第１の配向膜と、前記複数の電極の間の前記第１の基板上、及び前記複数の電極のうちの残部の上に形成された第２の配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, A plurality of electrodes formed on a surface of the first substrate on the liquid crystal layer side and configured to form an electric field in a plane parallel to the first substrate; and a part of the plurality of electrodes A first alignment film formed immediately thereon, a second alignment film formed on the first substrate between the plurality of electrodes, and on the remaining portion of the plurality of electrodes; A third alignment film formed on the liquid crystal layer side of the second substrate, and the anchoring energy of the first alignment film is smaller than the anchoring energy of the second and third alignment films A liquid crystal display device is provided.
本発明の他の観点によれば、第１の基板と；前記第１の基板に対向する第２の基板と；前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と；前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と；前記複数の電極のうちの一部の直上に形成された第１の配向膜と；前記複数の電極の間の前記第１の基板上、及び前記複数の電極のうちの残部の上に形成された第２の配向膜と；前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さい液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基板の前記液晶層側となる面上に、導電膜を形成する工程と、前記導電膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、互いに露光光の透過率が異なる第１のパターン及び第２のパターンを含む前記複数の電極のパターンを有するマスクを用い、前記第１のパターン及び前記第２のパターンを前記フォトレジスト膜に露光する工程と、前記フォトレジスト膜を現像することにより、前記導電膜上に、前記第１のパターンを有する第１のフォトレジスト膜及び前記第２のパターンを有する第２のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜及び前記第２のフォトレジスト膜をマスクとして前記導電膜をエッチングすることにより、前記導電膜からなる前記複数の電極を形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜を残存させつつ、前記第２のフォトレジスト膜を除去することにより、前記複数の電極のうちの一部の直上に、前記第１のフォトレジスト膜からなる前記第１の配向膜を形成する工程と、前記複数の電極の間の前記第１の基板上、及び前記複数の電極のうちの残部の上に前記第２の配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a first substrate; a second substrate facing the first substrate; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; A plurality of electrodes formed on a surface of the first substrate on the liquid crystal layer side and configured to form an electric field in a plane parallel to the first substrate; a part of the plurality of electrodes A first alignment film formed directly on the first substrate; and a second alignment film formed on the first substrate between the plurality of electrodes and on the remainder of the plurality of electrodes; A third alignment film formed on the liquid crystal layer side of the second substrate, and the anchoring energy of the first alignment film is higher than the anchoring energy of the second and third alignment films. A method of manufacturing a small liquid crystal display device, the method comprising: forming a conductive film on a surface of the first substrate on the liquid crystal layer side; A step of forming a photoresist film on the conductive film, and a mask having a pattern of the plurality of electrodes including a first pattern and a second pattern having different transmittances of exposure light. And exposing the second pattern to the photoresist film, and developing the photoresist film, whereby the first photoresist film having the first pattern and the second pattern on the conductive film. A step of forming a second photoresist film having the above pattern, and etching the conductive film using the first photoresist film and the second photoresist film as a mask to thereby form the plurality of the conductive films. Forming the electrode and removing the second photoresist film while leaving the first photoresist film, Forming the first alignment film made of the first photoresist film directly on a part of the plurality of electrodes, on the first substrate between the plurality of electrodes, and And a step of forming the second alignment film on the remaining part of the plurality of electrodes. A method for manufacturing a liquid crystal display device is provided.
本発明によれば、液晶表示装置において、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる。また、本発明によれば、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。 According to the present invention, in the liquid crystal display device, it is possible to improve the response when the voltage is off while improving the light transmittance and the contrast ratio. In addition, according to the present invention, a liquid crystal display device that can improve the response at the time of voltage off while improving the light transmittance and the contrast ratio can be easily manufactured without complicated processes. .
［一実施形態］
本発明の一実施形態による液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法について図１乃至図５を用いて説明する。
[One Embodiment]
A liquid crystal display device and a method of manufacturing the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、本実施形態による液晶表示装置の構造について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による液晶表示装置の構造を示す断面図である。なお、図１は、ポジ型の液晶材料を用いて液晶層を構成した場合を例示している。 First, the structure of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be explained with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal display device according to the present embodiment. Note that FIG. 1 illustrates a case where a liquid crystal layer is formed using a positive liquid crystal material.
本実施形態による液晶表示装置は、ＩＰＳ方式の液晶パネルを有し、基板面と水平な方向の電界を形成することにより表示を制御するものである。図１に示すように、本実施形態による液晶表示装置１０は、ＩＰＳ方式の液晶パネル１２と、バックライトユニット１４とを有している。液晶パネル１２は、画素を含む表示領域１６と、パッド領域１８とを含んでいる。 The liquid crystal display device according to the present embodiment has an IPS liquid crystal panel and controls display by forming an electric field in a direction parallel to the substrate surface. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes an IPS liquid crystal panel 12 and a backlight unit 14. The liquid crystal panel 12 includes a display area 16 including pixels and a pad area 18.
液晶パネル１２は、対向するように配置された一対の基板２０、２２を有している。基板２０、２２は、表示領域１６において液晶層２４を挟むように対向して配置されている。基板２０、２２は、表示領域１６の周縁部に配されたシール材２６により所定の間隔を空けて互いに貼り合わされている。シール材２６により基板２０、２２の間に液晶層２４を構成する液晶が封止されている。基板２０、２２は、それぞれ透光性を有する基板であれば特にその材料が限定されるものではないが、例えばガラス基板である。また、液晶層２４を構成する液晶材料としては、例えば、誘電率異方性が正のネマティック液晶材料を用いることができ、また、誘電率異方性が負のネマティック液晶材料を用いることもできる。なお、図１では、後述の線状電極２８に対する電圧オフ時の液晶層２４における液晶分子２４２を模式的に示している。 The liquid crystal panel 12 has a pair of substrates 20 and 22 disposed so as to face each other. The substrates 20 and 22 are arranged to face each other so as to sandwich the liquid crystal layer 24 in the display region 16. The substrates 20 and 22 are bonded to each other at a predetermined interval by a sealant 26 disposed on the peripheral edge of the display area 16. The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 24 is sealed between the substrates 20 and 22 by the sealing material 26. The materials of the substrates 20 and 22 are not particularly limited as long as they have translucency, but are, for example, glass substrates. As the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 24, for example, a nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy can be used, and a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy can also be used. . In FIG. 1, the liquid crystal molecules 242 in the liquid crystal layer 24 when the voltage is off with respect to a linear electrode 28 described later are schematically shown.
例えば、基板２０は、画素をスイッチングするための薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）、ゲートライン、ソースライン等が形成されたＴＦＴ基板になっている。基板２２は、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ、ＣＦ）が形成されたＣＦ基板になっている。 For example, the substrate 20 is a TFT substrate on which a thin film transistor (TFT) for switching pixels, a gate line, a source line, and the like are formed. The substrate 22 is a CF substrate on which a color filter (Color Filter, CF) is formed.
