JP2007052266A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶分子の配向均一性を向上させ、明るく良好な表示品位、広い視野角、高速応答特性を有する液晶表示パネルを安価に提供する。
【解決手段】 アレイ基板１０１及び対向基板１０２と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含みアレイ基板１０１及び対向基板１０２に挟持される液晶層１９０と、を備え、アレイ基板１０１は、液晶層１９０に電界を印加する画素電極１５１と、画素電極１５１をスイッチングするＴＦＴ１２１と、を備え、液晶層１９０に印加される電界の傾きを制御する畝状突起９が、少なくともアレイ基板１０１に備えられた液晶表示パネル１００の製造方法であって、アレイ基板１０１上にＴＦＴ１２１の一部となる層１５を形成する工程と、層１５をパターンニングして畝状突起９とＴＦＴ１２１の一部とを形成する工程と、を有する液晶表示パネル１００の製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、マルチドメイン型ＶＡＮモードに関するもので、特にＴＦＴなどの能動素子により駆動される液晶表示パネル及びその製造方法に関する。

液晶素子を用いた表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するために、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等さまざまな分野に応用されている。特に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）を用いた液晶素子は、その応答性から携帯テレビやコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モニターに用いられている。

近年、情報量の増加に伴い表示装置の高精細化や高速応答性が要求され始めており、高精細化にはＴＦＴアレイ構造の微細化により対応がなされている。一方、高速応答性ではネマチック液晶を用いたＯＣＢ方式、ＶＡＮ方式、ＨＡＮ方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）方式、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）方式が検討されている。

特に、ＶＡＮ型配向モードは、従来のツイストネマチック型（ＴＮ）モードより速い応答速度が得られることや、垂直配向処理の採用により従来静電気破壊など不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を削除可能なことから近年注目されている液晶表示モードである。さらに、ＶＡＮ型モードでは視野角の補償設計が比較的容易なことから、マルチドメイン型ＶＡＮモード（以下、ＭＶＡモードと略称する）として広い視野角を実現することが可能である。

ここで、ＭＶＡモードの液晶表示パネルの断面の一例を概略的に図１２に示す。一般に、ＭＶＡモードにおける配向分割のための手段としては、液晶層を挟持する一方あるいは両方の基板上に畝状の突起、又はＩＴＯ電極の欠落部（スリット）などを形成する方法がある（特許文献１参照）。

図１２に示す例では、アレイ基板１０１上の画素電極１５１にはスリットＳＬ１が、また対向基板１０２上の共通電極２２表面には対向突起３０がそれぞれ形成されている。

ここで負の誘電異方性を示すネマチック液晶材料を用いた場合、画素電極１５１のスリットＳＬ１では電界離散効果により電界がスリット外側に傾斜し、液晶分子１９０ＡはスリットＳＬ１の内側に傾斜する。

一方で、対向基板１０２側では対向突起３０の形状効果により液晶分子１９０Ａは対向突起３０の外側に傾斜する。そこで、液晶分子１９０Ａの傾斜方向が揃うようにアレイ基板１０１と対向基板１０２とを組み合せることで良好に配向分割を行うことができる。

また、近年ではＴＦＴアレイ上に着色層を直接作り込む技術の開発により対向基板とアレイ基板との位置合わせを必要としないプロセスが実用化され始めている。

新たに開発が進められているのが、対向基板上に配向分割用の構造体を形成することなく、アレイ基板上の要素によってのみ液晶配向制御を行う方式である。この片側基板のみによる配向制御モードを、以下の文中ではＡＶＡＮモード（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｎｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅ）と略称する。

ここで、ＡＶＡＮモードの液晶表示素子の一例を図１３に示す。この例では、アレイ基板１０１上の画素電極１５１下層に畝状突起９が形成され、対向基板１０２上には共通電極２２のみが設けられている。ここで負の誘電異方性を示すネマチック液晶材料を用いた場合、画素電極エッジ部では電界離散効果により電界がスリット外側に傾斜し、液晶分子１９０Ａはスリットの内側に傾斜する。

また、突起部周辺の液晶分子１９０Ａは、画素電極１５１表面の凹凸形状効果により畝状突起９と平行な方向にダイレクタを揃えて配向する。この２つの効果の組み合せにより、液晶の配向方向を制御する。
特開２００３−１０７５０８号公報

