液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供一种使用能够实现驱动电压的降低和高对比度化的呈现蓝相的液晶材料的液晶显示装置。在包含呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，在第一电极层(像素电极层)上设置第一壁状结构体，同样地，在第二电极层(共同电极层)上设置第二壁状结构体，并使用介电膜覆盖它们。介电膜是其介电常数高于第一壁状结构体、第二壁状结构体及用于液晶层的液晶材料的介电常数的绝缘体，并且该介电膜被设置成突出在液晶层中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示装置及其制造方法。
技术介绍
作为薄型及轻量化的显示装置(所谓的平板显示器)，已竞相开发出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。液晶显示装置需要液晶分子的响应速度的高速化。液晶的显示模式多种多样，其中作为能够进行高速响应的液晶模式，可以举出FLC(Ferr0eleCtriC Liquid Crystal ；铁电液晶)模式、OCB (Optical Compensated Birefringence ；光学补偿弯曲)模式、以及使用呈现蓝相(blue phase)的液晶的模式。尤其是，使用呈现蓝相的液晶的模式由于不需要使用取向膜，并且可以获得广视角化，因此进一步展开迈向实用化的研究(例如，参照专利文件1)。专利文件1是为了扩大出现蓝相的温度范围而对液晶进行高分子稳定化处理的报告。国际公布第05/090520号小册子液晶显示装置的课题在于为了实现高对比度而需要高白透射率(白显示时的光透射率)。蓝相由于高电压的施加而发生退化，所以为了实现低驱动电压工作而需要施加均勻的电场并降低施加到液晶层的载荷。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供一种降低驱动电压并提高呈现蓝相的液晶层的可靠性的液晶显示装置。此外，本专利技术的目的是提供一种使用对比度更高的呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置。此外，本专利技术的目的是提供一种提高生产率及成品率并降低制造成本的使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置。形成在第一衬底(也称为元件衬底)上的像素电极层及共同电极层和第二衬底(也称为对置衬底)夹着液晶层由密封材料固定。在包括呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，可以使用通过产生与衬底大致平行(即，水平方向)的电场，来在与衬底平行的面内移动液晶分子，而控制灰度的方式。作为这种方式，可以应用用于 IPSdn-Plane-Switching ；平面内切换)模式的电极结构。在以IPS模式等来表现的横向电场模式中，在液晶层的下方配置具有开口图案的第一电极层(例如，电压根据各像素受到控制的像素电极层)及第二电极层(例如对所有像素供给共同的电压的共同电极层)。第一电极层及第二电极层不是平面形状，它们具有各种各样的开口图案，并包括弯曲部、分支了的梳齿状。第一电极层与第二电极层为了在其电极之间产生电场，而采用相同形状和不重叠的配置。通过将电场施加到像素电极层与共同电极层之间，可以控制液晶分子。因为可以在平行于衬底的方向上控制液晶分子，所以可以扩大视角。本说明书所公开的液晶显示装置包括如下结构设置有第一电极层及第二电极层的第一衬底(元件衬底)和第二衬底(对置衬底)夹着液晶层由密封材料固定；在第一电极层(像素电极层)上设置有第一壁状结构体，同样地，在第二电极层(共同电极层)上设置有第二壁状结构体；以及，设置有介电膜，该介电膜覆盖第一电极层及设置于第一电极层上的第一壁状结构体，同样地，覆盖第二电极层及设置于第二电极层上的第二壁状结构体。 介电膜是其介电常数高于第一壁状结构体、第二壁状结构体及用于液晶层的液晶材料的介电常数的绝缘膜。通过在液晶层中设置在第一电极层上形成其介电常数低的第一壁状结构体并使用其介电常数高的介电膜覆盖该第一壁状结构体的结构，同样地，设置在第二电极层上形成其介电常数低的第二壁状结构体并使用其介电常数高的介电膜覆盖该第二壁状结构体的结构，当对第一电极层与第二电极层之间施加电压时，可以在该结构体之间形成更广的电场。