CN110320711A - 液晶面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板。所述液晶面板依次具备:具有多个像素电极和第一取向膜的第一基板、液晶层、以及具有共用电极和第二取向膜的第二基板,在行方向上连续的至少30个像素中,晶畴排列相同,位于第n行的显示单元区域中的晶畴配置顺序为第一晶畴、第二晶畴、第三晶畴以及第四晶畴的顺序,位于第n+1行的显示单元区域中的晶畴配置顺序为第一晶畴以及第四晶畴位于第二晶畴以及第三晶畴之间,像素电极在与位于显示单元区域的两端的晶畴的至少一个重叠的区域设置有切口,具有与各晶畴的取向矢量平行的多条微小狭缝。
Description
技术领域
本发明涉及液晶面板及其制造方法。更详细而言,涉及具有将一个像素分割为多个取向区域(晶畴)的结构的液晶面板、以及适于制造该液晶面板的液晶面板的制造方法。
背景技术
液晶显示装置是利用液晶组合物而进行显示的显示装置,其代表性的显示方式是从背光源对在一对基板间封入了液晶组合物的液晶面板照射光,对液晶组合物施加电压而使液晶分子的取向变化,由此控制透过液晶面板的光的量。这样的液晶显示装置具有薄型、轻型以及耗电量低之类的特长,因此可用于智能手机、平板PC、汽车导航等电子设备中。
以往来,正在研究取向分割技术,即,将一个像素分割为多个取向区域(晶畴),在每个取向区域中使液晶分子取向于不同方位,从而提高视角特性。作为公开了取向分割技术的现有技术文献,例如可举出专利文献1。
在专利文献1中公开了一种液晶显示装置,其特征在于,包括:显示基板,其具有多个像素区域,并具有沿着第一方向而弯曲的曲面形状;对置基板,其与上述显示基板对置,并与上述显示基板结合而与上述显示基板一起具有曲面形状;以及液晶层,其配置于上述显示基板以及上述对置基板之间,对上述多个像素区域分别定义多个晶畴,在上述多个晶畴中的至少两个晶畴中,上述液晶层的液晶分子取向的方向互不相同,上述多个晶畴沿与上述第一方向交叉的第二方向排列。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-31961号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,在使用了取向分割技术的液晶面板中,有时产生具有视角特性的显示不均。该显示不均具有视角特性,因此无法通过现有公知的不均修正技术来抑制。因此,谋求用于抑制具有视角特性的显示不均的方法。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供可抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板、以及适于制造该液晶面板的液晶面板的制造方法。
解决问题的方案
本发明者针对具有视角依赖性的显示不均的产生原因进行了各种研究的结果是,发现了在将一个像素分割为多个取向区域(晶畴)的液晶面板中,在像素电极设置微小狭缝的情况下,位于像素的端部的晶畴的亮度容易与其他晶畴的亮度不同。认为这是因为,为了在像素的端部配置TFT等元件,在像素电极中,在与位于像素的端部的晶畴重叠的区域设置有切口本身、和由于该切口与微小狭缝的接近而使微小狭缝的线宽不一致的程度变化这两者引起的。因此,想到通过使位于邻接的行的像素的晶畴的排列顺序不同,若位于像素的端部的晶畴未向特定的部分偏离,则能够令人满意地解决上述课题,得到本发明。
即,本发明的一个方式是液晶面板,其依次具备:具有以矩阵状配置的多个像素电极和第一取向膜的第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及具有共用电极和第二取向膜的第二基板,上述液晶面板在对以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部作为起点、以上述第二基板侧的长轴端部作为终点的取向矢量进行了定义时,对上述第一取向膜以及上述第二取向膜进行取向处理,以使得在与单一的上述像素电极重叠的每个显示单元区域中,上述取向矢量互不相同的多个晶畴在列方向上排列,在行方向上连续的至少30像素中,上述多个晶畴的排列相同,位于第n行(n为1以上的任意的整数)的上述显示单元区域中的晶畴配置顺序为,上述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、上述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、上述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及上述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,位于第n+1行的显示单元区域中的晶畴配置顺序满足上述第一晶畴以及上述第四晶畴位于上述第二晶畴以及上述第三晶畴之间的关系,上述像素电极在与位于上述显示单元区域的两端的晶畴的至少一个重叠的区域设置有切口,并且在与上述第一晶畴、上述第二晶畴、上述第三晶畴以及上述第四晶畴重叠的区域设置有与各晶畴的上述取向矢量平行的多条微小狭缝。
本发明的其他一个方式是制造上述方式的液晶面板的方法,上述液晶面板的制造方法包含通过光刻形成上述多条微小狭缝的工序,上述光刻包含:经由形成有与上述多条微小狭缝对应的图案的掩模、以及多个透镜而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光的情况。
发明效果
根据本发明,能够提供可抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板、以及适于该液晶面板的制造的液晶面板的制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一个例子的剖视图。
图2是表示实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第二基板的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。
图3是对液晶分子的倾斜方位与取向矢量的关系进行说明的图。
图4是将实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第一基板的电极/布线结构重叠而示出的平面示意图。
图5是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的所有晶畴以像素内的位置为基础而进行了整理的图,(a)表示位于像素的中央侧的晶畴组,(b)表示位于像素的端侧的晶畴组。
图6是表示比较方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第二基板的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。
图7是将比较方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第一基板的电极/布线结构重叠而示出的平面示意图。
图8是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的所有晶畴以像素内的位置为基础进行了整理的图,(a)表示位于像素的中央侧的晶畴组,(b)表示位于像素的端侧的晶畴组。
图9是表示使用了多透镜的光刻的图。
图10的(a)是表示多透镜中的各透镜的配置关系的剖面示意图,(b)是表示由于使用了(a)所示的多透镜的扫描式曝光,而在形成了具有微小狭缝的像素电极时所产生的亮度不均的图案的概念图。
图11是表示光取向处理装置的一个例子的概要图。
图12是表示使用了光取向处理装置的光取向处理工序的一个例子的图。
图13的(a)是对TFT基板(第一基板)的光取向处理进行说明的图,(b)是对CF基板(第二基板)的光取向处理进行说明的图,(c)是对进行了光取向处理的TFT基板以及CF基板的贴合后的状态进行说明的图。
图14是表示微小狭缝的配置图案的例子的平面示意图。
图15是表示微小狭缝的配置图案的例子的平面示意图。
图16是对实施方式的液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)表示液晶面板未挠曲的状态,(b)表示液晶面板挠曲的状态。
