JP2009163062A - 液晶表示素子およびその製造方法、並びに液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示品質に優れた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 互いに対向する基板１８Ａ，１８Ｂと、上記基板間に狭持され、印加電圧に応じて表示画素領域内の配向方向が変化する液晶層１６と、液晶層１６を駆動するＴＦＴ素子と、表示画素以外の領域を遮光するＢＭ層１９と、ＣＦ層２０とを備え、ＢＭ層１９の線状部分２２もしくは各ＴＦＴ素子を接続する金属配線の線幅を局所的に変えることで、ＢＭ層１９によって分離された各画素毎の表示領域（画素開口部）の開効率を局所的に変える。これにより、表示画素領域内の透過率を局所的に変える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、遮光層を有する液晶表示素子およびその製造方法、並びに液晶表示装置に関する。

従来より表示手段として液晶表示装置が用いられているが、この液晶表示装置は自発光タイプではないので外部からの光が必要である。この外部からの光としてバックライト（ＢＬ）が搭載される。大型テレビにて広く用いられている直下型のＢＬとして、ＬＣＤパネルの真後ろにＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp；冷陰極管）と反射板を置き面光源としているものがある。しかし、この冷陰極管の配置間隔による明暗を目立たなくし、均一な面光源にするためには２０から４０ｍｍの十分な奥行きが必要であり、またそれだけの奥行きを確保しても、表示装置全面に渡って、画面隅まで均一な輝度とすることは難しい。

また近年、液晶テレビのサイズはより大型化してきている中、バックライトの設計において、画面端の長辺、短辺と同時にコーナー部分も含めて均一な輝度とすることが難しい。その他、原因は様々ではあるが、サイドウォール部分やＣＣＦＬの支持部に起因する明暗を有する場合もある。

なお、特開平０５−３０３０９０号公報には、液晶表示装置におけるブラックマトリクスの一般的な構成が開示されている。

特開平０５−３０３０９０号公報

バックライトに関しては研究が進み、バックライト自体の輝度むらは相当改善が進んでいる。しかしながら、現状では、上記のとおり、様々な原因により、多少の輝度むらが存在することもあり、更なる品質向上の要望が高い。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、画面全体で均一な表示輝度を実現して表示品質を向上することができる液晶表示素子およびその製造方法、並びに液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示素子は、画像信号に応じて入射光を変調する液晶層と、液晶層に沿って、液晶層の画素開口部を画定するように選択的に設けられた遮光層とを備え、画素開口部の大きさが局所的に異なるように遮光層が形成されていることを特徴とするものである。ここで、画素開口部とは、遮光層によって分離された各画素毎の表示領域をいう。また、局所的とは、面内における少なくとも一部の領域を指し、広範囲に亘る場合もある。

本発明の第１の液晶表示素子の製造方法は、液晶表示素子の一部を構成する基板の上に遮光層を形成する工程と、基準の遮光パターンが形成された第１のマスクと、局所的に透過率が異なる第２のマスクとを重ねて用いて遮光層を露光する工程と、露光した遮光層を現像する工程とを含むものである。

本発明の第２の液晶表示素子の製造方法は、液晶表示素子の一部を構成する基板の上に遮光層を形成する工程と、開口面積が局所的に異なる複数の開口パターンが形成されたマスクを用いて遮光層を露光する工程と、露光した遮光層を現像する工程とを含むものである。

本発明の液晶表示装置は、照明光を発するバックライトと、画像信号に応じてバックライトからの照明光を変調する液晶層と、液晶層に沿って、液晶層の画素開口部を画定するように選択的に設けられた遮光層とを備え、バックライトの輝度分布に応じて画素開口部の大きさが局所的に異なるように遮光層が形成されているものである。