表示領域１６において、基板２０、２２のうち、バックライトユニット１４側の基板２０の液晶層２４側の面上には、複数の線状電極２８が形成されている。複数の線状電極２８は、互いに所定の間隔を空けて平行に配置されており、櫛歯電極を構成している。より具体的には、複数の線状電極２８は、櫛歯状の画素電極及び櫛歯状の共通電極を構成している。図１は、線状電極２８の長手方向に直交する断面を示している。複数の線状電極２８は、基板２０の基板面と水平な方向の電界を形成可能、すなわち基板２０と水平な面内に電界を形成可能に構成されている。 In the display area 16, a plurality of linear electrodes 28 are formed on the liquid crystal layer 24 side surface of the substrate 20 on the backlight unit 14 side among the substrates 20 and 22. The plurality of linear electrodes 28 are arranged in parallel at a predetermined interval from each other, and constitute a comb electrode. More specifically, the plurality of linear electrodes 28 constitutes a comb-like pixel electrode and a comb-like common electrode. FIG. 1 shows a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the linear electrode 28. The plurality of linear electrodes 28 can form an electric field in a direction horizontal to the substrate surface of the substrate 20, that is, can form an electric field in a plane parallel to the substrate 20.
線状電極２８は、例えば８８％の高い光透過率Ｔを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極である。なお、線状電極２８の主材料は、ＩＴＯに限定されるものではない。線状電極２８は、透明導電膜又は高い光透過率を有する導電膜であることが望ましい。線状電極２８の主材料としては、ＩＴＯの代わりに、例えば、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝８５％）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝９２％）を用いることができる。また、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝９２％）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝８７％）等を用いることもできる。 The linear electrode 28 is a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) having a high light transmittance T of 88%, for example. The main material of the linear electrode 28 is not limited to ITO. The linear electrode 28 is desirably a transparent conductive film or a conductive film having high light transmittance. As the main material of the linear electrode 28, for example, IZO (Indium Zinc Oxide, T = 85%) or AZO (Aluminum doped Zinc Oxide, T = 92%) can be used instead of ITO. Further, GZO (Gallium doped Zinc Oxide, T = 92%), ATO (Antimony Tin Oxide, T = 87%), or the like can also be used.
液晶表示装置１０の制御部（図示せず）は、基板２０の線状電極２８に電圧を印加して基板２０の基板面と水平な方向の電界を形成して液晶層２４の液晶分子を回転させることにより、液晶パネル１２の表示を制御する。 A control unit (not shown) of the liquid crystal display device 10 applies a voltage to the linear electrodes 28 of the substrate 20 to form an electric field in a direction parallel to the substrate surface of the substrate 20 to rotate the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 24. As a result, the display on the liquid crystal panel 12 is controlled.
一方、パッド領域１８において、基板２０上には、複数の線状電極２８と同層に、複数の電極パッド３０が形成されている。複数の電極パッド３０は、表示領域１６における線状電極２８と同一材料で形成されている。複数の電極パッド３０は、表示領域１６における基板２０に形成された図示しないゲートライン、ソースライン等に接続されている。複数の電極パッド３０には、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等の実装技術により、図示しないドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が接続される。 On the other hand, in the pad region 18, a plurality of electrode pads 30 are formed on the substrate 20 in the same layer as the plurality of linear electrodes 28. The plurality of electrode pads 30 are formed of the same material as the linear electrode 28 in the display region 16. The plurality of electrode pads 30 are connected to gate lines, source lines, etc. (not shown) formed on the substrate 20 in the display region 16. A driver IC (Integrated Circuit) (not shown) is connected to the plurality of electrode pads 30 by a mounting technology such as COF (Chip On Film), TAB (Tape Automated Bonding), and COG (Chip On Glass).
液晶パネル１２には、基板２０、２２を挟み込むように、偏光板３２、３４が外側のそれぞれの面に設けられている。偏光板３２、３４の偏光軸の向きは、線状電極２８に電圧が印加されたときにバックライトユニット１４から照明される光が通過するように設定されている。例えば、偏光板３２、３４の偏光軸の向きは互いに直交している。なお、偏光板３２、３４の偏光軸の向きは、線状電極２８に電圧が印加されたときにバックライトユニット１４から照明される光が遮断されるように設定されていてもよい。 The liquid crystal panel 12 is provided with polarizing plates 32 and 34 on the respective outer surfaces so as to sandwich the substrates 20 and 22. The directions of the polarization axes of the polarizing plates 32 and 34 are set such that light illuminated from the backlight unit 14 passes when a voltage is applied to the linear electrode 28. For example, the polarization axes of the polarizing plates 32 and 34 are orthogonal to each other. Note that the directions of the polarization axes of the polarizing plates 32 and 34 may be set so that the light illuminated from the backlight unit 14 is blocked when a voltage is applied to the linear electrode 28.
基板２２の液晶層２４側の面には、液晶層２４の全面にわたって、配向膜として、強アンカリング膜３６が形成されている。強アンカリング膜３６は、例えば、ラビング法による配向処理が行われたポリイミド膜からなるものである。強アンカリング膜３６は、後述の基板２０側の強アンカリング膜４０とともに、線状電極２８に対する電圧オフ時の液晶層２４の液晶分子の配向を揃える。電圧オフ時の液晶層２４の液晶分子の配向方向は、例えば、線状電極２８の長手方向に沿った方向又は線状電極２８の長手方向に対して所定の角度をなす方向である。 On the surface of the substrate 22 on the liquid crystal layer 24 side, a strong anchoring film 36 is formed as an alignment film over the entire surface of the liquid crystal layer 24. The strong anchoring film 36 is made of, for example, a polyimide film that has been subjected to an alignment process by a rubbing method. The strong anchoring film 36 aligns the alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 24 when the voltage with respect to the linear electrode 28 is turned off, together with the strong anchoring film 40 on the substrate 20 side described later. The alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 24 when the voltage is off is, for example, a direction along the longitudinal direction of the linear electrode 28 or a direction that forms a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the linear electrode 28.
