WO2019021896A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2019021896A1
WO2019021896A1 PCT/JP2018/026798 JP2018026798W WO2019021896A1 WO 2019021896 A1 WO2019021896 A1 WO 2019021896A1 JP 2018026798 W JP2018026798 W JP 2018026798W WO 2019021896 A1 WO2019021896 A1 WO 2019021896A1
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WO
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liquid crystal
substrate
blocking
display device
layer
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PCT/JP2018/026798
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淳也 鈴木
小山 健二
亮輔 高橋
誉章 深山
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シャープ株式会社
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    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device having an alignment film.
  • a liquid crystal display device is a device that includes a liquid crystal display panel and controls transmission / shutoff of light (display on / off) by controlling the alignment of liquid crystal molecules having birefringence.
  • the alignment of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied is generally controlled by an alignment film.
  • Patent Document 1 discloses a first substrate having a first surface, a second substrate having a second surface facing the first surface of the first substrate, and A liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate, and a seal portion disposed around the liquid crystal layer and provided between the first substrate and the second substrate, The seal portion is disposed around the liquid crystal layer in a plan view, and is disposed adjacent to the first member in plan view, the first member extending along the outer edge of the liquid crystal layer, and the seal portion A sealing material continuously surrounding the periphery, the first substrate having an alignment film formed on the first surface which is an interface in contact with the liquid crystal layer, and a part of the sealing material is the sealing material A liquid crystal surface overlapping the peripheral portion of the alignment film in the thickness direction on the liquid crystal layer side of the first member Apparatus is disclosed.
  • a liquid crystal layer having liquid crystal molecules is formed between a pair of substrates, and the liquid crystal layer is held by bonding the pair of substrates with a sealing material around the liquid crystal layer.
  • an alignment film for controlling the alignment of liquid crystal molecules is prepared, for example, by an inkjet method or the like using a highly liquid liquid alignment agent (varnish) in the form of liquid obtained by dissolving a resin material such as polyimide resin in a solvent. In many cases, it is formed by heating to remove the solvent and baking the resin material. For this reason, when forming an alignment film in the display area on a pair of substrates of a liquid crystal display, since a liquid crystal aligning agent spreads on a substrate, an alignment film tends to spread to the circumference (outside) of a display area.
  • a highly liquid liquid alignment agent varnish
  • the alignment film and the seal material can be obtained by sufficiently increasing the distance between the display area and the seal material. May not overlap.
  • a narrow frame liquid crystal display device having a narrow frame area it is difficult to sufficiently increase the distance between the display area and the sealing material. Therefore, if the alignment film is too wide, the alignment film may be sandwiched between the substrate and the sealing material, the adhesion between the pair of substrates may be reduced, and the reliability of the liquid crystal display may be reduced.
  • the sealing material is inferior to the substrate in adhesion to the alignment film.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 1 has a damming member FS provided with a function of suppressing the spread of the alignment film in the peripheral portion.
  • the blocking member FS is formed of the same material as a spacer member (also referred to as a main spacer) for keeping a distance between the pair of substrates, and when forming the spacer member, the blocking member FS is also collectively formed. Can be formed.
  • the relationship between the height of the main spacer and the damming portion having a function of blocking the spread of the liquid crystal alignment agent is examined.
  • a sealing material is applied to one of a pair of substrates coated with a liquid crystal aligning agent to form an alignment film, and a liquid crystal layer is formed in a region surrounded by the sealing material.
  • Manufactured by pasting the substrate of the above with the above sealing material is examined.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the damming portion at the time of liquid crystal alignment agent application in the first substrate production step of the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 1.
  • the first substrate 10R of the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 1 is a color filter substrate provided with a color filter layer, and a blocking portion is formed on the black matrix layer 13R laminated on the insulating substrate 11R. 40R is formed.
  • the blocking portion 40R has a function of blocking the liquid crystal aligning agent 15PR so that the liquid crystal aligning agent 15PR is contained in a predetermined position when the liquid crystal aligning agent 15PR is applied.
  • the second substrate of the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 1 is a TFT substrate having a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor), and bumps are provided on the second substrate side. It is provided at the same position as the main spacer, and plays the role of keeping the cell thickness appropriate as the main spacer. Therefore, the height of the main spacer provided in the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 1 is lower than the height of the main spacer in the liquid crystal display device in which the bumps are not provided.
  • TFT Thin Film Transistor
  • the height of the main spacer is low, the height of the blocking portion 40R formed collectively with the main spacer is also low.
  • the film thickness (for example, 3 ⁇ m, for example) of the liquid crystal aligning agent 15PR becomes larger than the film thickness (for example, 2 ⁇ m) of the blocking portion 40R, and the spread of the liquid crystal aligning agent 15PR is blocked.
  • the position where the alignment film is formed can not be controlled because it can not be stopped by the portion 40R.
  • the liquid crystal alignment agent 15PR and the seal portion disposed on the opposite side to the display area of the blocking portion 40R may be spread, and the reliability of the liquid crystal display may be lowered as described above. Further, in view of this point, when the blocking portion 40R is separated from the sealing portion, that is, brought close to the display region, unevenness in the film thickness of the alignment film due to the rebound of the liquid crystal alignment agent 15PR in the blocking portion 40R occurs in the display region. There is a fear. Therefore, it is important to properly control the formation position of the alignment film.
  • the blocking member FS prevents the alignment film from spreading to the peripheral portion, and the color filter and the color filter are further overlapped with the blocking member FS in the thickness direction.
  • the member LA By forming the member LA from the same material, the height of the resin layer OC1 at the position where the blocking member FS is formed is adjusted.
  • the resin layer OC1 exists between the blocking member FS and the member LA, the flattening function of the resin layer OC1 can not make the blocking member FS sufficiently high, and the alignment film There is a possibility that it can not stop it.
  • the member LA into a laminated structure using color filter materials of a plurality of colors, and to further increase the blocking member FS.
  • the higher the blocking member FS the easier it is to block the alignment film.
  • it is too high there is a possibility that cell thickness unevenness may occur in the peripheral portion.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned present situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which the formation position of the alignment film and the cell thickness are appropriately controlled.
  • the inventors of the present invention variously examined a liquid crystal display device in which the formation position of the alignment film and the cell thickness are appropriately controlled, but in Patent Document 1, the member LA is covered by the resin layer OC1 having a flattening function. Therefore, even if the member LA has a laminated structure, the liquid crystal aligning agent can easily spread on the resin layer OC1 in the formation region of the member LA. It was found that it depended only on the height of the Then, as a result of further examination, when the damming portion having a plurality of damming layers stacked one on another is used and each damming layer contacts adjacent damming layers, a steep wall is formed on the step portion of each damming layer.
  • the liquid crystal aligning agent can be blocked by surface tension in the step portion of each blocking layer.
  • the liquid crystal aligning agent is more effective by the overall height of the blocking portion and the surface tension at the step portion of each blocking layer while the height of the entire portion is suppressed to a certain height necessary for blocking the liquid crystal aligning agent. I found that I could stop it.
  • the present inventors have arrived at the present invention in view of the fact that the above-mentioned problems can be solved by this.
  • a first substrate a second substrate disposed facing the first substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate is disposed on the insulating substrate, the alignment film disposed on the liquid crystal layer side of the insulating substrate, and the liquid crystal layer side of the insulating substrate, and the periphery of the display area in plan view
  • the damming portion includes a plurality of damming layers stacked on each other, and the plurality of damming layers are each adjacent to one another. It may be a liquid crystal display in contact with a layer.
  • the first substrate further includes an overcoat layer disposed between the insulating substrate and the alignment film, and the overcoat layer is in a region other than the region where the blocking portion is provided in a plan view. It may be provided.
  • the blocking unit may have a step structure formed of the plurality of blocking layers on the display area side.
  • At least one of the plurality of blocking layers may be comprised of a color filter material.
  • One of the plurality of blocking layers may be comprised of a spacer material.
  • the first substrate may have a plurality of the blocking portions, and the plurality of blocking portions may be disposed along the adjacent blocking portions.
  • the seal unit is further provided in contact with the first substrate and the second substrate and extended to surround the periphery of the display area in plan view, and the blocking unit is the seal portion in plan view It may be arranged on the above-mentioned display area side of.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in a display region of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in a frame region of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the damming portion at the time of liquid crystal alignment agent application in the first substrate production step of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a corner portion of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the vicinity of the blocking portion of the liquid crystal display device of Embodiment 2.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of a damming part periphery at the time of a liquid crystal aligning agent coating in the 1st board
  • (a) is a notch part formed on both sides of the damming part.
  • (b) is a cross-sectional schematic diagram in case two notches are formed in the both sides of a damming part.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of the entire liquid crystal display device of Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the blocking portion of the liquid crystal display device of Embodiment 3.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the damming portion in the liquid crystal display device of Modification 1 of Embodiment 3.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a damming portion in a liquid crystal display device of Modification 2 of Embodiment 3.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a damming portion in a liquid crystal display device of Modification 3 of Embodiment 3.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the damming portion at the time of liquid crystal alignment agent application in the first substrate production step of the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 1;
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the periphery of the damming portion in the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 2.
  • a display (liquid crystal alignment) mode of a liquid crystal display device As a display (liquid crystal alignment) mode of a liquid crystal display device, a TN (Twisted Nematic) mode in which liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are aligned in a 90 ° twisted state when viewed from the substrate normal direction, negative In addition to the vertical alignment (VA: Vertical Alignment) mode in which liquid crystal molecules having a dielectric anisotropy of 1 In-plane switching (IPS: In-Plane Switching) mode and Fringe Field Switching (FFS) mode, etc., in which transverse liquid crystal molecules are aligned horizontally to the substrate surface and a transverse electric field is applied to the liquid crystal layer Can be mentioned.
  • the display mode is not particularly limited. However, as an example, a liquid crystal display device in the FFS mode will be described.
