TWI284222B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

(1) ^ 1284222 ; 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及實現寬視角和高速回應特性的OCB ( Optically Compensated Birefringence，光學補償彎曲）模 式液晶顯示裝置。 【先前技術】 • 近年來，液晶顯示裝置中一種被稱爲OCB (光學補償 彎曲）模式的顯示方式引起關注（例如參照專利文獻1、2 )。該OCB模式爲將使一對基板之間夾著的液晶層呈放射 配向狀態，在施加驅動電壓時轉移成彎曲配向狀態的液晶 面板（Π單元），與進行該液晶面板的光學補償的光學補 償膜加以組合，藉由這樣實現寬視角和高回應特性的模式 。但是，在該OCB模式中，使初期處於放射配向狀態的液 晶層快速地轉移成彎曲配向狀態並不容易，需要10V左右 • 的高電壓，而施加這樣高的電壓在驅動電壓的控制上是非 常困難的。並且，要在所有的畫素上產生這樣的液晶層轉 移並不容易，殘留下的液晶層沒有轉移的一部分畫素成爲 缺陷而大大降低了面板的顯示品質。 因此，專利文獻1所記載的液晶面板爲了促進液晶層 從放射配向狀態向彎曲配向狀態轉移，提出了設置用介電 常數比該液晶層大的材質形成的突起部的方案。但是，該 液晶面板雖然以這樣的突起部爲起點促進液晶層從放射配 向狀態向彎曲配向狀態轉移，但存在爲了保持一對基板的 * 1284222 • « (2) ^ 相對間隔均等而被分散到液晶層中的多個間隔物使該轉移 中途停止的問題。因此，爲了在所有的畫素上快速地產生 這樣的轉移，還必須繼續施加上述高的驅動電壓。並且， 這樣的突起部其材料的選擇範圍窄，在基板上形成時要增 加許多工序，招致成本增加。而且，在形成專利文獻1所 記載的導電性突起部時，帶來基板間的泄漏現象般之致命 問題的可能性極高，導入形成這樣的突起部的製程，事實 # 上是不可能。 而專利文獻2所記載的液晶面板爲了藉由施加數V左右 的初始化電壓使液晶層容易地從放射配向狀態轉移到彎曲 配向狀態，提出了在配向膜的介面上設置施加電壓時液晶 分子的豎起方向與周圍液晶分子的豎起方向相反的區域的 方案。但是，當在配向膜的介面上設置這樣的區域時，必 須在配向膜的被分割的每個區域中實施方向不周的摩擦處 理，而要確保在該區域邊界部的配向處理的位置精度，通 • 常的摩擦處理是非常困難的。例如，使用開有孔的罩幕（ 模板）的罩幕摩擦以5〜ΙΟμιη以下的位置精度控制該區域 邊界是極其困難的，即使可以控制位置，憑藉用摩擦布進 行的配向處理也不能清晰地分隔區域的邊界。結果在區域 '邊界部產生目視都能觀察到的顯示模糊。 而爲了清晰地分隔出該區域邊界，提出了首先在配向 膜上實施第1方向的配向處理，接著用光阻在該配向膜上 形成罩幕，然後在該配向膜上實施第2方向的配向處理， 最後除去光阻的方法。（參照例如專利文獻3 )。但是， -5- (3) 1284222 在這樣使用了光阻的濕式配向處理的情況下，容易產生在 配向膜上殘留液體或污點的問題，並且要想從配向膜上完 全除去它們是不可能的。因此，這不僅成爲顯示面內不均 勻的原因，而且使消耗電流値增加，在例如高溫動作時電 流値的增加會引起顯示不均勻。 [專利文獻1] 日本特許第3 4 1 72 1 8號公報 [專利文獻2] 日本特開2000-66208號公報 [專利文獻3] 日本特開平7-28 06 7號公報 【發明內容】 因此，本發明就是鑒於以往這樣的問題提出的方案， 其目的是要提供一種即使不施加高的驅動電壓也能夠快速 且穩定地產生液晶層從放射配向狀態向彎曲配向狀態的轉 移，的液晶顯示裝置。 爲了達到上述目的，本發明的液晶顯示裝置的特徵在 • 於，具備液晶面板，該液晶面板具有一對基板、OCB模式 的液晶層、以及間隔物，一對基板彼此相對配置，在相互 的對置面上分別形成有電極和配向膜；OCB模式的液晶層 藉由配向膜使被封入到一對基板之間的向列液晶放射配向 ，並且藉由施加在電極之間的驅動電壓使被放射配向的向 列液晶向彎曲配向轉移；間隔物被配置在液晶層內，使一 對基板的相對間隔保持均等；在間隔物上施予促進液晶層 從放射配向狀態向彎曲配向狀態轉移的表面處理。 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，在間隔物 冬 (4) •1284222 ' 上施予使液晶層的液晶分子沿其表面大致水平地配向的表 面處理。 