呈现蓝相的液晶层仅可以在发生电场的局部性范围内使液晶分子的取向变化，但是通过采用使用由其介电常数高的材料形成的介电膜覆盖由其介电常数低的材料形成的结构体的结构，可以在液晶层中形成更广的电场，所以可以在发生该电场的该广范围内使液晶分子的取向变化。从而，可以提高白透射率，并可以在使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中提高对比度。此外，由于可以降低施加到容易受到电场的局部集中的影响的呈现蓝相的液晶层的载荷并进行驱动，所以可以提高呈现蓝相的液晶层的可靠性，并可以降低驱动电压。此外，因为容易控制结构体的高度，所以可以提高生产率及成品率并降低制造成本。注意，在将用作滤光片的着色层、用作黑矩阵的遮光层、绝缘层等形成在第二衬底与液晶层之间的情况下，第二衬底上的接触于液晶层的层与介电膜接触。第一壁状结构体、第二壁状结构体及介电膜可以由使用绝缘材料(有机材料及无机材料)的绝缘体形成。典型的是，优选使用可见光固化性、紫外线固化性、热固化性、或热塑性的树脂。例如，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、胺树脂、普鲁兰(pullulan)衍生物等。 此外，也可以使用由无机材料和有机材料构成的有机无机复合材料，例如，可以使用由钛酸钡和有机树脂等构成的有机无机复合材料。作为介电膜，使用其介电常数比第一壁状结构体、第二壁状结构体及用于液晶层的液晶材料的介电常数高的材料。优选使用其介电常数为12以上的材料。此外，特别优选使用其介电常数为20以上的材料。另外，作为第一壁状结构体、第二壁状结构体的形状，可以采用柱状、锥形的顶端为平面的其截面为梯形的形状、锥形的顶端为圆的圆顶形状等。此外，也可以反映第一电极层或第二电极层的形状而设置与第一电极层及第二电极层相同的形状的第一壁状结构体及第二壁状结构体，但是为了填充液晶层采用在像素区域中不形成空隙的形状。该介电膜的形状也可以在该膜厚度之间有差异。另外，第一电极层与第二电极层之间的间隔优选为 0. 2 μ m至10 μ m (更优选为0. 2 μ m至2 μ m)，典型的是，优选为0. 8 μ m至2 μ m。此外，液晶层的膜厚度(盒间隙(cell gap))优选为5 μ m以上且20 μ m以下左右， 并且，第一壁状结构体及第二壁状结构体的高度(膜厚度)优选为Ι.Ομπι以上且液晶层的膜厚度(盒间隙)以下左右。注意，当介电膜的高度(膜厚度)为IOOnm以上时，可以得到足够的效果。在以接触于第二衬底的方式设置介电膜的情况下，可以将结构体及介电膜用作间隔体。在此情况下，第一壁状结构体的高度与覆盖该结构体的介电膜的高度之和(膜厚度之和)及第二壁状结构体的高度与覆盖该结构体的介电膜的高度之和(膜厚度之和)大体上与液晶层的厚度一致。此外，介电膜也可以为叠层结构。在第二衬底上设置第一壁状结构体、第二壁状结构体以及介电膜的情况下，也可以当将第一衬底和第二衬底贴合时，以使该介电膜彼此接触的方式形成叠层结构。注意，在将用作滤光片的着色层、用作黑矩阵的遮光层、绝缘层等形成在第二衬底与液晶层之间的情况下，第二衬底上的接触于液晶层的膜与介电膜接触。由介电膜覆盖的第一壁状结构体及由介电膜覆盖的第二壁状结构体也可以选择性地设置在第一电极层及第二电极层上。例如，在第一电极层及第二电极层的形状复杂的情况下，通过选择性地设置第一壁状结构体及第二壁状结构体，可以使液晶材料的注入、填充工序简化，从而可以缩短工序时间。此外，也可以使用介电膜覆盖不设置有第一壁状结构体的第一电极层及不设置有第二壁状结构体的第二电极层。第一壁状结构体及第二壁状结构体可以通过覆盖第一电极层及第二电极层地形成绝缘膜并对绝缘膜进行选择性的蚀刻来形成。在该蚀刻工序中，也可以不完全去除第一电极层及第二电极层之间的绝缘膜而使一部分残留(该残留部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种液晶显示装置，包括：第一衬底；形成在所述第一衬底上的第一电极层；形成在所述第一衬底上的第二电极层；形成在所述第一电极层上的第一壁状结构体；形成在所述第二电极层上的第二壁状结构体；覆盖所述第一壁状结构体、所述第二壁状结构体及所述第一衬底的介电膜，在所述介电膜上的液晶层；在所述液晶层上的第二衬底，所述介电膜的介电常数高于所述第一壁状结构体、所述第二壁状结构体以及所述液晶层的每个的介电常数，所述液晶层包括呈现蓝相的液晶材料。

【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，山下晃央，石谷哲二，
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