JP3303856B2 - 液晶表示パネルと製造方法 - Google Patents
液晶表示パネルと製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度で、広視野
角な液晶表示パネルとその製造方法に関する。
角な液晶表示パネルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パネルの表示性能を向上させることを目
的に、表面に凹凸構造を有する基板を用いた液晶表示パ
ネルが開発されている。例えば、反射型液晶パネルの高
輝度化を目的に反射層に凹凸構造を設けた例が開示され
ている（Proceedings of the 18th International Disp
lay Research Conference Asia Display'98, p.119-12
2）。また、誘電率が負の液晶を垂直配向させたＭＶＡ
（Multi Vertical Alignment）モードの液晶パネルにお
いてもマルチドメイン化により広視野角化を図るため
に、基板表面に凸部を設けた構成が提案されている(Wor
kshop Digest of Technical Papers Asia Display'98,
p.95-98）。これらの凹凸構造は、感光性レジストにマ
スクを用いて紫外線露光を施し、ウエットエッチングで
パターンを形成した後、熱アニールで形状を鈍らせる手
法で作成されていた。
的に、表面に凹凸構造を有する基板を用いた液晶表示パ
ネルが開発されている。例えば、反射型液晶パネルの高
輝度化を目的に反射層に凹凸構造を設けた例が開示され
ている（Proceedings of the 18th International Disp
lay Research Conference Asia Display'98, p.119-12
2）。また、誘電率が負の液晶を垂直配向させたＭＶＡ
（Multi Vertical Alignment）モードの液晶パネルにお
いてもマルチドメイン化により広視野角化を図るため
に、基板表面に凸部を設けた構成が提案されている(Wor
kshop Digest of Technical Papers Asia Display'98,
p.95-98）。これらの凹凸構造は、感光性レジストにマ
スクを用いて紫外線露光を施し、ウエットエッチングで
パターンを形成した後、熱アニールで形状を鈍らせる手
法で作成されていた。
【０００３】また、有機膜に回折格子等を形成すること
を目的に、アゾベンゼンを含む有機膜に光照射を行ない
凹凸構造を設ける手法が開示されている（S.Tripathy e
t.al, Molecular Crystals and Liquid Crystals 199
8）。
を目的に、アゾベンゼンを含む有機膜に光照射を行ない
凹凸構造を設ける手法が開示されている（S.Tripathy e
t.al, Molecular Crystals and Liquid Crystals 199
8）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】液晶パネルに用いる基
板に凹凸構造を設ける上記の手法は、表示性能を向上す
る効果は大きいが、感光性レジストにウエットエッチン
グと熱アニールする手法を用いるため凹凸構造の形状制
御が難しく生産性に課題があった。また、上記手法では
凹凸形状が主に熱アニールで決定されるため、形状をサ
ブミクロン以下で均一に制御することが困難で十分な表
示性能が得られていなかった。
板に凹凸構造を設ける上記の手法は、表示性能を向上す
る効果は大きいが、感光性レジストにウエットエッチン
グと熱アニールする手法を用いるため凹凸構造の形状制
御が難しく生産性に課題があった。また、上記手法では
