本发明专利技术名称为“液晶显示装置”。一个目的是提供一种包括呈现蓝相的液晶材料并且能够实现更高对比度的液晶显示装置。在包括呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，呈现蓝相的液晶层夹在具有开口图案(切口)的像素电极层与彼此相向并且具有开口图案的第一和第二公共电极层之间。像素电极层在从液晶层侧的第一衬底的表面伸出到液晶层中的结构主体之上形成，并且像素电极层在液晶层中定位在第一公共电极层与第二公共电极层之间。液晶显示装置的单元间隙小于5μm(优选地为1μm或更大)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液晶显示装置及其制造方法。
技术介绍
具有液晶元件的液晶显示装置、具有自发光元件的发光装置、场致发射显示器 (FED)等等在显示装置市场竞争性地发展，它们是薄且轻的(所谓的平板显示器)。对于液晶显示装置，要求液晶分子的响应速度的提高。液晶的显示模式具有各种类型，其中，铁电液晶(FLC)模式、光补偿双折射(OCB)模式以及使用呈现蓝相的液晶的模式可作为具有高速响应能力的液晶模式来提供。具体来说，通过使用呈现蓝相的液晶的模式的使用，配向膜(alignment film)不是必要的，并且视角可加宽；因此，促进了实际使用的研究(例如参见专利文献1)。专利文献1提出，液晶经过聚合物稳定化处理，使得呈现蓝相的温度范围拓宽。 PCT国际公布号05/090520
技术实现思路
液晶显示装置的问题在于，高白光透射率(white transmittance)(白显示(white display)中的透光率)是必要的，以便取得高对比度。因此，为了取得较高对比度，一个目的是提供一种适合使用呈现蓝相的液晶的液晶显示模式的液晶显示装置。在包括呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，呈现蓝相的液晶层夹在具有开口图案的像素电极层(第一电极层)与具有开口图案(切口)的一对公共电极层(第一公共电极层(第二电极层)和第二公共电极层(第三电极层))之间。公共电极层在第一衬底和第二衬底上形成，并且定位成隔着液晶层彼此相向。像素电极层在结构主体之上形成，结构主体从液晶层侧的第一衬底的表面(面向液晶层的表面)伸出到液晶层中，并且像素电极层沿液晶层的厚度方向定位在第一公共电极层与第二公共电极层之间。只要像素电极层定位在第一公共电极层与第二公共电极层之间，则第一公共电极层和第二公共电极层也可在结构主体上形成。在这种情况下，像素电极层和第二公共电极层在相同的第一衬底之上形成，并且在像素电极层之下形成的结构主体(第一结构主体)比在第二公共电极层之下形成的结构主体(第三结构主体)要高(要厚)。在液晶显示装置中，作为液晶层的厚度的单元间隙(cell gap)小于5μπι(优选地为Iym或更大)。在本说明书中，单元间隙的厚度指的是液晶层的最厚部分的长度(膜厚度)。单元间隙的厚度(液晶层的厚度)可由保持第一衬底与第二衬底之间间隔的隔离片或密封剂来控制。相应地，为了将单元间隙的厚度(液晶层的厚度)设置成小于5μπι，提供在液晶层中的像素电极层、第一公共电极层、第二公共电极层和结构主体的厚度各设置成小于5 μ m。在第一衬底(也称作元件衬底)之上形成的像素电极层和第二公共电极层以及在第二衬底(也称作对衬底)上形成的第一公共电极层隔着液晶层采用密封剂相互固定。像素电极层、第一公共电极层和第二公共电极层具有各种开口图案，并且各具有包括弯曲部分的形状或分叉梳状形状，而不是平面形状。此外，第一公共电极层和第二公共电极层至少在像素区域中具有相同形状，并且定位成使得隔着液晶层相互重叠。电场施加在像素电极层与第一公共电极层和第二公共电极层之间，它们具有开口图案并且提供成以便使液晶夹在它们之间，由此电场沿倾斜方向(沿倾斜于衬底的方向) 施加到液晶。因此，液晶分子可使用电场来控制。另外，由于像素电极层沿液晶层的厚度方向定位在第一公共电极层与第二公共电极层之间，所以像素电极层与第一公共电极层之间的电场以及像素电极层与第二公共电极层之间的电场可施加到液晶。因此，电场可在整个液晶层中形成。因此，可使整个液晶层中的液晶分子、包括沿厚度方向的液晶分子进行响应，并且可改进白光透射率。相应地，作为白光透射率与黑光透射率(black transmittance)(黑显示(black display)中的透光率)之比的对比率也可提高。此外，电场甚至可有效地施加到呈现蓝相、具有高粘性的液晶材料(液晶混合物)；因此，还可实现功耗的降低。在呈现蓝相的液晶层中，沿与液晶层的厚度方向垂直的方向施加到液晶分子的电场的分量与沿液晶层的厚度方向施加的电场的分量之比越高，则液晶分子的白光透射率越高。