图17是对实施方式的液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图18是对实施方式的液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图19是对实施方式的液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图20是对第一现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第一现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第一现有液晶面板挠曲的状态。
图21是对第一现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图22是对第一现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图23是对第一现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图24是对第二现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第二现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第二现有液晶面板挠曲的状态。
图25是对第二现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图26是对第二现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图27是对第二现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图28是对第三现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第三现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第三现有液晶面板挠曲的状态。
图29是对第三现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图30是对第三现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图31是对第三现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式所记载的内容,在满足本发明的结构的范围内,能够适当地进行设计变更。
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一个例子的剖视图。如图1所示,本实施方式的液晶显示装置具有:液晶面板100、和在液晶面板100的背面侧配置的背光源110。液晶面板100依次具有:背面侧偏振板20、具有多个像素电极35以及第一取向膜71的第一基板30、含有液晶分子41的液晶层40、具有第二取向膜72以及对置电极(共用电极)51的第二基板50、以及显示面侧偏振板60。另外,液晶面板100在液晶层40的周围具有密封材料80。
首先,对本实施方式的液晶显示装置的显示方式进行说明。在本实施方式的液晶显示装置中,光从背光源110向液晶面板100入射,通过对液晶层40中的液晶分子41的取向进行切换,来控制透过液晶面板100的光的量。液晶分子41的取向的切换通过利用多个像素电极35以及对置电极51对液晶层40施加电压来进行。在向液晶层40的施加电压不足阈值时(无电压施加时),通过第一取向膜71以及第二取向膜72,限制液晶分子41的初始取向。
在无电压施加时,液晶分子41相对于第一基板30以及第二基板50实质上垂直地取向。此处,“实质上垂直”是指通过被第一取向膜71以及第二取向膜72实施的取向处理,液晶分子41相对于第一基板30以及第二基板50稍微倾斜地取向。无电压施加时的液晶分子41的相对于第一基板30以及第二基板50的预倾角优选85°以上且不足90°。若在像素电极35以及对置电极51间施加电压则在液晶层40内产生纵电场,液晶分子41从无电压施加时起维持倾斜方位,并且更大地倾斜取向。
在本说明书中,针对液晶分子41的倾斜方位,使用适当地俯视液晶面板100而以液晶分子41的第一基板30侧的长轴端部作为起点(以下也称为“液晶指向矢的尾部”)41S、以第二基板50侧的长轴端部作为终点(以下也称为“液晶指向矢的头部”)41T时的取向矢量进行说明。此外,取向矢量成为与液晶分子41相对于第一基板30侧的第一取向膜71的倾斜方位相同的方向,成为与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二取向膜72的倾斜方位相反的方向。本说明书中,“方位”是指投影于基板面观察时的朝向,不考虑从基板面的法线方向起的倾斜角(极角、预倾角)。另外,液晶分子41在无电压施加时实质上垂直地取向(稍微倾斜取向),在电压施加时,维持无电压施加时的倾斜方位并且较大地倾斜取向,因此取向矢量的起点41S以及终点41T在对液晶层40施加了电压的状态下确认即可。
第一取向膜71以及第二取向膜72优选为使光取向膜材料成膜,并显现通过进行光取向处理而使液晶分子41在特定方向上取向的功能的光取向膜。光取向膜材料是指由于紫外光、可见光等光(电磁波)照射而产生结构变化,显现对存在于其附近的液晶分子41的取向进行限制的性质(取向限制力)的材料、取向限制力的大小以及/或者朝向变化的所有材料。光取向膜材料例如包括二聚化(二聚物形成)、异构化、光弗里斯重排、分解等反应由于光照射而产生的光反应部位。作为通过光照射而二聚化以及异构化的光反应部位(官能基),例如可举出,肉桂酸、肉桂酰、4-查尔酮、香豆素、二苯乙烯等。作为通过光照射而异构化的光反应部位(官能基),例如可举出偶氮苯等。作为通过光照射而进行光弗里斯重排的光反应部位,例如可举出苯酚酯结构等。作为通过光照射而分解的光反应部位,例如可举出1,2,3,4-环丁烷四羧酸-1,2:3,4-二酐(CBDA)等包含环丁烷环的二酐等。另外,光取向膜材料优选显示出在垂直取向(Vertical Alignment)模式下能够使用的垂直取向性的材料。作为光取向膜材料,例如可举出,包含光反应部位的聚酰胺(聚酰胺酸)、聚酰亚胺、聚硅氧烷衍生物、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇等。
图2是表示实施方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第二基板50的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。如图2所示,对于本实施方式的液晶面板100而言,多个像素10以N行M列(N以及M为1以上的整数)的矩阵状排列。此处,像素10是指与单一的像素电极35重叠的显示单元区域,分别设置有与R(红)的彩色滤光片重叠的R像素、与G(绿)的彩色滤光片重叠的G像素、以及与B(蓝)的彩色滤光片重叠的B像素。图2中,由单点划线包围的部分是一个像素。在第二基板50,沿列方向延伸的条纹状的彩色滤光片在行方向上按R、G、B依次配置。即,行方向上的像素10的配置顺序是R像素、G像素以及B像素的反复,相同色的像素10在列方向上连续地配置。
在像素10内设置有取向矢量互不相同的四个晶畴。这些晶畴能够通过使相对于第一取向膜71以及第二取向膜72的取向处理互不相同来形成。在向液晶层40的电压施加时,液晶分子41倾斜取向为与各晶畴的取向矢量一致。
在图2中,为了容易理解地示出液晶分子41的倾斜方位,通过针状物(圆锥体)表示液晶分子41,圆锥的底面表示第二基板50侧(观察者侧),圆锥的顶点表示第一基板30侧。图3是对液晶分子41的倾斜方位与取向矢量的关系进行说明的图。
在列方向上连续的相同色的像素组包含四个晶畴的配置顺序不同的像素10。具体而言,位于第n行(n为1以上的任意的整数)的像素(第n行像素)中的晶畴配置顺序为,取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴10a、取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴10b、取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴10c、以及取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴10d的顺序,位于与第n行邻接的第n+1行的像素(第n+1行像素)中的晶畴配置顺序满足第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于第二晶畴10b以及第三晶畴10c之间的关系。如图2所示,第n+1行像素中的晶畴配置顺序优选为第三晶畴10c、第四晶畴10d、第一晶畴10a以及第二晶畴10b的顺序。也可以是,在沿列方向连续的相同色的像素组中,四个晶畴的配置顺序不同的两种像素交替反复配置。即,如图2所示,位于第n+2行的像素中的晶畴配置顺序也可以是第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c、第四晶畴10d的顺序。
