CN104756000A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置及其制造方法，其中，一个电极由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成并具有分割配向(O1，O2，O3，O4)，分割电极(P4)具有和与其相邻的像素(右、下、右下这三个位置)的分割电极(P’4)相同的结构。包围位于相邻的四个像素内的相同结构的四个分割电极P4(P’4)的区域以相同的分割配向(O4)进行处理。通过这种结构，即使是高分辨率像素也能维持良好的视角特性，并且能够进行高效的配向分割处理。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及即使具有高分辨率像素也能够在维持良好的视角特性的同时进行高效的配向分割处理的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示器具有高显示质量、薄型、低电力消耗、低成本等特征，并且广泛地普及到各种用途。例如，液晶显示器被用于移动电话用的监视器、数码相机用监视器等各种小型尺寸的显示产品，用于笔记本个人计算机和台式个人计算机用监视器、图形设计用监视器、以及医疗用监视器等各种中型尺寸的产品，并进一步用于液晶电视和数字标牌监视器等各种大型尺寸的产品。
近年来，对改进高端模型的液晶显示器的显示质量的要求越来越高，并且正在通过实现高分辨率和高开口率(高透射率)来提高高亮度画质。在这种情况下，期望实现可以提供显示画面均一性的提高和高对比度且良好的颜色再现性的宽视角特性的性能。
为了提高显示画面的均一性，需要使像素内的液晶配向均一。作为对其进行改善的手段，已知对配向膜照射能量束的无摩擦的配向处理。具有使用He原子和Ar原子的离子束配向处理和通过进行UV(Ultra Violet，紫外线)光的照射实现的光配向处理。特别地，光配向处理是不需要真空处理的处理，其被用于VA(Vertical Alignment，垂直配向)型的产品，并且正在研究和开发向TN(Twisted Nematic，扭曲向列)、IPS(In-plane Switching，平面转换)型、FFS(Fringe Field Switching，边缘场开关)型等的应用。
光配向处理根据照射光的入射方向及其偏光方向，通过分子水平切断配向膜的分子间结合，并改变分子的坐标位置或通过分子水平将它们结合，从而对液晶分子的配向赋予有效的各向异性。因此，能够通过分子水平控制液晶分子的配向，因此配向均一性极高。另外，光配向处理不会发生可在摩擦方式处理中观察到的由于由摩擦布的摩擦产生的疤痕和条纹状配向不均以及由摩擦布的切削产生的杂质引起的亮点和暗点等问题。因此，对实现高分辨率特别有效。但是，为了对配向膜赋予配向性，光配向处理需要较大的能量照射，因此期望提高光照射的处理、改良像素结构、以及通过开发配向膜材料等提高处理能力。
作为用于获得宽视角特性的技术，具有IPS型和FFS型等的横向电场型。在这些方式中，通过横向电场使水平配向的向列液晶分子在水平方向上旋转，由此能够抑制由分子轴的升起引起的视角方向上的画质变化，因此能够改善视角特性。另外，在横向电场型中，通过采用将像素内的梳状电极形状分割成2个或4个区域使其动作的分割电极方式，能够用各电极区域内的视角特性进行补偿。这使得能够改善斜视的彩色变化特性和灰度反转。另外，利用将像素内的相同的梳状电极区域分割成不同的配向方向的区域的分割配向方法，也能够获得与这种改善的效果相同的效果。但是，在上述的分割电极方法和分割配向方法中，液晶配向在电极区域或配向区域的边界中不连续。由此，产生错线，由此，有可能由于黑色显示中的光漏使对比度下降，并且，由于不能施加使液晶旋转所需的电场，因此有可能由于白色显示下的透射率的下降使亮度下降。作为其对策，通过设计电极结构而遮光等是有效的。但是，难以应用于高分辨率的像素。
如下面专利文献1至专利文献5(相关技术)所公开的，TN型的分割配向比横向电场型的分割配向被更早提出。以下的图26、图27、图28、图29及图30从各专利文献被直接引用。因此，这些图的各图中标注的附图标记仅在各图中有效，与其他图的附图标记无关。
图26表示专利文献1中记载的技术。专利文献1公开了与如下液晶显示装置有关的技术，该液晶显示装置包括夹在形成有电极和液晶配向膜的相对的两个基板之间的向列液晶、以及以矩阵设置的多个图素6，其中：在各图素6上，液晶分子的视角分割成相互不同的区域18、区域19；任意行的图素6上的下部区域和下一行的图素6上的上部区域具有相同的视角；并且任意列的图素6上的下部区域和下一列的图素6上的下部区域具有相同的视角。因此，配向分割状态被稳定地维持，因此可防止由视角方向引起的对比度不均和由按压引起的对比度不均。在图26中，图示了栅电极13、源电极17、以及有源矩阵基板20。
图27表示专利文献2中记载的技术。专利文献2公开了与以下液晶显示元件有关的技术，该液晶显示元件包括：夹在使设置有电极的面相互面对并形成多个像素a的两个基板之间的液晶层；以及针对每个像素在像素内分子配向状态不同的两个区域A、B，其中：在相邻的像素之间，任意像素的其中一个区域和另一像素的与所述一个区域相邻的区域设置成相同分子配向区域。由此，像素分割成不同配向的两个区域A、B时所产生的错线的数量减少，因此能够获得高品质显示的液晶显示元件。在图27中，示出像素电极21和TFT驱动元件22。
