JP4298055B2 - Liquid crystal panel and manufacturing method thereof - Google Patents

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一生 井上
克彦 熊川
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雅典 木村
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東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a bright liquid crystal panel in relation to a liquid crystal panel used for a liquid crystal display device, a light shutter or the like, and to provide a method for manufacturing it. SOLUTION: In the liquid crystal panel comprising a liquid crystal held between at least a pair of substrates with attached electrodes and with a formed film, which vertically aligns the liquid crystal, a convex insulation layer 2 is formed on at least one of the substrates and an electrode is formed on the insulation layer 2. Thereby, white display is obtained because a sufficient electric field is applied to liquid crystal molecules 5. Also, the aperture ratio is widened because the electrode is formed on the insulation layer 2 and moreover, the brightness is improved. Also, by using the insulation layer 2 for improving the aperture ratio as the insulation layer 2 for tilting the liquid crystal molecules 5, the manufacturing steps are reduced.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置や光シャッタ−などに利用される液晶パネル及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶パネルは薄型化、軽量化、低電圧駆動可能などの長所により腕時計、電子卓上計算機、パ−ソナルコンピュ−タ−、パ−ソナルワ−ドプロセッサ−などに利用されている。
【0003】
従来主として用いられているTN(Twisted Nematic)型液晶パネルは上下基板に電極を形成し、基板に垂直な縦方向電界により液晶をスイッチングさせる方式である。
【0004】
これに対して、液晶パネルの視野角を広げる方式として、同一基板上に画素電極及び対向電極を形成し、横方向の電界を印加することにより液晶分子を動作させる横電界方式(IPS(In-Plane-Swiching)方式あるいは櫛形電極方式とも呼ばれている)や、液晶分子を垂直配向させておき、電圧を印加した場合に液晶分子を水平配向させる方法(VA(Vertical Alignment)方式あるいは垂直配向方式と呼ばれている)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図5に従来の垂直配向方式の液晶パネルの構成図を示す。図5a)は従来の液晶パネルの構成を示す上面図である。図5b)は図5a)のA−A'での断面図である。図5c)は図5a)のB−B'での断面図である。
【0006】
従来の液晶パネルは電極3a、3b上に垂直配向膜4a、4bが形成されており、誘電率異方性が負の液晶5をパネル内に封入されている。この基板間に電圧を印加すると液晶分子5は基板に水平に配列する。
【0007】
従来の垂直配向方式では電圧を印加した場合に液晶分子が一方向に傾いてしまうために、十分な視野角がとれない。これに対して図6に示すように視野角を広げるために画素電極3a(あるいは対向電極3b)上に突起を形成することにより、液晶分子を2方向に傾ける方法が提案されている(特開平10−301114号)。
【0008】
しかし図6に示すような従来の方法では画素電極の上に突起が形成されているので突起の部分は電界がかかりにくく、駆動電圧が高くなるという欠点があった。すなわち従来の電圧では突起上の液晶分子に電圧がかかりにくくなるために、液晶分子を十分に駆動させることが困難であり、電圧印加時の白表示が不十分であった。
【0009】
また突起のために開口率が小さくなるという欠点があった。
【0010】
