液晶显示装置及其制造方法

液晶显示装置及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液晶显示装置及其制造方法，该液晶显示装置使设于薄膜晶体管上的绝缘膜兼作使液晶分子取向的取向膜而结构较以前简化，该液晶显示装置的制造方法的制造工序较以前简化。本发明的液晶显示装置是将第1基板与第2基板夹持着液晶层彼此相向配置而成，在第1基板上设有用来驱动液晶层的液晶分子的薄膜晶体管、至少一种电极、以及至少一部分与液晶层直接接触的绝缘膜。在绝缘膜上配置有至少一种电极中的一个，绝缘膜对液晶层的液晶分子具有取向功能。
【专利说明】
液晶显示装置及其制造方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种具备薄膜晶体管(thin film transistor)的液晶显示装置及其制造方法，本发明尤其涉及一种设于薄膜晶体管上的绝缘膜兼作使液晶层的液晶分子取向的取向膜的液晶显示装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示装置具有可实现薄型、轻量及低消耗电力等优点，因此被广泛地用于各种电子设备中。另外，液晶显示装置是与触摸屏(touch panel)组合而广泛地利用。
[0003]近年来，在面向电视、计算机用显示器等的用途中，与大画面化相对应而需求视角广的液晶显示装置。作为扩大视角的显示方式，所谓面内切换(In Plane Switching，IPS)方式(以下也简称为IPS方式)受到关注，所述IPS方式是通过产生与基板平行的电场而使液晶分子在与基板平行的面内旋转。该IPS方式中，无论在接通(on)状态下还是在断开(off)状态下，液晶分子的长轴均一直与基板大致平行，相对于基板而并无起伏，因此与视角相对应的液晶的光学特性的变化小，可获得广视角。
[0004]例如专利文献I中公开了一种使用IPS方式的液晶显示装置。专利文献I的液晶显示装置中，在隔着液晶层而彼此相向配置的透明基板中，在其中一片或两片透明基板的液晶层侧的面上具备像素电极及相向电极，通过在这些像素电极与相向电极之间施加电压而与透明基板平行地产生电场。专利文献I的液晶显示装置中，设定有通过不在像素电极与相向电极之间施加电压而将从一片透明基板经由液晶向另一透明基板透过的光遮蔽的液晶的取向状态及偏光板的偏光状态，并且像素电极与相向电极中的至少任一个是由透明导电膜所构成。
[0005]作为除了IPS方式以外扩大视角的显示方式，已知边缘场切换(Fringe FieldSwitching)方式。
[0006]例如专利文献2中记载了一种边缘场切换模式(FFS模式)的液晶显示装置，该边缘场切换模式(FFS模式)的液晶显示装置具有彼此相向配置的成一对的第I基板及第2基板、在该一对基板中的至少一片基板上隔着绝缘层而形成的可施加不同电位的像素电极与共用电极、在一对基板间不施加电压的状态下液晶分子与基板面大致平行地取向的液晶层、以及夹持液晶层而配置的一对偏光板，并且通过由像素电极及共用电极所形成的电场来控制液晶层的取向。专利文献2的液晶显示装置中，绝缘层的膜厚在一像素内或子像素间不同，或者绝缘层的介电常数在一像素内或子像素间不同。
[0007][现有技术文献]
[0008][专利文献]
[0009][专利文献I]日本专利特开平9-73101号公报
[0010][专利文献2]日本专利特开2007-279478号公报

【发明内容】

[0011][发明所要解决的问题]
[0012]如上文所述，液晶显示装置被广泛地利用，且与触摸屏组合等用途也不断扩大。对于液晶显示装置，要求结构的简化及制造工序的简化等。然而关于液晶显示装置，现状下并未考虑到结构的简化及制造工序的简化。
[0013]本发明的目的在于解决所述现有技术的问题，提供一种使设于薄膜晶体管上的绝缘膜兼作使液晶分子取向的取向膜而结构较以前简化的液晶显示装置、及制造工序较以前简化的液晶显示装置的制造方法。
[0014][解决问题的技术手段]
[0015]为了达成所述目的，本发明提供一种液晶显示装置，其是将第I基板与第2基板夹持着液晶层彼此相向配置而成，并且所述液晶显示装置的特征在于:在第I基板上设有用来驱动液晶层的液晶分子的薄膜晶体管、至少一种电极、及至少一部分与液晶层直接接触的绝缘膜，在绝缘膜上配置着至少一种电极中的一个，绝缘膜对液晶层的液晶分子具有取向功能。
[0016]关于第I基板，优选的是在薄膜晶体管上进一步设有有机平坦化层，至少一种电极为设于有机平坦化层上的第I电极与第2电极，绝缘膜是由第I电极与第2电极夹持而设置，第I电极为梳齿状的电极。另外，绝缘膜优选的是膜厚为Iym以下。
[0017]关于第I基板，优选的是在薄膜晶体管上设有绝缘膜，在绝缘膜上设有至少一种电极，至少一种电极为梳齿状的电极，绝缘膜兼作有机平坦化层。另外，兼作有机平坦化层的绝缘膜优选的是膜厚为2μπι以上且5μπι以下。
[0018]绝缘膜优选的是具有光取向性。另外，绝缘膜优选的是用来形成绝缘膜的有机绝缘膜前体具有光取向性。
[0019]优选的是将保持第I基板与第2基板的间隔的间隔件(spacer)设置在第I基板与第2基板之间。间隔件也可配置在与至少一种电极相对应的位置。
[0020]本发明提供一种液晶显示装置的制造方法，其为制造具有液晶层、以及夹持着液晶层而彼此相向配置的第I基板与第2基板的液晶显示装置的方法，并且其特征在于包括以下工序:在第I基板上形成用来驱动液晶层的液晶分子的薄膜晶体管、绝缘膜、及位于绝缘膜上的至少一种电极中的一个;将第I基板与第2基板贴合；以及在将第I基板与第2基板贴合的工序前或工序后，在第I基板与第2基板之间以绝缘膜的至少一部分直接接触的方式注入液晶；并且形成绝缘膜的工序包括以下工序:使用具有光取向性的有机材料形成将成为绝缘膜的膜后，对膜的至少一部分照射偏振光，赋予对液晶分子的取向功能。
[0021]优选的是在形成薄膜晶体管后，形成至少一种电极中的一个，且在绝缘膜上形成至少一种电极的一个。另外，也可在形成薄膜晶体管后，形成绝缘膜，且形成至少一种电极。
