CN108027539B - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够实现高透过率以及高速响应性、并能够充分地消除手指按压痕迹的液晶显示面板。对于本发明的液晶显示面板而言，像素电极包含第一线状电极群、第二线状电极群、第三线状电极群以及第四线状电极群，该第一取向膜以及该第二取向膜的任一方包含：在相对于一个线状电极群延伸的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域、以及在相对于其他的一个线状电极群延伸的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域，该第一取向膜以及该第二取向膜的另一方包含：在相对于与一个线状电极群延伸的方位相反的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域、以及在相对于与其他的一个线状电极群延伸的方位相反的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域。

Description

液晶显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示面板及其制造方法。更详细而言，涉及基于光取向处理的像素的取向分割所适用的新的取向控制模式的液晶显示面板及其制造方法。
背景技术
通过一对玻璃基板等夹持液晶显示元件而构成液晶显示面板，发挥薄型、轻型并且耗电低之类的特长而成为在汽车导航、电子书、相框、工业设备、电视、个人计算机、智能手机、平板终端等日常生活、商务上所不可欠缺的部件。在这些用途中，正在研究用于使液晶层的光学特性变化的电极配置、基板的设计所涉及的各种模式的液晶显示面板。
作为近年来的液晶显示面板的显示方式，可举出使具有负的介电各向异性的液晶分子相对于基板面而垂直取向的垂直取向(Vertical Alignment；VA)模式等。垂直取向模式的液晶显示面板具有广视野角特性，因此用于上述的用途。其中，作为取向控制构造，正在应用在一方的基板设置电极狭缝、在另一方的基板设置突起构造物而进行像素分割(取向分割)的MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)模式、在双方的基板设置电极狭缝而进行像素分割(取向分割)的PVA(Patterned Vertical Alignment)模式的液晶显示面板。
然而，在MVA模式以及PVA模式中，在响应速度慢这点上有改善的余地。即，即使为了从黑状态向白状态响应而施加高电压，瞬间开始响应的只有电极狭缝以及突起构造物附近的液晶分子，从而导致处于距这些取向控制构造较远的距离的液晶分子响应延迟。
关于该响应速度的改善，在基板全表面设置取向膜而进行取向处理，预先对液晶分子赋予预倾角较有效。在VA模式中，也通过预先使液晶分子相对于垂直取向膜而稍微倾斜，从而在朝向液晶层的电压施加时容易使液晶分子倾斜，因此能够加快响应速度。
作为通过使用在相互的基板上取向处理方向正交的垂直取向膜而使液晶分子成为扭曲(twist)构造的VA模式的液晶显示装置，公开有液晶显示装置，其具有：垂直取向型的液晶层、第一基板和第二基板、设置于第一基板的液晶层侧的第一电极和设置于第二基板的液晶层侧的第二电极、以及以与液晶层接触的方式设置的至少一个取向膜，第一基板或者第二基板具有遮光部件，遮光部件包括遮光部，该遮光部对第一液晶畴、第二液晶畴、第三液晶畴以及第四液晶畴分别与其他的液晶畴邻接的边界区域同第一边缘部、第二边缘部、第三边缘部以及第四边缘部的任一个相交的区域进行遮光(例如，参照专利文献1)。
另外，作为预先对液晶分子赋予了预倾角的、具有四分割取向构造的VA模式的液晶显示装置，例如公开液晶显示装置，其具有：偏光轴以相互正交的方式配置的两个偏光板；具有多个像素，且上述多个像素各自包含介电各向异性为负的向列型液晶材料的液晶层；第一电极；经由上述液晶层而与上述第一电极对向的第二电极；以及设置于上述第一电极与上述液晶层之间和设置于上述第二电极与上述液晶层之间的一对垂直取向膜，上述第一电极具有干部、和连接于上述干部的多个枝部，上述多个枝部包括：沿第一方位延伸的多个第一枝部以条纹状排列的第一群、沿第二方位延伸的多个第二枝部以条纹状排列的第二群、沿第三方位延伸的多个第三枝部以条纹状排列的第三群、以及沿第四方位延伸的多个第四枝部以条纹状排列的第四群，对于上述第一方位、第二方位、第三方位以及第四方位而言，任意的两个方位之差与90°的整数倍大致相等，并且与上述两个偏光板的偏光轴成为大致45°的角，在未对上述液晶层施加电压时，上述一对垂直取向膜的附近的液晶分子的预倾方位分别通过上述一对垂直取向膜来规定(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文件
专利文献1：专利第5184618号公报
专利文献2：日本特开2011-85738号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
对于上述专利文献1所记载的液晶显示面板(这样的液晶显示面板像素中的取向区域被四分割，并且在相互的基板取向处理方向正交，也称为4D-RTN〔4Domain-ReverseTwisted Nematic〕取向的液晶显示面板。)而言，伴随着近年的液晶显示面板的像素的高精细化，存在以下的(1)、(2)的课题。
(1)占于像素内的不连续取向区域的比例增加，因此存在为了使取向更稳定而想办法的余地(例如，图19)，(2)在专利文献1所记载的4D-RTN取向的液晶显示面板中，产生卍形暗线，因此存在为了进一步提高透过率以及响应性能而想办法的余地。
上述(1)、(2)的课题可以考虑由于下述〔1〕、〔2〕的原因。
〔1〕受到在图20所示的像素边缘部生成的斜向电场的影响的液晶分子LC1(矩形状的像素的轮廓线上的液晶分子)的取向方向、与由点划线包围而示出的液晶分子稳定地取向的畴部中的液晶分子LC2的取向方向的扭转角超过90°，因此产生由虚线包围而示出的不连续取向区域(暗线边缘部)，成为取向变乱的重要因素。而且，若像素尺寸变小，则不连续取向区域的宽度约为10μm，因此不连续取向区域的比例增加，存在最终导致像素整体取向不稳定的担忧。〔2〕图20所示的由虚线包围而示出的不连续取向区域、其他的暗线干部的宽度约为10μm，因此像素尺寸越小，暗线以外的区域的比例越少，存在透过率以及响应性能降低的担忧。
另外，上述专利文献2的图6、图7公开有专利文献2的实施方式所涉及的取向处理方法，但该取向处理方法未制成改善了卍形暗线的液晶显示装置。
图38是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的图6所记载的液晶显示装置所包含的像素的向TFT(薄膜晶体管)基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。图39是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的图7所记载的液晶显示装置所包含的像素的向CF(彩色滤光片)基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。图40是表示将图38中获得的TFT基板的光取向膜、和图39中获得的CF基板的光取向膜组合的情况下的液晶层取向的概念图。
对于图38以及图39所示的取向处理方法而言，曝光方向与扫描方向平行且能够应用现有的曝光装置，但由该取向方法获得的液晶层取向如图40所示，没有成为改善卍形暗线的放射状取向(例如，专利文献2的图12的(b)所示的液晶分子的取向方向)。