しかし、上述したＭＶＡモード及びＡＶＡＮモードの液晶表示方式は、アレイ基板又は対向基板上に配向分割用の畝状突起を形成する必要があるため、製造コストが上昇する恐れがあった。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、製造コストを低減し、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶表示素子を安価に提供するものである。

本発明の第１の態様による液晶表示パネルの製造方法は、第１及び第２基板と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２基板に挟持される液晶層と、を備え、前記第１基板は、前記液晶層に電界を印加する画素電極と、前記画素電極をスイッチングする薄膜トランジスタと、を備え、前記液晶層に印加される電界の傾きを制御する畝状突起が、少なくとも前記第１基板に備えられた液晶表示パネルの製造方法であって、前記第１基板上に前記薄膜トランジスタの一部となる層を形成する工程と、前記層をパターンニングして前記畝状突起と前記薄膜トランジスタの一部とを形成する工程と、を有する。

また、本発明の第２の態様による液晶表示パネルは、第１及び第２基板と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２基板間に挟持される液晶層と、を備え、前記第１基板は、前記液晶層の電界を印加する画素電極と、前記画素電極をスイッチングする薄膜トランジスタと、を備え、前記液晶層に印加される電界の傾きを制御する畝状突起が、少なくとも前記第１基板に備えられ、前記畝状突起は、前記薄膜トランジスタの一部と同一材料で形成される。

本発明によれば、製造コストを低減し、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶表示素子を安価に提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態に係る液晶表示パネルについて図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液晶表示パネル、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示パネルは、ＭＶＡモードで表示を行う液晶表示パネル１００である。液晶表示パネル１００は、図１に示すように、アレイ基板１０１と、このアレイ基板１０１に対向配置された対向基板１０２と、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に配置された液晶層１９０とを備えている。

上記の液晶表示パネル１００において、画像を表示する表示領域１０３は、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼り合わせる外縁シール部材１０６によって囲まれた領域内に形成されている。外縁シール部材１０６の外側の領域には、表示領域１０３の外周に沿って配置された周辺領域１０４が形成されている。また、液晶層１９０は、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含んでいる。

図２に示すように、アレイ基板１０１は、表示領域１０３においてマトリクス状に配置されたｍ×ｎ個の画素電極１５１、これら画素電極１５１の行方向に沿って形成されたｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、これら画素電極１５１の列方向に沿って形成されたｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）を有している。さらに、アレイ基板１０１は、画素電極１５１の行に沿って配置されるｍ本の補助容量線１５４を有している。

走査線Ｙ１〜Ｙｍは信号線Ｘ１〜Ｘｎと略直交し、補助容量線１５４と略平行に配置される。各補助容量線１５４は対向電極駆動回路等から対向電位ＶＣＯＭとして得られる所定電位に設定され、対応行の画素電極１５１と容量結合してそれぞれ補助容量Ｃｓを構成する。

また、各画素電極１５１に対応して、走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差位置近傍にスイッチング素子として配置された薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）１２１が備えられている。ＴＦＴ１２１は、対応走査線Ｙおよび対応信号線Ｘに接続され、この走査線Ｙからの駆動電圧により導通し、信号線Ｘからの信号電圧を対応する画素電極１５１に印加する。

また、周辺領域１０４において、アレイ基板１０１は、走査線Ｙを駆動する走査線駆動回路１１８、信号線Ｘを駆動する信号線駆動回路１１９などを有している。

図４に示すように、画素電極１５１は金属等の遮光性導電部材からなる信号線Ｘおよび走査線Ｙによって区画され、電気的に絶縁された状態でこれら信号線Ｘおよび走査線Ｙに僅かに重なっている。画素電極１５１はガラス基板などの光透過性絶縁基板ＧＬ２上に形成されるＩＴＯ等の透明導電部材からなり、その平面的な広がりによって液晶層１９０の画素領域に電界を印加する。

