JP2000193975A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な表示特性を有する液晶表示装置及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 画素電極26が形成された第1の基板1
0と、第1の画素電極に対向する対向電極48が形成さ
れた第2の基板40と、第1の基板と第2の基板との間
に封入された液晶とを有する液晶表示装置において、画
素電極の端部近傍領域における画素電極と対向電極との
離間距離は、画素電極の端部近傍領域を除く領域におけ
る画素電極と対向電極との離間距離より長い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に係り、特に、電圧印加時における液晶分
子の傾斜方向を制御する垂直配向型の液晶表示装置及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アクティブマトリクスを用い
た液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)と
しては、正の誘電率異方性をもつ液晶材料を基板面に水
平に、且つ、対向する基板間で90°ツイストするよう
に配向させた、TN(TwistedNematic)モードの液晶表
示装置が広く用いられている。しかしながら、TNモー
ドの液晶表示装置は視覚特性が悪いという大きな問題を
有しており、視覚特性を改善すべく種々の検討が行われ
ている。
【0003】近時では、TNモードに替わる方式とし
て、負の誘電率異方性をもつ液晶材料を垂直配向させ、
且つ、基板表面に設けた突起により電圧印加時の液晶分
子傾斜方向を規制するMVA(Multi-domain Vertical
Alignment)方式の液晶表示装置が提案されている。M
VA方式の液晶表示装置は、図25に示すように、負の
誘電率異方性をもつ液晶材料を垂直配向させるVA(Ve
rtically Aligned)モードの液晶表示装置において、基
板110上に突起128、150を設け、電圧印加時の
液晶分子164が斜めに配向される方向が、一画素内に
おいて複数の方向になるように規制し、視覚特性の改善
を図るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のMVA方式の液晶表示装置では、画素電極126の
端部近傍領域から画素電極126の外側の領域の対向電
極148に向かって電界が延び、電気力線166が図2
6のようになっていた。このため、異常ドメインが発生
し、図26の斜線部に示すようにディスクリネーション
が発生し、輝度の低下を招いていた。
【0005】図25に示す従来のMVA方式の液晶表示
装置の透過率特性のシミュレーション結果を図27を用
いて説明する。図27は、従来のMVA方式の液晶表示
装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ
である。図27に示すように、突起128と画素電極1
26の端部との間でディスクリネーションが発生してお
り、透過率が低下している。従って、従来のMVA方式
の液晶表示装置では、輝度の高い液晶表示装置を提供す
ることが困難であった。
【0006】かかる問題を改善するため、図28に示す
ように画素電極126の端部近傍領域の対向電極148
側に突起188を設けることにより異常ドメインを減少
させる方式が提案されている。このような突起188を
設けると、図29に示すように表示領域のディスクリネ
ーションは消失することになるが、対向電極148上に
突起188を設けるため、この突起188の面積の分だ
け輝度の低下を招くこととなる。
【0007】突起188を画素電極のできるだけ外側に
形成することにより輝度を向上することも考えられる
が、オフセット、即ち画素電極126と突起188とが
オーバーラップする長さが6μmでは図29のようにデ
ィスクリネーションの発生を防止しうるが、図30に示
すようにオフセットが5μmではディスクリネーション
の発生を防止することができない。また、図31のよう
にオフセットを例えば10μmとした場合には、実質的
に従来の突起を1つ増やしたのと同じことになってしま
うため、輝度は更に低下してしまう。
【0008】なお、MVA方式ではない従来の液晶表示
装置でも、画素電極126とドレインバスライン122
との間の横方向の電界により、図32の斜線に示すよう
な領域に異常ドメインが発生し、MVA方式の液晶表示
装置と同様の問題が生じていた。本発明の目的は、良好
な表示特性を有する液晶表示装置及びその製造方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、画素電極が
形成された第1の基板と、前記画素電極に対向する対向
電極が形成された第2の基板と、前記第1の基板と前記
第2の基板との間に封入された液晶とを有する液晶表示
装置において、前記画素電極の端部近傍領域における前
記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電
極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極
と前記対向電極との離間距離より長いことを特徴とする
液晶表示装置により達成される。これにより、画素電極
の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止す
ることができ、これにより異常ドメインが生じるのを防
止することができるので、ディスクリネーションの発生
を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示
装置を提供することができる。
【0010】また、上記の液晶表示装置において、前記
画素電極の前記端部近傍領域における前記画素電極と前
記対向電極との離間距離は、前記画素電極と前記対向電
極とが対向していない領域に向かって徐々に長くなって
いることが望ましい。また、上記目的は、画素電極が形
成された第1の基板と、前記画素電極に対向する対向電
極が形成された第2の基板と、前記第1の基板と前記第
2の基板との間に封入された液晶とを有する液晶表示装
置において、前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍
領域に対応する領域に第1のスリットを有することを特
徴とする液晶表示装置により達成される。これにより、
画素電極の端部近傍領域から横方向に電界が延在するの
を防止することができ、これにより異常ドメインが生じ
るのを防止することができるので、ディスクリネーショ
ンの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い
液晶表示装置を提供することができる。
【0011】また、上記目的は、画素電極が形成された
第1の基板と、前記画素電極に対向する対向電極が形成