一方、基板２０と液晶層２４との間において、基板２０上に形成された複数の線状電極２８のうちの一部の上には、配向膜として、弱アンカリング膜３８が形成されている。弱アンカリング膜３８は、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に形成されている。弱アンカリング膜３８は、基板２２側の強アンカリング膜３６及び以下に述べる強アンカリング膜４０よりもアンカリングエネルギーが小さい配向膜である。なお、強アンカリング膜３６、４０、弱アンカリング膜３８にいうアンカリングは方位角方向のアンカリングに関するものであり、アンカリングエネルギーの大小関係は方位角方向のアンカリングエネルギーに関する大小関係である。弱アンカリング膜３８は、互いに平行に配置された複数の線状電極２８のうちの例えば１本おきの線状電極２８の直上に形成されている。弱アンカリング膜３８は、樹脂膜からなるものあり、より具体的には、後述するように線状電極２８をパターニングするエッチングの際のマスクとして用いられたフォトレジスト膜５２ａからなるものである。 On the other hand, a weak anchoring film 38 is formed as an alignment film on a part of the plurality of linear electrodes 28 formed on the substrate 20 between the substrate 20 and the liquid crystal layer 24. . The weak anchoring film 38 is formed immediately above a part of the plurality of linear electrodes 28. The weak anchoring film 38 is an alignment film having a smaller anchoring energy than the strong anchoring film 36 on the substrate 22 side and the strong anchoring film 40 described below. The anchoring referred to in the strong anchoring films 36 and 40 and the weak anchoring film 38 relates to anchoring in the azimuth angle direction, and the magnitude relationship of anchoring energy is the magnitude relationship regarding anchoring energy in the azimuth angle direction. . The weak anchoring film 38 is formed immediately above, for example, every other linear electrode 28 among the plurality of linear electrodes 28 arranged in parallel to each other. The weak anchoring film 38 is made of a resin film, and more specifically, is made of a photoresist film 52a used as a mask for etching for patterning the linear electrode 28 as will be described later.
なお、線状電極２８と同層に形成されたパッド領域１８における複数の電極パッド３０のいずれの上にも、弱アンカリング膜３８は形成されていない。複数の電極パッド３０のそれぞれの表面は露出している。 Note that the weak anchoring film 38 is not formed on any of the plurality of electrode pads 30 in the pad region 18 formed in the same layer as the linear electrode 28. Each surface of the plurality of electrode pads 30 is exposed.
弱アンカリング膜３８が上に形成された線状電極２８の間の基板２０上には、配向膜として、強アンカリング膜４０が形成されている。また、弱アンカリング膜３８が上に形成された線状電極２８以外の線状電極２８上、すなわち複数の線状電極２８のうちの残部の上にも、強アンカリング膜４０が形成されている。強アンカリング膜４０のアンカリングエネルギーは、例えば、強アンカリング膜３６のアンカリングエネルギーと同程度となっている。強アンカリング膜４０は、例えば、光配向法による配向処理が行われたポリイミド膜である。 On the substrate 20 between the linear electrodes 28 on which the weak anchoring film 38 is formed, a strong anchoring film 40 is formed as an alignment film. Further, the strong anchoring film 40 is formed on the linear electrode 28 other than the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed, that is, on the remaining part of the plurality of linear electrodes 28. Yes. The anchoring energy of the strong anchoring film 40 is approximately the same as the anchoring energy of the strong anchoring film 36, for example. The strong anchoring film 40 is, for example, a polyimide film that has been subjected to an alignment process by a photo-alignment method.
上述のように、基板２２側では、配向膜として強アンカリング膜３６が形成されている。一方、基板２０側では、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に配向膜として弱アンカリング膜３８が形成されている。また、基板２０側では、複数の線状電極２８のうちの残部の上、すなわち弱アンカリング膜３８が直上に形成された線状電極２８以外の線状電極２８の上及び基板２０上に配向膜として強アンカリング膜４０が形成されている。 As described above, the strong anchoring film 36 is formed as the alignment film on the substrate 22 side. On the other hand, on the substrate 20 side, a weak anchoring film 38 is formed as an alignment film immediately above a part of the plurality of linear electrodes 28. On the substrate 20 side, the alignment is performed on the remainder of the plurality of linear electrodes 28, that is, on the linear electrodes 28 other than the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed and on the substrate 20. A strong anchoring film 40 is formed as a film.
弱アンカリング膜３８のアンカリングエネルギーは、強アンカリング膜３６、４０のアンカリングエネルギーよりも小さく、好ましくは１０−６Ｊ／ｍ２以下である。強アンカリング膜３６、４０のアンカリングエネルギーは、弱アンカリング膜３８のアンカリングエネルギーよりも大きく、好ましくは１０−４Ｊ／ｍ２以上である。 The anchoring energy of the weak anchoring film 38 is smaller than the anchoring energy of the strong anchoring films 36 and 40, and is preferably 10 −6 J / m 2 or less. The anchoring energy of the strong anchoring films 36 and 40 is larger than the anchoring energy of the weak anchoring film 38, and is preferably 10 −4 J / m 2 or more.
基板２２と強アンカリング膜３６との間には、カラーフィルタ４２が設けられている。カラーフィルタ４２は、カラーレジストのＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色のパターン、ブラックマトリックス、保護膜等により構成され、バックライトユニット１４から照明される光のうちＲ／Ｇ／Ｂの３原色の波長域の光を通過させる。 A color filter 42 is provided between the substrate 22 and the strong anchoring film 36. The color filter 42 includes a pattern of three primary colors R (red) / G (green) / B (blue) of a color resist, a black matrix, a protective film, and the like, and R of the light illuminated from the backlight unit 14. Light in the wavelength range of the three primary colors / G / B is allowed to pass.
バックライトユニット１４は、液晶パネル１２を照明する光を発する照明装置である。バックライトユニット１４は、エッジライト方式であってもよいし、直下型方式であってもよい。なお、バックライトユニット１４と液晶パネル１２との間には、光拡散シートやプリズムシートが配置されていてもよい。 The backlight unit 14 is an illumination device that emits light that illuminates the liquid crystal panel 12. The backlight unit 14 may be an edge light type or a direct type. A light diffusion sheet or a prism sheet may be disposed between the backlight unit 14 and the liquid crystal panel 12.
本実施形態による液晶表示装置１０は、基板２０の基板面と水平な方向の横電界を形成し、液晶分子を液晶層２４の面内で回転させて表示を制御するＩＰＳ方式のものである。しかし、仮に、上記の構成において、前述の特許文献１に記載される従来の構成のように線状電極２８の直上を含む基板２０側の全面に強アンカリング膜を形成した場合、線状電極２８の直上の液晶分子を十分に回転させることができない。これは、電界を形成するための線状電極２８の直上における電界の基板面に水平方向の成分が、強アンカリング膜の束縛に打ち勝って液晶分子を回転させることができる程に大きくないためである。したがって、この場合、白表示における光透過率が低下してしまう。 The liquid crystal display device 10 according to the present embodiment is of an IPS system that forms a lateral electric field in a direction parallel to the substrate surface of the substrate 20 and controls display by rotating liquid crystal molecules within the surface of the liquid crystal layer 24. However, in the above configuration, when a strong anchoring film is formed on the entire surface on the substrate 20 side including the portion directly above the linear electrode 28 as in the conventional configuration described in Patent Document 1 described above, the linear electrode The liquid crystal molecules immediately above 28 cannot be sufficiently rotated. This is because the horizontal component of the electric field on the substrate surface directly above the linear electrode 28 for forming the electric field is not so large as to overcome the constraints of the strong anchoring film and rotate the liquid crystal molecules. is there. Therefore, in this case, the light transmittance in white display is lowered.