本発明は従来の液晶パネルの問題点に鑑みて発明されたものであり、駆動電圧を下げると共に開口率を広げ、明るい表示を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明の第1態様に係る液晶パネルは、液晶を垂直に配向させる膜が形成された、少なくとも一対の電極付き基板間に液晶を挟持してなる液晶パネルであって、少なくとも一方の基板上に凸状のカラ−フィルタ−と、前記凸状のカラーフィルターの上に配置された画素電極とが形成されている。
また、本発明の第2態様に係る液晶表示パネルの製造方法は、一方の基板に走査信号線(ゲ−ト線)及び映像信号線(ソ−ス線)と半導体層を形成する工程と、前記走査信号線、映像信号線、半導体層の上に部分的に凸状のカラーフィルターを形成する工程と、前記凸状のカラーフィルターの上に画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に液晶を垂直に配向させる配向膜を形成する工程と、前記基板と他方の基板との間に液晶を封入する工程とを有している。
【0012】
本発明によれば、絶縁膜の上に電極を形成することにより、液晶分子に電界が十分にかかるために液晶分子が十分に駆動するために明るい表示を得ることができる。また絶縁膜の上に電極を形成するので開口率を広げることができ、さらに輝度を向上させることができる。
【0013】
さらに開口率を向上させるための絶縁膜と液晶分子を傾けておく絶縁膜を兼用することにより、工程の削減が図れる。
【0014】
また凸状のカラ−フィルタ−を形成し、その上に電極を形成することにより、絶縁膜とカラ−フィルタ−を兼用することができるので、工程の削減が図れると同時に、アレイ基板と対向基板の位置合わせのためのマ−ジンが不要となるので、さらに開口率を上げることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
【0016】
(実施の形態1)
図1a)は本発明による液晶パネルの構成を示す上面図である。図1b)は図1a)のA−A'での断面図である。図1c)は図1a)のB−B'での断面図である。
【0017】
以下図1a)、b)、c)に示す液晶パネルの実施例を説明する。
【0018】
ガラス基板1上に金属配線として走査信号線(ゲ−ト)と映像信号線(ソ−ス)とをマトリクス状に形成し、その交点に能動素子(スイッチング素子)として半導体層(TFT:Thin Film Transistor)を形成する。
【0019】
まずガラス基板1a上に走査信号線(ゲ−ト)20をAlなどの金属で形成する。
【0020】
その後配線を保護するためにSiNxなどの絶縁膜2を形成し、その上に半導体層21としてTFTを形成する。その上に保護膜24としてSiNxを形成する。
【0021】
次に映像信号線(ソ−ス)22およびドレイン23としてAl/Tiなどの金属を形成する。
【0022】
その上に感光性のアクリル性樹脂(PC302:JSR製)を用いて凸状の絶縁膜30を以下に示す方法で形成した。
【0023】
アレイ基板上にPC302をスピンコ−トにより塗布した後、80℃で1分間プリベ−クを行った。
【0024】
その後所定の形状に表面加工された金型でプレスしながらガラス基板1a側より300mJ/cm2で露光を行った。その後、現像液CD702ADにて25℃で1分間現像を行い、流水で洗浄後、220℃で1時間ポストベ−クを行い(室温より昇温する)、膜厚1.5μmの凸状の絶縁膜30を形成した。
【0025】
十分な絶縁性をとること及び画素電極をほぼ平坦な面上に形成するために、絶縁膜の膜厚は1μm以上であることが望ましい。
【0026】
またガラス基板1a側から光を照射する場合は拡散させた光を入射する(横方向からも光を入射するか拡散板を通して光を照射する)方が望ましい。また、光を透過する金型を作製しておけば絶縁膜面30から光を入射できる。
【0027】
ドレイン23とつながる画素電極3aを透明導電膜(ITO:酸化インジュ−ム−酸化スズ)で形成する。絶縁膜30にはコンタクトホ−ル31が形成されており、これによりドレイン23と画素電極3aはコンタクトされている。
【0028】
対向基板としてはガラス1b上にブラックマトリクス11を形成しておき、その後カラ−フィルタ−10を形成する。カラ−フィルタ−の形成方法としては顔料を分散した感光性レジストを基板上に塗布、露光、現像する(赤、青、緑それぞれの色に合わせてカラ−フィルタ−を作製するため前記工程を3回繰り返す)。
【0029】
その後オ−バ−コ−ト12としてSiO2を形成した後、透明導電膜(ITO:酸化インジュ−ム−酸化スズ)よりなる対向電極3bを形成した。
【0030】
その後1a、1b上に配向膜4a、4bとして垂直配向膜(n−オクタデシルトリエトキシシランの0.3%イソプロピルアルコ−ル溶液)を印刷により形成し、100℃で1時間熱乾燥する。
【0031】
次にガラス基板1bの縁部にシ−ル樹脂(ストラクトボンド:三井東圧製)を印刷する。
【0032】
シ−ル樹脂中にはスペ−サ−として5.0μmのガラスファイバ−(日本電気硝子製)を混入している。
【0033】
その後、基板間隔を保持するために表示領域内にスペ−サ−として直径4.5μmの樹脂球(エポスタ−GP−HC:日本触媒(株)製)を散布する。
【0034】
またアレイ基板1と対向基板2との導通をとるために基板端に導電ペ−ストを塗布しておく。
【0035】
その後基板1a及び対向基板2aを貼り合わせ、150℃で2時間加熱することでシ−ル樹脂を硬化させる。
【0036】
