JP5171201B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、例えばTN(Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、FFS(Fringe Field Switchng)等の液晶モードに適用することができる。本発明は、配向膜の下面を溝形状として配向膜に特定方向の配向能を付与することにより、従来に比して生産性が高く、液晶に対する十分な配向規制力を有し、高い画質を確保することができるようにする。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, such as TN (Twisted Nematic), ECB (Electrically Controlled Birefringence), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching), and the like. It can be applied to the liquid crystal mode. In the present invention, the lower surface of the alignment film is formed into a groove shape to give the alignment film an alignment ability in a specific direction, so that the productivity is higher than before, the liquid crystal has a sufficient alignment regulating force for liquid crystal, and high image quality. To be able to secure.
従来、TN、ECB、STN、IPS、FFS等の各種液晶モードの液晶表示パネルでは、配向処理により液晶分子を一定方向に配向させており、この配向処理に種々の手法が提案されている。 Conventionally, in liquid crystal display panels of various liquid crystal modes such as TN, ECB, STN, IPS, and FFS, liquid crystal molecules are aligned in a certain direction by an alignment process, and various techniques have been proposed for this alignment process.
この配向処理の1つであるラビング法は、最も頻繁に使用される方法であり、ポリイミド等からなる高分子膜による配向膜を透明電極上に形成した後、表面に布等を取り付けたローラーでこの配向膜を一定方向に擦ることにより、この配向膜に配向能を付与する。しかしながらラビング法では、ラビング屑等が付着して配向膜の表面を汚染する恐れがあり、また静電気の発生によりパネル上のTFT(薄膜トランジスタ)を破壊する恐れもある。 The rubbing method, which is one of the alignment treatments, is the most frequently used method. After forming an alignment film of a polymer film made of polyimide or the like on a transparent electrode, a roller having a cloth attached to the surface is used. By rubbing the alignment film in a certain direction, the alignment film is imparted with alignment ability. However, in the rubbing method, rubbing debris or the like may adhere to the surface of the alignment film, and the TFT (thin film transistor) on the panel may be destroyed due to generation of static electricity.
ラビング法に代わる配向処理方法であるいわゆるグレーティング法は、基板表面を加工してグレーティング(溝)を形成し、このグレーティングによる弾性歪みを利用して液晶分子を配向させる。グレーティング法では、弾性自由エネルギーが最も安定になるグレーティングに沿って平行な方向に液晶分子が配向する。 A so-called grating method, which is an alignment treatment method that replaces the rubbing method, forms a grating (groove) by processing the substrate surface, and aligns liquid crystal molecules using elastic strain caused by the grating. In the grating method, liquid crystal molecules are aligned in a parallel direction along the grating where the elastic free energy is most stable.
このグレーティング法に関して、M.Nakamura et al. J. Appl. Phys, 52, 210(1981)には、感光性ポリマーの層に光を照射して一定の間隔で直線状にグレーティングを形成する方法が提案されている。また特開平11−218763号公報には、基板上の光重合性モノマーに光を照射してグレーティング状の配向膜を形成する方法が提案されている。また特開2000−105380号公報には、転写の手法を適用して、基板表面に形成された樹脂塗布膜にグレーティングの凹凸形状を形成し、グレーティング状の配向膜を形成する方法が提案されている。 Concerning this grating method, M. Nakamura et al. J. Appl. Phys, 52, 210 (1981) has a method of irradiating light to a layer of a photosensitive polymer to form a grating linearly at regular intervals. Proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-218763 proposes a method of forming a grating-like alignment film by irradiating a photopolymerizable monomer on a substrate with light. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-105380 proposes a method of forming a grating-like alignment film by applying a transfer technique to form a grating uneven shape on a resin coating film formed on a substrate surface. Yes.
このグレーティング法では、グレーティングのピッチと高さとの調節によりアンカリングエネルギーを制御できることが知られている(Y. Ohta et al., J.J.Appl. Phys., 43, 4310(2004))。 In this grating method, it is known that the anchoring energy can be controlled by adjusting the pitch and height of the grating (Y. Ohta et al., J.J. Appl. Phys., 43, 4310 (2004)).
またグレーティング法では、ポリイミド等の配向膜材自体が有する配向規制力を利用してアンカリング強度を向上する方法も提案されている。すなわち特開平5−88177号公報には、フォトリソグラフィー法により感光性ポリイミドをパターニングする方法が提案されており、また特開平8−114804号公報には、所定方向ではストライプ状であって、この所定方向と直交する方向では表面形状が鋸歯状である凹凸形状を第1配向膜の表面に形成し、この第1配向膜上に、この直交する方向に分子軸が揃った有機物を積層して配向膜を形成する方法が提案されている。また特開平3−209220号公報には、感光性ガラスをフォトエッチングして表面に凹凸形状を形成した後、配向材を塗布する方法が提案されている。 In the grating method, a method for improving the anchoring strength by utilizing the alignment regulating force of the alignment film material itself such as polyimide has been proposed. That is, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-88177 proposes a method of patterning photosensitive polyimide by a photolithography method, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-114804 has a stripe shape in a predetermined direction. In the direction orthogonal to the direction, an uneven shape having a sawtooth surface shape is formed on the surface of the first alignment film, and an organic substance having aligned molecular axes is aligned on the first alignment film. A method of forming a film has been proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 3-209220 proposes a method of applying an alignment material after photo-etching photosensitive glass to form a concavo-convex shape on the surface.
グレーティング法によれば、ラビング法による配向膜表面の汚染、静電気の発生を防止することができる。
しかしながらグレーティング法により、単に弾性歪み効果のみを利用して液晶分子を配向させる場合には、ラビング法と同等のアンカリング強度にするために、溝のピッチPと高さHとの比T(=H/P)を十分に大きくする必要がある。具体的に、上述のY. Ohta et al., J.J.Appl. Phys., 43, 4310(2004)によれば、ラビング処理を行った配向膜と同等の方位角アンカリング強度(約1×10-4〔J/m2 〕)を得るためには、溝のピッチPと高さHとの比Tを1以上とする必要がある。 However, when the liquid crystal molecules are aligned by using only the elastic strain effect by the grating method, the ratio T of the groove pitch P to the height H (=) in order to obtain the anchoring strength equivalent to that of the rubbing method. It is necessary to increase H / P) sufficiently. Specifically, according to the above-mentioned Y. Ohta et al., JJAppl. Phys., 43, 4310 (2004), the azimuth anchoring strength (about 1 × 10 −4) equivalent to the alignment film subjected to the rubbing treatment. In order to obtain [J / m 2 ]), the ratio T between the pitch P and the height H of the grooves needs to be 1 or more.
従って実用で想定されるグレーティングのピッチが1〔μm〕以上であることから、十分な方位角アンカリング強度を確保するためには、単に弾性歪み効果のみを利用して液晶分子を配向させる場合、グレーティングの深さを1〔μm〕以上とすることが必要になる。ここで液晶表示パネルでは、セルギャップが3〜4〔μm〕程度であることから、グレーティングの深さを1〔μm〕以上とすると、深さが1〔μm〕以上の周期的な凹凸がパネル面内に形成されることになり、液晶のリタデーションがパネル面内で変化することになり、コントラスト比を十分に確保することが困難になる。また生産性を考慮すると、グレーティングの深さを1〔μm〕未満として、十分なアンカリング強度を確保することが望まれる。
また、ポリイミド等の配向膜の配向規制力を利用する方法に関しても、以下のような問題を有する。例えば、特開平5−88177号、特開平3−209220号の方法の場合、表面の凸凹による配向規制力と配向膜による配向規制力を比較すると、後者の方が強いため、液晶分子の配向方向は、配向膜の分子長軸の配向方向に向くことになる。しかし、配向膜の分子長軸の方向が制御されていないために、全体として十分な配向規制力が得られるとは言い難い。
また、特開平8−114804号の方法の場合、表面の凸凹で配向膜の分子軸を制御しているが、配向膜として使用しているのは光重合製の液晶材料で、信頼性、電気的特性に優れた通常の量産で用いられているポリイミドを使用することができないという問題点を有する。また、液晶の配向方向が溝に対して平行となるため、プレチルト角を制御するためには、溝を非常に複雑な形状に制御する必要があるという問題点を有する。すなわち、ストライプ状の凸凹に対してほぼ直角方向に鋸歯状の凸凹を形成する必要があり、スタンプ等の利用による著しく生産性の低い方法によらざるを得ない。
Therefore, since the pitch of the grating assumed in practical use is 1 [μm] or more, in order to ensure a sufficient azimuth anchoring strength, when merely aligning liquid crystal molecules using only the elastic strain effect, It is necessary to set the depth of the grating to 1 [μm] or more. Here, in the liquid crystal display panel, since the cell gap is about 3 to 4 [μm], when the depth of the grating is 1 [μm] or more, the periodic unevenness with the depth of 1 [μm] or more is the panel. It will be formed in the plane, and the retardation of the liquid crystal will change in the panel plane, making it difficult to ensure a sufficient contrast ratio. In consideration of productivity, it is desirable to secure a sufficient anchoring strength by setting the depth of the grating to less than 1 [μm].