一方、仮に、上記の構成において、前述の特許文献２に記載される従来の構成のように基板２０側の全面に弱アンカリング膜を形成した場合、基板２０側の配向規制力を弱めることで、高い光透過率を実現して白表示における十分な光透過率を確保しうる。しかしながら、この場合、線状電極２８に対する電圧オフ時における液晶分子の復元力が低下するため、電圧オフ時の応答性が低下し、電圧オフ時の応答時間τｏｆｆが長くなる。 On the other hand, in the above configuration, when a weak anchoring film is formed on the entire surface on the substrate 20 side as in the conventional configuration described in Patent Document 2, the orientation regulation force on the substrate 20 side is weakened. Therefore, a high light transmittance can be realized to ensure a sufficient light transmittance in white display. However, in this case, since the restoring force of the liquid crystal molecules when the voltage is turned off with respect to the linear electrode 28 is lowered, the response when the voltage is turned off is lowered, and the response time τ off when the voltage is turned off becomes longer.
上記従来の構成に対して、本実施形態による液晶表示装置１０では、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に、アンカリングエネルギーが比較的に小さい弱アンカリング膜３８が形成されている。弱アンカリング膜３８が形成された線状電極２８上では、強アンカリング膜４０が形成された領域と比較して配向規制力が弱くなっている。このため、本実施形態による液晶表示装置１０では、電界の横方向成分が小さい場合であっても、弱アンカリング膜３８が形成された線状電極２８の直上の液晶分子が回転するため、その線状電極２８の直上においても十分な光透過率を確保することができる。これにより、本実施形態による液晶表示装置１０は、光透過率を向上することができる。 In contrast to the above-described conventional configuration, in the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment, a weak anchoring film 38 having a relatively small anchoring energy is formed immediately above a part of the plurality of linear electrodes 28. Yes. On the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed, the alignment regulating force is weaker than that on the region where the strong anchoring film 40 is formed. For this reason, in the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment, even when the lateral component of the electric field is small, the liquid crystal molecules directly above the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed rotate. A sufficient light transmittance can be secured even immediately above the linear electrode 28. Thereby, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment can improve the light transmittance.
また、弱アンカリング膜３８が形成されていることにより、弱アンカリング膜３８が形成されている線状電極２８の直上では、基板２０側での液晶分子の配向方向と基板２２側での液晶分子の配向方向のずれによる電圧オフ時の液晶分子の微小ツイストを抑制することができる。これにより、黒輝度を低減することができ、光透過率の向上と相俟って、コントラスト比を向上することができる。 Further, since the weak anchoring film 38 is formed, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the substrate 20 side and the liquid crystal on the substrate 22 side immediately above the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed. It is possible to suppress the fine twist of the liquid crystal molecules when the voltage is turned off due to the deviation of the alignment direction of the molecules. Thereby, the black luminance can be reduced, and the contrast ratio can be improved together with the improvement of the light transmittance.
しかも、弱アンカリング膜３８は、後述するように、フォトレジスト膜の露光工程においてハーフトーンマスクを用いてフォトレジスト膜の露光量を領域毎に制御することにより形成する。このため、本実施形態による液晶表示装置１０は、工程数が増加することがなく、工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。 In addition, as will be described later, the weak anchoring film 38 is formed by controlling the exposure amount of the photoresist film for each region using a halftone mask in the exposure process of the photoresist film. For this reason, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment can be easily manufactured without increasing the number of steps and without complicating the steps.
さらに、本実施形態による液晶表示装置１０では、弱アンカリング膜３８が直上に形成された線状電極２８の間の基板２０上、及び弱アンカリング膜３８が直上に形成された線状電極２８以外の線状電極２８上に、強アンカリング膜４０が形成されている。このように複数の線状電極２８のうちの一部の直上以外の領域にアンカリングエネルギーが比較的に大きい強アンカリング膜４０が形成されていることで、線状電極２８に対する電圧オフ時における液晶分子の復元力はほとんど低下しない。したがって、本実施形態による液晶表示装置１０は、特許文献２に記載されるように基板２０側の全面に弱アンカリング膜が形成された従来の構成と比較して、電圧オフ時の液晶表示の応答性を改善することができ、電圧オフ時の応答時間τｏｆｆを短縮することができる。 Further, in the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment, the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed on the substrate 20 between the linear electrodes 28 on which the weak anchoring film 38 is formed and the weak anchoring film 38 is formed on the substrate 20. A strong anchoring film 40 is formed on the other linear electrodes 28. As described above, the strong anchoring film 40 having a relatively large anchoring energy is formed in a region other than the portion directly above a part of the plurality of linear electrodes 28, so that the voltage with respect to the linear electrode 28 is turned off. The restoring force of the liquid crystal molecules hardly decreases. Therefore, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment has a liquid crystal display when the voltage is off as compared with the conventional configuration in which the weak anchoring film is formed on the entire surface on the substrate 20 side as described in Patent Document 2. The response can be improved, and the response time τ off when the voltage is off can be shortened.
こうして、本実施形態による液晶表示装置１０は、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができ、液晶表示の明るさと応答性とを両立することができる。 Thus, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment can improve the light transmittance and contrast ratio, improve the response when the voltage is off, and achieve both the brightness and the response of the liquid crystal display. .
次に、本実施形態による液晶表示装置の製造方法について図２乃至図５を用いて説明する。図２乃至図５は、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 Next, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS. 2 to 5 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the liquid crystal display device according to the present embodiment.
まず、表示領域１６及びパッド領域１８における基板２０の液晶層２４側となる面上に、基板２０の基板面と水平な方向に電界（横電界）を形成するための櫛歯電極として、例えばＩＴＯからなる透明導電膜５０を形成する（図２（ａ））。なお、基板２０には、画素をスイッチングするためのＴＦＴ、ゲートライン、ソースライン等が形成されている。 First, as comb electrodes for forming an electric field (lateral electric field) in a direction parallel to the substrate surface of the substrate 20 on the surface of the display region 16 and the pad region 18 on the liquid crystal layer 24 side of the substrate 20, for example, ITO A transparent conductive film 50 is formed (FIG. 2A). The substrate 20 is formed with TFTs for switching pixels, gate lines, source lines, and the like.
次いで、表示領域１６及びパッド領域１８における透明導電膜５０上に、例えばスピンコート法によりネガ型のフォトレジスト材料を塗布してプリベークを行い、フォトレジスト膜５２を形成する（図２（ｂ））。フォトレジスト膜５２は、弱アンカリング膜３８として機能しうる材料から構成されている。 Next, on the transparent conductive film 50 in the display region 16 and the pad region 18, a negative photoresist material is applied, for example, by spin coating and prebaked to form a photoresist film 52 (FIG. 2B). . The photoresist film 52 is made of a material that can function as the weak anchoring film 38.
