JP4364542B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置およびその製造方法に関し、特にモノマーを重合して液晶分子の配向を制御して、高透過率、高速応答、広視野角を同時に実現する液晶パネルからなる液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶パネルは、配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を配向膜側を対向させ、対向する基板間の間隙に正または負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の基板上にはほぼ長方形の電極からなる複数の画素を整列して構成したものである。液晶表示装置は、液晶パネルにおいて個々の画素電極とこれに対向する電極との間に印加する電圧を制御して液晶パネル内の液晶分子の配向を制御して液晶内の液晶分子の配向を規制することにより表示を行うものである。
【0003】
配向の種類としては、水平配向、垂直配向などがある。現在実用化されている液晶パネルのうち、水平配向を用いた代表的な方式(モード)は、TN(twisted nematic)モード、IPS(in-plane switching)モードであり、垂直配向を用いた代表的な方式は、MVA(multi-domain vertical alignment)モードである。
【0004】
アクティブマトリックスタイプの液晶ディスプレイはTNモードが主流であったが視角特性が狭い。そこで現在、CRTに匹敵するほどの広視野角特性を示す液晶パネルにはIPSモードとMVAモードと呼ばれる技術が採用されており、現在さまざまな用途に広く用いられている。
【0005】
図1は水平配向の第1の制御手段の説明図である。
【0006】
現在広く採用されている水平配向の制御手段は、水平配向制御膜(以下、単に水平配向膜と記す)に対してラビング処理を施すというものである。ラビング処理とは、図1に示すように、配向制御膜(以下、単に配向膜と記す)の表面をナイロンやレーヨンなどの布により一方向に擦ることであり、擦った方向に液晶分子が配列する。ラビング処理は、布から出たほこりやちりなどが基板面に付着したり、擦りむらが生じやすいなどの問題があり、表示不良が発生しやすい。また、マルチドメインを実現するためには、画素内において互いに異なる方向にラビング処理を施した複数の領域が混在しなければならず、非常に複雑な工程が必要であり実用上困難である。
【0007】
図2は水平配向の第2の制御手段の説明図である。
【0008】
ラビングに代わる水平配向の制御手段としては、光照射がある。図2に示すように、水平配向膜の表面に対して、偏光あるいは無偏光の紫外光を一方向から照射することにより、配向を制御する。この方法は非接触であるため、ラビング処理と比較して製造性の向上が見込まれているが、現状では配向の均一性、安定性などの点で実用上十分なレベルまで達していない。
【0009】
IPSモードは櫛形電極によって液晶分子を水平面内でスイッチングするが、櫛形電極は開口率を著しく低下させるので強力なバックライトが必要である。MVAモードは液晶を基板におおよそ垂直に配向させ、突起あるいは透明電極(ITO)に設けられたスリットによって液晶分子の配向を規定する。
【0010】
一方、垂直配向の制御には、垂直配向制御膜(以下、単に垂直配向膜と記す)が用いられる。垂直配向膜のみでは電圧印加時に液晶分子が傾斜する方向を制御できない。水平配向と同様に、ラビング処理や光照射などにより傾斜方向を制御することは可能であるが、水平配向と同様の理由により実用的ではない。
【0011】
図3は垂直配向のMVAモードの説明図であり、(A)は電極間の電圧オフの状態を示し、(B)電極間の電圧オンの状態を示す図である。
【0012】
垂直配向を用いたMVAモードの液晶パネルでは、図3に示すように、基板面に形成した突起や窪み、あるいは電極に設けたスリットなどにより、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方向を制御している。この場合、突起やスリットのパターンを工夫することにより、マルチドメインを実現することができる。
【0013】
MVAモードの液晶パネルでは、電圧印加時に突起やスリット近傍の液晶分子がまず傾斜し始め、その挙動がその他の液晶分子に伝播してゆく。したがって、電圧に対する応答性を上げるためには、突起やスリットを密に形成するのが望ましい。しかし、突起やスリットの部分は透過率が低下するため、密に形成するほど透過率が低下する。つまり、高透過率と高速応答を両立させることが難しい。また、突起やスリットを形成するためには、フォトリソグラフィーを用いた工程が必要であり、工程が複雑となる。
【0014】
MVAモードの突起やスリットによる実質開口率の低下はIPSモードの櫛形電極ほどではないにしても、TNモードに比べると、液晶パネルの光透過率が低い。そのため、低消費電力が要求されるノートパソコンに採用するためには、透過率の向上が望まれている。
【0015】
現在のMVAモードは広視野角化のため、電圧印加時に液晶分子が4方向に倒れるよう、土手、ITOスリットを複雑に配置しているため、光透過率が低い。これを単純化し、土手あるいはITOスリット間隙を広げれば、光透過率を高くすることができる。しかし、土手あるいはITOスリットの間隙が非常に広いと、液晶分子の傾斜の伝播に時間がかかるため、電圧を印加したときのパネルの応答が非常に遅い。
【0016】
そこで、土手を廃し、電圧印加時に液晶分子が4方向に倒れるような図4のような構造を考えた。図4に示す構造ではITOスリットに平行に液晶分子が倒れるが、倒れる方向は、ITO端の電界によって決定され、画素中央部に向かって倒れる方向伝播するため、応答に時間がかかる。
【0017】
このことを考慮して、重合可能なモノマーを含む液晶を注入し、電圧を印加した状態でモノマーを重合して液晶分子の倒れる方向を記憶しておくという、技術を導入した(本願出願人による特許出願番号2002−136128参照)。
【0018】
図4は微細スリットの入った画素電極構造を示す図である。
【0019】
この技術では、液晶の配向方向を規定するため、図4に示すような微細スリットの入った画素構造を適用した。電圧を印加すると液晶分子は微細スリットと平行な図4に示すa、b、c、dの4つの方向に倒れて安定し、配向分割を実現することができた。
【0020】
【特許文献1】
特開平9−281472号公報
液晶分子の配向を規制する技術を開示するものではない。
【0021】
【特許文献2】
特開2001−264784号公報(明細書、請求項25〜27参照)。
【0022】
モノマーおよび/またはオリゴマーを含有する液晶組成物の重合工程を光照射しながら行う技術が開示されている。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
本願出願人が提案した特許出願番号2002−136128に開示した図4に示すような画素を適用する場合、MVAより高透過率を実現できるものの、微細スリット幅が光学特性に大きく影響するため、パネル内、あるいは液晶パネル個体間の光学特性のばらつきが大きくなる。また、スリット部は電極がないため、液晶分子にかかる電界が弱く、駆動電圧が高くなるため消費電力が大きくなる。
【0024】
電極はフォトリソグラフィーで作られるが、液晶パネルと同じ大きさのマスクを用いると費用が巨額になるため、小さなマスクの位置をずらしながら複数回露光している。そのため、一回毎の露光の微妙な違いが光学特性に影響し、画素電極が多少不均一に仕上がり、液晶パネルにタイル状の模様がかすかに見えてしまう。更に、フォトリソグラフィーで用いられるレジスト材料のかすかな膜厚分布が、電極の出来上がり寸法に影響を与えるため、液晶パネル全面にある中間調の表示を行うと微妙なムラを生じさせる。
【0025】
以上述べたように、従来の配向制御手段では、配向の安定性、均一性、および高透過率、高速応答、広視野角を同時に実現することは困難である。
【0026】
それゆえ、本発明の目的は、配向の安定性、均一性に優れ、高透過率、高速応答、広視野角を同時に実現することのできる新規な配向制御手段により製造される液晶パネルからなる液晶表示装置を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明による液晶表示装置の製造方法は、配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に液晶を封入してなり、一方の前記基板上には前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置の製造方法において、前記液晶パネルが、重合可能なモノマーを含む液晶組成物を封入する工程と、前記液晶パネル面の法線方向に対して傾いた方向から光を照射して前記モノマーを重合する工程と、を含んで製造されることを特徴とする。
【0028】
上記目的を達成する第1の局面の本発明による液晶表示装置は、配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有しかつ重合可能なモノマーを含む液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、前記液晶は、光が照射されて前記モノマーの重合がなされており、前記ドメインの中にある液晶分子のダイレクタは、前記画素電極に対する第1チルト角θ1が90°未満の方向に向く、ことを特徴とする。
【0029】
上記液晶表示装置において、前記画素の各々は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、前記ドメインの中にある液晶分子のダイレクタは、前記表面上の方位角φが隣接するドメイン間で異なり、実質的に前記画素電極の表面の中心点に求心する方向に向き、隣り合う前記ドメインの境界およびその近傍を占める境界域にある液晶分子のダイレクタは、前記第1チルト角θ1と異なる第2チルト角θ2の方向に向く。
【0030】
上記目的を達成する第2の局面の本発明による液晶表示装置は、配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、前記液晶パネルは、重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、前記画素電極の表面上に概平行に整列する絶縁物で作られた複数の土手状構造物を備え、前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、前記土手状構造物は、前記ドメイン毎に前記土手状構造物の整列方向が異なっており、前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶内の液晶分子が前記土手状構造物に対して概平行な方向に傾斜する、ことを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、配向膜が垂直配向膜である場合について説明する。
【0032】
図5は垂直配向膜を付した電極を用いて液晶分子の配向を規制する本発明による方法を示す図であり、(A)は液晶層に電圧を印加していない時の液晶分子の状態を示し、(B)は液晶層に電圧を印加した時の液晶分子の状態を示す図である。
【0033】
図5の(A)に示すように、垂直配向膜が形成された基板間に、光によって重合可能なモノマーを含み、負の誘電率異方性を有する液晶組成物が封入された液晶パネルにおいて、液晶パネル面の法線方向に対して傾いた方向(法線に対する傾き角をαとする)から光を照射してモノマーを重合する。垂直配向膜に対しては、ラビング処理などの配向制御処理は施されていない。このとき、液晶層には電圧が印加されていない、つまり液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に配向した状態が望ましい。
【0034】
上述したような工程により製造された液晶パネルにおいて、液晶層に電圧を印加すると、図5の(B)に示すように、光を照射した方向に液晶分子が傾斜し、均一なモノドメイン配向が得られる。つまり、垂直配向膜に対して何ら配向制御処理を施していないにもかかわらず、液晶分子の傾斜方向を制御することが可能である。
【0035】
次に、配向膜が水平配向膜である場合について簡単に説明する。
【0036】
図6は水平配向膜を付した電極を用いて液晶分子の配向を規制する本発明による方法を示す図であり、(A)は液晶層に電圧を印加していない時の液晶分子の状態を示し、(B)は液晶層に電圧を印加した時の液晶分子の状態を示す図である。
【0037】
図6の(A)に示すように、水平配向膜が形成された基板間に、光によって重合可能なモノマーを含み、正の誘電率異方性を有する液晶組成物が封入された液晶パネルにおいて、液晶パネル面の法線方向に対して傾いた方向(法線に対する傾き角をαとする)から光を照射してモノマーを重合する。水平配向膜に対しては、ラビング処理などの配向制御処理は施されている。このとき、液晶層には電圧が印加されていない、つまり液晶分子が基板面に対してほぼ水平に配向した状態が望ましい。
【0038】
上述したような工程により製造された液晶パネルにおいて、液晶層に電圧を印加すると、図6の(B)に示すように、光を照射した方向に液晶分子が傾斜し、均一なモノドメイン配向が得られる。つまり、液晶分子の傾斜方向を制御することが可能である。
【0039】
以下、本発明の実施の形態において、便宜上、配向膜が垂直配向膜である場合についてのみ説明する。
【0040】
図7は液晶パネル面の法線に対する光照射角と液晶分子のチルト角との関係を示す図である。図5、6に示す液晶パネル面の法線に対する光照射角αを変化させて液晶パネルを製造し、製造した液晶パネルにおいて、電圧を印加していない状態での液晶分子のチルト角φを調べた結果を図7に示す。チルト角φは、基板面に対する液晶分子の角度であり、完全な垂直配向の場合、チルト角は90°となる。
【0041】
光を液晶パネル面に対し斜めから照射することにより、光を照射した方向に液晶分子がわずかに傾斜し、液晶分子のチルト角φが90°より小さくなる。これにより、電圧を印加したときの液晶分子の傾斜方向が規定される。傾斜角αが大きいほど、チルト角φは小さくなる、つまり液晶分子は垂直に対してより大きく傾く。
【0042】
図8は液晶分子の配向を規制する本発明による他の方法を示す図である。この方法によれば、チルト角をより広範囲で制御することが可能になる。この方法は、図8に示すように、液晶パネルに光を照射してモノマーを重合する工程において、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶パネル面の法線方向に対して角度αだけ傾いた方向から光を照射した後、液晶層に電圧が印加された状態で光を、例えば液晶パネル面の法線方向から照射することにより、チルト角をより広範囲で制御することを可能にする。
【0043】
まず、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶パネル面の法線方向に対して角度αだけ傾いた方向から光を照射することにより、液晶分子の傾斜すべき方向が規定される。その後電圧を印加すると、液晶分子は斜め照射により規定された方向に傾斜する。その状態でさらに光を、例えば液晶パネル面の法線方向から照射することにより、液晶分子が傾斜した状態でモノマーの重合が進むため、チルト角をより小さくする、つまり垂直からの傾き角をより大きくすることができる。モノマーの濃度、最初の斜め照射の条件、その後の電圧印加条件とそのときの照射条件などを変化させることにより、チルト角を制御することができる。
【0044】
図9はマルチドメインの液晶パネルを製造する方法を示す図である。図9に示すように、液晶パネルの表示領域内、すなわち画素電極に対応する領域内で、液晶に光が照射される方向が互いに異なる複数の領域を混在させることにより、少なくとも2つのドメインを有するマルチドメインの液晶パネルを実現することができる。
【0045】
この液晶パネルを製造する方法の具体例として、図9の(A)は、複数の傾斜面を有するような光学層を介して光を照射する例を示し、図9の(B)は、部分的に遮光層を設けたマスクを利用して、互いに異なる方向から複数回光を照射する例を示し、図9の(C)は、部分的に遮光層を設けたマスクを利用して、マスクを介して斜めから光を照射し、その後異なる方向からパネル全面に光を照射する例を示す。
【0046】
いったん斜め照射により液晶分子の傾斜方向が規定された領域は、その後異なる方向から光を照射しても、最初に規定された傾斜方位が保持されることがわかった。この性質を利用したのが図9の(C)に示す液晶パネルを製造する方法の具体例である。
【0047】
また、基板表面に形成した突起、窪み、または電極に設けたスリットなどのドメイン規制手段と本発明とを組み合わせることにより、マルチドメインを実現することも可能である。
【0048】
本発明によれば、基板に形成した配向膜に対して何らの配向制御処理を施す必要がなく、突起や電極スリットなどのドメイン制御手段を設ける必要もなく、液晶パネルを組み立てた後の工程により液晶の配向制御を行うことができる。それゆえ、本発明は、製造工程が簡単であり、非常に優れた配向制御性を有するものである。
【0049】
また本発明によれば、液晶分子のチルト角制御や、マルチドメイン化が容易であるので、高透過率、高速応答、広視野角を容易に実現することができる。
【0050】
また本発明によれば、液晶界面の形状や凹凸によらず安定で均一な配向を実現することができる。例えば、反射型パネルの反射電極のように、表面に凹凸が形成されている場合にも、優れた配向性を容易に実現することが可能である。
【0051】
図10は本発明による液晶パネルの一方の基板の構造を示す平面図である。図10はゲートバスラインで区切られた3つの画素に対応する液晶パネルの構成を示す。この液晶パネルの基板は、マトリックス状に配置されたゲートバスライン、データバスラインが形成され、ゲートバスライン、データバスラインはTFT(Thin Film Transistor)素子を介して画素電極に接続されている。画素電極の中央部には、Cs電極が形成されている。もう一方の基板上には、カラーフィルタ、表示領域全面に共通電極が形成されている。
【0052】
両基板上に垂直配向膜を形成する。両基板をスペーサを介して貼り合わせ、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶にジアクリレートを0.3wt%の濃度で混合した液晶組成物を封入して、液晶パネルを作製する。
【0053】
この後、液晶パネルに紫外線を照射してジアクリレートを重合する工程を行い、液晶パネルの両側に、吸収軸が互いに直交するように偏光板(偏光素子)を配置する。
【0054】
次に、液晶パネルに紫外線を照射する工程について説明する。
【0055】
図8に示すように、液晶層に電圧が印加されていない状態で、液晶パネル面の法線方向に対してα=35°の方向から紫外線を1J/cm2照射した後、液晶層に電圧20Vが印加された状態で液晶パネル面の法線方向(α=0°)から紫外線を3J/cm2照射する。これにより、チルト角87°のモノドメイン配向が得られる。