また、この画素電極１５１は、画素電極１５１の下地となる畝状突起９に対応した起伏を有する。図４では、ハッチングが畝状突起９の範囲を示している。畝状突起９は液晶層１９０の画素領域が複数のドメインに配向分割されるように画素電極１５１から印加される電界を制御し、また外縁を隆起させることより畝状突起９に依存して画素電極１５１の外縁付近に得られた電界の傾きを補正する。本実施形態では、畝状突起９幅、及び畝状突起９の間の距離は５μｍで設計した。

本実施形態では、画素電極１５１は、スリットＳＬ２を形成することによって３つのサブピクセルに分割している。各サブピクセルには、略９０°で交差する畝状突起９が繰り返し配列され、各サブピクセルは４つのドメインに分割されている。

なお、本発明では畝状突起９の配置によって容易に配向分割パターンを変更することができるため、用途に応じた画素設計が可能である。例として、配向分割パターンを図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示す。

図３に示すように、アレイ基板１０１では、それぞれのＴＦＴ１２１がガラス基板などの光透過性絶縁基板ＧＬ１上に形成され、カラーフィルタＣＦにより覆われる。カラーフィルタＣＦは、複数の画素電極１５１の行および列方向に繰り返し並べられ各々複数の画素電極１５１の１つに対向する赤カラーフィルタ層Ｒ、緑カラーフィルタ層Ｇ、青カラーフィルタ層Ｂにより構成される。また、複数の柱状スペーサ２０がこれら画素電極１５１相互間においてカラーフィルタＣＦ上に形成される。

ＴＦＴ１２１は、アレイ基板１０１上に形成されたゲート電極１１、ゲート絶縁膜層１２を介してゲート電極１１上に重なる半導体層１３、及び、コンタクト層としての低抵抗半導体層１４を有している。さらに、ＴＦＴ１２１は、低抵抗半導体層１４及び半導体層１３に接触するとともに、ゲート電極１１と対向した透明絶縁性膜層から成るエッチング保護膜層１５を有している。

エッチング保護膜層１５及び低抵抗半導体層１４上には、ソース電極１６とドレイン電極１７とが形成されている。ソース電極１６は、コンタクトホール１８が形成される位置で画素電極１５１と接触している。

他方、対向基板１０２では、共通電極２２がガラス基板などの光透過性絶縁基板ＧＬ２上に形成されている。共通電極２２は、ＩＴＯ等の透明導電部材からなり、配向膜１９がこの共通電極２２を覆って形成される。

共通電極２２は、アレイ基板１０１側に配置された複数の画素電極１５１全体に対向するように配置される。配向膜１９は、液晶層１９０の液晶組成物に含まれる液晶分子１９０Ａを対向基板１０２に対して略垂直な方向に配向する。このような対向基板１０２では、偏光板ＰＬ２が液晶層１９０とは反対側となる絶縁基板ＧＬ２の表面に貼り付けられる。

なお、上記の液晶表示パネル１００は、カラーフィルタＣＦがＴＦＴ１２１及び画素電極１５１のアレイと共にアレイ基板１０１上に形成されるＣＯＡ（Color filter ON Array）構造である。このＣＯＡ構造は、カラーフィルタＣＦを対向基板１０２上に配置する場合に基板相互をずれなく貼り合わせるために必要とされる高精度な位置合わせを不要にでき、この結果として製造処理を容易にし材料コストを低減することが可能である。

また、液晶表示パネル１００が上述のように透過型である場合には、カラーフィルタＣＦの材料がアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などの透明樹脂であることが透過率、色合いの観点から好ましい。

次に、図３を用いて上記の液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。まず、アレイ基板１０１にモリブデンを膜厚０.３μｍでスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィにより走査線Ｙ、走査線Ｙから延出して形成されたゲート電極１１、及び補助容量線１５４を所定の形状にパターン形成した。

その上に、膜厚０.１５μｍの酸化シリコン等から成るゲート絶縁膜層１２、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）のような半導体層１３、及び、コンタクト層としての低抵抗半導体層１４を形成した。さらに、それらの上にチッ化ケイ素等からなる透明絶縁膜層を形成し、その透明絶縁膜をパターンニングしてエッチング保護膜層１５と配向制御用の畝状突起９を同時に形成した。なお、本実施形態では、畝状突起９の幅、及び畝状突起９間の距離は５μｍで設計した。