次いで、ハーフトーンマスク５４をマスクとして用い、フォトレジスト膜５２にハーフトーンマスク５４のマスクパターンを露光する（図３（ａ））。ハーフトーンマスク５４は、マスクパターンとして、複数の線状電極２８のパターン５４２ａ、５４２ｂと、複数の電極パッド３０のパターン５４４とを有している。複数の線状電極２８のパターン５４２ａ、５４２ｂのうち、パターン５４２ａは、弱アンカリング膜３８が直上に形成される線状電極２８のパターンである。パターン５４２ｂは、弱アンカリング膜３８が直上に形成される線状電極２８以外の線状電極２８のパターンである。パターン５４２ａ、５４２ｂ、５４４の露光光の透過率は、互いに異なっている。すなわち、パターン５４２ａの露光光の透過率は、パターン５４２ｂの露光光の透過率及びパターン５４４の露光光の透過率よりも高くなっている。また、パターン５４２ｂの露光光の透過率は、パターン５４４の露光光の透過率と等しくなっている。なお、露光光としては、フォトレジスト膜５２の種類に応じて紫外光等を選択することができる。 Next, using the halftone mask 54 as a mask, the mask pattern of the halftone mask 54 is exposed on the photoresist film 52 (FIG. 3A). The halftone mask 54 includes a plurality of linear electrode 28 patterns 542 a and 542 b and a plurality of electrode pad 30 patterns 544 as mask patterns. Of the patterns 542a and 542b of the plurality of linear electrodes 28, the pattern 542a is a pattern of the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed immediately above. The pattern 542b is a pattern of the linear electrodes 28 other than the linear electrode 28 on which the weak anchoring film 38 is formed. The exposure light transmittances of the patterns 542a, 542b, and 544 are different from each other. That is, the exposure light transmittance of the pattern 542a is higher than the exposure light transmittance of the pattern 542b and the exposure light transmittance of the pattern 544. The exposure light transmittance of the pattern 542b is equal to the exposure light transmittance of the pattern 544. As the exposure light, ultraviolet light or the like can be selected according to the type of the photoresist film 52.
このように露光光の透過率が異なるハーフトーンマスク５４を用いた露光により、フォトレジスト膜５２のうちのパターン５４２ａ、５４２ｂ、５４４が露光されるフォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの露光量が異なる。すなわち、パターン５４２ａが露光されるフォトレジスト膜５２ａの露光量が、パターン５４２ｂが露光されるフォトレジスト膜５２ｂの露光量及びパターン５４４が露光されるフォトレジスト膜５２ｃの露光量よりも多くなる。このように、ハーフトーンマスク５４を用いた露光によりフォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの露光量を制御することで、フォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの硬化度を調整する。 Thus, exposure using the halftone mask 54 having different exposure light transmittances results in different exposure amounts of the photoresist films 52a, 52b, and 52c in which the patterns 542a, 542b, and 544 of the photoresist film 52 are exposed. . That is, the exposure amount of the photoresist film 52a exposed to the pattern 542a is larger than the exposure amount of the photoresist film 52b exposed to the pattern 542b and the exposure amount of the photoresist film 52c exposed to the pattern 544. In this way, the degree of cure of the photoresist films 52a, 52b, and 52c is adjusted by controlling the exposure amounts of the photoresist films 52a, 52b, and 52c by exposure using the halftone mask 54.
次いで、フォトレジスト膜５２を現像して未露光のフォトレジスト膜５２を除去し、その後、ポストベークを行う。これにより、透明導電膜５０上に、フォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃが形成される（図３（ｂ））。上述のように、フォトレジスト膜５２ａの露光量はフォトレジスト膜５２ｂ、５２ｃの露光量よりも多いため、フォトレジスト膜５２ａの硬化度は、フォトレジスト膜５２ｂ、５２ｃの硬化度よりも高くなっている。このため、現像後において、フォトレジスト膜５２ａの膜厚は、フォトレジスト膜５２ｂ、５２ｃの膜厚よりも厚くなっている。 Next, the photoresist film 52 is developed to remove the unexposed photoresist film 52, and then post-baking is performed. Thereby, photoresist films 52a, 52b, and 52c are formed on the transparent conductive film 50 (FIG. 3B). As described above, since the exposure amount of the photoresist film 52a is larger than the exposure amounts of the photoresist films 52b and 52c, the degree of cure of the photoresist film 52a is higher than the degree of cure of the photoresist films 52b and 52c. Yes. For this reason, after development, the film thickness of the photoresist film 52a is larger than the film thickness of the photoresist films 52b and 52c.
次いで、フォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃをマスクとして、例えばウェットエッチングにより、透明導電膜５０をエッチングしてパターニングする。これにより、表示領域１６において、透明導電膜５０からなる複数の線状電極２８を形成するとともに、パッド領域１８において、透明導電膜５０からなる複数の電極パッド３０を形成する（図４（ａ））。 Next, using the photoresist films 52a, 52b, and 52c as a mask, the transparent conductive film 50 is etched and patterned by wet etching, for example. Thus, a plurality of linear electrodes 28 made of the transparent conductive film 50 are formed in the display region 16, and a plurality of electrode pads 30 made of the transparent conductive film 50 are formed in the pad region 18 (FIG. 4A). ).
次いで、例えば剥離液中に浸漬させたりすることにより、フォトレジスト膜５２ａを線状電極２８の直上に残存させつつ、線状電極２８上のフォトレジスト膜５２ｂ及び電極パッド３０上のフォトレジスト膜５２ｃを除去する。フォトレジスト膜５２ａは、フォトレジスト膜５２ｂ、５２ｃよりも膜厚が厚いため、線状電極２８の直上に選択的に残存させることができる。こうして、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に、フォトレジスト膜５２ａからなる弱アンカリング膜３８を形成する（図４（ｂ））。なお、上記剥離工程により、フォトレジスト膜５２ｂ、５３ｃを完全に除去することができない場合には、プラズマアッシング等により除去する。 Next, for example, by immersing in a stripping solution, the photoresist film 52 a remains on the linear electrode 28 and the photoresist film 52 b on the linear electrode 28 and the photoresist film 52 c on the electrode pad 30 are left. Remove. Since the photoresist film 52a is thicker than the photoresist films 52b and 52c, it can be selectively left immediately above the linear electrode 28. Thus, the weak anchoring film 38 made of the photoresist film 52a is formed immediately above a part of the plurality of linear electrodes 28 (FIG. 4B). If the photoresist films 52b and 53c cannot be completely removed by the above-described peeling process, they are removed by plasma ashing or the like.
なお、上記図４（ａ）に示すエッチングプロセスにおいてフォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃのうちのフォトレジスト膜５２ｂ、５２ｃが選択的に消失するように、フォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの膜厚を設定することができる。この場合、上記図４（ｂ）に示す剥離プロセスおよびアッシングプロセスを省略することができる。 4A. The film thickness of the photoresist films 52a, 52b, and 52c so that the photoresist films 52b and 52c among the photoresist films 52a, 52b, and 52c are selectively lost in the etching process shown in FIG. Can be set. In this case, the peeling process and the ashing process shown in FIG. 4B can be omitted.