本発明の液晶表示素子では、画素開口部の面積を局所的に変えることで、光の透過量は面内において局所的に異なるように分布する。

本発明の第１の液晶表示素子の製造方法では、基準の遮光パターンが形成された第１のマスクと、局所的に透過率が異なる第２のマスクとを重ねて遮光層を露光することで、局所的に線幅の異なる遮光層が形成される。

本発明の第２の液晶表示素子の製造方法では、開口面積が局所的に異なる複数の開口パターンを形成したマスクを用いて遮光層を露光することで、局所的に開口面積が異なる画素開口部が形成される。

本発明の液晶表示装置では、バックライトの輝度分布に対応して画素開口部の大きさが局所的に異なる液晶表示素子を備えることで、最終的な表示面における面内において輝度が均一となるように補正される。

本発明の液晶表示素子によれば、画素開口部の大きさを局所的に変えるようにしたので、光の透過量を局所的に変えることができる。このため、たとえ、バックライトの面内輝度分布が不均一であっても、これを補償して均一な表示輝度分布を得ることも可能になる。

また、金属配線もまた遮光に寄与している場合には、金属配線による反射光を再利用することができ、光の透過率の低下を補うこともできる。

また、ブラックマトリクスの線状部分および金属配線の少なくとも一方の線幅によって画素開口部の大きさを変えるようにすれば、多様なやり方で画素開口部の大きさを変えることができる。

本発明の第１の液晶表示素子の製造方法によれば、第１のマスクと、第２のマスクとを重ねて用いるようにしたので、局所的に線幅の異なる遮光層を形成することができる。その結果、局所的に開口部の大きさが異なる画素開口部を形成することができる。

本発明の第２の液晶表示素子の製造方法によれば、開口面積が局所的に異なる複数の開口パターンが形成されたマスクを用いるようにしたので、局所的に開口部の大きさが異なる画素開口部を形成することができる。

本発明の液晶表示装置によれば、バックライトの輝度むらの分布に応じて画素開口部の大きさが局所的に異なる液晶表示素子を備えるようにしたので、面内において均一な輝度を有する表示画面を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）の構成について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を表すものである。この液晶表示装置１は、液晶表示素子１１と、この液晶表示素子１１を挟むように対向配置されたバックライト１２および固定部材１３を備えている。バックライト１２の光源としては、ＣＣＦＬが一般的であるが、その他にもＬＥＤ（light-emitting diode；発光ダイオード）や有機ＥＬ（electro luminescence）が利用可能である。

液晶表示素子１１は、図２に示したように、互いに対向配置された対向基板１４および画素基板１５と、対向基板１４と画素基板１５との間に封入された液晶層１６とを備えている。また、偏光板１７Ａ，１７Ｂが対向基板１４、画素基板１５および液晶層１６の外側に対向配置されている。

対向基板１４は、基板１８Ａ、ブラックマトリクス（ＢＭ）層１９、カラーフィルタ（ＣＦ）層２０および図示しない共通電極を備えている。基板１８Ａは、例えば、ガラスなどの透明（光透過性）材料により構成されている。

ＢＭ層１９は、図３に示したように、線状部分２２によって構成されている。ＢＭ層の線状部分２２は、表示画素以外の領域（例えば、後述するＴＦＴ素子等）を覆うように、格子状に配置されている。このＢＭ２２に囲まれた領域が画素開口部となる。また、ＢＭ層１９の縦方向（Ｙ方向）に沿って配置された線状部分２２は、後述する各ＣＦ列の間（例えば、２０Ａと２０Ｂとの間）に設けられている。

ＢＭ層１９の縦方向（Ｙ方向）の線状部分２２は、横方向（Ｘ方向）に沿った位置によって線幅が異なるように形成されている。特に、図３の例では、画面中央部から左右方向に向かうにつれて、縦方向の線状部分の線幅が細くなっている。但し、各線状部分内では等しい幅になっている。なお、ＢＭ層１９としては、例えば、樹脂ブラックが一般的である。