その後、ＩＴＯを膜厚約０.１μｍスパッタリングしてフォトリソグラフィにより画素電極１５１を所定のパターンに形成した。さらに上層にＡｌを膜厚０.３μｍでスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィにより、信号線Ｘ、低抵抗半導体層１４上に信号線Ｘから延出して形成されたドレイン電極１７、及び島状のソース電極１６を同時に形成し、チャネル保護型のＴＦＴ１２１を形成した。

続いて、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィにより赤色の赤カラーフィルタ層Ｒ、及びコンタクトホール１８を形成した。同様にして緑色の緑カラーフィルタ層Ｇ、及び青色の青カラーフィルタ層Ｂを形成し、膜厚約１.５μｍのカラーフィルタＣＦがアレイ基板１０１上に得られた。

その後、ＩＴＯを膜厚約０.１μｍスパッタリングしてフォトリソグラフィにより画素電極パターンを形成し、前述のカラーフィルタＣＦに形成されたコンタクトホール１８を介してソース電極１６と電気的に導通させた。さらに、感光性の黒色樹脂Ｂｋのフォトリソグラフィ加工によりスペーサ２０、及び額縁２１を所定の位置にパターン形成した。

このようにして出来上がったアレイ基板１０１と、共通電極２２を形成した対向基板１０２に、それぞれ垂直性を示す配向膜１９を７０ｎｍ厚さで塗布した後、アレイ基板端面と対向基板端面を治具で合わせ、エポキシ系の熱硬化樹脂から成る接着剤２５を用いて貼合わせた。続いて、誘電率異方性が負の液晶材料をセルに充填し液晶表示素子を形成し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止して液晶表示パネル１００を作製した。

上記の第１実施形態によれば、畝状突起９をＴＦＴ１２１の一部と同時に形成することによって、液晶表示パネル１００を製造するために必要な工程数を削減し、製造コストを大幅に低減することができる。

また、ＴＦＴ１２１は複数の層から形成されているが、上記の第１実施形態では、畝状突起９は、チッ化ケイ素等から成るエッチング保護膜層１５と同時に形成されているため、透過率の高い液晶表示パネルを提供することができる。

従来、畝状突起９の材料として用いていた樹脂レジスト等に比較するとチッ化ケイ素膜の加工性は高く、微細なパターンで形成することができ、配向分割設計の自由度を大幅に向上させることができる。その結果、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶表示パネルを安価に提供することが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示パネル１００について説明する。本実施形態は、本発明を対向カラーフィルタ構造の液晶表示パネルに適用した場合である。

図６に示すように、アレイ基板１０１には、それぞれのＴＦＴ１２１がガラス基板などの光透過性絶縁基板ＧＬ１上に形成され、対向基板１０２に、カラーフィルタＣＦが形成されている。カラーフィルタＣＦは、複数の画素電極１５１の行および列方向に繰り返し並べられ各々複数の画素電極１５１の１つに対向する赤カラーフィルタ層Ｒ、緑カラーフィルタ層Ｇ、青カラーフィルタ層Ｂにより構成される。

上記の構成以外の構成は、第１実施形態で説明した液晶表示パネル１００と略同一であるため、図面に同一の符号を付してここでは説明を省略する。

次に、上記の液晶表示パネル１００に製造方法について説明する。まず、第１実施形態と同様にアレイ基板１０１上にモリブデンを膜厚０.３μｍでスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィにより走査線Ｙ、走査線Ｙから延出して形成されたゲート電極１１、及び補助容量線１５４を所定の形状にパターン形成した。

その上に、膜厚０.１５μｍの酸化シリコン等から成るゲート絶縁膜層１２、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のような半導体層１３、コンタクト層としての低抵抗半導体層１４を設けた。さらに、これらの上にチッ化ケイ素等から成る透明絶縁膜層を形成し、この透明絶縁膜層をパターンニングしてエッチング保護膜層１５と配向制御用の畝状突起９を同時に形成した。このとき、畝状突起９は、図７に示すように第１実施形態と同じパターンに配置した。