【0056】
図11は2つのドメインを有する液晶パネルを実現する方法の説明図であり、(I)は第1工程を示し、(II)は第2工程を示す図である。図11に示すように、この方法は、工程I、IIの順に紫外線を液晶に照射する。
【0057】
工程I:一画素の上半分に対応する領域のみに開口部が設けられたマスクを介して、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶パネル面の法線方向に対して35°の方向から紫外線を2J/cm2照射する。
【0058】
工程II:液晶パネル全面に対して、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶パネル面の法線方向に対して35°でかつ工程Iにおける照射方向とは逆方向から紫外線を4J/cm2照射する。
【0059】
これにより、チルト角89°の2ドメイン配向が得られる。
【0060】
図12は4つのドメインを有する液晶パネルを実現する方法の説明図であり、(I)は第1工程を示し、(II)は第2工程を示し、(III )は第3工程を示し、(IV)は第4工程を示す図である。図12に示すように、この方法は、工程I、II、III 、IVの順に紫外線を液晶に照射する。
【0061】
工程I〜工程IV:それぞれ一画素の1/4に対応する領域のみに開口部が設けられたマスクを介して、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶パネル面の法線方向に対して35°の方向から紫外線を1J/cm2照射する。
【0062】
工程I〜工程IVは、図に示すように、紫外線の照射方向が互いに異なり、その照射方向は、工程I、II、III 、IVの順に、液晶パネル面上の方位角φにして、ゲートバスラインに対し反時計方向に概45度、135度、225度、315度づつ回転した方向となる。
【0063】
その後、液晶パネル全面に対して、液晶層に電圧20Vが印加された状態で液晶パネル面の法線方向から紫外線を3J/cm2照射する。これにより、チルト角87°の4ドメイン配向が得られる。
【0064】
以上説明したように、本発明によれば、液晶分子の配向制御性に優れ、高透過率、高速応答、広視野角を同時に実現し得る液晶パネルからなる液晶表示装置を提供することが可能となる。
【0065】
次に、本発明により画素毎に4つのドメインに分割された液晶パネルについて以下に詳細に説明する。
【0066】
図13は4つのドメインに分割された液晶パネルの1画素に対応する部分における液晶分子の状態を示す図である。図13に示すように、画素は、画素電極の表面の中心点Oから表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断された4つのドメインに分割され、各ドメインの中にある液晶分子のダイレクタは、表面上のゲートバスラインに対する方位角φが隣接するドメイン間で90°づつ異なり、実質的に画素電極の表面の中心点に求心する方向に向いている。
【0067】
隣り合うドメインの境界およびその近傍を占める境界域にある液晶分子のダイレクタは、第1チルト角(θ1:図示せず)と異なる第2チルト角(θ2:図示せず)の方向に向いている。
【0068】
本発明は、図4に示すような微細スリットを設けない図13に示すような長方形状の画素電極において、通常のモノマー重合後、1画素電極内において基板近傍の液晶分子の基板に対する傾き角度が複数、ここでは4つあるようにする。
【0069】
次に、図13に示す液晶分子の動きについて説明する。誘電率が負の液晶を用いた垂直配向液晶パネルは、電極間に電圧を印加すると液晶分子が垂直から水平に倒れる。
【0070】
図14は画素電極周囲の各辺における液晶分子の配向を示す図である。図14に示すような画素の場合、液晶分子の倒れる方位角方向は、電圧印加直後画素電極の辺に対しおおよそ垂直である。それにより、画素電極内部の液晶分子の倒れる方位角方向も画素電極に対しておおよそ垂直に倒れていく。
【0071】
やがて、画素電極内部において、各辺から倒れてきた液晶分子がぶつかり、液晶分子は両者のつりあいが取れる。その結果、画素電極辺に対して45°方向に倒れるようになり、最終的には、図13に示すように斜め45°方向に4分割されたような配向になる。この状態で光、例えば紫外線を照射すれば、重合された高分子によって液晶の配向方向が固定され、この液晶パネルにバスラインに平行な偏光軸をもつ偏光板を貼付すると光が透過する。
【0072】
しかし、図13に示すように画素電極端および中央部は、45°方向には配向せず、全体の透過率が低下していた。このため、本願出願人による特許出願番号2002−136128(本願出願人による先願発明)において提案した図4に示すような微細スリットを導入して配向制御を行えばよいが、微細スリットには課題が多いので、画素電極構造を出来るだけ簡単にすることが望まれた。
【0073】
そこで、図4に示すような微細スリットを設けずに、部分的に液晶分子の基板に対する傾き(チルト)角を変えて、最大の透過率を得る配向を液晶分子に与える手段を講じたのが本発明である。
【0074】
この手段について以下の実施例で詳細に説明する。尚、以下の実施例は、全て垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負、偏光板はクロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の偏光軸はバスラインに対して平行方向である。パネルサイズは15インチ、解像度はXGAである。
【0075】
以下に、本発明の第1の構成に係る第1〜6実施例を詳細に説明する。
【0076】
まず、第1実施例を説明する。
【0077】
図15は本発明の液晶パネルの第1実施例を示す図である。図15に示すように、この液晶パネルは、一方の基板上で、データバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有していて、画素電極の表面の中心点を交差する十字に対応する領域で4つのドメインに分割されるよう構成される。以下、この4つのドメインを領域Aと呼び、境界域を領域Bと呼ぶ。図15に示すように、十字状に基板近傍の液晶分子の基板に対する角度はほぼ垂直、それ以外の部分は88°に傾斜させている。これは以下のように実現した。
【0078】
図15のような十字のマスクを用い、先ず液晶層に電圧を印加した状態で、紫外線を照射する。その結果紫外線が透過した部分は液晶分子が傾斜した状態で安定になる。更に、マスクを取り去って電圧を印加せずに紫外線を照射すると、画素周辺部の液晶分子は基板にほぼ垂直な状態で安定に配向する。これらの照射は、基板表面の法線方向から行う。
【0079】
最初に紫外線が照射される領域(ドメイン)Aは、液晶分子がバスラインに対して45度方向に傾斜している。1度目の露光により液晶分子の配向方向が規定され、2度目の露光でもその方向は維持される。2度目の露光で初めて紫外線があたる領域(境界域)Bは、ほぼ液晶分子がおおよそ垂直な状態で配向が規定される。パネル完成後、液晶を駆動すると、領域Aの液晶分子がバスラインに対して45°方向に傾斜し、領域Bの液晶分子もその影響で、領域Aの液晶分子が倒れたことを受けてこれに連れてバスラインに対して45°方向に傾斜するようになる。紫外線照射前に電圧を印加したとき(図13)に比べて、45°方向に傾斜する領域は広くなり、高透過率を実現できる。尚、1画素内で傾斜方向は4方向あるため、境界では十字状に暗くなる現象が発生する。すなわち、十字近傍で光が透過しない。
【0080】
尚、2度目に紫外線を照射する際、領域Bのみに照射してもよい。あるいは、1度目の照射で電極間に電圧を印加せずに領域Bのみに紫外線を照射し、2度目の照射で電極間に電圧を印加して領域Aのみに照射してもよい。なお、領域Bが液晶層に電圧を印加しない状態で露光する領域になる。
【0081】
次に、第2実施例を説明する。
【0082】
図16は本発明の液晶パネルの第2実施例を示す図である。図16に示すように、画素電極上に十字上および画素の長辺(データバスライン)近傍における基板近傍の液晶分子の基板に対する角度はほぼ垂直とし、それ以外の部分を基板に対して88°傾斜させた。製造方法は第1実施例の場合と同じである。
【0083】
画素長辺近傍の液晶分子は、バスラインに対して45°方向に傾斜しない。そこで画素長辺近傍の液晶分子を基板に対してほぼ垂直な方向に配向を規定しておく。パネル完成後液晶を駆動すると、領域Aの液晶分子がバスラインに対して45°方向に傾斜し、領域Bの液晶分子もその影響で、領域Aの液晶分子が倒れたことを受けてこれに連れてバスラインに対して45°方向に傾斜するようになる。第1実施例において電圧を印加したとき(図15)に比べて、45°方向に傾斜する領域は広くなり、透過率を改善できる。なお、領域Bが液晶層に電圧を印加しない状態で露光する領域になる。
【0084】
次に、第3実施例を説明する。
【0085】
図17は本発明の液晶パネルの第3実施例を示す図である。図17に示すように、画素電極上の田の字状の領域で、基板近傍の液晶分子の基板に対する角度はほぼ垂直、それ以外の部分は88°に傾斜させた。製造方法は第1実施例の場合と同じである。
【0086】
第3実施例は、十字上の他に画素電極周囲近傍もマスクしている点で第2実施例と異なるが、画素電極周囲近傍をもマスクする理由を以下に記す。画素電極周囲の近傍の液晶分子はバスラインに対して45°方向に傾斜しない。そこで画素電極周囲近傍の液晶分子を基板に対してほぼ垂直な方向に配向を規定しておく。また、画素電極の隅近傍の液晶分子は、バスラインに対して45°方向に傾斜している。そこで画素電極の隅近傍の液晶分子は電圧を印加した状態で露光して配向方向を規定しておく。パネル完成後液晶を駆動すると、領域Aの液晶分子がバスラインに対して45°方向に傾斜し、領域Bの液晶分子もその影響で、領域Aの液晶分子が倒れたことを受けてこれに連れてバスラインに対して45°方向に傾斜するようになる。
【0087】
第2実施例において電圧を印加したとき(図16)に比べて、第2実施例では45°方向に傾斜する領域は広くなり、更に透過率を改善できる。なお、領域Bが液晶層に電圧を印加しない状態で露光する領域になる。
【0088】
次に、第4実施例を説明する。
【0089】
図18は本発明の液晶パネルの第4実施例を示す図である。図18に示すように、画素電極上の田の字状で4隅を除く領域で、基板近傍の液晶分子の基板に対する角度はほぼ垂直、それ以外の部分は88°に傾斜させた。製造方法は第1実施例の場合と同じである。
【0090】
画素電極の隅近傍の液晶分子は、バスラインに対して45°方向に傾斜している。そこで画素電極の隅近傍の液晶分子は電圧を印加した状態で露光して配向方向を規定する。その他の配向方向の規定は、第3実施例と同じである。このように、画素電極上の田の字状で4隅では、確実に45°に倒れているので、ここではマスクする必要がない。パネル完成後液晶を駆動すると、領域Aの液晶分子がバスラインに対して45°方向に傾斜し、領域Bの液晶分子もその影響でバスラインに対して45°方向に傾斜するようになる。第3実施例において電圧を印加したとき(図17)に比べて、45°方向に傾斜する領域は広くなり、更に透過率を改善できる。なお、領域Bが液晶層に電圧を印加しない状態で露光する領域になる。
【0091】
次に、第5実施例を説明する。
【0092】
図19は本発明の液晶パネルの第5実施例を示す図である。図19に示すように、画素電極に液晶パネル断面方向にバスラインに対して45°方向の溝を設ける。これは金属層と透明電極(画素電極)の間の絶縁層をパターニングして実現する。図19に示すように、画素電極自身が微細な凸凹を有し、凸凹に沿って液晶分子は倒れる。
【0093】
突起の間隔が狭いため、液晶分子は溝とおおよそ垂直な方向に倒れると、隣接する溝の影響で倒れた液晶分子とぶつかり、最終的には突起と平行な方向に液晶分子は倒れる。
【0094】
次に、第6実施例を説明する。
【0095】
図20は本発明の液晶パネルの第6実施例を示す図である。図20に示すように、2枚の基板間隙を保つスペーサー(ビーズとも呼ぶ)をTFT上のみに配置した。画素電極上にスペーサーがある液晶パネルに比べて、配向乱れを抑えることができた。スペーサーは、各画素電極の4隅または複数画素毎の4隅に置かれる。このスペーサーの配置により、画素の表示領域にはスペーサーが設けられないので、スペーサーが液晶分子の配向に影響を及ぼすことはなくなり、それゆえ液晶の光化学特性に対するスペーサーの影響はなくなる。
【0096】
以上説明したように、本発明の第1の構成によれば、画素電極の十字近傍およびバスラインやゲートラインの近傍の領域Bをマスクした状態でモノマーを混入した液晶パネルに光を照射することにより、これらの近傍で液晶分子を電極表面に垂直に立たせておくことができ、かつ画素電極のマスクされない領域Aで所定の方向に配向を規定しておくので、液晶パネル完成後、液晶を駆動すると、領域Aの液晶分子がバスラインに対して所定の方向に傾斜し、領域Bの液晶分子もその影響で、領域Aの液晶分子が倒れたことを受けてこれに連れて同一方向に傾斜するようになる。
【0097】
以下に、本発明の第2の構成について説明する。
【0098】
本発明の第2の構成は、前述した本願出願人による先願発明において提案した図4に示すようなスリットの入った電極を用いて液晶の配向を規制したものの代わりに、すなわち微細電極の代替手段として以下のような構造物を設けたものである。図21に示す(第1実施例)ように微細な土手状構造物を設けて、または透明電極自身に土手状の凹凸を設けて(図示せず)、配向方向を制御する。あるいは、図22、23に示す(第2、3実施例)ように、微細な土手状構造物の上に透明電極を設け、透明電極に凹凸をつける。あるいは図24に示す(第4実施例)ように、対向側に土手を設けて、4分割を実現する。
【0099】
以下に、本発明の第2の構成における液晶分子の動きについて説明する。
【0100】
誘電率が負の液晶を用いた垂直配向液晶パネルは、電極間に電圧を印加すると液晶分子が倒れる。図4では、微細な電極と平行な方向に液晶分子が倒れる。しかし、図4に示すような画素の場合、プロセス上のわずかな変動により、微細な電極の幅が変化する。そのため、電界が変化し、パネルの光学特性が変動してしまう。この問題点を解決するには、微細な電極を用いないで配向方向を決定する構造をパネル内に作り込む必要がある。
【0101】
図21に示すように、電極の上に微細な土手を配置した場合、液晶分子は土手と垂直な方向に傾斜するが、隣り合った土手との距離が小さく、液晶分子が互いにぶつかり合う格好になり、最終的には土手と平行な方向に液晶分子が傾斜する。土手は主に液晶分子の倒れる方向を決めているだけなので、土手の幅が変化しても図4の電極の幅が変化したときに比べ光学特性に与える影響は小さい。
【0102】
同様に、図示しないが、透明電極自身に土手状の凹凸を設ける場合も、土手状の凹凸と平行な方向に液晶分子が倒れるが、土手は主に液晶分子の倒れる方向を決めているだけであり、配向状態は電界によって決まるので、土手の幅が変化しても図4に示す電極の幅が変化したときに比べ光学特性に与える影響は小さい。尚、透明電極自身に土手状の凹凸を設けるには、基板上に微細な土手を配置し、その上に透明電極を形成するなどの製造方法がある。
【0103】
更に、図22、23に示すように、基板上に微細な土手を配置し、その上に透明電極を設ける場合、電気力線が土手の面を垂直に突き抜けるため、基板間に電圧が印加された瞬間、液晶分子の倒れる方向が定まっていない。そのため、想定とは逆方向に倒れる液晶分子も発生して安定してしまい、想定した配向が得られない可能性がある。そこで透明電極の上に絶縁層を設けることにより、電気力線が土手の面と垂直ではない、ある角度で液晶内に入って突き抜けるようにすると液晶分子の倒れる方向が一意に定まり、想定した配向が得られるようになる。
【0104】
更に、図24に示すように、対向側に土手を設けた場合も、微細な電極を用いずに土手により液晶分子の倒れる方向、すなわち配向を規制できる。
【0105】
以下、本発明の第2の構成に係る第1〜4実施例を詳細に説明する。尚、実施例は全て垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負、偏光板はくロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の偏光軸はバスラインに対して平行方向である。アクティブマトリックスタイプでパネルサイズは15インチ、解像度はXGAである。
【0106】
まず、本願出願人による先願発明の方法により液晶の配向を規制した液晶パネルを説明する。
【0107】
図4に示すような、微細なスリットをもつ構造の透明電極をTFT素子のある側の基板に設けたパネルを作製した。液晶には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。液晶注入後、基板間に電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶の配向方向を規定した。
【0108】
このパネルのコントラストは700、応答速度は立ち上がり15ms立ち下がり10msであった。
【0109】
このパネルでは、電極形成時の露光毎に電気光学特性が異なるため、全面に中間調表示を行うと、タイル状のパターンが見えた。また、全面に中間調表示を行うとムラが観察された。
【0110】
次に、第1実施例を説明する。
【0111】
図21は本発明の第2の構成に係る第1実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【0112】
図21に示すように、微細な土手状の構造物をTFT素子のある側の透明電極1上に設けたパネルを作製した。液晶2には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。
【0113】
液晶注入後、ガラス基板(基板)3の透明電極1とガラス基板(基板)4の透明電極1’間に電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶2の配向方向を規定した。
【0114】
この液晶パネルでは、微細なスリットを設けなくても土手5近傍で液晶分子が土手に平行に倒れることで配向が規制できる。また土手5を含め、基板最表面(液晶と接する面)の上に配向膜6が付されている。その結果、全面に中間調表示を行ったとき、図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルで生じるようなタイル状の模様(パターン)が見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。なお、透明電極1’の上にも配向膜6’が付されている。
【0115】