ＣＦ層２０は、例えば、赤色フィルタ列２０Ａ、緑色フィルタ列２０Ｂおよび青色フィルタ列２０Ｃからなり、縦方向（Ｙ方向）に沿ってそれぞれ延在すると共に、横方向（Ｘ方向）において交互に繰り返し配列されている。

共通電極は、液晶層１６に電圧を印加するための一方の電極であり、後述する画素電極層に対向する領域に連続的に覆うように延在し、共通の電位が供給されるようになっている。この共通電極は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）などの透明電極材料により構成されている。

一方、画素基板１５は、基板１８Ｂ、ＴＦＴ素子層２１および図示しない画素電極を備えている。基板１８Ｂは、上記した基板１８Ａと同様の材料により構成されている。

ＴＦＴ素子層２１は、複数のＴＦＴ素子および金属配線により構成されている。ＴＦＴ素子は、映像を表示する表示画素領域に配置された液晶層１６を駆動するための駆動回路を構成するものであり、マトリクス状に配置された各表示画素毎に設けられている。

金属配線は、上記したＢＭ層１９の線状部分２２と同様に、格子状に配置されたものであり（図３）、縦方向（Ｙ方向）に沿って配置されたソース線と、横方向（Ｘ方向）に沿って配置されたストレージキャパシタ（Ｃｓ）線およびゲート線を含んでいる。これらの配線は、それぞれ各ＴＦＴ素子毎に接続されている。

画素電極は、液晶層１６に電圧を印加するための他方の電極であり、マトリックスまたは千鳥状等の配列パターンとなるように各表示画素毎に分割配置されている。すなわち、各画素電極には、独立して個別に電位が供給されるようになっている。

液晶層１６は、上記のとおり、各画素電極と共通電極との間に印加される電圧に応じて、配向状態を変化させることにより、入射光を変調させるものである。液晶モードは、特に限定されず、例えば、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence；電界制御複屈折）モードあるいはＶＡ（Vertical Alignment；垂直配向）モードとすることができる。また、液晶層１６には、任意の液晶材料を用いることができる。

偏光板１７Ａ，１７Ｂは、方向性を有する結晶であり、一定方向に振動する光だけを透過させる性質を有するものである。偏光板１７Ａは、偏光板１７Ｂに対する対向面に対し偏光軸が９０°回転した状態で配置されている。

次に、以上のような構成の液晶表示装置１の動作を説明する。

バックライト１２から発せられた照明光は、偏光板１７Ｂによって直線偏光になり、画素基板１５の画素開口部を通って液晶層１６に入射する。液晶層１６は、画像信号に応じた画素電極−共通電極間印加電圧（画素電圧）に応じて配向状態を変化させ、入射光を変調する。変調された光は、ＣＦ層２０を色光ごとの透過率で透過し、ＢＭ層１９によって画定された画素開口部を通り、さらに偏光板１７Ａを通って出射する。このとき、偏光板１７Ａを透過した光の強度は、液晶層１６の配向状態によって変化する。これにより、画像信号に応じた輝度および色をもった画像が表示される。

次に、液晶表示素子１１の作用について、さらに詳細に説明する。

ＢＭ層１９の線状部分２２は、上記したように、液晶層１６を透過した光を選択的に遮光する。このとき、線状部分１９のうちＹ方向の線状部分が各ＣＦ列２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの間に設けられているので、各ＣＦ列の間（例えば、２０Ａと２０Ｂとの間）における混色が防止される。さらに、Ｙ方向の線状部分の線幅が、横方向（Ｘ方向）に沿った位置によって漸次変化しているので、画素開口部の面積が横方向に沿って漸次変化し、その結果、液晶表示素子１１の開口率が局所的に変化している。図３に示した例では、画面中央部から周辺部（左右方向）にむかうにつれて開口率が大きくなるように変化している。このため、バックライト１２が、例えば図４に示したように、横方向の周辺領域（左右領域）において輝度が低下するような面内輝度分布（輝度むら）を有する場合には、このバックライトの輝度むらが液晶表示素子１１の開口率変化によって相殺され、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