[0022]形成绝缘膜的工序优选的是在照射偏振光前或照射偏振光后，对膜进行热硬化处理。偏振光的波长优选200nm?400nm。另外，所注入的液晶优选水平取向液晶。
[0023][发明的效果]
[0024]根据本发明的液晶显示装置，通过使绝缘膜与取向膜合一，可使结构较以前的液晶显示装置简化。
[0025]另外，根据本发明的液晶显示装置的制造方法，通过使绝缘膜与取向膜合一，可使制造工序较以前的液晶显示装置的制造方法简化。
【附图说明】
[0026]图1为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的结构的示意性截面图。
[0027]图2为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的薄膜晶体管的结构的一例的示意性截面图。
[0028]图3为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的制造方法的流程图。
[0029]图4为表示本发明的第2实施形态的液晶显示装置的结构的示意性截面图。
[0030]图5为表示以前的液晶显示装置的结构的第I例的示意性截面图。
[0031]图6为表示以前的液晶显示装置的结构的第2例的示意性截面图。
[0032]附图标记说明:
[0033]10、12:液晶显不装置；
[0034]20:第I基板；
[0035]20a、22a、34a、40a、44a:表面；
[0036]20b、22b:背面；
[0037]21:第I偏光板；
[0038]22:第 2基板；
[0039]23:第2偏光板；
[0040]24:液晶层；
[0041 ] 26:薄膜晶体管阵列层；
[0042]28:薄膜晶体管；
[0043]30:薄膜晶体管阵列；
[0044]32:有机平坦化层；
[0045]34、44:取向绝缘膜；
[0046]36:第I 电极；
[0047]38:第2 电极；
[0048]40、112:取向膜；
[0049]42:间隔件；
[0050]46:电极；
[0051]50:栅极线；
[0052]52、58:绝缘膜；
[0053]54a:源极部；
[0054]54b:漏极部；
[0055]56:半导体层；
[0056]100、102:液晶显不装置；
[0057]110:无机绝缘膜；
[0058]S10、S12、S14、S16:步骤。
【具体实施方式】
[0059]以下，根据随附图式中所示的优选实施形态，对本发明的液晶显示装置及其制造方法加以详细说明。
[0060]此外，下文中表示数值范围的“?”包括两侧所记载的数值。例如，所谓ε为数值α?数值β，是指ε的范围为包括数值α与数值β的范围，若以数学记号表示则为[0061 ](第!实施形态)
[0062]图1为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的结构的示意性截面图，图2为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的薄膜晶体管的结构的一例的示意性截面图。
[0063]图1所示的液晶显示装置10为边缘场切换方式的液晶显示装置。
[0064]液晶显不装置1具有液晶层24、以及夹持着液晶层24而彼此相向配置的第I基板20与第2基板22，且具有至少一种电极。液晶层24优选的是由水平取向液晶所构成。
[0065]在第I基板20的表面20a上设有薄膜晶体管阵列层26，在该薄膜晶体管阵列层26上设有有机平坦化层32。在有机平坦化层32上设有例如平板状的第2电极38。在第2电极38上设有取向绝缘膜34。在取向绝缘膜34的表面34a上设有例如梳齿状的第I电极36。关于取向绝缘膜34，其设有第I电极36的区域以外的表面34a与液晶层24的液晶分子(未图示)接触。
[0066]第2基板22在表面22a上设有取向膜40。在第I基板20的取向绝缘膜34与第2基板22的取向膜40相向的状态下，夹持着液晶层24配置有第I基板20与第2基板22。
[0067]在第I基板20的背面20b上配置有第I偏光板21，在第2基板22的背面22b上配置有第2偏光板23。第2偏光板23侧为液晶显示装置10的视认侧。
[0068]此外，第I基板20及第2基板22例如可使用玻璃基板或树脂基板等透明基板。
[0069]在第I基板20与第2基板22之间，设有将第I基板20与第2基板22的间隔保持为预先设定的间隔的间隔件42。间隔件42在第I基板20侧是配置在第I电极36上，在第2基板22侧是配置在取向膜40的表面40a上。此外，间隔件42在第I基板20侧也可配置在取向绝缘膜34的表面34a上。
[0070]间隔件42可适当利用众所周知的液晶显示装置中使用的间隔件，可为柱状或球状，其构成并无特别限定。
[0071]薄膜晶体管阵列层26具有多个薄膜晶体管28。薄膜晶体管28是相对于成为像素(未图示)的一个区域(未图示)而分别设置一个。借此，在第I基板20的表面20a上以矩阵状配置有薄膜晶体管28。将多个薄膜晶体管28统称为薄膜晶体管阵列30。
[0072]薄膜晶体管28是用来对成为像素的一个区域内的液晶层24的液晶分子进行驱动。虽未图示，但将第I电极36或第2电极38与薄膜晶体管28电连接。通过薄膜晶体管28，以预定的电压对第I电极36或第2电极38供给图像信号，根据图像信号来驱动液晶分子。
[0073]薄膜晶体管28例如为图2所示的构成。薄膜晶体管28可适当利用众所周知的液晶显示装置中使用的薄膜晶体管，其构成并无特别限定，可为顶部栅极(top gate)型也可为底部栅极(bottom gate)型。
[0074]图2所示的薄膜晶体管28中，在第I基板20的表面20a上设有栅极线50。在第I基板20的表面20a上设有覆盖栅极线50的绝缘膜52。在绝缘膜52上设有源极部54a与漏极部54b，并且在栅极线50正上方的绝缘膜52上，以将源极部54a与漏极部54b连接的方式设有半导体层56，由这些栅极线50、源极部54a、漏极部54b及半导体层56而构成薄膜晶体管28。设置将栅极线50、源极部54a、漏极部54b及半导体层56覆盖的绝缘膜58。在绝缘膜58上设有有机平坦化层32。