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，間隔物爲 球狀。 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，配向膜至 少具有給液晶層的液晶分子賦予預傾斜的、沿第1方向交 替地重複有凹部和突起部的凹凸形狀，並且各突起部在第 • 1方向上的截面形狀爲夾著其頂尖部而左右不對稱的形狀 〇 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，突起部具 有從頂尖部向第1方向傾斜的第1傾斜面和從頂尖部向與第 1方向相反的方向傾斜的第2傾斜面，並且第1傾斜面相對 於基板的傾斜角度比第2傾斜面相對於基板的傾斜角度大 〇 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，配向膜具 • 有沿與第1方向交叉的第2方向交替地重複有凹部和突起部 的凹凸形狀，並且沿第1方向重複的凹凸形狀的間距比沿 第2方向重複的凹凸形狀的間距大。 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，一方基板 側的配向膜與另一方基板側的配向膜被賦予彼此相反方向 的預傾角，以使由一方基板側的配向膜賦予液晶層的液晶 分子預傾斜的方向與由另一方基板側的配向膜賦予液晶層 的液晶分子預傾斜的方向彼此相同。 並且，本發明的液晶顯示裝置的特徵在於，向列液晶 -7- (5) 1284222 具有正的介電各向異性。 發明的效果：如上所述，本發明的液晶顯示裝置藉由 施予上述表面處理的間隔物即使不施加高的驅動電壓也能 夠使液晶層從放射配向狀態向彎曲配向狀態的轉移快速且 穩定地產生。因此，憑藉該液晶顯示裝置不僅能夠擴大液 晶面板的視野角度，而且能夠大幅度提高回應速度。 • 【實施方式】 下面參照附圖詳細說明使用了本發明的液晶顯示裝置 。另外，爲了使特徵易於理解，以下的說明中使用的附圖 有可能將特徵部分放大表示，各構成要素的尺寸比例等不 一定與實際的相同。 如圖1所示，使用了本發明的液晶顯示裝置1具備OCB 模式的液晶面板2。該液晶面板2爲例如採用了主動矩陣驅 動方式的透射型彩色液晶顯示板，用與紅、綠、藍這3原 • 色相對應的3個像點（次畫素）構成一個單位畫素（ picture cell)，同時在一個一個像點上設置主動元件來控 制各畫素的點亮，由此進行彩色顯示。 具體爲，該液晶面板2具備彼此相對配置的一對基板3 和4、夾在這對基板3、4之間作爲調光層的液晶層5。並且 ，一對基板3、4用玻璃或塑膠等矩形透明基板形成，藉由 分散在液晶層5內的多個間隔物6保持彼此相對的間隔均等 ，同時其周圍邊緣用密封材料（圖中沒有表示）密封，連 接成一體。 -8- (6) •1284222 ^ 一對基板3、4中的一個（背面側）基板3如圖1和圖2 所示爲所謂主動矩陣基板，其與液晶層5相對的面上矩陣 狀地排列有多個作爲開關元件的TFT ( Thin Film Transistor，薄膜電晶體）7而形成。該TFT7的結構爲從基 板3側開始依次層疊有閘極電極8、閘極絕緣層9、半導體 層1 〇、1 1、源極電極1 2和汲極電極1 3的逆交錯型結構。即 ，在覆蓋最下層的閘極電極8的閘極絕緣層9上跨過閘極電 # 極8地形成孤立（島狀）的半導體層10，同時在該半導體 層10的一端夾著半導體層11形成主動電極12，在該半導體 層10的另一端夾著半導體層11形成汲極電極13。另外，在 半導體層II上形成有孤立的絕緣層14，用該絕緣層14使源 極電極12與汲極電極13之間絕緣。並且，該絕緣層14在形 成半導體層11時還具有作爲保護該半導體層11的刻蝕加工 阻擋層的作用。 並且，在基板3的與液晶層5相對的面上沿圖2中的箭 Φ 頭X的方向（行方向）彼此平行地形成有多條並列的與各 TFT7的閘極電極8電連接的掃描線15，並且沿圖2中的箭頭 Y的方向（列方向）形成有多條並列的與各T F τ 7的源極電 極1 2電連接的信號線1 6。即，這些掃描線1 5和信號線1 6沿 互相垂直的方向形成有多條’在這些掃描線15與信號線16 的交叉位置附近形成有上述TFT7。