图28表示专利文献3中记载的技术。专利文献3公开了如下技术：为了扩大视角范围，将单一像素上的扭曲向列层分割成配向方向相差180°的两个区域A、B；另外，通过使用遮光膜防止常白黑显示时来自扭曲向列层的边界的漏光，从而实现高对比度。由此可抑制在一像素内包括配向方向不同的扭曲向列液晶的液晶显示装置的对比度降低。图28(a)表示彩色滤光片R、G、B的一般的平面配置，图28(b)和28(c)表示将专利文献3中记载的技术应用于图28(a)的示例，用波浪线表示的部分25表示一个像素被分割。
图29表示专利文献4中记载的技术。专利文献4公开了用于提供液晶显示装置的技术，该液晶显示装置视角特性优异，并且能够实现高品质的显示。图素包括4个分割的区域D，其中沿着特定方向依次设置位于液晶层30的厚度方向的中央附近的液晶分子的配向方向相互不同的第一、第二、第三及第四区域(D1至D4)。第一基板10包括：具备使液晶分子沿第一方向R1配向的限制力的两个第一区域A1；以及第二区域A2，具有使液晶分子沿与第一方向R1相反的第二方向R2配向的限制力并且设置在两个第一区域A1之间。第二基板20包括：具备使分子沿与第一方向R1交叉的第三方向R3配向的限制力的第三区域A3；以及具有使分子沿与第三方向R3相反的第四方向R4配向的限制力的第四区域A4。各区域(D1至D4)之间的边界沿与各区域(D1至D4)的配向方向正交的方向延伸。此外，图29中的x、y、P表示长度。
图30表示专利文献5中记载的技术。专利文献5公开了即使在液晶显示装置上显示任何方向的线段、单色区域或文字时也能改善显示图像的视角依赖性的技术。其中包括：具有第一配向特性的第一单元配向区域6以及具有与第一配向特性不同的第二配向特性的第二单元配向区域8以混合的方式设置在矩阵的行列位置的配向膜10；以及第一单元配向区域6和第二单元配向区域8以沿着所有方向的直线混合的方式被设置的配向膜10。这意味着使用了适于在配向膜10上形成具有不同配向特性的多种配向区域的掩膜。在图30中示出了由单元配向区域6构成的配向区域12、由单元配向区域8构成的配向区域14、以及由配向区域12、14构成的基准图案16。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本未审查的专利公开平成08－043826
专利文献2:日本未审查的专利公开平成06－110060
专利文献3:日本未审查的专利公开平成05－224210
专利文献4:日本未审查的专利公开2006－085204
专利文献5:日本未审查的专利公开2001－305543
发明内容
发明所要解决的问题
然而，上述的相关技术存在以下的问题。
第一问题是基于光配向处理的分割配向方法不能同时实现像素的高分辨率和广视角特性。作为分割配向，为了不仅改善上下左右的视野的视角特性而且改善斜视野的视角特性，可产生液晶的配向方向的对称性的4分割配向特别有效。另一方面，分割配向的边界区域中液晶配向变得不连续并且产生向错，因此其不能视作对显示有效的区域。随着分割配向的分割数越多或者分辨率越高(像素尺寸变小)，产生向错的区域相对于像素区域的面积比率增大，这导致显示质量恶化和开口率明显降低。
基于光配向处理的分割配向方法的第二问题是光配向处理对于实现像素的高分辨率和宽视角特性无效。为了不仅改善上下左右的视野的视角特性而且改善倾斜视野的视角特性，能够产生液晶的配向方向的对称性的4分割配向特别有效。分割配向的光配向处理方法的主流是如下方法：将工作基板分割到多个UV照射区域并通过分级进给对该分割区域进行掩膜曝光，并采用使掩膜与工作基板之间的间隙为约几μm到几十μm左右的接近曝光。在分割配向中，除了一个配向方向的区域变小的事实以外，由于实现高分辨率，该区域变得更小。另外，接近式曝光的光的传播和对准精度也成为问题。因此，将分割配向的光照射区域设置得尽可能大是有利的。关于该点，在任一专利文献中都没有提及。
第三问题是显示质量的恶化。如专利文献1、2及4中公开的，在分割配向中，在覆盖多个像素的区域上进行相同的配向处理。然而，该配向处理在仅在一个方向上连续的布局中进行。因此配向处理部边界上的显示不均被连续地视觉识别，因此显示质量恶化。为了解决连续地视觉识别的配向处理部边界上的显示不均，专利文献5中公开的技术设置将由于一个像素单元或一个子像素单元使得配向状态变化的多个像素图案组合的掩膜单元，并进行基于掩膜单元的配向处理。然而，尽管专利文献5的例子对由于连续的配向处理边界引起的显示不均有效，但其掩膜图案变得非常复杂，并且必须对各配向处理图案准备掩膜。因此，不能进行有效的配向处理。
另外，任一专利文献都没有公开周期性改变像素内的分割电极布局和分割配向布局的组合的技术，因此不能通过它们进行有效的配向处理。
因此，本发明的目的是提供一种即使具有高分辨率的像素也能够维持良好的视角特性并且能够进行有效的配向分割处理的液晶显示装置及其制造方法。解决问题的手段
根据本发明的液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与其相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；以及所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与其相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成。