  • FIG. 1 is a diagram related to the liquid crystal display device of Embodiment 1, (a) is a schematic plan view of the whole, and (b) is a schematic plan view of a corner portion.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line ab in FIG.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment has a display area A and a frame area B provided in a frame shape around the display area A.
  • a damming portion 40 annularly extended without interruption so as to surround the periphery of the display area A at a predetermined distance from the display area A, and so as to surround the periphery of the display area A
  • the seal portion 50 extending annularly without interruption is disposed, and the blocking portion 40 is disposed on the display area A side of the seal portion 50.
  • the display area A has a function of displaying an image, and in the display area A, a plurality of pixels are arranged in a matrix.
  • the frame area B is a non-display area which is formed around the display area A and does not contribute to display, and a black matrix layer is disposed.
  • the liquid crystal display device 1 includes a first substrate 10, a second substrate 20 disposed to face the first substrate 10, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 20. And 30.
  • the columnar main spacer 14 (simply referred to as a spacer) of the first substrate 10 has a function of securing a gap in the space in which the liquid crystal layer 30 is formed, and the end portion of the second substrate 20 is at atmospheric pressure. I am in contact with you. Further, the first substrate 10 has a columnar sub spacer having a height lower than that of the main spacer 14. The sub spacer is not in contact with the second substrate 20 under atmospheric pressure, and has a function of reducing the amount of deformation of the substrate due to pressing or the like when the liquid crystal panel is pressed.
  • the main spacer 14 and the sub spacer can be formed, for example, by applying a photosensitive resin composition on the first substrate 10 and performing patterning by a photolithography method or the like. In FIG. 1B, the main spacer 14 in the display area A is not shown.
  • a first polarizing plate 61 is provided on the side of the first substrate 10 opposite to the liquid crystal layer 30, and a second polarizing plate 62 is provided on the side of the second substrate 20 opposite to the liquid crystal layer 30.
  • the first polarizing plate 61 and the second polarizing plate 62 have an arrangement relationship of crossed Nicols in which the polarization axes are orthogonal to each other.
  • a backlight (not shown) is disposed outside the second substrate 20 (opposite to the liquid crystal layer 30).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the display region of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a region X1 surrounded by a broken line in FIG.
  • the first substrate 10 has an insulating substrate 11, a color filter layer 12, a black matrix layer 13, and an alignment film 15 in order toward the liquid crystal layer 30 side.
  • the first substrate 10 includes the main spacer 14 and the sub spacer 16 on the black matrix layer 13.
  • the first substrate 10 is also referred to as a color filter substrate.
  • the second substrate 20 includes an insulating substrate 21, a scanning line, a data line, a TFT connected to the scanning line and the data line, a planar common electrode 22, an insulating film 23, and a slit.
  • the pixel electrode 24 and the alignment film 25 are sequentially provided toward the liquid crystal layer 30 side.
  • columnar bumps 26 are formed on the second substrate 20 at the same positions as the main spacers 14.
  • the second substrate 20 is also referred to as a TFT substrate.
  • the common electrode 22 and the pixel electrode 24 may be interchanged, and the common electrode 22 in which a slit is formed may be formed on the liquid crystal layer 30 side of the planar pixel electrode 24.
  • the bumps 26 play the role of keeping the cell thickness appropriate, and are located closest to the liquid crystal layer 30 of the second substrate 20 except for the alignment film 25, and under atmospheric pressure, the main spacer It is in contact with 14.
  • the bumps 26 can be formed by applying a photosensitive resin composition on the second substrate 20 and patterning it by a photolithography method or the like.
  • the height of the bumps 26 is usually 0.5 ⁇ m or more, preferably 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the diameters of the bumps 26 and the main spacers 14 can be set arbitrarily.
  • the material of the insulating substrates 11 and 21 is, for example, a transparent base material such as glass or plastic, and is not particularly limited as long as it is transparent.
  • the color filter layer 12 is a color filter layer generally used in the field of liquid crystal display devices, and has color filters of a plurality of colors.
  • the color filter layer 12 in the present embodiment is configured of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter, but in addition to these color filters, a yellow color filter or the like can also be used.
  • the black matrix layer 13 is a black matrix layer generally used in the field of liquid crystal display devices, and has a function of blocking light from the backlight disposed in the liquid crystal display device 1 and external light.
  • the alignment films 15 and 25 have a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules in the state where no voltage is applied.
  • a horizontal alignment film is used as the alignment films 15 and 25 to control the alignment of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied to be parallel to the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • a vertical alignment film that controls the alignment of liquid crystal molecules to be perpendicular to the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the alignment films 15 and 25 are made of, for example, a highly fluid liquid crystal alignment agent (varnish) in which a resin material such as a polyimide resin is dissolved in a solvent by an inkjet method or the like on the first substrate 10 and the second substrate 20. After the application, it is formed by heating to remove the solvent and bake the resin material.
  • the liquid crystal layer 30 contains liquid crystal molecules.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment applies a voltage to the liquid crystal layer 30, and controls the amount of light transmission by changing the alignment state of liquid crystal molecules according to the applied voltage.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a frame region of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of a damming portion at the time of liquid crystal alignment agent application in the first substrate production step of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a region X2 surrounded by a broken line in FIG.
  • the formation position of the alignment film 15 is appropriately controlled by the damming portion 40 of the first substrate 10.
  • the function of the blocking unit 40 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the damming portion 40 has a structure in which a first damming layer 41 and a second damming layer 42 are stacked in order from the insulating substrate 11 side.
  • the blocking layer 41 and the second blocking layer 42 are in contact with each other, that is, the respective blocking layers 41, 42 are in contact with the adjacent blocking layers in the stacking direction. Therefore, it is possible to form a staircase structure 40A having a plurality of stepped portions having steep walls 41A and 42A by the plurality of blocking layers 41 and 42 on the display area A side of the blocking unit 40.
  • the height of the entire blocking portion 40 and the step portion of each of the blocking layers 41 and 42 while suppressing the entire height of the blocking portion 40 to a certain height necessary for blocking the liquid crystal alignment agent 15P.
  • the liquid crystal aligning agent 15P can be blocked more effectively by the surface tension. As a result, the formation position of the alignment film 15 and the cell thickness can be appropriately controlled.
  • the inclination angles 41B and 42B of the walls 41A and 42A of the step portions are not particularly limited, but are preferably 45 ° or more and 135 ° or less, more preferably 60 ° or more , 120 ° or less.
  • FIGS. 4 and 5 show the case where the blocking portion 40 also has the same step structure as the step structure 40A on the opposite side to the display area A, the step structure may be provided even if provided. It does not have to be.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the periphery of the damming portion in the liquid crystal display device of Comparative Embodiment 2.
  • the liquid crystal display device of Comparative Example 2 has the same configuration as that of the present embodiment except that an overcoat layer is provided between the first blocking layer and the second blocking layer.
  • the blocking portion 40R in the liquid crystal display device of the comparative form 2 is composed of the first blocking layer 41R and the second blocking layer 42R, and is between the first blocking layer 41R and the second blocking layer 42R.
  • the overcoat layer 70R is disposed on the In the second comparative example, the step of the blocking portion 40R is smooth due to the flattening action of the overcoat layer 70R, and therefore the blocking effect of the liquid crystal alignment agent by the surface tension of the step portion is small. Therefore, it is necessary to stop the liquid crystal aligning agent only by the height 40 HR of the blocking portion 40R. Although the liquid crystal alignment agent tends to be blocked more easily as the number of layers of the blocking layer is increased to increase the blocking portion 40R, if it is too high, cell thickness unevenness may occur in the peripheral portion.
  • the height of the blocking portion 40R does not necessarily decrease, so that it is possible to block the liquid crystal alignment agent.
  • the step of the blocking portion 40R is smooth, the blocking effect of the liquid crystal alignment agent by the surface tension of the step portion is small. Therefore, in order to block the liquid crystal alignment agent, it is necessary to increase the blocking portion 40R, and also in this case, there is a possibility that cell thickness unevenness may occur in the peripheral portion.
  • the damming layers 41 and 42 constituting the damming portion 40 are directly laminated as in the present embodiment, the entire damming portion 40 is suppressed to a certain height while the entire height of the damming portion 40 is reduced.
  • the liquid crystal aligning agent 15P can be blocked more effectively by the height and the surface tension at the step portions of the blocking layers 41 and 42.
  • the liquid crystal aligning agent spreads to the peripheral portion of the frame region and The contact area between the seal portion and the alignment film may increase.
  • the adhesive strength between the seal portion and the alignment film is, for example, weaker than the adhesive strength between the seal portion and the black matrix layer, the liquid crystal alignment agent spreads to the peripheral portion of the frame area and the contact area with the seal portion and the alignment film As a result, the adhesion strength between the substrate and the seal portion is weakened, and as a result, the adhesion between the pair of substrates is reduced.
  • the damming portion 40 is disposed on the display area A side of the sealing portion 50 and the damming portion 40 can appropriately control the formation position of the alignment film 15.
  • the contact between the seal portion 50 and the alignment film 15 can be suppressed, and the decrease in the adhesion between the first substrate 10 and the second substrate 20 can be suppressed.
  • the blocking unit 40 have a step structure 40A formed of a plurality of blocking layers 41 and 42 on the display area A side.
  • damming layer closer to the insulating substrate 11 lower damming layer
  • upper refers to the opposite side to the insulating substrate.
  • the materials of the first blocking layer 41 and the second blocking layer 42 are not particularly limited, but from the viewpoint of simplification of the manufacturing process, the respective blocking layers 41 and 42 are the insulating substrate 11 of the first substrate 10. It is preferable to form the same material as other members formed on the liquid crystal layer 30 side of the above.
  • the first blocking layer 41 is made of the same color filter material (for example, blue color filter material) as the material of the color filter layer 12. By adopting such an embodiment, the first blocking layer 41 can be formed at the same time as the color filter layer 12 is formed, so that the blocking portion 40 can be easily formed.