以上のようにして作製した空パネルに液晶5(ZLI4788:メルク社製)を真空注入法(空パネルを減圧した槽内に設置し、パネル内を真空にした後、注入口を液晶に接触させ、槽内を常圧に戻すことにより、液晶をパネル内に注入する方法)にて注入する。
【0037】
その後、液晶パネルの注入口に封口樹脂として光硬化性樹脂(ロックタイト352A:日本ロックタイト製)を注入口全体に塗布し、光を10mW/cm2で5分間照射して封口樹脂を硬化した。
【0038】
これら基板1、2の上下(ガラス基板の外側)に偏光板(NPF−HEG1425DU:日東電工製)を貼付した。
【0039】
また比較例として画素電極3aの上に突起25を形成した液晶パネルも作製した(図6)。
【0040】
これらの液晶パネルに電圧を印加して顕微鏡を用いて観察したところ、画素電極の上に突起を形成した液晶パネル(上記比較例)は、突起の周辺では液晶分子に十分な横電界がかからないために液晶分子が十分に動かず、十分な白表示が得られなかったのに対して、本実施の形態である絶縁膜の上に電極を形成した液晶パネルは、液晶分子に電界が十分にかかるために十分な白表示を得ることができた。
【0041】
また絶縁膜の上に電極を形成するので図1a)に示すように開口率を広げることができ、さらに明るい表示を得ることができた(従来例は図5a))。
【0042】
従来のTNパネルでは開口率の向上のために絶縁膜(平坦化膜ともいう)を形成し、その上に電極を形成する方法も考案されているが、本発明のようにその絶縁膜に突起を形成し、それにより液晶分子を傾斜させる方法は本発明が初めてである。
【0043】
このように開口率を向上させるための絶縁膜と液晶分子を傾けておく絶縁膜を兼用することにより、工程の削減が図れる。
【0044】
また本実施の形態では凸状の絶縁膜として山形(半球状、半楕円球状)のものを用いたが、山形ではなく、半円柱状(半楕円柱状)(図2a)、b)、c))や三角形状(三角柱状)や多角形状、円錐状などでも良い。
【0045】
また図1では液晶の配向方向を多分割する場合を示したが、図2のようにして2分割、あるいは四角錐の凸状などにして4分割などにしても良い。
【0046】
またこれらの形状をエッチングを用いて形成することも可能であるし、また平坦な絶縁膜を形成した後に凸状の部分を形成しても良い。その場合の凸状の部分は絶縁膜のポストベ−ク温度を急激に上げることでも達成できる。
【0047】
また図1の電極3aをAlなどの反射電極にすることにより、反射型液晶として使用可能となる。
【0048】
(実施の形態2)
図3は本発明による液晶パネルの構成を示す断面図である。
【0049】
実施の形態1では電極を凸状の絶縁膜30の上部に形成したが、その代わりに電極を凸状のカラ−フィルタ−10の上に形成する。
【0050】
カラ−フィルタ−層10はアクリル系の感光性樹脂に顔料を分散した着色レジストを基板上にインクジェット法を用いて形成し、80℃で1分間プリベ−クを行った。
【0051】
着色レジストはR、G、Bの3原色をそれぞれの画素に対応する位置に形成した。
【0052】
その後所定の形状に表面加工された金型でプレスしながらガラス基板1側より500mJ/cm2で露光を行った。その後、現像液にて25℃で2分間現像を行い、流水で洗浄後、200℃で1時間ポストベ−クを行い、膜厚1.0μmの凹凸のカラ−フィルタ−層10を形成した。
【0053】
本実施例ではインクジェット法を用いて各色(R,G,B)同時に形成したが、スピンコ−ト法や印刷法などを用いて1色づつ形成しても良い。
【0054】
また感光性の着色レジストを用いたが、顔料を分散した非感光性ポリマ−材料を基板上に形成した後、感光性レジスト層を別途形成し、露光・現像を行っても良い。また染色法など他の方法を用いても可能である。
【0055】
またガラス基板1側から光を照射する場合は拡散させた光を入射する方が望ましいことや光を透過する金型を作製しておけばカラ−フィルタ−面10から光を入射できることなどは実施の形態1と同様である。
【0056】
その後の電極形成法やパネル化の方法は実施の形態1と同様である。
【0057】
本発明のような構成にすることにより、液晶分子に電界が十分にかかるために駆動電圧を下げることができる。またカラ−フィルタ−10の上に電極3aを形成するので開口率を広げることができ、明るい表示を得ることを目的とする。
【0058】
実施の形態1と比べると、絶縁膜とカラ−フィルタ−を兼用することができるので、工程及び部材の削減が図れると同時に、アレイ基板1aと対向基板1bの位置合わせのためのマ−ジンが不要となるので、さらに開口率を上げることができる。
【0059】
また本実施例では凸状のカラ−フィルタ−として山形(半球状、半楕円球状)のものを用いたが、山形ではなく、半円柱状(半楕円柱状)や三角形状(三角柱状)や多角形状、円錐状などでも良い。
【0060】
また本実施例では液晶の配向方向を多分割する場合を示したが、三角柱状にして2分割、四角錐の凸状などにして4分割などにしても良い。
【0061】
またこれらの形状をエッチングを用いて形成することも可能であるし、また平坦なカラ−フィルタ−を形成した後に凸状の部分を形成しても良い。
【0062】
(実施の形態3)
図4a)は本発明による液晶パネルの構成を示す上面図である。図4b)は図4a)のA−A'での断面図である。図4c)は図4a)のB−B'での断面図である。
【0063】
以下図4a)、b)、c)に示す液晶パネルの実施例を説明する。
【0064】