In addition, the method using the alignment regulating force of an alignment film such as polyimide has the following problems. For example, in the case of the methods disclosed in JP-A-5-88177 and JP-A-3-209220, the alignment control force due to the unevenness of the surface is compared with the alignment control force due to the alignment film. Is oriented in the alignment direction of the molecular long axis of the alignment film. However, since the direction of the molecular long axis of the alignment film is not controlled, it cannot be said that a sufficient alignment regulating force is obtained as a whole.
In the case of the method of JP-A-8-114804, the molecular axis of the alignment film is controlled by the unevenness of the surface, but the alignment film is a photopolymerized liquid crystal material, which is reliable, There is a problem that it is not possible to use polyimide which is used in normal mass production with excellent mechanical properties. Further, since the alignment direction of the liquid crystal is parallel to the groove, there is a problem that the groove needs to be controlled to have a very complicated shape in order to control the pretilt angle. That is, it is necessary to form serrated irregularities in a direction substantially perpendicular to the stripe-shaped irregularities, and there is no choice but to use a method with extremely low productivity by using a stamp or the like.
上記課題を解決するための本発明の一側面によれば、所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された液晶と、少なくとも片方の基板に形成され該液晶の分子を配向する配向層と、少なくとも一方の基板に形成され該液晶に電圧を印加するための電極とを備え、配向層は、複数本の溝が平行に形成された主面を有する基層と、該溝の形成された主面を被覆する被膜とからなり、被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列されており、被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上であり、各溝の底部に近づくにつれて厚く形成され、以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する液晶表示装置が提供される。According to one aspect of the present invention for solving the above problem, a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, and molecules of the liquid crystal formed on at least one substrate And an electrode for applying a voltage to the liquid crystal formed on at least one substrate, the alignment layer comprising a base layer having a main surface in which a plurality of grooves are formed in parallel, and The coating film covers the main surface where the grooves are formed, and the coating film has a horizontal alignment ability to align the molecular long axis indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with no voltage applied to the main surface. Each of the grooves is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction. Has a covering rate of 50 percent on the main surface where the grooves are formed. And a liquid crystal display device in which the molecular long axis of the liquid crystal is horizontally oriented in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove. The
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された液晶と、少なくとも片方の基板に形成され該液晶の分子を配向する配向層と、少なくとも一方の基板に形成され該液晶に電圧を印加するための電極とを備え、配向層は、複数本の溝が平行に形成された主面を有する基層と、該溝の形成された主面を被覆する被膜とからなり、被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列されており、被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上、100パーセント未満であり、隣接する溝の間に形成される凸部の頂点を含む主面の一部が露出するように形成され、以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する液晶表示装置が提供される。 In addition, according to another aspect of the present invention for solving the above-described problem, the substrate is formed on a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, and at least one of the substrates. An alignment layer for aligning molecules of the liquid crystal and an electrode for applying a voltage to the liquid crystal formed on at least one substrate, the alignment layer having a main surface in which a plurality of grooves are formed in parallel It consists of a base layer and a film covering the main surface where the groove is formed, and the film is oriented in parallel with the major axis indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal with no voltage applied to the main surface. Each of the grooves has a U-shaped cross section extending along a predetermined direction and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction. The coating has a coverage on the main surface on which the groove is formed. 0% or more and less than 100%, and formed so that a part of the main surface including the apex of the convex portion formed between adjacent grooves is exposed. A liquid crystal display device is provided that is oriented horizontally in an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction.
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された液晶と、少なくとも片方の基板に形成され該液晶の分子を配向する配向層と、少なくとも一方の基板に形成され該液晶に電圧を印加するための電極とを備えた液晶表示装置の製造方法において、配向層は、複数本の溝が平行に配された主面を有する基層と、該溝の配された主面を被覆する被膜とで形成し、被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列し、被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上であって、各溝の底部に近づくにつれて厚くなるように被覆し、以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する液晶表示装置の製造方法が提供される。 In addition, according to another aspect of the present invention for solving the above-described problem, the substrate is formed on a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, and at least one of the substrates. In a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising an alignment layer for aligning the molecules of the liquid crystal and an electrode formed on at least one substrate for applying a voltage to the liquid crystal, the alignment layer has a plurality of parallel grooves. A base layer having a main surface disposed on the surface and a film covering the main surface on which the groove is disposed, and the film extends in the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal with no voltage applied to the main surface. Each of the grooves is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction and along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction. The coating was repeatedly formed at a given pitch, and the coating formed the grooves The coverage of the surface is 50% or more, and the coating is performed so that the thickness increases as it approaches the bottom of each groove, so that the molecular long axis of the liquid crystal is oriented in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove. A method for manufacturing a horizontally aligned liquid crystal display device is provided.
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された液晶と、少なくとも片方の基板に形成され該液晶の分子を配向する配向層と、少なくとも一方の基板に形成され該液晶に電圧を印加するための電極とを備えた液晶表示装置の製造方法において、前記配向層は、複数本の溝が平行に配された主面を有する基層と、該溝の配された主面を被覆する被膜とで形成し、前記被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列し、前記被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上、100パーセント未満であり、隣接する前記溝の間に形成される凸部の頂点を含む主面の一部が露出するように被覆し、以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する液晶表示装置の製造方法が提供される。In addition, according to another aspect of the present invention for solving the above-described problem, the substrate is formed on a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, and at least one of the substrates. In a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising an alignment layer for aligning molecules of the liquid crystal and an electrode formed on at least one substrate for applying a voltage to the liquid crystal, the alignment layer has a plurality of grooves. A base layer having a main surface arranged in parallel and a film covering the main surface on which the groove is arranged, and the film is a longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in a state where no voltage is applied to the main surface. Each of the grooves has a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and has an orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction. Arranged repeatedly at a given pitch along the coating The covering ratio of the formed main surface is 50% or more and less than 100%, and the main surface including the apex of the convex portion formed between the adjacent grooves is exposed so as to be exposed. Thus, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device in which the molecular major axis of the liquid crystal is oriented horizontally in an orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove.
本発明によれば、液晶分子を配向させるための配向層が、二層構造になっている点に特徴がある。即ち配向層は下側の基層と上側の被膜とからなる。基層はその表面(主面)に複数本の溝(グレーティング)が形成されている。一方被膜はポリイミドなどの高分子配向膜からなり、液晶の分子長軸を主面に対して平行に配向する水平配向能を有する。この様にストライプ状のグレーティングを形成した基層と水平配向能を有する被膜とを組み合わせることで、グレーティングの溝が延びる所定の方向(以下本明細書ではこの所定方向を直線方向と呼ぶ場合がある)と直交する直交方向に液晶の分子長軸を指向して整列させることができる。以下この配向状態を直交配向と呼ぶ場合がある。これに対し、従来の単純なグレーティング方式は溝の直線方向に沿って液晶の分子長軸を平行に整列させたものである。以下この配向状態を平行配向と呼ぶ場合がある。 The present invention is characterized in that the alignment layer for aligning liquid crystal molecules has a two-layer structure. That is, the alignment layer is composed of a lower base layer and an upper film. The base layer has a plurality of grooves (gratings) formed on its surface (main surface). On the other hand, the film is made of a polymer alignment film such as polyimide, and has a horizontal alignment ability to align the molecular long axis of the liquid crystal parallel to the principal surface. A predetermined direction in which the groove of the grating extends by combining the base layer on which the striped grating is formed in this way and the coating film having the horizontal alignment ability (hereinafter, this predetermined direction may be referred to as a linear direction in the present specification). The molecular major axis of the liquid crystal can be oriented in an orthogonal direction orthogonal to the alignment. Hereinafter, this orientation state may be referred to as orthogonal orientation. On the other hand, the conventional simple grating method is one in which the molecular long axes of liquid crystals are aligned in parallel along the linear direction of the grooves. Hereinafter, this alignment state may be referred to as parallel alignment.