次いで、表示領域１６における基板２０上に、例えば印刷法により、ポリイミド膜を形成する。ここで、弱アンカリング膜３８を構成するフォトレジスト膜５２ａは、ポリイミド膜に対して親和性を有しない。このため、ポリイミド膜は、フォトレジスト膜５２ａからなる弱アンカリング膜３８上には形成されず、線状電極２８間の基板２０上、及び弱アンカリング膜３８が直上に形成されてない線状電極２８上に形成される。続いて、このポリイミド膜に対して、例えば光配向法による配向処理を行う。こうして、線状電極２８間の基板２０上、及び弱アンカリング膜３８が直上に形成されてない線状電極２８上に、ポリイミド膜からなる強アンカリング膜４０が形成される（図５（ａ））。 Next, a polyimide film is formed on the substrate 20 in the display region 16 by, for example, a printing method. Here, the photoresist film 52a constituting the weak anchoring film 38 has no affinity for the polyimide film. For this reason, the polyimide film is not formed on the weak anchoring film 38 made of the photoresist film 52a, and the linear film on which the weak anchoring film 38 is not formed directly on the substrate 20 between the linear electrodes 28. It is formed on the electrode 28. Subsequently, an alignment process is performed on the polyimide film by, for example, a photo-alignment method. Thus, a strong anchoring film 40 made of a polyimide film is formed on the substrate 20 between the linear electrodes 28 and on the linear electrode 28 where the weak anchoring film 38 is not formed immediately above (FIG. 5A). )).
一方、表示領域１６における基板２２上には、カラーフィルタ４２を形成する。続いて、カラーフィルタ４２上に、ポリイミド膜を形成する。続いて、ポリイミド膜に対して、例えば、ラビング法、光配向法等による配向処理を行う。こうして、カラーフィルタ４２上に、ポリイミド膜からなる強アンカリング膜３６を形成する。 On the other hand, a color filter 42 is formed on the substrate 22 in the display region 16. Subsequently, a polyimide film is formed on the color filter 42. Subsequently, an alignment process is performed on the polyimide film by, for example, a rubbing method or a photo-alignment method. Thus, a strong anchoring film 36 made of a polyimide film is formed on the color filter 42.
次いで、ＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）法により、基板２０、２２間に液晶層２４を封止する。まず、表示領域１６の周縁部における基板２０、２２のうちの一方の上に、紫外線硬化性樹脂からなるシール材２６を塗布する。続いて、シール材２６を塗布した基板２０、２２のうちの一方の上に液晶材料を滴下する。続いて、液晶材料が滴下された基板２０、２２のうちの一方と、基板２０、２２のうちの他方とをシール材２６により貼り合わせる。基板２０、２２間には、滴下した液晶材料からなる液晶層２４が形成される。続いて、紫外光を照射することにより、シール材２６を硬化させる。こうして、ＯＤＦ法により、液晶材料からなる液晶層２４を挟むように基板２０と基板２２とを貼り合わせて、基板２０、２２間に液晶層２４を封止する（図５（ｂ））。 Next, the liquid crystal layer 24 is sealed between the substrates 20 and 22 by an ODF (One Drop Fill) method. First, a sealing material 26 made of an ultraviolet curable resin is applied on one of the substrates 20 and 22 at the peripheral edge of the display region 16. Subsequently, a liquid crystal material is dropped on one of the substrates 20 and 22 coated with the sealing material 26. Subsequently, one of the substrates 20 and 22 onto which the liquid crystal material has been dropped and the other of the substrates 20 and 22 are bonded together with a sealing material 26. A liquid crystal layer 24 made of a dropped liquid crystal material is formed between the substrates 20 and 22. Subsequently, the sealing material 26 is cured by irradiating with ultraviolet light. Thus, the substrate 20 and the substrate 22 are bonded to each other with the liquid crystal layer 24 made of a liquid crystal material sandwiched by the ODF method, and the liquid crystal layer 24 is sealed between the substrates 20 and 22 (FIG. 5B).
以後、通常のプロセスにより、基板２０、２２への偏光板３２、３４の貼り付け、ドライバＩＣの実装、バックライトユニット１４の配置等を行う。こうして、図１に示す本実施形態による液晶表示装置１０が製造される。 Thereafter, the polarizing plates 32 and 34 are attached to the substrates 20 and 22, the driver IC is mounted, the backlight unit 14 is arranged, and the like by a normal process. Thus, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is manufactured.
このように、本実施形態では、ハーフトーンマスク５４をマスクとして用いた露光により、線状電極２８を構成する透明導電膜５０をエッチングする際のマスクとして用いるフォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの露光量を制御する。これにより、フォトレジスト膜５２ａからなる弱アンカリング膜３８を複数の線状電極２８のうちの一部の直上に形成する。したがって、本実施形態では、弱アンカリング膜３８を形成するために別途フォトレジスト膜をパターニングする工程等の追加の工程を必要とせず、工程数が増加することもない。したがって、本実施形態によれば、工程の複雑化を伴うことなく、図１に示す液晶表示装置１０を容易に製造することができる。 As described above, in the present embodiment, exposure using the halftone mask 54 as a mask exposes the photoresist films 52a, 52b, and 52c used as a mask when the transparent conductive film 50 constituting the linear electrode 28 is etched. Control the amount. Thus, the weak anchoring film 38 made of the photoresist film 52a is formed immediately above a part of the plurality of linear electrodes 28. Therefore, in this embodiment, an additional process such as a process of patterning a photoresist film is not required to form the weak anchoring film 38, and the number of processes does not increase. Therefore, according to the present embodiment, the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 can be easily manufactured without complicating the process.
このように、本実施形態によれば、液晶表示装置１０において、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる。また、本実施形態によれば、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置１０を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the liquid crystal display device 10, it is possible to improve the light transmittance and the contrast ratio while improving the response when the voltage is off. In addition, according to the present embodiment, the liquid crystal display device 10 that can improve the responsiveness when the voltage is off while improving the light transmittance and the contrast ratio is easily manufactured without complicating the process. Can do.
（変形例）
次に、本実施形態の変形例による液晶表示装置について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の変形例による液晶表示装置の構造を示す断面図である。
(Modification)
Next, a liquid crystal display device according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to a modification of the present embodiment.
上記図１に示す液晶表示装置１０では、弱アンカリング膜３８が、互いに平行に配置された複数の線状電極２８のうちの１本おきの線状電極２８の直上に形成されていたが、これに限定されるものではない。弱アンカリング膜３８は、互いに平行に配置された複数の線状電極２８のうちの複数本おきの線状電極２８の直上に形成されていてもよい。 In the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1, the weak anchoring film 38 is formed immediately above every other linear electrode 28 among the plurality of linear electrodes 28 arranged in parallel to each other. It is not limited to this. The weak anchoring film 38 may be formed immediately above the plurality of linear electrodes 28 among the plurality of linear electrodes 28 arranged in parallel to each other.