从获得良好的视角特性的观点考虑,第一晶畴10a的取向矢量、第二晶畴10b的取向矢量、第三晶畴10c的取向矢量以及第四晶畴10d的取向矢量成为以每90°朝向不同方向的四个取向矢量的组合。此外,各晶畴的取向矢量能够根据位于俯视时晶畴内的中央并且位于剖视时液晶层的中央的液晶分子41的朝向来决定。
从抑制产生于晶畴间的暗线的观点考虑,优选在俯视第n行像素时,第一晶畴10a的取向矢量、第二晶畴10b的取向矢量、第三晶畴10c的取向矢量以及第四晶畴10d具有下述(1)~(3)的关系。
(1)第一晶畴10a的取向矢量与第二晶畴10b的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交(成为大致90°的角度)的关系(以下也称为“晶畴边界条件A”)。
(2)第二晶畴10b的取向矢量与第三晶畴10c的取向矢量具有:起点彼此相对并且相互平行(成为约180°的角度)的关系(以下也称为“晶畴边界条件B”)。
(3)第三晶畴10c的取向矢量与第四晶畴10d的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交(成为大致90°的角度)的关系(晶畴边界条件A)。
此外,在本说明书中,“正交(成为大致90°的角度)”是指在可获得本发明的效果的范围内实质上正交即可,具体而言成为75~105°的角度,优选成为80°~100°的角度,更优选成为85°~95°的角度。在本说明书中,“平行(成为约180°的角度)”是指在可获得本发明的效果的范围内实质上平行即可,具体而言,成为-15~+15°的角度,优选成为-10°~+10°的角度,更优选成为-5°~+5°的角度。
上述暗线是由于液晶分子41的取向方位以不同晶畴的边界而液晶分子41的取向不连续而形成的。对于液晶分子41的取向成为不连续的区域而言,无法使液晶分子41在想要的方向上取向,因此在显示时无法使光充分透过,从而导致识别为暗部。以线状形成的暗部被称为暗线。若暗线产生,则像素10的透射率(对比度比)降低,因此液晶面板100的光利用效率降低。近年来,像素10的高清晰化发展,每一个像素的面积变小,但即便像素10变小,暗线的面积也没有变化,因此像素10内的暗线所占的面积比例增加,防止光利用效率的降低变得更加重要。另外,若暗线按每像素10产生于不同位置,则针对显示的均匀性也降低。相对于此,本发明者对暗线的产生状况根据晶畴的排列而变化的情况进行了研究,发现了全部满足上述(1)~(3)的关系的晶畴边界条件A-B-A的排列可有效抑制暗线。
此外,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中,液晶分子41的基板间扭转角优选为45°以下,更优选为大致0°。即,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中,液晶分子41相对于第一基板30侧的第一取向膜71的倾斜方位、与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二取向膜72的倾斜方位所成的角度优选为45°以下,更优选为大致0°。
在本实施方式的液晶面板100中,如图2所示,在行方向上连续的至少30个像素中,第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的排列顺序(晶畴排列)相同。对于在行方向上连续配置的晶畴排列相同的像素而言,优选相对于显示区域的行方向的像素总数为1/2以上的比例,更优选相对于显示区域的行方向的像素总数为90%以上的比例。另外,更优选显示区域整体在行方向上排列的像素为相同的晶畴排列。通过利用扫描曝光进行相对于第一取向膜71以及第二取向膜72的取向处理,能够使在行方向上排列的像素成为相同的晶畴排列。扫描曝光例如使用图11所示那样的光取向处理装置实施即可。
通过使在行方向上连续配置的像素的晶畴排列相同,从而能够抑制由于液晶面板100的横向(行方向)的嵌合偏离而引起的不良状况的产生。具体而言,能够抑制由于液晶面板100挠曲而引起的显示不均等显示不良状况的产生,作为其效果,显著呈现出附加价值更高、更大型、更高清晰的液晶面板。由此,本实施方式的液晶面板100实现优异的显示品质,能够适用于高附加价值的大型、高清晰液晶显示器。并且,也能够在外观设计性高、大型、高清晰的曲面(非平面)显示器中使用。此外,作为改善上述显示不均的其另一方法,有使遮光体较粗的方法,但在该方法中导致透射率降低。特别是,高清晰液晶面板其本身透射率低,因此透射率的进一步降低丧失商品性能等,成为较大的问题。
液晶面板100具有大型化、轻型化(玻璃基板的轻薄化)、高清晰化的趋势。大型化、轻型化的液晶面板100容易挠曲,特别是在长边方向(行方向)上容易挠曲。若液晶面板100挠曲,则导致第一基板30与第二基板50的嵌合局部且不规则地偏离。在具有多畴结构的现有的液晶面板的情况下,若嵌合偏离,则晶畴边界的暗线的宽度、形状变化,透射率变化,因此产生显示不均。该显示不均为从液晶面板的上端延伸至下端的带状的不均,且有时产生于不规则的位置,从而有时使液晶面板整体的显示品质显著恶化。另外,该显示不均具有越比较高价的大型且高清晰的液晶面板则越容易产生的趋势。相对于此,本实施方式的液晶面板100具有多畴结构,并且未产生由于横向(行方向)的嵌合偏离而引起的暗线的宽度、形状的变化。其理由是,本实施方式的液晶面板100横向(行方向)的晶畴排列相同,因此在横向上不存在晶畴边界以及暗线,因此成为相对于上述显示不均的本质上的对策。
参照附图对液晶面板100挠曲的情况下的显示不均的产生状况进行说明。
图16是对实施方式的液晶面板100挠曲的情况进行说明的图,(a)示出液晶面板100未挠曲的状态,(b)示出液晶面板100挠曲的状态。如图16的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离所产生的部分、嵌合偏离未产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离所产生的部分的任一个中均未产生显示不良。图17是对实施方式的液晶面板100的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图17所示,在晶畴边界区域产生类型A的暗线,该类型A的暗线在由于具有不同取向的邻接晶畴的影响而使取向连续地变化的区域产生。图18是对实施方式的液晶面板100的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图18所示,在液晶面板100挠曲的状态下,例如,TFT基板向左侧偏离,CF基板向右侧偏离,嵌合偏离产生,但横向的偏离不影响液晶取向,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。图19是对实施方式的液晶面板100的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图19所示,横向的偏离不影响液晶取向,仅在晶畴边界区域,产生类型A的暗线。
图20是对第一现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第一现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第一现有液晶面板挠曲的状态。如图20的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离所产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离所产生的部分中产生显示不良。图21是对第一现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图21所示,仅在晶畴边界区域,产生类型A的暗线。图22是对第一现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图22所示,在第一现有液晶面板挠曲而使TFT基板向左侧偏离、CF基板向右侧偏离从而产生了第一方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,由于上下基板的嵌合偏离,TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,亮度比嵌合偏离未产生的部分降低。图23是对第一现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图23所示,在第一现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离、CF基板向左侧偏离从而产生了第二方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,亮度比嵌合偏离未产生的部分降低。