凹凸形状が主に熱アニールで決定されるため、形状をサ
ブミクロン以下で均一に制御することが困難で十分な表
示性能が得られていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は液晶表示装置において、以下の手段を講じ
た。
に、本発明は液晶表示装置において、以下の手段を講じ
た。
【０００６】本発明の液晶表示パネルは、少なくとも表
面に凹凸構造を有する基板と、基板に対向している透明
基板と、基板と透明基板との間に挟まれた液晶層とを有
する液晶表示パネルであって、凹凸構造の少なくとも凸
部が光照射で体積膨張した材料から形成されていると共
にその高さが０．５μｍ以上２．０μｍ以下であって基
板と透明基板との間のパネルギャップ未満であり、かつ
その内部に複数の微小孔が形成されている。
面に凹凸構造を有する基板と、基板に対向している透明
基板と、基板と透明基板との間に挟まれた液晶層とを有
する液晶表示パネルであって、凹凸構造の少なくとも凸
部が光照射で体積膨張した材料から形成されていると共
にその高さが０．５μｍ以上２．０μｍ以下であって基
板と透明基板との間のパネルギャップ未満であり、かつ
その内部に複数の微小孔が形成されている。
【０００７】本発明の第一の液晶表示パネルの製造方法
では、基板上に光照射で体積膨張する材料を形成した
後、基板との間にマスクを介して光を基板に照射するこ
とにより、光が照射した部分に凸部を有する凹凸構造を
形成する。
では、基板上に光照射で体積膨張する材料を形成した
後、基板との間にマスクを介して光を基板に照射するこ
とにより、光が照射した部分に凸部を有する凹凸構造を
形成する。
【０００８】本発明の第二の液晶表示パネルの製造方法
では、基板上に光照射で体積膨張する材料を形成した
後、基板との間に第一のマスクを介して光を基板に部分
的に照射して第一の凹凸構造を形成し、次いで基板との
間に第二のマスクを介して光を基板に部分的に照射して
第一の凹凸構造の一部と重畳する第二の凹凸構造を形成
することにより、非対称な形状を有する凸部を有する凹
凸構造を形成する。
では、基板上に光照射で体積膨張する材料を形成した
後、基板との間に第一のマスクを介して光を基板に部分
的に照射して第一の凹凸構造を形成し、次いで基板との
間に第二のマスクを介して光を基板に部分的に照射して
第一の凹凸構造の一部と重畳する第二の凹凸構造を形成
することにより、非対称な形状を有する凸部を有する凹
凸構造を形成する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下では、本発明の液晶表示パネ
ルとその製造方法について図面と共に説明する。
ルとその製造方法について図面と共に説明する。
【００１３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に対応する液晶表示パネルの構成図である。
形態１に対応する液晶表示パネルの構成図である。
【００１４】ガラス基板１００上にアゾベンゼンを主鎖
に含むポリマーから成る有機膜１０１を積層している。
有機膜１０１に部分的に光照射を行うことで、光が照射
された部位の有機膜が体積膨張し凸部１０４を形成す
る。体積膨張した凸部には窒素を含有した微小孔１０９
が複数形成されている。微小孔の径は０.１μｍから０.
３μｍ程度である。微小孔は互いに独立であっても一部
が互いに連結した形状でも同様の効果がある。また、微
小孔ではなく凸部の内部がスポンジ状に形成されても同
様の効果がある。
に含むポリマーから成る有機膜１０１を積層している。
有機膜１０１に部分的に光照射を行うことで、光が照射
された部位の有機膜が体積膨張し凸部１０４を形成す
る。体積膨張した凸部には窒素を含有した微小孔１０９
が複数形成されている。微小孔の径は０.１μｍから０.