例えば、弱アンカリング膜３８は、複数の線状電極２８のうちの２本おきの線状電極２８の直上に形成することができる。図６に示す変形例による液晶表示装置１００では、弱アンカリング膜３８が、互いに平行に配置された複数の線状電極２８のうちの２本おきの線状電極２８の直上に形成されている。 For example, the weak anchoring film 38 can be formed immediately above every two of the plurality of linear electrodes 28. In the liquid crystal display device 100 according to the modification shown in FIG. 6, the weak anchoring film 38 is formed immediately above every two of the plurality of linear electrodes 28 arranged in parallel to each other. .
このように、複数の線状電極２８のうちの直上に弱アンカリング膜３８が形成されている線状電極２８の割合を変更することができる。これにより、液晶表示の明るさ及び応答性を調整することができる。 Thus, the ratio of the linear electrode 28 in which the weak anchoring film 38 is formed immediately above the plurality of linear electrodes 28 can be changed. Thereby, the brightness and responsiveness of the liquid crystal display can be adjusted.
また、上記では、ハーフトーンマスク５４を用いた露光によりフォトレジスト膜５２ａ、５２ｂ、５２ｃの露光量を制御することで、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に弱アンカリング膜３８を選択的に形成したが、これに限定されるものではない。例えば、インクジェット法等の印刷法等により弱アンカリング膜３８の材料を塗り分けることにより、複数の線状電極２８のうちの一部の直上に弱アンカリング膜３８を選択的に形成することもできる。 Further, in the above, the weak anchoring film 38 is directly above a part of the plurality of linear electrodes 28 by controlling the exposure amount of the photoresist films 52 a, 52 b, 52 c by exposure using the halftone mask 54. However, the present invention is not limited to this. For example, the weak anchoring film 38 may be selectively formed directly on a part of the plurality of linear electrodes 28 by separately applying the material of the weak anchoring film 38 by a printing method such as an inkjet method. it can.
（評価結果）
次に、本実施形態による液晶表示装置の評価結果について説明する。
(Evaluation results)
Next, the evaluation results of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described.
まず、実施例１、２及び比較例１、２、３による液晶表示装置のそれぞれについて、 電圧オフ時の応答時間ｔｏｆｆを測定して応答速度を評価した。各実施例及び比較例による液晶表示装置のセル構成は、以下のとおりである。なお、図７（ａ）は、実施例１のセル構成を示す断面図である。図７（ｂ）は、比較例１のセル構成を示す断面図である。 First, for each of the liquid crystal display devices according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3, the response time t off when the voltage was turned off was measured to evaluate the response speed. The cell configuration of the liquid crystal display device according to each example and comparative example is as follows. FIG. 7A is a cross-sectional view showing the cell configuration of the first embodiment. FIG. 7B is a cross-sectional view showing the cell configuration of Comparative Example 1.
実施例１のセル構成は、次のとおりである。基板２０、２２としてそれぞれガラス基板を用いた。櫛歯電極を構成する線状電極２８の材料としてはＩＴＯを用いた。また、線状電極２８が形成された基板２０上に、強アンカリング膜４０を形成した。強アンカリング膜４０の材料としては、ポリイミドを用い、ラビング法による配向処理を行った。強アンカリング膜４０上には、インクジェット法により弱アンカリング膜３８を形成した。弱アンカリング膜３８は、複数の線状電極２８のうちの１本おきの線状電極２８の直上に形成した。基板２０、２２間のギャップ、すなわち液晶層２４の厚さは、３．０μｍとした。基板２２側の強アンカリング膜３６の材料としては、強アンカリング膜４０と同じくポリイミドを用い、ラビング法による配向処理を行った。基板２０の外側の面には、ＩＴＯ膜６０を形成した。 The cell configuration of Example 1 is as follows. Glass substrates were used as the substrates 20 and 22, respectively. ITO was used as the material of the linear electrode 28 constituting the comb electrode. A strong anchoring film 40 was formed on the substrate 20 on which the linear electrode 28 was formed. As a material of the strong anchoring film 40, polyimide was used, and an alignment process was performed by a rubbing method. A weak anchoring film 38 was formed on the strong anchoring film 40 by an inkjet method. The weak anchoring film 38 was formed immediately above every other linear electrode 28 among the plurality of linear electrodes 28. The gap between the substrates 20 and 22, that is, the thickness of the liquid crystal layer 24 was set to 3.0 μm. As a material of the strong anchoring film 36 on the substrate 22 side, polyimide was used in the same manner as the strong anchoring film 40, and an alignment process was performed by a rubbing method. An ITO film 60 was formed on the outer surface of the substrate 20.
実施例２のセル構成は、弱アンカリング膜３８を、複数の線状電極２８のうちの２本おきの線状電極２８の直上に形成した点を除き、実施例１のセル構成と同様である。 The cell configuration of Example 2 is the same as the cell configuration of Example 1 except that the weak anchoring film 38 is formed immediately above every other linear electrode 28 of the plurality of linear electrodes 28. is there.
比較例１のセル構成は、強アンカリング膜４０を形成せずに、弱アンカリング膜３８を全面に形成した点を除き、実施例１のセル構成と同様である。 The cell configuration of Comparative Example 1 is the same as the cell configuration of Example 1 except that the weak anchoring film 38 is formed on the entire surface without forming the strong anchoring film 40.
比較例２のセル構成は、弱アンカリング膜３８を、複数の線状電極２８のそれぞれの直上に形成した点を除き、実施例１のセル構成と同様である。 The cell configuration of Comparative Example 2 is the same as the cell configuration of Example 1 except that the weak anchoring film 38 is formed immediately above each of the plurality of linear electrodes 28.
比較例３のセル構成は、弱アンカリング膜３８を形成していない点、すなわち、強アンカリング膜４０を全面に形成した点を除き、実施例１のセル構成と同様である。 The cell configuration of Comparative Example 3 is the same as the cell configuration of Example 1 except that the weak anchoring film 38 is not formed, that is, the strong anchoring film 40 is formed on the entire surface.
上記の実施例１、２及び比較例１、２、３のセル構成、並びにそれぞれについて 、電圧オフ時の応答時間ｔｏｆｆを測定した結果を表１に示す。 Table 1 shows the cell configurations of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3, and the measurement results of the response time t off when the voltage is off.
表１に示されるように、弱アンカリング膜３８を全面に形成した比較例１と比較して、実施例１、２では、電圧オフ時の応答時間ｔｏｆｆが短縮されており、電圧オフ時の応答性が改善されていることがわかる。 As shown in Table 1, compared with Comparative Example 1 in which the weak anchoring film 38 is formed on the entire surface, in Examples 1 and 2, the response time t off when the voltage is off is shortened, and when the voltage is off It can be seen that the responsiveness of is improved.