图24是对第二现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第二现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第二现有液晶面板挠曲的状态。如图24的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离所产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离所产生的部分中产生显示不良。图25是对第二现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图25所示,仅在晶畴边界区域,产生类型A的暗线。图26是对第二现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图26所示,在第二现有液晶面板挠曲而使TFT基板向左侧偏离、使CF基板向右侧偏离从而产生了第一方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线向遮光体外显现,亮度比未产生嵌合偏离的部分降低。图27是对第二现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图27所示,在第二现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离、使CF基板向左侧偏离从而产生了第二方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线向遮光体外显现,亮度比嵌合偏离未产生的部分降低。
图28是对第三现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第三现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第三现有液晶面板挠曲的状态。如图28的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离所产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离所产生的部分中产生显示不良。图29是对第三现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图29所示,仅在晶畴边界区域,产生类型A的暗线。图30是对第三现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图30所示,在第三现有液晶面板挠曲而使TFT基板向左侧偏离、CF基板向右侧偏离从而产生了第一方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线向遮光体外显现。由于类型A的暗线所显现的是特定颜色的像素,所以与嵌合偏离未产生的部分相比,产生色偏。图31是对第三现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离所产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图31所示,在第三现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离、使CF基板向左侧偏离从而产生了第二方式的嵌合偏离的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不一致,产生在液晶的取向成为异常的区域发生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线向遮光体外显现。类型A的暗线所显现的是特定颜色的像素,因此与未产生嵌合偏离的部分相比,产生色偏。
接下来,对本实施方式的液晶显示装置的结构的概要进行说明。第一基板30是有源矩阵基板(TFT基板),能够使用液晶面板的领域中通常使用的基板。图4是将实施方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第一基板30的电极/布线结构重叠示出的平面示意图。作为俯视第一基板30时的结构,可举出以下结构,即,在透明基板31上设置有:多根平行的栅极布线G;沿相对于栅极布线G正交的方向延伸并且相互平行地形成的多根源极布线S;同栅极布线G与源极布线S的交点对应地配置的TFT13等有源元件;以及在由栅极布线G和源极布线S划分出的区域配置的多个漏极布线D以及像素电极35等。也可以与栅极布线G平行地配置有电容布线Cs。另外,在第一基板30的剖面中,在栅极布线G与像素电极35之间,设置有栅极绝缘膜、层间绝缘膜等绝缘膜32。
作为TFT13,适当地应用使用氧化物半导体而形成沟道的部件。作为上述氧化物半导体,例如能够使用,由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Ga-Zn-O)、由铟(In)、锡(Tin)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Tin-Zn-O)、或者由铟(In)、铝(Al)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Al-Zn-O)等。
像素电极35分别与第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d重叠。因此,在向液晶层40的电压施加时,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中沿液晶层40的厚度方向施加相同大小的电场。
像素电极35在与位于像素10的两端的晶畴的至少一个重叠的区域设置有切口。即,在与第n行像素中的第一晶畴10a以及第四晶畴10d的至少一个、以及第n+1行像素中的第二晶畴10b以及第三晶畴10c的至少一个重叠的区域,像素电极35具有切口。在第n行像素中的第四晶畴10d与第n+1行像素中的第三晶畴10c之间配置有栅极布线G、TFT13,但通过在像素电极35设置有切口,从而能够防止像素电极35与栅极布线G、TFT13重叠。
另外,在像素电极35分别设置有与重叠的第一、第二、第三以及第四晶畴10a、10b、10c、10d的取向矢量平行的多条微小狭缝(微细狭缝)36。在本说明书中,多条微小狭缝是将沿与所希望的液晶的取向方向(取向矢量)平行的方向延伸的狭缝部分和电极部分作为一组而使多组相连而成的结构。多条微小狭缝36产生与狭缝部分的延伸方向平行的槽状的电场畸变。由多条微小狭缝36形成的电场与基板表面平行,且具有与狭缝部分的延伸方向垂直的横向电场成分。由于该横向电场成分而使液晶分子41的取向方向变化,液晶分子41在与狭缝部分平行的方向上取向。
多条微小狭缝36的宽度(Space)以及间距(Line+Space)优选满足下述条件。
微小狭缝36的宽度(Space)≤5.1μm
微小狭缝36的间距(Line+Space)≤11μm
多条微小狭缝36的宽度(Space)以及间距(Line+Space)更优选满足下述条件。
微小狭缝36的宽度(Space)≤4.3μm
微小狭缝36的间距(Line+Space)≤8.3μm
像素电极35优选在列方向侧的两端未设置有多条微小狭缝36。即,如图4所示,优选由多条微小狭缝36的狭缝部分区分出的线状的电极部分在列方向侧的两端中通过连结部(实体电极)而相互电连接。