３μｍ程度である。微小孔は互いに独立であっても一部
が互いに連結した形状でも同様の効果がある。また、微
小孔ではなく凸部の内部がスポンジ状に形成されても同
様の効果がある。
【００１５】また、有機膜１０１上には、アルミ反射層
１０５と配向膜１０２が形成されている。対向基板１０
３には対向電極１０８と配向膜１０２が形成されてい
る。また、上下基板間には液晶１０６がツイスト角５０
°で注入され反射型の液晶表示パネルの構成となってい
る。凸部の高さは照射量に依存するが、数μｍ以下で形
成することが可能である。このとき、段差が０．５μｍ
未満では反射光を散乱してパネル法線方向に集光する効
果が低減する。これは段差が波長（緑光で５４０ｎｍ）
と同程度となるため散乱しにくくなるためである。一
方、段差が２μｍ以上ではパネルギャップの面内ムラが
大きくなり表示不良の原因となる。このため段差は０．
５μｍ以上、２μｍ以下で形成するのが良い。特に段差
を１μｍ程度とすると、実用上、充分な反射性能と表示
品位の両立が図れる。
１０５と配向膜１０２が形成されている。対向基板１０
３には対向電極１０８と配向膜１０２が形成されてい
る。また、上下基板間には液晶１０６がツイスト角５０
°で注入され反射型の液晶表示パネルの構成となってい
る。凸部の高さは照射量に依存するが、数μｍ以下で形
成することが可能である。このとき、段差が０．５μｍ
未満では反射光を散乱してパネル法線方向に集光する効
果が低減する。これは段差が波長（緑光で５４０ｎｍ）
と同程度となるため散乱しにくくなるためである。一
方、段差が２μｍ以上ではパネルギャップの面内ムラが
大きくなり表示不良の原因となる。このため段差は０．
５μｍ以上、２μｍ以下で形成するのが良い。特に段差
を１μｍ程度とすると、実用上、充分な反射性能と表示
品位の両立が図れる。
【００１６】また、有機膜はガス透過性を有しても良
い。ガス透過性を有すると微小孔を形成後に、真空中に
放置することで内部の窒素ガスを抜くことができる。窒
素ガスを抜くと、周囲の温度変化による微小孔の膨張を
低減することができ、形状を保つ効果がある。一方、微
小孔に窒素が存在すると凸部の強度が増加する効果が得
られる。
い。ガス透過性を有すると微小孔を形成後に、真空中に
放置することで内部の窒素ガスを抜くことができる。窒
素ガスを抜くと、周囲の温度変化による微小孔の膨張を
低減することができ、形状を保つ効果がある。一方、微
小孔に窒素が存在すると凸部の強度が増加する効果が得
られる。
【００１７】また、凸部をドット状に形成する場合は凸
部の直径を２０〜３０μｍで形成すれば、反射光に効率
的に指向性を付与できる傾斜面の角度分布が得られる。
また、凸部はストライプ形状に形成しても良い。このと
き、ストライプの間隔に応じて回折効果を発生させるこ
とが可能となる。
部の直径を２０〜３０μｍで形成すれば、反射光に効率
的に指向性を付与できる傾斜面の角度分布が得られる。
また、凸部はストライプ形状に形成しても良い。このと
き、ストライプの間隔に応じて回折効果を発生させるこ
とが可能となる。
【００１８】本手法は、光照射のみで基板上に凹凸構造
を形成することができるため従来の紫外線露光とウエッ
トエッチング、さらに熱アニールを行う手法に比べ生産
性が大きく向上する。また、凹凸形状は光の照射強度と
時間に依存するため、形状の調整が容易であるという利
点がある。また、光照射量に比例して凸部の形状が形成
されるため、通常のマスクで光照射を行った場合、マス
クの影の部分は光照射量が連続的に減少するため、結果
的に凸部１０４にはテールが形成され反射光の指向性制
御に効果がある。
を形成することができるため従来の紫外線露光とウエッ
トエッチング、さらに熱アニールを行う手法に比べ生産
性が大きく向上する。また、凹凸形状は光の照射強度と
時間に依存するため、形状の調整が容易であるという利
点がある。また、光照射量に比例して凸部の形状が形成
されるため、通常のマスクで光照射を行った場合、マス
クの影の部分は光照射量が連続的に減少するため、結果
的に凸部１０４にはテールが形成され反射光の指向性制
御に効果がある。
【００１９】上記例では、アゾベンゼンを用いたが、こ
れはフォトクロニカル性を示す他の物質を用いても良
い。例えば、Spiropyrants、fulgides、及びdiarylethe
nes等を用いることができる。
れはフォトクロニカル性を示す他の物質を用いても良
い。例えば、Spiropyrants、fulgides、及びdiarylethe
nes等を用いることができる。