同様に、図21に示すような微細な土手状構造物を、TFT素子のある側の透明電極上の代わりに対向基板上に設けたパネルを作製した。TFT基板側の透明電極はスリットのない長方形状のままにした。土手状構造物は、対向するTFT基板側の透明電極より4ミクロンはみ出るよう配置した。このパネルでも全面に中間調表示を行っても液晶パネルのようなタイル状のパターンは見えなかった。
【0116】
また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0117】
次に、第2実施例を説明する。
【0118】
図22は本発明の第2の構成に係る第2実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【0119】
図22に示すように、微細な土手状の構造物をTFT素子のある側の基板に設け、その上に透明電極を設けたパネルを作製した。液晶には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。
【0120】
液晶注入後、基板間に電圧を印加したところ、配向方向が定まるのに数十秒から数分程度を要した。その後紫外線を照射し、液晶の配向方向を規定した。
【0121】
このパネルでは、第1実施例同様に、微細なスリットを設けなくても土手近傍で液晶分子が土手に平行に倒れることで配向が規制できる。その結果、図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルで生じるようなタイル状のパターンが見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0122】
同様に、図22に示すような、微細な土手状構造物を、TFT素子のある側の基板の代わりに対向基板上に設け、その上に透明電極を設けたパネルを作製した。TFT基板側の透明電極はスリットのない長方形状のままにした。土手状構造物は、対向するTFT基板側の透明電極より4ミクロンはみ出るよう配置した。このパネルでも全面に中間調表示を行って、図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルで生じるようなタイル状のパターンは見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0123】
次に、第3実施例を説明する。
【0124】
図23は本発明の第2の構成に係る第3実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【0125】
図23に示すように、微細な土手状の構造物をTFT素子のある側の基板に設け、その上に透明電極を設け、さらにその透明電極を絶縁物質で平坦化した平坦化層を設けたパネルを作製した。液晶には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。この平坦化層により液晶層へ入る電気力線の方向が第2実施例と比して電気力線が土手の面と垂直でない角度で液晶層に侵入するので、電極間に電圧が印加された時に液晶分子が倒れる方向が定まり、液晶分子は応答性良く倒れる。
【0126】
液晶注入後、基板間に電圧を印加したところ、配向方向が定まるのに数秒から10秒程度を要した。その後紫外線を照射し、液晶の配向方向を規定した。
【0127】
このパネルでは、図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルのようなタイル状のパターンが見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0128】
同様に、図23に示すように、微細な土手状の構造物をTFT素子のある側の基板の代わりに対向基板に設け、その上に透明電極を設け、さらにその透明電極を絶縁物質で平坦化したパネルを作製した。TFT基板側の透明電極はスリットのない長方形状のままにした。土手状構造物は、対向するTFT基板側の透明電極より4ミクロンはみ出るよう配置した。液晶には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。
【0129】
このパネルでは、第1、第2実施例同様に、微細なスリットを設けなくても土手近傍で液晶分子が土手に平行に倒れることで配向が規制できる。その結果、全面に中間調表示を行うと、図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルで生じるようなタイル状のパターンが見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0130】
次に、第4実施例を説明する。
【0131】
図24は本発明の第2の構成に係る第4実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側に対向する側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【0132】
図24に示すように、土手状の構造物を対向基板上に設けたパネルを作製した。液晶には誘電率異方性が負の液晶組成物にジアクリレートモノマーを0.3wt%混合した材料を使用した。
【0133】
液晶注入後、基板間に電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶の配向方向を規定した。
【0134】
このパネルでは、第1、第2、第3実施例同様に、微細なスリットを設けなくても図4に示す微細なスリットを設けた液晶パネルで生じるようなタイル状のパターンが見えなかった。また、全面に中間調表示を行うとムラは観察されなかった。
【0135】
また、第4実施例の液晶パネルは、第1、第2、第3実施例と比して、製造が容易という利点があるが、土手の形状が大きいので透過率は低い。
【0136】
(付記1) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に液晶を封入してなり、一方の前記基板上には前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置の製造方法において、
前記液晶パネルが、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物を封入する工程と、
前記液晶パネル面の法線方向に対して傾いた方向から光を照射して前記モノマーを重合する工程と、
を含んで製造されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【0137】
(付記2) 前記モノマーを重合する工程は、前記両電極間に電圧を印加せずに前記光を照射して前記モノマーを重合する第1工程を備える、
付記1に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0138】
(付記3) 前記モノマーを重合する工程は、前記第1工程後に前記両電極間に電圧を印加した状態で光を照射する第2工程を備える、
付記2に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0139】
(付記4) 前記液晶パネルの表示領域内で、光を照射する領域を選択した後に前記光を照射する、
付記1乃至3の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0140】
(付記5) 前記液晶パネルの表示領域内で、光が照射される方向が互いに異なる複数の領域が混在する、
付記1乃至4の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0141】
(付記6) 前記光が紫外線である、
付記1乃至5の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0142】
(付記7) 前記配向膜が垂直配向膜である、
付記1乃至6の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0143】
(付記8) 前記液晶パネル内に封入された液晶組成物は、負の誘電率異方性を有し、かつ液晶分子が前記第1工程で基板面に対し略垂直に配向され、
前記液晶パネルには、一方の側に第一偏光板が配置され、他方の側に該第一偏光板と光の吸収軸が直交する第二偏光板が配置される、
付記7に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0144】
(付記9) 前記配向膜が水平配向膜である、
付記1乃至6の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0145】
(付記10) 前記液晶パネル内に封入された液晶組成物は、正の誘電率異方性を有し、かつ液晶分子が前記第1工程で基板面に対し略水平に配向され、
前記液晶パネルには、一方の側に第一偏光板が配置され、他方の側に該第一偏光板と光の吸収軸が直交する第二偏光板が配置される、
付記9に記載の液晶表示装置の製造方法。
【0146】
(付記11) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有しかつ重合可能なモノマーを含む液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶は、光が照射されて前記モノマーの重合がなされており、
前記ドメインの中にある液晶分子のダイレクタは、前記画素電極に対する第1チルト角θ1が90°未満の方向に向く、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【0147】
(付記12) 前記画素の各々は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記ドメインの中にある液晶分子のダイレクタは、前記表面上の方位角φが隣接するドメイン間で異なり、実質的に前記画素電極の表面の中心点に求心する方向に向き、
隣り合う前記ドメインの境界およびその近傍を占める境界域にある液晶分子のダイレクタは、前記第1チルト角θ1と異なる第2チルト角θ2の方向に向く、付記11に記載の液晶表示装置。
【0148】
(付記13) 前記境界域の第2チルト角θ2がほぼ90°である、付記12に記載の液晶表示装置。
【0149】
(付記14) 前記一方の基板上で、マトリックス状に配置されるデータバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有していて、前記境界域が前記画素電極の表面の中心点を交差する十字に対応する領域にある、付記12または13に記載の液晶表示装置。
【0150】
(付記15) 前記一方の基板上で、マトリックス状に配置されるデータバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有していて、前記境界域が前記画素電極表面の中心点を交差する十字に対応する領域および前記画素電極の長辺近傍の領域にある、付記12または13に記載の液晶表示装置。
【0151】
(付記16) 前記一方の基板上で、マトリックス状に配置されるデータバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有していて、前記境界域が前記画素電極表面上の田の字に対応する領域にある、付記12または13に記載の液晶表示装置。
【0152】
(付記17) 前記一方の基板上で、マトリックス状に配置されるデータバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有していて、前記境界域が前記画素電極表面上の田の字に対応する領域であって前記画素電極の4隅を除く領域にある、付記12または13に記載の液晶表示装置。
【0153】
(付記18) 前記一方の基板上で、マトリックス状に配置されるデータバスラインとゲートバスラインがおおよそ垂直に交差し、ほぼ長方形の透明画素電極を両バスラインの間に有し、該透明画素電極は前記バスラインに対して所定角度の方向に走る溝を有する、付記12または13に記載の液晶表示装置。
【0154】
(付記19) 前記所定角度が45度である、付記18に記載の液晶表示装置。
【0155】
(付記20) 2枚の基板の間隙を保つスペーサーが、前記データバスラインと前記ゲートバスラインと前記透明電極とに接続されたTFTの上のみにある、付記11乃至19の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0156】
(付記21) 前記モノマーは、前記両電極間に電圧を印加しながら前記ドメインのみに光を照射して重合され、その後、前記両電極間に電圧を印加せずに前記液晶パネル全体を露光して重合される、付記11乃至19の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0157】
(付記22) 前記モノマーは、前記両電極間に電圧を印加しながら前記ドメインのみに光を照射して重合され、その後、前記両電極間に電圧を印加せずに前記境界域を露光して重合される、付記11乃至19の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0158】
(付記23) 前記モノマーは、前記両電極間に電圧を印加せずに前記境界域のみに光を照射し、その後、前記両電極間に電圧を印加して前記ドメインのみを露光して重合される、付記11乃至19の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0159】
(付記24) 前記光が紫外線である、付記11乃至23の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0160】
(付記25) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極の表面上に概平行に整列する絶縁物で作られた複数の土手状構造物を備え、
前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記土手状構造物は、前記ドメイン毎に前記土手状構造物の整列方向が異なっており、
前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶内の液晶分子が前記土手状構造物に対して概平行な方向に傾斜する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【0161】
(付記26) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極の表面上に概平行に整列する複数の土手状の凹凸を備え、
前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記土手状の凹凸は、前記ドメイン毎に前記土手状の凹凸の整列方向が異なっており、
前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶内の液晶分子が前記土手状の凹凸に対して概平行な方向に傾斜する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【0162】
(付記27) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極側の基板上に概平行に整列する複数の土手状構造物を形成した上に透明電極を形成して該透明電極に土手状の凹凸を設け、
前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記土手状の凹凸は、前記ドメイン毎に前記土手状の凹凸の整列方向が異なっており、
前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶分子が前記土手状の凹凸に対して概平行な方向に傾斜する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【0163】
(付記28) 前記土手状の凹凸の設けられた透明電極上に絶縁層を設け、前記両電極間に電圧を印加したときに、前記絶縁層を突き抜けて前記液晶に入る電気力線の該絶縁層となす角が鋭角である、
付記27に記載の液晶表示装置。
【0164】
(付記29) 前記画素に対応する前記土手状構造物または前記土手状の凹凸の整列方向が4方向ある、
付記25乃至28の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0165】
(付記30) 前記土手状構造物の整列方向はデータバスラインに対して45度方向である、
付記25乃至28の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0166】
(付記31) 前記土手状構造物の土手幅は1ミクロン以上10ミクロン以下であり、隣り合う土手状構造物間の間隙は1ミクロン以上10ミクロン以下である、
付記25乃至28の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【0167】
(付記32) 配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極に対向する基板側に設けた土手を備え、
4分割配向を実現することを特徴とする液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】水平配向の第1の制御手段の説明図である。
【図2】水平配向の第2の制御手段の説明図である。
【図3】垂直配向のMVAモードの説明図であり、(A)は電極間の電圧オフの状態を示し、(B)電極間の電圧オンの状態を示す図である。
【図4】微細スリットの入った画素電極構造を示す図である。
【図5】垂直配向膜を付した電極を用いて液晶分子の配向を規制する本発明による方法を示す図であり、(A)は液晶層に電圧を印加していない時の液晶分子の状態を示し、(B)は液晶層に電圧を印加した時の液晶分子の状態を示す図である。
【図6】水平配向膜を付した電極を用いて液晶分子の配向を規制する本発明による方法を示す図であり、(A)は液晶層に電圧を印加していない時の液晶分子の状態を示し、(B)は液晶層に電圧を印加した時の液晶分子の状態を示す図である。
【図7】液晶パネル面の法線に対する光照射角と液晶分子のチルト角との関係を示す図である。
【図8】液晶分子の配向を規制する本発明による他の方法を示す図である。
【図9】マルチドメインの液晶パネルを製造する方法を示す図である。
【図10】本発明による液晶パネルの一方の基板の構造を示す平面図である。
【図11】2つのドメインを有する液晶パネルを実現する方法の説明図であり、(I)は第1工程を示し、(II)は第2工程を示す図である。
【図12】4つのドメインを有する液晶パネルを実現する方法の説明図であり、(I)は第1工程を示し、(II)は第2工程を示し、(III )は第3工程を示し、(IV)は第4工程を示す図である。
【図13】4つのドメインに分割された液晶パネルの1画素に対応する部分における液晶分子の状態を示す図である。
【図14】画素電極周囲の各辺における液晶分子の配向を示す図である。
【図15】本発明の液晶パネルの第1実施例を示す図である。