此外，专利文献2的图7是从光取向膜的取向膜面观察CF基板的曝光方向、扫描方向的图(使光取向膜面成为上方而观察的图)，但图38以及图39与本附图的其他的图同样，示出从使TFT基板与CF基板贴合的液晶显示面板的上表面(观察者侧)观察的曝光方向和扫描方向。图38是使TFT基板的光取向膜的取向膜面成为上方而观察的图，但图39是使CF基板的光取向膜的取向膜面成为下方而观察的图。
另外，专利文献2的图12的(b)作为现有技术而公开有作为放射状取向的4D-RTN取向的液晶显示面板，但对于该4D-RTN取向的液晶显示面板而言，存在以下的(3)、(4)的课题。
(3)可以考虑应用在像素的中央部设置了用于使以十字型产生的暗线细线化的专利文献2的图1的(a)所示的那样的狭缝的电极(狭缝电极)，但若应用它，则存在手指按压痕迹难以复原的担忧，存在为了使手指按压痕迹复原而想办法的余地。(4)对于专利文献2的图12的(b)作为现有技术而记载的4D-RTN取向的液晶显示面板而言，能够改善卍形的暗线，但在现有的光取向用曝光装置(液晶面板的制造装置)中生产较困难，因此要重新开发曝光装置。而且，该曝光装置比现有的曝光装置大型化等，制造困难，导致制造成本的增加。
上述(3)、(4)的课题可以考虑由于下述〔3〕、〔4〕的原因。
〔3〕由于源自狭缝电极的电场而使液晶分子旋转而取向的方向、与基于光取向的液晶分子的预倾方向不同。〔4〕欲使液晶分子取向(预倾)的方向(曝光方向)、与曝光装置的扫描方向(基板的移动方向)正交，因此现有的曝光装置的应用较困难。
对上述〔4〕的原因进一步进行说明。图41是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的段落编号〔0040〕所记载的液晶显示装置所包含的像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。图42是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的段落编号〔0040〕所记载的液晶显示装置所包含的像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。图43是表示将由图41获得的TFT基板的光取向膜、与由图42获得的CF基板的光取向膜组合的情况下的液晶层取向的概念图。
图43所示的卍形暗线被改善的放射状取向通过专利文献2的段落编号〔0040〕所记载的方法(参照图41～图43)获得，但该情况下，如图41以及图42所示那样，曝光方向与扫描方向不平行而正交。
此外，专利文献2本身原本没有关于扫描方向的记述。在图38、图39、图41、图42中，假定由通常的扫描制成的情况而记载扫描方向(能够扫描的方向)。
本发明是鉴于上述现状而完成的，目的在于提供能够实现高透过率以及高速响应性、并能够充分地消除手指按压痕迹的液晶显示面板及其制造方法。
解决问题的手段
本发明者们对能够维持取向膜的取向处理工序的简便性、并且能够实现高透过率以及高速响应性的液晶显示面板进行了各种研究后，着眼于使用将一像素或者半像素中的取向区域四分割，并且在未施加电压时使该液晶分子相对于膜表面大致垂直地取向，并且在进行了光取向处理的特定的区域对该液晶分子赋予预倾角的光取向膜的4D-ECB〔4Domain-Electrically Controled Birefringence〕取向的液晶显示面板。而且，在该4D-ECB取向的液晶显示面板中，使用特定形状的狭缝电极，在阈值以上的电压施加时液晶分子以相对于取向膜面而成为更平行的方式取向，相对于液晶显示面板的透过光而表现出双折射性。本发明者们发现了在这样的液晶显示面板中，能够实现因4D-ECB取向产生的边缘部的不连续取向区域的排除、因狭缝电极产生干暗线的细线化。由此，即使在像素尺寸较小的高精细的液晶显示面板中也能够实现稳定的取向。其结果，实现高透过率以及高速响应性，能够解决上述(1)、(2)的课题。另外，本发明者们发现通过使液晶分子的预倾方向成为与由于源自狭缝电极的电场而使液晶分子旋转而取向的方向相同的方位，从而能够使手指按压痕迹充分地复原。而且，本发明者们发现通过简单地改造现有的曝光装置而进行扫描曝光，能够制造这样的液晶显示面板，也能够令人满意地解决上述(3)、(4)的课题。
另外，本发明者们考虑到，这样的新的4D-ECB取向的液晶显示面板能够令人满意地解决上述的课题，但在一部分的取向区域(如后述那样，图14所示的CF(彩色滤光片)基板的区域(4)、以及图15所示的TFT基板的区域(3))中，存在液晶分子的取向不稳定的担忧，有进一步改善的余地。而且，本发明者们在上述的新的4D-ECB取向的液晶显示面板中，相对于光取向膜的光取向轴方位而设置偏移角，将基本取向轴方位与光取向轴方位所成的角(偏离)设定为不足90度。本发明者们想到这样的液晶显示面板能够解决取向不稳定性，发现作为新的4D-ECB取向的液晶显示面板的其他形态而有用，得到本发明。
即，本发明是多个像素以矩阵状排列的液晶显示面板，该液晶显示面板也可以依次具有：第一偏光板；第一基板，其具有设置有狭缝的像素电极；第一取向膜；液晶层，其含有具有负的介电各向异性的液晶分子；第二取向膜；第二基板，其具有对向电极；以及第二偏光板，该第一偏光板的偏光轴与该第二偏光板的偏光轴相互正交，在将沿着该像素的短边方向的方位定义为0°时，在该多个像素的每一个中，该像素电极包含：与大致45°方位平行地延伸的第一线状电极群、与大致135°方位平行地延伸的第二线状电极群、与大致225°方位平行地延伸的第三线状电极群、以及与大致315°方位平行地延伸的第四线状电极群，该第一取向膜以及该第二取向膜分别是在没有电压施加到该液晶层时使该液晶分子相对于膜表面而大致垂直地取向，并且在至少一部分的区域对该液晶分子赋予预倾角的取向膜，该第一取向膜以及该第二取向膜的任一方包含：俯视时与该第一线状电极群～该第四线状电极群的任一个线状电极群重叠且在相对于该一个线状电极群延伸的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域、以及俯视时与该第一线状电极群～该第四线状电极群的其他的一个线状电极群重叠且在相对于该其他的一个线状电极群延伸的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的其他的取向区域，该第一取向膜以及该第二取向膜的另一方包含：俯视时与该第一线状电极群～该第四线状电极群的任一个线状电极群重叠且在相对于与该一个线状电极群延伸的方位相反的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的取向区域、以及俯视时与该第一线状电极群～该第四线状电极群的其他的一个线状电极群重叠且在相对于与该其他的一个线状电极群延伸的方位相反的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的其他的取向区域。
此外，预倾角是在未施加电压时预先倾斜的基板附近的液晶分子的倾斜角，以使得在阈值以上的电压施加时使液晶层的液晶分子以所希望的方位角倾斜。被赋予了预倾角的区域的取向膜附近的液晶分子在没有电压施加到液晶层时，实质上相对于取向膜垂直，并且倾斜地取向，通过电压向上述液晶层的施加，沿着该倾斜的方位而更大地倾斜。另外，相反方位是指180°相反的方位。