従来のグレーティング方式は液晶の分子長軸を溝の直線方向と平行に整列させるため、溝のアスペクト比を大きく取る必要があり、表示品質や生産性の上で大きな障害となっていた。これに対し、本発明はグレーティングと水平配向能を有する被膜を組み合わせることで、液晶の分子長軸を溝の直線方向ではなく直交方向に整列させている。この直交配向は基層のグレーティングと高分子被膜の水平配向能とを組み合わせた複合効果もしくは相乗効果により得られるもので、従来はまったく知られていなかったものである。従来の溝に沿った平行整列はグレーティングのみに依存しているため、溝のアスペクト比を大きく取る必要があった。これに対し本発明の直交配向はグレーティングと高分子被膜の複合効果で得られるため、溝のアスペクト比自体は従来の単純なグレーティング法に比較して大きく取る必要が無く、生産性や表示品質の上で優れている。
また本発明では、溝の方向に対して、液晶分子は直交方向に配向しているため、溝の断面形状を非対称にするだけで、容易にチルト角を発現させることができるという利点を有する。加えて、本発明では、配向膜として特殊な材料ではなく、長年の実績を有するポリイミドを使用することができ、現有の生産設備でそのまま生産可能であるという利点を有する。
In the conventional grating method, the molecular long axis of the liquid crystal is aligned in parallel with the linear direction of the groove. Therefore, it is necessary to increase the aspect ratio of the groove, which has been a major obstacle to display quality and productivity. On the other hand, the present invention combines the grating and a film having a horizontal alignment ability so that the molecular major axis of the liquid crystal is aligned in the orthogonal direction, not in the linear direction of the groove. This orthogonal orientation is obtained by a combined effect or a synergistic effect combining the grating of the base layer and the horizontal orientation ability of the polymer film, and has never been known so far. Since parallel alignment along the conventional groove depends only on the grating, it is necessary to increase the aspect ratio of the groove. On the other hand, since the orthogonal orientation of the present invention is obtained by the combined effect of the grating and the polymer film, the groove aspect ratio itself does not need to be larger than that of the conventional simple grating method, and productivity and display quality are improved. Excellent on.
In the present invention, since the liquid crystal molecules are aligned in a direction orthogonal to the direction of the groove, there is an advantage that the tilt angle can be easily expressed only by making the cross-sectional shape of the groove asymmetric. In addition, the present invention has an advantage that it can be used as it is with the existing production equipment because it is not a special material for the alignment film but polyimide having a long track record can be used.
本発明は、グレーティングの表面を水平配向被膜で被覆することにより、液晶分子の直交配向を実現している。直交配向を実現するために、必ずしもグレーティング表面を配向被膜で100%完全に被覆する必要は無い。グレーティングの表面を少なくとも50%水平配向被膜で被覆すれば、所望の直交配向が得られる。なお直交配向は、必ずしも液晶の分子長軸がグレーティングの直線方向に対して精密に90°の角度をなして配向している必要は無い。実用的な範囲で本発明の直交配向は、液晶分子の長軸がグレーティングの直線方向に対して80°〜100°の範囲で交差する場合を許容できる。 In the present invention, orthogonal orientation of liquid crystal molecules is realized by coating the surface of the grating with a horizontal alignment film. In order to achieve orthogonal orientation, it is not always necessary to completely cover the grating surface with an orientation coating. The desired orthogonal orientation can be obtained if the surface of the grating is coated with at least 50% horizontal orientation coating. In the orthogonal orientation, the molecular major axis of the liquid crystal does not necessarily have to be precisely oriented at an angle of 90 ° with respect to the linear direction of the grating. In the practical range, the orthogonal orientation of the present invention can tolerate the case where the major axis of the liquid crystal molecules intersects the linear direction of the grating in the range of 80 ° to 100 °.
以下図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図1は本発明にかかる液晶表示装置の要部を示す模式的な一部斜視図である。本発明にかかる液晶表示装置は、基本的に所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、この間隙に保持された液晶と、少なくとも片方の基板に形成され液晶の分子を配向する配向層と、少なくとも一方の基板に形成され液晶に電圧を印加するための電極とを備えている。図1は特に配向層が形成された片方の基板を模式的に表している。なお電極は図を見易くするため図示を省略している。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial perspective view showing a main part of a liquid crystal display device according to the present invention. A liquid crystal display device according to the present invention basically includes a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, and an alignment layer formed on at least one substrate and aligning liquid crystal molecules. And an electrode formed on at least one of the substrates for applying a voltage to the liquid crystal. FIG. 1 schematically shows one substrate on which an alignment layer is formed. The electrodes are not shown for easy viewing of the figure.
配向層は、複数本の溝Mが平行に形成された主面を有する基層と、溝Mの形成された主面を被覆する被膜とからなる。但し、複数本の溝Mは幾何学的に厳密に平行である必要は無く、本発明の作用効果を奏する範囲で概ね若しくは実質的に平行であればよい。この被膜は例えばポリイミドなどの高分子フィルムからなる。図示の例では、有機高分子被膜を構成する高分子鎖は溝Mに沿って整列している。但しこれは高分子鎖の状態を模式的に表したものであり、本発明は必ずしもこの様な高分子鎖配列に限定されるものではない。この被膜は、電圧無印加の状態で液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を主面に対して平行に配向する水平配向能を有する。この様に液晶分子に対する配向能を有する被膜を、以下本明細書では配向膜と称する場合がある。また主面は、複数本の溝Mが形成された基層の表面を表しており、基板面と平行である。 The alignment layer includes a base layer having a main surface on which a plurality of grooves M are formed in parallel, and a coating covering the main surface on which the grooves M are formed. However, the plurality of grooves M need not be geometrically strictly parallel, and may be substantially or substantially parallel as long as the effects of the present invention are achieved. This coating is made of a polymer film such as polyimide. In the illustrated example, the polymer chains constituting the organic polymer film are aligned along the groove M. However, this is a schematic representation of the state of the polymer chain, and the present invention is not necessarily limited to such a polymer chain arrangement. This film has a horizontal alignment ability for aligning the molecular long axis indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with the main surface in the state where no voltage is applied. In this specification, the coating film having the alignment ability with respect to the liquid crystal molecules may be referred to as an alignment film hereinafter. The main surface represents the surface of the base layer on which the plurality of grooves M are formed, and is parallel to the substrate surface.
各溝Mは与えられた直線方向に沿って伸びており、且つ直線方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列されている。この直交方向に沿った基層の断面は、各溝Mの底に対応した凹部と、隣り合う溝Mの境に対応した凸部とが、交互に繰り返し現れる凹凸構造となっている。 Each groove M extends along a given linear direction and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the linear direction. The cross section of the base layer along the orthogonal direction has a concavo-convex structure in which a concave portion corresponding to the bottom of each groove M and a convex portion corresponding to the boundary of adjacent grooves M appear alternately.
本発明の特徴事項として、液晶分子の長軸が溝の直線方向と直交する直交方向に指向して水平配向をしている。従来のグレーティングを利用した配向では、液晶分子が溝Mの直線方向と平行に指向した平行配向となっている。本発明はグレーティングを水平配向膜で被覆することにより、従来の平行配向とは異なる直交配向を実現している。この直交配向は、グレーティング基層と水平配向膜との相乗効果により得られたものであり、従来に比べアスペクト比を大きくとる必要が無い。溝Mの配列ピッチに対する溝の深さの比率を表すアスペクト比は、本発明に従って1未満に押さえることができる。また水平配向膜は必ずしもグレーティングの主面を100%完全に被覆する必要は無く、被覆率は少なくとも50%確保すれば良い。 As a feature of the present invention, the liquid crystal molecules are horizontally aligned with the long axis of the liquid crystal molecules oriented in an orthogonal direction orthogonal to the linear direction of the groove. In the alignment using the conventional grating, the liquid crystal molecules are parallel alignment oriented in parallel with the linear direction of the groove M. In the present invention, the orthogonal orientation different from the conventional parallel orientation is realized by coating the grating with a horizontal orientation film. This orthogonal alignment is obtained by a synergistic effect of the grating base layer and the horizontal alignment film, and does not require a larger aspect ratio than in the prior art. The aspect ratio representing the ratio of the groove depth to the arrangement pitch of the grooves M can be kept below 1 according to the present invention. Further, the horizontal alignment film does not necessarily have to cover 100% of the main surface of the grating completely, and it is sufficient that the coverage is at least 50%.
図2は、グレーティング基層の断面形状の他の例を示す模式図である。図1に示した実施形態は、凸部が逆V字形状を有する一方、凹部はU字形状となっている。これに対し、図2に示した実施例は、凸部及び凹部共にU字形状となっている。このように、本発明で用いるグレーティング基層の断面形状は、多種多様なパターンが考えられる。場合によっては、凹凸パターンの凸部から凹部に向かう傾斜を右側と左側で非対称とすることにより、直交方向に指向した液晶分子の長軸にチルト角(傾斜角)を付けることができる。このチルト角は実用的な範囲で30°に及ぶ場合があり、この範囲まで含めて水平配向と呼んでいる。本明細書ではチルト角が0°の場合のみを水平配向とするのではなく、実用的な範囲で水平配向の範疇に含まれるチルト角の領域も水平配向の概念に含まれる。 FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the cross-sectional shape of the grating base layer. In the embodiment shown in FIG. 1, the convex portion has an inverted V shape, while the concave portion has a U shape. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 2, both the convex portion and the concave portion are U-shaped. Thus, a wide variety of patterns can be considered for the cross-sectional shape of the grating base layer used in the present invention. In some cases, a tilt angle (tilt angle) can be given to the major axis of the liquid crystal molecules oriented in the orthogonal direction by making the slope from the convex part to the concave part of the concavo-convex pattern asymmetric between the right side and the left side. This tilt angle may reach 30 ° in a practical range, and this range is called horizontal alignment. In this specification, the horizontal alignment is not limited to the case where the tilt angle is 0 °, but the tilt angle region included in the horizontal alignment category within the practical range is also included in the concept of horizontal alignment.