  • the second blocking layer 42 is made of the same spacer material as the material of the main spacer 14 and the sub spacer 16. By adopting such an embodiment, the second damming layer 42 can be formed simultaneously with the formation of the main spacer 14 and the sub spacer 16, so that the damming portion 40 can be easily formed. Become.
  • the damming unit 40 is configured of two damming layers 41 and 42, the damming layers constituting the damming unit 40 may be two or more layers, for example, may be three layers. , May be four or more layers.
  • the uppermost blocking layer is preferably composed of a spacer material or a color filter material, and the other blocking layers are preferably composed of a color filter material .
  • the height of the blocking portion 40 is not particularly limited, and can be appropriately set according to the thickness (for example, 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less), viscosity, surface tension, etc. of the applied liquid crystal aligning agent 15P, but preferably 2 ⁇ m. Or more and 4.5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less.
  • the film thickness of each blocking layer of the blocking portion 40, that is, the height in the stacking direction is not particularly limited, but when it is formed of the same material as the other members of the first substrate 10 as described above, It will have the same film thickness as the member.
  • the film thickness may be 1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less (for example, 2 ⁇ m).
  • the blocking portion is formed only from the blocking layer formed of the spacer material, it becomes difficult to stop the liquid crystal alignment agent, and as described above, the blocking is formed of the spacer material
  • the blocking layer made of the spacer material may have a film thickness similar to that of any of the main spacer 14 or the sub spacer 16.
  • the film thickness of the blocking layer composed of the color filter material is usually 1 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less, preferably 1.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the protrusion width of the damming layers other than the uppermost damming layer is not particularly limited, but in the two damming layers adjacent in the stacking direction constituting the step structure 40A (adjacent to the upper and lower sides),
  • the width by which the lower blocking layer protrudes from the blocking layer is usually 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • each blocking layer of the blocking portion 40 (specifically, the width of the bottom in the direction perpendicular to the extending direction of the blocking portion 40) is not particularly limited, but the width of the lowermost blocking layer is usually 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, preferably 20 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the width of the uppermost blocking layer is usually 5 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, preferably 15 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the width of the blocking layer disposed between these blocking layers is usually smaller than the width of the lowermost blocking layer and larger than the width of the uppermost blocking layer.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a corner of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • the damming part 40 of this embodiment is arrange
  • the disposition of the damming portion 40 can be appropriately set in consideration of the disposition of the seal portion 50.
  • the blocking unit 40 is disposed, for example, at a position away from the display area A by 550 ⁇ m.
  • the distance between the blocking portion 40 and the display area A is preferably 300 ⁇ m or more, and more preferably 500 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the distance between the blocking unit 40 closest to the display area A and the display area A may be set to be in the above range. preferable.
  • the seal unit 50 is provided between the first substrate 10 and the second substrate 20 and has a function of enclosing and sealing the liquid crystal layer 30.
  • the seal portion 50 is in close contact with the surface of the first substrate 10 on the liquid crystal layer 30 side and the surface of the second substrate 20 on the liquid crystal layer 30 side, and the first substrate 10 and the second substrate 20 are seal portions. It is adhesively fixed to each other through 50.
  • the seal portion 50 is annularly extended so as to surround the periphery of the display area A in a plan view.
  • the material of the seal portion 50 is not particularly limited as long as it has a function of bonding the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the seal portion 50 may be made of a combination of UV-curable resin such as acrylic or epoxy resin. It is configured.
  • the line width of the seal part 50 of this embodiment is 1300 micrometers as shown in FIG. 6, the line width of the seal part 50 is not limited to this.
  • the liquid crystal display device 1 described in the present embodiment can be manufactured by a general manufacturing method.
  • a method of manufacturing the first substrate 10 will be described.
  • a color filter layer 12 including a red color filter, a blue color filter, and a green color filter, and a black matrix layer 13 are formed on one surface of an insulating substrate 11 such as a glass substrate. It can be produced by At this time, it is preferable to simultaneously form at least one blocking layer from at least one color filter material.
  • the first damming layer 41 can be formed simultaneously. By setting it as such an aspect, it becomes possible to form the damming part 40 of this embodiment, without making a manufacturing process complicated.
  • the color filter layer 12 and the black matrix layer 13 can be formed, for example, by applying a photosensitive resin composition on the insulating substrate 11 and then patterning using a photolithographic method or the like.
  • the main spacer 14 and the sub spacer 16 are formed.
  • the second damming layer 42 can be formed simultaneously.
  • the main spacer 14 and the sub spacer 16 can be formed by a photolithography method including an exposure step and a removal step of removing an unnecessary portion, as in the color filter layer 12 and the black matrix layer 13.
  • a method of changing the exposure amount of a portion corresponding to the main spacer 14 and the sub spacer 16 by performing multiple exposures, or a plurality of masks having different light transmittances on the region where the main spacer 14 and the sub spacer 16 are formed The main spacer 14 and the sub spacer 16 can be formed at one time by a method of laminating the layers and changing the exposure amount.
  • an alignment film 15 is formed on the color filter layer 12, the black matrix layer 13, the main spacer 14 and the sub spacer 16.
  • the alignment film 15 can be formed by the following method. First, a liquid crystal aligning agent 15P in a liquid state in which a resin material such as polyimide resin is dissolved in a solvent is applied onto the first substrate 10. Next, the insulating substrate 11 coated with the liquid crystal alignment agent 15P is subjected to heat treatment to remove the solvent and bake the resin material. Thereafter, the alignment film 15 can be formed by performing alignment processing as necessary. As described above, the first substrate 10 of the present embodiment can be manufactured.
  • the setting of the height of the blocking portion 40, the number of layers of the blocking layer, and the like can be adjusted according to the characteristics of the liquid crystal aligning agent 15P, and the present embodiment does not depend on the characteristics of the liquid crystal aligning agent 15P. It can be used. Therefore, the characteristics of the liquid crystal aligning agent 15P, for example, the type of solvent, the viscosity of the liquid crystal aligning agent 15P, the surface tension, and the like are not particularly limited.
  • the coating method of the liquid crystal aligning agent 15P is not particularly limited, and examples thereof include an inkjet method and a roll coater method, but in the inkjet method, it is necessary to lower the viscosity of the liquid crystal aligning agent as compared to the roll coater method. Since the liquid crystal alignment agent easily flows, it is difficult to control the formation position of the alignment film. Therefore, when using the inkjet method, the present embodiment is suitable, and the first substrate 10 in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes the damming portion 40 having the step structure 40A. Even in the case of applying 15 P, the formation position of the alignment film 15 can be appropriately controlled.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment is performed by sequentially performing processes such as a sealing material application process, a substrate bonding process, a polarizing plate bonding process, and a backlight installation process. Can be manufactured.
  • an overcoat layer is disposed between the insulating substrate and the alignment film in the first substrate, and the blocking portion is configured of two or more (for example, three) blocking layers.
  • the liquid crystal display device 1 has the same configuration as that of the liquid crystal display device 1 of the first embodiment except for the above.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the vicinity of the damming portion of the liquid crystal display device of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the blocking portion at the time of liquid crystal alignment agent application in the first substrate manufacturing step of the liquid crystal display device of Embodiment 2, wherein (a) is a notch on both sides of the blocking portion. It is a cross-sectional schematic diagram in the case of forming one each, (b) is a cross-sectional schematic diagram in case two notches are formed in the both sides of a damming part.
  • the first substrate 10 of the liquid crystal display device 1 of the present embodiment has a structure in which the black matrix layer 13 and the overcoat layer 70 are sequentially stacked on the insulating substrate 11.
  • the overcoat layer 70 is formed so as to cover the color filter layer 12 and the black matrix layer 13, thereby making the surface of the first substrate 10, in particular, in the display area A flat.
  • the overcoat layer 70 is also formed in the frame area B, but is provided in an area other than the area where the damming portion 40 is provided in a plan view.
  • the damming portion 40 includes two or more damming layers, for example, the first damming layer 41, the second damming layer 42, and the third damming layer 43 sequentially from the insulating substrate 11 side. And have a stacked structure.
  • a step structure 40A including a plurality of stepped portions having steep walls 41A, 42A, 43A is formed by the plurality of blocking layers 41, 42, 43. .
  • the overcoat layer 70 is provided, it becomes possible to form the step portion of each blocking layer 41, 42, 43, and the liquid crystal alignment agent is obtained by the surface tension of the step portion. We can stop 15P. As a result, the formation position of the alignment film 15 can be appropriately controlled. Further, by adopting such an embodiment, as described in Comparative Example 2, the overcoat layer 70 is provided between the two dam layers, and the dam portion 40 is provided under the overcoat layer 70. The height of the damming portion 40 can be reduced compared to the case. As a result, it is possible to suppress the cell thickness unevenness generated in the peripheral portion of the liquid crystal layer 30.
  • the overcoat layer 70 and the damming portion 40 do not contact each other. That is, for the blocking portion 40, for example, the cutout portion 72 is provided in the overcoat layer 70 with a gap 71 between the overcoat layer 70, or the distance from the end on the frame region B side of the overcoat layer 70 It is preferable to be placed at an interval. By adopting such an aspect, it becomes possible to arrange so that the step portion of the blocking portion 40 can contact the alignment film 15 more reliably. As a result, the formation position of the alignment film 15 can be controlled more appropriately.
  • the arrangement of the notches 72 of the overcoat layer 70 is not particularly limited. For example, one may be provided on each side of the blocking portion 40 as shown in FIG. Two may be provided on each side of the blocking portion 40 as shown. Further, in FIG. 8, the overcoat layer 70 is disposed on both sides of the blocking portion 40, but the overcoat layer 70 may not be disposed on the opposite side to the display area A of the blocking portion 40.
  • the material of the overcoat layer 70 is not particularly limited, and for example, a photosensitive resin material can be used.
  • the overcoat layer 70 can be formed, for example, by applying a photosensitive resin material and performing patterning using a photolithographic method or the like.
  • the blocking portion 40 is disposed in the notch portion 72 provided in the overcoat layer 70, but the blocking portion 40 may be disposed on the overcoat layer 70.