另外,优选多条微小狭缝36未设置至像素电极35的端部。通过微小狭缝36,具有取向限制力提高,响应速度变快这样的优点,其反面也具有生产效率的降低、可产生由扫描曝光的不均等引起的线宽不一致这样的缺点,因此也可以限定微小狭缝36的配置区域。例如,微小狭缝36的配置图案也可以是图14的(a)~(e)以及图15的(a)、(b)所示的图案。如图示那样,也可以在第二晶畴10b与第三晶畴10c的边界配置狭缝(以下也称为“中心狭缝”)37。在第二晶畴10b与第三晶畴10c的边界中,相互邻接的晶畴的取向矢量的角度差为180°,因此未使液晶分子41在想要的方向上取向,在显示时容易产生光未充分透过的线状的暗部(暗线)。因此,能够通过配置中心狭缝37而产生电场形变,来抑制暗线。中心狭缝37的宽度优选为1~8μm,更优选为2.5~6μm。
在第一基板30中,像素电极35按每像素10配置,如上述那样,第n行像素中的晶畴配置顺序为第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的顺序,第n+1行像素中的晶畴配置顺序满足第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于第二晶畴10b以及第三晶畴10c之间的关系。因此,在第n行像素中,第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于像素的端侧,第二晶畴10b以及第三晶畴10c位于像素的中央侧。另外,在第n+1行像素中,第二晶畴10b以及第三晶畴10c位于像素的端侧,第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于像素的中央侧。图5是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的所有晶畴以像素内的位置为基础进行了整理的图,(a)示出位于像素的中央侧的晶畴组,(b)示出位于像素的端侧的晶畴组。如图5所示,位于像素的中央侧的晶畴组、以及位于像素的端侧的晶畴组分别由每90°朝向不同方向的第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的组合构成。
作为第二基板50,能够使用彩色滤光片基板(CF基板)。作为彩色滤光片基板的结构,可举出以下结构,即,在透明基板上,设置有以格子状形成的黑矩阵、格子即在像素10的内侧形成的彩色滤光片等。上述黑矩阵也可以以与像素10的边界重叠的方式按每一个像素以格子状形成,而且,也可以以沿着短边方向横穿一个像素的中央的方式按每半像素以格子状形成。通过以与暗线的产生区域重叠的方式形成黑矩阵,从而能够难以观察到暗线,能够使暗线对显示的影响最小化。
对置电极51配置为,经由液晶层40而与像素电极35相对。在对置电极51与像素电极35之间形成纵电场,使液晶分子41倾斜,从而能够进行显示。彩色滤光片例如按每列,也可以以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,也可以以黄色(Y)、红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,也可以以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、绿色(G)的顺序配置。
对置电极51优选为面状电极。对置电极51也可以是透明电极,例如,能够通过氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料、或者它们的合金形成。
本实施方式的液晶面板100通过以包围液晶层40的周围的方式设置的密封材料80将第一基板30以及第二基板50贴合,从而将液晶层40保持于规定的区域。作为密封材料80,例如能够使用含有无机填料或者有机填料以及固化剂的环氧树脂等。
另外,在本实施方式中,也可以使用聚合物持续取向(PSA:Polymer SustainedAlignment)技术。PSA技术通过将含有光聚合性单体的液晶组合物封入第一基板30以及第二基板50之间,其后对液晶层40照射光而使光聚合性单体重合,由此在第一取向膜71以及第二取向膜72的表面形成聚合体(聚合物),通过该聚合物而使液晶的初始倾斜(预倾)固定化。
如图2所示,背面侧偏振板20的偏振轴与显示面侧偏振板60的偏振轴也可以相互正交。此外,偏振轴也可以是偏振板的吸收轴,也可以是偏振板的透过轴。背面侧偏振板20以及显示面侧偏振板60典型而言,可举出,在聚乙烯醇(PVA)膜使具有二色性的碘络合物等各向异性材料吸附取向的结构。通常在PVA膜的两面层压三醋酸纤维素膜等保护膜而供作实用。此外,也可以在背面侧偏振板20与第一基板30之间、以及显示面侧偏振板60与第二基板50之间,配置相位差膜等光学膜。
作为背光源110,只要是产生包含可见光的光的部件则未特别限定,也可以是产生仅包含可见光的光的部件,也可以是产生包含可见光以及紫外光双方的光的部件。为了能够实现基于液晶显示装置的彩色显示,适当地使用产生白色光的背光源。作为背光源110的种类,例如适当地使用发光二极管(LED)。此外,在本说明书中,“可见光”是指波长380nm以上且不足800nm的光(电磁波)。
本实施方式的液晶显示装置除了液晶面板100以及背光源110之外,还由TCP(带/载体/封装)、PCB(印刷布线基板)等外部电路;视角放大膜、亮度提高膜等光学膜;边框(框架)等多个部件构成,也可以根据部件的不同,而装入其他部件。对除已经说明的部件以外的部件未特别限定,能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的部件,因此省略说明。
接下来,对由本实施方式的液晶面板100获得的效果进行说明。
本实施方式的液晶面板100使第n行像素中的晶畴排列与第n+1行像素中的晶畴排列不同,使位于像素的中央侧的晶畴组所含的四个晶畴与位于像素的端侧的晶畴组所含的四个晶畴的组合一致,由此根据以下的原理,可抑制具有视角依赖性的显示不均。
首先,对具有视角依赖性的显示不均的产生原理进行说明。
图6是表示比较方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第二基板50的彩色滤光片的配置关系的平面示意图,图7是将比较方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第一基板30的电极/布线结构重叠示出的平面示意图。如图6以及图7所示,在所有像素10中的晶畴配置顺序为第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c、第四晶畴10d的顺序的情况下,在所有像素10的像素电极35中,在与第一晶畴10a以及第四晶畴10d重叠的区域设置有切口,在与第二晶畴10b以及第三晶畴10c重叠的区域未设置有切口。作为其结果,第二晶畴10b以及第三晶畴10c的亮度与第一晶畴10a以及第四晶畴10d的亮度的差在所有像素10共同产生。
此处,图8是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的所有晶畴以像素内的位置为基础进行了整理的图,(a)示出位于像素的中央侧的晶畴组,(b)示出位于像素的端侧的晶畴组。在使图8所示的方向成为0°方位时,在图6以及7所示的晶畴排列的情况下,位于像素的中央侧的晶畴组(第二晶畴10b以及第三晶畴10c)的液晶分子41在+45°方位上取向,位于像素的端侧的晶畴组(第一晶畴10a以及第四晶畴10d)在-45°方位上取向,处于相互正交的关系。因此,导致+45°方位处的亮度与-45°方位处的亮度不一致,从而产生具有视角依赖性的显示不均。
相对于此,在本实施方式中,如图5所示,位于像素的中央侧的晶畴组所含的四个晶畴、与位于像素的端侧的晶畴组所含的四个晶畴的组合一致。由此,在将与设置有像素电极35的切口的区域重叠晶畴以第n行的像素以及第n+1行的像素的整体来考虑时,能够使第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d均衡地分散,作为其结果,能够抑制具有视角依赖性的显示不均的产生。
接下来,对本实施方式的液晶面板100的制造方法进行说明。本实施方式的液晶面板100的制造方法未特别限定,能够使用液晶面板的领域中通常使用的方法。设置于第一基板30的栅极布线G、像素电极35、设置于第二基板50的彩色滤光片能够使用光刻等而形成。
作为形成具有微小狭缝36的像素电极35的方法,从刻画图案的精度、生产率等观点考虑,适当地使用光刻。在由光刻形成微小狭缝36的情况下,相对于在成为像素电极35的材料的导电膜之上形成的感光性树脂(光致抗蚀剂),经由形成有与微小狭缝36对应的图案的掩模而照射光。上述光也可以经由多个透镜(多透镜)而照射。