された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板
との間に封入された液晶とを有する液晶表示装置におい
て、前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極
と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端
部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向
電極との離間距離より短いことを特徴とする液晶表示装
置により達成される。これにより、画素電極の端部近傍
領域から横方向に電界が延在するのを防止することがで
き、これにより異常ドメインが生じるのを防止すること
ができるので、ディスクリネーションの発生を抑制する
ことができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供
することができる。
【0012】また、上記の液晶表示装置において、前記
画素電極は、前記第1の基板上に形成された補助容量電
極上に延在するように形成され、前記補助容量電極によ
り前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との
離間距離が短くなっていることが望ましい。また、上記
の液晶表示装置において、前記液晶は、負の誘電率異方
性を有する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する
配向制御手段を更に有することが望ましい。
【0013】また、上記の液晶表示装置において、前記
配向制御手段は、前記画素電極及び/若しくは前記対向
電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び/若し
くは前記対向電極に形成された第2のスリットであるこ
とが望ましい。また、上記の液晶表示装置において、前
記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化しているこ
とが望ましい。
【0014】また、上記の液晶表示装置において、前記
画素電極に隣接するバスラインを更に有し、前記配向制
御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所
定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスライン
に対してほぼ垂直になるように形成されていることが望
ましい。また、上記目的は、画素電極と、前記画素電極
上に形成された第1の配向膜とを有する第1の基板と;
前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極上に
形成された第2の配向膜とを有する第2の基板と;前記
第1の基板と前記第2の基板との間に封入された負の誘
電率異方性を有する液晶とを有する液晶表示装置におい
て、前記画素電極上の第1の領域の前記第1又は前記第
2の配向膜により配向される液晶分子のプレチルト角
は、前記第1の領域とは異なる前記画素電極上の第2の
領域の前記第1又は前記第2の配向膜により配向される
液晶分子のプレチルト角より小さいことを特徴とする液
晶表示装置により達成される。これにより、所定の領域
において液晶分子のプレチルト角を小さくするので、異
常ドメインが生じるのを防止することができ、ディスク
リネーションの発生を抑制することができる。また、表
示特性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【0015】また、上記の液晶表示装置において、前記
画素電極に隣接するバスラインを更に有し、前記第1の
領域は前記バスラインに近接する領域であることが望ま
しい。また、上記の液晶表示装置において、前記第2の
領域の前記第1又は前記第2の配向膜上に形成された第
3の配向膜を更に有し、前記第3の配向膜により配向さ
れる液晶分子のプレチルト角は、前記第1又は第2の配
向膜により配向される液晶分子のプレチルト角より大き
いことが望ましい。
【0016】また、上記目的は、基板上に電極を形成す
る工程と、前記電極上に配向膜を形成する工程と、前記
配向膜の第1の領域に第1の照射量で紫外線を照射し、
前記第1の領域と異なる前記画素電極上の第2の領域の
前記配向膜に第1の照射量より大きい第2の照射量で紫
外線を照射し、前記第1の領域の前記配向膜により配向
される液晶分子のプレチルト角が前記第2の領域の前記
配向膜により配向される液晶分子のプレチルト角より小
さくなるようにする工程とを有することを特徴とする液
晶表示装置の製造方法により達成される。これにより、
第1の領域において液晶分子のプレチルト角を小さくす
るので、異常ドメインが生じるのを防止することがで
き、ディスクリネーションの発生を抑制することができ
る。また、表示特性の良好な液晶表示装置を提供するこ
とができる。
【0017】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記紫外線を照射する工程では、紫外線に対する
透過率の低いパターンが前記第1の領域に対応して形成
されたマスクを用いて、紫外線を照射することが望まし
い。
【0018】
【発明の実施の形態】[第1実施形態]はじめに、MV
A型の液晶表示装置の構造について図1及び図2を用い
て説明する。図1は、MVA型の液晶表示装置を示す平
面図である。図2は、図1のA−A′線断面図である。
【0019】図1及び図2に示すように、ガラス基板1
0上には、補助容量を形成するためのCS電極(補助容
量電極)12と、TFTのゲート電極を含むゲートバス
ライン14が形成されている。CS電極12及びゲート
バスライン14が形成されたガラス基板10上には、ゲ
ート絶縁膜16が形成されている。ゲート絶縁膜16上
には、TFTのチャネル領域を構成する活性層18が形
成されている。活性層18が形成されたゲート絶縁膜1
6上には、活性層18の一方の側に接続されたソース電
極20と、活性層18の他方の側に接続されたドレイン
電極を含むドレインバスライン22とが形成されてい
る。
【0020】ソース電極20及びドレインバスライン2
2が形成されたゲート絶縁膜16上には、絶縁膜24が
形成されている。絶縁膜24上には、ソース電極20に
接続された画素電極26が形成されている。絶縁膜24
及び画素電極26上には、ジグザグ状に屈曲して設けら
れた光透過性の材料よりなる突起28が形成されてい
る。突起28の材料としては、例えばJSR株式会社製
のPC−335等の感光性アクリル系材料を用いること
ができる。画素電極26、突起28が形成された絶縁膜
24上には、液晶分子を垂直方向に配向する配向膜30
が形成されている。配向膜30の材料としては、例えば
JSR株式会社製のJALS−204等を用いることが
できる。
【0021】一方、ガラス基板40上には、ブラックマ