（比較例）
図５は、本実施の形態に対する比較例に係るＢＭ層１９Ａの構成を表すものである。このＢＭ層１９Ａでは、面内において均一な線幅に形成され、各画素開口部毎の面積が全て同等になっている。この比較例のＢＭを用いた液晶表示装置では、図４に示したバックライトの輝度むらが、そのまま液晶表示装置の表示画面に現れるので、輝度むらを有する表示画面となる。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。なお、ＢＭ層以外の構成については、上記本実施の形態の液晶表示装置と同じである。

（変形例１−１）
図６は、本変形例のＢＭ層１９Ｂの平面構成を表すものである。このＢＭ層１９Ｂは、縦方向（Ｙ方向）に延びる線状部分２２Ｂのみを有する。線状部分２２Ｂは、横方向（Ｘ方向）に沿った位置によって線幅が異なるように形成されている。例えば、画面の中央部では線幅が太く、左右端部にむかうにつれて細くなるように形成されている。この場合も、上記実施の形態の場合と同様に、画面中央部から周辺部（左右方向）にむかうにつれて開口率が大きくなるように変化しており、図４に示したような輝度むらを有するバックライトを用いたとしても、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

（変形例１−２）
図７は、本変形例のＢＭ層１９Ｃの平面構成を表すものである。このＢＭ層１９Ｃは、横方向（Ｘ方向）に延びる線状部分２２Ｃのみを有する。各線状部分２２Ｃ毎の線幅は、Ｙ方向に沿って次第に変化するように形成されている。例えば、画面中央部において線幅が太く、左右端部にむかうにつれて細くなるように形成されている。この場合にも、上記実施の形態の場合と同様に、画面中央部から周辺部（左右方向）にむかうにつれて開口率が大きくなるように変化しており、図４に示したような面内輝度むらを有するバックライトを用いたとしても、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

以上、説明したように、本実施の形態の液晶表示装置では、格子状あるいは線状に設けられたＢＭの線幅をＸ方向に沿って局所的に変えるようにしたので、バックライトにおけるＸ方向に分布する輝度むらを補正し、液晶表示装置の表示画面を、面内において均一な輝度とすることができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。

本実施の形態に係る液晶表示装置は、上下方向でバックライト輝度にむらがある場合に用いるものであり、ＢＭ層１９Ｄに特徴を有し、それ以外の構成については、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置と同様である。ＢＭ層１９Ｄは、図８に示したように、横方向（Ｘ方向）に沿って配置されたＢＭ層１９Ｄの線状部分２２Ｄを有している。このＢＭ層１９Ｄの線状部分２２Ｄは、縦方向（Ｙ方向）に沿って、線幅が異なる。すなわち、中央部では線幅が太くなり、上下端部では線幅が細くなっている。

本実施の形態の液晶表示装置の動作については、上記液晶表示装置１と同様である。しかし、液晶表示装置では、線状部分２２Ｄの線幅がＹ方向に沿って変わることで、画素開口部の面積が縦方向（Ｙ方向）に沿って変化する。すなわち、画面中央部では画素開口部の面積が大きくなり、画面上下端部では画素開口部の面積が小さくなる。このため、面内の縦方向に輝度むらを有するバックライトを用いたとしても、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

（変形例２）
図９は、本変形例のＢＭ層１９Ｅの平面構成を表すものである。このＢＭ層１９Ｅは、縦方向（Ｙ方向）に延びる線状部分２２Ｅのみを有する。各線状部分２２Ｅ毎の線幅は、縦方向（Ｙ方向）に沿って次第に変化するように形成されている。例えば、画面の中央部では線幅が太く、上下端部にむかうにつれて細くなるように形成されている。この場合も、上記実施の形態の場合と同様に、画面中央部から周辺部（上下方向）に行くにつれて開口率が大きくなるように変化しており、面内の縦方向に輝度むらを有するバックライトを用いたとしても、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