此处,参照附图对微小狭缝36的刻画图案所使用的光经由多透镜而照射的情况进行说明。图9是表示使用了多透镜的光刻的图。如图9所示,经由具有形成有与微小狭缝36对应的遮光图案或者透光图案的图案形成区域151的掩模150、和包含多个透镜的多透镜160,进行相对于基板170的曝光。使用在基板170且在成为像素电极35的材料的导电膜171之上形成有光致抗蚀剂172的结构。曝光方式优选为一边使包含掩模150以及多透镜160的曝光部、以及基板170的至少一个移动一边进行曝光的扫描式曝光(扫描曝光)。在曝光后,依次进行光致抗蚀剂172的显影、导电膜171的蚀刻、光致抗蚀剂172的剥离。
在使用多透镜160而曝光的情况下,存在每个透镜的焦点、照度不一致的担忧。图10的(a)是表示多透镜160中的各透镜160A、160B、160C、160D、160E的配置关系的剖面示意图,图10的(b)是表示由于使用了图10的(a)所示的多透镜160的扫描式曝光,而在形成具有微小狭缝36的像素电极35时产生的亮度不均的图案的概念图。若在以图10的(a)所示的透镜160A、160B、160C、160D、160E的配置进行了扫描式曝光时每个透镜160A、160B、160C、160D、160E的焦点、照度存在差别,则如图10的(b)所示,在与透镜160A、160B、160C、160D、160E分别对应的曝光区域172A、172B、172C、172D、172E中,导致微小狭缝36的线宽不一致。作为其结果,液晶面板100的亮度按每曝光区域172A、172B、172C、172D、172E而不同,有时被识别为显示不均。特别是邻接的曝光区域172A、172B、172C、172D、172E的边界为微小狭缝36的线宽变化的部分,因此被识别为接缝状的显示不均,导致有损液晶面板100的显示品质。
上述显示不均的产生状况,在正面观看时,在图4那样的本实施方式的液晶面板100和图7那样的比较方式的液晶面板中相同。针对该正面观看的显示不均,能够通过基于现有公知的图像数据的不均修正技术来改善。成为问题的是无法通过不均修正技术来改善的具有视角依赖性的显示不均。相对于此,在本实施方式的液晶面板100中,作为抑制具有视角依赖性的显示不均的方法,通过使第n行像素中的晶畴排列与第n+1行像素中的晶畴排列不同,从而晶畴排列的反复单位不是一行(4晶畴),而是两行(8晶畴)。作为其结果,即使如上述那样在各晶畴间产生由于切口的有无而引起的亮度之差,与各行的晶畴排列相同的一般的形式相比,也获得在正面观看以及透视的任意一个中曝光区域172A、172B、172C、172D、172E的边界均难以被识别为接缝状的显示不均这样的效果。
另外,第一取向膜71以及第二取向膜72的任一方或者双方的取向膜也能够使用光取向膜。在这种情况下,相对于光取向膜的取向处理能够通过照射紫外光、可见光等光(电磁波)的光取向处理来进行。光取向处理例如能够使用具有对第一取向膜71以及第二取向膜72照射光的光源、并具有能够进行遍及多个像素的连续的扫描曝光的功能的装置来进行。作为扫描曝光的具体方式,例如可举出,一边使基板移动一边使从光源发出的光线照射在基板面上的方式、以及一边使光源移动一边使从该光源发出的光线照射在基板面上的方式、一边使光源以及基板移动一边使从光源发出的光线照射在基板面上的方式。
以下对取向处理的具体例进行说明。图11是表示光取向处理装置的一个例子的概要图。图11所示的光取向处理装置200对在液晶面板用基板上形成的光取向膜进行光取向处理。图11中,示出在第一基板(液晶面板用基板)30形成的第一取向膜71,但针对第二取向膜72也能够处理。光取向处理装置200包括光照射机构280、和载置液晶面板用基板30的工作台250。
光照射机构280具有光源220、偏振器230以及旋转调整机构260。光源220以及偏振器230也可以配置于灯箱270内。光源220的种类未特别限定,能够使用光取向处理装置的领域中通常使用的部件。例如能够使用低压汞灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯等。
从光源220照射的光221也可以是紫外光、可见光等光(电磁波)等,但优选波长为280~400nm。
偏振器230例如从由光源220朝向液晶面板用基板30射出的光,取出直线偏振光。此外,偏振轴是指上述偏振器的透过轴或者吸收轴。作为偏振器230,例如可举出,有机树脂系偏振器、线栅偏振器、偏振分束器(PBS:Polarizing beam splitter)等。
作为上述有机树脂系偏振器,例如可举出,使聚乙烯醇吸附碘,并以片状延伸的偏振器等。
作为上述线栅偏振器,例如可举出以下部件,即,具有透光性基材和形成在上述透光性基材上的多个金属细线,且上述多个金属细线以比向线栅偏振器入射的光的波长短的周期配置。上述金属细线例如由铬等光吸收性的金属材料形成。若在液晶面板用基板30重叠上述线栅偏振器而进行光照射,则液晶分子在与上述金属细线的延伸方位正交的方位上取向。在偏振器230为上述线栅偏振器的情况下,上述偏振轴处于与上述金属细线的延伸方位正交的方位。通过使用金属细线的延伸方位不同的线栅偏振器,能够高效地进行取向分割处理。
作为偏振分束器,例如可举出,立方体型、板型的部件。作为立方体型的PBS,例如可举出,将两个棱镜的斜面彼此接合且在其一方的斜面蒸镀有光学薄膜的结构。
偏振器230也可以相对于上述光的照射轴垂直地配置。在未将偏振器230相对于上述光的照射轴垂直地配置的情况下,有时由于偏振器230内的波导效应等而对液晶分子的取向带来影响。上述光的照射轴是从光源220朝向液晶面板用基板30照射的光221的直行方向。上述偏振器相对于上述光的照射轴垂直地配置是指以从偏振器的法线方向朝向液晶面板用基板照射光的方式配置,“垂直”是指上述偏振器的法线与上述光的照射轴所成的角不足0.5°的范围。
也可以在光源220与偏振器230之间具有波长选择滤波器235。经由波长选择滤波器235而照射的光的主波长也可以是280~400nm。选择波长为280~400nm,从而使示出构成第一取向膜71的光取向性的材料产生结构变化,能够显现取向限制力。从上述光源照射的光的强度也可以是10~100mJ/cm2。
波长选择滤波器235未特别限定,能够使用光取向处理装置的领域中通常使用的部件。作为波长选择滤波器235,例如可举出,在滤波器中分散对除透过波长以外的波长进行吸收的物质而成的部件、在滤波器的表面涂敷对除透过波长以外的波长进行反射的物质而成的部件等。
上述光相对于液晶面板用基板30的照射角也可以是30°~60°。上述照射角由图11的θ1来表示,在使液晶面板用基板30的表面为0°,使液晶面板用基板30的法线为90°的情况下,为液晶面板用基板30的平面与上述光的照射轴所成的角。
上述偏振器的消光比也可以是50:1~500:1。若将对偏振器照射了光的情况下的最大透射率设为Tmax,将使该偏振器旋转了90°的最小透射率设为Tmin,则上述消光比由Tmax:Tmin来表示。上述消光比(使Tmin为1的情况下的Tmax的值)越高,则越能够取出所希望的偏振轴方向的光,因此能够减少液晶分子的倾斜方位的偏差。
旋转调整机构260使偏振器230的偏振轴231旋转,并将液晶面板用基板30面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质成为45°。通过使曝光方向253相对于光的照射方向252实质上成为45°,从而能够保持使液晶面板用基板30的移动方向251与光的照射方向252平行的状态,相对于液晶面板用基板30,通过生产率优异的扫描曝光进行光取向处理。如图11所示的那样,光的照射方向252是将从光源220照射的光221投影于液晶面板用基板30面的情况下的光的行进方向。曝光方向253是指从光源220经由偏振器230而向液晶面板用基板30面照射的偏振光的振动方向。根据曝光方向253,决定在液晶面板用基板30的表面形成的取向膜70赋予液晶分子的预倾的方位。
基于旋转调整机构230的偏振轴231的调整例如通过以下的方法来进行。首先,以使偏振轴231相对于光源的照射方向252成为45°的方式设定偏振器230。也将由上述旋转调整机构调整之前的偏振轴的方位称为“45°方位”。接下来,考虑到光相对于液晶面板用基板的照射角、取向膜材料的折射率等,基于由几何计算而计算出的数据,旋转调整机构260使偏振器230从45°方位旋转而对偏振轴231的方位进行调整。通过旋转调整机构260,使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述基板面中的曝光方向一致,能够使液晶面板中的液晶分子的倾斜方位成为所希望的角度。此外,若不具有旋转调整机构230,而保持使偏振轴231固定于45°方位的状态进行光取向处理,则有时液晶分子的倾斜方位从45°偏离10°左右。