本发明还是一种制造本发明的液晶显示面板的方法，给液晶显示面板的制造方法也可以：包括光取向处理工序，在该工序中，分别相对于在表面形成了第一取向膜的第一基板、以及在表面形成了第二取向膜的第二基板，从光源经由偏振器而照射光，在该光取向处理工序中，一边使该第一基板或者该第二基板移动、或者一边使光源相对于该第一基板或者该第二基板移动，一边照射光，相对于该第一基板或者该第二基板的光的照射方向、与该第一基板或者该第二基板的移动方向或者光源的移动方向平行，该偏振器的偏光轴与光的照射方向不同。上述不同优选为10°以上，更优选为15°以上，进一步更优选为30°以上。上述偏振器的偏光轴与光的照射方向形成的角度特别优选成为相对于大致45°赋予了偏移角的角度。而且，将上述偏振器的偏光轴在上述第一基板的表面或者上述第二基板的表面进行了投影的轴与上述光的照射方向形成的角度成为相对于大致45°赋予了偏移角的角度。以下，对本发明进行详述。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述取向膜是在进行了光取向处理的区域中对该液晶分子赋予预倾角的光取向膜。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述第一取向膜以及上述第二取向膜的任一方包含：俯视时与上述第一线状电极群重叠且在相对于该第一线状电极群延伸的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第一取向区域、以及俯视时与上述第三线状电极群重叠且在相对于该第三线状电极群延伸的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第三取向区域。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述第一取向膜以及上述第二取向膜的任一方包含：俯视时与上述第二线状电极群重叠且在相对于与该第二线状电极群延伸的方位相反的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第二取向区域、以及俯视时与上述第四线状电极群重叠且在相对于与该第四线状电极群延伸的方位相反的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第四取向区域。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述第一取向膜以及上述第二取向膜的任一方包含：俯视时与上述第一线状电极群重叠且在相对于该第一线状电极群延伸的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第一取向区域、以及俯视时与上述第三线状电极群重叠且在相对于该第三线状电极群延伸的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第三取向区域，该第一取向膜以及该第二取向膜的另一方包含：俯视时与上述第二线状电极群重叠且在相对于与该第二线状电极群延伸的方位相反的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第二取向区域、以及俯视时与上述第四线状电极群重叠且在相对于与该第四线状电极群延伸的方位相反的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第四取向区域。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述正的偏移角分别为5～25°，上述负的偏移角分别为-5～-25°。
该正的偏移角更优选为7°以上。该正的偏移角更优选为15°以下。另外，该负的偏移角更优选为-7°以下。该负的偏移角更优选为-15°以上。
上述正的偏移角以及上述负的偏移角的大小(绝对值)可以分别相同，也可以不同，但优选为相同。
上述大致45°只要是45°±15°的范围内即可，优选为45°。上述大致135°只要是135°±15°的范围内即可，优选为135°。上述大致225°只要是225°±15°的范围内即可，优选为225°。上述大致315°只要是315°±15°的范围内即可，优选为315°。
上述俯视意味着从上表面(观测者侧)俯视使第一基板与第二基板贴合后的液晶面板。
在本发明的液晶显示面板中，上述液晶层含有具有负的介电各向异性的液晶分子，上述第一取向膜以及第二取向膜分别在没有电压施加到液晶层施加时使该液晶分子相对于膜表面而大致垂直地取向，并且在进行了光取向处理的特定的区域对该液晶分子赋予预倾角。通过使用这样的液晶层以及取向膜，能够获得具有：液晶分子相对于基板面大致垂直地取向并且在基板间第一取向膜或者第二取向膜的任一方的预倾所主导的混合取向或者扭曲取向的4D-ECB取向的液晶显示面板。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述像素电极具有：俯视时与上述第一取向区域、上述第二取向区域、上述第三取向区域以及上述第四取向区域各个的分界线重叠的十字状电极部分、以及从该十字状电极部分延伸的上述第一线状电极群、上述第二线状电极群、上述第三线状电极群以及上述第四线状电极群。上述第一取向区域、上述第二取向区域、上述第三取向区域以及上述第四取向区域各个的分界线是指俯视像素时的上述第一取向区域与上述第二取向区域的分界线、上述第二取向区域与上述第三取向区域的分界线、上述第三取向区域与上述第四取向区域的分界线、以及上述第四取向区域与上述第一取向区域的分界线。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述第一线状电极群、上述第二线状电极群、上述第三线状电极群以及上述第四线状电极群相对于构成上述十字状电极部分的两个线状部分的至少一方而成为线对称，更优选相对于构成上述十字状电极部分的两个线状部分而分别成为线对称。此外，构成上述十字状电极部分的两个线状部分相互交叉(优选正交)。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述第一线状电极群、上述第二线状电极群、上述第三线状电极群以及上述第四线状电极群从构成上述十字状电极部分的两个线状部分的至少一方彼此不同地延伸，更优选从构成上述十字状电极部分的两个线状部分分别彼此不同地延伸。
在本发明的液晶显示面板中，优选上述像素电极具有：矩形状部分；从该矩形状部分以与上述第一取向区域、上述第二取向区域、上述第三取向区域以及上述第四取向区域各个的分界线重叠的方式延伸的线状电极部分；以及从该矩形状部分以及该线状电极部分延伸的上述第一线状电极群、上述第二线状电极群、上述第三线状电极群以及上述第四线状电极群。
发明效果
根据本发明的液晶显示面板，能够实现高透过率以及高速响应性，并能够充分地消除手指按压痕迹。根据本发明的液晶显示面板的制造方法，能够实现高透过率以及高速响应性，能够制造能够充分地消除手指按压痕迹的液晶显示面板。
附图说明
图1是表示实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
图2是表示分别基于实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图3是表示分别基于实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图4是表示反向扭曲的概念图。
图5是实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的第二取向区域(2)的断开状态的截面示意图。
图6是实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的第二取向区域(2)的接通状态的截面示意图。
图7是实施方式1的UV曝光装置的概要图。
图8是实施方式1的第一次曝光的概要图。
图9是实施方式1的第二次曝光的概要图。