以上、第２の実施の形態について説明したが、本実施の形態の液晶表示装置によれば、ＢＭの線幅をＹ方向に沿って変えるようにしたので、Ｙ方向に沿って透過率の異なる液晶表示素子を形成することができる。すなわち、画面中央部の透過率が高く、画面上下端部では透過率を低くすることができる。したがって、バックライトの輝度むらを補正し、面内において均一な輝度を有する液晶表示装置を提供することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。

本実施の形態に係る液晶表示装置は、上記第２の実施の形態と同様に、ＢＭ層に特徴を有し、それ以外の構成については、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置と同様である。本実施の形態のＢＭ層は、図示しないが、その線状部分が格子状に配置され、Ｙ方向に沿って配置された第１の線状部分と、Ｘ方向に沿って配置された第２の線状部分との両方において、線幅が異なるように形成されたものであり、例えば、図６に示した線状部分２２Ｂと、図８に示した線状部分２２Ｄとを組み合わせたようなものである。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の作用について説明する。

この構成の液晶表示装置の基本的な作用は、上記第１および第２の実施の形態の液晶表示装置と同様である。しかし、ＢＭの線幅をＹ方向に沿って変えると共に、Ｘ方向に沿っても変えることで、画素開口部の面積は、Ｙ方向に沿って大きさが変わると同時に、Ｘ方向に沿っても大きさが変わる。このため、面内において局所的に輝度むら有するバックライトを用いたとしても、表示画面全体としての表示輝度は均一なものとなる。

以上、第３の実施の形態について説明したが、本実施の形態の液晶表示装置によれば、ＢＭの線幅をＹ方向に沿って変え、なおかつ、Ｘ方向に沿っても変えるようにしたので、より高精度に画素開口部の面積を変えることができる。

また、第１ないし第３の実施の形態では、ＢＭの線幅を変えることで画素開口部の面積を変えるようにしたが、これには限定されず、例えば、金属配線の線幅を変えることにより、画素開口部の面積を変えることもできる。

この場合には、金属配線の線幅に応じて、ＢＬに対向した面の面積が増減し、ＢＬ光の金属配線による反射光が変化する。金属配線の線幅を拡大した場合には、金属配線における反射光の再利用により、ムラ周辺の輝度を向上させることもできる。すなわち、金属配線により遮光された光（ＢＬ光）は、金属配線の裏面で反射してＢＬ側に戻される。この反射光が再びＢＬ側の反射板で反射されてパネルに再入射され、結果的に光を再利用することができる。

また、ＢＭの線幅と、金属配線の線幅とを同時に変えることもできる。例えば、図６に示したように、Ｙ方向に沿って配置されたＢＭの線幅を変えると共に、図８に示したように、Ｘ方向に沿って配置された金属配線の線幅を変えることもできる。

本実施の形態の液晶表示装置では、ＢＭの線幅により透過する光を局所的に制御するようにしたので、面内におけるＢＬの輝度むらを消すことができる。また、完全に輝度むらを打ち消すことができない場合にであっても、輝度むらの明部と暗部との間の急峻な変化をなだらかにすることで、輝度むらを目立たなくすることもできる。

また、遮光層の線幅によってＢＬ光の透過率を制御するようにしたので、波長を選択することなく輝度むらを低減することができ、かつ、線幅調整前後において液晶パネルの透過光スペクトルを変化させず、色度、γの変化を回避することができる。