  • the liquid crystal display device of the present embodiment has the same configuration as the liquid crystal display device 1 of the first embodiment except that a plurality of damming portions 40 are provided.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of the entire liquid crystal display device of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the periphery of the damming portion of the liquid crystal display device of Embodiment 3.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment has a plurality of, for example, three, damming portions 40, and the plurality of damming portions 40 each extend the damming portion 40. It arrange
  • the plurality of blocking portions 40 have a first blocking layer 41 composed of the same (for example blue, red or green) color filter material and a second blocking layer 42 composed of a spacer material .
  • the liquid crystal alignment agent can be blocked in multiple stages, and therefore, it is possible to control the formation position of the alignment film 15 more appropriately.
  • the number of the damming portions 40 included in the first substrate 10 is not particularly limited, but the first substrate 10 preferably includes one to four damming portions 40 and more preferably includes two to three damming portions.
  • the distance between adjacent blocking portions 40 is preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, and more preferably 15 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the blocking portion in the liquid crystal display device of Modification 1 of Embodiment 3.
  • the blocking portion 40 in the liquid crystal display device of the present modification is composed of a first blocking layer 41 composed of a first (for example, green) color filter material and a second (for example, red) color filter material
  • the third blocking layer 43 made of a spacer material are sequentially stacked from the insulating substrate 11 side.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a damming portion in a liquid crystal display device of Modification 2 of Embodiment 3.
  • the blocking unit 40 in the liquid crystal display device according to the present modification includes a first blocking layer 41 made of a first (for example, blue) color filter material and a second (for example, green) color filter material And a third damming layer 43 composed of a third (for example, red) color filter material, which are sequentially stacked from the insulating substrate 11 side.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a damming portion in a liquid crystal display device of Modification 3 of Embodiment 3.
  • the liquid crystal display device of this modification includes a plurality of, for example, three patterns having a function of blocking the alignment film 15.
  • the liquid crystal display device of this modification has a first pattern (for example, green) and a pattern 1 having a first blocking layer 41 composed of a first (for example, green) color filter material in order from the display area A side.
  • the pattern 2 and the pattern 3 correspond to the blocking portion 40, respectively.
  • the blocking portion 40 is provided on the side of the first substrate 10 which is a color filter substrate, but the blocking portion 40 may be provided on the side of the second substrate 20 which is a TFT substrate. In this case, the formation position of the alignment film 25 and the cell thickness can be appropriately controlled.
  • each blocking layer is made of, for example, an organic insulating material such as a material of the bumps 26, an organic insulating film material used for film surface protection of the first substrate 10, or the like. .
  • Each blocking layer in the present embodiment can be formed by patterning the organic material using a photolithography method or the like.
  • One aspect of the present invention includes a first substrate 10, a second substrate 20 disposed to face the first substrate 10, and a liquid crystal layer 30 sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the first substrate 10 is disposed on the insulating substrate 11, the alignment film 15 disposed on the liquid crystal layer 30 side of the insulating substrate 11, and the liquid crystal layer 30 side of the insulating substrate 11, and the display in plan view
  • the damming portion 40 extended so as to surround the periphery of the region A, and the damming portion 40 has a plurality of damming layers 41, 42, 43 stacked on one another, and a plurality of damming layers
  • the layers 41, 42, 43 may be the liquid crystal display device 1 in contact with the adjacent blocking layers 41, 42, 43, respectively.
  • the damming portion 40 has a plurality of damming layers 41, 42, 43 laminated to each other, and the plurality of damming layers 41, 42, 43 are in contact with the adjacent damming layers 41, 42, 43, respectively. That is, each blocking layer 41, 42, 43 is in contact with the adjacent blocking layers 41, 42, 43 in the stacking direction. Therefore, a step structure 40A having a plurality of stepped portions having steep walls 41A, 42A, 43A by the plurality of blocking layers 41, 42, 43 may be formed on the display area A side of the blocking portion 40. it can.
  • the liquid crystal aligning agent 15P in addition to the damming effect of the liquid crystal aligning agent 15P by the height of the entire damming portion 40, it is possible to stop the liquid crystal aligning agent 15P by surface tension in the step portion of each damming layer 41, 42, 43. Become. Therefore, the height of the entire blocking portion 40 and the step portion of each of the blocking layers 41, 42, 43 while suppressing the entire height of the blocking portion 40 to a certain height necessary for blocking the liquid crystal alignment agent 15P.
  • the liquid crystal alignment agent 15P can be blocked more effectively by the surface tension of the liquid crystal. As a result, the formation position of the alignment film 15 and the cell thickness can be appropriately controlled.