以上の説明から明らかなように、本発明は多種多様な凹凸パターンのグレーティング基層に適用できる。基本的にはどのような凹凸パターンであってもグレーティング基層を少なくとも50%の被覆率で水平配向膜により被覆することで、従来には無かった直交配向を得ることができる。 As is apparent from the above description, the present invention can be applied to grating base layers having a wide variety of uneven patterns. Basically, orthogonal orientation, which has never existed in the past, can be obtained by covering the grating base layer with a horizontal alignment film at a coverage of at least 50% in any irregular pattern.
図3は、グレーティングの凹凸パターンを規定するパラメータを表した模式的な断面図である。図示するように、配向層は、凹凸パターンが形成された基層(PLN)と、その上に形成された電極(ITO)と、さらにその上に被覆された水平配向膜(PI)とで構成されている。なおPIはポリイミドフィルムの略である。またITOは電極を構成する材料を表している。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing parameters that define the concave / convex pattern of the grating. As shown in the figure, the alignment layer is composed of a base layer (PLN) on which a concavo-convex pattern is formed, an electrode (ITO) formed thereon, and a horizontal alignment film (PI) covered thereon. ing. PI is an abbreviation for polyimide film. ITO represents a material constituting the electrode.
図示するように、グレーティングの凹凸パターンは配列ピッチPと凸部の高さHとで規定される。配列ピッチPは隣り合う凹部の間隔である。また高さHは凸部の高さを表しており、これは同時にグレーティング溝の深さでもある。溝の配列ピッチPに対する溝の深さHの比率を表すアスペクト比H/Pは本発明に従って1未満となるようにグレーティングが形成されている。またWは凸部の幅を表している。ピッチPに対する幅Wの比率が小さいほど、凹凸パターンは図1に示した断面形状に近くなり、凸部がV字形状に先鋭化する。一方配列ピッチPに対する幅Wの割合が大きくなるほど、断面形状は図2に示したように凸部及び凹部が共にU字形状となる。 As shown in the drawing, the concave / convex pattern of the grating is defined by the arrangement pitch P and the height H of the convex portion. The arrangement pitch P is an interval between adjacent concave portions. The height H represents the height of the convex portion, which is also the depth of the grating groove. The grating is formed so that the aspect ratio H / P representing the ratio of the groove depth H to the groove arrangement pitch P is less than 1 according to the present invention. W represents the width of the convex portion. As the ratio of the width W to the pitch P is smaller, the concavo-convex pattern is closer to the cross-sectional shape shown in FIG. 1, and the convex portion is sharpened to a V shape. On the other hand, as the ratio of the width W to the arrangement pitch P increases, the cross-sectional shape becomes U-shaped in both the convex portion and the concave portion as shown in FIG.
この様なパラメータP,H,Wで規定される凹凸パターンに対して水平配向膜PIを被覆することで、所望の直交配向が得られる。水平配向膜の被覆方法は、スピンコート、スプレー、ディッピングなど種々の方式を採用可能である。図示の例はグレーティングの主面に塗布した液状の配向膜が熱処理過程で凹部に移動した状態を表している。図から明らかなように、配向被膜の被覆率は必ずしも100%である必要は無く、グレーティングの凸部が一部露出する一方凹部に配向被膜が厚く滞留している場合でも、所望の直交配向が得られる。 By covering the concavo-convex pattern defined by such parameters P, H, and W with the horizontal alignment film PI, a desired orthogonal alignment can be obtained. As a method for coating the horizontal alignment film, various methods such as spin coating, spraying, and dipping can be employed. The illustrated example shows a state in which the liquid alignment film applied to the main surface of the grating has moved to the recess during the heat treatment process. As is apparent from the figure, the coverage of the alignment film does not necessarily have to be 100%. Even when the convex part of the grating is partially exposed, the desired orthogonal orientation can be obtained even when the alignment film stays thick in the concave part. can get.
図4は、溝の形成された主面に対する配向膜の被覆率を定義する模式図である。本明細書では2通りの被覆率(1)及び(2)を採用している。(1)の場合、図示するように配向膜PIが有る領域と無い領域で被覆率を定義している。前述したように配向膜PIは乾燥・熱硬化処理過程で凸部から凹部に向かって移動する傾向にある。この場合凸部で配向膜PIが無い範囲をP1で表している。よって配向膜PIが有る領域は、P−P1で与えられる。そこで被覆率R1=(P−P1)/Pで定義している。なお、配向膜PIが有る領域と無い領域を検出するために、SEMを用いている。 FIG. 4 is a schematic view for defining the coverage of the alignment film with respect to the main surface where the grooves are formed. In this specification, two types of coverage (1) and (2) are adopted. In the case of (1), the coverage is defined by a region where the alignment film PI is present and a region where the alignment film PI is absent as shown in the figure. As described above, the alignment film PI tends to move from the convex portion toward the concave portion in the drying / thermosetting process. In this case, a range where there is no alignment film PI at the convex portion is represented by P1. Therefore, the region where the alignment film PI is provided is given by P-P1. Therefore, the coverage ratio R1 = (P−P1) / P. Note that an SEM is used to detect the region with and without the alignment film PI.
(2)の場合、底面の配向膜PIの厚みが半分になる領域で被覆率を定義している。図示するように、凸部の底に溜まった配向膜PIは凸部の傾斜を上るに従って厚みが薄くなり、丁度P2の範囲で厚みが半分になっている。被覆率R2は(P−P2)/Pで定義している。理論的には被覆率R1のほうが被覆率R2よりも真の被覆率に近いと考えられる。しかしながらSEMで配向膜が有る領域と無い領域を識別することは技術的に難しい場合がある。特に配向膜が無い領域を計測することは難しい。これに対し被覆率R2の定義は、配向膜PIの厚みの変化を利用しているため、計測が容易になるという利点がある。 In the case of (2), the coverage is defined in a region where the thickness of the alignment film PI on the bottom surface is halved. As shown in the drawing, the alignment film PI accumulated at the bottom of the convex portion becomes thinner as the convex portion is inclined, and the thickness is halved in the range of P2. The coverage R2 is defined by (P−P2) / P. Theoretically, the coverage ratio R1 is considered to be closer to the true coverage ratio than the coverage ratio R2. However, it may be technically difficult to distinguish between the region with the alignment film and the region without the alignment film by SEM. In particular, it is difficult to measure a region without an alignment film. On the other hand, the definition of the coverage ratio R2 has an advantage of easy measurement because it uses a change in the thickness of the alignment film PI.
図5は凹凸パターンのパラメータP,H,Wを変えた複数のサンプルについて被覆率を実測した結果を示すグラフである。(1)のグラフは、配列ピッチP=3μmとし、凸部幅Wを0.3μmとしたサンプルで、グレーティング高さHを0.2〜0.9μmまで変えたサンプルにつき、配向膜PIの被覆率を実測した結果である。なお凸部幅W=0.3μmは配列ピッチP=3.0μmの十分の一であり、凹凸形状は凸部がV字型に近く凹部がU字型である。 FIG. 5 is a graph showing the results of actually measuring the coverage ratio for a plurality of samples in which the uneven pattern parameters P, H, and W were changed. The graph of (1) is a sample in which the alignment pitch P is 3 μm, the convex width W is 0.3 μm, and the grating height H is changed from 0.2 to 0.9 μm. It is the result of actually measuring the rate. The convex width W = 0.3 μm is one tenth of the arrangement pitch P = 3.0 μm, and the concave / convex shape has a convex portion close to a V shape and a concave portion having a U shape.
グラフ(1)から明らかなように、被覆率R1はほぼ100%であり、グレーティングの主面を配向膜PIでほぼ完全に被覆していることが分かる。また被覆率R2も80%以上となっており、グレーティング主面をほぼ被覆していることが分かる。被覆率R2の場合グレーティング高さHが高くなるほど(アスペクト比が大きくなるほど)被覆率が下がっている。 As apparent from the graph (1), the coverage ratio R1 is almost 100%, and it can be seen that the main surface of the grating is almost completely covered with the alignment film PI. Further, the coverage ratio R2 is 80% or more, which indicates that the grating main surface is substantially covered. In the case of the coverage ratio R2, the coverage ratio decreases as the grating height H increases (the aspect ratio increases).