旋转调整机构260也可以使偏振器230的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转。通过旋转调整机构,使偏振轴以-15°~+15°的范围旋转,从而即使改变光相对于液晶面板用基板30的照射角,也能够调整上述曝光方向253,使液晶分子的倾斜方位成为所希望的角度。为了将液晶面板用基板面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252而实质上成为45°,例如使偏振轴231从上述45°方位旋转+7.55°而成为52.55°。
光取向处理装置200也可以还具有旋转机构264。旋转机构264能够使偏振器230的偏振轴231从45°方位选择实质45°以及实质90°中任一个而旋转。在将相对于光源的照射方向252绕顺时针方向45°的方位设为+45°方位的情况下,若使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,则旋转后的偏振轴231相对于上述光的照射方向而成为-45°方位。通过使偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,而且通过旋转调整机构260进行调整,从而在旋转的前后,能够保持使曝光方向253相对于光的照射方向252实质上成为45°的状态进行光照射。因此,在使图2所示那样的液晶分子的倾斜方位互不相同的四个取向区域沿着像素的长边方向配置这样的取向控制模式的液晶面板的制造中适用。而且,能够通过扫描曝光来制造上述新的取向控制模式的液晶面板,因此能够大幅提高生产效率。从上述45°方位实质上为45°或者实质上为90°是指相对于上述45°方位,从45°或者90°分别绕顺时针方向或者绕逆时针方向成为15°的角度的范围。上述45°方位、90°方位是指从45°、90°分别±0.5°的范围。
旋转机构264能够使偏振器230的偏振轴231从上述45°方位实质上也旋转45°。若使偏振轴231从上述45°方位旋转45°,则旋转后的偏振轴231与上述光的照射方向平行,因此也能够进行使偏振器的偏振轴与光的照射方向一致的现有的光取向处理。
工作台250是载置液晶面板用基板30的工作台,在工作台250上固定液晶面板用基板30,一边使液晶面板用基板30移动或者一边使光源相对于液晶面板用基板30移动一边照射光。通过进行这样的扫描式曝光(扫描曝光),能够高效地进行光取向处理。另外,光相对于液晶面板用基板30的照射方向与液晶面板用基板30的移动方向或者光源220的移动方向平行,因此在一个光源的光照射区域内中,来自光源的光相对于基板的入射角度几乎相同,因此赋予液晶分子的预倾角(极角)的角度也几乎相同。因此,能够抑制光照射区域内的预倾角的偏差,制造显示品质优异的液晶面板。光取向处理装置200也可以具有使工作台250移动的工作台扫描机构以及/或者使光源220移动的光源扫描机构。上述“平行”包括上述光的照射方向与液晶面板用基板30的移动方向或者光源220的移动方向所成的角不足5°的范围。
光取向处理装置200也可以除了上述机构之外还具备遮光部件240等。通过一边通过遮光部件240对未照射光的部分进行遮光一边进行光取向处理,从而能够进行取向分割处理。
若使用上述光取向处理装置,则能够使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述液晶面板用基板面中的曝光方向一致,从而使液晶面板100中的液晶分子41的倾斜方位成为所希望的角度。
以下使用图12对使用了光取向处理装置200的光取向处理工序的一个例子进行说明。图12是表示使用了光取向处理装置的光取向处理工序的一个例子的图。图12所示的光取向处理工序是使用具有一个偏振器230的光照射机构280,通过旋转机构264使偏振器230的偏振轴231旋转来进行光取向处理的例子。图12中,为了对液晶面板用基板30的朝向进行说明,在一角示出切口部,但实际的液晶面板用基板30也可以不具有切口部。
如图12所示的那样,将液晶面板用基板30的移动方向251设为第一方向,将光的照射方向252设为第二方向,使用光照射机构280,经由波长选择滤波器235(未图示)以及偏振器230进行第一次的光照射。第一方向与第二方向平行。未进行光照射的区域由遮光部件240进行遮光。偏振器230的偏振轴231设定为相对于光的照射方向252绕顺时针方向+45°方位,其后,通过旋转调整机构260,将液晶面板用基板30面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252而实质成为45°后,进行第一次光照射。接下来,使遮光部分240移动,利用旋转机构264使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,相对于光的照射方向252绕逆时针方向成为-45°方位后,利用旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第二次光照射。其后,使基板180°旋转,而且使遮光部分240移动,利用旋转机构264使偏振器230从上述-45°方位旋转90°而成为+45°方位后,利用旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第三次光照射。最后,使遮光部分240移动,利用旋转机构264使偏振器230从上述+45°方位旋转90°而成为-45°方位后,利用旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第四次光照射。进行了上述光照射工序的液晶面板用基板30以与在一个像素形成的四个取向区域对应的区域为单位而预倾的方位253不同。液晶面板用基板30的移动方向251以及光的照射方向252在第一次~第四次光照射中全部相同。另外,在第一次~第四次光照射全部中,偏振轴231由于旋转调整机构260,将液晶面板用基板30面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质上成为45°。
图13的(a)是对TFT基板(第一基板)的光取向处理进行说明的图,图13的(b)是对CF基板(第二基板)的光取向处理进行说明的图,图13的(c)是对进行了光取向处理的TFT基板以及CF基板的贴合后的状态进行说明的图。如图13的(a)所示,TFT基板(第一基板)30通过第一次~第四次光照射按每晶畴改变预倾的方位253而进行光取向处理。另外,CF基板(第二基板)50也与TFT基板同样,如图13的(b)所示,通过第一次~第四次光照射按每晶畴改变预倾的方位254而进行光取向处理。若使如图13的(a)以及(b)所示那样进行了光取向处理的TFT基板30以及CF基板50贴合,则实施方式的液晶面板100所具备的第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d完成。
[附记]
本发明的一个方式是液晶面板,其依次具备:具有以矩阵状配置的多个像素电极和第一取向膜的第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及具有共用电极和第二取向膜的第二基板,上述液晶面板在对以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部作为起点、以上述第二基板侧的长轴端部作为终点的取向矢量进行了定义时,对上述第一取向膜以及上述第二取向膜进行取向处理,以使得在与单一的上述像素电极重叠的每个显示单元区域中,上述取向矢量互不相同的多个晶畴在列方向上排列,在行方向上连续的至少30像素中,上述多个晶畴的排列相同,位于第n行(n为1以上的任意的整数)的上述显示单元区域中的晶畴配置顺序为,上述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、上述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、上述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及上述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,位于第n+1行的显示单元区域中的晶畴配置顺序满足上述第一晶畴以及上述第四晶畴位于上述第二晶畴以及上述第三晶畴之间的关系,上述像素电极在与位于上述显示单元区域的两端的晶畴的至少一个重叠的区域设置有切口,并且在与上述第一晶畴、上述第二晶畴、上述第三晶畴以及上述第四晶畴重叠的区域设置有与各晶畴的上述取向矢量平行的多条微小狭缝。