  • the first substrate 10 further includes an overcoat layer 70 disposed between the insulating substrate 11 and the alignment film 15, and the overcoat layer 70 is a region other than the region where the blocking portion 40 is provided in a plan view. May be provided.
  • the blocking unit 40 may have a step structure 40A formed of a plurality of blocking layers 41, 42, 43 on the display area A side.
  • At least one of the plurality of blocking layers 41, 42, 43 may be comprised of a color filter material.
  • the first substrate 10 is a color filter substrate having the color filter layer 12
  • One of the plurality of blocking layers 41, 42, 43 may be comprised of a spacer material.
  • the blocking layers 41, 42, 43 can be formed simultaneously with the formation of the spacers.
  • the damming portion 40 can be easily formed.
  • the first substrate 10 may have a plurality of blocking portions 40, and the plurality of blocking portions 40 may be disposed along the adjacent blocking portions 40, respectively.
  • the liquid crystal alignment agent 15P can be blocked in multiple stages, and therefore, it is possible to control the formation position of the alignment film 15 more appropriately.
  • a seal portion 50 is provided in contact with the first substrate 10 and the second substrate 20 and extended so as to surround the periphery of the display area A in plan view, and the blocking portion 40 is a seal portion in plan view It may be arranged on the 50 display area A side.

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Abstract

本発明は、配向膜の形成位置及びセル厚が適切に制御された液晶表示装置を提供する。 本発明の液晶表示装置は、第1基板と、上記第1基板に対向して配置された第2基板と、上記第1基板及び上記第2基板の間に挟持された液晶層と、を備え、上記第1基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上記液晶層側に配置された配向膜と、上記絶縁基板の上記液晶層側に配置され、かつ、平面視において、表示領域の周囲を取り囲むように延設された堰き止め部と、を有し、上記堰き止め部は、互いに積層された複数の堰き止め層を有し、上記複数の堰き止め層は、各々、隣り合う堰き止め層に接する。

Description

液晶表示装置
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、配向膜を有する液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、液晶表示パネルを備え、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過/遮断(表示のオン/オフ)を制御する機器である。液晶表示装置において、電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向は、配向膜によって制御されるのが一般的である。
配向膜を備えた液晶表示装置として、例えば、特許文献1には、第1面を有する第1基板、上記第1基板の上記第1面と対向する第2面を有する第2基板、上記第1基板と上記第2基板との間に配置される液晶層、及び、上記液晶層の周囲に配置され、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられたシール部を有し、上記シール部は、平面視において、上記液晶層の周囲に配置され、上記液晶層の外縁に沿って延びる第1部材と、平面視において、上記第1部材の両隣に配置され、上記液晶層の周囲を連続的に囲むシール材と、を備え、上記第1基板は、上記液晶層と接する界面である上記第1面に形成される配向膜を有し、上記シール材の一部は、上記第1部材の上記液晶層側において、上記配向膜の周縁部と厚さ方向に重なる、液晶表示装置が開示されている。
特開2016-9181号公報
液晶表示装置では、液晶分子を有する液晶層が一対の基板の間に形成され、液晶層の周囲において一対の基板がシール材により接着されることにより、液晶層が保持されている。
また、液晶表示装置において、液晶分子の配向を制御する配向膜は、例えばポリイミド樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶かした流動性の高い液体状の液晶配向剤(ワニス)を基板上にインクジェット法等により塗布した後、加熱して溶剤の除去と樹脂材料の焼成を行って形成されることが多い。このため、液晶表示装置の一対の基板上の表示領域に配向膜を形成する場合、基板上で液晶配向剤が広がるため、配向膜が表示領域の周囲(外側)まで広がり易い。
表示領域の周囲、すなわち非表示領域(額縁領域ともいう)に広いスペースを確保することができる場合には、表示領域とシール材との距離を充分に大きくすることで、配向膜とシール材とが重ならないようにすることができる。しかしながら、額縁領域の狭い狭額縁の液晶表示装置では、表示領域とシール材との距離を充分に大きくすることが困難となる。このため、配向膜が広がり過ぎると、基板とシール材との間に配向膜が挟まる構造となり、一対の基板の接着力が低下し、液晶表示装置の信頼性が低下する場合がある。一般的にシール材は、基板に比べて配向膜に対する接着力が劣るためである。
このような配向膜の広がりを抑制するために、配向膜の広がりを堰き止める部材を額縁領域に設ける方法がある。上記特許文献1の液晶表示装置は、配向膜が周縁部に広がってしまうことを抑制する機能を備える堰き止め用部材FSを有する。この堰き止め用部材FSは、一対の基板間の離間距離を保つスペーサ部材(メインスペーサともいう)と同じ材料から形成されており、スペーサ部材を形成する際に、堰き止め用部材FSも一括して形成することができる。
ここで、比較形態1の液晶表示装置を用いて、メインスペーサの高さと、液晶配向剤の広がりを堰き止める機能を有する堰き止め部と、の関係を検討する。通常、液晶表示装置は、液晶配向剤を塗布して配向膜を形成した一対の基板の一方にシール材を塗布し、上記シール材に囲まれた領域内に液晶層を形成した後、上記一対の基板を上記シール材により貼り合わせることにより製造される。ここでは、基板上に液晶配向剤を塗布する工程について検討する。
図14は、比較形態1の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図である。図14に示すように、比較形態1の液晶表示装置の第1基板10Rはカラーフィルタ層が設けられたカラーフィルタ基板であり、絶縁基板11Rに積層されたブラックマトリクス層13R上に、堰き止め部40Rが形成されている。堰き止め部40Rは、液晶配向剤15PRを塗布する際に、液晶配向剤15PRが所定の位置に収まるよう液晶配向剤15PRを堰き止める機能を有する。
また、比較形態1の液晶表示装置の第2基板は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を有するTFT基板であり、第2基板側にはバンプが設置されており、平面視において、上記バンプはメインスペーサと同じ位置に設けられ、メインスペーサと同様にセル厚を適切に保つ役割を果たすものである。そのため、比較形態1の液晶表示装置が備えるメインスペーサの高さは、バンプが設置されていない液晶表示装置におけるメインスペーサの高さよりも低い。
比較形態1の液晶表示装置は、メインスペーサの高さが低いため、メインスペーサと共に一括して形成される堰き止め部40Rの高さも低い。その結果、図14に示すように、液晶配向剤15PRの膜厚(例えば、~3μm)が、堰き止め部40Rの膜厚(例えば、2μm)より大きくなり、液晶配向剤15PRの広がりを堰き止め部40Rで止めきれず、配向膜が形成される位置を制御することができない場合がある。この場合、液晶配向剤15PR、堰き止め部40Rの表示領域と反対側に配置されたシール部まで広がり、上述のように液晶表示装置の信頼性が低下するおそれがある。また、この点に鑑みて堰き止め部40Rをシール部から離す、すなわち表示領域に近づけると、堰き止め部40Rでの液晶配向剤15PRの跳ね返りによる配向膜の膜厚ムラが表示領域内で発生するおそれがある。したがって、配向膜の形成位置を適切に制御することが重要となってくる。
また、上記特許文献1では、堰き止め用部材FSにより、配向膜が周縁部に広がってしまうことを抑制しており、堰き止め用部材FSと厚さ方向に重なる位置に、更に、カラーフィルタと同じ材料から部材LAを形成することにより、堰き止め用部材FSを形成する位置における樹脂層OC1の高さを調整している。しかしながら、堰き止め用部材FSと部材LAとの間には樹脂層OC1が存在するため、樹脂層OC1の平坦化作用により、堰き止め用部材FSを充分には高くすることができず、配向膜を堰き止めきれないおそれがある。
ここで、複数色のカラーフィルタ材料を用いて部材LAを積層構造とし、堰き止め用部材FSを更に高くすることも考えられる。このようにして堰き止め用部材FSを高くすればするほど、配向膜を堰き止め易くはなるが、あまりに高すぎると周縁部にセル厚ムラが発生するおそれがある。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、配向膜の形成位置及びセル厚が適切に制御された液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、配向膜の形成位置及びセル厚が適切に制御された液晶表示装置について種々検討したところ、上記特許文献1では、部材LAが平坦化作用を有する樹脂層OC1により覆われているため、例え部材LAを積層構造としたとしても、液晶配向剤は部材LAの形成領域において樹脂層OC1上を容易に広がることができるため、配向膜の堰き止め効果は、堰き止め用部材FSの高さのみに依存することを見いだした。そして、更に検討した結果、互いに積層された複数の堰き止め層を有する堰き止め部を用い、各堰き止め層が隣り合う堰き止め層に接することにより、各堰き止め層の段差部に急峻な壁を形成することができるため、堰き止め部全体の高さによる液晶配向剤の堰き止め効果に加えて、各堰き止め層の段差部において表面張力により液晶配向剤を堰き止めることができ、堰き止め部全体の高さを、液晶配向剤の堰き止めに必要なある程度の高さに抑えつつ、堰き止め部全体の高さと各堰き止め層の段差部での表面張力とにより液晶配向剤をより効果的に堰き止めることができることを見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の一態様は、第1基板と、上記第1基板に対向して配置された第2基板と、上記第1基板及び上記第2基板の間に挟持された液晶層と、を備え、上記第1基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上記液晶層側に配置された配向膜と、上記絶縁基板の上記液晶層側に配置され、かつ、平面視において、表示領域の周囲を取り囲むように延設された堰き止め部と、を有し、上記堰き止め部は、互いに積層された複数の堰き止め層を有し、上記複数の堰き止め層は、各々、隣り合う堰き止め層に接する液晶表示装置であってもよい。
上記第1基板は、上記絶縁基板と上記配向膜との間に配置されたオーバーコート層を更に有し、上記オーバーコート層は、平面視において、上記堰き止め部が設けられる領域以外の領域に設けられてもよい。
上記堰き止め部は、上記表示領域側に、上記複数の堰き止め層によって構成された階段構造を有してもよい。
上記複数の堰き止め層のうちの少なくとも1層は、カラーフィルタ材料から構成されてもよい。
上記複数の堰き止め層のうちの1層は、スペーサ材料から構成されてもよい。
上記第1基板は、上記堰き止め部を複数有し、上記複数の堰き止め部は、各々、隣り合う堰き止め部に沿って配置されてもよい。