さらに、遮光部材として、金属配線を用いれば、反射光の再利用により周辺輝度を向上させることができる。

また、ＢＬに応じて最適な液晶表示素子が作製可能であるため、液晶表示素子の組み込み方法が制限されず、装置としての薄型化が可能となる。

次に、液晶表示素子１１の製造方法について説明する。なお、この液晶表示装置の特徴部分は、ＢＭ層１９の構造にあるので、特にその部分について詳細に説明する。

基板１８Ａの上に、例えば、フォトリソグラフィ法によりＢＭ層１９を形成する。続いて、このＢＭ層１９を含む基板１８Ａの上に、例えば、フォトリソグラフィ法により、ＣＦ層２０を形成する。次いで、例えば、スパッタまたはエッチング等により、共通電極を形成し、対向基盤１４を形成する。

基板１８Ｂの上に、例えば、フォトリソグラフィ法またはエッチング等により、ＴＦＴ素子層２１を形成する。続いて、このＴＦＴ素子層２１を含む基板１８Ｂの上に、スパッタまたはエッチング等により、画素電極を形成し、画素基盤１５を形成する。

上記の方法により形成された、対向基板１４および画素基板１５を対向配置し、例えば、注入法あるいは滴下法により、対向基板１４と、画素基板１５との間に液晶層１６を封入する。

液晶層１６を封入した対向基板１４および画素基板１５外面に偏光板１７Ａ，１７Ｂを形成する。対向基板１４の外面に偏光板１７Ａを貼合し、同じ方法により画素基板１５の外面に偏光板１７Ｂを貼合する。

上記の方法により形成された液晶表示素子の背面（画素基板１５）側にバックライト１２を配置し、液晶表示素子の前面（対向基板１４）側に固定部材１３を配置し、各種配線を外部の電源、駆動基板等に接続して液晶表示装置を形成する。

次に、上記液晶表示素子の製造方法の特徴部分（遮光層の形成方法）について、ＢＭ層の形成方法を例に挙げて説明する。

まず、図１０を参照して一般的なＢＭ層の形成方法（比較例）について説明し、続いて、図１１〜図１３を参照して本実施の形態のＢＭ層（遮光層）の形成方法について説明する。

図１０（Ａ）に示したように、一般的にＢＭ層を形成するときは、例えば、フォトリソグラフィ法を用いる。基板１８Ａ上に感光性（紫外線硬化性）の遮光材料、例えば、樹脂ブラック・レジストを塗布し、遮光層２３を形成する。続いて、図１０（Ｂ）に示したように、基準となる一様な幅を有するＢＭマスクパターン２４が転写された露光用ＢＭパターンマスク（第１のマスク）２５を用いて、例えば、紫外線照射により遮光層２３を露光する。その後、図１０（Ｃ）に示したように、露光後の遮光層２３を現像してＢＭパターン２６を形成する。このとき、遮光層２３の露光された領域が硬化して残存し、ＢＭパターン２６となり、未硬化領域の遮光層２３が除去された領域が画素開口部となる。

ところで、上記したように、ＢＬの輝度は画面全体において均一であることが好ましい。しかしながら、中には輝度が不均一となり、輝度むらを有する場合もある。

（第１の製造方法）
このような場合、本実施の形態の第１の製造方法では、上記第１のマスクに加え、ＢＬの輝度むらに応じたむら打消し露光用マスク（第２のマスク）を用い、第１および第２のマスクを重ねて露光を行う。この第２のマスクは、例えば、グラデーションを有するＮＤフィルタからなり、ＢＬの輝度に応じて局所的に透過率を変えることができるようになっている。

例えば、図４に示したように、ＢＬが、画面中央部の輝度が高く、左右端部の輝度が低い輝度むらを有する場合には、図１１（Ａ）に示したような第２のマスク２７、すなわち、中央部の透過率が高く、両端部の透過率が低いグラデーションを有するＮＤフィルタと、第１のマスク２５とを重ねて露光する。図１１（Ｂ）に示したように、画面中央では、遮光層２３を露光する光（紫外線）の強度が増加し、形成されるＢＭパターン２８の線幅が太くなる。また、両端部では、遮光層２３を露光する光の強度が減少し、形成されるＢＭパターン２８の線幅が細くなる。したがって、画面中央部では透過率が低く、両端部では透過率が高いＢＭパターン２８を形成することができる。このＢＭパターン２８を有する液晶表示素子と、上記ＢＬとを組み合わせることにより、画面全面に渡って均一な輝度の液晶表示装置を形成することができる。

