(57)【要約】【課題】  遮光膜を用いることなく、シール部周辺における光漏れを抑制することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶表示装置は、下基板１２と上基板１４の間に挟持される液晶層と、その液晶層を内側に封止するシール部材２２を備えている。そして、シール部材２２の液晶層側の内壁に、液晶分子２０を所定方向に配列させるための配向膜が設けられている。この配向膜２４は、上基板とした基板の内表面に形成された配向膜１６，１８とは異なる型の配向膜である。そのため、シール部の周辺であっても、液晶分子の配向を制御することができ、シール部近傍における配向異常を防止することができる。【選択図】図１
2010191240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に透明電極と配向膜が順に積層された上基板と、
対向基板上に対向電極と配向膜が順に積層された下基板と、
前記上基板と前記下基板の間に挟持された液晶層と、
前記液晶層を封入するために前記上基板と前記下基板の間に設けられたシール部材と、
前記シール部材の内壁面に渡って設けられた第二配向膜と、を備えるとともに、
前記配向膜と前記第二配向膜が異なる型の配向膜であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記配向膜は、表面に対して前記液晶層の液晶分子を垂直方向に配向させる垂直配向用の配向膜であり、前記第二配向膜は、表面に対して前記液晶分子を水平方向に配向させる水平配向用の配向膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記シール部材と前記配向膜の端部とは、前記基板の内表面において互いに離間して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記第二配向膜が０．１μｍから１０μｍの厚みで設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置、特に、液晶層の液晶分子配向が均一な状態の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型テレビジョン、携帯電話等の表示画面に広く実用化されている。液晶表示装置は、液晶層を有する液晶表示素子と、その液晶表示素子の表示画面に画像を表示させるための駆動信号を供給する駆動回路を備えている。液晶表示素子は、内面に電極が形成された２枚の基板を対向させて、微小の間隙を介して貼り合わされた構成で、この間隙に液晶層が封入されている。この液晶層を挟むように一対の偏光板が配置されている。液晶層は、液晶分子が一方の基板表面から他方の基板表面に向けて約９０°又は約１８０°捩じれているツイステッド・ネマティック型（ＴＮ型）や、液晶分子が基板表面に対して垂直方向に配向した垂直配向型が一般的に使用されている。
【０００３】
ＴＮ型の液晶を透過型で観察する場合を以下に説明する。液晶層を挟む電極に電圧を印加しないときは、下偏光板を通過した偏光光線が捩じれ配列した液晶分子に沿って約９０°又は約１８０°回転して上偏光板に入射する。上偏光板に入射した光の偏光方向と上偏光板の透過軸が平行する場合には光を透過し、直交する場合には光は透過しない。液晶層に電圧を印加すると正の誘電異方性を有する液晶分子は電界方向に向こうとして基板表面から垂直方向に立ち上がる。液晶分子が立ち上がると偏光特性が解消され、液晶層に入射した光の偏光軸は回転しないで上偏光板に出射される。上偏光板と下偏光板の透過軸が直交する配置の場合には光は遮断され、平行な配置の場合には透過する。
【０００４】
垂直配向型の液晶を透過型で観察する場合を以下に説明する。液晶層を挟む電極に電圧を印加しないときは、液晶層に入射した偏光光線はそのまま通過する。電極に電圧を印加すると、負の誘電異方性を有する液晶分子は基板面に対して倒れる。すると、液晶層には光学的な異方性が生じて、入射した偏光光線の偏光軸が変化する。２枚の偏光板の透過軸を直交させておけば、電圧無印加時には光が遮断され、電圧印加時には光が透過する。
【０００５】
通常の単純マトリックス型液晶表示素子の場合には、２枚の基板の内面に多数のストライプ状の電極を互いに交差するように形成し、この交差部が画素を構成する。アクティブマトリックス型液晶表示素子の場合には、一方の基板の内表面に画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、対向側の電極と画素電極との間に与える電荷量を制御して、画像を表示させる。
【０００６】
ところで、近年、表示画像の高品質化、高コントラスト化の努力がなされている。高コントラストの表示とするためには、黒レベルの濃度を向上させる必要がある。黒レベルの濃度向上には、表示面における不要な光の漏れを可能な限り低減すべきである。しかし、シール部の直下には、シール材と密着性の低い配向膜を設けることができないため、シール部近傍では液晶分子の配向乱れが生じ易い。液晶分子の配向乱れがあると、この領域を通過する偏光光線の偏光軸が乱れて、黒レベルの濃度が低下する。シール部近傍における光漏れの抑制を図るために、シール部の下に保護膜を介して遮光膜を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、シール部の底面の一部に遮光膜の端部が重なるように構成された液晶表示装置が知られているも開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１１３８３号公報