另外，由這些掃描線15 和信號線1 6分隔成分割狀的一個個矩形區域形成與各像點 相對應的基板3側的像點對應區域，藉由使這些像點對應 區域多個排列成矩陣狀，整體形成液晶面板2的顯示區域 (7) •1284222 ' 。並且，在該顯示區域的外側區域設置有圖示省略掉的給 各掃描線1 5施加選擇脈衝的掃描驅動器和給各信號線1 6施 加顯示電壓的信號驅動器。 並且，在該基板3的與液晶層5相對的面上形成覆蓋上 述TFT7、掃描線15和信號線16的絕緣膜17。並且，在該絕 緣膜17上形成有與上述各TFT7的汲極電極13相鄰的接觸孔 1 8。並且，在該絕緣膜1 7上與各像點相對應地形成排列成 鲁矩陣狀的多列通過接觸孔18與各TFT7的汲極電極13電連接 的畫素電極19。該畫素電極19用ITO ( Indium-Tin Oxide， 銦-錫氧化物）等透明導電材料形成，形成爲矩形形狀覆 蓋上述各像點對應區域的幾乎整個區域。並且，在形成了 該畫素電極19的基板3上依次形成後面將詳細敘述的形成 爲凹凸形狀的樹脂層20和控制液晶層5的配向的配向膜2 1 〇 而在另一方（正面側的）基板4的與液晶層5相對置的 • 面上依次層疊形成有：形成爲後面將詳細敘述的凹凸狀的 樹脂層22 ;分隔與各像點相對應的像點對應區域的遮光性 黑矩陣層23;在由該黑矩陣層23分隔成的每個樹脂層22的 像點對應區域內埋入例如紅（R )、綠（G )、藍（B )的 彩色濾光片形成的，並且這些彩色濾光片被周期性地排列 的彩色濾光片層24 ;用ITO ( Indium-Tin Oxide，銦-錫氧 化物）等的透明導電材料形成的對置電極25 ;控制液晶層 5的配向的配向膜26。具體爲，在該樹脂層22上，由條紋 狀的黑矩陣層23分隔成分割狀的、由該黑矩陣層23分隔的 -10- • 1284222 … (8) * 1個個矩形狀區域形成與各像點對應的基板4側的像點對應 區域。並且，黑矩陣層2 3爲用於防止各彩色濾光片之間的 光混色的遮光壁，在由該黑矩陣層23分隔出的各像點對應 區域內埋入形成紅（R )、綠（G )、藍（B )的彩色濾光 片中的任意一種。彩色濾光片層24具有這些色彩不同的彩 色濾光片周期性地排列成條紋狀或馬賽克狀的結構。因此 ，藉由在與各畫素的紅、綠、藍相對應的3個像點對應區 # 域的每一個內控制施加到畫素電極1 9與對置電極25之間的 驅動電壓，能夠控制各畫素的顯示顔色，由此可以進行液 晶面板2的彩色顯示。 液晶層5由密封到一方基板3側的配向膜2 1與另一方基 板4側的配向膜26之間的、具有正的介電各向異性的向列 液晶構成，由配向膜2 1、26使該向列液晶放射配向。而藉 由施加到畫素電極1 9與對置電極25之間的驅動電壓可以使 該放射配向後的向列液晶向彎曲配向轉移。 • 控制該液晶層5的配向的配向膜21、26如圖3所示，具 有給液晶層5的液晶分子賦予預傾斜的沿第1方向交替地重 複多個凹部27和突起部28的凹凸形狀，以及沿與該第1方 向交叉的第2方向交替地重複多個凹部29和突起部30的凹 凸形狀。並且，沿第1方向重複的凹凸形狀的間距P 1比沿 第2方向重複的凹凸形狀的間距P2長。這樣一來，藉由使 沿第1方向重複的凹凸形狀的間距P 1比沿第2方向重複的凹 凸形狀的間距P2長，後述的預傾角容易控制。另外，間距 P1在50μιη以下爲佳，間距P2在3.0μηι以下爲佳。最好是間 -11 - (9) 1284222 ' 距pl在20μηι以下，間距P2在1·2μιη以下爲佳。並且，第1 方向上的凹部27與突起部28間的高度尺寸dl及第2方向上 的凹部29與突起部30間的高度尺寸d2分別在0·5μιη以下爲 佳。 並且，各突起部28在第1方向上的截面形狀如圖4的示 意圖所示爲夾著其頂尖部2 8 a的左右非對稱的形狀。即， 該突起部28具有從頂尖部28a起向第1方向傾斜的第1傾斜 # 面28b和從頂尖部28a向與第1方向相反的方向傾斜的第2傾 斜面28c，並且第1傾斜面28b相對於基板3、4的傾斜角形 成爲比第2傾斜面28c相對於基板3、4的傾斜角0大。即， 各突起部28在第1方向上的截面形狀爲從其頂尖部28 a下垂 的垂線A分割的頂角的左右角度之比r 1 /r 2大於1的左右非 對稱的三角形形狀。這樣，藉由使各突起部28在第！方向 上:的截面形狀爲夾著其頂尖部28a成左右非對稱的形狀， 能夠提高液晶層5的配向性。另外，第2傾斜面2 8 c相對於 # 基板3、4的傾斜角0以〇 · 〇 1 °〜3 0 °爲佳。