その後、ＩＴＯを膜厚約０.１μｍスパッタリングしてフォトリソグラフィにより画素電極１５１を所定のパターンに形成し、さらにＡｌを膜厚０.３μｍでスパッタリング成膜しフォトリソグラフィにより、信号線Ｘ、低抵抗半導体層１４上に信号線Ｘから延出して形成されたドレイン電極１７、及び島状のソース電極１６を同時に形成し、チャネル保護型のＴＦＴ１２１を形成した。さらに、その上層にチッ化ケイ素等からなる絶縁性の保護膜２３を設けた。

対向基板１０２上には、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィにより赤色の赤カラーフィルタ層Ｒと、積層スペーサの一層目となる３３×３３μｍのサイズのスペーサ２０（Ｒ）を同時に形成した。

同様にして緑色の緑カラーフィルタ層Ｇ、及び青色の青カラーフィルタ層Ｂと、積層スペーサの２層目２０（Ｇ）（サイズ：２６×２６μｍ）、及び３層目２０（Ｂ）（サイズ：２２×２２μｍ）をそれぞれ形成し、膜厚約１.５μｍのカラーフィルタ層と、積層スペーサ２０を形成した。その後、ＩＴＯを膜厚約０.１μｍでスパッタリングして共通電極２２を形成し、さらにクロム金属等により額縁２１を所定の位置にパターン形成した。

上記のようにして出来上がったアレイ基板１０１と対向基板１０２に、それぞれ垂直性を示す配向膜１９を７０ｎｍ厚さで塗布した。その後、エポキシ系の熱硬化樹脂から成る接着剤２５を用いて所定の位置で貼合わせた。続いて、誘電率異方性が負の液晶材料をセルに充填して液晶表示素子を形成し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止して液晶表示パネル１００を作製した。

上記の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、畝状突起９をＴＦＴ１２１の一部と同時に形成することによって、液晶表示パネル１００を製造するために必要な工程数を削減し、製造コストを大幅に低減することができる。

また、畝状突起９が、チッ化ケイ素等から成るエッチング保護膜層１５と同時に形成されているため、透過率の高い液晶表示パネル１００を提供することができる。さらに、従来と比較して配向分割設計の自由度を大幅に向上させることができる。

その結果、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶表示パネルを安価に提供することが可能となる。

以下に、比較例１乃至比較例３の液晶表示パネルを用いて、上記の第１実施形態、及び第２実施形態に係る液晶表示パネル１００について評価した結果について説明する。

比較例１として、一般的な構造のＡＶＡＮモード液晶表示素子の一例を示す。本比較例では、第１実施形態と同様に、ＴＦＴ１２１がカラーフィルタＣＦで覆われている構成となっている。

この液晶表示素子の製造方法は、まず、第１実施形態と同様に、アレイ基板１０１上に走査線Ｙ、走査線Ｙから延出して形成されたゲート電極１１、及び補助容量線１５４を所定の形状にパターン形成し、その上に、酸化シリコン等から成るゲート絶縁膜層１２、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のような半導体層１３、コンタクト層としての低抵抗半導体層１４、およびチッ化ケイ素等からなるエッチング保護膜層１５を設けた。さらに、その上層に信号線Ｘ、低抵抗半導体層１４上に信号線Ｘから延出して形成されたドレイン電極１７、及び島状のソース電極１６を同時に形成して、チャネル保護型のＴＦＴ１２１を形成した。

この後で、本比較例では新たに透明樹脂レジストを塗布し、フォトリソグラフィにより配向制御用の畝状突起９を形成した。なお、畝状突起９のパターンは第１実施形態と同じ配置になっている。

上記の点を除き、この後は第１実施形態と同様にして、カラーフィルタＣＦ、画素電極１５１、スペーサ２０、及び額縁２１をアレイ基板１０１上に形成した。対向基板１０２には共通電極２２を形成し、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼合わせた後、液晶表示パネルを作製した。すなわち、本比較例はＴＦＴ１２１を形成した後に別の工程によって畝状突起９が形成されている場合である。

比較例２として、一般的なＭＶＡモードの液晶表示素子の一例を図１１に示す。本比較例では、画素電極１５１が、基板端辺に対し略４５度の角度を成して形成されたスリットＳＬ１及び対向突起３０有している。このことによって、各画素は、互いに略９０度異なる４方向への異方性を有すドメインを有している。