実施の形態1では絶縁膜による突起を図1のように画素内に山型に設けたが、図4に示すように画素内に凹凸状の突起を多数形成する。この構成により図4b)、c)に示すように液晶分子は細かい領域に別れて多方向に傾くことになるので、視野角の広いパネルが得られる。
【0065】
また図4の電極3aをAlなどの反射電極にすることにより、反射型液晶として使用可能となる。
【0066】
なお本実施例では能動素子として3端子素子のTFTを用いたが、2端子素子のMIM(Metal−Insulator−Metal)、ZnOバリスタやSiNxダイオ−ド、a-Siダイオ−ドなどでも良い。
【0067】
また本実施例ではトランジスタの構造としてボトムゲ−ト構造のa-Siを用いたが、トップゲ−ト構造でも良く、またp-Siなどでも良い。また基板周辺に駆動回路が形成されていても良い。
【0068】
また本実施例では両基板をガラス基板で形成したが、一方あるいは両方の基板をフィルムやプラスチックなどで形成しても良い。
【0069】
また垂直配向膜としてもポリイミド系やポリアミック酸系の配向膜を用いても良く、また配向方法として光により配向させる方法を用いても良い。
【0070】
またセル厚形成方法としてもスペ−サ−散布法ではない方法(例えば樹脂により柱を形成する方法)を用いることにより均一なセル厚が形成できる。
【0071】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、液晶を垂直に配向させる膜が形成された、少なくとも一対の電極付き基板間に液晶を挟持してなる液晶パネルにおいて、少なくとも一方の基板上に凸状の絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上に電極を形成することにより、液晶分子に電界が十分にかかるために十分な白表示を得ることができる。
【0072】
また絶縁膜の上に電極を形成するので開口率を広げることができ、さらに輝度を向上させることができる。また開口率を向上させるための絶縁膜と液晶分子を傾けておく絶縁膜を兼用することにより、工程の削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す上面図
(b)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
(c)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【図2】(a)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す上面図
(b)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
(c)本実施の形態1における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【図3】本実施の形態2における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【図4】(a)本実施の形態3における液晶パネルの構造を模式的に示す上面図
(b)本実施の形態3における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
(c)本実施の形態3における液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【図5】(a)従来の液晶パネルの構造を模式的に示す上面図
(b)従来の液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
(c)従来の液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【図6】従来の液晶パネルの構造を模式的に示す断面図
【符号の説明】
1a ガラス基板
1b ガラス基板
2 絶縁膜(SiNx)
3a 画素電極
3b 対向電極
4a 配向膜
4b 配向膜
5 液晶分子
10 カラ−フィルタ−
11 ブラックマトリクス
12 絶縁膜(SiOx)
20 ゲ−ト
21 半導体層
22 ソ−ス
23 ドレイン
24 絶縁膜(SiNx)
25 突起
30 絶縁膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal panel used for a liquid crystal display device, an optical shutter, and the like, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal panels are used for wristwatches, electronic desk calculators, personal computers, personal word processors, etc. due to their advantages of being thin, light and low voltage.
[0003]
Conventionally used TN (Twisted Nematic) type liquid crystal panel is a system in which electrodes are formed on upper and lower substrates and the liquid crystal is switched by a vertical electric field perpendicular to the substrate.