トリクス層42が形成されている。ブラックマトリクス
層42が形成されたガラス基板40上には、カラーフィ
ルタを形成する着色(CF)樹脂層46が形成されてい
る。着色樹脂層46上には、対向電極48が形成されて
いる。対向電極48上には、ガラス基板10上に形成さ
れた突起28に対して半ピッチずらしてジグザグ状に屈
曲して設けられた光透過性の材料よりなる突起50が形
成されている。突起50が形成された対向電極48上に
は、液晶分子を垂直方向に配向する配向膜30が形成さ
れている。
【0022】このように構成されたガラス基板(TFT
基板)10及びガラス基板(CF基板)40は、配向膜
30、52が互いに向かい合うように対向して配置さ
れ、これら基板の間には誘電率異方性が負であるネガ型
の液晶材料60が封止される。液晶材料60としては、
例えばメルク株式会社製のMJ95785を用いること
ができる。なお、ガラス基板10、40間には、基板1
0、40を所定の距離で離間するためのスペーサ(図示
せず)が挟み込まれる。スペーサとしては、例えば積水
ファインケミカル株式会社製のミクロパール等を用いる
ことができる。スペーサの直径は、例えば3.5μmと
することができる。こうして、MVA型の液晶表示装置
が構成されている。
【0023】次に、本発明の第1実施形態による液晶表
示装置を図3及び図4を用いて説明する。図3は、本実
施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
図4は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性の
シミュレーション結果を示すグラフである。本実施形態
による液晶表示装置は、図1及び図2に示すMVA型の
液晶表示装置のガラス基板40に凹部62が形成されて
いることに主な特徴がある。
【0024】凹部62は、画素電極26の端部近傍領域
でオーバーラップするように、ガラス基板40側に形成
されている。換言すれば、画素電極26の端部近傍領域
から外側の領域において、ガラス基板40に凹部62が
形成されている。オフセット、即ち画素電極26の端部
とガラス基板40に形成された凹部62とがオーバーラ
ップする長さは、例えば5μmとすることができる。な
お、オフセットの長さは、所望の表示特性が得られるよ
う、適宜設定することができる。
【0025】本実施形態によれば、画素電極26の端部
近傍領域から外側の領域においてガラス基板40に凹部
62が形成されているので、電気力線66が図3に示す
ようになり、画素電極26の端部近傍領域から外側の領
域に向かって電界が横方向に延びるのを抑制することが
できる。画素電極26の端部近傍領域から外側の領域に
向かって横方向に電界が延びるのを抑制することができ
るので、異常ドメインの発生を防止することができ、液
晶分子64の配向方向が乱れるのを抑制することができ
る。従って、本実施形態によれば、ディスクリネーショ
ンの発生を抑制することができ、輝度の低下を抑制する
ことができる。
【0026】次に、本実施形態による液晶表示装置の表
示特性について、図4を用いて説明する。図4は、本実
施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーシ
ョン結果を示すグラフである。図4において、横軸は基
準となる点からの基板水平方向の距離を示しており、縦
軸は基準となる点からの基板垂直方向の距離を示してい
る。Tmax[26]=0.898とは、基準となる測定
点から基板水平方向に26μm離間した位置に透過率の
最大値があり、透過率の最大値は0.898であること
を示している。Tmin[50]=0.000とは、基準
となる測定点から基板水平方向に50μm離間した位置
に透過率の最小値があり、透過率の最小値が0.000
であることを示している。他のグラフにおいても、これ
らは同様の意味で記載されているので、他のグラフにお
いては説明を省略する。
【0027】図4に示すように、本実施形態では画素電
極26と対向電極40とが対向している領域のうち突起
28が形成されている領域を除く領域において透過率特
性がほぼ均一となっており、ディスクリネーションは発
生していない。従って、本実施形態によれば、ディスク
リネーションの発生を抑制することができ、高い輝度を
有する液晶表示装置を提供することができる。
【0028】(第1の変形例)次に、本実施形態による
液晶表示装置の第1の変形例を図5を用いて説明する。
図5は、本変形例による液晶表示装置の概略を示す平面
図である。本変形例による液晶表示装置では、異常ドメ
インが生じやすい領域にのみガラス基板40に凹部62
が形成されている。
【0029】このように本変形例によれば、少なくとも
異常ドメインが生じやすい領域に凹部62が形成されて
いるので、ディスクリネーションの発生を抑制すること
ができ、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供す
ることができる。 (第2の変形例)次に、本実施形態による液晶表示装置
の第2の変形例を図6を用いて説明する。図6は、本変
形例による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【0030】本変形例による液晶表示装置は、ガラス基
板40に、端部の断面形状がテーパ状である凹部62a
が形成されていることに特徴がある。即ち、図3に示す
液晶表示装置のガラス基板40に形成される凹部は、端
部の断面形状が必ずしも直角である必要はない。このよ
うに画素電極26の端部近傍領域から外側に向かって電
界が延びない程度であれば、凹部62aの断面形状をテ
ーパ状にしてもよい。
【0031】なお、凹部62aは、異常ドメインが発生
しやすい領域にのみ形成してもよい。 [第2実施形態]本発明の第2実施形態による液晶表示
装置を図7乃至図9を用いて説明する。図7は、本実施
形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図
8は、本実施形態による液晶表示装置の画素電極を示す
平面図である。図9は、本実施形態による液晶表示装置
の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフであ
る。図1乃至図6に示す第1実施形態による液晶表示装
置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省
略または簡潔にする。
【0032】本実施形態による液晶表示装置は、第1実
施形態による液晶表示装置で形成されていた突起28、
50が形成されていず、その代わりとして第1実施形態
で突起28、50が形成されていた領域に対応してスリ
ット68、70が形成されていることに特徴がある。図
7及び図8に示すように、本実施形態による液晶表示装
置では、画素電極26aと対向電極48aにそれぞれス
リット68、70が形成されている。スリット68、7
0は、突起28、50と同様に液晶分子64を所定の方