(2)のグラフは、(1)のグラフに対して凸部幅Wを0.8μmに増やした場合のサンプルの測定結果である。配列ピッチP=3.0μmに対し凸部幅W=0.8μmとなっており、凸部幅が増えた分V字形状からU字形状に多少変化している。このサンプルでは被覆率R1は80%以上であり、被覆率R2は60%以上となっている。被覆率R2についてはアスペクトに対する依存性が明らかでないが、被覆率R1の場合明らかにアスペクト比が大きくなるほど、被覆率は下がっている。 The graph of (2) is the measurement result of the sample when the protrusion width W is increased to 0.8 μm with respect to the graph of (1). The protrusion width W is 0.8 μm with respect to the arrangement pitch P = 3.0 μm, and the V-shape is slightly changed from the V-shape due to the increased protrusion width. In this sample, the coverage ratio R1 is 80% or more, and the coverage ratio R2 is 60% or more. The coverage ratio R2 is not clearly dependent on the aspect, but in the case of the coverage ratio R1, the coverage ratio decreases as the aspect ratio clearly increases.
(3)のグラフは、凸部幅Wをさらに1.2μmまで拡大した場合である。この場合配列ピッチP=3.μmに対して凸部幅W=1.2μmはほぼ半分に近く、凸部及び凹部共にU字形状である。被覆率R1はほぼ60%以上を確保できる。また被覆率R2もアスペクト比によらず50%以上を確保できる。 The graph of (3) is a case where the convex portion width W is further expanded to 1.2 μm. In this case, the arrangement pitch P = 3. The convex width W = 1.2 μm with respect to μm is almost half, and both the convex and concave portions are U-shaped. The coverage R1 can be ensured to be approximately 60% or more. Also, the coverage ratio R2 can be secured to 50% or more regardless of the aspect ratio.
グラフ(1)〜(3)の結果を総合的に勘案すると、凸部幅Wは狭いほど被覆率が良くなる。またグレーティング高さを見ると顕著ではないがアスペクト比が高くなるほど(凹凸の差が大きくなるほど)被覆率は下がる傾向にある。いずれの場合も被覆率R2は50%以上を確保しており、グレーティングのパラメータP,H,Wを適切な範囲に設定すれば、所望の直交配向能が得られる。被覆率が50%を割ると、直交配向能に乱れが生じ、画面のユニフォーミティが損なわれる恐れがある。 Considering the results of the graphs (1) to (3) comprehensively, the coverage is improved as the convex width W is narrower. Further, although not remarkable when looking at the grating height, the coverage ratio tends to decrease as the aspect ratio increases (the difference between the irregularities increases). In any case, the coverage R2 is 50% or more, and the desired orthogonal orientation ability can be obtained by setting the grating parameters P, H, and W within an appropriate range. When the coverage is less than 50%, the orthogonal orientation ability is disturbed, and the uniformity of the screen may be impaired.
図6は、一対の基板に保持された液晶の配向状態を表した模式図である。図示するように、液晶の分子長軸は、一定の方向に整列して水平配向しており、本明細書ではこの配向状態をホモジニアス配向と呼ぶ場合がある。また液晶の分子長軸の整列方向を本明細書では配向方向と呼ぶ場合がある。よって本発明に固有の直交配向は、配向方向がグレーティングの直交方向に一致するホモジニアス配向である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the alignment state of the liquid crystal held on the pair of substrates. As shown in the figure, the molecular long axes of the liquid crystals are aligned horizontally in a certain direction and are horizontally aligned. In this specification, this alignment state may be referred to as homogeneous alignment. In addition, the alignment direction of the molecular long axes of the liquid crystal may be referred to as an alignment direction in this specification. Therefore, the orthogonal orientation unique to the present invention is a homogeneous alignment in which the alignment direction coincides with the orthogonal direction of the grating.
液晶表示装置は、配向層を用いて液晶を配向制御し且つ印加電圧を制御して配向状態を切換え、所望の画像表示を行う。配向状態の変化は例えば上下一対の偏光板で輝度変化に変換することができる。(A)は一対の偏光板のクロスニコル配置を表しており、上下の偏光板の透過軸が互いに直交している。入射側になる下側の偏光板の透過軸は液晶の配向方向と平行である。出射側となる偏光板の透過軸は液晶の配向方向と直交している。液晶が理想的なホモジニアス配向にあるとき、入射光は一対の偏光板によって完全に遮断され、漏れ光はゼロになる。よって黒表示が得られる。 In the liquid crystal display device, the alignment of the liquid crystal is controlled using the alignment layer and the applied voltage is controlled to switch the alignment state, thereby performing a desired image display. The change in the alignment state can be converted into a change in luminance by a pair of upper and lower polarizing plates, for example. (A) represents the crossed Nicols arrangement of a pair of polarizing plates, and the transmission axes of the upper and lower polarizing plates are orthogonal to each other. The transmission axis of the lower polarizing plate on the incident side is parallel to the alignment direction of the liquid crystal. The transmission axis of the polarizing plate on the output side is orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal. When the liquid crystal is in an ideal homogeneous orientation, incident light is completely blocked by a pair of polarizing plates, and leakage light becomes zero. Therefore, a black display can be obtained.
(B)は一対の偏光板のパラニコル配置を表している。このパラニコル条件は上下の偏光板の透過軸が共に液晶の配向方向と平行である。この場合入射光はそのまま吸収を受けることなく出射する。よって白表示が得られる。電圧無印加状態でパラニコル配置を採用したとき、ノーマリホワイト表示となる。逆にクロスニコル配置を採用したとき、電圧無印加状態でノーマリブラック表示となる。 (B) represents the paranicol arrangement of a pair of polarizing plates. Under this Paranicol condition, the transmission axes of the upper and lower polarizing plates are both parallel to the alignment direction of the liquid crystal. In this case, the incident light is emitted as it is without being absorbed. Therefore, white display can be obtained. When the paranicol arrangement is adopted in the state where no voltage is applied, the display is normally white. Conversely, when the crossed Nicols arrangement is adopted, normally black display is obtained when no voltage is applied.
図7は、本発明の効果を示すグラフである。このグラフは、図5で説明した様にピッチが3μmのグレーティングを形成した基板サンプルを用いて液晶表示パネルを作成し、図6の(A)に示したクロスニコル条件で透過光量を測定した結果を表している。グレーティングはピッチを3μmに固定する一方、グレーティングの高さを0.1μm〜1μmまで変えたサンプルを作成し、それぞれについてクロスニコル条件で透過率を測定している。なおグレーティングの高さは溝の深さに対応している。 FIG. 7 is a graph showing the effect of the present invention. This graph shows the result of measuring the amount of transmitted light under the crossed Nicols condition shown in FIG. 6A by creating a liquid crystal display panel using a substrate sample on which a grating with a pitch of 3 μm is formed as described in FIG. Represents. While the grating is fixed at a pitch of 3 μm, samples with the grating height changed from 0.1 μm to 1 μm are prepared, and the transmittance is measured under crossed Nicols conditions. The height of the grating corresponds to the depth of the groove.
図7のグラフは横軸にグレーティング高さ(μm)を取り、縦軸に透過率を示す指標として黒輝度(nit)を取ってある。クロスニコル条件下では液晶のホモジニアス配向が理想状態に近いほど、黒輝度が低くなる。なお図7のグラフは、凸部幅を3種類変えた図5のサンプル(1)、(2)、(3)に対応しており、それぞれについて黒輝度を測定している。換言すると、凸部幅をパラメータとして3本の特性カーブを表してある。3μmのピッチに対し、凸部幅を0.3μmとしたサンプルが最も凸部形状が急峻なものになる。凸部幅が0.8μmのサンプルと1.2μmのサンプルも用意し、評価を行っている。 In the graph of FIG. 7, the horizontal axis represents the grating height (μm), and the vertical axis represents black luminance (nit) as an index indicating the transmittance. Under crossed Nicols conditions, the closer the liquid crystal homogeneous alignment is to the ideal state, the lower the black luminance. The graph in FIG. 7 corresponds to the samples (1), (2), and (3) in FIG. 5 in which three types of protrusion widths are changed, and the black luminance is measured for each. In other words, three characteristic curves are represented using the convex width as a parameter. For a pitch of 3 μm, a sample with a convex width of 0.3 μm has the sharpest convex shape. A sample having a convex width of 0.8 μm and a sample having a width of 1.2 μm are also prepared and evaluated.
凸部幅が0.3μmのとき、グレーティング高さにもよるが、最も良い条件で2.5nitの黒輝度を得ている。これにより、液晶はホモジニアス配向し、液晶配向特性は良好であることが分かる。次の凸部幅が0.8μmのサンプルでは、グレーティング高さが0.4μm〜0.7μmの範囲で、黒輝度が4nit弱であり、凸部幅が1.2μmのサンプルでは、グレーティング高さが0.4〜0.7μmの範囲で、黒輝度が4nit強となっている。このように、凸部幅の増大に比例して、配向特性が低下していることが分かる。 When the protrusion width is 0.3 μm, although it depends on the grating height, a black luminance of 2.5 nit is obtained under the best conditions. This shows that the liquid crystal is homogeneously aligned and the liquid crystal alignment characteristics are good. The next sample with a convex width of 0.8 μm has a grating height in the range of 0.4 μm to 0.7 μm, the black luminance is less than 4 nits, and the sample with a convex width of 1.2 μm has a grating height. In the range of 0.4 to 0.7 μm, the black luminance is slightly over 4 nits. Thus, it can be seen that the orientation characteristics are reduced in proportion to the increase in the convex width.
