JP4104885B2

JP4104885B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4104885B2
Application number: JP2002074681A
Authority: JP
Inventors: 泰俊田坂; 秀史吉田; 秀雄千田
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Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-03-18
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入した液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄くて軽量であるとともに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、各種電子機器に広く使用されている。
【０００３】
特に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が画素毎に設けられたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、表示品質の点でもＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に匹敵するほど優れたものが得られるようになり、近年、携帯テレビやパーソナルコンピュータ等のディスプレイにも使用されるようになった。
【０００４】
一般的なＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つの面（対向面）のうち、一方の面側にはコモン電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、他方の面側にはＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。更に、各透明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えば偏光板の吸収軸が互いに直交するように配置され、これによれば、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加しない状態では光を透過し、電圧を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。また、２枚の偏光板の吸収軸が平行な場合には、ノーマリーブラックモードとなる。以下、ＴＦＴ及び画素電極等が形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、コモン電極及びカラーフィルタ等が形成された基板をＣＦ基板と呼ぶ。
【０００５】
一般的なＴＮ型液晶表示装置では、視野角特性が悪く、画面を斜めから見たときにコントラストが著しく低下し、極端な場合には明暗が反転するという欠点がある。
【０００６】
ＴＮ型液晶表示装置よりも視野角特性が優れた液晶表示装置の一つに、ＶＡ（Vertical Alignment）型液晶表示装置がある。ＶＡ型液晶表示装置では、負の誘電率異方性を有する液晶と垂直配向膜とを使用する。これにより、ＶＡ型液晶表示装置では、画素電極とコモン電極との間に電圧が印加されていないときに液晶分子が基板面に対し垂直に配向し、電圧が印加されると液晶分子は電界に垂直な方向に倒れようとする。
【０００７】
実際のＶＡ型液晶表示装置では、電圧を印加していないときに液晶分子を基板面の法線に対し約１〜５°傾斜（プレチルト）させている。これは、電圧を印加したときに、液晶分子が倒れる方向を偏光板の吸収軸に対し一定の方向に規制するためである。液晶分子のプレチルト方向を決定する方法には、例えば、配向膜に紫外線を斜め方向から照射する方法がある。通常、一方の基板の表面近傍の液晶分子のプレチルト方向と他方の基板の表面近傍の液晶分子のプレチルト方向とが相互に逆の方向になるようにするが、このような配向方法はホメオトロピック配向と呼ばれる。
【０００８】
ＶＡ型液晶表示装置よりも更に視野角特性が優れた液晶表示装置に、ＭＶＡ（Multi-domain Vartical Alignment ）型液晶表示装置がある。ＭＶＡ型液晶表示装置では、１画素内に液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域を有している。これは、例えば、画素の一部を遮光して紫外線を第１の方向から配向膜の第１の領域に照射した後、次に遮光する部分をずらして、第２の方向から紫外線を配向膜の第２の領域に照射することにより実現することができる。
【０００９】
ところで、ＶＡ型液晶表示装置及びＭＶＡ型液晶表示装置では、負の誘電率異方性を有する液晶分子を使用するので、表示信号が流れるデータバスラインの近傍では、データバスラインから発生する電界の影響を受けて液晶分子が所定の方向に配向せず、ディスクリネーションと呼ばれる配向不良が発生する。ディスクリネーションが発生した部分は表示に寄与しないため、輝度の低下や表示品質の低下の原因となる。
【００１０】