【図16】本発明の液晶パネルの第2実施例を示す図である。
【図17】本発明の液晶パネルの第3実施例を示す図である。
【図18】本発明の液晶パネルの第4実施例を示す図である。
【図19】本発明の液晶パネルの第5実施例を示す図である。
【図20】本発明の液晶パネルの第6実施例を示す図である。
【図21】本発明の第2の構成に係る第1実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【図22】本発明の第2の構成に係る第2実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【図23】本発明の第2の構成に係る第3実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【図24】本発明の第2の構成に係る第4実施例の液晶パネルを示す図であり、(A)はTFT素子のある側に対向する側の透明電極の平面図であり、(B)は(A)においてL1−L2ラインで切断した液晶パネルの断面図である。
【符号の説明】
1、1’…透明電極
2…液晶
3、4…ガラス基板
5…土手
6、6’…配向膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel that simultaneously realizes high transmittance, high-speed response, and wide viewing angle by controlling the alignment of liquid crystal molecules by polymerizing monomers. It relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In a liquid crystal panel, two substrates with an electrode with an alignment film formed on the surface are opposed to the alignment film side, and a liquid crystal having positive or negative dielectric anisotropy is sealed in the gap between the opposing substrates. On one substrate, a plurality of pixels composed of substantially rectangular electrodes are arranged. The liquid crystal display device regulates the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between each pixel electrode and the electrode facing the liquid crystal panel to control the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel. By doing so, the display is performed.
[0003]
Examples of the orientation include horizontal orientation and vertical orientation. Among liquid crystal panels currently in practical use, typical methods (modes) using horizontal alignment are TN (twisted nematic) mode and IPS (in-plane switching) mode, and typical methods using vertical alignment are used. Is a multi-domain vertical alignment (MVA) mode.
[0004]
The active matrix type liquid crystal display is mainly in the TN mode but has a narrow viewing angle characteristic. Therefore, currently, a technique called an IPS mode and an MVA mode is employed for a liquid crystal panel that exhibits a wide viewing angle characteristic comparable to that of a CRT, and is currently widely used for various applications.
[0005]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first control means for horizontal alignment.
[0006]
Currently, a horizontal alignment control means widely employed is to perform a rubbing process on a horizontal alignment control film (hereinafter simply referred to as a horizontal alignment film). As shown in FIG. 1, rubbing treatment is rubbing the surface of an alignment control film (hereinafter simply referred to as an alignment film) in one direction with a cloth such as nylon or rayon, and liquid crystal molecules are aligned in the rubbing direction. To do. The rubbing treatment has problems such as dust and dust coming out of the cloth adhering to the substrate surface, and rubbing unevenness, and display defects tend to occur. Further, in order to realize multi-domain, a plurality of regions subjected to rubbing processing in different directions must be mixed in a pixel, which requires a very complicated process and is difficult in practical use.
[0007]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the second control means for horizontal orientation.
[0008]
As a means for controlling horizontal alignment instead of rubbing, there is light irradiation. As shown in FIG. 2, the alignment is controlled by irradiating the surface of the horizontal alignment film with polarized or non-polarized ultraviolet light from one direction. Since this method is non-contact, it is expected to improve the productivity as compared with the rubbing treatment, but at present, it does not reach a practically sufficient level in terms of uniformity of alignment and stability.
[0009]
In the IPS mode, liquid crystal molecules are switched in a horizontal plane by a comb-shaped electrode. However, the comb-shaped electrode significantly reduces the aperture ratio, so that a strong backlight is required. In the MVA mode, the liquid crystal is aligned approximately perpendicularly to the substrate, and the alignment of liquid crystal molecules is defined by a protrusion or a slit provided in a transparent electrode (ITO).
[0010]
On the other hand, a vertical alignment control film (hereinafter simply referred to as a vertical alignment film) is used for controlling the vertical alignment. Only the vertical alignment film cannot control the direction in which the liquid crystal molecules tilt when a voltage is applied. Like the horizontal alignment, the tilt direction can be controlled by rubbing or light irradiation, but it is not practical for the same reason as the horizontal alignment.
[0011]
3A and 3B are explanatory diagrams of the MVA mode of vertical alignment, where FIG. 3A is a diagram showing a voltage off state between electrodes, and FIG. 3B is a diagram showing a voltage on state between electrodes.
[0012]
In the MVA mode liquid crystal panel using the vertical alignment, as shown in FIG. 3, the direction in which the liquid crystal molecules tilt when a voltage is applied is controlled by protrusions and depressions formed on the substrate surface, or slits provided on the electrodes. Yes. In this case, multi-domain can be realized by devising the pattern of protrusions and slits.
[0013]
In the MVA mode liquid crystal panel, liquid crystal molecules in the vicinity of the protrusions and slits start to tilt when voltage is applied, and the behavior propagates to other liquid crystal molecules. Therefore, in order to increase the response to voltage, it is desirable to form protrusions and slits densely. However, since the transmittance of the protrusions and slits is reduced, the transmittance decreases as the density increases. That is, it is difficult to achieve both high transmittance and high-speed response. Further, in order to form the protrusions and slits, a process using photolithography is necessary, and the process becomes complicated.
[0014]
Although the decrease in the actual aperture ratio due to the projections and slits in the MVA mode is not as high as that in the IPS mode comb electrode, the light transmittance of the liquid crystal panel is lower than that in the TN mode. Therefore, in order to employ it in a notebook computer that requires low power consumption, an improvement in transmittance is desired.
[0015]
The current MVA mode has a low viewing angle because the banks and ITO slits are arranged in a complicated manner so that the liquid crystal molecules tilt in four directions when a voltage is applied to widen the viewing angle. If this is simplified and the bank or ITO slit gap is widened, the light transmittance can be increased. However, if the gap between the bank or the ITO slit is very wide, it takes time to propagate the tilt of the liquid crystal molecules, so that the panel response is very slow when a voltage is applied.
[0016]
Therefore, the structure as shown in FIG. 4 was considered in which the bank was abandoned and the liquid crystal molecules fell in four directions when a voltage was applied. In the structure shown in FIG. 4, the liquid crystal molecules fall in parallel to the ITO slit, but the direction of the fall is determined by the electric field at the ITO end and propagates in the direction of the fall toward the center of the pixel.
[0017]
In consideration of this, a technique was introduced in which liquid crystal containing a polymerizable monomer was injected, the monomer was polymerized in a state where a voltage was applied, and the direction in which the liquid crystal molecules fell was stored (according to the applicant of the present application). (See Patent Application No. 2002-136128).
[0018]
FIG. 4 is a diagram showing a pixel electrode structure having a fine slit.
[0019]
In this technique, a pixel structure having a fine slit as shown in FIG. 4 is applied in order to define the alignment direction of the liquid crystal. When a voltage was applied, the liquid crystal molecules fell down and stabilized in four directions a, b, c, and d shown in FIG. 4 parallel to the fine slits, and alignment division could be realized.
[0020]
[Patent Document 1]
JP-A-9-281472
It does not disclose a technique for regulating the alignment of liquid crystal molecules.
[0021]
[Patent Document 2]
JP 2001-264784 A (refer to the specification and claims 25 to 27).