图10是表示通过向实施方式1的液晶显示面板所包含的基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光而获得的液晶分子的预倾方向的概要图。
图11是表示实施方式2的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
图12是表示实施方式3的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
图13是表示比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
图14是表示分别基于比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图15是表示分别基于比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图16是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向以及面状电极的关系的俯视示意图。
图17是表示分别基于比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图18是表示分别基于比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图19是表示比较例2的液晶显示面板所包含的82μm×245μm的像素的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向以及面状电极的关系的俯视示意图。
图20是与图19对应的模拟图。
图21是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的TFT基板侧的液晶分子的预倾方向与CF基板侧的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图22是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的面状电极的俯视示意图。
图23是比较例2的曝光装置的概要图。
图24是比较例2的第一次曝光的概要图。
图25是比较例2的第二次曝光的概要图。
图26是表示通过向比较例2的液晶显示面板所包含的基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光而获得的液晶分子的预倾方向的概要图。
图27是表示比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
图28是表示分别基于比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图29是表示分别基于比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图30的左侧是从光取向膜的正上方观察曝光方向与扫描方向平行的情况下的向光取向膜的曝光的图，右侧是表示左侧的y1-y2轴上的从光源入射的入射角度分布的俯视示意图。
图31是曝光方向与扫描方向平行的情况下的向光取向膜的曝光的立体图。
图32的左侧是从光取向膜的正上方观察曝光方向与扫描方向正交的情况下的向光取向膜的曝光的图，右侧是表示左侧的y1-y2轴上的从光源入射的入射角度分布的俯视示意图。
图33是表示曝光方向与扫描方向正交的情况下的向光取向膜的曝光的立体图。
图34是表示没有偏移角时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图35是表示偏移角为5～15°时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图36是表示偏移角为45°时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
图37是表示相对于偏移角(°)的透过率(％)的图。
图38是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的图6所记载的液晶显示装置所包含的像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。
图39是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的图7所记载的液晶显示装置所包含的像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。
图40是表示将由图38获得的TFT基板的光取向膜、与由图39获得的CF基板的光取向膜组合的情况下的液晶层取向的概念图。
图41是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的段落编号〔0040〕所记载的液晶显示装置所包含的像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。
图42是与曝光方向、扫描方向一起示出分别基于专利文献2的段落编号〔0040〕所记载的液晶显示装置所包含的像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的概念图。
图43是表示由图41获得的TFT基板的光取向膜、与由图42获得的CF基板的光取向膜组合的情况下的液晶层取向的概念图。
具体实施方式
以下列举实施方式，对本发明更详细地进行说明，但本发明不只是限定于这些实施方式。
此外，在本说明书中，“方位”是指与基板面平行的平面的朝向，不考虑从基板面的法线方向的倾斜角(极角、预倾角)。例如，x轴和与x轴正交的y轴形成xy平面，x轴是沿着像素的短边方向的方位，若xy平面与基板面平行，则使x轴方向为0°，以绕逆时针方向正的值决定方位。另外，对于“倾斜方位”而言，针对第一基板附近的液晶分子，是指液晶分子相对于第一基板而倾斜的方位(将从液晶分子的靠近第一基板面侧的端部向较远侧的端部的倾斜方向投影到第一基板面时所示的方位)，针对液晶层的厚度方向的中心附近的液晶分子，是指液晶分子相对于第一基板而倾斜的方位，针对第二基板附近的液晶分子，是指液晶分子相对于第二基板而倾斜的方位(将从液晶分子的靠近第二基板面侧的端部向较远侧的端部的倾斜方向投影到第二基板面时所示的方位)。例如，在图1中，直接指示为“LC”的液晶层的厚度方向上的中心附近的液晶分子LC的倾斜方位为225°。预倾角是指向液晶层未施加电压时的取向膜表面、与取向膜附近的液晶分子的长轴方向所成的角度。阈值电压意味着例如在将明亮状态的透过率设定为100％时给予5％的透过率的电压值。预倾角的方位(预倾方向)是指向液晶层未施加电压时的第一基板附近的液晶分子或者第二基板附近的液晶分子的倾斜方位。相对于某个方位具有正的偏移角的方位是指从某个方位绕逆时针方向仅旋转了偏移角的方位。相对于某个方位具有负的偏移角的方位是指从某个方位绕顺时针方向仅旋转了偏移角的方位。另外，本说明书中，液晶层取向是指液晶层的厚度方向上的中心附近的液晶分子的倾斜方位。另外，线状电极群延伸的方位是指线状电极朝向半像素或者像素的外周延伸的朝向。
像素是指包含一个颜色(例如红、绿、蓝或者黄)的滤光片的区域。另外，在后述的实施方式中，对向基板由于设置彩色滤光片而称为CF(彩色滤光片)基板，取代将彩色滤光片设置于对向基板，而将彩色滤光片设置于按每个像素设置TFT的TFT(薄膜晶体管)基板也无妨。此外，也可以上述第一基板以及第二基板的任一方是TFT基板，另一方是CF基板。