上記第1基板及び上記第2基板に接し、かつ、平面視において、上記表示領域の周囲を取り囲むように延設されたシール部を更に備え、平面視において、上記堰き止め部は、上記シール部の上記表示領域側に配置されてもよい。
本発明によれば、配向膜の形成位置及びセル厚が適切に制御された液晶表示装置を提供することができる。
実施形態1の液晶表示装置に関する図であり、(a)は全体の平面模式図であり、(b)は角部の平面模式図である。 実施形態1の液晶表示装置の断面模式図である。 実施形態1の液晶表示装置の表示領域における断面模式図である。 実施形態1の液晶表示装置の額縁領域における断面模式図である。 実施形態1の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図である。 実施形態1の液晶表示装置の角部の平面模式図である。 実施形態2の液晶表示装置の堰き止め部周辺の平面模式図である。 実施形態2の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図であり、(a)は堰き止め部の両側に切り欠き部が1つずつ形成される場合の断面模式図であり、(b)は堰き止め部の両側に切り欠き部が2つずつ形成される場合の断面模式図である。 実施形態3の液晶表示装置全体の平面模式図である。 実施形態3の液晶表示装置の堰き止め部周辺の断面模式図である。 実施形態3の変形例1の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。 実施形態3の変形例2の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。 実施形態3の変形例3の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。 比較形態1の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図である。 比較形態2の液晶表示装置における、堰き止め部周辺の断面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
液晶表示装置の表示(液晶配向)モードとしては、正の誘電率異方性を有する液晶分子を基板法線方向から見たときに90°捩れた状態で配向させるTN(Twisted Nematic)モード、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させる垂直配向(VA:Vertical Alignment)モードの他、広視野角特性を得やすい等の理由から、正又は負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング(IPS:In-Plane Switching)モード及びフリンジ電界スイッチング(FFS:Fringe Field Switching)モード等が挙げられる。本実施形態では、表示モードは特に限定されないが、一例として、FFSモードの液晶表示装置を取り上げて説明を行う。
(実施形態1)
図1は、実施形態1の液晶表示装置に関する図であり、(a)は全体の平面模式図であり、(b)は角部の平面模式図である。図2は、実施形態1の液晶表示装置の断面模式図である。図2は、図1におけるa-b線に沿った断面模式図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、表示領域Aと、表示領域Aの周囲に枠状に設けられた額縁領域Bとを有する。額縁領域Bには、表示領域Aと所定の間隔をおいて、表示領域Aの周囲を取り囲むように途切れることなく環状に延設された堰き止め部40と、表示領域Aの周囲を取り囲むように途切れることなく環状に延設されたシール部50とが配置され、堰き止め部40は、シール部50の表示領域A側に配置される。
表示領域Aは、画像を表示する機能を有し、表示領域Aには複数の画素がマトリクス状に配列されている。額縁領域Bは、表示領域Aの周囲に形成された、表示に寄与しない非表示領域であり、ブラックマトリクス層が配置される。
本実施形態の液晶表示装置1は、第1基板10と、第1基板10に対向して配置された第2基板20と、第1基板10及び第2基板20の間に挟持された液晶層30と、を備える。
第1基板10が有する柱状のメインスペーサ14(単に、スペーサともいう)は、液晶層30が形成される空間のギャップを確保する機能を有し、大気圧下において、第2基板20に端部が接している。また、第1基板10は、メインスペーサ14よりも高さの低い柱状のサブスペーサを有する。サブスペーサは、大気圧下では第2基板20には接しておらず、液晶パネルを押した際に押圧等による基板の変形量を小さくする機能を有する。メインスペーサ14及びサブスペーサは、例えば、感光性樹脂組成物を第1基板10上に塗布し、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことにより形成することができる。なお、図1(b)では、表示領域A内のメインスペーサ14の図示を省略している。
第1基板10の液晶層30と反対側の面には第1偏光板61が設けられ、第2基板20の液晶層30と反対側の面には第2偏光板62が設けられている。第1偏光板61及び第2偏光板62は、互いの偏光軸が直交したクロスニコルの配置関係にある。また、第2基板20の外側(液晶層30と反対側)にはバックライト(図示省略)が配置されている。
図3は、実施形態1の液晶表示装置の表示領域における断面模式図である。図3は、図2において破線で囲んだ領域X1の断面模式図である。図3に示すように、第1基板10は、絶縁基板11と、カラーフィルタ層12及びブラックマトリクス層13と、配向膜15と、を液晶層30側に向かって順に有する。また、第1基板10は、メインスペーサ14及びサブスペーサ16をブラックマトリクス層13上に備える。第1基板10は、カラーフィルタ基板ともいう。
第2基板20は、絶縁基板21と、走査線と、データ線と、上記走査線及び上記データ線に接続されたTFTと、面状の共通電極22と、絶縁膜23と、スリットが形成された画素電極24と、配向膜25と、を液晶層30側に向かって順に有する。また、第2基板20には、メインスペーサ14と同じ位置に柱状のバンプ26が形成されている。第2基板20はTFT基板ともいう。なお、共通電極22と画素電極24との配置を入れ替え、面状の画素電極24の液晶層30側に、スリットが形成された共通電極22を形成してもよい。
バンプ26は、メインスペーサ14と同様にセル厚を適切に保つ役割を果たすものであり、配向膜25を除いて第2基板20の最も液晶層30側に位置し、大気圧下において、メインスペーサ14と接している。バンプ26は、感光性樹脂組成物を第2基板20上に塗布し、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことにより形成することができる。バンプ26の高さは、通常、0.5μm以上であり、好ましくは1μm以上、3μm以下である。バンプ26及びメインスペーサ14の径は、それぞれ、任意に設定することができる。
絶縁基板11、21の材料としては、例えばガラス、プラスチック等の透明基材が挙げられ、透明なものであれば特に限定されない。
カラーフィルタ層12は、液晶表示装置の分野で一般的に用いられるカラーフィルタ層であり、複数色のカラーフィルタを有する。本実施形態におけるカラーフィルタ層12は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタから構成されるが、これらのカラーフィルタに加えて、黄色カラーフィルタ等を用いることもできる。
ブラックマトリクス層13は、液晶表示装置の分野で一般的に用いられるブラックマトリクス層であり、液晶表示装置1に配置されたバックライトからの光や外光を遮る機能を有する。
配向膜15及び25は、電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向を制御する機能を有する。本実施形態では、配向膜15及び25として、電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向を第1基板10及び第2基板20に対して平行となるように制御する水平配向膜を用いたが、液晶分子の配向を第1基板10及び第2基板20に対して垂直となるように制御する垂直配向膜を用いることもできる。配向膜15及び25は、それぞれ、例えばポリイミド樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶かした流動性の高い液体状の液晶配向剤(ワニス)を第1基板10及び第2基板20上にインクジェット法等により塗布した後、加熱して溶剤の除去と樹脂材料の焼成を行って形成される。
液晶層30は、液晶分子を含む。本実施形態の液晶表示装置1は、液晶層30に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。
図4は、実施形態1の液晶表示装置の額縁領域における断面模式図である。図5は、実施形態1の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図である。図4は、図2において破線で囲んだ領域X2の断面模式図である。
図4に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、第1基板10が有する堰き止め部40により、配向膜15の形成位置が適切に制御されている。図4及び図5を用いて、堰き止め部40の機能を詳細に説明する。
図4及び図5に示すように、堰き止め部40は、絶縁基板11側から順に、第1の堰き止め層41及び第2の堰き止め層42が積層された構造を有し、第1の堰き止め層41及び第2の堰き止め層42は互いに接する、すなわち各堰き止め層41、42は、積層方向において隣り合う堰き止め層と接している。そのため、堰き止め部40の表示領域A側に、複数の堰き止め層41、42により、急峻な壁41A、42Aを有する複数の段差部を備えた階段構造40Aを形成することができる。したがって、堰き止め部40全体の高さによる液晶配向剤15Pの堰き止め効果に加えて、各堰き止め層41、42の段差部において表面張力により液晶配向剤15Pを堰き止めることが可能となる。そのため、堰き止め部40全体の高さを、液晶配向剤15Pの堰き止めに必要なある程度の高さに抑えつつ、堰き止め部40全体の高さと各堰き止め層41、42の段差部での表面張力とにより液晶配向剤15Pをより効果的に堰き止めることができる。その結果、配向膜15の形成位置及びセル厚を適切に制御することができる。
各段差部の壁41A、42A、すなわち各堰き止め層41、42の側面の傾斜角度41B、42Bは、特に限定されないが、好ましくは45°以上、135°以下であり、より好ましくは60°以上、120°以下である。
なお、図4及び図5では、堰き止め部40が表示領域Aとは反対側にも階段構造40Aと同様の階段構造を有する場合を示したが、この階段構造は、設けられても設けられなくてもよい。
ここで、堰き止め部を構成する各堰き止め層が直接積層されない場合について検討する。図15は、比較形態2の液晶表示装置における、堰き止め部周辺の断面模式図である。比較形態2の液晶表示装置は、第1の堰き止め層及び第2の堰き止め層の間にオーバーコート層を備えること以外は、本実施形態と同様の構成を有する。
比較形態2の液晶表示装置における堰き止め部40Rは、第1の堰き止め層41R及び第2の堰き止め層42Rから構成され、第1の堰き止め層41R及び第2の堰き止め層42Rの間にはオーバーコート層70Rが配置されている。比較形態2では、オーバーコート層70Rの平坦化作用により、堰き止め部40Rの段差はなだらかとなるため、段差部の表面張力による液晶配向剤の堰き止め効果が小さい。したがって、堰き止め部40Rの高さ40HRのみで液晶配向剤を堰き止める必要がある。堰き止め層の層数を増やして堰き止め部40Rを高くすればするほど、液晶配向剤は堰き止め易くなるが、あまりに高すぎると、周辺部にセル厚ムラが発生するおそれがある。また、比較形態2の液晶表示装置におけるオーバーコート層70Rが堰き止め部40Rの上層に形成される場合も、堰き止め部40Rの高さが無くなるわけではないので液晶配向剤を堰き止めることは可能であるが、堰き止め部40Rの段差はなだらかとなるため、段差部の表面張力による液晶配向剤の堰き止め効果は小さい。そのため、液晶配向剤を堰き止めるためには、堰き止め部40Rを高くする必要があり、この場合も、周辺部にセル厚ムラが発生するおそれがある。
一方、本実施形態のように堰き止め部40を構成する堰き止め層41、42を直接積層すれば、堰き止め部40全体の高さをある程度の高さに抑えつつ、堰き止め部40全体の高さと各堰き止め層41、42の段差部での表面張力とにより液晶配向剤15Pをより効果的に堰き止めることができる。
また、基板上に配向膜を形成する際に、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶かした流動性の高い液晶配向剤を用いる場合、液晶配向剤が額縁領域の周縁部まで広がり、額縁領域において、シール部と配向膜との接触面積が増えることがある。ここで、シール部と配向膜との接着強度は、例えば、シール部とブラックマトリクス層との接着強度より弱いため、液晶配向剤が額縁領域の周縁部まで広がり、シール部と配向膜と接触面積が増えると、基板とシール部との接着強度が弱まり、その結果、一対の基板間の接着性が低下してしまう。
しかしながら、本実施形態では、堰き止め部40がシール部50の表示領域A側に配置されており、かつ、堰き止め部40により配向膜15の形成位置を適切に制御することが可能であるため、シール部50と配向膜15との接触を抑制することが可能となり、第1基板10と第2基板20との接着性が低下するのを抑制することができる。