この方法によれば、例えば、複数のＢＬの輝度むら傾向がある場合には、高価なＢＭパターン用マスクを複数作りなおす必要が無く、寸法要求精度が比較的低い安価なむら打消し露光用マスクのみを複数作ることにより量産への対応が可能である。なお、第２のマスク２７は複雑な精密パターンである必要は無く、上記ＮＤフィルタのほか、例えば、図１２に示したようなドットマスクでもよい。

本実施の形態の第１の製造方法では、基準となるパターンマスクに加え、むら打消し用マスクを重ねて用いるようにしたので、面内において透過率の異なる液晶表示素子の製造を容易に行うことができる。

また、むら打消し用マスクは複雑な精密パターンである必要は無いため、低コストかつ短時間でパターンマスクを作成することができ、突発的に輝度むらが発生した場合にも迅速に対応することができる。

（第２の製造方法）
また、本実施の形態の液晶表示素子は、上記第１の製造方法に限定されず、ＢＭ露光用マスクパターンと、むら消しパターンとを両方加味した１枚のマスクをあらかじめ作成し、そのマスクを用いた方法によっても製造することもできる（第２の製造方法）。上記と同様に、ＢＬが図４に示したような輝度むらを有する場合には、図１３（Ａ）に示したように、画面左右端の線幅が、画面中央部の線幅よりも細いＢＭマスクパターン（第２のＢＭマスクパターン）２９が転写された第３のマスク３０作成し、この第３のマスク３０を用いて露光する。したがって、図１３（Ｂ）に示したようなＢＭパターン２８Ａ、すなわち、第１の製造方法により形成されたＢＭパターン２８と同様のＢＭパターンを得ることができる。

本実施の形態の第２の製造方法では、所定のパターンにむら打消し用パターンを加味したマスクを１枚のみ用いるため、露光工程におけるマスク間の合わせずれを回避することができ、面内において透過率の異なる液晶表示素子の製造が容易になると共に、生産性を高めることができる。

また、将来的可能性としては、可視光で硬化するＢＭレジストを用いれば、組み込むＢＬそのもので露光できる。これにより、広範囲なＢＬの傾向による輝度むらの打ち消しから、一台一台のＢＬの輝度むらを、組み合わされるＢＭと一対一で打ち消すことが出来るようになり、より高精度で輝度むらを目立たなくすることが出来る。

以上のように本実施の形態の液晶表示素子では、面内において開口部の大きさを変えるようにしたので、局所的に透過率を変えることができる。

また、既存の遮光部材（ＢＭ１８や金属配線等）を用いることで、素子の厚みを増加させることない。また、その製造工程においても、新たなプロセスを増加することがない。

本実施の形態では、図４に示した単純な輝度分布を有する輝度むらについて説明したが、これには限らず、例えば、図１４、図１５に示したように中間部あるいは非対称の分布を有する場合、図１６に示したように横スジ状の分布を有する場合、あるいはスジ状ではなく図１７に示したように島状の分布を有する場合にも対応することもできる。