在后述的实施方式的液晶显示面板中，在断开状态下使具有负的介电各向异性的液晶分子相对于取向膜表面而大致垂直地取向，并且在进行了光取向处理的区域对该液晶分子赋予预倾角。在接通状态下该液晶分子与被施加电压(称为基于像素电极以及对向电极的施加电压。)对应地以相对于取向膜面成为更平行的方式取向，相对于液晶显示面板的透过光而表现出双折射性。
后述的实施方式的液晶显示面板作为液晶显示面板的基本结构，是多个像素以矩阵状排列的液晶显示面板，并依次具有：第一偏光板、具有设置了狭缝的像素电极的TFT基板、TFT基板的液晶层侧的取向膜、含有具有负的介电各向异性的液晶分子的液晶层、CF基板的液晶层侧的取向膜、具有对向电极的CF基板、以及第二偏光板。该第一偏光板的偏光轴与该第二偏光板的偏光轴相互正交。对向电极也可以设置有肋、狭缝等取向限制构造体，但优选为未设置有取向限制构造体的面状电极。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。图1示出接通状态(白显示时的状态)下的上述关系。在图1中，进一步示出取向区域间的暗线。图2是表示分别基于实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图3是表示分别基于实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。此外，实施方式1所涉及的像素通过图1～图3所示的半像素沿纵向排列两个而构成，但通过沿横向排列两个而构成也无妨。
实施方式1的液晶显示面板具备以下的特长。
(1)液晶分子的取向为放射状。
(2)TFT基板所具备的像素电极(狭缝电极)所包含的狭缝(线状电极群)延伸的方向是在将沿着像素的短边方向的方位定义为0°时，在图1所示的四个第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)(图1中赋予(1)、(2)、(3)、(4)而示出的被分为四个的矩形区域)中，分别成为大致45°方位、大致135°方位、大致225°方位、大致315°方位。这四个取向区域在从观察面侧观察时按第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)的顺序绕逆时针方向配置。
(3)CF基板的光取向膜在将沿着像素的短边方向的方位定义为0°时，包括以下的区域：第一取向区域(1)，其与以大致45°方位延伸的线状电极群重叠，且在相对于与该线状电极群延伸的方位平行的方位45°而具有负的偏移角的方位被赋予预倾角；第三取向区域(3)，其与以大致225°方位延伸的线状电极群重叠，且在相对于与该线状电极群延伸的方位平行的方位225°而具有正的偏移角的方位被赋予预倾角；以及实质上未被赋予预倾角的区域，其与以大致135°方位延伸的线状电极群重叠。另外，TFT基板的光取向膜包括以下的区域：实质上未被赋予预倾角的区域，其与以大致45°方位延伸的线状电极群重叠；第二取向区域(2)，其与以大致135°方位延伸的线状电极群重叠，在相对于与该线状电极群延伸的方位相反的方向并且平行的方位315°而具有正的偏移角的方位被赋予预倾角；以及第四取向区域(4)，其与以大致315°方位延伸的线状电极群重叠，在相对于与该线状电极群延伸的方位相反的方向并且平行的方位135°而具有负的偏移角的方位被赋予预倾角。另外，在实施方式1中，CF基板的光取向膜包括被双重曝光的第四取向区域(4)。而且，TFT基板的光取向膜包括被双重曝光的第三取向区域。像这样相对于光取向的轴方位而设置了偏移角的结果，基本取向轴方位(45°/135°/225°/315°)与对应的光取向轴方位所成的角(偏离)不足90°。
此外，基本取向轴方位在第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)中分别为45°、135°、225°、315°。
基本取向轴方位与光取向轴方位所成的角是指基本取向轴方位与光取向轴方位交叉而成的角中的较小的角。
另外，上述预倾角优选为例如85°～89.5°。该预倾角更优选为88.5°以上。
此外，本说明书中，“放射状”是指例如针对图1所示的第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)的液晶层的厚度方向上的中心附近的液晶分子，第一取向区域(1)在大致225°方位使液晶分子取向，第二取向区域(2)在大致315°方位使液晶分子取向，第三取向区域(3)在大致45°方位使液晶分子取向，第四取向区域(4)在大致135°方位使液晶分子取向。
如上述那样，通过设定为相对于光取向轴方位而设置偏移角(例如，角度5°～20°的偏移角)，基本取向轴方位与对应的光取向轴方位所成的角不足90°，从而在各取向区域，液晶分子的取向方向在一个方向上决定，能够避免反向扭曲等取向不良。
此外，即使图2的“第一次”的第三取向区域(3)、第四取向区域(4)的偏移角α的群、“第二次”的第一取向区域(1)、第四取向区域(4)的偏移角α的群的两个偏移角α的群中的一方的偏移角α的群为零，若另一方的偏移角α的群不为零，则在第四取向区域(4)中与基本取向膜的偏离不是90°，能够避免反向扭曲。在图3中也相同。
图4是表示反向扭曲的概念图。例如在基本取向轴方位为225°的第三取向区域(3)，若光取向轴方位为135°，则基本取向轴方位与光取向轴方位所成的角为90°。在这样的取向区域中，基于扭曲取向的液晶的扭转方向未在一个方向上决定，而成为取向不良。
此外，通过研究可知若使取向方位从基本取向轴旋转则透过率降低，但在实施方式1中液晶层内的液晶分子通过源自狭缝电极的电场而在基本取向轴(45°/135°/225°/315°)的方向取向，因此能够避免透过率的降低。
通过实施方式1的液晶显示面板，在4D-ECB取向的液晶显示面板中，能够成为更稳定的取向状态，从而能够避免反向扭曲等取向不良。
此外，实施方式1的液晶显示面板的液晶分子的取向为放射状。由此，受到在狭缝电极的边缘部生成的斜向电场的影响的液晶分子(图1所示的矩形状的半像素的轮廓线上的液晶分子)的长轴方向、与畴部的液晶分子(图1中夸张而较大地示出的液晶分子LC)的长轴方向的扭转角不超过90°，因此能够消除不连续取向区域。其结果，畴部的取向区域放大，成为稳定的取向。
实施方式1的液晶显示面板具有：设置有放射状的狭缝的电极。由此，能够使中央干暗线细线化(例如，细线化为使图1所示的暗线的宽度分别不足10μm)，从而能够使畴部的取向区域放大。
实施方式1的液晶显示面板通过暗线区域缩小从而透过率提高。另外，取向稳定化而响应性能提高。
在实施方式1的液晶显示面板中，在第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)(图1～图3赋予(1)、(2)、(3)、(4)而示出的被分为四个的矩形区域)中的两个取向区域(第一取向区域(1)、第二取向区域(2))各自中，仅TFT基板的取向膜或者CF基板的取向膜的任一个赋予预倾角，在四个取向区域中的其他两个取向区域(第三取向区域(3)、第四取向区域(4))各自中，TFT基板的取向膜赋予的预倾角的大小与CF基板的取向膜赋予的预倾角的大小不同，TFT基板的取向膜赋予的预倾角的方位与CF基板的取向膜赋予的预倾角的方位交叉。若总结以上则如下述表1那样。下述表2示出与下述表1中的预倾的“大”、“小”、“无”对应的曝光状态。本说明书中，混合取向的取向区域是指通过一对基板的各自的取向膜使该取向膜附近的液晶分子大致垂直地取向，并且使一方的取向膜UV曝光而使该一方的取向膜附近的液晶分子预倾的取向区域。
表1：
Figure GDA0002721078700000221
表2：
预倾角 曝光状态