[0075]薄膜晶体管28中，源极部54a与漏极部54b之间根据栅极线50的电位而成为导通状态或非导通状态。此外，虽未图示，但将栅极线50连接于驱动部，该驱动部具有用来驱动液晶层24的液晶分子的驱动电路。
[0076]栅极线50、源极部54a及漏极部54b的形成材料可使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(ΑΖ0)、氧化铟锌(IZO)等透明的导电材料。除此以外，可使用铝及铜等金属材料、以及使用这些金属的合金材料。
[0077]半导体层56可由非晶硅、多晶硅及氧化物半导体等所构成。薄膜晶体管28可为具有保护绝缘膜(钝化膜)的构成，也可为进而具有遮光层及绝缘膜的构成。
[0078]有机平坦化层32是为了使薄膜晶体管阵列层26中产生的凹凸不对上层的构成造成不良影响而设置。利用有机平坦化层32，例如可抑制由薄膜晶体管阵列层26的凹凸所致的第2电极38的密接性降低等。
[0079]有机平坦化层32是由有机材料所构成，例如可使用下文中将详细说明的有机绝缘膜组合物(I)。
[0080]取向绝缘膜34为具有对液晶层24的液晶分子的取向功能、及电绝缘功能的绝缘膜。具体来说，取向绝缘膜34兼作将薄膜晶体管28或电极加以电绝缘的绝缘膜、与使液晶层24的液晶分子取向的取向膜。取向绝缘膜34用以使液晶分子取向，因此在不平坦的情况下，液晶分子的取向会混乱，所以其表面34a平坦。取向绝缘膜34的表面34a的平坦程度只要与众所周知的液晶显示装置的取向膜为相同程度即可。
[0081]此外，所谓对液晶分子的取向功能，是指使液晶层24的液晶分子沿某特定的方向取向的功能。
[0082]取向绝缘膜34例如是由第I电极36与第2电极38夹持而设置，将第I电极36与第2电极38加以电绝缘。
[0083]取向绝缘膜34例如是使用具有光取向性的有机材料所形成，并无特别限定。另外，可使取向绝缘膜34具有光取向性，也可使用来形成取向绝缘膜34的有机绝缘膜前体具有光取向性。取向绝缘膜34例如可使用下文中将详细说明的有机绝缘膜组合物(2)来形成。有机绝缘膜前体例如为有机绝缘膜组合物(2)。
[0084]这里说明的有机绝缘膜组合物通过加热而发生硬化反应，变化成取向绝缘膜34。所谓硬化反应，具体是指通过交联基引起分子间交联反应，或在分子内引起脱水环化反应，由此发生作为永久膜所必需的物理变化。
[0085]除了上文所述的电绝缘以外，取向绝缘膜34具有在第I电极36与第2电极38之间形成电容器(capacitor)的作用。为了增大电容器的电容，取向绝缘膜34以薄为宜。该情况下，取向绝缘膜34优选的是膜厚为100nm以下，更优选200nm以下，进而优选10nm以下，最优选50nm以下。
[0086]第I电极36及第2电极38可使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)、氧化铟锌(IZO)等透明的导电材料。除此以外，可使用铝及铜等金属材料、以及使用这些金属的合金材料。
[0087]第I电极36及第2电极38只要为像素电极与共用电极的组合，则任一个为像素电极或共用电极均可。将第I电极36设定为梳齿状的电极，第2电极38设定为平板状的电极(所谓整面电极)，但第I电极36及第2电极38的形态并无特别限定。也可使第I电极36为平板状的电极，且第2电极38为梳齿状的电极。
[0088]取向膜40用来使液晶层24的液晶分子取向，可适当利用众所周知的液晶显示装置中所用的取向膜。
[0089]液晶显示装置10可进行单色显示，也可进行彩色显示。进行彩色显示的情况下，在第2基板22上，在彼此邻接的像素与像素之间形成黑色矩阵层，与各像素相对应而形成红色、蓝色、绿色的彩色滤光片，进而形成覆盖彩色滤光片的外涂层。
[0090]液晶显示装置10可以下述方式制造。
[0091]图3为表示本发明的第I实施形态的液晶显示装置的制造方法的流程图。
[0092]首先，在步骤SlO中，使用光刻法等众所周知的方法，在第I基板20的表面20a上对成为像素的一个区域形成一个薄膜晶体管28，从而形成薄膜晶体管阵列层26。
[0093]然后，在薄膜晶体管阵列层26上，例如使用旋涂法、印刷法或涂布法来涂布下文中将详细说明的有机绝缘膜组合物(I)而形成涂膜。然后，以预先设定的温度及时间对涂膜实施热硬化处理，形成有机平坦化层32。
[0094]接着，在有机平坦化层32上，例如利用溅镀法使用ITO(氧化铟锡)来形成透明导电膜，其后例如通过湿式蚀刻法对透明导电膜进行加工而形成平板状的第2电极38。
[0095]然后，在第2电极38上形成取向绝缘膜34(步骤S12)。
[0096]关于取向绝缘膜34，例如使用印刷法或涂布法将下文中将详细说明的有机绝缘膜组合物(2)涂布在第2电极38上而形成涂膜。该涂膜为将成为取向绝缘膜34的膜。然后，以预先设定的温度及时间对涂膜实施热硬化处理。
[0097]然后，在取向绝缘膜34的表面34a上，例如通过溅镀法使用ITO(氧化铟锡)来形成透明导电膜，其后例如通过湿式蚀刻法对透明导电膜进行加工而形成梳齿状的第I电极36。
[0098]接着，对热硬化处理后的涂膜的至少一部分照射偏振光而实施光取向处理，由此赋予对液晶分子的取向功能。借此，形成可使液晶层24的液晶分子沿某特定的方向取向、且可电绝缘的绝缘膜即取向绝缘膜34。此外，热硬化处理是设定为光取向处理前，但也可为光取向处理后。另外，所照射的偏振光优选的是波长为200nm?400nm，更优选220nm?350nm，最优选250nm?300nm。偏振光的光源可为单色光源(激光)，也可为具有波长宽度的连续色光源。从廉价的曝光装置等观点来看，偏振光的光源优选连续色光源。
[0099]此外，对取向绝缘膜34进行利用光的图案化。具体来说，通过图案化而形成用来确保ITO等透明电极与金属配线的导通的接触孔(contact hole)。本实施形态中，承担图案化的光酸产生剂的感光波长例如为365nm的长波。