根据本发明的液晶显示装置的制造方法是用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与其相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与其相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成；由所述一个像素区域的所述分割配向On和与其相邻的像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成；以及所述分割配向区域On+O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)通过光配向处理形成，在所述光配向处理中，将任意的掩膜尺寸视作曝光区域，并在与配向分割的各区域的配向方向相对应的方向上进行分级进给。
发明效果
本发明公开了当通过光配向处理在像素内进行分割配向时覆盖相邻的像素区域的广阔的配向图案，因此能够提供即使是高分辨率像素也能维持良好的视角特性并且能够进行高效的配向分割处理的液晶显示装置及其制造方法。
附图说明
图1是表示第一实施方式的将分割电极和分割配向组合的结构的示例的示意图；
图2是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(1)；
图3是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(2)；
图4是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(3)；
图5是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(4)；
图6是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(5)；
图7是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的剖视图(1)；
图8是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的剖视图(2)；
图9是具体表示根据第一实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的剖视图(3)；
图10是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割电极的布局的示例的示意图；
图11是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割配向的布局的示例的示意图；
图12是具体表示根据第一实施方式的使用同一掩膜的分割掩膜曝光方法的示意图；
图13是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割电极的布局的不同周期性的示例的示意图；
图14是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割配向的布局的不同周期性的示例的示意图；
图15是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割电极的布局的不同周期性的另一示例的示意图；
图16是表示根据第一实施方式的显示区域中的各像素的分割配向的布局的不同周期性的另一示例的示意图；
图17是表示第二实施方式的分割电极和分割配向组合的结构的示例的示意图；
图18是具体表示根据第二实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(1)；
图19是具体表示根据第二实施方式的一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图(2)；
图20是表示根据第二实施方式的显示区域中的各像素的分割电极的布局的示例的示意图；
图21是表示根据第二实施方式的显示区域中的各像素的分割配向的布局的示例的示意图；
图22是表示根据第三实施方式的显示区域中的各子像素的分割电极的布局周期的示例的示意图；
图23是表示根据第三实施方式的显示区域中的各子像素的分割配向的布局周期的示例的示意图；
图24是表示根据第四实施方式的显示区域中的各两个子像素的分割电极的布局周期的示例的示意图；
图25是表示根据第四实施方式的显示区域中的各两个子像素的分割配向的布局周期的示例的示意图；
图26是表示专利文献1中记载的技术的示意图；
图27是表示专利文献2中记载的技术的示意图；
图28是表示专利文献3中记载的技术的示意图；
图29是表示专利文献4中记载的技术的示意图；以及
图30是表示专利文献5中记载的技术的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式(以下，称作“实施方式”)进行说明。在以下的记载中，对实质相同的构成要素标注相同的附图标记。图中的形状以使本领域的技术人员容易理解的方式示出，因此其尺寸和比率不一定与实际的尺寸和比率一致。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的分割电极和分割配向组合的结构的示例的示意图。根据第一实施方式的液晶显示装置由如图1[A]所示分割成四个的分割电极(P1，P2，P3，P4)以及如图1[B]所示分割成四个的分割配向(O1，O2，O3，O4)的配置关系构成。另外，图1[C]表示分割电极和分割配向之间的位置关系。在图中，示出了四个相邻的像素，一个像素由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成。另外，当给定像素的给定分割电极与另一像素的分割电极邻接时，这些分割电极为相同结构。在图示的例子中，分割电极P4为与相邻的三个像素(右、下、右下的三个位置)的分割电极P’4的结构相同的结构。另外，包围相邻的四个像素内的同一结构的四个分割电极P4(P’4)的区域以相同的分割配向(O4)被处理。