【００２０】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２に対応する液晶表示パネルの構成図である。
形態２に対応する液晶表示パネルの構成図である。
【００２１】ＴＦＴ素子２１１等を有するアレイ基板２
００上に平坦層２０１が形成され、さらにアゾベンゼン
を側鎖、または主鎖に有する有機膜２０２が形成されて
いる。また、有機膜２０２に部分的に光を照射すること
で凸部２０８が形成されている。凸部２０８を含む有機
膜２０２上には導電性の反射層２０９が形成され、コン
タクトホール２１２を介して導通が図られている。対向
基板２０６にはカラーフィルタ２０５、及び透明電極２
０４等が形成されている。上下基板間には液晶２１０が
ツイスト角５０°で注入され反射型の液晶表示パネルの
構成となっている。このとき、凸部２０８はドット形状
に形成するのが良い。また、凸部の構成は反射光の指向
性に応じて任意に設計できるが、本手法を用いると画素
内で凸部２０８の高さを変えることも用意に可能とな
り、指向性や表示性能の設計の幅が広がる効果がある。
また、後述のようにマスクをずらして光を複数回照射す
ることで凸部の形状に異方性を持たせることも可能とな
る。このため、反射型液晶パネルとして用いる場合は、
パネルの視認方向に応じて凸部の形状を調整することも
容易に可能となる。具体的には、視認方向と反視認方向
側から見た凸部側面の傾斜角分布を異ならせることが可
能となる。パネル視認時は、パネルは一定の傾きを持っ
て視認方向から傾いている。このときの傾き角に応じて
反射光の指向性を最適に設計することで、視認性に優れ
た表示性能が実現できる。
００上に平坦層２０１が形成され、さらにアゾベンゼン
を側鎖、または主鎖に有する有機膜２０２が形成されて
いる。また、有機膜２０２に部分的に光を照射すること
で凸部２０８が形成されている。凸部２０８を含む有機
膜２０２上には導電性の反射層２０９が形成され、コン
タクトホール２１２を介して導通が図られている。対向
基板２０６にはカラーフィルタ２０５、及び透明電極２
０４等が形成されている。上下基板間には液晶２１０が
ツイスト角５０°で注入され反射型の液晶表示パネルの
構成となっている。このとき、凸部２０８はドット形状
に形成するのが良い。また、凸部の構成は反射光の指向
性に応じて任意に設計できるが、本手法を用いると画素
内で凸部２０８の高さを変えることも用意に可能とな
り、指向性や表示性能の設計の幅が広がる効果がある。
また、後述のようにマスクをずらして光を複数回照射す
ることで凸部の形状に異方性を持たせることも可能とな
る。このため、反射型液晶パネルとして用いる場合は、
パネルの視認方向に応じて凸部の形状を調整することも
容易に可能となる。具体的には、視認方向と反視認方向
側から見た凸部側面の傾斜角分布を異ならせることが可
能となる。パネル視認時は、パネルは一定の傾きを持っ
て視認方向から傾いている。このときの傾き角に応じて
反射光の指向性を最適に設計することで、視認性に優れ
た表示性能が実現できる。
【００２２】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３に対応する液晶表示パネルの構成図である。
形態３に対応する液晶表示パネルの構成図である。
【００２３】アレイ基板３００上に画素電極３０１、ア
ゾベンゼンを含有する有機膜３０２等を積層した後、マ
スクを用いて光照射を行うことによりストライプ状の凸
部３１０を形成した。凸部３１０は、アレイ基板３００
と対向基板３０７上に交互に形成した。配向膜３０３は
垂直配向膜とし、液晶３０９は誘電率異方性が負の液晶
を用いた。偏光板３０８は、上下基板で偏向軸が互いに
直交する配置とした。本構成を用いることで、電圧印加
時に液晶３０９が、凸部３１０の形状効果でマルチドメ
インに分割されるＭＶＡモードの液晶表示パネルが得ら
れた。
ゾベンゼンを含有する有機膜３０２等を積層した後、マ
スクを用いて光照射を行うことによりストライプ状の凸
部３１０を形成した。凸部３１０は、アレイ基板３００
と対向基板３０７上に交互に形成した。配向膜３０３は
垂直配向膜とし、液晶３０９は誘電率異方性が負の液晶
を用いた。偏光板３０８は、上下基板で偏向軸が互いに
直交する配置とした。本構成を用いることで、電圧印加
時に液晶３０９が、凸部３１０の形状効果でマルチドメ
インに分割されるＭＶＡモードの液晶表示パネルが得ら
れた。
【００２４】上記例では基板の双方に凸部３１０を設け
たが、これは一方でも良い。そのとき、凸部３１０を設
けない基板は、電極部に空孔を設けると同様にマルチド
メイン化が図れる効果がある。このとき、空孔の幅とマ