[0100]然后准备第2基板22。在第2基板22上配置间隔件42。该情况下，间隔件42是配置在与第I基板20侧的第I电极36相对应的位置。另外，间隔件42也可配置在第I基板20侧的取向绝缘膜34的表面34a上。在第2基板22的表面22a上形成取向膜40。取向膜40是与众所周知的液晶显示装置中使用的取向膜同样地形成。另外，取向膜40也可与上文所述的取向绝缘膜34同样地形成。
[0101]然后，将第I基板20的取向绝缘膜34与第2基板22的取向膜40以形成预先设定的间隙的方式配置为相向的状态，设置液晶的注入口并使用密封材料将设有第I电极36的第I基板20与第2基板22贴合(步骤S14)。
[0102]然后，在第I基板20与第2基板22之间注入例如水平取向液晶作为液晶，使用紫外线硬化性的封口剂将注入口密封而形成液晶层24(步骤S16)。在步骤S16中，以取向绝缘膜34的表面34a的至少一部分与液晶直接接触的方式注入液晶。通过以上工序，可制造液晶显示装置10。
[0?03] 这里，在图5中示出以前的液晶显示装置100。图5所示的以前的液晶显示装置100与图1所示的液晶显示装置10相对应，同为边缘场切换方式的液晶显示装置。此外，图5中，对与图1所示的液晶显示装置10相同的结构物标注相同符号，省略其详细说明。
[0?04]与图1所示的液晶显示装置10相比，图5所示的以前的液晶显示装置100未设置取向绝缘膜34，在第2电极38上设有无机绝缘膜110，在无机绝缘膜110上设有第I电极36。进而，在无机绝缘膜110上设有覆盖第I电极36的取向膜112。
[0105]无机绝缘膜110例如是由氮化硅构成。取向膜112与图1所示的液晶显示装置1的取向膜40相同。
[0106]以前的液晶显示装置100具有无机绝缘膜110与取向膜112。相对于此，液晶显示装置10设置兼作绝缘膜与取向膜的取向绝缘膜34，由此与以前的液晶显示装置100相比可减少层构成，简化结构。因此，在制造工序中也可使工序数较以前的液晶显示装置100更少，可简化制造工序。
[0107]取向处理是在薄膜晶体管的形成工序结束后进行，因此可抑制薄膜晶体管形成工序中的取向性降低。
[0108]另外，在形成电极后不需要用来形成取向膜的涂布等湿式工艺(wetprocess)，因此能以低成本制造使用水平取向液晶的液晶显示装置。
[0109]另外，通过将间隔件42配置在第I电极36上，可设定为取向绝缘膜34与间隔件42不接触的结构。因此，可抑制因操作触摸屏时间隔件42与取向绝缘膜34摩擦所致的异物的产生。
[0110](第2实施形态)
[0111]以下，对本发明的第2实施形态加以说明。
[0112]图4为表示本发明的第2实施形态的液晶显示装置的结构的示意性截面图。
[0?13 ]在图4所示的液晶显示装置12中，对与图1中所示的液晶显示装置1相同的结构物标注相同符号，省略其详细说明。
[0114]图4所示的液晶显示装置12为IPS(InPlane Switching)方式的液晶显示装置，驱动方式与图1所示的液晶显示装置10不同。
[0115]与图1所示的液晶显示装置10相比，本实施形态的液晶显示装置12未设置有机平坦化层32，取向绝缘膜44兼作有机平坦化层。另外，电极构成不同，在取向绝缘膜44的表面44a上设有梳齿状的电极46。虽未图示，但将梳齿状的电极46与薄膜晶体管阵列层26的薄膜晶体管28电连接。因此，在取向绝缘膜44兼作有机平坦化层的情况下，优选的是取向绝缘膜44的表面平坦，视需要也可设有接触孔、凸块及槽等。
[0116]另外，液晶显示装置12中，在薄膜晶体管阵列层26上设有取向绝缘膜44。取向绝缘膜44为与液晶显示装置10的取向绝缘膜34相同的构成。
[0?17]与图1所示的取向绝缘膜34同样地，取向绝缘膜44将薄膜晶体管28加以电绝缘。除此以外，取向绝缘膜44具有使薄膜晶体管28与电极46之间不产生寄生电容的作用。根据这些情况，取向绝缘膜44的膜厚优选Ιμπι以上，更优选2μπι以上。上限优选5μπι以下，更优选4μπι以下，进而优选3μπι以下。[Ο118]在液晶显示装置12中也设有间隔件42。间隔件42在第I基板20侧是配置在电极46上，在第2基板22侧是配置在取向膜40的表面40a上。此外，间隔件42在第I基板20侧也可配置在取向绝缘膜44的表面44a上。
[0119]与第I电极36及第2电极38同样地，电极46可使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)、氧化铟锌(IZO)等透明的导电材料，除此以外，可使用铝及铜等金属材料、以及使用这些金属的合金材料。
[0120]然后，对液晶显示装置12的制造方法加以说明。
[0121 ]此外，液晶显示装置12的制造方法中，关于与图1所示的液晶显示装置10的制造方法相同的工序，省略其详细说明。
[0122]与图1所示的液晶显示装置1的制造方法相比，液晶显示装置12的制造方法中直到形成薄膜晶体管阵列层26的工序为相同工序，因此省略其详细说明。
[0123]液晶显示装置12中，在形成薄膜晶体管阵列层26后，在其上形成取向绝缘膜44。取向绝缘膜44的形成工序为与液晶显示装置10的取向绝缘膜34相同的工序，因此省略其详细说明。
[0124]接着，在取向绝缘膜44的表面44a整个面上，例如利用溅镀法使用ITO(氧化铟锡)来形成透明导电膜，其后例如通过湿式蚀刻法将透明导电膜加工成梳齿状，形成梳齿状的电极46。
[0125]与液晶显示装置10的制造方法同样地，准备在表面22a上设有取向膜40的第2基板22，设置液晶的注入口并使用密封材料将第I基板20与第2基板22贴合。然后，例如从注入口以与取向绝缘膜44的表面44a的至少一部分直接接触的方式注入水平取向液晶，使用紫外线硬化性的封口剂将注入口密封。通过以上工序，可制造液晶显示装置12。
[0126]这里，在图6中示出以前的液晶显示装置102。图6所示的以前的液晶显示装置102与图4所示的液晶显示装置12相对应，为相同方式的液晶显示装置。此外，图6中，对与图4所示的液晶显示装置12相同的结构物标注相同符号，省略其详细说明。