[0022]
A technique for performing a polymerization process of a liquid crystal composition containing a monomer and / or an oligomer while irradiating with light is disclosed.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
When applying the pixel as shown in FIG. 4 disclosed in the patent application No. 2002-136128 proposed by the applicant of the present application, although a higher transmittance than that of the MVA can be realized, the fine slit width greatly affects the optical characteristics. Variations in the optical characteristics among the liquid crystal panels are increased. In addition, since there is no electrode in the slit portion, the electric field applied to the liquid crystal molecules is weak, and the driving voltage becomes high, so that the power consumption increases.
[0024]
The electrodes are made by photolithography. However, if a mask having the same size as that of the liquid crystal panel is used, the cost increases. Therefore, the exposure is performed a plurality of times while shifting the position of the small mask. Therefore, a subtle difference in each exposure affects the optical characteristics, the pixel electrodes are finished somewhat unevenly, and a tile-like pattern appears faintly on the liquid crystal panel. Further, since the faint film thickness distribution of the resist material used in photolithography affects the finished dimensions of the electrodes, subtle unevenness occurs when halftone display on the entire surface of the liquid crystal panel is performed.
[0025]
As described above, it is difficult for the conventional alignment control means to simultaneously achieve alignment stability, uniformity, high transmittance, high-speed response, and wide viewing angle.
[0026]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal panel comprising a liquid crystal panel manufactured by a novel alignment control means that is excellent in alignment stability and uniformity, and that can simultaneously achieve high transmittance, high-speed response, and a wide viewing angle. It is to provide a display device.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention that achieves the above object is to provide a substrate having two electrodes with an alignment film formed on the surface, with the alignment film side facing each other, and providing a gap between the opposing substrates. A liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of the electrodes are aligned is provided on one of the substrates, and both the pixel electrodes and the electrodes facing the same are provided. In the method of manufacturing a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between the electrodes, the liquid crystal panel encapsulates a liquid crystal composition containing a polymerizable monomer; And a step of polymerizing the monomer by irradiating light from a direction inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface.
[0028]
In the liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention that achieves the above object, two substrates having electrodes with alignment films formed on the surface are opposed to the alignment film side, and a gap is formed between the opposed substrates. A plurality of pixels comprising a substantially rectangular electrode on one of the substrates, the liquid crystal containing a polymerizable monomer having a negative dielectric anisotropy and being polymerizable in the gap; In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling a voltage applied between the pixel electrode and an electrode opposite to the pixel electrode. Is characterized in that the monomer is polymerized by irradiating light, and the director of the liquid crystal molecules in the domain is oriented in a direction where the first tilt angle θ1 with respect to the pixel electrode is less than 90 °. To do.
[0029]
In the liquid crystal display device, each of the pixels is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially on the surface from the center point of the surface of the pixel electrode, and the liquid crystal molecules in the domain The director has an azimuth angle φ on the surface that is different between adjacent domains, is substantially oriented in a direction centering on the center point of the surface of the pixel electrode, and a boundary area that occupies the boundary between adjacent domains and the vicinity thereof A director of a certain liquid crystal molecule faces a direction of a second tilt angle θ2 different from the first tilt angle θ1.
[0030]
In the liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention that achieves the above object, the two substrates having the electrodes with the alignment film formed on the surface are opposed to the alignment film side, and a gap is formed between the opposing substrates. A liquid crystal panel in which a plurality of pixels composed of substantially rectangular electrodes are aligned on one of the substrates, and a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed in the gap. A liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling a voltage applied between the pixel electrode and an electrode facing the pixel electrode. An insulating material that is encapsulated in a liquid crystal composition and is irradiated with light in a state in which a voltage is applied between the electrodes to polymerize the monomer, and is aligned in parallel on the surface of the pixel electrode. It is equipped with a plurality of bank-like structures made and the front The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode, and the bank-like structure is aligned with the bank-like structure for each domain. The directions are different, and when a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal corresponding to the pixels are inclined in a direction substantially parallel to the bank-like structure. .
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the case where the alignment film is a vertical alignment film will be described.
[0032]
FIG. 5 is a diagram showing a method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules using an electrode with a vertical alignment film. FIG. 5A shows the state of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer. (B) is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule when a voltage is applied to a liquid-crystal layer.
[0033]
As shown in FIG. 5A, in a liquid crystal panel in which a liquid crystal composition containing a monomer polymerizable by light and having a negative dielectric anisotropy is sealed between substrates on which a vertical alignment film is formed. The monomer is polymerized by irradiating light from a direction inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface (the inclination angle with respect to the normal is α). The vertical alignment film is not subjected to an alignment control process such as a rubbing process. At this time, it is desirable that no voltage is applied to the liquid crystal layer, that is, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface.
[0034]
When a voltage is applied to the liquid crystal layer in the liquid crystal panel manufactured by the process as described above, the liquid crystal molecules are inclined in the direction of light irradiation as shown in FIG. can get. That is, it is possible to control the tilt direction of the liquid crystal molecules even though the alignment control process is not performed on the vertical alignment film.
[0035]
Next, the case where the alignment film is a horizontal alignment film will be briefly described.
[0036]
FIG. 6 is a diagram showing a method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules using an electrode with a horizontal alignment film. FIG. 6A shows the state of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer. (B) is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule when a voltage is applied to a liquid-crystal layer.
[0037]
As shown in FIG. 6A, in a liquid crystal panel in which a liquid crystal composition containing a monomer polymerizable by light and having a positive dielectric anisotropy is sealed between substrates on which a horizontal alignment film is formed. The monomer is polymerized by irradiating light from a direction inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface (the inclination angle with respect to the normal is α). The horizontal alignment film is subjected to an alignment control process such as a rubbing process. At this time, it is desirable that no voltage is applied to the liquid crystal layer, that is, the liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally with respect to the substrate surface.
[0038]
In the liquid crystal panel manufactured by the above-described process, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, as shown in FIG. 6B, the liquid crystal molecules are tilted in the direction of light irradiation, and uniform monodomain alignment is achieved. can get. That is, it is possible to control the tilt direction of the liquid crystal molecules.
[0039]
Hereinafter, in the embodiment of the present invention, only the case where the alignment film is a vertical alignment film will be described for convenience.
[0040]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the light irradiation angle with respect to the normal line of the liquid crystal panel surface and the tilt angle of the liquid crystal molecules. The liquid crystal panel was manufactured by changing the light irradiation angle α with respect to the normal line of the liquid crystal panel surface shown in FIGS. 5 and 6, and the tilt angle φ of the liquid crystal molecules in a state where no voltage was applied in the manufactured liquid crystal panel was examined. The results are shown in FIG. The tilt angle φ is an angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate surface. In the case of complete vertical alignment, the tilt angle is 90 °.
[0041]
By irradiating the liquid crystal panel surface with light obliquely, the liquid crystal molecules are slightly tilted in the light irradiation direction, and the tilt angle φ of the liquid crystal molecules becomes smaller than 90 °. This defines the tilt direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied. The greater the tilt angle α, the smaller the tilt angle φ, that is, the liquid crystal molecules are tilted more with respect to the vertical.
[0042]
FIG. 8 is a diagram showing another method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules. According to this method, the tilt angle can be controlled in a wider range. In this method, as shown in FIG. 8, in the step of polymerizing the monomer by irradiating the liquid crystal panel with light, the voltage α is not applied to the liquid crystal layer, but the angle α with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface. After irradiating light from a tilted direction, it is possible to control the tilt angle over a wider range by irradiating light in a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer, for example, from the normal direction of the liquid crystal panel surface. .
[0043]
First, the direction in which the liquid crystal molecules should be tilted is defined by irradiating light from a direction inclined by an angle α with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer. Thereafter, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are tilted in a direction defined by oblique irradiation. By further irradiating light in that state, for example, from the normal direction of the liquid crystal panel surface, the polymerization of the monomer proceeds while the liquid crystal molecules are tilted, so the tilt angle is further reduced, that is, the tilt angle from the vertical is further increased. Can be bigger. The tilt angle can be controlled by changing the monomer concentration, the initial oblique irradiation conditions, the subsequent voltage application conditions, the irradiation conditions at that time, and the like.
[0044]
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing a multi-domain liquid crystal panel. As shown in FIG. 9, in the display area of the liquid crystal panel, that is, in the area corresponding to the pixel electrode, the liquid crystal panel has at least two domains by mixing a plurality of areas with different directions in which the liquid crystal is irradiated with light. A multi-domain liquid crystal panel can be realized.
[0045]
As a specific example of the method for manufacturing the liquid crystal panel, FIG. 9A shows an example in which light is irradiated through an optical layer having a plurality of inclined surfaces, and FIG. 9C shows an example in which light is irradiated a plurality of times from different directions using a mask provided with a light shielding layer. FIG. 9C shows a mask using a mask partially provided with a light shielding layer. An example is shown in which light is irradiated obliquely through the panel, and then the entire panel surface is irradiated with light from different directions.
[0046]
It was found that once the tilt direction of the liquid crystal molecules was defined by oblique irradiation, the initially defined tilt orientation was maintained even when light was irradiated from a different direction. A specific example of the method for manufacturing the liquid crystal panel shown in FIG. 9C utilizes this property.
[0047]
Further, it is also possible to realize multi-domain by combining domain regulation means such as protrusions, depressions formed on the substrate surface, or slits provided on the electrodes with the present invention.
[0048]
According to the present invention, it is not necessary to perform any alignment control processing on the alignment film formed on the substrate, it is not necessary to provide domain control means such as protrusions and electrode slits, and the process after assembling the liquid crystal panel. The alignment of the liquid crystal can be controlled. Therefore, the present invention has a simple manufacturing process and very excellent orientation controllability.
[0049]
In addition, according to the present invention, since it is easy to control the tilt angle of liquid crystal molecules and to make it multi-domain, it is possible to easily realize a high transmittance, a high-speed response, and a wide viewing angle.
[0050]
Further, according to the present invention, stable and uniform alignment can be realized regardless of the shape and unevenness of the liquid crystal interface. For example, it is possible to easily realize excellent orientation even when unevenness is formed on the surface like a reflective electrode of a reflective panel.
[0051]
FIG. 10 is a plan view showing the structure of one substrate of the liquid crystal panel according to the present invention. FIG. 10 shows a configuration of a liquid crystal panel corresponding to three pixels separated by gate bus lines. The substrate of this liquid crystal panel is formed with gate bus lines and data bus lines arranged in a matrix, and the gate bus lines and data bus lines are connected to pixel electrodes via TFT (Thin Film Transistor) elements. A Cs electrode is formed at the center of the pixel electrode. On the other substrate, a color filter and a common electrode are formed over the entire display area.
[0052]
A vertical alignment film is formed on both substrates. Both substrates are bonded to each other through a spacer, and a liquid crystal composition in which diacrylate is mixed at a concentration of 0.3 wt% in a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed to produce a liquid crystal panel.
[0053]
Thereafter, a step of irradiating the liquid crystal panel with ultraviolet rays to polymerize diacrylate is performed, and polarizing plates (polarizing elements) are arranged on both sides of the liquid crystal panel so that the absorption axes are orthogonal to each other.
[0054]
Next, the process of irradiating the liquid crystal panel with ultraviolet rays will be described.
[0055]
As shown in FIG. 8, in the state where no voltage is applied to the liquid crystal layer, ultraviolet rays are emitted from the direction of α = 35 ° with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface at 1 J / cm. 2 After irradiation, UV is applied at 3 J / cm from the normal direction (α = 0 °) of the liquid crystal panel surface with a voltage of 20 V applied to the liquid crystal layer. 2 Irradiate. Thereby, a monodomain alignment with a tilt angle of 87 ° is obtained.
[0056]
FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for realizing a liquid crystal panel having two domains. (I) shows the first step and (II) shows the second step. As shown in FIG. 11, in this method, the liquid crystal is irradiated with ultraviolet rays in the order of steps I and II.
[0057]
Step I: Direction of 35 ° with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface with no voltage applied to the liquid crystal layer through a mask in which an opening is provided only in the region corresponding to the upper half of one pixel UV rays from 2J / cm 2 Irradiate.
[0058]
Step II: UV light is applied to the entire surface of the liquid crystal panel at an angle of 35 ° relative to the normal direction of the liquid crystal panel surface with no voltage applied to the liquid crystal layer and from the direction opposite to the irradiation direction in step I at 4 J / cm. 2 Irradiate.
[0059]
Thereby, a two-domain alignment with a tilt angle of 89 ° is obtained.
[0060]
FIG. 12 is an explanatory diagram of a method for realizing a liquid crystal panel having four domains, (I) shows the first step, (II) shows the second step, (III) shows the third step, (IV) is a diagram showing a fourth step. As shown in FIG. 12, in this method, the liquid crystal is irradiated with ultraviolet rays in the order of steps I, II, III, and IV.
[0061]
Step I to Step IV: With respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer through a mask in which an opening is provided only in a region corresponding to ¼ of one pixel. 1J / cm from 35 ° 2 Irradiate.
[0062]
As shown in the drawing, the irradiation directions of the ultraviolet rays are different from each other in the steps I to IV, and the irradiation directions are set to the azimuth angle φ on the liquid crystal panel surface in the order of the steps I, II, III, and IV. The rotation direction is about 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees counterclockwise with respect to the line.
[0063]
After that, UV is applied to the entire surface of the liquid crystal panel from the normal direction of the liquid crystal panel surface with a voltage of 20V applied to the liquid crystal layer. 2 Irradiate. Thereby, a 4-domain alignment with a tilt angle of 87 ° is obtained.