並且，從最優化 後述的預傾角這一點來看，上述角度之比r 1 /r 2是1.2以上 爲佳。並且，各突起部28在第2方向上的截面形狀可以是 類似於sin (正弦）波的形狀或梳櫛形狀、三角形形狀等 各種形狀。其中，三角形形狀在提高液晶層5的配向性上 最理想，也可以根據情況使該三角形的頂尖部爲圓形或平 坦形。 但是，這些配向膜21、26的凹凸形狀是藉由複製其下 面形成的絕緣層20、22的凹凸形狀而形成的。具體爲，作 -12- (10) •1284222 ' 爲這些配向膜2 1、26的形成方法，可以列舉例如將表面形 成了需要複製的細微凹凸形狀的複製模按壓在基板3、4上 成膜的樹脂層20、22上，將該細微的凹凸形狀複製到樹脂 層20、22上，然後在其上形成配向膜21、26，沿上述第1 方向對該配向膜21、26的表面實施摩擦處理的方法。 配向膜2 1、26由表面賦予了形狀各方異向性的例如聚 醯亞胺系、聚醯胺系、聚乙烯醇系、環氧系、改性環氧系 •、聚苯乙烯系、聚氨基甲酸脂系、聚烯烴系、丙烯基系等 高分子膜構成。另外，這些配向膜21、26的膜厚爲0.05〜 0.0 7 μιη左右。並且，爲了使由一方基板3側的配向膜21賦 予液晶層5的液晶分子的預傾斜的方向與由另一方基板4側 的配向膜26賦予液晶層5的液晶分子的預傾斜的方向彼此 相同，一方基板3側的配向膜2 1與另一方基板4側的配向膜 2 6被賦予彼此相反的預傾角。另外，該預傾角被控制在例 如Γ〜1 0 °的角度範圍內。並且，藉由使液晶層5的液晶分 鲁子沿上述第1方向的突起部28的第2傾斜面28c水平配向， 這些配向膜21、26處於使液晶層5呈放射配向的狀態。 具體而言如圖5模式性所示般，一方基板3側的配向膜 2 1藉由使突起部28的第2傾斜面28c向右上傾斜，使位於該 第2傾斜面28c附近的液晶層5的液晶分子5a呈向右上賦予 1°〜1〇°左右的預傾角的配向。而另一方基板4側的配向膜 2 6藉由使突起部2 8的第2傾斜面2 8 c向右下傾斜，使位於該 第2傾斜面28c附近的液晶層5的液晶分子5a呈向右下賦予 1°〜10°左右的預傾角的配向。並且，位於該液晶層5的中 -13- • 1284222 … (11) ’ 央附近的液晶分子5 a處於幾乎水平的配向的狀態。這樣一 來，一方基板3側的配向膜21與另一方基板4側的配向膜26 之間的液晶層5在未施加電壓時處於圖5所示的放射配向狀 態。 而在施加電壓時，處於該放射配向狀態的液晶層5向 彎曲配向狀態轉移。具體而言如圖6模式性所示般，當在 上述畫素電極19與對置電極25之間施加驅動電壓時，一方 鲁基板3側的配向膜21側的位於突起部28的第2傾斜面28c附 近的液晶層5的液晶分子5a處於相對於傾斜面28c豎起的狀 態，另一方基板4側的配向膜26側的位於突起部28的第2傾 斜面28c附近的液晶層5的液晶分子5a處於相對於傾斜面 28c豎起的狀態。並且，位於其間的液晶分子5a藉由仿效 這些豎起的液晶分子5a而配向，處於整體排列成弓形的狀 態。並且，液晶層5的中央附近的液晶分子5 a處於幾乎垂 直地配向的狀態。這樣一來，一方基板3側的配向膜2 1與 0 另一方基板4側的配向膜26之間的液晶層5在施加電壓時如 圖6所示那樣向彎曲配向狀態轉移。 但是，在被分散到液晶層5內的上述間隔物6上施予促 使上述液晶層5從放射配向狀態向彎曲配向狀態轉移的表 面處理。具體爲，在該間隔物6上施予使液晶層5的液晶分 子5 a沿其球狀表面幾乎水平地配向的表面處理。該表面處 理可以使用例如能够與間隙物6的表面相結合的具有2個極 性作用基（-NH2、-CONH等）的矽烷耦合劑，例如r -甲 基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、或r-環氧丙氧基丙基三 -14- (12) • 1284222 ' 甲氧基矽烷、4-氨基苯丙基三甲氧基矽烷、N-(三甲氧基 甲矽烷基丙烷）·乙二胺等。另外，它們也可以將水、水 與甲醇的混合液、或乙醇等作爲溶劑使用，無論哪種都可 以以0.0 1〜2wt%的濃度來使用。並且，溶劑中乙醇類的濃 度爲1〜20wt°/〇。並且，對於N·(三甲氧基甲矽烷基丙烷 )-乙二胺來說，具有水性溶劑能夠獲得比較好的結果的 傾向。並且，它們與甲矽烷醇基結合的有機基都相當於碳 # 鏈的2〜1 0 (最好是4〜8左右）。另外，在比此値大的情 況下具有呈現垂直配向性的趨勢，其原因可以這樣定性地 認爲，如果有機基之碳素原子的存在比例變大的話，則疏 水性就變強。