大 通常曝光
小 双重曝光(相反方向)
无 无曝光
在实施方式1的液晶显示面板中，关于第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)，第一取向区域(1)成为基于CF侧的预倾的混合取向区域，该预倾方位是相对于与第一线状电极群延伸的方位(45°)平行的方位45°而具有负的偏移角的方位，第二取向区域(2)成为基于TFT侧的预倾的混合取向区域，该预倾方位是相对于与第二线状电极群延伸的方位(135°)相反的方向并且平行的方位315°而具有正的偏移角的方位，第三取向区域(3)成为CF侧的预倾主导的扭曲取向区域，该预倾方位成为相对于与第三线状电极群延伸的方位(225°)平行的方位225°而具有正的偏移角的方位，第四取向区域(4)成为TFT侧的预倾主导的扭曲取向区域，该预倾方位成为相对于与第四线状电极群延伸的方位(315°)相反的方向并且平行的方位135°而具有负的偏移角的方位。这样在实施方式1的液晶面板中，成为基于TFT/CF的任一方的预倾主导的扭曲取向，因此能够使手指按压痕迹充分地复原，能够改善液晶显示面板的显示品质。
实施方式1的液晶显示面板通过基于使用了特定的曝光方向、偏光轴的UV曝光的四分割取向(预倾)构造、与基于源自狭缝电极的电场的取向的组合，实现图1所示的四分割ECB取向。
对于实施方式1的液晶显示面板的形态而言，TFT基板的取向膜以及CF基板的取向膜是包含感光性基的结合构造的光取向膜。此外，在本说明书中，光取向膜意味着由通过光照射而取向限制力变化的材料形成的膜，包含感光性基的结合构造的光取向膜意味着包括构成分子所包含的感光性的官能基彼此进行了结合的构造的光取向膜。此外，本发明的液晶显示面板也可以取代上述光取向膜而使用由有机材料形成的取向膜、由无机材料形成的取向膜、由摩擦处理等进行了取向处理的取向膜等，由此也能够发挥本发明的效果。
在本发明中，TFT基板的取向膜以及CF基板的取向膜优选包括从由4-查耳酮基、4’-查耳酮基、香豆素基以及肉桂酰基(也称为肉桂酸基)构成的群中选出的至少一个感光性基的结合构造。
上述感光性基由于光而产生二聚反应或者交联反应，据此，能够有效地抑制预倾角的差别，能够提供具有稳定的透过率的液晶显示面板。
在本发明中，TFT基板的取向膜以及CF基板的取向膜在半像素或者一像素具有三个预倾角的方位不同的取向区域、和实质上未被赋予预倾的区域。其结果，如后述那样，在将半像素或者一像素分割为四个畴的情况下，为了取向分割而进行的取向处理工序针对第一取向膜以及第二取向膜分别各两次，共计四次即可。
图5是实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的第二取向区域(2)的断开状态的截面示意图。图6是实施方式1的液晶显示面板所包含的半像素的第二取向区域(2)的接通状态的截面示意图。
对于第二取向区域(2)的液晶分子而言，TFT基板侧预倾取向，CF基板侧无曝光且未预倾取向。
在图5以及图6中，第一偏光板111的偏光轴111a是x轴的方位，第二偏光板121的偏光轴121a是y轴的方位。在TFT基板的显示区域内，在具有TFT的基板113上，部分地配置有ITO115(氧化铟锡)，全面地配置有光取向膜117。另外，在CF基板的显示区域内，在具有CF的基板123上(液晶层侧)，全面地配置有ITO125以及光取向膜127。此外，取代ITO而使用IZO(氧化铟锌)等其他的透明电极材料也无妨。对于第一取向区域(1)的液晶分子而言，CF基板侧预倾取向，TFT基板侧无曝光且未预倾取向。
以下，对实施方式1的液晶显示面板的制造方法进行说明。
在实施方式1中，首先通过通常的方法准备了取向膜形成前的一对基板。
作为一方的基板的第一基板，通过反复进行(1)利用了溅射、等离子化学气相沉积(PVCD)、真空蒸镀等的薄膜形成工序；(2)在旋涂、辊涂等后进行烘焙的抗蚀剂涂覆工序；(3)基于透镜投影(步进)、反射镜投影、接近等曝光法的曝光工序；(4)显影工序；(5)基于干式蚀刻、湿式蚀刻等的蚀刻工序；(6)基于等离子体(干式)灰化、湿式剥离等的抗蚀剂剥离工序而进行薄膜的层叠形成以及刻画图案，从而在玻璃基板上，扫描信号线以及数据信号线经由绝缘膜而以棋盘格状交叉的方式形成，制成了按每个其交点形成了薄膜晶体管以及像素电极的TFT基板。
另外，作为另一方的基板的第二基板，制成了在玻璃基板上依次形成了(1)黑矩阵、(2)RGB的着色图案、(3)保护膜、(4)透明电极膜的CF基板。
接下来，相对于第一基板以及第二基板，通过旋转浇铸(spin cast)法而涂覆了取向膜材料的溶液后，以200℃烧制而形成了取向膜。
接着，通过对取向膜的一部分照射偏振光，从而实施基于光照射的取向处理，对第一取向膜附近以及第二取向膜附近的液晶分子赋予了预倾方向。取向膜的构成分子在高分子链的侧链具有光官能基(感光性基)，但通过该取向处理，光官能基通过二聚反应而形成二聚体，形成交联构造(交联结合构造)。另外，在进行了密封形成、隔离件分散等后，在基板贴合工序中，使第一基板与第二基板贴合。由此，能够在各像素内形成液晶分子的预倾方向不同的四个畴区域。
接下来，在贴合的第一基板与第二基板之间注入了具有负的介电各向异性的液晶分子。接着，贴附偏光板，完成实施方式1所涉及的液晶显示面板，以使得在将沿着像素的短边方向的方位定义为0°时，四个畴区域包括：预倾方向沿着相对于45°的方位而具有负的偏移角的方位的第一取向区域、预倾方向沿着相对于315°的方位而具有正的偏移角的方位的第二取向区域、预倾方向沿着相对于225°的方位而具有正的偏移角的方位的第三取向区域、以及预倾方向沿着相对于135°的方位而具有负的偏移角的方位的第四取向区域。而且，通过进行安装工序使液晶显示装置完成。
以下，对实施方式1的液晶显示面板的制造方法的取向处理进行详述。
图7是实施方式1的UV曝光装置的概要图。经由UV偏振器1而照射的UV光通过UV曝光膜2而照射于基板5。基板5可以是第一基板，也可以是第二基板。UV光照射方向(光的照射方向)3表示俯视基板5主面时的UV光照射方向。上述光的照射方向也称为将从光源照射的光在基板5的表面投影的情况下的光的行进方向。基板5沿着基板移动方向4移动。在实施方式1中，UV光照射方向3与基板移动方向4平行。此外，取代使基板移动而使光源移动也无妨。
图8的(a)是实施方式1的第一次曝光的概要图。图9的(a)是实施方式1的第二次曝光的概要图。图8的(b)以及图9的(b)是将偏振器的偏光轴在基板的表面投影的俯视示意图。图7～图9中，UV偏振器1上的两箭头表示UV偏振器1的偏光轴6，基板5上的空心箭头表示液晶分子的预倾方向7。UV偏振器1的偏光轴6与UV光照射方向3实质上不同，优选成为相对于大致45°而赋予了偏移角的角度的角度。上述相对于大致45°而赋予了偏移角的角度的角度在图8的(b)中为45°+α°，在图9的(b)中为-45°-α°。如图8的(b)以及图9的(b)所示那样，优选将UV偏振器1的偏光轴6在基板5的表面投影的轴、与预倾方位7一致。由此，能够使液晶分子在所希望的方位取向。另外，也可以使将UV偏振器1的偏光轴6在基板5的表面投影的轴、与光的照射方向6成为相对于大致45°而赋予了偏移角的角度的角度。由此，能够使液晶分子的取向稳定。
图10是表示通过向实施方式1的液晶显示面板所包含的基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光而获得的液晶分子的预倾方向的概要图。
例如，在现有的曝光装置中，通过进行图8所示的“将偏光轴旋转45°+α°”、图9所示的“将偏光轴旋转-45°-α°”、“在第二次曝光前将基板旋转90°”的简单的改造，能够成为用于制造本发明的液晶显示面板的曝光装置。
(实施方式2)