[0064]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device composed of a liquid crystal panel that is excellent in alignment controllability of liquid crystal molecules and can simultaneously realize high transmittance, high-speed response, and a wide viewing angle. Become.
[0065]
Next, a liquid crystal panel divided into four domains for each pixel according to the present invention will be described in detail below.
[0066]
FIG. 13 is a diagram illustrating a state of liquid crystal molecules in a portion corresponding to one pixel of the liquid crystal panel divided into four domains. As shown in FIG. 13, the pixel is divided into four domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point O of the surface of the pixel electrode, and a director of liquid crystal molecules in each domain. The azimuth angle φ with respect to the gate bus line on the surface differs by 90 ° between adjacent domains, and is substantially in the direction of centripetal centering on the surface of the pixel electrode.
[0067]
The directors of the liquid crystal molecules in the boundary between adjacent domains and in the boundary occupying the vicinity thereof are oriented in a direction of a second tilt angle (θ2: not shown) different from the first tilt angle (θ1: not shown). .
[0068]
In the rectangular pixel electrode as shown in FIG. 13 in which the fine slit as shown in FIG. 4 is not provided, the present invention has an inclination angle with respect to the substrate of liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate within one pixel electrode after normal monomer polymerization. There are multiple, here four.
[0069]
Next, the movement of the liquid crystal molecules shown in FIG. 13 will be described. In a vertically aligned liquid crystal panel using a liquid crystal having a negative dielectric constant, liquid crystal molecules fall from vertical to horizontal when a voltage is applied between the electrodes.
[0070]
FIG. 14 is a diagram showing the orientation of liquid crystal molecules on each side around the pixel electrode. In the case of the pixel as shown in FIG. 14, the azimuth angle direction in which the liquid crystal molecules are tilted is approximately perpendicular to the side of the pixel electrode immediately after voltage application. As a result, the azimuth angle direction in which the liquid crystal molecules inside the pixel electrode fall also falls substantially perpendicular to the pixel electrode.
[0071]
Eventually, the liquid crystal molecules falling from each side collide with each other inside the pixel electrode, and the liquid crystal molecules can be balanced. As a result, it tilts in the 45 ° direction with respect to the pixel electrode side, and finally the orientation is divided into four in the oblique 45 ° direction as shown in FIG. When light, for example, ultraviolet rays is irradiated in this state, the alignment direction of the liquid crystal is fixed by the polymerized polymer, and light is transmitted when a polarizing plate having a polarization axis parallel to the bus line is attached to the liquid crystal panel.
[0072]
However, as shown in FIG. 13, the pixel electrode end and the central portion were not oriented in the 45 ° direction, and the overall transmittance was reduced. For this reason, the orientation control may be performed by introducing a fine slit as shown in FIG. 4 proposed in the patent application No. 2002-136128 (prior invention of the present applicant) by the applicant of the present invention. Therefore, it has been desired to make the pixel electrode structure as simple as possible.
[0073]
Therefore, without providing the fine slits as shown in FIG. 4, a means for giving the liquid crystal molecules the orientation to obtain the maximum transmittance by partially changing the tilt angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate was taken. The present invention.
[0074]
This means will be described in detail in the following examples. In all of the following examples, a vertical alignment film is used, the liquid crystal has a negative dielectric anisotropy, and the polarizing plate is attached to both sides of the liquid crystal panel in a crossed Nicols state. The direction is parallel to the bus line. The panel size is 15 inches and the resolution is XGA.
[0075]
Below, the 1st-6th Example which concerns on the 1st structure of this invention is demonstrated in detail.
[0076]
First, the first embodiment will be described.
[0077]
FIG. 15 is a diagram showing a first embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 15, this liquid crystal panel has a data bus line and a gate bus line intersecting substantially vertically on one substrate, and has a substantially rectangular transparent pixel electrode between both bus lines. A region corresponding to a cross that intersects the center point of the surface of the pixel electrode is divided into four domains. Hereinafter, these four domains are referred to as region A, and the boundary region is referred to as region B. As shown in FIG. 15, the angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate in a cross shape is substantially vertical, and the other portions are inclined at 88 °. This was realized as follows.
[0078]
Using a cross mask as shown in FIG. 15, first, ultraviolet rays are irradiated in a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer. As a result, the portion through which the ultraviolet rays are transmitted becomes stable with the liquid crystal molecules tilted. Further, when the mask is removed and ultraviolet rays are applied without applying a voltage, the liquid crystal molecules in the periphery of the pixel are stably aligned in a state substantially perpendicular to the substrate. These irradiations are performed from the normal direction of the substrate surface.
[0079]
In the region (domain) A where the ultraviolet rays are first irradiated, the liquid crystal molecules are inclined in the direction of 45 degrees with respect to the bus line. The orientation of the liquid crystal molecules is defined by the first exposure, and the orientation is maintained even by the second exposure. In the region (boundary region) B that is exposed to ultraviolet rays for the first time in the second exposure, the alignment is defined with the liquid crystal molecules approximately vertical. When the liquid crystal is driven after the panel is completed, the liquid crystal molecules in the region A are tilted in the 45 ° direction with respect to the bus line, and the liquid crystal molecules in the region B are affected by this, and the liquid crystal molecules in the region A fall down. As a result, it tilts at 45 ° to the bus line. Compared with the case where a voltage is applied before ultraviolet irradiation (FIG. 13), the region inclined in the 45 ° direction becomes wider, and high transmittance can be realized. In addition, since there are four inclination directions within one pixel, a phenomenon of darkening in a cross shape occurs at the boundary. That is, no light is transmitted near the cross.
[0080]
In addition, when irradiating ultraviolet rays for the second time, only the region B may be irradiated. Alternatively, only the region B may be irradiated with ultraviolet light without applying a voltage between the electrodes in the first irradiation, and only the region A may be irradiated with a voltage applied between the electrodes with the second irradiation. Note that the region B is a region to be exposed without applying a voltage to the liquid crystal layer.
[0081]
Next, a second embodiment will be described.
[0082]
FIG. 16 is a diagram showing a second embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 16, the angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate on the cross on the pixel electrode and in the vicinity of the long side (data bus line) of the pixel is substantially perpendicular to the substrate, and the other part is 88 ° with respect to the substrate. Tilted. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.
[0083]
The liquid crystal molecules in the vicinity of the long side of the pixel do not tilt in the 45 ° direction with respect to the bus line. Therefore, the orientation of liquid crystal molecules in the vicinity of the long side of the pixel is defined in a direction substantially perpendicular to the substrate. When the liquid crystal is driven after the panel is completed, the liquid crystal molecules in the region A are inclined at 45 ° with respect to the bus line, and the liquid crystal molecules in the region B are affected by this, and the liquid crystal molecules in the region A fall down. As a result, it tilts in the direction of 45 ° to the bus line. Compared to when the voltage is applied in the first embodiment (FIG. 15), the region inclined in the 45 ° direction becomes wider, and the transmittance can be improved. Note that the region B is a region to be exposed without applying a voltage to the liquid crystal layer.
[0084]
Next, a third embodiment will be described.
[0085]
FIG. 17 is a diagram showing a third embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 17, the angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate with respect to the substrate in the square-shaped region on the pixel electrode was inclined substantially vertically, and the other portions were inclined at 88 °. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.
[0086]
Although the third embodiment is different from the second embodiment in that the vicinity of the pixel electrode is also masked in addition to the cross, the reason for masking the vicinity of the pixel electrode is described below. Liquid crystal molecules in the vicinity of the pixel electrode do not tilt in the 45 ° direction with respect to the bus line. Therefore, the orientation of liquid crystal molecules in the vicinity of the periphery of the pixel electrode is defined in a direction substantially perpendicular to the substrate. Further, the liquid crystal molecules near the corner of the pixel electrode are inclined in the 45 ° direction with respect to the bus line. Therefore, the liquid crystal molecules in the vicinity of the corners of the pixel electrode are exposed in a state where a voltage is applied, and the orientation direction is defined. When the liquid crystal is driven after the panel is completed, the liquid crystal molecules in the region A are inclined at 45 ° with respect to the bus line, and the liquid crystal molecules in the region B are affected by this, and the liquid crystal molecules in the region A fall down. As a result, it tilts in the direction of 45 ° to the bus line.
[0087]
Compared to when a voltage is applied in the second embodiment (FIG. 16), in the second embodiment, the region inclined in the 45 ° direction becomes wider and the transmittance can be further improved. Note that the region B is a region to be exposed without applying a voltage to the liquid crystal layer.
[0088]
Next, a fourth embodiment will be described.
[0089]
FIG. 18 is a diagram showing a fourth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 18, the angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate with respect to the substrate in the shape of a square shape on the pixel electrode except for the four corners was substantially vertical, and the other portions were inclined at 88 °. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.
[0090]
Liquid crystal molecules in the vicinity of the corners of the pixel electrode are inclined in a 45 ° direction with respect to the bus line. Therefore, the liquid crystal molecules in the vicinity of the corners of the pixel electrode are exposed with a voltage applied to define the alignment direction. The other orientation directions are the same as those in the third embodiment. In this way, the four corners of the square shape on the pixel electrode are surely tilted to 45 °, so there is no need to mask here. When the liquid crystal is driven after the panel is completed, the liquid crystal molecules in the region A are inclined in the 45 ° direction with respect to the bus line, and the liquid crystal molecules in the region B are also inclined in the 45 ° direction with respect to the bus line. Compared to when a voltage is applied in the third embodiment (FIG. 17), the region inclined in the 45 ° direction becomes wider, and the transmittance can be further improved. Note that the region B is a region to be exposed without applying a voltage to the liquid crystal layer.
[0091]
Next, a fifth embodiment will be described.
[0092]
FIG. 19 is a view showing a fifth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 19, the pixel electrode is provided with a groove in the direction of 45 ° with respect to the bus line in the liquid crystal panel cross-sectional direction. This is realized by patterning the insulating layer between the metal layer and the transparent electrode (pixel electrode). As shown in FIG. 19, the pixel electrode itself has fine irregularities, and the liquid crystal molecules fall along the irregularities.
[0093]
Since the distance between the protrusions is narrow, when the liquid crystal molecules fall in a direction approximately perpendicular to the groove, the liquid crystal molecules collide with the liquid crystal molecules that have fallen due to the influence of the adjacent grooves, and finally the liquid crystal molecules fall in a direction parallel to the protrusions.
[0094]
Next, a sixth embodiment will be described.
[0095]
FIG. 20 is a diagram showing a sixth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. As shown in FIG. 20, a spacer (also called a bead) that keeps the gap between the two substrates was disposed only on the TFT. Compared with a liquid crystal panel having a spacer on the pixel electrode, the alignment disorder can be suppressed. Spacers are placed at the four corners of each pixel electrode or at the four corners of a plurality of pixels. Due to the arrangement of the spacers, no spacers are provided in the display area of the pixels, so that the spacers do not affect the alignment of the liquid crystal molecules, and therefore the spacers do not affect the photochemical characteristics of the liquid crystals.
[0096]
As described above, according to the first configuration of the present invention, the liquid crystal panel in which the monomer is mixed is irradiated with light in a state where the vicinity of the cross of the pixel electrode and the region B near the bus line and the gate line are masked. Thus, the liquid crystal molecules can stand vertically in the vicinity of the electrode surface in the vicinity, and the orientation is defined in a predetermined direction in the non-masked region A of the pixel electrode, so that the liquid crystal is driven after the liquid crystal panel is completed. Then, the liquid crystal molecules in the region A are tilted in a predetermined direction with respect to the bus line, and the liquid crystal molecules in the region B are also tilted in the same direction in response to the tilt of the liquid crystal molecules in the region A. To come.
[0097]
Below, the 2nd structure of this invention is demonstrated.
[0098]
The second configuration of the present invention is a substitute for a fine electrode in place of the liquid crystal alignment control using the slit-shaped electrode as shown in FIG. 4 proposed in the above-mentioned prior application of the present applicant. As a means, the following structure is provided. As shown in FIG. 21 (first embodiment), a fine bank-like structure is provided, or a bank-like unevenness is provided on the transparent electrode itself (not shown) to control the orientation direction. Alternatively, as shown in FIGS. 22 and 23 (second and third embodiments), a transparent electrode is provided on a fine bank-like structure, and the transparent electrode is uneven. Or as shown in FIG. 24 (4th Example), a bank is provided in the opposing side and 4 division | segmentation is implement | achieved.
[0099]
The movement of the liquid crystal molecules in the second configuration of the present invention will be described below.
[0100]
In a vertically aligned liquid crystal panel using a liquid crystal having a negative dielectric constant, liquid crystal molecules are tilted when a voltage is applied between the electrodes. In FIG. 4, the liquid crystal molecules are tilted in a direction parallel to the fine electrodes. However, in the case of the pixel as shown in FIG. 4, the width of the fine electrode changes due to a slight process variation. As a result, the electric field changes and the optical characteristics of the panel change. In order to solve this problem, it is necessary to build in the panel a structure that determines the orientation direction without using fine electrodes.
[0101]
As shown in FIG. 21, when a fine bank is arranged on the electrode, the liquid crystal molecules are inclined in a direction perpendicular to the bank, but the distance between the adjacent banks is small and the liquid crystal molecules collide with each other. Eventually, the liquid crystal molecules tilt in a direction parallel to the bank. Since the bank mainly determines the direction in which the liquid crystal molecules fall, even if the width of the bank changes, the effect on the optical characteristics is small compared to when the width of the electrode in FIG. 4 changes.