図4及び図5に示すように、堰き止め部40は、表示領域A側に、複数の堰き止め層41、42によって構成された階段構造40Aを有することが好ましい。このような態様とすることにより、上述のように、階段構造40Aの段差部における表面張力による液晶配向剤の堰き止め効果を確実に奏することが可能となる。
ここで、堰き止め部40が表示領域A側に複数の堰き止め層41、42によって構成された階段構造40Aを有するとは、絶縁基板11により近い堰き止め層(より下層の堰き止め層)ほど、その表示領域A側の端部がより表示領域Aに近いことを言う。なお、本明細書において、「下」とは、絶縁基板側を指し、「上」とは、絶縁基板と反対側を指す。
第1の堰き止め層41及び第2の堰き止め層42の材料は特に限定されないが、製造工程の簡略化の観点からは、各堰き止め層41、42は、第1基板10の絶縁基板11の液晶層30側に形成された他の部材と同じ材料から形成されることが好ましい。本実施形態では、第1の堰き止め層41は、カラーフィルタ層12の材料と同じカラーフィルタ材料(例えば、青色カラーフィルタ材料)から構成される。このような態様とすることにより、カラーフィルタ層12を形成するのと同時に第1の堰き止め層41を形成することができるため、堰き止め部40を容易に形成することが可能となる。また、本実施形態では、第2の堰き止め層42は、メインスペーサ14及びサブスペーサ16の材料と同じスペーサ材料から構成される。このような態様とすることにより、メインスペーサ14及びサブスペーサ16を形成するのと同時に第2の堰き止め層42を形成することができるため、堰き止め部40を容易に形成することが可能となる。
堰き止め部40は、2つの堰き止め層41、42から構成されるが、堰き止め部40を構成する堰き止め層は、2層以上であればよく、例えば、3層であってもよいし、4層以上であってもよい。堰き止め部40を構成する複数の堰き止め層のうち、最も上層の堰き止め層は、スペーサ材料又はカラーフィルタ材料から構成され、それ以外の堰き止め層はカラーフィルタ材料から構成されることが好ましい。
堰き止め部40の高さは、特に限定されず、塗布された液晶配向剤15Pの厚み(例えば1μm以上、5μm以下)や粘度、表面張力等に応じて適宜設定可能であるが、好ましくは2μm以上、4.5μm以下であり、より好ましくは3μm以上、4μm以下である。堰き止め部40の各堰き止め層の膜厚、すなわち、積層方向における高さは特に限定されないが、上述のように第1基板10の他の部材と同じ材料から形成する場合は、通常、その部材と同程度の膜厚を有することになる。スペーサ材料から構成される堰き止め層を用いる場合は、その膜厚は、1μm以上、2μm以下(例えば2μm)であってもよい。このような場合、スペーサ材料から構成される堰き止め層のみから堰き止め部を形成すると、液晶配向剤を堰き止めることが困難となることから、上述のように、スペーサ材料から構成される堰き止め層に加えて、他の堰き止め層も用い、複数の堰き止め層41、42を含む堰き止め部40を設けることが特に好ましい。なお、スペーサ材料から構成される堰き止め層は、メインスペーサ14又はサブスペーサ16のいずれのスペーサと同程度の膜厚を有してもよい。カラーフィルタ材料から構成される堰き止め層の膜厚は、通常、1μm以上、4μm以下であり、好ましくは1.5μm以上、3μm以下である。
階段構造40Aにおいて、最も上層の堰き止め層以外の堰き止め層の突出幅は特に限定されないが、階段構造40Aを構成する積層方向において隣り合う(上下で隣接する)2つの堰き止め層において、上層の堰き止め層から下層の堰き止め層が突出する幅(詳細には、堰き止め部40の延設方向に直交する方向に突出する幅)は、通常、5μm以上、30μm以下であり、好ましくは10μm以上、20μm以下である。
堰き止め部40の各堰き止め層の幅(詳細には、堰き止め部40の延設方向に直交する方向における底部の幅)も特に限定されないが、最も下層の堰き止め層の幅は、通常、10μm以上、40μm以下であり、好ましくは20μm以上、30μm以下である。最も上層の堰き止め層の幅は、通常、5μm以上、35μm以下であり、好ましくは15μm以上、25μm以下である。これらの堰き止め層の間に配置される堰き止め層の幅は、通常、最も下層の堰き止め層の幅よりも小さく、かつ、最も上層の堰き止め層の幅よりも大きく設定される。
表示領域Aから堰き止め部40までの距離は特に限定されない。図6は、実施形態1の液晶表示装置の角部の平面模式図である。本実施形態の堰き止め部40は、図6に示すように、シール部50に接触しない範囲に配置される。堰き止め部40の配置は、シール部50の配置を考慮して適宜設定することができる。堰き止め部40は、例えば、表示領域Aから550μm離れた位置に配置される。堰き止め部40と表示領域Aとの間の距離は、300μm以上であることが好ましく、500μm以上、1000μm以下であることがより好ましい。このような態様とすることにより、堰き止め部40の周辺で配向膜15の膜厚ムラが生じたとしても、表示領域Aの視認性に与える影響を抑えることができる。なお、後述のように、堰き止め部40が複数本存在する場合は、最も表示領域Aに近い堰き止め部40と表示領域Aとの間の距離が、上記範囲となるように設定することが好ましい。
図4に示すように、シール部50は、第1基板10及び第2基板20の間に設けられ、液晶層30を囲んで封止する機能を有する。シール部50は、第1基板10の液晶層30側の面及び第2基板20の液晶層30側の面のそれぞれに密着しており、第1基板10と第2基板20とは、シール部50を介して互いに接着固定されている。
シール部50は、平面視において、表示領域Aの周囲を取り囲むように環状に延設されている。シール部50は、第1基板10と第2基板20とを接着する機能を有するものであれば、その材料は特に限定されず、例えば、アクリル又はエポキシ系樹脂等の紫外線熱併用硬化型樹脂によって構成されている。
本実施形態のシール部50の線幅は、図6に示すように、1300μmであるが、シール部50の線幅はこれに限定されない。
本実施形態で説明した液晶表示装置1は、一般的な製造方法により作製可能であるが、ここで、第1基板10の製造方法について説明する。第1基板10は、例えば、ガラス基材等の絶縁基板11の一方の面に、赤色カラーフィルタ、青色カラーフィルタ及び緑色カラーフィルタからなるカラーフィルタ層12、及び、ブラックマトリクス層13を形成することにより作製することができる。この際、少なくとも一色のカラーフィルタ材料から少なくとも一層の堰き止め層を同時に形成することが好ましい。例えば、青色カラーフィルタを形成する際に、第1の堰き止め層41を同時に形成することができる。このような態様とすることにより、製造工程を複雑なものとすることなく、本実施形態の堰き止め部40を形成することが可能となる。
カラーフィルタ層12及びブラックマトリクス層13は、例えば、感光性樹脂組成物を絶縁基板11上に塗布した後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることにより形成することができる。
次に、メインスペーサ14及びサブスペーサ16を形成する。このメインスペーサ14及びサブスペーサ16を形成する際に、第2の堰き止め層42を同時に形成することができる。このような態様とすることにより、製造工程を複雑なものとすることなく、本実施形態の堰き止め部40を形成することが可能となる。
メインスペーサ14及びサブスペーサ16は、カラーフィルタ層12やブラックマトリクス層13と同様に、露光工程と、不要部分を除去する除去工程とを有するフォトリソグラフィ法により形成することができる。複数回露光することによりメインスペーサ14及びサブスペーサ16に対応する部分の露光量を変化させる方法、又は、メインスペーサ14及びサブスペーサ16が形成される領域上に光の透過率の異なる複数のマスクを積層して露光量を変化させる方法等により、メインスペーサ14及びサブスペーサ16を一括して形成することができる。
次にカラーフィルタ層12、ブラックマトリクス層13、メインスペーサ14及びサブスペーサ16上に配向膜15を形成する。配向膜15は、以下の方法により形成することができる。まず、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶かした液体状の液晶配向剤15Pを第1基板10上に塗布する。次に、液晶配向剤15Pが塗布された絶縁基板11を加熱処理することによって溶剤の除去と樹脂材料の焼成を行う。その後、必要に応じて配向処理を施すことにより配向膜15を形成することができる。以上のようにして、本実施形態の第1基板10を作製することができる。
本実施形態では、液晶配向剤15Pの特性に応じて堰き止め部40の高さ、堰き止め層の層数等の設定を調整可能であり、本実施形態は液晶配向剤15Pの特性によらず使用することができる。そのため、液晶配向剤15Pの特性、例えば溶剤の種類や液晶配向剤15Pの粘度、表面張力等は特に限定されない。
また、液晶配向剤15Pの塗布方法も特に限定されず、例えば、インクジェット法やロールコーター法が挙げられるが、インクジェット法は、ロールコーター法に比べて液晶配向剤の粘度を低くする必要があり、液晶配向剤が流れ易いため、配向膜の形成位置を制御することが困難である。したがって、インクジェット法を用いる場合に本実施形態は好適であり、本実施形態の液晶表示装置1における第1基板10は、階段構造40Aを有する堰き止め部40を備えるため、インクジェット法により液晶配向剤15Pを塗布する場合であっても、配向膜15の形成位置を適切に制御することができる。
上記のようにして第1基板10作製した後、シール材塗布工程、基板貼り合せ工程、偏光板貼り付け工程、バックライト取り付け工程等の工程を順次行うことによって、本実施形態の液晶表示装置1を製造することができる。
(実施形態2)
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置は、第1基板における絶縁基板と配向膜との間にオーバーコート層が配置され、かつ、堰き止め部が2層以上(例えば、3層)の堰き止め層から構成されること以外は、実施形態1の液晶表示装置1と同様の構成を有する。
図7は、実施形態2の液晶表示装置の堰き止め部周辺の平面模式図である。図8は、実施形態2の液晶表示装置の第1基板製造工程における、液晶配向剤塗布時の堰き止め部周辺の断面模式図であり、(a)は堰き止め部の両側に切り欠き部が1つずつ形成される場合の断面模式図であり、(b)は堰き止め部の両側に切り欠き部が2つずつ形成される場合の断面模式図である。本実施形態の液晶表示装置1の第1基板10は、絶縁基板11上に、ブラックマトリクス層13及びオーバーコート層70が順に積層された構造を有する。オーバーコート層70は、カラーフィルタ層12、及び、ブラックマトリクス層13を覆うように形成されており、これにより、第1基板10の特に表示領域Aでの表面を平坦にしている。オーバーコート層70は、額縁領域Bにも形成されているが、平面視において、堰き止め部40が設けられる領域以外の領域に設けられる。また、堰き止め部40は、2層以上の堰き止め層、例えば、絶縁基板11側から順に、第1の堰き止め層41と、第2の堰き止め層42と、第3の堰き止め層43と、が積層された構造を有する。そして、堰き止め部40の表示領域A側に、複数の堰き止め層41、42、43により、急峻な壁41A、42A、43Aを有する複数の段差部を備えた階段構造40Aが形成されている。
このような態様とすることにより、オーバーコート層70を有する場合であっても、各堰き止め層41、42、43の段差部を形成することが可能となり、段差部の表面張力により液晶配向剤15Pを堰き止めることができる。その結果、配向膜15の形成位置を適切に制御することが可能となる。また、このような態様とすることにより、比較形態2で説明したように、オーバーコート層70が2つの堰き止め層間に設けられる場合や、オーバーコート層70の下に堰き止め部40が設けられる場合に比べて、堰き止め部40の高さを低くすることができる。その結果、液晶層30の周辺部に発生するセル厚ムラを抑制することが可能となる。
オーバーコート層70と、堰き止め部40とは互いに接しないことが好ましい。すなわち、堰き止め部40は、オーバーコート層70から隙間71を空けて、例えば、オーバーコート層70に切り欠き部72を設けて、又は、オーバーコート層70の額縁領域B側の端部から距離を空けて、配置されることが好ましい。このような態様とすることにより、堰き止め部40が有する段差部がより確実に配向膜15と接し得るよう配置することが可能となる。その結果、配向膜15の形成位置をより適切に制御することが可能となる。
オーバーコート層70の切り欠き部72の配置は特に限定されず、例えば、図8(a)に示すように堰き止め部40の両側に1つずつ設けられてもよく、図8(b)に示すように堰き止め部40の両側に2つずつ設けられてもよい。また、図8では、堰き止め部40の両側にオーバーコート層70が配置されているが、堰き止め部40の表示領域Aと反対側にはオーバーコート層70は配置されなくてもよい。
オーバーコート層70の材料は特に限定されず、例えば、感光性の樹脂材料を用いることができる。オーバーコート層70は、例えば、感光性の樹脂材料を塗布し、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことにより形成することができる。
なお、本実施形態では、オーバーコート層70に設けた切り欠き部72に堰き止め部40を配置するが、堰き止め部40はオーバーコート層70上に配置されてもよい。
(実施形態3)
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置は、堰き止め部40を複数有すること以外は、実施形態1の液晶表示装置1と同様の構成を有する。