並且，也可以使用在分子的中央具有芳香族 或烯烴系不飽和結合基並且在分子的末端至少有2個結合 基的兩親溶解性化合物，例如具有碳元素在1 5以上的長鍵 烷基，其一個末端具有強極性基（-OH、CN、NH2等）的 物質等。並且，用這樣的介面活性劑在間隔物6的表面上 • 形成具有使液晶層5的液晶分子5a相對於其表面水平配向 的極性基的被覆膜。或者也可以在靜電屏蔽環境中對間隔 物6的表面實施噴砂處理。另外，間隔物6並不局限於上述 球形形狀，也可以使用在例如矩形（加強筋）或柱狀（柱 狀間隔物（Photo Spacer))間隔物6上施予上述表面處理 的物件。 在施加電壓時，液晶面板2在施予該表面處理的間隔 物6的周圍液晶分子5a的配向並不產生混亂，而是以分散 到液晶層5內的多個間隔物6爲基點，促進液晶層5從放射 -15- (13) • 1284222 * 配向狀態向彎曲配向狀態轉移。因此，該液晶面板2藉由 施予這樣的表面處理的間隔物6即使不施加高的驅動電壓 也能快速並且穩定地產生液晶層5的從放射配向狀態向彎 曲配向狀態的轉移。 在具有上述結構的液晶面板2的背面側，即是一方基 板3的與液晶層5相對面的反面側的面上，依次層疊設置光 學補償板31a和偏光板32a。而在液晶面板2的正面側，即 • 是另一方基板4的與液晶層5相對面的反面側的面上依次層 疊設置光學補償板31b和偏光板32b。其中，光學補償板 3 1 a、3 1 b爲對上述液晶層5進行光學補償的元件，由具有 複折射性的相位差薄膜構成。另外，也可以採用光學補償 板3 1a、31b僅根據必要配置在液晶面板2的背面側或正面 側的只某側的結構。爲了在例如未施加電壓時施加黑電平 ，即是進行所謂靜態黑模式顯示，偏光板32a、32b與液晶 面板2互相偏光方向設置。另外，根據情況不同，也可以 # 設定彼此的偏光方向以便進行所謂靜態白模式顯示。 並且，在該液晶面板2的背面側，即是背面側的偏光 板3 2a的外側配置有背光燈33。該背光燈33具有由平板狀 的透明丙烯樹脂等構成的導光板和陰極管（Cathode Fluorescent Tube)或 LED ( Light Emitting Diode，發光二 極體）等構成的光源，該光源發出的光被導光板變成面發 光同時照射到液晶面板2的背面側。 具有上述結構的液晶顯示裝置1使從背光燈3 3射出的 光通過偏光板32a而變成直線偏光，再通過光學補償板31a -16 - •1284222 ’ (14) ' 變成橢圓偏光，入射到液晶面板2的背面側。接著，入射 到該液晶面板2的光通過液晶層5從液晶面板2的前面側射 出。接著，從該液晶面板2射出的光通過光學補償板31b成 爲直線偏光，入射到偏光板3 2b中。這裏，未施加電壓時 ，通過光學補償板31b變成直線偏光的光最終被偏光板32b 所阻擋。由此，進行稱爲靜態黑模式的黑顯示。而在未施 加電壓時通過光學補償板3 1 b變成直線偏光的光最終通過 # 偏光板3 2b。由此施加白電平。 如上上述，該液晶顯示裝置1藉由施予表面處理的間 隔物6即使不施加高的驅動電壓，也能夠快速且穩定地產 生液晶層5從放射配向狀態向彎曲配向狀態的轉移。因此 ，該液晶顯示裝置1不僅能夠擴大液晶面板2的視野角度， 而且能夠大幅度地提高回應特性。並且，由於該液晶顯示 裝置1藉由施予表面處理的間隔物6控制該間隔物6周圍的 液晶分子5a的配向性，因此即使在以上述靜態黑顯示模式 • 進行顯示的情況下，也能夠防止未施加電壓時從液晶面板 2漏光。因此，該液晶顯示裝置1能夠進一步提高對比度和 畫質。 另外，本發明並不僅限適用於上述透射型液晶面板2 ，也可以用於例如反射型或半透射型液晶面板。並且，本 發明也可以適用於預先準備好與紅（R)、綠（G)、藍 (B )這3原色相對應的光源（LED )，藉由改變該光源發 出的光的顔色來進行不使用彩色濾光片的全色彩顯示，即 所謂幀序制（Field Sequential，幀序制）驅動方式的液晶 -17- (15) • 1284222 面板。 [實施例] 下面藉由實施例來使本發明的效果更加明瞭，但以下 的實施例並不限定本發明的技術範圍。 (實施例1 ) • 實施例1製作了對角線實際尺寸約55mm ( 2.2英寸）、 畫素爲1 76x 1 2 8 ( XRGB )的液晶面板。具體爲，在製作該 液晶面板時首先在一個主面側準備好TFT、形成了掃描線 和信號線的主動矩陣基板，在該主動矩陣基板上夾著絕緣 膜形成由ITO構成的透明的畫素電極。