ルチドメイン化を図る効果は相関があり、幅は８μｍ〜
２０μｍ程度が望ましい。幅が小さいと効果が得られ
ず、大きいと画素開口率が低下し、高輝度が得られな
い。
たが、これは一方でも良い。そのとき、凸部３１０を設
けない基板は、電極部に空孔を設けると同様にマルチド
メイン化が図れる効果がある。このとき、空孔の幅とマ
ルチドメイン化を図る効果は相関があり、幅は８μｍ〜
２０μｍ程度が望ましい。幅が小さいと効果が得られ
ず、大きいと画素開口率が低下し、高輝度が得られな
い。
【００２５】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４に対応する液晶表示パネルの製造方法を示す図で
ある。ガラス基板４００上にアゾベンゼンを側鎖、又は
主鎖に有するポリマーから成る有機膜４０１を形成した
後、マスク４０２を用いて光を照射することで、照射部
に凸部４０４が形成させる。凸部４０４の高さは、照射
時間と照射強度で制御されトータルの照射量で決定され
る。このため全照射量が等しくなるように照射時間と照
射強度を選べば良い。
形態４に対応する液晶表示パネルの製造方法を示す図で
ある。ガラス基板４００上にアゾベンゼンを側鎖、又は
主鎖に有するポリマーから成る有機膜４０１を形成した
後、マスク４０２を用いて光を照射することで、照射部
に凸部４０４が形成させる。凸部４０４の高さは、照射
時間と照射強度で制御されトータルの照射量で決定され
る。このため全照射量が等しくなるように照射時間と照
射強度を選べば良い。
【００２６】（実施の形態５）図５は、本発明の実施の
形態４に対応する液晶表示パネルの製造方法を示す図で
ある。ガラス基板５００上にアゾベンゼンを側鎖、又は
主鎖に有するポリマーから成る有機膜５０１を形成した
後、マスク５０２を用いて光を照射することで、照射部
に第一の凸部５０４が形成させる。次にマスク５０２の
位置をずらせて再度、光を照射すると第一の凸部５０４
上に第二の凸部５０５が形成される。このとき、マスク
の位置を制御することで、凸部を任意の非対称な形状に
形成することが可能となる。
形態４に対応する液晶表示パネルの製造方法を示す図で
ある。ガラス基板５００上にアゾベンゼンを側鎖、又は
主鎖に有するポリマーから成る有機膜５０１を形成した
後、マスク５０２を用いて光を照射することで、照射部
に第一の凸部５０４が形成させる。次にマスク５０２の
位置をずらせて再度、光を照射すると第一の凸部５０４
上に第二の凸部５０５が形成される。このとき、マスク
の位置を制御することで、凸部を任意の非対称な形状に
形成することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上、本発明によれば、凹凸構造を有す
る基板を用いる液晶表示パネルにおいて、アゾベンゼン
を含有するポリマーから成る有機膜に光を照射して凹凸
構造を形成した基板を用いることで、従来の紫外線露光
とエッチング、及び熱アニールを用いたプロセスが不要
となり、高い生産性が得られる。また、凹凸構造を光の
照射量で制御することで、非対称構造等の複雑な構造が
容易に形成できる。
る基板を用いる液晶表示パネルにおいて、アゾベンゼン
を含有するポリマーから成る有機膜に光を照射して凹凸
構造を形成した基板を用いることで、従来の紫外線露光
とエッチング、及び熱アニールを用いたプロセスが不要
となり、高い生産性が得られる。また、凹凸構造を光の
照射量で制御することで、非対称構造等の複雑な構造が
容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の液晶表示パネルの構成図
【図２】実施の形態２の液晶表示パネルの構成図
【図３】実施の形態３の液晶表示パネルの構成図
【図４】実施の形態４の液晶表示パネルの製造方法の図
【図５】実施の形態５の液晶表示パネルの製造方法の図
１００ ガラス基板 １０１ 有機膜 １０２ 配向膜 １０３ 対向基板 １０４ 凸部 １０５ 反射層 １０６ 液晶 １０７ 偏光板 １０８ 対向電極 １０９ 微小孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1333 G02F 1/1335 G02F 1/1343
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも表面に凹凸構造を有する基板
と、前記基板に対向している透明基板と、前記基板と前
記透明基板との間に挟まれた液晶層とを有する液晶表示
パネルにおいて、前記凹凸構造の少なくとも凸部が光照
射で体積膨張した材料から形成されていると共にその高