换言之，根据第一实施方式的液晶显示装置为包括分割成四个的分割电极(P1，P2，P3，P4)和分割成四个的分割配向(O1，O2，O3，O4)的结构。例如，分割电极P4为与相邻的三个像素(右、下、右下的三个位置)的分割电极P’4的结构相同的结构。包围相邻的四个像素内的相同结构的四个分割电极P4(P’4)的区域以相同的分割配向(O4)被处理。
图2至图6是根据上述内容具体表示一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图。以示例方式将分割电极示作FFS型，将分割配向示作均匀排列的液晶的配向方向和倾斜角(预倾角)并进一步示作TFT基板的偏光轴11a及CF基板的偏光轴12a。虽然在第一实施方式中示出的是FFS型，但本发明优选IPS型、以及FFS型和IPS型的组合等横向电场型的装置。另外，本发明也可以应用于其他类型。
在图2和图6中，四个分割电极(P1，P2，P3，P4)相互不同，四个分割配向(O1，O2，O3，O4)也相互不同。在图3中，在四个分割配向(O1，O2，O3，O4)中，O1和O2是相同的配向(O1＝O2)，O3和O4是相同的配向(O3＝O4)。在图4中，在四个分割电极(P1，P2，P3，P4)中，P1和P2是相同的电极结构(P1＝P2)，P3和P4是相同的电极结构(P3＝P4)。在图5中，在四个分割电极(P1，P2，P3，P4)中，P1和P2是相同的电极结构(P1＝P2)，P3和P4是相同的电极结构(P3＝P4)，在四个分割配向(O1、O2、O3、O4)中，O1和O2是相同的配向(O1＝O2)，O3和O4也是相同的配向(O3＝O4)。
图7至图9是根据上述的一个像素内的分割电极和分割配向的组合中的图2的俯视图，表示截面方向中的液晶分子的配向状态的示意图。液晶层13被夹在作为形成有分割电极的基板的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)基板11和作为与TFT基板11相对的基板的CF(Color Filter：彩色滤光片)基板12之间。关于分割配向的状态，根据TFT基板11与液晶层13之间的界面上的液晶配向、以及CF基板12侧和液晶层13之间的界面上的液晶配向，确定截面方向(厚度方向)上的液晶配向。关于图2中的a－a’剖面(图7[A]、图8[A]以及图9[A])以及b－b’剖面(图7[B]、图8[B]及图9[B])的液晶配向，通过选择TFT基板11和CF基板12的配向处理方向，可提供三种状态。
图7表示使TFT基板11侧和CF基板12侧的配向方向改变180度的反平行配向的状态。图8表示使TFT基板11侧和CF基板12侧的配向方向相同的喷射配向的状态。在图9中，CF基板12侧的配向方向固定于0度或180度，TFT基板11侧的像素内的配向被分割成0度和180度。
此外，上述的分割配向(O1，O2，O3，O4)表示截面方向的平均的液晶配向方向，而不具体限定截面方向的液晶配向的种类(反平行、喷射或两者的混合)。为了任意控制截面方向的液晶配向，需要具有配向膜界面上的液晶分子的预倾角。作为其方法，向配向膜中以倾斜的方向照射无偏光或直线偏光的UV光，从而产生不仅包括配向膜的X－Y平面方向而且包括厚度方向(Z方向)的三维光学各向异性。由此，能够控制任意的预倾角。
另外，关于分割配向(O1，O2，O3，O4)，即使当未施加电压的状态下平均的液晶配向方向相同时，通过与分割电极的组合改变大量液晶分子的扭曲程度及其方向，由此可使电压施加后的液晶配向的方向实质上不同。在这种情况下，液晶分子的预倾角可设定为零。在这种情况下，可从垂直方向照射直线偏光的UV光，使得产生配向膜的X－Y平面方向的二维光学各向异性。
如上所述，对于分割配向具有若干选择项，其可通过考虑视角特性、分割配向之间的向错抑制、与各基板的配向处理有关的量产性等，任意地选择。另外，在横向电场模式中，具有分割电极的TFT基板侧的配向处理很重要。在面板驱动时对分割电极侧附近的液晶分子施加大电场，因此在基板界面的液晶与配向膜之间需要稳定的强锚环。因此，关于分割配向(O1、O2，O3，O4)，具有分割电极的基板侧的配向处理最重要。
图10至图16是表示关于显示区域中的各像素的分割电极的布局和分割配向的布局的周期性不同的三个示例的示意图。
对图10和图11的例子进行说明。如图10所示，像素由分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，像素分割电极的布局周期是X方向上的两个像素的间距并且Y方向上的两个像素的间距。对于相邻的分割电极相同的区域，采用相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图11所示，液晶配向由四个分割配向(O1，O2，O3，O4)构成，每个分割配向为与像素实质相同的形状和相同面积。分割配向布局周期是X方向上的两个像素的间距并且Y方向上的两个像素的间距。被图10和图11的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。