[0102]
Similarly, although not shown, when the transparent electrode itself is provided with bank-like irregularities, the liquid crystal molecules fall in a direction parallel to the bank-like irregularities, but the bank mainly determines the direction in which the liquid crystal molecules fall. In addition, since the orientation state is determined by the electric field, even if the width of the bank changes, the influence on the optical characteristics is small compared to when the width of the electrode shown in FIG. In addition, in order to provide bank-like unevenness on the transparent electrode itself, there is a manufacturing method such as arranging a fine bank on a substrate and forming a transparent electrode thereon.
[0103]
Furthermore, as shown in FIGS. 22 and 23, when a fine bank is arranged on a substrate and a transparent electrode is provided thereon, electric lines of force penetrate the surface of the bank vertically, so that a voltage is applied between the substrates. At the moment, the direction in which the liquid crystal molecules fall is undefined. For this reason, liquid crystal molecules that are tilted in the opposite direction are also generated and stabilized, and the assumed alignment may not be obtained. Therefore, by providing an insulating layer on the transparent electrode, if the electric lines of force are not perpendicular to the bank surface and enter the liquid crystal at a certain angle, the direction in which the liquid crystal molecules fall is uniquely determined, and the assumed orientation Can be obtained.
[0104]
Furthermore, as shown in FIG. 24, even when a bank is provided on the opposite side, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted by the bank without using fine electrodes, that is, the orientation can be regulated.
[0105]
Hereinafter, first to fourth embodiments according to the second configuration of the present invention will be described in detail. Note that all examples use a vertical alignment film, the liquid crystal has negative dielectric anisotropy, and the polarizing plate is attached to both sides of the liquid crystal panel with loss nicol, so normally black, and the polarizing axis of the polarizing plate is on the bus line. It is parallel to the direction. It is an active matrix type with a panel size of 15 inches and a resolution of XGA.
[0106]
First, a liquid crystal panel in which the alignment of liquid crystal is regulated by the method of the prior invention of the present applicant will be described.
[0107]
A panel in which a transparent electrode having a structure having a fine slit as shown in FIG. 4 was provided on the substrate on the side having the TFT element was produced. As the liquid crystal, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used. After injecting the liquid crystal, ultraviolet rays were applied while applying a voltage between the substrates to define the alignment direction of the liquid crystal.
[0108]
This panel had a contrast of 700 and a response speed of 15 ms rise and 10 ms fall.
[0109]
In this panel, since the electro-optical characteristics differ for each exposure at the time of electrode formation, a tile-like pattern was seen when halftone display was performed on the entire surface. In addition, unevenness was observed when halftone display was performed on the entire surface.
[0110]
Next, a first embodiment will be described.
[0111]
FIG. 21 is a view showing the liquid crystal panel of the first embodiment according to the second configuration of the present invention, (A) is a plan view of the transparent electrode on the side where the TFT element is present, and (B) is (A). It is sectional drawing of the liquid crystal panel cut | disconnected by the L1-L2 line in FIG.
[0112]
As shown in FIG. 21, a panel in which a fine bank-like structure was provided on the transparent electrode 1 on the side where the TFT element was provided was produced. As the liquid crystal 2, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used.
[0113]
After injecting the liquid crystal, ultraviolet rays were applied while applying a voltage between the transparent electrode 1 of the glass substrate (substrate) 3 and the transparent electrode 1 ′ of the glass substrate (substrate) 4 to define the alignment direction of the liquid crystal 2.
[0114]
In this liquid crystal panel, the alignment can be regulated by tilting the liquid crystal molecules in parallel with the bank near the bank 5 without providing a fine slit. An alignment film 6 is provided on the outermost surface of the substrate (the surface in contact with the liquid crystal) including the bank 5. As a result, when halftone display was performed on the entire surface, a tile-like pattern (pattern) generated in the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 was not seen. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed. An alignment film 6 ′ is also provided on the transparent electrode 1 ′.
[0115]
Similarly, a panel in which a fine bank-like structure as shown in FIG. 21 was provided on the counter substrate instead of on the transparent electrode on the side where the TFT element was provided was produced. The transparent electrode on the TFT substrate side was left in a rectangular shape without slits. The bank-like structure was arranged so as to protrude 4 microns from the transparent electrode on the opposite TFT substrate side. Even in this panel, even when halftone display was performed on the entire surface, a tile-like pattern like a liquid crystal panel was not visible.
[0116]
Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0117]
Next, a second embodiment will be described.
[0118]
FIG. 22 is a view showing a liquid crystal panel of a second embodiment according to the second configuration of the present invention, (A) is a plan view of the transparent electrode on the side where the TFT element is present, and (B) is (A). It is sectional drawing of the liquid crystal panel cut | disconnected by the L1-L2 line in FIG.
[0119]
As shown in FIG. 22, a fine bank-like structure was provided on the substrate on the side where the TFT element is provided, and a panel provided with a transparent electrode thereon was produced. As the liquid crystal, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used.
[0120]
When a voltage was applied between the substrates after liquid crystal injection, it took several tens of seconds to several minutes to determine the orientation direction. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated to define the alignment direction of the liquid crystal.
[0121]
In this panel, as in the first embodiment, the alignment can be regulated by tilting the liquid crystal molecules in parallel with the bank in the vicinity of the bank without providing a fine slit. As a result, a tile-like pattern as generated in the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 was not seen. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0122]
Similarly, a fine bank-like structure as shown in FIG. 22 was provided on the counter substrate instead of the substrate on the side where the TFT element was provided, and a panel provided with a transparent electrode thereon was produced. The transparent electrode on the TFT substrate side was left in a rectangular shape without slits. The bank-like structure was arranged so as to protrude 4 microns from the transparent electrode on the opposite TFT substrate side. Also in this panel, halftone display was performed on the entire surface, and a tile-like pattern as generated in the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 was not seen. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0123]
Next, a third embodiment will be described.
[0124]
FIG. 23 is a diagram showing a liquid crystal panel of a third embodiment according to the second configuration of the present invention, (A) is a plan view of the transparent electrode on the side where the TFT element is present, and (B) is (A). It is sectional drawing of the liquid crystal panel cut | disconnected by the L1-L2 line in FIG.
[0125]
As shown in FIG. 23, a fine bank-like structure is provided on the substrate on the side where the TFT element is provided, a transparent electrode is provided thereon, and a planarization layer is provided by planarizing the transparent electrode with an insulating material. A panel was produced. As the liquid crystal, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used. The direction of the electric lines of force entering the liquid crystal layer by this flattening layer enters the liquid crystal layer at an angle where the electric lines of force are not perpendicular to the bank surface as compared with the second embodiment, so that a voltage was applied between the electrodes. Sometimes the direction in which the liquid crystal molecules fall is determined, and the liquid crystal molecules fall with good responsiveness.
[0126]
When a voltage was applied between the substrates after liquid crystal injection, it took several seconds to 10 seconds to determine the alignment direction. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated to define the alignment direction of the liquid crystal.
[0127]
In this panel, a tile-like pattern like the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 was not seen. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0128]
Similarly, as shown in FIG. 23, a fine bank-like structure is provided on the counter substrate instead of the substrate on the side of the TFT element, a transparent electrode is provided thereon, and the transparent electrode is flattened with an insulating material. A panel was made. The transparent electrode on the TFT substrate side was left in a rectangular shape without slits. The bank-like structure was arranged so as to protrude 4 microns from the transparent electrode on the opposite TFT substrate side. As the liquid crystal, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used.
[0129]
In this panel, as in the first and second embodiments, the alignment can be regulated by tilting the liquid crystal molecules in parallel with the bank in the vicinity of the bank without providing a fine slit. As a result, when halftone display was performed on the entire surface, a tile-like pattern generated in the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 was not seen. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0130]
Next, a fourth embodiment will be described.
[0131]
FIG. 24 is a view showing a liquid crystal panel according to a fourth embodiment of the second configuration of the present invention, and FIG. 24A is a plan view of a transparent electrode on the side facing the side with the TFT element, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line L1-L2 in FIG.
[0132]
As shown in FIG. 24, a panel in which a bank-like structure was provided on a counter substrate was manufactured. As the liquid crystal, a material obtained by mixing 0.3 wt% of a diacrylate monomer with a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy was used.
[0133]
After injecting the liquid crystal, ultraviolet rays were applied while applying a voltage between the substrates to define the alignment direction of the liquid crystal.
[0134]
In this panel, as in the first, second, and third examples, a tile-like pattern generated in the liquid crystal panel provided with the fine slits shown in FIG. 4 could not be seen without providing the fine slits. Further, when halftone display was performed on the entire surface, no unevenness was observed.
[0135]
Further, the liquid crystal panel of the fourth embodiment has an advantage that it is easy to manufacture as compared with the first, second and third embodiments, but the transmittance is low because the shape of the bank is large.
[0136]
(Supplementary note 1) Two substrates having electrodes with alignment films formed on the surface are sealed with the alignment film side facing each other, a gap is provided between the opposed substrates, and liquid crystal is sealed in the gap. A liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of the electrodes are arranged on one of the substrates, and the liquid crystal panel is controlled by controlling a voltage applied between the pixel electrodes and the electrodes facing the pixel electrodes. In the manufacturing method of the liquid crystal display device that regulates the orientation of the liquid crystal molecules in the inside,
The liquid crystal panel is
Encapsulating a liquid crystal composition comprising a polymerizable monomer;
Irradiating light from a direction inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal panel surface to polymerize the monomer;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising:
[0137]
(Supplementary Note 2) The step of polymerizing the monomer includes a first step of polymerizing the monomer by irradiating the light without applying a voltage between the electrodes.
A method for manufacturing a liquid crystal display device according to appendix 1.
[0138]
(Supplementary Note 3) The step of polymerizing the monomer includes a second step of irradiating light with a voltage applied between the electrodes after the first step.
A manufacturing method of the liquid crystal display device according to attachment 2.
[0139]
(Supplementary Note 4) In the display area of the liquid crystal panel, the light is irradiated after selecting an area to be irradiated with light.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 3.
[0140]
(Additional remark 5) In the display area of the liquid crystal panel, a plurality of areas having different light irradiation directions are mixed.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 4.
[0141]
(Appendix 6) The light is ultraviolet light.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 5.
[0142]
(Appendix 7) The alignment film is a vertical alignment film.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 6.
[0143]
(Supplementary note 8) The liquid crystal composition sealed in the liquid crystal panel has negative dielectric anisotropy, and the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface in the first step,
In the liquid crystal panel, a first polarizing plate is disposed on one side, and a second polarizing plate having a light absorption axis orthogonal to the first polarizing plate is disposed on the other side.
A method for manufacturing a liquid crystal display device according to appendix 7.
[0144]
(Appendix 9) The alignment film is a horizontal alignment film.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 6.
[0145]
(Supplementary Note 10) The liquid crystal composition sealed in the liquid crystal panel has positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally with respect to the substrate surface in the first step,
In the liquid crystal panel, a first polarizing plate is disposed on one side, and a second polarizing plate having a light absorption axis orthogonal to the first polarizing plate is disposed on the other side.
A method for manufacturing a liquid crystal display device according to appendix 9.
[0146]
(Appendix 11) Two substrates having electrodes with alignment films formed thereon are sealed with the alignment film side facing each other, with a gap provided between the opposing substrates, and a negative dielectric constant different from the gap. A liquid crystal panel in which a liquid crystal containing a monomer having a directionality and a polymerizable property is encapsulated, and a plurality of pixels composed of the substantially rectangular electrodes are arranged on one of the substrates; In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between both electrodes with the electrode facing this,
The liquid crystal is irradiated with light to polymerize the monomer,
The director of the liquid crystal molecules in the domain is oriented in a direction where the first tilt angle θ1 with respect to the pixel electrode is less than 90 °.
A liquid crystal display device characterized by the above.
[0147]
(Supplementary note 12) Each of the pixels is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially on the surface from a center point of the surface of the pixel electrode,
The director of the liquid crystal molecules in the domain is different in the azimuth angle φ on the surface between adjacent domains, and is oriented in a direction substantially centering on the center point of the surface of the pixel electrode,
The liquid crystal display device according to appendix 11, wherein a director of liquid crystal molecules in a boundary region adjacent to the boundary of the adjacent domains and a boundary region occupying the vicinity thereof is directed to a second tilt angle θ2 different from the first tilt angle θ1.
[0148]
(Supplementary note 13) The liquid crystal display device according to supplementary note 12, wherein the second tilt angle θ2 of the boundary region is approximately 90 °.
[0149]
(Supplementary Note 14) On the one substrate, the data bus lines and the gate bus lines arranged in a matrix form intersect substantially vertically, and have a substantially rectangular transparent pixel electrode between the two bus lines. 14. The liquid crystal display device according to appendix 12 or 13, wherein the boundary region is in a region corresponding to a cross that intersects the center point of the surface of the pixel electrode.
[0150]
(Supplementary Note 15) On the one substrate, the data bus lines and the gate bus lines arranged in a matrix form intersect substantially vertically, and have a substantially rectangular transparent pixel electrode between the two bus lines. 14. The liquid crystal display device according to appendix 12 or 13, wherein a boundary region is in a region corresponding to a cross that intersects a center point on the surface of the pixel electrode and a region in the vicinity of the long side of the pixel electrode.