図9は、実施形態3の液晶表示装置全体の平面模式図である。図10は、実施形態3の液晶表示装置の堰き止め部周辺の断面模式図である。図9及び図10に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、堰き止め部40を複数、例えば3本有し、複数の堰き止め部40は、各々、堰き止め部40の延設方向に直交する方向において隣り合う堰き止め部40に沿って配置されている。また、複数の堰き止め部40は、同じ(例えば青色、赤色又は緑色の)カラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41及びスペーサ材料から構成される第2の堰き止め層42を有する。
このような態様とすることにより、多段階で液晶配向剤を堰き止めることができるため、配向膜15の形成位置をより適切に制御することが可能となる。
第1基板10が有する堰き止め部40の数は特に限定されないが、第1基板10は、堰き止め部40を1本~4本有することが好ましく、2本~3本有することがより好ましい。
第1基板10が堰き止め部40を複数有する場合、隣り合う堰き止め部40間の距離は、10μm以上、40μm以下であることが好ましく、15μm以上、25μm以下であることがより好ましい。
(実施形態3の変形例1)
上記では堰き止め部40は、2層の堰き止め層41、42から構成されるが、各堰き止め部40は、3層以上の堰き止め層から構成されてもよい。図11は、実施形態3の変形例1の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。本変形例の液晶表示装置における堰き止め部40は、第一(例えば緑色)のカラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41と、第二(例えば赤色)のカラーフィルタ材料から構成される第2の堰き止め層42と、スペーサ材料から構成される第3の堰き止め層43と、が絶縁基板11側から順に積層された構造を有する。
(実施形態3の変形例2)
上記では堰き止め部40は、スペーサ材料及びカラーフィルタ材料を用いて形成するが、各堰き止め部40は、カラーフィルタ材料のみを用いて形成してもよい。図12は、実施形態3の変形例2の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。本変形例の液晶表示装置における堰き止め部40は、第一(例えば青色)のカラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41と、第二(例えば緑色)のカラーフィルタ材料から構成される第2の堰き止め層42と、第三(例えば赤色)のカラーフィルタ材料から構成される第3の堰き止め層43と、が絶縁基板11側から順に積層された構造を有する。
(実施形態3の変形例3)
上記では複数本の堰き止め部40は、互いに同一の構成を有するが、複数本の堰き止め部40は、それらの構成が互いに異なっていてもよい。図13は、実施形態3の変形例3の液晶表示装置における、堰き止め部の断面模式図である。図13に示すように、本変形例の液晶表示装置は、配向膜15を堰き止める機能を有する複数、例えば3本のパターンを備える。本変形例の液晶表示装置は、表示領域A側から順に、第一(例えば緑色)のカラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41を有するパターン1と、第一(例えば緑色)のカラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41及び第二(例えば赤色)のカラーフィルタ材料から構成される第2の堰き止め層42を有するパターン2と、第一(例えば緑色)のカラーフィルタ材料から構成される第1の堰き止め層41、第二(例えば赤色)のカラーフィルタ材料から構成される第2の堰き止め層42及びスペーサ材料から構成される第3の堰き止め層43を有するパターン3と、を備える。パターン2及びパターン3は、それぞれ堰き止め部40に相当する。
(実施形態4)
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。上記実施形態では、カラーフィルタ基板である第1基板10側に堰き止め部40を設けるが、堰き止め部40はTFT基板である第2基板20側に設けられてもよい。この場合、配向膜25の形成位置及びセル厚を適切に制御することができる。第1基板10に堰き止め部40を設ける場合、各堰き止め層は、例えば、バンプ26の材料、第1基板10の膜面保護に用いる有機絶縁膜材料、等の有機絶縁材料から構成される。本実施形態における各堰き止め層は、フォトリソグラフィ法等を用いて上記有機材料をパターニングすることにより形成することができる。
[付記]
本発明の一態様は、第1基板10と、第1基板10に対向して配置された第2基板20と、第1基板10及び第2基板20の間に挟持された液晶層30と、を備え、第1基板10は、絶縁基板11と、絶縁基板11の液晶層30側に配置された配向膜15と、絶縁基板11の液晶層30側に配置され、かつ、平面視において、表示領域Aの周囲を取り囲むように延設された堰き止め部40と、を有し、堰き止め部40は、互いに積層された複数の堰き止め層41、42、43を有し、複数の堰き止め層41、42、43は、各々、隣り合う堰き止め層41、42、43に接する液晶表示装置1であってもよい。
堰き止め部40は、互いに積層された複数の堰き止め層41、42、43を有し、複数の堰き止め層41、42、43は、各々、隣り合う堰き止め層41、42、43に接する、すなわち各堰き止め層41、42、43は、積層方向において隣り合う堰き止め層41、42、43と接している。そのため、堰き止め部40の表示領域A側に、複数の堰き止め層41、42、43により、急峻な壁41A、42A、43Aを有する複数の段差部を備えた階段構造40Aを形成することができる。したがって、堰き止め部40全体の高さによる液晶配向剤15Pの堰き止め効果に加えて、各堰き止め層41、42、43の段差部において表面張力により液晶配向剤15Pを堰き止めることが可能となる。そのため、堰き止め部40全体の高さを、液晶配向剤15Pの堰き止めに必要なある程度の高さに抑えつつ、堰き止め部40全体の高さと各堰き止め層41、42、43の段差部での表面張力とにより液晶配向剤15Pをより効果的に堰き止めることができる。その結果、配向膜15の形成位置及びセル厚を適切に制御することができる。
第1基板10は、絶縁基板11と配向膜15との間に配置されたオーバーコート層70を更に有し、オーバーコート層70は、平面視において、堰き止め部40が設けられる領域以外の領域に設けられてもよい。このような態様とすることにより、オーバーコート層70を有する場合であっても、各堰き止め層41、42、43の段差部を形成することが可能となり、段差部の表面張力により液晶配向剤15Pを堰き止めることができる。その結果、オーバーコート層70を有する場合であっても、配向膜15の形成位置を適切に制御することが可能となる。
堰き止め部40は、表示領域A側に、複数の堰き止め層41、42、43によって構成された階段構造40Aを有してもよい。このような態様とすることにより、階段構造40Aの段差部における表面張力による液晶配向剤15Pの堰き止め効果を確実に奏することが可能となる。
複数の堰き止め層41、42、43のうちの少なくとも1層は、カラーフィルタ材料から構成されてもよい。第1基板10がカラーフィルタ層12を有するカラーフィルタ基板である場合、このような態様とすることにより、カラーフィルタ層12を形成するのと同時に堰き止め層41、42、43を形成することができるため、堰き止め部40を容易に形成することが可能となる。
複数の堰き止め層41、42、43のうちの1層は、スペーサ材料から構成されてもよい。第1基板10がスペーサ(メインスペーサ14、サブスペーサ16)を有する場合、このような態様とすることにより、スペーサを形成するのと同時に堰き止め層41、42、43を形成することができるため、堰き止め部40を容易に形成することが可能となる。
第1基板10は、堰き止め部40を複数有し、複数の堰き止め部40は、各々、隣り合う堰き止め部40に沿って配置されてもよい。このような態様とすることにより、多段階で液晶配向剤15Pを堰き止めることができるため、配向膜15の形成位置をより適切に制御することが可能となる。
第1基板10及び第2基板20に接し、かつ、平面視において、表示領域Aの周囲を取り囲むように延設されたシール部50を更に備え、平面視において、堰き止め部40は、シール部50の表示領域A側に配置されてもよい。このような態様とすることにより、シール部50と配向膜15との接触をより抑制することが可能となり、第1基板10と第2基板20との接着性が低下するのをより抑制することができる。
1:液晶表示装置
10、10R:第1基板
11、11R、21:絶縁基板
12:カラーフィルタ層
13、13R:ブラックマトリクス層
14:メインスペーサ
15、25:配向膜
15P、15PR:液晶配向剤
16:サブスペーサ
20:第2基板
22:共通電極
23:絶縁膜
24:画素電極
26:バンプ
30:液晶層
40、40R:堰き止め部
40A:階段構造
40HR:高さ
41、41R、42、42R、43:堰き止め層
41A、42A、43A:壁
41B、42B:傾斜角度
50:シール部
61:第1偏光板
62:第2偏光板
70、70R:オーバーコート層
71:隙間
72:切り欠き部
A:表示領域
B:額縁領域
X1、X2:領域

Claims (7)

  1. 第1基板と、
    前記第1基板に対向して配置された第2基板と、
    前記第1基板及び前記第2基板の間に挟持された液晶層と、を備え、
    前記第1基板は、絶縁基板と、
    前記絶縁基板の前記液晶層側に配置された配向膜と、
    前記絶縁基板の前記液晶層側に配置され、かつ、平面視において、表示領域の周囲を取り囲むように延設された堰き止め部と、を有し、
    前記堰き止め部は、互いに積層された複数の堰き止め層を有し、
    前記複数の堰き止め層は、各々、隣り合う堰き止め層に接することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第1基板は、前記絶縁基板と前記配向膜との間に配置されたオーバーコート層を更に有し、
    前記オーバーコート層は、平面視において、前記堰き止め部が設けられる領域以外の領域に設けられることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記堰き止め部は、前記表示領域側に、前記複数の堰き止め層によって構成された階段構造を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記複数の堰き止め層のうちの少なくとも1層は、カラーフィルタ材料から構成されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 前記複数の堰き止め層のうちの1層は、スペーサ材料から構成されることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1基板は、前記堰き止め部を複数有し、
    前記複数の堰き止め部は、各々、隣り合う堰き止め部に沿って配置されることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1基板及び前記第2基板に接し、かつ、平面視において、前記表示領域の周囲を取り囲むように延設されたシール部を更に備え、
    平面視において、前記堰き止め部は、前記シール部の前記表示領域側に配置されることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の液晶表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113189813A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 长沙惠科光电有限公司 阵列基板、显示面板和显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317625A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Fujitsu Ltd 液晶表示パネル
JP2004094072A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
WO2010058502A1 (ja) * 2008-11-20 2010-05-27 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317625A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Fujitsu Ltd 液晶表示パネル
JP2004094072A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
WO2010058502A1 (ja) * 2008-11-20 2010-05-27 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113189813A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 长沙惠科光电有限公司 阵列基板、显示面板和显示装置

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