图11是表示实施方式2的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
在实施方式2中，电极的线状电极部分分别从构成十字状电极部分的两个线状电极部分彼此不同地延伸。由此，能够发挥本发明的效果，并且能够防止在制造工序中通过刻画图案形成狭缝时将十字状电极部分错误地切断，能够提高制造成品率。
实施方式2的液晶显示面板的其他的结构与上述的实施方式1的液晶显示面板的结构相同。
(实施方式3)
图12是表示实施方式3的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。
在实施方式3中，像素电极具有：矩形状部分、从矩形状部分以与四个取向区域各自的分界线重叠的方式延伸的线状电极部分、以及从矩形状部分和线状电极部分在四个取向区域分别沿着45°、135°、225°、315°的方位而延伸的线状电极部分。通过这样的电极的形状也能够发挥本发明的效果。
实施方式3的液晶显示面板的其他的结构与上述的实施方式1的液晶显示面板的结构相同。
上述的实施方式1～3的液晶显示面板将半像素中的取向区域四分割，但也可以将一像素中的取向区域四分割，同样能够发挥本发明的效果。
(比较例1)
图13是表示比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。图14是表示分别基于比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图15是表示分别基于比较例1的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
在比较例1的4D-ECB取向的液晶显示面板中，在图14所示的CF基板的区域(4)、以及图15所示的TFT基板的区域(3)中，存在为了使液晶分子的取向更稳定而想办法的余地。
在CF基板的区域(4)以及TFT基板的区域(3)中，光取向轴方位从基本取向轴方位(45/135/225/315°)偏离90°，基于扭曲取向的液晶的扭转方向未在一个方向上决定，存在反向扭曲等取向不良产生的可能性。此外，图15所示的区域(3)存在产生图4所示的反向扭曲的担忧。
在比较例1的液晶显示面板中，在第一取向区域(1)、第二取向区域(2)、第三取向区域(3)、第四取向区域(4)(图14以及图15赋予(1)、(2)、(3)、(4)而示出的被分为四个的矩形区域)中的两个取向区域(第一取向区域(1)、第二取向区域(2))各自中，仅TFT基板的取向膜或者CF基板的取向膜的任一个赋予预倾角，在四个取向区域中的其他的两个取向区域(第三取向区域(3)、第四取向区域(4))各自中，TFT基板的取向膜赋予的预倾角的大小、与CF基板的取向膜赋予的预倾角的大小不同，TFT基板的取向膜赋予的预倾角的方位、与CF基板的取向膜赋予的预倾角的方位正交。若总结以上则如下述表3那样。此外，与下述表3中的预倾的“大”、“小”、“无”对应的曝光状态同上述表2相同。
表3：
Figure GDA0002721078700000291
比较例1的液晶显示面板通过基于使用了特定的曝光方向、偏光轴的UV曝光的四分割取向(预倾)构造、与基于源自狭缝电极的电场的取向的组合，实现了图13所示的四分割ECB取向。
(比较例2)
图16是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及面状电极的关系的俯视示意图。图17是表示分别基于比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图18是表示分别基于比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
比较例2的液晶显示面板如图16所示那样，产生卍形的暗线。
图19是表示比较例2的液晶显示面板所包含的82μm×245μm的像素的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及面状电极的关系的俯视示意图。图20是与图19对应的模拟图。若液晶显示面板为高精细，像素的尺寸变小，则因在虚线所示的像素边缘部产生的不连续取向区域和在像素的中央部以十字型产生的暗线而产生的卍形暗线占像素的比例变大，取向难以稳定，而且透过率以及响应性能降低。此处，在由虚线包围而示出的像素边缘部产生的不连续取向区域由于受到在狭缝电极的边缘部生成的斜向电场的影响的液晶分子(矩形状的半像素的轮廓线上的液晶分子LC1)的长轴方向、与畴部的液晶分子LC2的长轴方向的扭转角超过90°而产生。
图21是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的在TFT基板侧的液晶分子的预倾方向与在CF基板侧的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图22是表示比较例2的液晶显示面板所包含的半像素的面状电极的俯视示意图。
比较例2的液晶显示面板通过图21所示的液晶分子的四分割取向(预倾)构造、与基于源自图22所示的面状电极的电场的取向的组合，成为图16所示的取向。
图23是比较例2的曝光装置的概要图。图24是比较例2的第一次曝光的概要图。图25是比较例2的第二次曝光的概要图。图26是表示通过向比较例2的液晶显示面板所包含的基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光而获得的液晶分子的预倾方向的概要图。这些曝光能够使用现有的曝光装置来进行。
(比较例3)
图27是表示比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的四个畴、液晶分子的取向方向、以及设置有狭缝的电极的关系的俯视示意图。图27示出接通状态(白显示时的状态)的上述关系。图28是表示分别基于比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的向TFT基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图29是表示分别基于比较例3的液晶显示面板所包含的半像素的向CF基板的光取向膜的第一次曝光、第二次曝光、两曝光的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。
对于比较例3的液晶显示面板而言，液晶层为扭转取向，通过源自狭缝电极的电场而使液晶分子旋转取向的方向、与TFT基板侧以及/或者CF基板侧的光取向膜的预倾方向不同，因此手指按压痕迹未复原。另外，比较例3的液晶显示面板由于扫描方向与曝光方向成为正交方向，所以通过现有的曝光装置的扫描较困难，生产较困难。
(在与曝光方向正交的方向上扫描较困难的理由)
(1)曝光方向与扫描方向平行的情况下
图30的左侧是从光取向膜的正上方观察曝光方向与扫描方向平行的情况下的向光取向膜的曝光的图，右侧是表示左侧的y1-y2轴上的从光源入射的入射角度分布的图。图31是曝光方向与扫描方向平行的情况下的向光取向膜的曝光的立体图。
如图31所示，在一个光源的UV光(紫外光)照射区域内中，无论在怎样的位置，入射角度均几乎不变(θA≈θB)，因此没有液晶分子LC的预倾角的偏差，具备这样获得的光取向膜的液晶显示装置的显示品质优秀。
(2)曝光方向与扫描方向正交的情况
图32的左侧是从光取向膜的正上方观察曝光方向与扫描方向正交的情况下的向光取向膜的曝光的图，右侧是表示左侧的y1-y2轴上的从光源入射的入射角度分布的图。图33是曝光方向与扫描方向正交的情况下的向光取向膜的曝光的立体图。