[0004]
On the other hand, as a method for widening the viewing angle of a liquid crystal panel, a horizontal electric field method (IPS (In−) in which liquid crystal molecules are operated by forming a pixel electrode and a counter electrode on the same substrate and applying a horizontal electric field. Plane-Swiching method or comb-shaped electrode method), or a method in which liquid crystal molecules are aligned vertically and liquid crystal molecules are horizontally aligned when voltage is applied (VA (Vertical Alignment) method or vertical alignment method) Has been proposed).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 5 shows a configuration diagram of a conventional vertical alignment type liquid crystal panel. FIG. 5a) is a top view showing a configuration of a conventional liquid crystal panel. FIG. 5b) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 5a). FIG. 5c) is a cross-sectional view taken along the line BB 'of FIG. 5a).
[0006]
In a conventional liquid crystal panel, vertical alignment films 4a and 4b are formed on electrodes 3a and 3b, and liquid crystal 5 having a negative dielectric anisotropy is sealed in the panel. When a voltage is applied between the substrates, the liquid crystal molecules 5 are arranged horizontally on the substrate.
[0007]
In the conventional vertical alignment method, when a voltage is applied, liquid crystal molecules are tilted in one direction, so that a sufficient viewing angle cannot be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 6, a method of tilting liquid crystal molecules in two directions by forming protrusions on the pixel electrode 3a (or the counter electrode 3b) in order to widen the viewing angle has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 10-301114).
[0008]
However, in the conventional method as shown in FIG. 6, since the protrusion is formed on the pixel electrode, there is a drawback that an electric field is not easily applied to the protrusion and the drive voltage becomes high. That is, since it is difficult to apply a voltage to the liquid crystal molecules on the protrusions with a conventional voltage, it is difficult to sufficiently drive the liquid crystal molecules, and white display at the time of voltage application is insufficient.
[0009]
In addition, there is a drawback that the aperture ratio becomes small due to the protrusion.
[0010]
The present invention has been invented in view of the problems of conventional liquid crystal panels, and it is an object of the present invention to obtain a bright display by lowering the driving voltage and increasing the aperture ratio.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Liquid crystal panel according to the first aspect of the present invention in order to achieve the object of the film to align the liquid crystal vertically is formed, met LCD panel formed by sandwiching a liquid crystal between at least a pair of substrates with electrodes Thus, a convex color filter and a pixel electrode disposed on the convex color filter are formed on at least one of the substrates.
The method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the second aspect of the present invention includes a step of forming a scanning signal line (gate line), a video signal line (source line) and a semiconductor layer on one substrate; Forming a partially convex color filter on the scanning signal line, video signal line and semiconductor layer; forming a pixel electrode on the convex color filter; and A step of forming an alignment film for vertically aligning the liquid crystal, and a step of enclosing the liquid crystal between the substrate and the other substrate.
[0012]
According to the present invention, by forming an electrode on the insulating film, a liquid crystal molecule is sufficiently driven because an electric field is sufficiently applied to the liquid crystal molecule, so that a bright display can be obtained. In addition, since the electrode is formed on the insulating film, the aperture ratio can be increased and the luminance can be further improved.
[0013]
Further, by combining the insulating film for improving the aperture ratio and the insulating film for tilting the liquid crystal molecules, the number of processes can be reduced.
[0014]
Further, by forming a convex color filter and forming an electrode thereon, the insulating film and the color filter can be used together, so that the number of processes can be reduced, and at the same time, the array substrate and the counter substrate This eliminates the need for a margin for alignment, and can further increase the aperture ratio.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments.
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1a) is a top view showing a configuration of a liquid crystal panel according to the present invention. FIG. 1b) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1a). FIG. 1c) is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1a).
[0017]
Examples of the liquid crystal panel shown in FIGS. 1a), b) and c) will be described below.
[0018]
A scanning signal line (gate) and a video signal line (source) are formed in a matrix form on the glass substrate 1 as metal wiring, and a semiconductor layer (TFT: Thin Film) is formed as an active element (switching element) at the intersection. Transistor).
[0019]
First, a scanning signal line (gate) 20 is formed of a metal such as Al on the glass substrate 1a.
[0020]
Thereafter, an insulating film 2 such as SiNx is formed to protect the wiring, and a TFT is formed as a semiconductor layer 21 thereon. On top of that, SiNx is formed as a protective film 24.
[0021]
Next, a metal such as Al / Ti is formed as the video signal line (source) 22 and the drain 23.
[0022]
A convex insulating film 30 was formed thereon using a photosensitive acrylic resin (PC302: manufactured by JSR) by the following method.
[0023]
PC302 was applied onto the array substrate by spin coating, and pre-baked at 80 ° C. for 1 minute.