分割配向的光配向处理方法的主流是将工作基板分割成多个UV照射区域并通过分级进给对该分割区域进行掩膜曝光。上述的图11的例子中的分割配向的组合的图案与显示区域内的四个分割配向(O1，O2，O3，O4)的重复周期完全相同。因此，能够用一个掩膜进行四种分割配向处理。作为示例，准备覆盖显示区域(工作基板)的分割区域的分割曝光掩膜、以及可任意确定照射轴或偏光轴(有时可将两者组合)的光配向处理的光学系统。另外，为了控制各分割配向区域中的液晶分子的预倾角，光学系统向配向膜中以倾斜的方向照射无偏光或直线偏光的UV光。可替选地，为了使液晶分子的预倾角为“零”，光学系统可从垂直方向向配向膜照射直线偏光的UV光。
如图12所示，当想要通过以90度的旋转角(0度，90度，180度，270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，可以针对光配向处理的光学系统以各角度(0度，90度，180度，270度)通过分级进给工作基板进行分割曝光。例如，对成为分割配向O1的所有的区域通过分级进给进行配向方向“←”的分割曝光。使工作基板旋转，并对成为分割配向O2的所有的区域通过分级进给进行配向方向“→”的分割曝光。使工作基板旋转，并对成为分割配向O3的所有的区域通过分级进给进行配向方向“↓”的分割曝光。使工作基板旋转，并对成为分割配向O4的所有的区域通过分级进给进行配向方向“↑”的分割曝光。此时使用一种掩膜。
对图13和图14的例子进行说明。如图13所示，像素由分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，像素分割电极的布局周期是X方向上的四个像素的间距以及Y方向上的两个像素的间距。对于邻接的分割电极相同的区域，采用相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图14所示，液晶配向由四个分割配向(O1，O2，O3，O4)构成，每个分割配向为与像素实质相同的形状和相同面积。分割配向布局周期是X方向上的四个像素的间距并且Y方向上的两个像素的间距。被图13和图14的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。
在上述的图14的例子中的分割配向的组合中，如图14所示，X方向和Y方向的分割配向的配向周期不同。因此，在想要通过以90度的旋转角(0度，90度，180度，270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，对于光配向处理的光学系统，当使工作基板旋转0度时和使工作基板旋转180度时，配向周期相同，当使工作基板旋转90度时和使工作基板旋转270度时，配向周期相同。因此，能够使用X方向的进给处理用和Y方向的进给处理用的两个掩膜进行四种分割配向处理。
对图15和图16的例子进行说明。如图15所示，像素由分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，像素分割电极的布局周期是X方向上的两个像素的间距并且Y方向上的四个像素的间距。对于相邻的分割电极相同的区域，采用相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图16所示，液晶配向由四个分割配向(O1，O2，O3，O4)构成，每个分割配向为与像素实质相同的形状和相同面积。分割配向布局周期是X方向上的两个像素的间距并且Y方向上的四个像素的间距。被图15和图16的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。
在上述的图16的例子的分割配向的组合中，如图16所示，X方向和Y方向的分割配向的配向周期不同。因此，当想要通过以90度的旋转角(0度，90度，180度，270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，对于光配向处理的光学系统，当使工作基板旋转0度时和使工作基板旋转180度时，布局周期相同，当使工作基板旋转90度时和使工作基板旋转270度时，布局周期相同。因此，能够使用X方向的进给处理用和Y方向的进给处理用的两个掩膜进行四种分割配向处理。
(第二实施方式)
图17是表示根据本发明的液晶显示装置的第二实施方式的分割电极和分割配向组合的结构的示例的示意图。
第二实施方式的液晶显示装置包括如图17[A1]、图17[A2]所示分割成四个的分割电极(P1，P2，P3，P4)以及如图17[B1]、图17[B2]所示分割成四个配向的分割配向(O1，O2，O3，O4)，其由与第一实施方式不同的拼版方向的配置关系构成。另外，图17[C]表示分割电极和分割配向之间的位置关系。在图17[C]中，示出了相邻的四个像素，一个像素由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成。另外，在右侧和下侧的与像素(图17[A1])相邻的像素的分割电极为图17[A2]的结构，而右斜下方的像素为图17[A1]的结构。在图17[C]所示的例子中，分割电极P4为与相邻的像素(右、下、右下的三个位置)的分割电极P’4的结构相同的结构。另外，包围相邻的四个像素内的相同结构的四个分割电极P4(P’4)的区域以相同的分割配向(O4)被处理。
图18和图19是根据上述的内容具体表示一个像素内的分割电极和分割配向的组合的俯视图。以示例方式将分割电极示作FFS型，将分割配向示作均匀排列的液晶的配向方向和倾斜角(预倾角)并进一步示作TFT基板的偏光轴11a和CF基板的偏光轴12a。虽然在第二实施方式中示出的是FFS型，但本发明优选IPS型、以及FFS型和IPS型的组合等横向电场型的装置。另外，本发明也可以应用于其他方式。