上記の液晶表示素子の製造方法は、まず、第１実施形態と同様に、アレイ基板１０１上に走査線Ｙ、走査線Ｙから延出して形成されたゲート電極１１、及び補助容量線１５４を所定の形状にパターン形成し、その上に、酸化シリコン等から成るゲート絶縁膜層１２、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のような半導体層１３、コンタクト層としての低抵抗半導体層１４、およびチッ化ケイ素等からなるエッチング保護膜層１５を設けた。

さらに、その上層に信号線Ｘ、低抵抗半導体層１４上に信号線から延出して形成されたドレイン電極１７、及び島状のソース電極１６を同時に形成して、チャネル保護型のＴＦＴ１２１を形成し、続けてカラーフィルタＣＦを形成した。

その後、本比較例では、ＩＴＯを膜厚約０.１μｍでスパッタリングし、フォトリソグラフィにより画素電極１５１に配向制御用のスリットＳＬ１を形成した。一方で、対向基板１０２上にも黒色樹脂レジストを用いて畝状の対向突起３０を形成した。このときのスリットＳＬ１のパターン形状、対向突起３０のパターン形状、及び液晶分子１９０Ａの配向状態を図１０に合わせて示す。

上記の点を除いては、また第１実施形態と同様にして、スペーサ２０、及び額縁２１をアレイ基板１０１上に形成し、共通電極２２を形成した対向基板１０２と貼合わせた後、液晶セルを作製した。

第１実施形態、第２実施形態、比較例１、及び比較例２に係る液晶表示パネルについて、試作セルの評価結果を図８に示す。

第１実施形態の液晶表示パネル１００を、比較例１及び比較例２に示した液晶表示パネル１００と比較すると、配向制御用の畝状突起９を形成する工程が不要であるため、試作に要する部材や時間が削減されてコストが大幅に低減した。

また、液晶分子１９０Ａの配向状態を観察したところ、液晶分子１９０Ａは畝状突起９と平行な方向に良好に配向分割されており、広い視野角と良好な表示品位を確認できた。さらに、アレイ基板１０１上の要素によってのみ液晶配向制御を行うため対向基板１０２との位置合わせを必要とせず、意図的に２枚の基板を±５μｍの範囲でずらして基板貼り合わせを行った液晶表示パネル１００についても、良好な表示品位を確認した。

第２実施形態の液晶表示パネル１００についても、第１実施形態と同様に良好な表示品位が得られ、且つ配向制御用の畝状突起９を形成する工程が不要であるため、比較例１及び比較例２の液晶表示パネル１００に比べてコストを大幅に低減することができた。

また、意図的に２枚の基板を±５μｍの範囲でずらして基板貼り合わせを行った液晶表示パネル１００についても、表示品位は良好であった。第２実施形態における液晶表示パネル１００は、対向カラーフィルタ構造であるため基板間の位置合わせは必要であるが、液晶配向制御をアレイ基板１０１上の要素によってのみ行っており、位置ずれに対するマージンを比較例２に比べ拡大することが可能である。

なお、比較例１の液晶表示パネル１００について、液晶分子１９０Ａの配向状態を観察したところ、貼合わせ時のずらしの有無によらず、液晶分子１９０Ａは畝状突起９と平行な方向に良好に配向分割されており、広い視野角と良好な表示品位を確認できた。

また、比較例２の液晶表示パネル１００について、液晶分子１９０Ａの配向状態は、正常な位置合わせにより基板貼合わせを行った液晶表示パネル１００では良好に配向分割されており、広い視野角と良好な表示品位を確認できた。

上述したように、本発明の液晶表示パネル１００では、アレイ基板１０１上に畝状突起をＴＦＴ１２１の一部と同時に形成し、畝状突起と画素電極エッジを利用して液晶の配向制御を行っている。そのため、従来のＭＶＡモード或いはＡＶＡＮモードに比較すると、配向制御用の畝状突起９を形成する工程が不要であり製造コストを大幅に削減することができる。