向に配向させるためのものである。スリット68、70
からの電界により、液晶分子が所定の方向に配向され
る。
【0033】本実施形態によれば、画素電極26aと対
向電極48aにそれぞれスリット68、70が形成され
ているので、スリット68、70から延びる電界により
液晶分子64が所定の方向に配向される。本実施形態に
よれば、第1実施形態のように突起28、50を形成す
る必要がないので、製造プロセスを簡略化することがで
きる。
【0034】次に、本実施形態による液晶表示装置の表
示特性について、図9を用いて説明する。図9は、本実
施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーシ
ョン結果を示すグラフである。図9に示すように、画素
電極26aと対向電極48aとが対向している領域のう
ち、スリット68が形成されている領域を除く領域にお
いて、透過率がほぼ均一となっており、ディスクリネー
ションは発生していない。
【0035】このように、本実施形態によれば、画素電
極と対向電極にスリットが形成されているので、製造プ
ロセスを簡略化することができる。 [第3実施形態]本発明の第3実施形態による液晶表示
装置を図10乃至図12を用いて説明する。図10は、
本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図であ
る。図11及び図12は、本実施形態による液晶表示装
置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフで
ある。図1乃至図9に示す第1実施形態又は第2実施形
態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符
号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0036】本実施形態による液晶表示装置は、第1実
施形態でガラス基板40に形成されていた凹部62が形
成されていず、その代わりとして画素電極26の端部近
傍領域において対向電極48b側にスリット72が形成
されていることに特徴がある。本実施形態によれば、画
素電極26の端部近傍領域において、対向電極48b側
にスリット72が形成されているので、ガラス基板40
に凹部62が形成されている第1実施形態の場合と同様
に、画素電極26の端部近傍領域から外側に向かって電
界が延びるのを抑制することができる。
【0037】なお、スリット72は、異常ドメインが発
生しやすい領域にのみ形成してもよい。次に、本実施形
態による液晶表示装置の表示特性について、図11を用
いて説明する。図11は、オフセット、即ちスリット7
2が形成されている領域と画素電極26が形成されてい
る領域とのオーバーラップする長さを2μmとした場合
のグラフ、図12はオフセットを1μmとした場合のグ
ラフである。
【0038】図28に示す提案されている液晶表示装置
では、オフセットが5μmの場合にはディスクリネーシ
ョンが発生してしまっており(図30参照)、オフセッ
トを6μmにした場合にはディスクリネーションは発生
しなかった(図29参照)。これに対し、本実施形態に
よる液晶表示装置では、オフセットが1μmではディス
クリネーションが発生してしまうが、オフセットを2μ
mにすればディスクリネーションが発生しない。本実施
形態では対向電極48bにスリット72が形成されてい
るため、画素電極26と対向電極48bとの対向する面
積が小さくなるが、2μm程度のオフセットが確保され
ていればよい。従って、6μm程度のオフセットが必要
であった図28に示す液晶表示装置と比較して高い輝度
を得ることができる。
【0039】[第4実施形態]本発明の第4実施形態に
よる液晶表示装置を図13及び図14を用いて説明す
る。図13は、本実施形態による液晶表示装置の概略を
示す断面図である。図14は、本実施形態による液晶表
示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラ
フである。図1乃至図12に示す第1乃至第3実施形態
による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号
を付して説明を省略または簡潔にする。
【0040】本実施形態による液晶表示装置は、画素電
極26の端部近傍領域に絶縁膜より成る凸部74が形成
されており、その凸部74上に画素電極26の端部が延
在していることに主な特徴がある。本実施形態によれ
ば、画素電極26の端部が凸部74上に延在しており、
画素電極26の端部が対向電極48に向かって曲げられ
ているので、画素電極26の端部と対向電極48との距
離が短くなる。これにより、画素電極26の端部近傍領
域から外側に向かって電界が延びるのを防止することが
できる。
【0041】なお、凸部74は、異常ドメインが発生し
やすい領域にのみ形成してもよい。次に、本実施形態に
よる液晶表示装置の透過率特性を図14を用いて説明す
る。図14に示すように、本実施形態では画素電極と対
向電極とが対向している領域のうち、突起28と凸部7
4が形成されている領域を除く領域において透過率がほ
ぼ均一となっており、ディスクリネーションは発生して
いない。
【0042】このように本実施形態によれば画素電極の
端部が凸部により曲げられており、画素電極の端部と対
向電極との距離が短くなっている。これにより、画素電
極の端部近傍領域から画素電極の外側に向かって電界が
延びるのを防止することができる。 (変形例)次に、本実施形態による液晶表示装置の変形
例を図15を用いて説明する。図15は、本変形例によ
る液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【0043】図15に示すように、本変形例による液晶
表示装置は、凸部74aがCS電極12とCS電極12
を覆う絶縁膜75とにより構成されていることに主な特
徴がある。本変形例のようにCS電極12とCS電極1
2を覆う絶縁膜75とにより凸部74aを構成した場合
であっても、画素電極26の端部と対向電極48との距
離を短くすることができるので、画素電極の端部近傍領
域から画素電極の外側に向かって電界が延びるのが防止
される。従って、ディスクリネーションの発生を抑制す
ることができ、輝度の高い液晶表示装置を提供すること
ができる。
【0044】[第5実施形態]本発明の第5実施形態に
よる液晶表示装置を図16を用いて説明する。図16
は、本実施形態による液晶表示装置の突起のパターンを
示す平面図である。図1乃至図15に示す第1乃至第4
実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同
一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0045】図32に示す従来の液晶表示装置では、斜
線で示す領域において異常ドメインが強く発生し、これ
により液晶分子の配向方向が大きく乱れていた。また、