【特許文献２】特開平８−２７８５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び２に記載される液晶表示装置は、シール部の底面に遮光膜を設けたが、その遮光膜を形成する工程や、ブラックマトリクスを塗布する工程などを必要とする。そのために製造工数が増加する。また、シール部近傍の液晶分子配向の乱れを防止するために、配向膜をシール部の底部まで延在させ、配向膜の上にシール部を形成すると、シール部と配向膜との間の密着性が低下して、液晶表示素子の信頼性が低下した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために、本発明の液晶表示素子は、液晶層を一対の基板の間に封止するシール部材の内壁面に、液晶分子を配向させるための配向膜を設けることとした。
【００１０】
ここで、配向膜に、表面に対して液晶分子を水平方向に配向させる水平配向用の配向膜を用い、一対の基板の内表面には、表面に対して液晶分子を垂直方向に配向させる垂直配向用の配向膜を設けることとした。
【００１１】
また、シール部材と垂直配向膜の端部とは、基板の内表面において互いに離間して設けられていることとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シール部材の内壁面に、液晶分子を所定方向に配向させるための配向膜が設けられたため、シール部の近傍であっても、液晶分子の配向方向を制御することができ、液晶分子の配向異常による光漏れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る液晶表示素子の製造方法を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施例に係る液晶表示素子を説明するための平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、透明基板上に透明電極と配向膜が順に積層された上基板と、対向基板上に対向電極と配向膜が順に積層された下基板と、これらの一対の基板間に挟持される液晶層と、その液晶層を内側に封止するシール部材を備えている。そして、シール部材の液晶層側の内壁面には、液晶分子を所定方向に配向させるための第二配向膜が設けられている。第二配向膜は配向膜と異なる型の配向膜である。そのため、シール部の周辺であっても、液晶分子の配向を制御することができ、シール部近傍における配向異常を防止することができる。これにより、シール部近傍からの光漏れを低減し、高コントラストの画像表示を実現することができる。
【００１５】
また、一対の基板の内表面に形成された配向膜は、表面に対して液晶分子を垂直方向に配向させる垂直配向用の配向膜である。そのため、電界無印加時には液晶層は垂直配向状態であり、電界印加により液晶分子は水平方向に倒れるので、高速応答性の表示を得ることができる。そして、第二配向膜は、表面に対して液晶分子を水平方向に配向させる水平配向用の配向膜である。そのため、シール部の周辺であっても、基板表面に対して垂直方向に液晶分子配向を制御することができる。
【００１６】
また、シール部材と配向膜の端部とは、基板の内表面において互いに離間して設けられている。そのため、シール部材と基板表面との間の密着度を低下させることなく液晶表示素子を構成することができる。
【００１７】
なお、上述したような液晶表示素子と、光学素子や液晶表示素子の表示画面に画像を表示させるための駆動信号を供給する駆動回路を設けて液晶表示装置を構成することができる。
【００１８】
以下、本発明の液晶表示装置に用いる液晶表示素子について、具体的に説明する。図１（ａ）は、液晶表示素子１０の断面模式図であり、図１（ｂ）に、そのシール部領域の断面構成を拡大して示す。図２は、この液晶表示素子１０を上方から見た状態を示す平面模式図である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、下基板１２は、対向基板３２に透明平坦化膜３４と対向電極３６を順に積層して構成されている。上基板１４は、透明基板４２に透明電極４４を設けた構成である。下基板１２と上基板１４の間には、液晶を封入するためのシール部材２２と、基板間隙を一定に保持するためのフォトスペーサ２６が設けられている。更に、液晶表示素子１０を挟むようにして図示しない２枚の偏光板が設置されている。ここで、液晶表示素子１０は、液晶分子が垂直に配向した垂直配向型である。
【００２０】