[0151]
(Supplementary Note 16) On the one substrate, the data bus lines and the gate bus lines arranged in a matrix form intersect substantially vertically, and have a substantially rectangular transparent pixel electrode between both bus lines. 14. The liquid crystal display device according to appendix 12 or 13, wherein the boundary area is in an area corresponding to a square shape on the surface of the pixel electrode.
[0152]
(Supplementary Note 17) On the one substrate, the data bus lines and the gate bus lines arranged in a matrix form intersect substantially vertically, and have a substantially rectangular transparent pixel electrode between both bus lines. 14. The liquid crystal display device according to appendix 12 or 13, wherein a boundary region is a region corresponding to a square shape on the surface of the pixel electrode and is a region excluding the four corners of the pixel electrode.
[0153]
(Supplementary Note 18) On one of the substrates, the data bus lines and the gate bus lines arranged in a matrix form intersect substantially vertically, and have a substantially rectangular transparent pixel electrode between both bus lines. 14. The liquid crystal display device according to appendix 12 or 13, wherein the electrode has a groove running in a direction of a predetermined angle with respect to the bus line.
[0154]
(Supplementary note 19) The liquid crystal display device according to supplementary note 18, wherein the predetermined angle is 45 degrees.
[0155]
(Supplementary note 20) In any one of supplementary notes 11 to 19, wherein a spacer for maintaining a gap between two substrates is only on the TFT connected to the data bus line, the gate bus line, and the transparent electrode. The liquid crystal display device described.
[0156]
(Supplementary Note 21) The monomer is polymerized by irradiating only the domain while applying a voltage between the electrodes, and then exposing the entire liquid crystal panel without applying a voltage between the electrodes. 20. The liquid crystal display device according to any one of appendices 11 to 19, which is polymerized.
[0157]
(Appendix 22) The monomer is polymerized by irradiating only the domain while applying a voltage between the electrodes, and then exposing the boundary region without applying a voltage between the electrodes. 20. The liquid crystal display device according to any one of appendices 11 to 19, which is polymerized.
[0158]
(Supplementary Note 23) The monomer is polymerized by irradiating light only to the boundary region without applying a voltage between the electrodes, and then exposing only the domain by applying a voltage between the electrodes. 20. The liquid crystal display device according to any one of appendices 11 to 19.
[0159]
(Supplementary note 24) The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 11 to 23, wherein the light is ultraviolet light.
[0160]
(Appendix 25) Two substrates having electrodes with alignment films formed thereon are sealed with the alignment film side facing each other, with a gap provided between the opposing substrates, and having a negative dielectric constant in the gap. And a liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of substantially rectangular electrodes are arranged on one of the substrates, and both the pixel electrodes and the electrodes opposed thereto are provided on one of the substrates. In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between the electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
A plurality of bank-like structures made of an insulator aligned substantially in parallel on the surface of the pixel electrode;
The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode,
The bank-like structure is different in the alignment direction of the bank-like structure for each domain,
When a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal corresponding to the pixels are inclined in a direction substantially parallel to the bank-like structure.
A liquid crystal display device characterized by the above.
[0161]
(Appendix 26) Two substrates having electrodes with alignment films formed thereon are sealed with the alignment film side facing each other, with a gap provided between the opposing substrates, and a negative dielectric constant in the gap. And a liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of substantially rectangular electrodes are arranged on one of the substrates, and both the pixel electrodes and the electrodes opposed thereto are provided on one of the substrates. In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between the electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
Provided with a plurality of bank-like irregularities aligned substantially parallel on the surface of the pixel electrode,
The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode,
The bank-like irregularities are different in the alignment direction of the bank-like irregularities for each domain,
When a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal corresponding to the pixels are tilted in a direction substantially parallel to the bank-like unevenness,
A liquid crystal display device characterized by the above.
[0162]
(Supplementary Note 27) Two substrates having electrodes with alignment films formed thereon are sealed with the alignment film side facing each other, with a gap provided between the opposing substrates, and a negative dielectric constant different in the gap. And a liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of substantially rectangular electrodes are arranged on one of the substrates, and both the pixel electrodes and the electrodes opposed thereto are provided on one of the substrates. In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between the electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
On the substrate on the pixel electrode side, a plurality of bank-like structures aligned substantially in parallel are formed to form a transparent electrode, and the transparent electrode is provided with bank-like irregularities,
The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode,
The bank-like irregularities are different in the alignment direction of the bank-like irregularities for each domain,
When a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules corresponding to the pixels are tilted in a direction substantially parallel to the bank-like irregularities.
A liquid crystal display device characterized by the above.
[0163]
(Supplementary note 28) An insulating layer is provided on the transparent electrode provided with the bank-like irregularities, and when the voltage is applied between the two electrodes, the insulation of the lines of electric force that penetrate the insulating layer and enter the liquid crystal The angle between the layers is acute,
The liquid crystal display device according to appendix 27.
[0164]
(Supplementary Note 29) There are four alignment directions of the bank-like structure or the bank-like unevenness corresponding to the pixel.
29. The liquid crystal display device according to any one of appendices 25 to 28.
[0165]
(Additional remark 30) The alignment direction of the bank-like structure is a 45 degree direction with respect to the data bus line.
29. The liquid crystal display device according to any one of appendices 25 to 28.
[0166]
(Additional remark 31) The bank width of the bank-like structure is 1 to 10 microns, and the gap between adjacent bank-like structures is 1 to 10 microns.
29. The liquid crystal display device according to any one of appendices 25 to 28.
[0167]
(Appendix 32) Two substrates having electrodes with alignment films formed thereon are sealed with the alignment film side facing each other, with a gap provided between the opposing substrates, and having a negative dielectric constant in the gap. And a liquid crystal panel in which a plurality of pixels made of substantially rectangular electrodes are arranged on one of the substrates, and both the pixel electrodes and the electrodes opposed thereto are provided on one of the substrates. In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between the electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
A bank provided on the substrate side facing the pixel electrode;
A liquid crystal display device characterized by realizing quadrant alignment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of first control means for horizontal alignment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a second control means for horizontal alignment.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of a vertically aligned MVA mode, in which FIG. 3A shows a voltage off state between electrodes, and FIG. 3B shows a voltage on state between electrodes;
FIG. 4 is a diagram showing a pixel electrode structure having a fine slit.
FIG. 5 is a diagram showing a method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules using an electrode with a vertical alignment film, wherein (A) shows the state of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer. (B) is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule when a voltage is applied to a liquid-crystal layer.
FIG. 6 is a diagram showing a method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules using an electrode provided with a horizontal alignment film, wherein (A) shows the state of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer. (B) is a figure which shows the state of a liquid crystal molecule when a voltage is applied to a liquid-crystal layer.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a light irradiation angle with respect to a normal line of a liquid crystal panel surface and a tilt angle of liquid crystal molecules.
FIG. 8 is a diagram showing another method according to the present invention for regulating the alignment of liquid crystal molecules.
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing a multi-domain liquid crystal panel.
FIG. 10 is a plan view showing the structure of one substrate of a liquid crystal panel according to the present invention.
FIGS. 11A and 11B are explanatory diagrams of a method for realizing a liquid crystal panel having two domains. FIG. 11I shows a first step, and FIG. 11II shows a second step.
FIG. 12 is an explanatory view of a method for realizing a liquid crystal panel having four domains, (I) shows the first step, (II) shows the second step, and (III) shows the third step. (IV) is a figure which shows a 4th process.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state of liquid crystal molecules in a portion corresponding to one pixel of a liquid crystal panel divided into four domains.
FIG. 14 is a diagram showing the orientation of liquid crystal molecules on each side around a pixel electrode.
FIG. 15 is a diagram showing a first embodiment of a liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a second embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a third embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a fourth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a fifth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing a sixth embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIGS. 21A and 21B are views showing a liquid crystal panel according to a first embodiment of the second configuration of the present invention, in which FIG. 21A is a plan view of a transparent electrode on a side where a TFT element is present, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line L1-L2.
22A and 22B are diagrams showing a liquid crystal panel according to a second embodiment of the second configuration of the present invention, in which FIG. 22A is a plan view of a transparent electrode on a side where a TFT element is present, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line L1-L2.
23A and 23B are diagrams showing a liquid crystal panel according to a third embodiment of the second configuration of the present invention, in which FIG. 23A is a plan view of a transparent electrode on a side where a TFT element is present, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line L1-L2.
FIG. 24 is a view showing a liquid crystal panel of a fourth embodiment according to the second configuration of the present invention, and FIG. 24 (A) is a plan view of a transparent electrode on the side facing the side with the TFT element, and FIG. ) Is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line L1-L2 in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 1 '... Transparent electrode
2 ... Liquid crystal
3, 4 ... Glass substrate
5 ... bank
6, 6 '... Alignment film

Claims (5)

配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素を形成する電極である画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極の表面上に概平行に整列する複数の土手状構造物を備え、
前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記土手状構造物は、前記ドメイン毎に前記土手状構造物の整列方向が異なっており、
前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶内の液晶分子が前記土手状構造物に対して概平行な方向に傾斜し、
前記土手状構造物は、前記画素電極側の前記基板上に概平行に整列する複数の土手状の構造を配置した上に透明電極を形成することによって前記透明電極自身に設けられている土手状の凹凸であり、
前記土手状の凹凸の設けられた透明電極上に絶縁層を設け、前記両電極間に電圧を印加したときに、前記絶縁層を突き抜けて前記液晶に入る電気力線の該絶縁層となす角が鋭角であることを特徴とする液晶表示装置。
Two substrates having an electrode with an alignment film formed on the surface are sealed with the alignment film side facing each other, a gap is provided between the opposing substrates, and the gap has a negative dielectric anisotropy. A liquid crystal panel in which a plurality of pixels composed of substantially rectangular electrodes are aligned is provided on one of the substrates, and a pixel electrode which is an electrode forming the pixel and an electrode opposed thereto In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between both electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
A plurality of bank-like structures aligned substantially parallel on the surface of the pixel electrode;
The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode,
The bank-like structure is different in the alignment direction of the bank-like structure for each domain,
When a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal corresponding to the pixels are inclined in a direction substantially parallel to the bank-like structure,
The bank-like structure is a bank-like structure provided on the transparent electrode itself by forming a transparent electrode on a plurality of bank-like structures arranged in parallel on the substrate on the pixel electrode side. The unevenness of
An angle formed between the insulating layer on the transparent electrode provided with the bank-like irregularities and the line of electric force that penetrates the insulating layer and enters the liquid crystal when a voltage is applied between the electrodes. liquid crystal display device you characterized in that but is an acute angle.
配向膜を付した電極が表面に形成された2枚の基板を該配向膜側を対向させ、対向する基板間に間隙を設けて封止し、該間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を封入してなり、一方の前記基板上にはほぼ長方形の前記電極からなる複数の画素が整列している液晶パネルを備え、前記画素を形成する電極である画素電極とこれに対向する電極との両電極間に印加する電圧を制御して前記液晶内の液晶分子の配向を規制する液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、
重合可能なモノマーを含む液晶組成物が封入され、かつ前記両電極間に電圧を印加した状態で光が照射されて前記モノマーが重合されたものであり、
前記画素電極の表面上に概平行に整列する複数の土手状構造物を備え、
前記液晶は、前記画素電極の表面の中心点から該表面上を放射状に伸びる複数の線分で切断されたドメインに分割され、
前記土手状構造物は、前記ドメイン毎に前記土手状構造物の整列方向が異なっており、
前記両電極間に電圧を印加したときに、前記画素に対応する液晶内の液晶分子が前記土手状構造物に対して概平行な方向に傾斜し、
前記土手状構造物は絶縁物を用いて作られていることを特徴とする液晶表示装置。
Two substrates having an electrode with an alignment film formed on the surface are sealed with the alignment film side facing each other, a gap is provided between the opposing substrates, and the gap has a negative dielectric anisotropy. A liquid crystal panel in which a plurality of pixels composed of substantially rectangular electrodes are aligned is provided on one of the substrates, and a pixel electrode which is an electrode forming the pixel and an electrode opposed thereto In a liquid crystal display device that regulates the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal by controlling the voltage applied between both electrodes,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is enclosed, and the monomer is polymerized by irradiating light with a voltage applied between the electrodes.
A plurality of bank-like structures aligned substantially parallel on the surface of the pixel electrode;
The liquid crystal is divided into domains cut by a plurality of line segments extending radially from the center point of the surface of the pixel electrode,
The bank-like structure is different in the alignment direction of the bank-like structure for each domain,
When a voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules in the liquid crystal corresponding to the pixels are inclined in a direction substantially parallel to the bank-like structure,
Liquid crystal display device wherein the bank-like structure you characterized by being made of an insulating material.
前記画素に対応する前記土手状構造物の整列方向が4方向あることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1 or 2, characterized in that the alignment direction of the bank-like structure corresponding to the pixel is four directions. 前記土手状構造物の整列方向は、前記画素電極側の前記基板に設けられているデータバスラインに対して45度方向であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an alignment direction of the bank-like structures is a 45 degree direction with respect to a data bus line provided on the substrate on the pixel electrode side. 前記土手状構造物の土手幅は1ミクロン以上10ミクロン以下であり、隣り合う土手状構造物間の間隙は1ミクロン以上10ミクロン以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal according to claim 1, wherein the bank-like structure has a bank width of 1 to 10 microns, and a gap between adjacent bank-like structures is 1 to 10 microns. Display device.
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