接著，在該主動矩 陣基板上形成感光性丙烯系樹脂膜，將表面上形成了需要 複製的細微的凹凸形狀的複製模按壓在該形成膜的樹脂層 上，將該細微的凹凸形狀複製到樹脂層上。另外，該凹凸 ® 形狀爲與圖3所示的上述液晶面板2的形狀相同，沿其第1 方向反復的凹凸形狀的間距P1爲0.27 μπι，第1方向上的凹 部與突起部之間的高度尺寸dl爲0.1 μπι。而沿第2方向重複 的凹凸形狀的間距Ρ2爲1 ·4μιη，第2方向上的凹部與突起部 間的高度尺寸d2爲0· 1 μιη。並且，傾斜角0爲4.8。。接著， 在該樹脂層上形成厚度約爲0.07 μπι的由聚醯亞胺構成的配 向膜，對該配向膜的表面實施摩擦處理。另外，該摩擦處 理使用吉川加工製造的YA18R作爲摩擦布，使直徑約爲 100mm的摩擦輥以約500rpm的轉速旋轉，以約〇.i5mm的壓 -18- (16) •1284222 ' 入量將摩擦布擠壓在配向膜上，同時以約30mm/秒的進給 速度送進基板，藉由這樣實施摩擦強度比平時弱的摩擦處 理。 接著，準備與該主動矩陣基板相對的對置基板，並在 該對置基板上形成感光1生丙烯系樹脂的膜，將表面上形成 有需要複製的細微的凹凸形狀的複製模按壓在該形成爲膜 的樹脂層上，從而將該細微的凹凸形狀複製到樹脂層上。 • 另外，該凹凸形狀除了第1及第2方向與上述主動矩陣基板 側的樹脂層上形成的凹凸形狀相反外，幾乎用相同的方法 形成。接著，在該樹脂層上依次層疊黑矩陣層、彩色濾光 片層、由ITO構成的透明的對置電極，然後以0.07 μπι的厚 度形成由聚醯亞胺形成的配向膜，對該配向膜的表面實施 摩檫處理。另外，該摩擦處理除了預傾角的賦予方向與上 述主動矩陣基板側的配向膜的賦予方向相反外，使用了幾 乎相同的方法。 • 接著，將直徑約爲6μιη的球狀樹脂制的間隔物以約 120個/mm2的密度散佈到一方基板中，然後將主動矩陣基 板與對置基板貼合，用密封材料密封其周圍邊緣，藉由這 樣製作面板間隙爲6μιη的空單元。在該樹脂製的間隔物的 球狀表面上實施使液晶層的液晶分子爲近似水平配向的表 面處理。另外，該表面處理準備將7-甲基丙烯醯氧丙基 三甲氧基矽烷溶解到水與甲醇（1 0% )的混合溶劑中、濃 度爲0.02wt%的矽烷偶聯劑，將樹脂制間隔物浸泡在該矽 烷耦合劑中風乾後，再以約120 °C乾燥1小時左右，藉由這 1284222 * (17) ' 樣在樹脂制間隔物的表面上實施矽烷偶聯處理。 接着，在該空單元内注入日本智索（Chi sso)石油化學 製造公司製的氟系向列液晶（未添加手性試劑），以N-I 點（各方同性轉移溫度）以上的溫度保持50分鐘後，冷却 到室溫。另外，該向列液晶的折射率各方異向性△ η爲 0 · 1 5，介電各方異向性△ ε爲8。經過以上的工序，製作 了實施例1的液晶面板。另外，該實施例1的液晶面板在用 • 晶體旋轉法測量注入到面板內的液晶的預傾角時，爲約 5 · 6 °。並且，使用偏光板的目視觀察和使用偏光顯微鏡的 觀察結果爲，整個面板呈均勻的放射配向狀態。 (實施例2 ) 實施例2除間隔物的表面處理中所使用的7 -甲基丙烯 醯氧丙基三甲氧基矽烷的濃度爲0.1 wt%和0.3 wt%以外，其 餘與實施例1同樣地製作了液晶面板。 (實施例3 ) 實施例3除間隔物材料的表面處理所使用的濃度爲 0· 03 wt%的r -環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷水溶液以外， 其餘與實施例1同樣地製作了液晶面板。 (實施例4 ) 實施例4除間隔物材料的表面處理所使用的濃度爲 ο·3wt%的r -環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷水溶液以外， -20- •1284222 ' (18) * 其餘與實施例1同樣地製作了液晶面板。 (實施例5 ) 實施例5除間隔物材料的表面處理中所使用的將4-氨 基苯丙基三甲氧基矽烷溶解到水與甲醇（5 % )的混合溶劑 中、濃度爲〇·〇3 wt%的矽烷耦合劑以外，其餘與實施例1相 同製作液晶面板。 (實施例6 ) 實施例6除配向膜的凹凸形狀中沿其第1方向重複的凹 凸形狀的間距P1爲〇·3μπι、第1方向上的凹部與突起部之間 的高度尺寸dl爲0.2 μιη、沿第2方向重複的凹凸形狀的間距 Ρ2爲5μιη、第2方向上的凹部與突起部間的高度尺寸d2爲 (K 3 μιη、傾斜角度0爲4°以外，其餘與實施例1同樣地製作 了液晶面板。 