在图18中，四个分割电极(P1，P2，P3，P4)相互不同，四个分割配向(O1，O2，O3，O4)也相互不同。在图19中，在四个分割配向(O1，O2，O3，O4)中，O1和O2是相同的配向(O1＝O2)，O3和O4是相同的配向(O3＝O4)。
图20和图21是表示显示区域的各像素中的分割电极的布局和分割配向的布局的示例的示意图。以下，对第二实施方式进行说明。
如图20所示，像素由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，像素的分割电极的布局周期是X方向上的两个像素的间距以及Y方向上的两个像素的间距。对于相邻的分割电极相同的区域，采用相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图21所示，液晶配向由两个横向凹状的分割配向(O1，O3)和两个横向凸状的分割配向(O2，O4)构成，分割配向布局周期是X方向上的两个像素的间距以及Y方向上的两个像素的间距。被图20和图21的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。
在上述的图21的例子中的分割配向的组合中，如图21所示，分割配向的布局周期是X方向和Y方向的两个像素的间距。另外，分割配向O1和分割配向O3的相位、以及分割配向O2和分割配向O4的相位彼此偏移180度。因此，在想要通过以90度的旋转角(0度、90度、180度、270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，对于光配向处理的光学系统，当使工作基板旋转0度时和使工作基板旋转180度时，布局周期相同，当使工作基板旋转90度时和使工作基板旋转270度时，布局周期相同。因此，能够使用X方向的进给处理用和Y方向的进给处理用的两个掩膜进行四种分割配向处理。
(第三实施方式)
根据本发明的液晶显示装置不仅能够被像素单元使用，而且能够被由与彩色滤光片(CF)的组合构成的子像素单元使用。图22和图23是根据第三实施方式的液晶显示装置的显示区域的各子像素的分割电极的布局和分割配向的布局的示例的示意图。以下，对第三实施方式进行说明。
如图22所示，子像素(图中的矩形形状的粗实线的单元)由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由子像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，子像素内的像素分割电极的布局周期是X方向上的两个子像素的间距以及Y方向上的两个子像素的间距。对于相邻的分割电极相同的区域，采用相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图23所示，液晶配向由四个分割配向(O1，O2，O3，O4)构成，每个分割配向为与子像素实质相同的形状和相同面积。分割配向布局周期是X方向上的两个子像素的间距并且Y方向上的两个子像素的间距。被图22和图23的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。在图22中，R、G、B分别表示彩色滤光片的颜色(红色，绿色，蓝色)。
上述的图23的例子中的分割配向的组合的图案与显示区域内的四个分割配向(O1，O2，O3，O4)的重复周期完全相同。因此，能够用一个掩膜进行四种分割配向处理。作为示例，准备覆盖显示区域(工作基板)的分割区域的分割曝光掩膜、以及可任意确定照射轴或偏光轴(有时可将两者组合)的光配向处理的光学系统。另外，为了控制各分割配向区域中的液晶分子的预倾角，光学系统向配向膜中以倾斜的方向照射无偏光或直线偏光的UV光。可替选地，为了使液晶分子的预倾角为“零”，光学系统可从垂直方向向配向膜照射直线偏光的UV光。当想要通过以90度的旋转角(0度，90度，180度，270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，可针对光配向处理的光学系统，使工作基板分别旋转角度(0度，90度，180度，270度)来通过分级进给工作基板进行分割曝光。
(第四实施方式)
根据本发明的液晶显示装置还可应用于组合彩色滤光片(CF)的多个子像素的单元。图24和图25是表示根据第四实施方式的液晶显示装置的显示区域的两个子像素中各子像素的分割电极的布局和分割配向的布局的示例的示意图。以下，对第四实施方式进行说明。
如图24所示，在第四实施方式中，将横向的两个子像素视作一个单元。两个子像素(图中的矩形形状的粗实线的单元)由四个分割电极(P1，P2，P3，P4)构成，显示区域由两个子像素内的四种分割电极布局的组合构成。另外，两个子像素内的像素分割电极的布局周期是X方向上的四个子像素的间距以及Y方向上的两个子像素的间距。对于相邻的分割电极相同的区域，采取相同的照射轴或相同的偏光轴(有时将两者组合)的分割配向。如图25所示，液晶配向由四个分割配向(O1，O2，O3，O4)构成，每个分割配向为与两个子像素实质相同的形状和相同面积。分割配向布局周期是X方向上的四个子像素的间距以及Y方向上的四个子像素的间距。被图24和图25的虚线包围的区域表示实质上相同的区域。在图24中，R、G、B分别表示彩色滤光片的颜色(红色，绿色，蓝色)。