また、実施例１、２及び比較例１、２、３による液晶表示装置のそれぞれについて、駆動電圧と液晶パネルの光透過率との関係を示す駆動電圧−光透過率曲線（Ｖ−Ｔ曲線）を測定した。図８は、Ｖ−Ｔ曲線を測定した結果を示すグラフである。 In addition, for each of the liquid crystal display devices according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3, a drive voltage-light transmittance curve (VT curve) showing the relationship between the drive voltage and the light transmittance of the liquid crystal panel. Was measured. FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the VT curve.
図８から明らかなように、実施例１、２のいずれにおいても、強アンカリング膜４０を全面に形成した比較例３よりも高い光透過率であって、弱アンカリング膜３８を全面に形成した比較例１と同程度の光透過率が得られている。 As is clear from FIG. 8, in both Examples 1 and 2, the light transmittance is higher than that of Comparative Example 3 in which the strong anchoring film 40 is formed on the entire surface, and the weak anchoring film 38 is formed on the entire surface. The same light transmittance as that of Comparative Example 1 was obtained.
上記評価結果により、実施例１、２では、光透過率を向上するとともに、電圧オフ時の応答性を改善することができたことわかる。 From the above evaluation results, it can be seen that in Examples 1 and 2, the light transmittance was improved and the responsiveness when the voltage was turned off was improved.
［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
例えば、上記実施形態では、複数の線状電極２８を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数の線状電極２８に代えて、種々の形状を有する電極を形成することができる。 For example, in the above embodiment, the case where the plurality of linear electrodes 28 are formed has been described as an example, but the present invention is not limited to this. Instead of the plurality of linear electrodes 28, electrodes having various shapes can be formed.
また、上記実施形態では、強アンカリング膜３６、４０として、ポリイミド膜からなる配向膜を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。強アンカリング膜３６、４０として、種々の材料からなる配向膜を形成することができる。 In the above embodiment, the case where an alignment film made of a polyimide film is formed as the strong anchoring films 36 and 40 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. As the strong anchoring films 36 and 40, alignment films made of various materials can be formed.
１０…液晶表示装置
１２…液晶パネル
１６…表示領域
１８…パッド領域
２０…基板
２２…基板
２４…液晶層
２８…線状電極
３０…電極パッド
３６…強アンカリング膜
３８…弱アンカリング膜
４０…強アンカリング膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal display device 12 ... Liquid crystal panel 16 ... Display area 18 ... Pad area 20 ... Substrate 22 ... Substrate 24 ... Liquid crystal layer 28 ... Linear electrode 30 ... Electrode pad 36 ... Strong anchoring film 38 ... Weak anchoring film 40 ... Strong anchoring film
Claims (14)
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と、
前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と、
前記複数の電極のうちの一部の直上に形成された第１の配向膜と、
前記複数の電極の間の前記第１の基板上、及び前記複数の電極のうちの残部の上に形成された第２の配向膜と、
前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、
前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A plurality of electrodes formed on a surface of the first substrate on the liquid crystal layer side and configured to form an electric field in a plane parallel to the first substrate;
A first alignment film formed immediately above a part of the plurality of electrodes;
A second alignment film formed on the first substrate between the plurality of electrodes and on the remainder of the plurality of electrodes;
A third alignment film formed on the liquid crystal layer side of the second substrate,
A liquid crystal display device, wherein an anchoring energy of the first alignment film is smaller than anchoring energies of the second and third alignment films.
前記電極パッド上には、前記第１の配向膜が形成されていないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 An electrode pad formed on the first substrate;
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first alignment film is not formed on the electrode pad. 5.
前記第１の基板の前記液晶層側となる面上に、導電膜を形成する工程と、
前記導電膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
互いに露光光の透過率が異なる第１のパターン及び第２のパターンを含む前記複数の電極のパターンを有するマスクを用い、前記第１のパターン及び前記第２のパターンを前記フォトレジスト膜に露光する工程と、
前記フォトレジスト膜を現像することにより、前記導電膜上に、前記第１のパターンを有する第１のフォトレジスト膜及び前記第２のパターンを有する第２のフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記第１のフォトレジスト膜及び前記第２のフォトレジスト膜をマスクとして前記導電膜をエッチングすることにより、前記導電膜からなる前記複数の電極を形成する工程と、
前記第１のフォトレジスト膜を残存させつつ、前記第２のフォトレジスト膜を除去することにより、前記複数の電極のうちの一部の直上に、前記第１のフォトレジスト膜からなる前記第１の配向膜を形成する工程と、
前記複数の電極の間の前記第１の基板上、及び前記複数の電極のうちの残部の上に前記第２の配向膜を形成する工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A first substrate; a second substrate facing the first substrate; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; the liquid crystal layer side of the first substrate A plurality of electrodes formed on the surface of the first substrate and configured to form an electric field in a plane parallel to the first substrate; a first orientation formed directly on a part of the plurality of electrodes; A film; a second alignment film formed on the first substrate between the plurality of electrodes and on the remainder of the plurality of electrodes; on the liquid crystal layer side of the second substrate And a third alignment film formed, wherein the anchoring energy of the first alignment film is smaller than the anchoring energy of the second and third alignment films. ,
Forming a conductive film on a surface on the liquid crystal layer side of the first substrate;
Forming a photoresist film on the conductive film;
The photoresist film is exposed to the first pattern and the second pattern using a mask having a plurality of electrode patterns including a first pattern and a second pattern having different transmittances of exposure light. Process,
Forming the first photoresist film having the first pattern and the second photoresist film having the second pattern on the conductive film by developing the photoresist film;
Forming the plurality of electrodes made of the conductive film by etching the conductive film using the first photoresist film and the second photoresist film as a mask;
By removing the second photoresist film while leaving the first photoresist film, the first photoresist film made of the first photoresist film is directly above a part of the plurality of electrodes. Forming an alignment film of
Forming the second alignment film on the first substrate between the plurality of electrodes and on the remaining portion of the plurality of electrodes. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: .
前記フォトレジスト膜を現像する工程では、前記導電膜上に、前記第３のパターンを有する第３のフォトレジスト膜をさらに形成し、
前記複数の電極を形成する工程では、前記第３のフォトレジスト膜をマスクとして前記導電膜をエッチングすることにより、前記導電膜からなる電極パッドをさらに形成し、
前記第１の配向膜を形成する工程では、前記第３のフォトレジスト膜をさらに除去することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置の製造方法。 In the step of exposing the photoresist film, the third pattern is further exposed by using the mask further having a third pattern having a transmittance of the exposure light different from the first pattern,
In the step of developing the photoresist film, a third photoresist film having the third pattern is further formed on the conductive film,
In the step of forming the plurality of electrodes, the conductive film is etched using the third photoresist film as a mask to further form an electrode pad made of the conductive film,
12. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 11, wherein in the step of forming the first alignment film, the third photoresist film is further removed.
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