凸部幅が0.3μmのとき、凹部幅は残りの2.7μmとなる。この様にグレーティングの凹部幅に比べて凸部幅を小さくすることで、グレーティング高さにもよるがほぼ液晶分子をグレーティングの直交方向に沿ってホモジニアス配向することができる。同様に凸部幅が0.8μmのとき凹部幅が2.2μmとなる。このサンプルでも凹部幅に比べて凸部幅が小さくなっており、所望のホモジニアス配向が得られる。さらに凸部幅が1.2μmのサンプルでも凹部幅が1.8μmとなり、凸部幅が凹部幅より小さいので、所望のホモジニアス配向が得られる。 When the convex width is 0.3 μm, the concave width is the remaining 2.7 μm. Thus, by making the convex portion width smaller than the concave portion width of the grating, liquid crystal molecules can be homogeneously aligned along the orthogonal direction of the grating, depending on the grating height. Similarly, when the convex portion width is 0.8 μm, the concave portion width is 2.2 μm. Even in this sample, the width of the convex portion is smaller than the width of the concave portion, and a desired homogeneous orientation can be obtained. Furthermore, even in a sample having a convex portion width of 1.2 μm, the concave portion width is 1.8 μm, and the convex portion width is smaller than the concave portion width, so that a desired homogeneous orientation is obtained.
一方グレーティング高さについては、これが適切な値を超えて大きくなるとホモジニアス配向が乱れ、黒輝度が急激に上昇している。例えば凸部幅が0.3μmのサンプルに着目すると、グレーティング高さが0.7μmを超えると透過率が急激に上昇し、グレーティングの直交方向に沿ったホモジニアス配向が得られないことが分かる。この様にグレーティングのピッチに対するグレーティングの高さの比(アスペクト比)が高くなると、グレーティング本来の効果が強く現れ液晶分子がグレーティングの直線方向に沿って配向しようとする傾向が強く出る。ある一定値を超えると、グレーティングに対して平行に配向するため、液晶表示装置はホモジニアス配向ではなく、ツイスト配向状態となってしまう。よって配向状態が変化してしまうので、漏れ光が大きくなり、黒輝度の悪化となって現れる。換言すると、グレーティングの直交方向に沿ったホモジニアス配向を得るためには、グレーティングのアスペクト比をある程度低く抑える必要があり、この点で従来の単純なグレーティング方式とは異なる。同様に凸部幅が0.8μmや1.2μmのサンプルでも、グレーティング高さが0.8μmを超えてアスペクト比が上昇すると、液晶分子の配向方向がグレーティングの直交方向からずれて直線方向に変化し、低い黒輝度が得られなくなる。 On the other hand, when the grating height increases beyond an appropriate value, the homogeneous orientation is disturbed, and the black luminance is rapidly increased. For example, when attention is paid to a sample having a convex portion width of 0.3 μm, it can be seen that when the grating height exceeds 0.7 μm, the transmittance rapidly increases, and homogeneous alignment along the orthogonal direction of the grating cannot be obtained. Thus, when the ratio of the grating height to the grating pitch (aspect ratio) is increased, the original effect of the grating is strong and the liquid crystal molecules tend to be oriented along the linear direction of the grating. If the value exceeds a certain value, the liquid crystal display device is aligned in parallel to the grating, so that the liquid crystal display device is not homogeneously aligned but twisted. Therefore, since the orientation state changes, the leakage light becomes large, and the black luminance is deteriorated. In other words, in order to obtain a homogeneous alignment along the orthogonal direction of the grating, it is necessary to suppress the aspect ratio of the grating to a certain extent, which is different from the conventional simple grating method. Similarly, for samples with a convex width of 0.8 μm or 1.2 μm, when the grating height exceeds 0.8 μm and the aspect ratio increases, the alignment direction of the liquid crystal molecules deviates from the orthogonal direction of the grating and changes to the linear direction. However, low black luminance cannot be obtained.
図8は、本発明の実施例1の液晶表示装置に適用される液晶表示パネル1を部分的に拡大して示す断面図である。この実施例の液晶表示装置は、いわゆる透過型又は反射型であり、この図8において液晶表示パネル1の上側である表側面等に偏光板等が設けられる。また透過型ではこの図8において液晶表示パネル1の下側である背面側にバックライト装置が設けられ、反射型では、この図8において液晶表示パネル1の上側である表面側にフロントライト装置が設けられる。
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the liquid
この液晶表示パネル1は、TFTアレー基板2とCF基板3とにより液晶を挟持する。ここでCF基板3は、透明の絶縁基板であるガラス基板4上に、カラーフィルタ5、絶縁膜6、透明電極による電極7、配向膜8を順次形成して作成される。ここで電極7は、通常は、ITO(Indium Tin Oxide)を全面に成膜して形成されるものの、画素毎に又はサブ画素毎に、パターニングしてもよい。また配向膜8は、水平配向を誘起する液晶配向材として可溶性ポリイミドとポリアミック酸の混合物を印刷法により塗布した後、200度の温度で75分間焼成することにより、ポリイミド薄膜を膜厚50〔nm〕で形成し、その後ラビング処理により配向能を付与して作成される。なおラビング処理の方向は、この図において矢印の方向であり、後述する溝Mの延長方向(直線方向)と直交する方向である。
In the liquid
これに対してTFTアレー基板2は、図9に示すように、透明の絶縁基板であるガラス基板10に、TFT等を形成して絶縁膜11を形成し、この絶縁膜11上に、電極12、配向膜13を順次形成して作成される。以上の説明から明らかなように、基板10の上に順に形成された絶縁膜11、電極12及び配向膜13で本発明の配向層を構成している。この内絶縁膜11と電極12が図1で示した基層に相当し、配向膜13が同じく図1に示した被膜に相当している。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
TFTアレー基板2は、配向膜13を作成する主面の形状が、所定方向に直線状に延長する溝がこの所定方向と直交する方向に繰り返し形成された溝形状となるように形成されて、この溝形状を高分子膜で被覆して配向膜13が形成される。またこの実施例では、絶縁膜11の表面形状がこの溝形状に形成されて、配向膜13を作成する面が溝形状に形成される。ここで各溝Mは与えられた直線方向に沿って伸びており、且つ直線方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチPで繰り返し配列されている。直交方向に沿った絶縁膜11の断面は、各溝Mの底に対応した凹部と、隣り合う溝Mの境に対応した凸部とが互いに繰り返し現れる凹凸構造を有している。特徴事項として、配向膜13によるグレーティングの被覆率を50%以上確保し、以って液晶分子15の長軸が溝Mの直線方向と直交する直交方向に指向して水平配向するようにしている。本実施例では、凸部は頂面の平坦性を完全に失って逆V字形状を有する一方、凹部は底面に平坦性を残すU字形状となっており、配向膜はほぼ100%の被覆率でグレーティングを被覆している。
The
ここで溝Mは、その断面形状が、溝Mの頂点を中心とした対称形状の略円弧形状に形成される。また溝Mは、ピッチPが1〔μm〕、高さ(深さ)Hが400〔nm〕により形成され、これによりピッチPと高さHとの比T(=H/P)が1未満の0.4に形成される。 Here, the cross-sectional shape of the groove M is formed in a substantially arc shape having a symmetrical shape with the vertex of the groove M as the center. The groove M is formed with a pitch P of 1 [μm] and a height (depth) H of 400 [nm], whereby the ratio T (= H / P) of the pitch P to the height H is less than 1. Of 0.4.