これを防止するために、ＣＦ基板側に、データバスラインに沿って延びる突起（土手）を設けることがある。データバスラインからの電界はデータバスラインに垂直な方向に発生するため、液晶分子はデータバスラインに平行な方向に傾斜しようとする。一方、突起の近傍の液晶分子はデータバスラインに垂直な方向に傾斜しようとするので、データバスラインからの電界の影響が突起により軽減される。これにより、ディスクリネーションの発生が抑制される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
突起によりディスクリネーションを防止するためには、電極と突起との位置関係が重要である。しかしながら、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを接合する際に生じる位置ずれや、画素電極及び突起等の形成時の生じる位置ずれにより、電極と突起との位置関係が最適な状態からずれでしまうことがある。
【００１２】
図２３，図２４は、従来の垂直配向型液晶表示装置の問題点を示す模式図である。図２３（ａ）は、画素電極５８と突起６５との位置関係が最適な場合を示している。この場合、データバスライン５６ａから発生する電界の影響がＣＦ基板側の突起６５により軽減され、ディスクリネーションは図２３（ｂ）に示すように画素電極５８よりも外側の部分（図中斜線で示した部分）に発生する。この部分はブラックマトリクス（遮光膜）により覆われるので、ディスクリネーションによる表示品質の低下が回避される。
【００１３】
図２４（ａ）はＣＦ基板側の突起６５が画素電極５８に対し左側にずれた例を示している。この場合、画素の左側部分では、突起６５と画素電極５８との重なり幅が小さくなるので、図２４（ｂ）に示すように、画素電極５８の内側にディスクリネーションが発生する。また、画素の右側部分では、突起６５と画素電極５８との重なり幅が大きくなりすぎて、画素電極５８の内側に暗部が発生する。
【００１４】
このように、従来の垂直配向型液晶表示装置では、画素電極５８と突起６５との位置関係が最適な状態からずれた場合に、輝度が大きく変化し表示品質が著しく低下してしまうという欠点がある。
【００１５】
以上から、本発明の目的は、画素電極と突起との間に位置ずれが発生しても、輝度の変化が小さく、表示品質を良好な状態に維持できる液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本願の液晶表示装置は、相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された画素電極と、前記第１の基板に設けられて前記画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間に接続されたスイッチング素子と、前記第１の基板に設けられて前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成されたコモン電極と、前記第２の基板に前記データバスラインに沿って形成され、上から見たときに縁部が前記画素電極に重なる突起とを有し、前記突起は、一画素中の前記データバスラインの全域にわたって当該データバスラインと平行に形成され、あるいは一画素中の前記ゲートバスラインの全域にわたって当該ゲートバスラインと平行に形成され、前記画素電極と前記突起との重なり幅が当該一画素中で均一でないことを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、画素電極と突起との重なり幅が一画素中で均一ではなく、画素電極と突起との重なり幅が大きい部分と、画素電極と突起との重なり幅が小さい部分とを有している。
【００１９】
このため、本発明の液晶表示装置は、画素電極と突起と間に位置ずれがない場合の従来の液晶表示装置に比べて輝度は低下する。しかし、画素電極と突起との間に位置ずれが発生した場合、従来の液晶表示装置では輝度が著しく低下するのに比べて、本発明の液晶表示装置では、位置ずれにより輝度が低下する部分と、逆に輝度が向上する部分とが存在するため、位置ずれによる輝度の低下が少ない。これにより、個々の液晶表示装置の輝度のばらつきが抑制される。従って、表示品質が良好な液晶表示装置を容易に製造することができる。
【００２０】
本願の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板上に、画素電極と、該画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間を接続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインとを形成する工程と、第２の基板上に、コモン電極と、前記データバスラインに対向する突起とを形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入する工程とを有し、前記突起は、一画素中の前記データバスラインの全域にわたって当該データバスラインと平行に形成し、あるいは一画素中の前記ゲートバスラインの全域にわたって当該ゲートバスラインと平行に形成し、前記画素電極は、上から見たときに前記突起との重なり幅が当該一画素中で部分的に変化するように形成することを特徴とする。これにより、本願の液晶表示装置を製造することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の構造を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線による断面図、図３は図１のII−II線による断面図である。
【００３４】