本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を表す図である。 本発明の一実施の形態に係る液晶表示素子の全体構成を表す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＢＭ層の平面構成を表す図である。 バックライトの輝度むらを表す図である。 ＢＭ層の比較例の平面構成を表す図である。 ＢＭ層の変形例の平面構成を表す図である。 ＢＭ層の他の変形例の平面構成を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＢＭ層の平面構成を表す図である。 ＢＭ層の他の変形例の平面構成を表す図である。 一般的な液晶装置の製造方法を表す図である。 本発明の液晶装置の第１の製造方法を表す図である。 むら打消し露光用マスクの変形例を表す図である。 本発明の液晶装置の第２の製造方法を表す図である。 バックライトの輝度むらの他の例を表す図である。 バックライトの輝度むらの他の例を表す図である。 バックライトの輝度むらの他の例を表す図である。 バックライトの輝度むらの他の例を表す図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、１１…液晶表示素子、１２…バックライト、１３…固定部材、１４…対向基板、１５…画素基板、１６…液晶層、１７Ａ，１７Ｂ…偏光板、１８Ａ，１８Ｂ…基板、１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ…ＢＭ層、２０…ＣＦ層、２０Ａ…赤色フィルタ列、２０Ｂ…緑色フィルタ列、２０Ｃ…青色フィルタ列、２１…ＴＦＴ素子層、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ…ＢＭ層の線状部分、２３…遮光層、２４…第１のＢＭマスクパターン、２５…第１のマスク、２６，２８，２８Ａ…ＢＭパターン、２７…第２のマスク、２９…第２のＢＭマスクパターン、３０…第３のマスク。

Claims (14)

1. 画像信号に応じて入射光を変調する液晶層と、
   前記液晶層に沿って、前記液晶層の画素開口部を画定するように選択的に設けられた遮光層と
   を備え、
   前記画素開口部の大きさが局所的に異なるように前記遮光層が形成されている
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 前記遮光層は、局所的に線幅の異なる線状部分を含み、
   前記線状部分の線幅によって前記画素開口部の大きさが局所的に異なるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記遮光層はブラックマトリクスからなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
4. 前記液晶層と平行な第１の方向に延びる複数色のカラーフィルタ列をさらに備え、
   前記ブラックマトリクスが、隣り合うカラーフィルタ列の間に設けられ前記第１の方向に延びる複数の線状部分を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子。
5. 前記複数の線状部分の幅が、前記第１の方向と直交する第２の方向における位置によって局所的に異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
6. 前記線状部分の幅が、前記第１の方向に沿って局所的に異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
7. 前記ブラックマトリクスは、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の線状部分をさらに含み、
   前記第２の方向に延びる複数の線状部分の幅が、前記第１の方向における位置によって局所的に異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
8. 前記ブラックマトリクスは、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の線状部分をさらに含み、
   前記第２の方向に延びる線状部分の幅が、前記第２の方向に沿って局所的に異なる
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
9. 前記遮光層は金属配線を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
10. 前記遮光層はブラックマトリクスおよび金属配線を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
11. 前記液晶層と平行な第１の方向に延びる複数色のカラーフィルタ列をさらに備え、
    前記ブラックマトリクスが、隣り合うカラーフィルタ列の間に設けられ前記第１の方向に延びる複数の線状部分を含み、
    前記金属配線が、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる配線部分を含み、
    前記ブラックマトリクスの線状部分および前記金属配線の前記配線部分の少なくとも一方の線幅によって前記画素開口部の大きさが局所的に異なるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
12. 液晶表示素子の一部を構成する基板の上に遮光層を形成する工程と、
    基準の遮光パターンが形成された第１のマスクと、局所的に透過率が異なる第２のマスクとを重ねて用いて前記遮光層を露光する工程と、
    露光した遮光層を現像する工程とを含む
    ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
13. 液晶表示素子の一部を構成する基板の上に遮光層を形成する工程と、
    開口面積が局所的に異なる複数の開口パターンが形成されたマスクを用いて前記遮光層を露光する工程と、
    露光した遮光層を現像する工程とを含む
    ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
14. 照明光を発するバックライトと、
    画像信号に応じて前記バックライトからの照明光を変調する液晶層と、
    前記液晶層に沿って、前記液晶層の画素開口部を画定するように選択的に設けられた遮光層と
    を備え、
    前記バックライトの輝度分布に応じて前記画素開口部の大きさが局所的に異なるように前記遮光層が形成されている
    ことを特徴とする液晶表示装置。

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