より具体的に、TFTアレー基板2において、絶縁膜11は、ノボラック系、アクリル系等の有機物レジスト材料、若しくはSi02 、SiN、又はSi02 、SiNを主成分とする無機系の材料で形成される。
More specifically, in the
ここで感光性の有機物レジスト材料で絶縁膜11を形成する場合、TFTアレー基板2は、感光性の有機物レジスト材料をコートした後、プリベークし、その後、溝Mに対応するパターン(ストライプパターン)を有するマスクを用いて紫外線等によりレジスト材料を露光する。また現像、ポストベークし、これによりフォトリソグラフィー法を適用して、絶縁膜11の表面を溝形状に加工する。なおマスクを使用する代わりに、異なる二方向から照射される光束の干渉を利用して露光処理してもよい。またフォトリソグラフィー法に代えて、ナノインプリント法等の手法を適用してもよい。
Here, when the insulating
また無機系材料で絶縁膜11を形成する場合、TFTアレー基板2は、真空蒸着、スパッタ、CVD等により、この無機系材料を所定膜厚で堆積させた後、フォトリソグラフィー法により、感光性有機物レジスト材料を溝状にパターニングし、その後、ウェットエッチング又はドライエッチングして、配向膜13側面を溝形状とする。また絶縁膜11は、一般に市販されている無機系材料と有機系材料との混合物で感光性を有する材料を使用して作成することもでき、この場合は、フォトリソグラフィー法によりパターニングした後、焼成等の過程を経ることで、有機物系の成分が雰囲気中に飛散し、主に無機物の成分から絶縁膜11が形成される。
When the insulating
また電極12は、透過型では、通常は、ITO等の透明電極材料を全面に成膜した後、パターニングして形成される。なお反射型では、アルミニウム、銀等の金属材料を適用するようにしてもよい。
In the transmission type, the
配向膜13は、一般的に使用されているポリイミド系の材料を、オフセット印刷法によって塗布した後、200度の温度で75分間焼成して成膜される。配向膜13は、この焼成の処理により、配向膜中の高分子鎖が溝Mに対して所定の方向に揃い、配向能が付与される。なお配向膜13の塗布法には、スピンコート法、ガンマブチルラクトン、アセトン等の溶媒で希釈した溶液の槽の中に漬けるディッピング法、スプレーにより噴霧する方法等、種々の手法を適用することができる。
The
ここで配向膜13は、下層の表面形状を溝形状とした状態で、配向材の塗布、乾燥、焼成を行う過程において、配向膜中の高分子鎖の方向が溝に対して所定の方向に揃い、配向能が付与される。
Here, in the process of applying the alignment material, drying, and baking the
種々に検討した結果によれば、このような塗布後の焼成により一定の方向に液晶分子軸が揃うためには、配向膜13の下側面に、この一定方向と直交する方向に延長する溝Mが形成されていることが必要であり、単なる突起、凹凸では、各頂点から裾野に向かう方向に配向膜の分子軸が並び、特定方向に配向能を付与できないことが判った。
According to various examination results, in order to align the liquid crystal molecular axes in a certain direction by baking after coating, a groove M extending in a direction perpendicular to the certain direction is formed on the lower surface of the
また溝Mについては、ピッチPと高さHとの比T(=H/P)が1未満の場合であっても、十分に配向能を付与することができ、配向膜13の下側面を溝形状に加工する観点からすると、ピッチPと高さHとの比Tを1未満として、さらに好ましくは、ピッチPと高さHとの比Tを0.5未満として、生産性を向上することができる。
Further, for the groove M, even when the ratio T (= H / P) between the pitch P and the height H is less than 1, alignment ability can be sufficiently imparted, and the lower surface of the
液晶表示パネル1は、TFTアレー基板2、CF基板3をシール材で貼り合わせた後、これらTFTアレー基板2、CF基板3間のギャップに、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶が注入されて形成される。なおこの図8においては、液晶分子を符号15で示し、θ、θ/2は、液晶分子15のチルト角である。この場合、液晶を注入して液晶分子15の配向方向を確認したところ、TFTアレー基板2側面では、溝Mの延長方向と直交する方向に液晶分子15が配向しており、図8に示すように、溝Mの延長方向がラビング方向と直交するようにTFTアレー基板2、CF基板3を貼り合わせた場合には、液晶分子15がホモジニアス配向することが確認された。なお溝Mの延長方向がラビング方向と平行となるようにTFTアレー基板2、CF基板3を貼り合わせた場合には、液晶分子15がツイスティッドネマティック配向することが確認された。
In the liquid
図10は、この液晶表示パネル1に電圧を印加した場合の模式図である。この液晶表示パネル1は、電圧を印加しても、TFTアレー基板2、CF基板3の界面近傍では、液晶分子の配向は変化せず、界面から離れるに従って徐々に液晶分子15のチルト角が大きくなり、TFTアレー基板2及びCF基板3間の中央部分で、チルト角が約90度となって最大となる。
FIG. 10 is a schematic diagram when a voltage is applied to the liquid
この電圧印加時のリタデーションを回転検光子法によって測定し、TFTアレー基板2、CF基板3を共にラビング処理した液晶セルのリタデーションと比較した。ここでアンカリング強度が弱い場合には、電圧の印加により、TFTアレー基板2側界面における液晶分子のチルト角が変化することから、TFTアレー基板2、CF基板3を共にラビング処理した液晶セルに比してリタデーションが小さくなる。しかしながら測定した結果によれば、電圧印加時、この実施例の液晶表示パネル1は、TFTアレー基板2、CF基板3を共にラビング処理した液晶セルとほぼ同等のリタデーションが測定され、これによりTFTアレー基板2側の配向膜13により、十分なアンカリング強度を確保していることを確認することができた。
The retardation at the time of voltage application was measured by a rotational analyzer method, and compared with the retardation of a liquid crystal cell in which both the
なお図8に示した実施例1では、TFTアレー基板2の配向膜13及びCF基板3の配向膜8にそれぞれ溝形状及びラビング処理により配向能を付与する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に、TFTアレー基板2の配向膜13及びCF基板3の配向膜8をそれぞれラビング処理及び溝形状により配向能を付与してもよく、またTFTアレー基板2及びCF基板3の配向膜8、13の双方に溝形状により配向能を付与してもよい。またこの図8の例では、ネマティック液晶を適用する場合について述べたが、スメクティック、コレステリック等、種々の液晶を広く適用することができる。
In the first embodiment shown in FIG. 8, the case where the alignment ability is imparted to the
図11は、図9との対比により本発明の実施例2に適用される液晶表示パネルのTFTアレー基板を示す斜視図である。このTFTアレー基板22は、絶縁膜11の表面形状に代えて、電極12の表面形状が溝形状に形成されて、配向膜13を作成する面の形状が溝形状に形成される。この実施例の液晶表示パネルは、この溝形状の加工に関する点が異なる点を除いて、実施例1の液晶表示パネル1と同一に形成される。
FIG. 11 is a perspective view showing a TFT array substrate of a liquid crystal display panel applied to
すなわちこの実施例に係るTFTアレー基板22は、実施例1について上述したと同様にしてガラス基板10上に一定の膜厚により絶縁膜11が形成される。また続いて、ITO、アルミニウム、銀等を成膜した後、フォトリソグラフィー法により感光性レジストを溝状にパターニングし、ウェットエッチング処理又はドライエッチング処理して電極12に溝形状が形成される。なお実施例1について上述したと同様に、図11に示す構成をCF基板側に適用してもよい。
That is, in the
この実施例のように、絶縁膜の表面形状に代えて、電極12の表面形状を溝形状として、配向膜を作成する面の形状を溝形状にしても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
As in this embodiment, the same effect as in
図12は、図9との対比により本発明の実施例3の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルのTFTアレー基板を示す斜視図である。このTFTアレー基板32は、絶縁膜11の表面形状に代えて、絶縁基板であるガラス基板10の表面形状が直接、溝形状とされて、配向膜13を作成する面の形状が溝形状に形成される。この実施例の液晶表示パネルは、この溝形状の加工に関する点が異なる点を除いて、実施例1の液晶表示パネル1と同一に形成される。なおこの図12の例では、絶縁膜が省略されているものの、必要に応じて絶縁膜を設けるようにしてもよい。
FIG. 12 is a perspective view showing a TFT array substrate of a liquid crystal display panel applied to the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention in comparison with FIG. In this
すなわちTFTアレー基板32は、ガラス基板10の表側面において、フォトリソグラフィー法により感光性レジストを溝状にパターニングした後、ウェットエッチング処理又はドライエッチング処理し、ガラス基板10の表側面が溝形状に加工される。その後、電極12、配向膜13が順次作成される。なお実施例1について上述したと同様に、図12に示す構成をCF基板側に適用してもよい。なお実施例1〜3では、基層の上に電極を介して配向膜を形成しているが、本発明はこれに限られるものではない。場合によっては、基層の上に直接配向被膜を形成しても良い。
That is, the
この実施例のように、絶縁膜の表面形状に代えて、絶縁基板の表面形状を溝形状として、配向膜を作成する面の形状を溝形状にしても、実施例1と同様の効果を得ることができる。 As in this embodiment, instead of the surface shape of the insulating film, the surface shape of the insulating substrate is changed to the groove shape, and the shape of the surface on which the alignment film is formed is changed to the groove shape. be able to.