[0024]
Thereafter, exposure was performed at 300 mJ / cm 2 from the glass substrate 1a side while pressing with a mold whose surface was processed into a predetermined shape. Thereafter, development is performed with a developer CD702AD at 25 ° C. for 1 minute, washed with running water, post-baked at 220 ° C. for 1 hour (temperature rise from room temperature), and a convex insulating film having a thickness of 1.5 μm. 30 was formed.
[0025]
In order to obtain sufficient insulation and to form the pixel electrode on a substantially flat surface, the film thickness of the insulating film is preferably 1 μm or more.
[0026]
Moreover, when irradiating light from the glass substrate 1a side, it is desirable to enter diffused light (either light is incident from the lateral direction or light is irradiated through the diffusion plate). Further, if a mold that transmits light is prepared, light can be incident from the insulating film surface 30.
[0027]
The pixel electrode 3a connected to the drain 23 is formed of a transparent conductive film (ITO: indium oxide-tin oxide). A contact hole 31 is formed in the insulating film 30, and the drain 23 and the pixel electrode 3a are in contact with each other.
[0028]
As the counter substrate, the black matrix 11 is formed on the glass 1b, and then the color filter 10 is formed. As a method for forming a color filter, a photosensitive resist in which a pigment is dispersed is applied onto a substrate, exposed, and developed (in order to produce a color filter in accordance with each color of red, blue, and green, the above step 3). Repeat).
[0029]
Thereafter, SiO2 was formed as an overcoat 12, and then a counter electrode 3b made of a transparent conductive film (ITO: indium oxide-tin oxide) was formed.
[0030]
Thereafter, a vertical alignment film (0.3% isopropyl alcohol solution of n-octadecyltriethoxysilane) is formed on the layers 1a and 1b as alignment films 4a and 4b, and is thermally dried at 100 ° C. for 1 hour.
[0031]
Next, a seal resin (Struct Bond: manufactured by Mitsui Toatsu) is printed on the edge of the glass substrate 1b.
[0032]
In the seal resin, 5.0 μm glass fiber (manufactured by Nippon Electric Glass) is mixed as a spacer.
[0033]
Thereafter, resin balls (Eposta GP-HC: manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) having a diameter of 4.5 μm are sprayed as a spacer in the display area in order to maintain the substrate interval.
[0034]
In order to establish electrical connection between the array substrate 1 and the counter substrate 2, a conductive paste is applied to the substrate end.
[0035]
Thereafter, the substrate 1a and the counter substrate 2a are bonded together, and the seal resin is cured by heating at 150 ° C. for 2 hours.
[0036]
Liquid crystal 5 (ZLI4788: manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into the empty panel produced as described above (installed in a tank in which the empty panel was decompressed, the inside of the panel was evacuated, and then the inlet was brought into contact with the liquid crystal. The liquid crystal is injected by a method of injecting liquid crystal into the panel by returning the inside of the tank to normal pressure.
[0037]
Thereafter, a photocurable resin (Loctite 352A: manufactured by Nippon Loctite) was applied as a sealing resin to the injection port of the liquid crystal panel, and light was irradiated at 10 mW / cm 2 for 5 minutes to cure the sealing resin.
[0038]
Polarizing plates (NPF-HEG1425DU: manufactured by Nitto Denko) were attached to the upper and lower sides of these substrates 1 and 2 (outside of the glass substrate).
[0039]
As a comparative example, a liquid crystal panel having protrusions 25 formed on the pixel electrodes 3a was also manufactured (FIG. 6).
[0040]
When a voltage was applied to these liquid crystal panels and they were observed using a microscope, the liquid crystal panel in which the protrusions were formed on the pixel electrodes (the above comparative example) did not apply a sufficient transverse electric field to the liquid crystal molecules around the protrusions. In contrast, the liquid crystal molecules did not move sufficiently and a sufficient white display could not be obtained. On the other hand, in the liquid crystal panel in which the electrode is formed on the insulating film according to the present embodiment, an electric field is sufficiently applied to the liquid crystal molecules. Therefore, a sufficient white display could be obtained.
[0041]
Further, since the electrode is formed on the insulating film, the aperture ratio can be increased as shown in FIG. 1a), and a brighter display can be obtained (the conventional example is FIG. 5a)).
[0042]
In a conventional TN panel, a method of forming an insulating film (also referred to as a planarizing film) to improve the aperture ratio and forming an electrode on the insulating film has been devised. The present invention is the first method for forming liquid crystal and thereby tilting liquid crystal molecules.