因此，通过将单元间隙设置成小于5 μ m，沿与液晶层的厚度方向垂直的方向施加在像素电极层与第一和第二电极层之间的电场的分量与沿液晶层的厚度方向施加的电场的分量之比，由此液晶层的白光透射率可增加，即使驱动电压低。相应地，作为白光透射率与黑光透射率(黑显示中的透光率)之比的对比率也可提高。结构主体可使用绝缘体来形成，绝缘体包括绝缘材料(有机材料或无机材料)或导体，导体包括导电材料(有机材料或无机材料)。通常优选地使用可见光固化树脂、紫外线固化树脂或者热固树脂。例如，可使用丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂等等。此外，结构主体可使用导电树脂或金属材料来形成。注意，结构主体可具有多个薄膜的叠层结构。结构主体可具有柱状形状、具有平坦顶面和梯形截面的截短的锥形或金字塔形状、具有圆顶的锥形或金字塔形状等等。此外，结构主体可以是从液晶层侧的衬底的表面伸出到液晶层中的一部分；因此，伸出的结构主体可通过下列方式来形成处理层间膜，使得液晶层侧的表面不平坦。相应地，结构主体可使用提供有多个伸出部分的连续膜来形成。在本说明书中，除了在闭合空间中开口的图案之外，在像素电极层、第一公共电极层和第二公共电极层中形成的开口图案(切口)还包括部分开口的梳状图案。在本说明书中，提供有半导体元件(例如晶体管)、像素电极层、第二公共电极层和层间膜的衬底称作元件衬底(第一衬底)，而隔着液晶层面向元件衬底、提供有第一公共电极层的衬底称作对衬底(第二衬底)。呈现蓝相的液晶材料用于液晶层。注意，液晶材料指的是包括液晶并且用于液晶层的混合物。呈现蓝相的液晶材料具有Imsec或更小的短响应时间，并且能够高速响应。因此，可实现高性能液晶显示装置。呈现蓝相的液晶材料包括液晶和手性试剂。手性试剂用于对液晶进行配向，使得液晶形成螺旋结构并且呈现蓝相。例如，以若干重量百分比或以上将手性试剂混合到其中的液晶材料可用于液晶层。作为液晶，可使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、铁电液晶、反铁电液晶等等。对于手性试剂，使用具有与液晶的高相容性以及强扭转力的材料。另外，作为材料，R对映体或S对映体是有利的，而不使用以50 50的比率在其中混合R对映体和S对映体的消旋体。上述液晶材料根据条件而呈现胆留相、胆留蓝相、近晶相、近晶蓝相、立方相、手性向列相、各向同性相等。作为蓝相的胆留蓝相和近晶蓝相在液晶材料中观察到具有胆留相或近晶相，其中具有500nm或以下的较短螺距(helical pitch)。液晶材料的配向具有双重扭转结构。具有大约小于或等于可见光的波长，液晶材料是透明的，并且光调制动作通过电压施加的配向秩序(alignment order)的变化来生成。蓝相是光学各向同性的，并且因而没有视角相关性。因而不必形成配向膜；因此，可提高显示图像质量并且可降低成本。蓝相仅在窄温度范围之内呈现；因此，优选的是，将可光致固化树脂和光聚合引发剂添加到液晶材料，并且执行聚合物稳定化处理，以便拓宽温度范围。执行聚合物稳定化处理，其方式是使得包括液晶、手性试剂、可光致固化树脂和引发剂的液晶材料采用具有可光致固化树脂和光聚合引发剂与其发生反应的波长的光来照射。可通过采用光照射呈现各向同性相的状态中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液晶显示装置，包括：第一衬底和第二衬底；液晶层，包含呈现蓝相的液晶材料，在所述第一衬底与所述第二衬底之间；晶体管，在所述第一衬底与所述液晶层之间提供；绝缘膜，在所述液晶层与所述晶体管之间；挡光层，与所述晶体管重叠；结构主体，在所述绝缘膜与所述液晶层之间提供，所述结构主体伸出到所述液晶层中；第一电极层，具有第一开口图案，所述第一电极层在所述结构主体上提供并且电连接到所述晶体管；第二电极层，具有第二开口图案，所述第二电极层在所述第二衬底与所述液晶层之间提供；以及第三电极层，具有第三开口图案，所述第三电极层在所述第一衬底与所述液晶层之间提供并且与所述第二电极层重叠，其中，所述结构主体至少部分地在所述第三开口图案中提供，其中，在所述液晶层的厚度方向中，所述第一电极层与所述第三电极层之间的距离小于所述第二电极层与所述第三电极层之间的距离，以及其中，单元间隙小于５μｍ。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久保田大介，石谷哲二，山下晃央，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP
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