図13は、図9との対比により本発明の実施例4の液晶表示装置に適用されるTFTアレー基板42の構成を示す斜視図である。このTFTアレー基板42は、一定のピッチPによる溝Mが一定本数以上連続しないようにして、溝Mが形成される。より具体的に、TFTアレー基板42は、連続する溝MにおいてピッチPがランダムに変化するように設定される。これによりTFTアレー基板42は、連続する溝Mが回折格子として機能しないように設定される。この実施例の液晶表示パネルは、このTFTアレー基板42におけるピッチPの設定が異なる点を除いて、上述の各実施例と同一に構成される。
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a
すなわち一定のピッチPにより溝Mを形成した場合には、この周期的な溝Mが回折格子として機能するようになり、虹色の干渉縞が見て取られ、画質が著しく劣化する。透過型液晶表示パネルの場合、配向膜が屈折率ほぼ1.5の液晶と接していることから、空気中に溝Mが剥き出しになっている場合程では無いものの、ITO等の透明電極の屈折率がほぼ2であることから、虹色の干渉縞が発生する。また反射型液晶表示パネルでは、虹色の干渉縞が著しくなる。 That is, when the grooves M are formed with a constant pitch P, the periodic grooves M function as a diffraction grating, and rainbow-colored interference fringes are observed, so that the image quality is significantly deteriorated. In the case of a transmissive liquid crystal display panel, since the alignment film is in contact with the liquid crystal having a refractive index of approximately 1.5, the refraction of the transparent electrode such as ITO is not as great as when the groove M is exposed in the air. Since the rate is approximately 2, iridescent interference fringes are generated. In the reflective liquid crystal display panel, iridescent interference fringes become remarkable.
しかしながらこの実施例のように、ピッチPをランダムに変化させて、一定のピッチPによる溝Mが一定本数以上連続しないように設定すれば、このような虹色の干渉縞の発生を防止して画質の劣化を防止することができる。 However, as in this embodiment, if the pitch P is changed randomly and the grooves M with the constant pitch P are set so as not to be continuous more than a certain number, the generation of such rainbow interference fringes can be prevented. Degradation of image quality can be prevented.
図14は、本発明の実施例5の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルを示す平面図であり、図15は、この液晶表示パネル51をA−A線で切り取って示す詳細な断面図である。また図16は、図15との対比により、電極に電圧を印加した状態を示す断面図である。この実施例の液晶表示パネル51において、上述の実施例と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は適宜省略する。
FIG. 14 is a plan view showing a liquid crystal display panel applied to the liquid crystal display device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a detailed cross-sectional view showing the liquid
この液晶表示パネル51において、CF基板の配向膜8及びTFTアレー基板の配向膜13は、溝形状により配向能が付与される。なお溝形状の作成にあっては、実施例1〜3の何れを適用するようにしてよい。
In the liquid
液晶表示パネル51は、これらCF基板及びTFTアレー基板において、1つの画素の中央から上下方向では、水平方向に延長するように溝Mが形成され、また1つの画素の中央から左右方向では、垂直方向に延長するように溝Mが形成され、これにより画素の中央を中心とした四角形形状に溝Mが形成される。これにより液晶表示パネル51は、画素中央を基準にした各方向に対称形状に溝Mが形成され、画素の中央を向くように、1つの画素の中央から上下方向では、上下方向に液晶分子15が配向し、1つの画素の中央から左右方向では、水平方向に液晶分子15が配向するように設定される。
In the liquid
また液晶表示パネル51は、TFTアレー基板において、1つの画素の中央に、CF基板に向けて突出するように四角錐形状の突起が形成される。これによりこの液晶表示パネル51が、1の画素の中央から周辺に向かうに従ってチルト角が小さくなるように設定される。これにより液晶表示パネル51において、同一の極角から液晶セルに対して入射された光の位相は、方位角が異なってもほぼ等しくなるように設定され、液晶表示パネル5は、視野角が拡大するように構成される。
Further, in the liquid
この実施例によれば、1つの画素内で、溝の延長する方向を変更することにより、所望の視野角を確保することができる。 According to this embodiment, a desired viewing angle can be secured by changing the direction in which the groove extends within one pixel.
すなわち1つの画素の中央を基準にして各方向に対称形状に溝Mを形成することにより、視野角を拡大することができる。なお1つの画素を複数のサブピクセルに分割し、各々の中心を基準にして溝を対称形状に形成してもよい。 That is, the viewing angle can be expanded by forming the grooves M symmetrically in each direction with respect to the center of one pixel. One pixel may be divided into a plurality of sub-pixels, and the grooves may be formed symmetrically with respect to each center.
図17は、図14との対比により本発明の実施例6の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルを示す平面図である。この液晶表示パネル61は、同心円状に溝Mが形成される点を除いて、実施例5の液晶表示パネル51と同一に構成される。またこれにより1つの画素の中央には、四角錐形状の突起に代えて、円錐形状の突起が設けられる。
FIG. 17 is a plan view showing a liquid crystal display panel applied to the liquid crystal display device of Example 6 of the present invention in comparison with FIG. The liquid
この実施例によれば、同心円状に溝を形成しても、実施例5と同様の効果を得ることができる。 According to this embodiment, even if the grooves are formed concentrically, the same effect as that of Embodiment 5 can be obtained.
1・・・液晶表示パネル、2・・・TFTアレー基板、3・・・CF基板、10・・・ガラス基板、11・・・絶縁膜、12・・・電極、13・・・配向膜、15・・・液晶分子、M・・・溝
DESCRIPTION OF
Claims (8)
を備え、
前記配向層は、複数本の溝が平行に形成された主面を有する基層と、該溝の形成された主面を被覆する被膜とからなり、
前記被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、
各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列されており、
前記被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上であり、前記各溝の底部に近づくにつれて厚く形成され、
以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する
液晶表示装置。 A pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap, a liquid crystal held in the gap, an alignment layer that is formed on at least one substrate and aligns molecules of the liquid crystal, and is formed on at least one substrate. And an electrode for applying a voltage to
The alignment layer comprises a base layer having a main surface in which a plurality of grooves are formed in parallel, and a coating covering the main surface in which the grooves are formed,
The coating has a horizontal alignment ability to align the molecular long axes indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with no voltage applied to the main surface,
Each groove is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction.
The coating has a covering ratio of 50% or more with respect to the main surface on which the grooves are formed, and is formed thicker toward the bottom of each groove.
Accordingly, the molecular long axis of the liquid crystal is oriented horizontally in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove.
Liquid crystal display device.
を備え、 With
前記配向層は、複数本の溝が平行に形成された主面を有する基層と、該溝の形成された主面を被覆する被膜とからなり、 The alignment layer comprises a base layer having a main surface in which a plurality of grooves are formed in parallel, and a coating covering the main surface in which the grooves are formed,
前記被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、 The coating has a horizontal alignment ability to align the molecular long axes indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with no voltage applied to the main surface,
各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列されており、 Each groove is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction.
前記被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上、100パーセント未満であり、隣接する前記溝の間に形成される凸部の頂点を含む主面の一部が露出するように形成され、 The coating has a coverage of 50% or more and less than 100% with respect to the main surface on which the groove is formed, and a part of the main surface including the apex of the convex portion formed between the adjacent grooves is exposed. Formed as
以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する Accordingly, the molecular long axis of the liquid crystal is oriented horizontally in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
を備えた液晶表示装置の製造方法において、 In a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising:
前記配向層は、複数本の溝が平行に配された主面を有する基層と、該溝の配された主面を被覆する被膜とで形成し、 The alignment layer is formed of a base layer having a main surface in which a plurality of grooves are arranged in parallel, and a coating covering the main surface in which the grooves are arranged,
前記被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、 The coating has a horizontal alignment ability to align the molecular long axes indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with no voltage applied to the main surface,
各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列し、 Each groove is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction,
前記被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上であって、前記各溝の底部に近づくにつれて厚くなるように被覆し、 The coating covers the main surface on which the groove is formed so that the covering ratio is 50% or more and becomes thicker toward the bottom of each groove,
以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する Accordingly, the molecular long axis of the liquid crystal is oriented horizontally in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove.
液晶表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal display device.
を備えた液晶表示装置の製造方法において、 In a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising:
前記配向層は、複数本の溝が平行に配された主面を有する基層と、該溝の配された主面を被覆する被膜とで形成し、 The alignment layer is formed of a base layer having a main surface in which a plurality of grooves are arranged in parallel, and a coating covering the main surface in which the grooves are arranged,
前記被膜は、主面に対して電圧無印加の状態で該液晶の分子の長手方向を示す分子長軸を平行に配向する水平配向能を有し、 The coating has a horizontal alignment ability to align the molecular long axes indicating the longitudinal direction of the molecules of the liquid crystal in parallel with no voltage applied to the main surface,
各溝は所定の方向に沿って伸びたU字形状の断面を有する溝であり、且つ該所定の方向と直交する直交方向に沿って与えられたピッチで繰り返し配列し、 Each groove is a groove having a U-shaped cross section extending along a predetermined direction, and is repeatedly arranged at a given pitch along an orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction,
前記被膜は、該溝の形成された主面に対する被覆率が50パーセント以上、100パーセント未満であり、隣接する前記溝の間に形成される凸部の頂点を含む主面の一部が露出するように被覆し、 The coating has a coverage of 50% or more and less than 100% with respect to the main surface on which the groove is formed, and a part of the main surface including the apex of the convex portion formed between the adjacent grooves is exposed. Coated as
以って液晶の分子長軸が該溝の該所定の方向と直交する直交方向に指向して水平配向する Accordingly, the molecular long axis of the liquid crystal is oriented horizontally in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction of the groove.
液晶表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal display device.
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