上述的图25的例子中的分割配向的组合的图案与显示区域内的四个分割配向(O1，O2，O3，O4)的重复周期完全相同。因此，能够用一个掩膜进行四种分割配向处理。作为示例，准备覆盖显示区域(工作基板)的分割区域的分割曝光掩膜、以及可任意确定照射轴或偏光轴(有时可将两者组合)的光配向处理的光学系统。当想要通过以90度的旋转角(0度，90度，180度，270度)改变四个分割配向的相位来进行配向处理时，可针对光配向处理的光学系统，使工作基板分别旋转角度(0度，90度，180度，270度)来通过分级进给工作基板进行分割曝光。
(补充说明)
虽然参照各实施方式对本发明进行了说明，但本发明不仅限于上述的各实施方式。可以对本发明的结构和细节施加本领域的技术人员能够理解的各种修改和变更。例如，虽然在各实施方式中示出了所附权利要求书的范围中的“m”主要是4的情况，但本发明也可以包含“m”是“2”、“3”或“5”或更大的情况。另外，本发明包括通过将上述各实施方式的结构的一部分或全部相互适当组合所获得的结构。
在此，对本发明的效果进行详细说明。
根据本发明的液晶显示装置具有当需要通过光配向处理在像素内进行分割配向时覆盖相邻的像素区域的广阔的配向图案。因此能够即使是高分辨率的像素也能够维持广阔的视角特性。作为分割配向，为了不仅改善上下左右的视野的视角特性而且改善斜视野的视角特性，可产生液晶的配向方向的对称性的四分割配向特别有效。
另外，根据本发明的液晶显示装置能够减少分割配向的分割数。因此，能够减少基于分割配向的液晶配向变得不连续时产生的向错区域，因此即使在高分辨率的情况下也能够防止显示质量的恶化。由于分割电极和分割配向的布局周期性变化，因此由电极结构、分割配向等引起的显示不均不会被连续地视觉识别。因此能够提高显示质量。由于使用覆盖相邻的像素区域的广阔的配向图案，因此能够抑制针对接近式曝光的传播和与掩膜的对准精度产生的显示质量的恶化。
另外，根据本发明的液晶显示装置能够有效地进行分割配向处理。特别地，本发明的分割配向处理即使对不仅改善上下左右的视野的视角特性而且改善斜视野的视角特性有效的四个分割配向，也能够共用各种分割配向处理所使用的掩膜。另外，通过使掩膜曝光的方向旋转从而使掩膜相对于工作基板的面内角度与四个分割配向对准，以获得对于工作基板必要的配向方向，可提供能够使用一个光配向装置进行逐步曝光的制造方法。
上述的实施方式的一部分或全部可总结为以下的补充注释，但本发明不限于如下结构。
(补充注释1)
一种液晶显示装置，包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成。
(补充注释2)
如补充注释1所述的液晶显示装置，其中，
由所述一个像素区域的所述分割配向On和与所述一个像素区域相邻的像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成。
(补充注释3)
一种液晶显示装置，包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述像素由多个子像素构成；
将至少一个或多个所述子像素组合为一个单元子像素区域；
所述一个单元子像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个单元子像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；以及
所述一个单元子像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成。
(补充注释4)
如补充注释3所述的液晶显示装置，其中，
由所述一个单元子像素区域的所述分割配向On和与所述一个单元子像素区域相邻的子像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成。
(补充注释5)
如补充注释1至4中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述液晶配向是横向电场模式。
(补充注释6)
如补充注释1至5中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述m是4。
(补充注释7)
一种用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成；
由所述一个像素区域的所述分割配向On和与所述一个像素区域相邻的像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成；以及
所述分割配向区域On+O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)通过光配向处理形成，在所述光配向处理中，将任意的掩膜尺寸视作曝光区域，并在与配向分割的各区域的配向方向相对应的方向上进行分级进给。
(补充注释8)
一种用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述像素由多个子像素构成；
将至少一个或多个所述子像素组合为一个单元子像素区域；
所述一个单元子像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个单元子像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个单元子像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成；
由所述一个单元子像素区域的所述分割配向On和与所述一个单元子像素区域相邻的子像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成；