參 (比較例1 ) 比較例1除配向膜不賦予細微的凹凸形狀，並且不對 間隔物進行表面處理以外，其餘與實施例1同樣地製作了 液晶面板。 並且，測量了對實施例1到實施例6、比較例1的液晶 面板施加驅動電壓時整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲 配向狀態的轉移時間。 具體爲，在實施例1中，當在液晶面板上施加約10V的 -21 - (19) • 1284222 * 驅動電壓（1 kHz，矩形波）時，整個面板從放射配向狀態 轉移到彎曲排列狀態的轉移時間爲約5秒。另外，轉移的 起點爲位於相對於摩擦方向爲一定方向（摩擦處理結束的 方向）的間隔物。並且，在實施例1中，爲了觀察電壓對 從放射配向狀態向彎曲排列狀態的轉移的依存性，使驅動 電壓在2〜30V的範圍內變化，發現隨著驅動電壓的增加， 轉移時間從約3 00秒向約0.2秒呈指數函數地減小。並且， # 在實施例1中，用偏光顯微鏡觀察液晶面板時，均沒有排 列缺陷，從放射配向狀態向彎曲排列狀態的轉移在整個面 板上均勻地發生。 而實施例2在與實施例1 一樣給液晶面板施加驅動電壓 時，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移 時間約爲4.5秒。並且，在實施例2中，當使驅動電壓的頻 率在0·5Ηζ〜6kHz的範圍內變化時，從低頻（0·5Ηζ )到 1.0〜1.2kHz之間，轉移時間減少，然後在到高頻（6kHz •)爲止期間的轉移時間呈現稍微增加的趨勢。並且，隨著 所施加的驅動電壓的頻率的變化，液晶面板內轉移的起點 數呈現變化的趨勢。即，在約1kHz附近，轉移的起點數隨 頻率的增加而增加，然後轉移的起點數呈稍微減少的趨勢 〇 實施例3在與實施例1 一樣給液晶面板施加驅動電壓時 ，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移時 間約爲4.3秒。 實施例4在與實施例1 一樣給液晶面板施加驅動電壓時 -22- • 1284222 • (20) ' ，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移時 間約爲5.2秒。 實施例5在與實施例1 一樣給液晶面板施加驅動電壓時 ，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移時 間約爲4.2秒。 並且，當對實施例1至實施例5的各液晶面板施加約 1 5 V的驅動電壓時，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲 # 排列狀態的轉移時間都在3.0〜4.5秒的範圍內。而且，對 各液晶面板施加約20 V的驅動電壓時，整個面板從放射配 向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移時間都在1秒的範圍內 〇 而在實施例6中，當對液晶面板施加約1 0V的驅動電壓 時，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移 時間約爲6秒。而且，對液晶面板施加約1 5 V的驅動電壓時 ，整個面板從放射配向狀態轉移到彎曲排列狀態的轉移時 鲁間約爲1.7秒。 而在比較例1中，當對液晶面板施加約1 0V的驅動電壓 時，液晶面板雖然慢慢地從放射配向狀態向彎曲排列狀態 轉移，但發生了以間隙子爲起點的偏差（與配向缺陷相對 應的轉移線），約10秒以後僅轉移了整個面板的5%〜10°/。 。並且，到整個面板全部均勻地轉移到彎曲排列狀態時需 要約280秒。 這裏，本發明的液晶面板由於如圖7示意地表示的那 樣使液晶層5的液晶分子5a沿施予表面處理的間隔物6的表 -23- (21) •1284222 * 面幾乎水平地配向，因此在間隔物6的周圍不容易產生液 晶分子5 a的配向混亂。結果，在施加電壓時從夾著間隔物 6的側（圖中左側）的液晶層5到另側（圖中右側）的液晶 層5逐漸容易引起從放射配向狀態向彎曲配向狀態的轉移 〇 而以往液晶面板由於如圖8示意地表示的那樣液晶層5 的液晶分子5a沿未實施表面處理的間隔物6的表面隨機（ φ 水平及垂直）地配向，因此在該間隔物6的周圍液晶分子 5 a的配向產生混亂。