[0127]与图4所示的液晶显示装置12相比，图6所示的以前的液晶显示装置102未设置取向绝缘膜44，在薄膜晶体管阵列层26上设有有机平坦化层32，在有机平坦化层32上设有梳齿状的电极46。进而，在有机平坦化层32上设有覆盖梳齿状的电极46的取向膜112。
[0128]有机平坦化层32与图1所示的液晶显示装置10的有机平坦化层32相同。取向膜112与取向膜40相同。
[0129]以前的液晶显示装置102具有有机平坦化层32与取向膜112。相对于此，液晶显示装置12设置兼作绝缘膜与取向膜的取向绝缘膜44，由此与以前的液晶显示装置102相比可减少层构成，简化结构。因此，在制造工序中也可使工序数较以前的液晶显示装置102更少，可简化制造工序。此外，本实施形态中，除此以外也可获得与第I实施形态的液晶显示装置10及其制造方法相同的效果。
[0130]以下，对用于形成有机平坦化层32的有机绝缘膜组合物(I)加以说明。
[0131 ] <有机绝缘膜组合物(I)合成例I >
[0132]<甲基丙烯酸四氢-2H-呋喃-2-基酯(MATHF)的合成>
[0133]预先将甲基丙烯酸(868、111101)冷却到15°(:，添加樟脑磺酸(4.68、0.0211101)。在该溶液中滴加2-二氢呋喃(71g、lmol、1.0当量)。搅拌I小时后，添加饱和碳酸氢钠(500mL)，以乙酸乙酯(500mL)进行萃取，以硫酸镁加以干燥后，将不溶物过滤，然后在40°C以下减压浓缩，将残渣的黄色油状物减压蒸馏，以无色油状物的形式获得125g的沸点(bp.)54°C?56°C/3.5mmHg馏分的甲基丙烯酸四氢-2H-呋喃-2-基酯(MATHF)(产率80% )。
[0134]<聚合物A的合成>
[0135]将HS-EDM(东邦化学公司制造，二乙二醇乙基甲基醚，82份)在氮气流下、90°C下加热搅拌。用2小时将MATHF(所述获得的甲基丙烯酸四氢-2H-呋喃-2-基酯，43份(相当于所有单体成分中的40.5mol % ))、甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯(商品名0XE-30，大阪有机化学公司制造，48份(相当于所有单体成分中的37.5mol%))、甲基丙烯酸(MAA(和光纯药工业公司制造，6份(相当于所有单体成分中的9.5mol%)))、甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA(和光纯药工业公司制造，11份(相当于所有单体成分中的12.5moI % )))、自由基聚合引发剂V-601 (商品名，和光纯药工业公司制造，4.3份)及丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA(82份))的混合溶液滴加到所述HS-EDM(二乙二醇乙基甲基醚)中，进而在900C下反应2小时，由此获得聚合物A的PGMEA(丙二醇单甲基醚乙酸酯)溶液(固体成分浓度:40%)。所得的聚合物A的由凝胶渗透色谱法(Gel Permeat1n Chromatography，GPC)所测定的重量平均分子量为 15,000。
[0136]?粘合剂，所述聚合物A，46.3g
[0137].光酸产生剂，商品名:PAG_103(巴斯夫(BASF)公司制造)，0.435g
[0138].溶剂，HS-EDM(东邦化学公司制造，二乙二醇乙基甲基醚)，52.2g
[ΟΙ39] ?交联剂，JER157S65(环氧交联剂:日本环氧树脂(Japan Epoxy Resin)公司制造)，0.99g
[0140].密接促进剂，γ_缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷(KBM-403:信越化学公司制造)，0.599g
[0141]?碱性化合物
[0142]0811，5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(东京化成公司制造)，0.018
[0143]TP1:三苯基咪唑(和光纯药工业公司制造)，0.0lg
[0144].表面活性剂，含全氟烷基的非离子表面活性剂F-554，迪爱生(DIC)公司制造)，0.02g
[0145]将所述各成分混合而制成均匀的溶液后，以孔径0.2μπι的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，制备有机绝缘膜组合物(I)。以下，将所述制备的有机绝缘膜组合物(I)称为有机绝缘膜组合物(P-1)。
[0146]<有机绝缘膜组合物(I)合成例2>
[0147]合成日本专利第2961722号公报的合成例I中记载的酸/环氧粘合剂B(以下称为粘合剂溶液B) ο
[0148]?利用所述合成法所得的粘合剂溶液Β(以固体成分计相当于20.0份的量)
[0149]?感光剂(东洋合成公司制造的TAS-200) 5.0份
[0150].密接促进剂(信越化学公司制造的ΚΒΜ_403(产品名))
[0151]0.5份
[0152]?溶剂丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA(大赛璐(Daicel)化学公司制造))
[0153]77.1份
[0154].表面活性剂(迪爱生(DIC)公司制造的美佳法(Megafac)F172)
[0155]0.005份
[0156]将所述各成分混合而制成均匀的溶液后，以孔径0.2μπι的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，制备有机绝缘膜组合物(I)。
[0157]<有机绝缘膜组合物(I)合成例3>