さが０．５μｍ以上２．０μｍ以下であって前記基板と
前記透明基板との間のパネルギャップ未満であり、かつ
その内部に複数の微小孔が形成されている、液晶表示パ
ネル。 - 【請求項２】 前記凸部の直径が２０μｍ以上３０μｍ
以下である、請求項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項３】 前記複数の微小孔が互いの一部を連結し
た形状である、請求項１または請求項２に記載の液晶表
示パネル。 - 【請求項４】 前記微小孔からはガスが抜かれている、
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の液晶表示
パネル。 - 【請求項５】 前記凹凸構造の表面に反射膜が形成され
ている、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の
液晶表示パネル。 - 【請求項６】 前記凹凸構造の凸部以外の部位がアゾベ
ンゼンを含有する、請求項１から請求項５までのいずれ
かに記載の液晶表示パネル。 - 【請求項７】 前記微小孔からは窒素ガスが抜かれてい
る、請求項６に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項８】 前記凹凸構造の凸部が画素内部に存在す
る、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の液晶
表示パネル。 - 【請求項９】 前記凹凸構造の凸部が非対称な形状を有
している、請求項１から請求項８までのいずれかに記載
の液晶表示パネル。 - 【請求項１０】 基板上に光照射で体積膨張する材料を
形成した後、前記基板との間にマスクを介して光を前記
基板に照射することにより、前記光が照射した部分に凸
部を有する凹凸構造を形成する、液晶表示パネルの製造
方法。 - 【請求項１１】 基板上に光照射で体積膨張する材料を
形成した後、前記基板との間に第一のマスクを介して光
を前記基板に部分的に照射して第一の凹凸構造を形成
し、次いで前記基板との間に第二のマスクを介して光を
前記基板に部分的 に照射して前記第一の凹凸構造の一部
と重畳する第二の凹凸構造を形成することにより、非対
称な形状を有する凸部を有する凹凸構造を形成する、液
晶表示パネルの製造方法。 - 【請求項１２】 前記材料がアゾベンゼンを含有する、
請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の液晶表
示パネルの製造方法。 - 【請求項１３】 前記凹凸構造を形成した後、前記有機
層の前記凸部以外の領域を除去する、請求項１１に記載
の液晶表示パネルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28953499A JP3303856B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 液晶表示パネルと製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28953499A JP3303856B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 液晶表示パネルと製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108976A JP2001108976A (ja) | 2001-04-20 |
| JP3303856B2 true JP3303856B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17744502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28953499A Expired - Fee Related JP3303856B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 液晶表示パネルと製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100737894B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2007-07-10 | 삼성전자주식회사 | 액정표시장치 및 이의 제조방법 |
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