下基板１２と上基板１４には、それぞれ垂直配向膜１６，１８が設けられている。垂直配向膜は液晶分子２０を垂直方向、即ち、下基板１２と上側基板１４が対向する垂直方向に液晶分子２０を配列させるための配向膜である。垂直配向膜１６，１８は、垂直配向用のポリイミド樹脂を用いている。下基板１２及び上基板１４の表面にポリイミド樹脂をスクリーン印刷法によりに塗布し、焼成を行って形成した。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、シール部材２２は下基板１２の外周近傍に設置されている。このシール部材２２は幅が約０．３ｍｍであり、垂直配向膜１６の端部から約１０μｍの間隔ｄをもって形成されている。シール部材２２には、熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤を用いることができる。シール部材２２は上基板１４と下基板１２とを間隙を設けて接着しており、その内周側に液晶２０を封止している。
【００２２】
シール部材２２の内壁面には、液晶分子を表面に対して水平方向に配向させる水平配向膜２４が設けられている。水平配向膜２４は、ポリイミド樹脂等を用いており、斜め又は水平方向からシール部材２２の内壁面にディスペンサ法により塗布し、焼成、硬化して形成した。水平配向膜２４の厚さは、０．１μｍから１０μｍとした。この水平配向膜２４は、液晶分子２０を基板面に対して垂直方向に配向させるので、垂直配向膜１６上からシール部材２２の内壁面まで液晶分子２０は連続的に均一に垂直配向することになる。
【００２３】
図２を参照して、シール部材２２、水平配向膜２４、垂直配向膜１６、１８の平面的なレイアウトを説明する。なお、図２では、透明電極４４、対向電極３６、フォトスペーサ２６は明示していない。液晶表示素子１０は、右辺において下基板１２が突出している。この突出部に、外部回路と接続するフレキシブル基板（図示しない）が接続される。上基板１４の外周に沿ってシール部材２２が設けられている。そのシール部材２２の液晶側の内壁面には水平配向膜が形成されている。更に、その内周側には、内壁面から間隔ｄを設けて、垂直配向膜１６、１８が形成されている。
【００２４】
このように、液晶表示素子１０の中央部の表示領域は、垂直配向膜１６，１８によって液晶分子が垂直配向し、シール部材２２の内壁近傍においては水平配向膜２４によって、やはり液晶分子が基板面に対して垂直配向するので、シール部材２２の内側の全面において均一な液晶分子配向を形成することができる。その結果、特に、シール部材２２の近傍における光漏れを低減することができる。
【００２５】
なお、上述した実施例では、垂直配向膜１６、１８及び水平配向膜２４としてポリイミド樹脂を使用したが、これに限定されない。他の高分子材料や、無機材料を使用することができる。また、シール部材２２の内壁面に水平配向膜２４を形成した後に、壁面に対して基板面の垂直方向にラビング処理等を施して、液晶分子の配向方向を規定することができる。また、シール部材２２の内壁面と垂直配向膜１６との間の間隔ｄは、水平配向膜２４の配向規制力が及ぶ範囲、例えば数１０μｍとすることができる。
【００２６】
ここでは、対向基板３２と透明基板４２に透光性のガラスを使用している。また、ガラスに代えて、透光性のプラスチック材料を使用することができる。透明電極４４と対向電極３６は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）やスズ酸化物或いは亜鉛酸化物をスパッタリング法や蒸着法により基板上に堆積し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターンを形成した。透明電極４４と対向電極３６は、互いに直交する方向にストライプ状に形成されている。
【００２７】
透明平坦化膜３４は、熱硬化性のアクリル系材料を用いた。また、他の透光性の高分子材料や、無機酸化物あるいは窒化物を使用することができる。この透明平坦化膜３４は、粘性のある透明樹脂を塗布した後に硬化して形成する。水分等の不純物が混入するのを防止し、表面を平坦化して液晶層の厚さを均一にするために設けている。
【００２８】
フォトスペーサ２６は、下基板１２の表面に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ法により透明電極４４と対向電極３６により構成される画素領域の周辺部に残すようにパターニングして形成されている。フォトスペーサ２６は、液晶層の厚みを一定にするために設けられている。本実施例では、フォトスペーサ２６を形成して基板間隙を均一化したが、フォトスペーサ２６に代えてギャップ保持材を散布してもよいし、フォトスペーサ２６やギャップ保持材を設置しなくてもよい。また、上記実施例では、透明平坦化膜３４を形成したが、本発明における必須要件ではない。
【００２９】
また、上述した実施例では、白黒の液晶表示素子１０に本発明を採用したが、これに限らず、例えば、カラーフィルター（赤フィルター、緑フィルター及び青フィルター）を備えた液晶表示素子１０に適用してもよいし、各画素にＴＦＴを構成したアクティブマトリックス表示素子に適用してもよいことはいうまでも無い。
【符号の説明】
【００３０】
１０  液晶表示素子
１２  下基板
１４  上基板
１６，１８  垂直配向膜
２０  液晶分子
２２  シール部材
２４  水平配向膜
２６  フォトスペーサ
３２  対向基板
４２  透明基板
３４  透明平坦化膜
３６  対向電極
４４  透明電極
【図１】
2010191240.tif 000003
【図２】
2010191240.tif 000004