[0158]将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA(和光纯药工业公司制造，26.51份(0.21摩尔当量)))、甲基丙烯酸(MAA(和光纯药工业公司制造，18.35份(0.24摩尔当量)))、苯乙烯(St(和光纯药工业公司制造，41.62份(0.45摩尔当量)))、甲基丙烯酸-3，4-环氧环己基甲酯(和光纯药工业公司制造，13.52份(0.10摩尔当量))及丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA(257.0份))的混合溶液在氮气流下加热至80°C。一面搅拌该混合溶液，一面用2.5小时滴加自由基聚合引发剂V_65(商品名，和光纯药工业公司制造，3份)及丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA(大赛璐(Daicel)化学公司制造，100.0份))的混合溶液。滴加结束后，在70°C下反应4小时，由此获得PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)溶液(固体成分浓度:40 % )。以下，将PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)溶液称为粘合剂溶液C。
[0159].利用所述合成法所得的粘合剂溶液C65份
[0160].二季戊四醇六丙烯酸酯(新中村化学公司制造的A-DPH) 25份
[0161].0XE-OU商品名，巴斯夫(BASF)公司制造)10份
[0162].溶剂丙二醇单甲醚乙酸酯(PGEMA(大赛璐(Daicel)化学公司制造))
[0163]59份
[0164]?二乙二醇乙基甲基醚(东邦化学公司制造，HS-EDM)7份
[0165]将所述各成分混合而制成均匀的溶液后，以孔径0.2μπι的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，制备有机绝缘膜组合物(I)。
[0166]以下，对用来形成取向绝缘膜34、取向绝缘膜44的有机绝缘膜组合物(2)加以说明。
[0167]<有机绝缘膜组合物(2)或取向膜组合物合成例>
[0168]参考国际公开第2013/018904号，合成脂环聚酰亚胺的有机绝缘膜(2)组合物。
[0169]使196.34g的I，2，3，4_环丁烷四羧酸二酐(东京化成公司制造，1.0Omo I)溶解在2394g的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(和光纯药工业公司制造)中而呈浆料状，添加101.1lg的对苯二胺(东京化成公司制造，0.935mol)，进而以固体成分浓度成为8重量％的方式添加1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，在室温下搅拌24小时，获得聚酰胺酸的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25°C下的粘度为115mPa.S。以下，将该溶液称为有机绝缘膜组合物(H-1)。有机绝缘膜组合物(H-1)在波长220nm?300nm左右具有吸收带。
[0170]本发明基本上是以上述方式构成。以上，对本发明的液晶显示装置及其制造方法进行了详细说明，但本发明不限定于所述实施形态，当然可于不偏离本发明的主旨的范围内进行各种改良或变更。
[0171][实施例]
[0172]对本发明的液晶显示装置的效果加以更具体说明。
[0173]本实施例中，制作实施例1、实施例2、比较例I及比较例2来确认本发明的效果。
[0174]实施例1、实施例2、比较例I及比较例2中，为了将用来确认效果的构成简化而制成未形成薄膜晶体管的液晶显示元件。实施例1、实施例2、比较例I及比较例2的液晶显示元件除了未形成薄膜晶体管的方面以外，为与液晶显示装置相同的构成。
[0175](实施例1)
[0176]实施例1的液晶显示元件为IPS(In Plane Switching)方式、且有机绝缘膜与液晶直接接触的水平取向液晶元件。
[0177]实施例1中，绝缘膜为双层型。关于元件构成，以基板-第I有机绝缘膜-第2有机绝缘膜-梳齿电极-具有水平取向液晶的液晶层-取向膜的顺序层叠。实施例1的液晶显示元件中，在并无梳齿电极的部分，有机绝缘膜与水平取向液晶直接接触。
[0178]以下，对实施例1的液晶显示元件的制造方法加以说明。
[0179]实施例1中，第I基板使用玻璃基板。通过旋涂法对第I基板涂布所述有机绝缘膜组合物(P-1)，在80°C的加热板上进行I分钟预干燥后，在230°C的洁净烘箱中煅烧60分钟，形成厚度3mi的第I有机绝缘膜。
[0180]然后，通过印刷法在第I有机绝缘膜上涂布所述有机绝缘膜组合物(H-1)，在80°C的加热板上进行2分钟预干燥后，在240°C的洁净烘箱中煅烧30分钟，在第I有机绝缘膜上形成厚度150 nm的第2有机绝缘膜。
[0181]利用溅镀法在第2有机绝缘膜的中央部形成ITO(氧化铟锡)透明导电膜后，通过湿式蚀刻而加工成梳齿状，形成可与外部连接的IcmX Icm的梳齿电极。所述梳齿电极为透明电极，且在IcmX Icm见方的区域内以相同宽度且相同间隔形成有5条梳齿。实施例1中，在第2有机绝缘膜上以在一个梳齿电极的梳齿间配置有另一梳齿电极的梳齿的方式配置两个梳齿电极。
[0182]对于形成有梳齿电极的第I基板，使用紫外线偏光曝光装置(HC-2150HJFM，朗科(Runtec)公司制造)，利用波长220nm?330nm的连续色且强度为IJ/cm2的偏振光对第2有机绝缘膜进行光取向处理，获得取向绝缘膜。
[0183]然后，准备形成有取向膜的第2基板。第2基板也为玻璃基板。关于取向膜，通过印刷法在第2基板上涂布有机绝缘膜组合物(H-1 )，在80°C的加热板上进行2分钟预干燥后，在240 0C的洁净烘箱中进行30分钟煅烧，在第2基板上形成厚度150nm的液晶取向膜。然后，对液晶取向膜使用紫外线偏光曝光装置(HC-2150PUFM，朗科(Runtec)公司制造)，利用波长220nm?330nm的连续色且强度为lj/cm2的偏振光进行光取向处理，获得取向膜。