結果施加電壓時從放射配向狀態向彎 曲配向狀態的轉移受間隔物6的阻礙。 從以上敘述可知，藉由在間隔物的表面實施使液晶層 的液晶分子近似水平地配向的表面處理，可以促進液晶層 的以分散到該液晶層內的多個間隔物爲基點、從放射配向 狀態向彎曲配向狀態的轉移。 • 【圖式簡單說明】 圖1是表示使用了本發明的液晶顯示裝置的結構的剖 視圖。 圖2是主動矩陣基板的圖。 圖3是表示形成在配向膜上的凹凸形狀的透視圖。 圖4是表示突起部在第1方向上的截面形狀的示意圖。 圖5是表示液晶層放射配向狀態的示意圖。 圖6是表示液晶層彎曲配向狀態的示意圖。 圖7是表示在間隔物上施予表面處理的本發明的液晶 -24- 1284222 ' (22) ' 面板中的液晶分子的配向狀態的剖視圖。 圖8是表示在間隔物上未實施表面處理的已有技術的 液晶面板中的液晶分子的配向狀態的剖視圖。 【主要元件符號說明】 1 :液晶顯示裝置 2 :液晶面板 • 3 : —方（背面側）基板 4 :另一方（正面側）基板 5 :液晶層 6 :間隔物

7 ·· TFT 1 5 :掃描線 1 6 :訊號線 19 :畫素電極 P 21 :配向膜 2 3 :黑矩陣層 24 :彩色濾光片層 25 :對向電極 26 :配向膜 2 8 :凸部 2 8 a :頂尖部 28b :第1傾斜面 28c :第2傾斜面 -25- (23)•1284222 3 1 a、3 1 b :光學補償板 3 2a、3 2b :偏光板 3 3 :背光

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Claims (1)

1. -1284222 … (1) 十、申請專利範圍 1. 一·種液晶顯示裝置，其特徵在於，具備液晶面板 ，該液晶面板具有 一對基板：彼此相對配置，在相互的對置面上分別形 成有電極和配向膜； OCB模式的液晶層：藉由上述配向膜使被封入到上述 一對基板之間的向列液晶放射配向，並且藉由施加在上述 # 電極之間的驅動電壓使上述被放射配向的向列液晶向彎曲 配向轉移；及 間隔物：被配置在上述液晶層內，使上述一對基板的 相對間隔保持均等； 在上述間隔物上施予促進上述液晶層從上述放射配向 狀態向上述彎曲配向狀態轉移的表面處理。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中 ，在上述間隔物上施予使上述液晶層的液晶分子沿其表面 Φ 大致水平地配向的表面處理。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中 ，上述間隔物爲球狀。 4.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中 ，上述配向膜至少具有給上述液晶層的液晶分子賦予預傾 斜的沿第1方向交替地重複有凹部和突起部的凹凸形狀， 並且各突起部在上述第1方向上的截面形狀爲夾著其頂尖 部而左右不對稱的形狀。 5 .如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置，其中 -27- (2) β 1284222 ’上述突起部具有從上述頂尖部向上述第1方向傾斜的第1 傾斜面和從上述頂尖部向與上述第1方向相反的方向傾斜 的第2傾斜面，並且上述第1傾科面相對於上述基板的傾斜 角度比上述第2傾斜面相對於上述基板的傾斜角度大。 6·如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置，其中 ’上述配向膜具有沿與上述第1方向交叉的第2方向交替地 重複有凹部和突起部的凹凸形狀，並且沿上述第1方向重 Φ 複的凹凸形狀的間距比沿上述第2方向重複的凹凸形狀的 間距大。 7.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中 ，上述一方基板側的配向膜與上述另一方基板側的配向膜 被賦予彼此相反方向的預傾角，以使由上述一方基板側的 配向膜賦予上述液晶層的液晶分子預傾斜的方向與由上述 另一方基板側的配向膜賦予上述液晶層的液晶分子預傾斜 的方向彼此相同。 # 8 .如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中 ，上述向列液晶具有正的介電各向異性。 -28-