突起128、150の延在方向がバスラインの延在方向
に対して45°となっているため、視覚特性が全方位で
同じではなく、バスラインに対して約45°の方向で視
覚特性が悪くなっていた。
【0046】本実施形態による液晶表示装置は、図16
に示すように、突起28a、50aの延在方向が一定方
向ではなく連続的に変化していることに主な特徴があ
る。突起28aは画素電極26上に形成されており、突
起50aは対向電極48上に形成されている。突起28
a、50aは、例えば幅を10μm、高さを1.5μm
とすることができる。本実施形態では、突起28a、5
0aの延在方向が一定方向ではなく曲線的に、しかも連
続的に変化しているので、液晶分子64の配向方向が全
方位となる。
【0047】また、本実施形態では、異常ドメインが生
じやすい領域、即ちドレインバスライン22と画素電極
26との間や、ゲートバスライン14と画素電極26と
の間において、液晶分子64の配向方向が電界方向とほ
ぼ一致するように突起28a、50aが形成されてい
る。電界の方向と結晶分子の配向方向とがほぼ一致する
ので、ディスクリネーションの発生を抑制することがで
きる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供すること
ができる。
【0048】また、本実施形態によれば、突起28a、
50aの延在方向が一定方向ではなく連続的に変化して
いるので、液晶分子の配向方向を全方位とすることがで
き、良好な視覚特性を全方位で得ることができる。ま
た、本実施形態によれば、液晶分子が全方向に均等に配
向されるので、TN型の液晶表示装置に広く用いられて
いる安価な偏光板を用いることができ、液晶表示装置の
コストダウンに寄与することができる。
【0049】(変形例)次に、本実施形態による液晶表
示装置の変形例を図17を用いて説明する。図17は、
本変形例による液晶表示装置の突起のパターンを示す平
面図である。本変形例による液晶表示装置は、突起28
b、50bが図17のように形成されている。突起28
bは画素電極26上に形成されており、突起50bは対
向電極48上に形成されている。突起28b、50b
は、例えば幅を10μm、高さを1.5μmとすること
ができる。突起28b、50bはそれぞれバスラインに
対して45°の角度を為す直線状のパターンとバスライ
ンに対して90°の角度を為す直線状のパターンとの組
み合わせにより構成されている。
【0050】本変形例では、異常ドメインが生じやすい
領域、即ちドレインバスライン22と画素電極26との
間や、ゲートバスライン14と画素電極26との間にお
いて、液晶分子64の配向方向が電界方向とほぼ一致す
るように突起28b、50bが形成されている。電界の
方向と結晶分子の配向方向とがほぼ一致するので、ディ
スクリネーションの発生を抑制することができる。従っ
て、本変形例によれば、第5実施形態と同様にディスク
リネーションの発生を抑制することができ、また、視覚
特性を全方位で良好にすることができる。
【0051】[第6実施形態]本発明の第6実施形態に
よる液晶表示装置及びその製造方法を図18乃至図20
を用いて説明する。図18は、本実施形態による液晶表
示装置を示す平面図及び動作概念図である。図19は、
本実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図
である。図20は、UV光の照射量とプレチルト角との
関係を示すグラフである。図1乃至図17に示す第1乃
至第5実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素に
は、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0052】本実施形態による液晶表示装置は、異常ド
メインが生じやすい領域、即ち図18(a)において斜
線で示された領域にUV光を強く照射することにより、
液晶分子のプレチルト角を小さくし、これにより液晶表
示装置の表示特性を改善することに主な特徴がある。な
お、本明細書中では、基板水平方向を0°としてプレチ
ルト角を示すこととする。
【0053】図18(b)、図18(c)は、図18
(a)のA−A′線断面図である。図18(b)はTF
TがOFFになっている状態、即ち画素電極と対向電極
との間に電圧が印加されている状態、図18(c)はT
FTがONとなっている状態、即ち画素電極と対向電極
との間に電圧が印加されていない状態を示している。図
18(b)に示すように、UV光を強く照射した領域で
は液晶分子のプレチルト角が小さくなっている。異常ド
メインが生じやすい領域において液晶分子のプレチルト
角が小さくなっているので、画素電極とバスラインとの
間に大きい電位差が生じた場合でも、ディスクリネーシ
ョンの発生を抑制することができる。
【0054】次に、本実施形態による液晶表示装置の製
造方法を図19を用いて説明する。図19に示すよう
に、配向膜が形成されたTFT基板を用意する。次に、
UV光の透過率が例えば50%であるクロム膜より成る
遮光膜76が形成されたマスク78を用いて、配向膜3
0にUV光を照射する。遮光膜76は、異常ドメインが
生じやすい領域80を除く領域に形成されている。異常
ドメインが生じやすい領域80を除く領域に遮光膜76
が形成されているので、異常ドメインが生じやすい領域
80に異常ドメインが生じにくい領域82の約2倍のU
V光が照射される。UV光が強く照射された領域80の
配向膜30上では、液晶分子のプレチルト角を小さくす
ることができるので、ディスクリネーションを生じにく
くすることができる。なお、配向膜30には、JSR株
式会社製の垂直配向材等を用いることができる。
【0055】UV光の照射条件は、基板面に対して例え
ば45°の角度から照射する。基板面に対して斜めの方
向からUV光を照射することにより液晶分子のプレチル
ト角は決定されるが、基板面に対してUV光の入射角が
小さすぎると有効な照射量が少ないため露光に時間がか
かってしまう。UV光の入射角を基板面に対して約45
°とすることにより、効率よく所望のプレチルト角を設
定することができる。
【0056】UV光の照射量は、例えば29mW/cm
2、60秒とすることができる。図20は、横軸にUV
光の照射量、縦軸にプレチルト角を示したグラフであ
る。図20に示すように、UV光の照射量を増加するに
伴いプレチルト角は小さくなる傾向にある。従って、所
望のプレチルト角が得られるように適宜UV光の照射量
を設定することが望ましい。
【0057】このように本実施形態によれば、異常ドメ
インが生じやすい領域の配向膜にUV光を強く照射して
プレチルト角を小さくするので、異常ドメインが生じや
すい領域においてディスクリネーションが発生するのを
抑制することができる。 [第7実施形態]本発明の第7実施形態による液晶表示
装置及びその製造方法を図21及び図22を用いて説明
する。図21は、本実施形態による液晶表示装置を示す