また、本発明では、アレイ基板１０１上の要素のみで配向分割を行うため、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼り合わせる工程での位置合わせも不要である。したがって、位置ずれによる表示品位や透過率の低下も生じない。その結果、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶表示パネルを安価に提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、上記の実施形態では畝状突起９は、ＴＦＴ１２１のエッチング保護膜層１５と同時に形成しているが、ＴＦＴ１２１の他の層と同時に形成されていてもよい。このとき、畝状突起９が透過性の高いものによって形成されると効果的である。

また、上記の実施形態では、ＡＶＡＮモードの液晶表示パネルについて本発明を適用させているが、ＭＶＡモードの液晶表示パネルに適用してもよい。その場合にも、畝状突起９をＴＦＴ１２１の一部と同時に形成することによって、液晶表示パネル１００の製造工程を増やすことが無いため、製造コストを削減することができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示パネルを概略的に示す図。 図１に示す液晶表示パネルの表示領域の一構成例を示す平面図。 図４に示す画素部をＡ―Ｂで切断した断面の一例を示す図。 図１に示す液晶表示パネルの画素部の一構成例を示す図。 本発明の第１実施形態に係る液晶表示パネルの配向分割パターンを示す図。 図７に示す画素部をＡ−Ｂで切断した断面の一例を示す図。 図１に示す液晶表示パネルの画素部の他の構成例を示す図。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る液晶表示パネルの評価結果を示す図。 比較例１に係る液晶表示パネルの画素部の一例を示す断面図。 比較例２に係る液晶表示パネルの画素部の一構成例を示す。 図１０に示す液晶表示パネルの断面の一例を示す図。 ＭＶＡモードの液晶表示パネルの一例を概略的に示す断面図。 ＡＶＡＮモードの液晶表示パネルの一例を概略的に示す図。

符号の説明

１００…液晶表示パネル、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１０３…表示領域、１５１…画素電極、１５４…補助容量線、１９０…液晶層、１９０Ａ…液晶分子、Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）…信号線、Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）…走査線、１２１…ＴＦＴ、１１…ゲート電極、１５…エッチング保護膜層、９…畝状突起、１６…ソース電極、１７…ドレイン電極、２２…共通電極、ＳＬ１、ＳＬ２…スリット

Claims (9)

1. 第１及び第２基板と、
   負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２基板に挟持される液晶層と、を備え、
   前記第１基板は、前記液晶層に電界を印加する画素電極と、前記画素電極をスイッチングする薄膜トランジスタと、を備え、
   前記液晶層に印加される電界の傾きを制御する畝状突起が、少なくとも前記第１基板に備えられた液晶表示パネルの製造方法であって、
   前記第１基板上に前記薄膜トランジスタの一部となる層を形成する工程と、
   前記層をパターンニングして前記畝状突起と前記薄膜トランジスタの一部とを形成する工程と、
   を有する液晶表示パネルの製造方法。
2. 前記薄膜トランジスタの一部となる層は透明絶縁性膜層である請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
3. 前記薄膜トランジスタ上に、顔料を含む着色層を形成し、フォトリソグラフィによりカラーフィルタ層を形成する工程をさらに備えた請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記畝状構造体上にＩＴＯ層を形成する工程と、
   前記ＩＴＯ層をパターンニングしてスリットで分割された２以上の領域から成る前記画素電極を形成する工程と、
   をさらに有する請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
5. 第１及び第２基板と、
   負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２基板間に挟持される液晶層と、を備え、
   前記第１基板は、前記液晶層の電界を印加する画素電極と、前記画素電極をスイッチングする薄膜トランジスタと、を備え、
   前記液晶層に印加される電界の傾きを制御する畝状突起が、少なくとも前記第１基板に備えられ、
   前記畝状突起は、前記薄膜トランジスタの一部と同一材料で形成された液晶表示パネル。
6. 前記薄膜トランジスタの一部は、透明絶縁性膜から成る層である請求項５記載の液晶表示パネル。
7. 前記第１基板は、顔料を含む着色層によって形成されたカラーフィルタ層をさらに有する請求項５記載の液晶表示パネル。
8. 前記画素電極はスリットによって分割された２以上の領域から成る請求項５記載の液晶表示パネル。
9. 前記畝状突起は、前記画素電極のスリットによって分割された各領域において、略直交するように繰り返し配列されている請求項５記載の液晶表示パネル。

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