[0043]
Thus, the process can be reduced by combining the insulating film for improving the aperture ratio and the insulating film for inclining liquid crystal molecules.
[0044]
In this embodiment, a convex insulating film having a mountain shape (semispherical or semi-elliptical spherical shape) is used, but it is not a mountain shape but a semi-cylindrical shape (semi-elliptical column shape) (FIGS. 2a), b), and c). ), Triangular shape (triangular prism shape), polygonal shape, conical shape, or the like.
[0045]
Although FIG. 1 shows the case where the alignment direction of the liquid crystal is divided into multiple parts, it may be divided into two parts as shown in FIG.
[0046]
Further, these shapes can be formed by etching, and a convex portion may be formed after a flat insulating film is formed. The convex portion in that case can also be achieved by rapidly increasing the post-bake temperature of the insulating film.
[0047]
1 can be used as a reflective liquid crystal by using a reflective electrode such as Al.
[0048]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal panel according to the present invention.
[0049]
In the first embodiment, the electrode is formed on the top of the convex insulating film 30, but instead, the electrode is formed on the convex color filter 10.
[0050]
The color filter layer 10 was formed by forming a colored resist, in which a pigment was dispersed in an acrylic photosensitive resin, on a substrate using an ink jet method, and prebaked at 80 ° C. for 1 minute.
[0051]
The coloring resist was formed at the positions corresponding to the respective primary colors of R, G, and B.
[0052]
Thereafter, exposure was performed at 500 mJ / cm 2 from the glass substrate 1 side while pressing with a mold whose surface was processed into a predetermined shape. Thereafter, development was performed with a developer at 25 ° C. for 2 minutes, washed with running water, and post-baked at 200 ° C. for 1 hour to form an uneven color filter layer 10 having a thickness of 1.0 μm.
[0053]
In this embodiment, each color (R, G, B) is formed simultaneously using the ink jet method, but it may be formed one color at a time using a spin coating method or a printing method.
[0054]
Although a photosensitive colored resist is used, after forming a non-photosensitive polymer material in which a pigment is dispersed on a substrate, a photosensitive resist layer may be separately formed, and exposure and development may be performed. It is also possible to use other methods such as a staining method.
[0055]
In addition, when irradiating light from the glass substrate 1 side, it is preferable to enter diffused light, and if a mold that transmits light is prepared, light can be incident from the color filter surface 10. This is the same as the first embodiment.
[0056]
The subsequent electrode forming method and panel forming method are the same as those in the first embodiment.
[0057]
With the configuration of the present invention, the driving voltage can be lowered because a sufficient electric field is applied to the liquid crystal molecules. Further, since the electrode 3a is formed on the color filter 10, the aperture ratio can be widened, and an object is to obtain a bright display.
[0058]
Compared to the first embodiment, since the insulating film and the color filter can be used together, the number of processes and members can be reduced, and at the same time, a margin for aligning the array substrate 1a and the counter substrate 1b is provided. Since it becomes unnecessary, the aperture ratio can be further increased.
[0059]
In this embodiment, a convex color filter having a mountain shape (semispherical or semi-elliptical spherical shape) is used. A shape, a cone shape, etc. may be sufficient.
[0060]
In this embodiment, the alignment direction of the liquid crystal is divided into multiple parts. However, the liquid crystal may be divided into two parts, such as a triangular prism, or a quadrangular pyramid.
[0061]
These shapes can be formed by etching, or a convex portion may be formed after a flat color filter is formed.
[0062]
(Embodiment 3)
FIG. 4a) is a top view showing the configuration of the liquid crystal panel according to the present invention. FIG. 4b) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 4a). FIG. 4c) is a cross-sectional view taken along the line BB 'of FIG. 4a).
[0063]
Examples of the liquid crystal panel shown in FIGS. 4a), b) and c) will be described below.
[0064]
In the first embodiment, the projections made of the insulating film are provided in a mountain shape in the pixel as shown in FIG. 1, but a large number of irregular projections are formed in the pixel as shown in FIG. With this configuration, as shown in FIGS. 4b) and 4c), the liquid crystal molecules are divided into fine regions and tilted in multiple directions, so that a panel with a wide viewing angle can be obtained.
[0065]
4 can be used as a reflective liquid crystal by using a reflective electrode such as Al.
[0066]
In this embodiment, a three-terminal element TFT is used as the active element, but a two-terminal element MIM (Metal-Insulator-Metal), ZnO varistor, SiNx diode, a-Si diode, or the like may be used.