平面図及び動作概念図である。図22は、本実施形態に
よる液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。図1
乃至図20に示す第1乃至第6実施形態による液晶表示
装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符
号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0058】本実施形態による液晶表示装置は、図21
(a)において斜線で示された領域にUV光を大きい照
射量で照射することにより、液晶分子のプレチルト角を
小さくし、これにより液晶表示装置の表示特性を改善す
ることに主な特徴がある。図21(b)、図21(c)
は、図21(a)のA−A′線断面図である。図21
(b)はTFTがOFFになっている状態、図21
(c)はTFTがONとなっている状態を示している。
【0059】図21(b)に示すように、UV光の照射
量が大きい領域では、液晶分子のプレチルト角が小さく
なっている。一方、UV光の照射量が小さい領域では、
液晶分子のプレチルト角が大きくなっている。一般に液
晶分子のプレチルト角の制御はUV光を照射することに
より設定することができ、UV光の照射量によりプレチ
ルト角を所望の角度に設定することができる。しかし、
プレチルト角を垂直から1°程度傾かせるのは再現性よ
く実現できたが、1°以上傾かせるのは再現性が困難で
あった。
【0060】図21に示す液晶表示装置では、プレチル
ト角の小さい領域がストライプ状に設けられているの
で、全体としての視覚特性を良好にすることができる。
次に、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を図2
2を用いて説明する。図22に示すように、配向膜30
が形成されたTFT基板を用意する。次に、図に示すよ
うにストライプ状に遮光膜76aが形成されたマスク7
8aを用いて、配向膜30にUV光を照射する。遮光膜
76aとしては、UV光の透過率が例えば50%である
クロム膜より成る遮光膜を用いることができる。遮光膜
76aのストライプのピッチは、例えば20μmとする
ことができる。所定のピッチで遮光膜76aが形成され
たマスク78aを用いてUV光を露光するので、遮光膜
76aを介してUV光が露光された領域では、遮光膜7
6aを介さずに露光された領域の約2倍の強度でUV光
が照射される。本実施形態では、ストライプ状に形成さ
れた遮光膜に応じたパターンでプレチルト角が制御され
るので、全体として安定した表示特性が得られる。な
お、配向膜には、JSR株式会社製の垂直配向材等を用
いることができる。UV光の照射条件は、基板面に対し
て例えば45°の角度から照射する。なお、所望のプレ
チルト角が得られるように適宜UV照射量を設定するこ
とが望ましい。
【0061】このように本実施形態によれば、ストライ
プ状に遮光膜が形成されたマスクを用いてUV光を露光
するので、全体として安定した表示特性を得ることがで
きる。 (変形例)次に、本実施形態による液晶表示装置の変形
例を図23を用いて説明する。図23は、本変形例によ
る液晶表示装置の概略を示す平面図である。
【0062】本変形例による液晶表示装置は、図23に
おいて斜線で示された領域にUV光を大きい照射量で照
射することにより、液晶分子のプレチルト角を小さく
し、これにより液晶表示装置の表示特性を改善すること
に主な特徴がある。本変形例では、プレチルト角の小さ
い領域がドット状に散在しているので、全体としての視
覚特性を良好にすることができる。
【0063】なお、紫外線を強く照射する領域は、ドッ
ト状のパターンに限定されるものではなく、例えば市松
模様等の他のパターンにしてもよい。 [第8実施形態]本発明の第8実施形態による液晶表示
装置を図24を用いて説明する。図24は、本実施形態
による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図1乃
至図23に示す第1乃至第7実施形態による液晶表示装
置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号
を付して説明を省略または簡潔にする。
【0064】本実施形態による液晶表示装置は、図24
に示すように、UV光が照射された配向膜30上に、別
個の配向膜84がストライプ状に形成されていることに
主な特徴がある。なお、配向膜には、JSR株式会社製
の垂直配向材等を用いることができる。ストライプ状に
形成された配向膜84には、紫外線が照射されていな
い。
【0065】図24に示すように、UV光が照射された
配向膜30上の液晶分子はプレチルト角が小さくなり、
UV光が露光されていない配向膜84上の液晶分子はプ
レチルト角が大きくなる。従って、全体として安定した
表示特性が得られる。UV光の照射条件は、基板面に対
して例えば45°の角度から照射する。なお、所望のプ
レチルト角が得られるように適宜UV照射量を設定する
ことが望ましい。
【0066】このように本実施形態によれば、UV光が
露光された配向膜状に、別個に配向膜を形成するので、
全体として安定した表示特性を得ることができる。 [変形実施形態]本発明は上記実施形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、第1乃至第5実施形態はM
VA方式の液晶表示装置に適用したが、MVA方式のみ
ならず、TN方式の液晶表示装置等あらゆる種類の液晶
表示装置に適用することができる。
【0067】また、第5実施形態では、突起の延在方向
が曲線的に変化する場合を例に説明したが、突起の延在
方向は曲線的に変化することに限定されるものではな
く、延在方向が連続的に変化するならば、例えば段階的
に変化していてもよい。また、第5実施形態では、突起
を形成する場合を例に説明したが、突起の代わりに同様
のパターンでスリットを形成してもよい。
【0068】また、第8実施形態では、TFT基板側の
配向膜30上に別個の配向膜84を形成したが、別個の
配向膜84はCF基板側の配向膜52上に形成してもよ
い。
【0069】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、画素電極
の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止す
ることができ、これにより異常ドメインが生じるのを防
止することができるので、ディスクリネーションの発生
を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示
装置を提供することができる。
【0070】また、本発明によれば、突起やスリットの
延在方向が連続的に変化するように形成されているの
で、全体として液晶分子の配向方向を平均化することが
でき、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供する