如图33所示，在一个光源的UV光照射区域内，入射角度在照射区域内不同(θA≠θB)。具体而言，距光源越远入射角度越小，成为在Y方向上具有入射角度的分布的那样。因此，液晶分子LC的预倾角的差别变大，具备这样获得的光取向膜的液晶显示装置的显示品质变差。
(偏移角与透过率的关系)
图34是表示没有偏移角时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图35是表示偏移角为5～15°时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图36是表示偏移角为45°时的液晶分子的预倾方向的俯视示意图。图37是表示相对于偏移角(°)的透过率(％)的图。
图34～图37中，示出不使用狭缝电极而使用面状电极的情况。
如图34～图36所示，随着使偏移角变大，取向方向从基本取向轴向(45°/135°/225°/315°)向表背的偏转板的偏转轴向接近而行进，因此如图37所示那样，透过率下降。
因此，偏移角被认为防止反向扭曲并且透过率降低的影响少的5～15°为最佳。
此外，图35中，将图2以及图3所示的TFT基板、CF基板各自的各取向区域的取向方向全部集中示出。
作为本发明的液晶显示面板所能够使用的液晶显示装置，可举出汽车导航等车载用的设备、电子书、相框、工业设备、电视、个人计算机、智能手机、平板终端等。本发明优选例如在汽车导航等车载用的设备等的高温环境下、低温环境下双方可使用的设备中应用。
此外，在TFT基板中，通过SEM(Scanning Electron Microscope：扫描式电子显微镜)等的显微镜观察，能够确认本发明的液晶显示面板所涉及的电极构造等。
符号说明
LC...液晶分子；1、11...UV偏振器；2、12...UV曝光膜；3、13...UV光照射方向；4、14...基板移动方向；5、15...基板；6...偏光轴；7...预倾方位；111...第一偏光板；111a...偏光轴；113...具有TFT的基板；115、125...ITO；117、127...光取向膜；121...第二偏光板；121a...偏光轴；123...具有CF的基板。

Claims (10)

1.一种多个像素以矩阵状排列的液晶显示面板，所述液晶显示面板的特征在于，依次具有：
第一偏光板；
第一基板，其具有设置有狭缝的像素电极；
第一取向膜；
液晶层，其含有具有负的介电各向异性的液晶分子；
第二取向膜；
第二基板，其具有对向电极；以及
第二偏光板，
所述第一偏光板的偏光轴与所述第二偏光板的偏光轴相互正交，
在将沿着所述像素的短边方向的方位定义为0°时，在所述多个像素的每一个中，所述像素电极包含：与大致45°方位平行地延伸的第一线状电极群、与大致135°方位平行地延伸的第二线状电极群，与大致225°方位平行地延伸的第三线状电极群、以及与大致315°方位平行地延伸的第四线状电极群，
所述第一取向膜以及所述第二取向膜分别是在没有电压施加到所述液晶层时使所述液晶分子相对于膜表面而大致垂直地取向，并且在至少一部分的区域对所述液晶分子赋予预倾角的取向膜，
所述第一取向膜以及所述第二取向膜的任一方包含：俯视时与所述第一线状电极群重叠且在相对于所述第一线状电极群延伸的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第一取向区域、以及俯视时与所述第三线状电极群重叠且在相对于所述第三线状电极群延伸的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第三取向区域，
所述第一取向膜以及所述第二取向膜的另一方包含：俯视时与所述第二线状电极群重叠且在相对于与所述第二线状电极群延伸的方位相反的方位而具有正的偏移角的方位被赋予了预倾角的第二取向区域、以及俯视时与所述第四线状电极群重叠且在相对于与所述第四线状电极群延伸的方位相反的方位而具有负的偏移角的方位被赋予了预倾角的第四取向区域。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述取向膜是在进行了光取向处理的区域中对所述液晶分子赋予预倾角的光取向膜。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述正的偏移角分别为5～25°，
所述负的偏移角分别为-5～-25°。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述像素电极具有：俯视时与所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域以及所述第四取向区域各个的分界线重叠的十字状电极部分、以及从所述十字状电极部分延伸的所述第一线状电极群、所述第二线状电极群、所述第三线状电极群以及所述第四线状电极群。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述第一线状电极群、所述第二线状电极群、所述第三线状电极群以及所述第四线状电极群相对于构成所述十字状电极部分的两个线状部分的至少一方而成为线对称。
6.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述第一线状电极群、所述第二线状电极群、所述第三线状电极群以及所述第四线状电极群从构成所述十字状电极部分的两个线状部分的至少一方彼此不同地延伸。
7.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述像素电极具有：矩形状部分；从所述矩形状部分以与所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域以及所述第四取向区域各个的分界线重叠的方式延伸的线状电极部分；以及从所述矩形状部分以及所述线状电极部分延伸的所述第一线状电极群、所述第二线状电极群、所述第三线状电极群以及所述第四线状电极群。
8.一种权利要求1～7中任一项所述的液晶显示面板的制造方法，所述液晶显示面板的制造方法的特征在于，
包括光取向处理工序，在所述工序中，分别相对于在表面形成了第一取向膜的第一基板、以及在表面形成了第二取向膜的第二基板，从光源经由偏振器而照射光，
在所述光取向处理工序中，一边使所述第一基板或者所述第二基板移动、或者一边使光源相对于所述第一基板或者所述第二基板移动，一边照射光，
相对于所述第一基板或者所述第二基板的光的照射方向、与所述第一基板或者所述第二基板的移动方向或者光源的移动方向平行，
所述偏振器的偏光轴与光的照射方向不同。
9.根据权利要求8所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于，
所述偏振器的偏光轴与光的照射方向形成的角度成为相对于大致45°赋予了偏移角的角度。
10.一种制造权利要求1～7中任一项所述的液晶显示面板的方法，所述液晶显示面板的制造方法的特征在于，
包括光取向处理工序，在所述工序中，分别相对于在表面形成了第一取向膜的第一基板、以及在表面形成了第二取向膜的第二基板，从光源经由偏振器而照射光，
在所述光取向处理工序中，一边使所述第一基板或者所述第二基板移动、或者一边使光源相对于所述第一基板或者所述第二基板移动，一边照射光，
相对于所述第一基板或者所述第二基板的光的照射方向、与所述第一基板或者所述第二基板的移动方向或者光源的移动方向平行，
将所述偏振器的偏光轴在所述第一基板的表面或者所述第二基板的表面进行了投影的轴与光的照射方向形成的角度成为相对于大致45°赋予了偏移角的角度。
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