[0067]
In this embodiment, the bottom gate structure a-Si is used as the transistor structure, but a top gate structure or p-Si may be used. A drive circuit may be formed around the substrate.
[0068]
In this embodiment, both substrates are formed of glass substrates, but one or both of the substrates may be formed of a film or plastic.
[0069]
Also, a polyimide-based or polyamic acid-based alignment film may be used as the vertical alignment film, and a method of aligning with light may be used as the alignment method.
[0070]
Further, a uniform cell thickness can be formed by using a cell thickness forming method that is not a spacer spraying method (for example, a method of forming columns with resin).
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a liquid crystal panel in which a liquid crystal is sandwiched between at least a pair of substrates with electrodes formed with a film for vertically aligning liquid crystals, a convex insulation is formed on at least one substrate. By forming a film and forming an electrode on the insulating film, a sufficient white display can be obtained because an electric field is sufficiently applied to the liquid crystal molecules.
[0072]
In addition, since the electrode is formed on the insulating film, the aperture ratio can be increased and the luminance can be further improved. Further, by combining the insulating film for improving the aperture ratio and the insulating film for tilting the liquid crystal molecules, the number of processes can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1A is a top view schematically showing the structure of a liquid crystal panel according to the first embodiment; FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing the structure of a liquid crystal panel according to the first embodiment; and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the liquid crystal panel in Embodiment 1. FIG. 2A is a top view schematically showing the structure of the liquid crystal panel in Embodiment 1. FIG. 2B is a cross-sectional view of the liquid crystal panel in Embodiment 1. Cross-sectional view schematically showing the structure (c) Cross-sectional view schematically showing the structure of the liquid crystal panel according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the liquid crystal panel according to the second embodiment. 4A is a top view schematically showing the structure of the liquid crystal panel according to the third embodiment. FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing the structure of the liquid crystal panel according to the third embodiment. FIG. Sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal panel in 3 typically 5A is a top view schematically showing the structure of a conventional liquid crystal panel. FIG. 5B is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional liquid crystal panel. FIG. 5C is a cross section schematically showing the structure of a conventional liquid crystal panel. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional liquid crystal panel.
1a Glass substrate 1b Glass substrate 2 Insulating film (SiNx)
3a pixel electrode 3b counter electrode 4a alignment film 4b alignment film 5 liquid crystal molecule 10 color filter
11 Black matrix 12 Insulating film (SiOx)
20 Gate 21 Semiconductor layer 22 Source 23 Drain 24 Insulating film (SiNx)
25 Protrusion 30 Insulating film

Claims (3)

液晶を垂直に配向させる膜が形成された、少なくとも一対の電極付き基板間に液晶を挟持してなる液晶パネルであって
少なくとも一方の基板上に凸状のカラ−フィルタ−と、前記凸状のカラーフィルターの上に配置された画素電極とが形成されている液晶パネル。
A liquid crystal panel in which a liquid crystal is sandwiched between at least a pair of substrates with electrodes on which a film for vertically aligning liquid crystals is formed,
A liquid crystal panel in which a convex color filter and a pixel electrode disposed on the convex color filter are formed on at least one substrate.
一方の基板に走査信号線(ゲ−ト線)及び映像信号線(ソ−ス線)と半導体層を形成する工程と、  Forming a scanning signal line (gate line), a video signal line (source line) and a semiconductor layer on one substrate;
前記走査信号線、映像信号線、半導体層の上に部分的に凸状のカラーフィルターを形成する工程と、  Forming a partially convex color filter on the scanning signal line, the video signal line, and the semiconductor layer;
前記凸状のカラーフィルターの上に画素電極を形成する工程と、  Forming a pixel electrode on the convex color filter;
前記画素電極の上に液晶を垂直に配向させる配向膜を形成する工程と、  Forming an alignment film for vertically aligning liquid crystal on the pixel electrode;
前記基板と他方の基板との間に液晶を封入する工程とを有している液晶パネルの製造方法。  A method of manufacturing a liquid crystal panel, comprising: enclosing a liquid crystal between the substrate and the other substrate.
前記カラ−フィルタ−の膜厚が1μm以上である請求項1および請求項2のいずれかに記載の液晶パネルまたは液晶表示パネルの製造方法。The method for manufacturing a liquid crystal panel or a liquid crystal display panel according to claim 1, wherein the color filter has a thickness of 1 μm or more.
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