在上述方式中,也可以是,上述像素电极在上述列方向侧的两端未设置有上述多条微小狭缝。
在上述方式中,也可以是,上述多条微小狭缝未设置至上述像素电极的端部。
位于第n+1行的上述显示单元区域中的上述晶畴配置顺序也可以是上述第三晶畴、上述第四晶畴、上述第一晶畴以及上述第二晶畴的顺序。
在上述方式中,也可以是,在俯视位于上述第n行的上述显示单元区域时,上述第一晶畴的取向矢量与上述第二晶畴的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交的关系,上述第二晶畴的取向矢量与上述第三晶畴的取向矢量具有:起点彼此相对并且相互平行的关系,上述第三晶畴的取向矢量与上述第四晶畴的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交的关系。
在上述方式中,也可以是,上述第一基板在位于上述第n行的上述显示单元区域的上述第四晶畴与位于上述第n+1行的上述显示单元区域的上述第二晶畴或者上述第三晶畴之间,具有栅极布线以及薄膜晶体管,上述像素电极的上述切口设置于上述薄膜晶体管的配置区域。
也可以是,上述液晶分子在向上述液晶层的无电压施加时,相对于上述第一基板以及上述第二基板实质上垂直地取向,在向上述液晶层的电压施加时,以与上述多个晶畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
也可以是,在上述多个晶畴中,上述液晶分子的基板间扭转角为45°以下。
也可以是,上述第一取向膜以及上述第二取向膜的至少一个为光取向膜。优选上述第一取向膜以及上述第二取向膜双方为光取向膜。
本发明的其他一个方式是制造上述方式的液晶面板的方法,上述液晶面板的制造方法包含通过光刻形成上述多条微小狭缝的工序,上述光刻包含:经由形成有与上述多条微小狭缝对应的图案的掩模、以及多个透镜而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光。
本发明的又一其他一个方式是制造上述方式的液晶面板的方法,在液晶面板的制造方法中,针对上述光取向膜的上述取向处理包含:从光源经由偏振器而从倾斜方向照射偏振光,使上述偏振器的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转,将上述光取向膜的表面中的曝光方向调整为相对于光的照射方向实质上为45°方位。
附图标记说明
10:像素
10a:第一晶畴
10b:第二晶畴
10c:第三晶畴
10d:第四晶畴
13:TFT
20:背面侧偏振板
30:第一基板(液晶面板用基板)
31:透明基板
32:绝缘膜
35:像素电极
36:微小狭缝(微细狭缝)
37:中心狭缝
40:液晶层
41:液晶分子
41S:起点(液晶指向矢的尾部)
41T:终点(液晶指向矢的头部)
50:第二基板
51:对置电极
60:显示面侧偏振板
71:第一取向膜
72:第二取向膜
80:密封材料
100:液晶面板
110:背光源
150:掩模
151:图案形成区域
160:多透镜
160A、160B、160C、160D、160E:透镜
170:基板
171:导电膜
172:光致抗蚀剂
172A、172B、172C、172D、172E:曝光区域
200:光取向处理装置
220:光源
221:光
230:偏振器
231:偏振轴
235:波长选择滤波器
240:遮光部件
250:工作台
251:基板的移动方向
252:光的照射方向
253、254:曝光方向(预倾的方位)
260:旋转调整机构
264:旋转机构
270:灯箱
280:光照射机构
Cs:电容布线
D:漏极布线
G:栅极布线
S:源极布线
Claims (12)
1.一种液晶面板,其依次具备:具有以矩阵状配置的多个像素电极和第一取向膜的第一基板、
含有液晶分子的液晶层、以及
具有共用电极和第二取向膜的第二基板,所述液晶面板的特征在于,
在对以所述液晶分子的所述第一基板侧的长轴端部作为起点、以所述第二基板侧的长轴端部作为终点的取向矢量进行了定义时,对所述第一取向膜以及所述第二取向膜进行取向处理,以使得在与单一的所述像素电极重叠的每个显示单元区域中,所述取向矢量互不相同的多个晶畴排列在列方向上,
在行方向上连续的至少30个像素中,所述多个晶畴的排列相同,
位于第n行(n为1以上的任意的整数)的所述显示单元区域中的晶畴配置顺序为所述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、所述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、所述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及所述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,
位于第n+1行的显示单元区域中的晶畴配置顺序满足所述第一晶畴以及所述第四晶畴位于所述第二晶畴以及所述第三晶畴之间的关系,
所述像素电极在与位于所述显示单元区域的两端的晶畴的至少一个重叠的区域设置有切口,并且在与所述第一晶畴、所述第二晶畴、所述第三晶畴以及所述第四晶畴重叠的区域设置有与各晶畴的所述取向矢量平行的多条微小狭缝。
2.根据权利要求1所述的液晶面板,其特征在于,
所述像素电极在所述列方向侧的两端并未设置所述多条微小狭缝。
3.根据权利要求1所述的液晶面板,其特征在于,
所述多条微小狭缝并未设置至所述像素电极的端部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
位于第n+1行的所述显示单元区域中的所述晶畴配置顺序为所述第三晶畴、所述第四晶畴、所述第一晶畴以及所述第二晶畴的顺序。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
在俯视位于所述第n行的所述显示单元区域时,所述第一晶畴的取向矢量与所述第二晶畴的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交的关系,所述第二晶畴的取向矢量与所述第三晶畴的取向矢量具有:起点彼此相对并且相互平行的关系,所述第三晶畴的取向矢量与所述第四晶畴的取向矢量具有:终点彼此相对并且相互正交的关系。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一基板在位于所述第n行的所述显示单元区域的所述第四晶畴与位于所述第n+1行的所述显示单元区域的所述第二晶畴或者所述第三晶畴之间,具有栅极布线以及薄膜晶体管,
所述像素电极的所述切口设置于所述薄膜晶体管的配置区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述液晶分子在未对所述液晶层施加电压时,相对于所述第一基板以及所述第二基板而实质上垂直地取向,在对所述液晶层施加电压时,以与所述多个晶畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
在所述多个晶畴中,所述液晶分子的基板间扭转角为45°以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一取向膜以及所述第二取向膜的至少一个为光取向膜。
10.根据权利要求9所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一取向膜以及所述第二取向膜均为光取向膜。
11.一种液晶面板的制造方法,其为制造权利要求1~10中任一项所述的液晶面板的方法,所述液晶面板的制造方法的特征在于,
包含通过光刻形成所述多条微小狭缝的工序,
所述光刻包含:经由形成有与所述多条微小狭缝对应的图案的掩模以及多个透镜而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光。
12.一种液晶面板的制造方法,其为制造权利要求9或10所述的液晶面板的方法,所述液晶面板的制造方法的特征在于,
针对所述光取向膜的所述取向处理包含:从光源经由偏振器而从倾斜方向照射偏振光,
使所述偏振器的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转,将所述光取向膜的表面的曝光方向调整为相对于光的照射方向实质上为45°方位。
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