ことができる。また、本発明によれば、異常ドメインが
生じやすい領域において、画素電極とバスラインとの電
位差により生ずる電界方向と液晶分子の配向方向とがほ
ぼ一致するように突起が形成されているので、ディスク
リネーションの発生を抑制することができる。従って、
良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供することが
できる。
【0071】また、本発明によれば、異常ドメインが生
じやすい領域の配向膜にUV光を大きい照射量で照射す
ることによりプレチルト角を小さく設定するので、ディ
スクリネーションの発生を抑制することが、輝度の高い
液晶表示装置を提供することができる。また、本発明に
よれば、所定のパターンでUV光を照射するので、全体
として液晶分子の配向方向を平均化することができ、こ
れにより良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MVA型の液晶表示装置を示す平面図である。
【図2】図1のA−A′線断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による液晶表示装置の概
略を示す断面図である。
【図4】本発明の第1実施形態による液晶表示装置の透
過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図5】本発明の第1実施形態の変形例による液晶表示
装置の概略を示す平面図である。
【図6】本発明の第1実施形態の変形例による液晶表示
装置の概略を示す断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態による液晶表示装置の概
略を示す断面図である。
【図8】本発明の第2実施形態による液晶表示装置の画
素電極を示す平面図である。
【図9】本発明の第2実施形態による液晶表示装置の透
過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図10】本発明の第3実施形態による液晶表示装置の
概略を示す断面図である。
【図11】本発明の第3実施形態による液晶表示装置の
透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ(その
1)である。
【図12】本発明の第3実施形態による液晶表示装置の
透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ(その
2)である。
【図13】本発明の第4実施形態による液晶表示装置の
概略を示す断面図である。
【図14】本発明の第4実施形態による液晶表示装置の
透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフであ
る。
【図15】本発明の第4実施形態の変形例による液晶表
示装置の概略を示す断面図である。
【図16】本発明の第5実施形態による液晶表示装置の
突起のパターンを示す平面図である。
【図17】本発明の第5実施形態の変形例による液晶表
示装置の突起のパターンを示す平面図である。
【図18】本発明の第6実施形態による液晶表示装置を
示す平面図及び動作概念図である。
【図19】本発明の第6実施形態による液晶表示装置の
製造方法を示す断面図である。
【図20】UV光の照射量とプレチルト角との関係を示
すグラフである。
【図21】本発明の第7実施形態による液晶表示装置を
示す平面図及び動作概念図である。
【図22】本発明の第7実施形態による液晶表示装置の
製造方法を示す断面図である。
【図23】本発明の第7実施形態の変形例による液晶表
示装置の概略を示す平面図である。
【図24】本発明の第8実施形態による液晶表示装置の
概略を示す断面図である。
【図25】従来のMVA方式の液晶表示装置の概略を示
す断面図である。
【図26】ディスクリネーションの発生状態を示す概念
図である。
【図27】従来のMVA方式の液晶表示装置の透過率特
性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図28】提案されている液晶表示装置の概略を示す断
面図である。
【図29】提案されている液晶表示装置の透過率特性の
シミュレーション結果を示すグラフ(その1)である。
【図30】提案されている液晶表示装置の透過率特性の
シミュレーション結果を示すグラフ(その2)である。
【図31】提案されている液晶表示装置の透過率特性の
シミュレーション結果を示すグラフ(その3)である。
【図32】従来の液晶表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
10…ガラス基板 12…CS電極 14…ゲートバスライン 16…ゲート絶縁膜 18…活性層 20…ソース電極 22…ドレインバスライン 24…絶縁膜 26…画素電極 26a…画素電極 28…突起 28a…突起 28b…突起 30…配向膜 40…ガラス基板 42…ブラックマトリクス層 46…CF樹脂層 48…対向電極 48a…対向電極 48b…対向電極 50…突起 50a…突起 50b…突起 52…配向膜 60…液晶材料 62…凹部 62a…凹部 64…液晶分子 66…電気力線 68…スリット 70…スリット 72…スリット 74…凸部 74a…凸部 75…絶縁膜 76…遮光膜 76a…遮光膜 78…マスク 78a…マスク 80…領域 82…領域 84…配向膜 110…基板 122…ドレインバスライン 126…画素電極 128…突起 148…対向電極 150…突起 164…液晶分子 166…電気力線 188…突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 貴啓 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 片岡 真吾 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 吉見 琢也 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 2H090 HA14 HC13 HD14 JA03 JC03 KA04 LA01 LA04 MA01 MA10 MB14

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素電極が形成された第1の基板と、前
    記画素電極に対向する対向電極が形成された第2の基板
    と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に封入され
    た液晶とを有する液晶表示装置において、 前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前
    記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近
    傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極
    との離間距離より長いことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置において、 前記画素電極の前記端部近傍領域における前記画素電極
    と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極と前記対
    向電極とが対向していない領域に向かって徐々に長くな
    っていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 画素電極が形成された第1の基板と、前
    記画素電極に対向する対向電極が形成された第2の基板
    と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に封入され
    た液晶とを有する液晶表示装置において、 前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍領域に対応す
    る領域に第1のスリットを有することを特徴とする液晶
    表示装置。
  4. 【請求項4】 画素電極が形成された第1の基板と、前
    記画素電極に対向する対向電極が形成された第2の基板
    と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に封入され
    た液晶とを有する液晶表示装置において、 前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前
    記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近
    傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極
    との離間距離より短いことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の液晶表示装置において、 前記画素電極は、前記第1の基板上に形成された補助容
    量電極上に延在するように形成され、前記補助容量電極
    により前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極
    との離間距離が短くなっていることを特徴とする液晶表
    示装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
    液晶表示装置において、 前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、 液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有す
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の液晶表示装置において、 前記配向制御手段は、前記画素電極及び/若しくは前記
    対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び/
    若しくは前記対向電極に形成された第2のスリットであ
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の液晶表示装置において、 前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化している
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8記載の液晶表示装置にお
    いて、 前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、 前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素
    電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記
    バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 画素電極と、前記画素電極上に形成さ
    れた第1の配向膜とを有する第1の基板と;前記画素電
    極に対向する対向電極と、前記対向電極上に形成された
    第2の配向膜とを有する第2の基板と;前記第1の基板
    と前記第2の基板との間に封入された負の誘電率異方性
    を有する液晶とを有する液晶表示装置において、 前記画素電極上の第1の領域の前記第1又は前記第2の
    配向膜により配向される液晶分子のプレチルト角は、前
    記第1の領域とは異なる前記画素電極上の第2の領域の
    前記第1又は前記第2の配向膜により配向される液晶分
    子のプレチルト角より小さいことを特徴とする液晶表示
    装置。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の液晶表示装置におい
    て、 前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、 前記第1の領域は前記バスラインに近接する領域である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項12】 請求項10又は11記載の液晶表示装
    置において、 前記第2の領域の前記第1又は前記第2の配向膜上に形
    成された第3の配向膜を更に有し、 前記第3の配向膜により配向される液晶分子のプレチル
    ト角は、前記第1又は第2の配向膜により配向される液
    晶分子のプレチルト角より大きいことを特徴とする液晶
    表示装置。
  13. 【請求項13】 基板上に電極を形成する工程と、 前記電極上に配向膜を形成する工程と、 前記配向膜の第1の領域に第1の照射量で紫外線を照射
    し、前記第1の領域と異なる前記画素電極上の第2の領
    域の前記配向膜に第1の照射量より大きい第2の照射量
    で紫外線を照射し、前記第1の領域の前記配向膜により
    配向される液晶分子のプレチルト角が前記第2の領域の
    前記配向膜により配向される液晶分子のプレチルト角よ
    り小さくなるようにする工程とを有することを特徴とす
    る液晶表示装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項13記載の液晶表示装置の製造
    方法において、 前記紫外線を照射する工程では、紫外線に対する透過率
    の低いパターンが前記第1の領域に対応して形成された
    マスクを用いて、紫外線を照射することを特徴とする液
    晶表示装置の製造方法。
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