所述分割配向区域On+O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)通过光配向处理形成，在所述光配向处理中，将任意的掩膜尺寸视作曝光区域，在与配向分割的各区域的配向方向相对应的方向上进行分级进给。
(补充注释9)
如补充注释7或8所述的用于制造液晶显示装置的方法，其中，使用一种或两种掩膜进行所述光配向处理。
(补充注释10)
如补充注释7至9中任一项所述的用于制造液晶显示装置的方法，其中，所述m是4。
工业适用性
根据本发明的液晶显示装置可用作作为要求显示画面的均一性高、高对比度、颜色再现性良好、并且宽视角特性的液晶显示器的任意设备。特别是，该液晶显示装置可用作安装在面向高端使用的要求高的横向电场型的有源矩阵型液晶显示器上的任意设备。
附图标记的说明
P1，P2，P3，P4   分割电极
O1，O2，O3，O4   分割配向
11   TFT基板
11a  TFT基板的偏光轴
12   CF基板
12a  CF基板的偏光轴
13   液晶层

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，
由所述一个像素区域的所述分割配向On和与所述一个像素区域相邻的像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成。
3.一种液晶显示装置，包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述像素由多个子像素构成；
将至少一个或多个所述子像素组合为一个单元子像素区域；
所述一个单元子像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个单元子像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个单元子像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，
由所述一个单元子像素区域的所述分割配向On和与所述一个单元子像素区域相邻的子像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述液晶配向是横向电场模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述m是4。
7.一种用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述一个像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个像素区域相邻的至少一个像素的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成；
由所述一个像素区域的所述分割配向On和与所述一个像素区域相邻的像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成；以及
所述分割配向区域On+O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)通过光配向处理形成，在所述光配向处理中，将任意的掩膜尺寸视作曝光区域，并在与配向分割的各区域的配向方向相对应的方向上进行分级进给。
8.一种用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括设置成矩阵的像素，其中，一个像素区域的电极图案和和液晶配向区域分别被分割配置，其中：
所述像素由多个子像素构成；
将至少一个或多个所述子像素组合为一个单元子像素区域；
所述一个单元子像素区域具有相互对应地组合的分割成多个分割电极Pn(由P1，P2，…，Pm构成，其中m是2或更大的整数)的电极图案和分割成多个分割配向On(由O1，O2，…，Om构成，其中m是2或更大的整数)的液晶配向；
所述一个单元子像素区域的所述分割电极Pn(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割电极P’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)为相同结构；
所述一个单元子像素区域的所述分割配向On(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)和与所述一个单元子像素区域相邻的至少一个子像素区域的分割配向O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)由相同的配向区域形成；
由所述一个单元子像素区域的所述分割配向On和与所述一个单元子像素区域相邻的子像素区域的所述分割配向O’n形成的分割配向区域On+O’n分别由相同形状且相同面积的重复图案形成；
所述分割配向区域On+O’n(n是1至m的任意整数，m是2或更大的整数)通过光配向处理形成，在所述光配向处理中，将任意的掩膜尺寸视作曝光区域，在与配向分割的各区域的配向方向相对应的方向上进行分级进给。
9.根据权利要求7或8所述的用于制造液晶显示装置的方法，其中，使用一种或两种掩膜进行所述光配向处理。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的用于制造液晶显示装置的方法，其中，所述m是4。
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