[0184]使用环氧树脂系的密封材料，以3μπι的单元间隙(cellgap)将第I基板与第2基板贴合而获得液晶显示单元。
[0185]然后，在液晶显示单元中注入默克(Merck)公司制造的水平取向用液晶组合物MLC-2055，以紫外线硬化性的封口剂将注入口密封。其后，在液晶显示单元的两面上使取向方向一致而贴附偏光板，制作实施例1的液晶显示元件。
[0186]在灯箱(light box)(白色光源)上观察实施例1的液晶显示元件，结果光均匀地透过，未见取向不均等显示不良。进而，对实施例1的液晶显示元件施加±5V、30Hz的矩形波，结果具有透明的梳齿电极的IcmX Icm的部分被遮光，获得了良好的显示。
[0187](实施例2)
[0188]实施例2的液晶显示元件为IPS(In Plane Switching)方式、且有机绝缘膜与液晶直接接触的水平取向液晶元件。
[0189]实施例2中，绝缘膜为单层型。关于元件构成，以基板-有机绝缘膜-梳齿电极-具有水平取向液晶的液晶层-取向膜的顺序层叠。实施例2的液晶显示元件中，在并无梳齿电极的部分，有机绝缘膜与水平取向液晶直接接触。
[0190]以下，对实施例2的液晶显示元件的制造方法加以说明。
[0191]实施例2中，第I基板使用玻璃基板。通过旋涂法对第I基板涂布所述有机绝缘膜组合物(H-1)，在80°C的加热板上进行I分钟预干燥后，在240°C的洁净烘箱中煅烧60分钟，形成厚度3mi的有机绝缘膜。
[0192]利用溅镀法在有机绝缘膜的中央部形成ITO(氧化铟锡)透明导电膜后，通过湿式蚀刻而加工成梳齿状，形成可与外部连接的IcmX Icm的梳齿电极。梳齿电极为透明电极。实施例2中，与实施例1同样地将两个梳齿电极配置在有机绝缘膜上。
[0193]对于形成有梳齿电极的第I基板，使用紫外线偏光曝光装置(HC-2150HJFM，朗科(Runtec)公司制造)，利用波长220nm?330nm的连续色且强度为lj/cm2的偏振光对有机绝缘膜进行光取向处理，获得取向绝缘膜。
[0194]然后，准备通过与实施例1相同的工序而形成有取向膜的第2基板。
[0195]接着，使用环氧树脂系的密封材料，以3μπι的单元间隙将第I基板与第2基板贴合而获得液晶显示单元。然后，在液晶显示单元中注入默克(Merck)公司制造的水平取向用液晶组合物MLC-2055，以紫外线硬化性的封口剂将注入口密封。其后，在液晶显示单元的两面上使取向方向一致而贴附偏光板，制作实施例2的液晶显示元件。
[0196]在灯箱(白色光源)上观察实施例2的液晶显示元件，结果光均匀地透过，未见取向不均等显示不良。进而，对实施例2的液晶显示元件施加±5V、30Hz的矩形波，结果具有透明的梳齿电极的IcmX Icm的部分被遮光，获得了良好的显示。
[0197](比较例I)
[0198]比较例I的液晶显示元件为边缘场切换方式。
[0199]关于元件构成，以基板-有机绝缘膜-平面状的透明电极-无机绝缘膜-梳齿电极-取向膜-具有水平取向液晶的液晶层-取向膜的顺序层叠。比较例I的液晶显示元件中，在梳齿电极上涂设有取向膜，有机绝缘膜与水平取向液晶未直接接触。
[0200]以下，对比较例I的液晶显示元件的制造方法加以说明。
[0201 ]比较例I中，第I基板使用玻璃基板。通过旋涂法对基板涂布有机绝缘膜组合物(P-1)，在80°C的加热板上进行I分钟预干燥后，在230°C的洁净烘箱中煅烧60分钟，形成厚度3μm的有机绝缘膜。
[0202]利用溅镀法在有机绝缘膜的中央部形成ITO(氧化铟锡)透明导电膜后，通过湿式蚀刻而加工成平面状，形成可与外部连接的IcmX Icm的平面状的透明电极。
[0203]通过溅镀法在平面状的透明电极上形成SiNx膜，获得无机绝缘膜。再次利用溅镀法在无机绝缘膜的中央部形成ITO(氧化铟锡)透明导电膜后，通过湿式蚀刻而加工成梳齿状，形成可与外部连接的I cm X I cm的梳齿电极。梳齿电极为透明电极。
[0204]通过印刷法对形成有梳齿电极的基板涂布有机绝缘膜组合物(H-1)，在80°C的加热板上进行2分钟预干燥后，在240°C的洁净烘箱中进行30分钟煅烧，在基板上形成厚度150nm的液晶取向膜。
[0205]然后，对液晶取向膜使用紫外线偏光曝光装置(HC-2150PUFM，朗科(Runtec)公司制造)，利用波长220nm?330nm的连续色且强度为lj/cm2的偏振光进行光取向处理，获得取向膜。
[0206]然后，准备通过与实施例1相同的工序而形成有取向膜的第2基板。
[0207]接着，使用环氧树脂系的密封材料，以3μπι的单元间隙将第I基板与第2基板贴合而获得液晶显示单元。然后，在液晶显示单元中注入默克(Merck)公司制造的水平取向用液晶组合物MLC-2055，以紫外线硬化性的封口剂将注入口密封。其后，在液晶显示单元的两面上使取向方向一致而贴附偏光板，制作比较例I的液晶显示元件。
[0208]在灯箱(白色光源)上观察比较例I的液晶显示元件，结果光均匀地透过，未见取向不均等显示不良。进而，对比较例I的液晶显示元件施加±5V、30Hz的矩形波，结果具有透明电极的I cm X I cm的部分被遮光，获得了良好的显示。
[0209](比较例2)
[0210]比较例2的液晶显示元件为IPS(In Plane Switching)方式。
[0211]关于元件构成，以基板-有机绝缘膜-梳齿电极-具有水平取向液晶的液晶层-取向膜的顺序层叠。比较例2的液晶显示元件中，水平取向液晶与有机绝缘膜并未直接接触。
[0212]以下，对比较例2的液晶显示元件的制造方法加以说明。
[0213]比较例2中，第I基板使用玻璃基板。通过旋涂法对第I基板涂布所述有机绝缘膜组合物(P-1)，在80°C的加热板上进行I分钟预干燥后，在230°C的洁净烘箱中煅烧60分钟，形成厚度3mi的有机绝缘膜。
[0214]利用溅镀法在有机绝缘膜的中央部形成ITO(氧化铟锡)透明导电膜后，通过湿式蚀刻而加工成梳齿状，形成可与外部连接的IcmX Icm的梳齿电极。梳齿电极为透明电极。比较例2中，与实施例1同样地将两个梳齿电极配置在有机绝缘膜上。
[0215]然后，在有机绝缘膜上覆盖梳齿电极而通过印刷法涂布有机绝缘膜组合物(H-1)，在80°C的加热板上进行2分钟预干燥后，在240°C的洁净烘箱中煅烧30分钟，在基板上形成厚度150nm的液晶取向膜。然后，对液晶取向膜使用紫外线偏光曝光装置(HC-2150PUFM，朗科(Runtec)公司制造)，利用波长220nm?330nm的连续色且强度为lj/cm2的偏振光进行光取向处理，获得取向膜。
[0216]然后，准备通过与实施例1相同的工序而形成有取向膜的第2基板。
[0217]接着，使用环氧树脂系的密封材料，以3μπι的单元间隙将第I基板与第2基板贴合而获得液晶显示单元。然后，在液晶显示单元中注入默克(Merck)公司制造的水平取向用液晶组合物MLC-2055，以紫外线硬化性的封口剂将注入口密封。其后，在液晶显示单元的两面上使取向方向一致而贴附偏光板，制作比较例2的液晶显示元件。
[0218]在灯箱(白色光源)上观察比较例2的液晶显示元件，结果光均匀地透过，未见取向不均等显示不良。进而，对比较例2的液晶显示元件施加±5V、30Hz的矩形波，结果具有透明电极的I cm X I cm的部分被遮光，获得了良好的显示。
[0219]如上文所述，实施例1、实施例2与比较例2均为IPS(InPlane Switching)方式。比较例I为边缘场切换方式。结构经简化的实施例1、实施例2与比较例1、比较例2同样地，光均匀地透过，未见取向不均等显示不良，获得了良好的显示。
[0220]此外，通过设定为本发明的液晶显示装置的构成，在形成电极后无需取向膜的湿式工艺，因此能以低成本制造使用水平取向液晶的液晶显示装置。
【主权项】
1.一种液晶显示装置，其是将第I基板与第2基板夹持着液晶层彼此相向配置而成，且所述液晶显示装置的特征在于: 在所述第I基板上设有用来驱动所述液晶层的液晶分子的薄膜晶体管、至少一种电极、以及至少一部分与所述液晶层直接接触的绝缘膜，在所述绝缘膜上配置有至少一种电极中的一个， 所述绝缘膜对所述液晶层的所述液晶分子具有取向功能。2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于:在所述第I基板上，在所述薄膜晶体管上进一步设有有机平坦化层， 所述至少一种电极为设于所述有机平坦化层上的第I电极与第2电极， 所述绝缘膜是由所述第I电极与所述第2电极夹持而设置， 所述第I电极为梳齿状的电极。3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于:在所述第I基板上，在所述薄膜晶体管上设有所述绝缘膜， 将所述至少一种电极设于所述绝缘膜上， 所述至少一种电极为梳齿状的电极，所述绝缘膜兼作有机平坦化层。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于:所述绝缘膜具有光取向性。5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于:关于所述绝缘膜，用来形成所述绝缘膜的有机绝缘膜前体具有光取向性。6.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于:所述绝缘膜的膜厚为IMi以下。7.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于:所述绝缘膜的膜厚为2μπι以上且5μπι以下。8.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于:将保持所述第I基板与所述第2基板的间隔的间隔件设于所述第I基板与所述第2基板之间。9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于:将所述间隔件配置在与所述至少一种电极相对应的位置。10.—种液晶显示装置的制造方法，其为制造具有液晶层、以及夹持着所述液晶层而彼此相向配置的第I基板与第2基板的液晶显示装置的方法，且其特征在于包括以下工序: 在所述第I基板上形成用来驱动所述液晶层的液晶分子的薄膜晶体管、绝缘膜、以及位于所述绝缘膜上的至少一种电极中的一个； 将所述第I基板与所述第2基板贴合；以及 在将所述第I基板与所述第2基板贴合的工序前或工序后，在所述第I基板与所述第2基板之间以所述绝缘膜的至少一部分直接接触的方式注入液晶;并且 形成所述绝缘膜的工序包括以下工序: 使用具有光取向性的有机材料形成将成为所述绝缘膜的膜后，对所述膜的至少一部分照射偏振光，赋予对液晶分子的取向功能。11.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于:在形成所述薄膜晶体管后，形成所述至少一种电极中的一个，且在所述绝缘膜上形成所述至少一种电极的一个。12.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于:在形成所述薄膜晶体管后，形成所述绝缘膜，且形成所述至少一种电极。13.根据权利要求10至12中任一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于:形成所述绝缘膜的工序在照射所述偏振光前或照射所述偏振光后，对所述膜进行热硬化处理。14.根据权利要求10至12中任一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于:所述偏振光的波长为200nm?400nmo15.根据权利要求10至12中任一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于:注入的所述液晶为水平取向液晶。
【文档编号】G02F1/1333GK105911731SQ201610058605
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】山田悟, 安藤豪, 金子若彦
【申请人】富士胶片株式会社