本実施の形態の液晶表示装置は、対向して配置されたガラス基板１１，２１と、これらのガラス基板１１，２１間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶３０と、ガラス基板１１の下に配置された偏光板３１と、ガラス基板２１の上に配置された偏光板３２とにより構成されている。
【００３５】
ガラス基板１１の上には、図１に示すように、水平方向に延びる複数本のゲートバスライン１２ａと、垂直方向に延びる複数本のデータバスライン１６ａとが形成されている。これらのゲートバスライン１２ａ及びデータバスライン１６ａにより区画される領域がそれぞれ画素領域である。また、ガラス基板１１上には、各画素領域を横断するように、蓄積容量バスライン１２ｂが形成されている。
【００３６】
各画素領域には、それぞれＴＦＴ（スイッチング素子）１０と、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体材料からなる画素電極１８とが形成されている。ＴＦＴ１０はゲートバスライン１２ａの一部をゲート電極としている。また、ＴＦＴ１０のドレイン電極１６ｂはデータバスライン１６ａに接続され、ソース電極１６ｃは画素電極１８に接続されている。
【００３７】
データバスライン１６ａには表示信号が供給され、ゲートバスライン１２ａには所定のタイミングで走査信号が供給される。ゲートバスライン１２ａを介して走査信号が供給されたＴＦＴ１０はオン状態になり、画素電極１８に表示信号が書き込まれる。これにより、画素電極１８とコモン電極２４との間に存在する液晶分子の配向方向が変化し、光の透過率が変化する。画素毎に透過率を制御することにより、液晶表示装置に所望の画像を表示することができる。
【００３８】
本実施の形態においては、画素電極１８は、一般的な矩形ではなく、上部から中央部にかけて幅が連続的に減少し、中央部から下部にかけて幅が連続的に増大する形状に形成されている。
【００３９】
図２，図３の断面図を参照して、ガラス基板（ＴＦＴ基板）１１側の構成を更に詳細に説明する。ガラス基板１１の上には、Ｃｒ（クロム）等の金属によりゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂが形成されている。また、ガラス基板１１の上にはシリコン酸化物（ＳｉＯ₂）等からなる絶縁膜１３が形成されており、ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂはこの絶縁膜１３に覆われている。
【００４０】
絶縁膜１３上には、ＴＦＴ１０の動作層となるシリコン膜（アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜）１４が形成されており、シリコン膜１４の上には、シリコン窒化物等の絶縁材料からなるチャネル保護膜１５と、高濃度に不純物が導入されたシリコン膜と金属膜とが積層されてなるドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃとが形成されている。ドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃは、いずれもシリコン膜１４上からチャネル保護膜１５上に延出して形成されている。また、ドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃと同じ配線層に、データバスライン１６ａが形成されている。
【００４１】
絶縁膜１３の上には絶縁膜１７が形成されており、データバスライン１６ａ、ドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃはこの絶縁膜１７に覆われている。絶縁膜１７上には画素電極１８が形成されている。この画素電極１８は、絶縁膜１７に形成されたコンタクトホールを介してＴＦＴ１０のソース電極１６ｃと電気的に接続されている。この画素電極１８の表面は、ポリイミド等からなる垂直配向膜１９により覆われている。
【００４２】
一方、ガラス基板（ＣＦ基板）２１の下には、各画素領域の間及びＴＦＴ形成領域を覆うようにブラックマトリクス２２が形成されている。また、ガラス基板２１の下には、各画素毎に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれか１色のカラーフィルタ２３が形成されている。
【００４３】
カラーフィルタ２３の下には、ＩＴＯ等の透明導電体材料からなるコモン電極２４が形成されており、コモン電極２４の下には樹脂等の誘電体材料からなるからなる突起２５が、データバスライン１６ａに沿って形成されている。コモン電極２４及び突起２５の表面は、ポリイミド等からなる垂直配向膜２６に覆われている。
【００４４】
本実施の形態においては、ゲートバスライン１２ａ及びデータバスライン１６ａの幅はいずれも５μｍである。また、ゲートバスライン１２ａの配設ピッチは２００μｍ、データバスライン１６ａの配設ピッチは７０μｍである。更に、画素電極２８の上部及び下部における幅が６１μｍ、中央部における幅が５７μｍであり、画素電極１８とデータバスライン１６ａとの間隔は３μｍである。更にまた、セルギャップは３〜５μｍである。更にまた、データバスライン１６ａの上方のブラックマトリクス２２の幅は１１μｍ、突起２５の高さは０．５μｍ、突起２５の幅は１７μｍである。従って、突起２５はブラックマトリクス２２から両側にそれぞれ３μｍだけはみ出している。また、画素電極１８及び突起２５に位置ずれがないとすると、上から見たときの画素電極１８と突起２５との重なり幅の最小値は１μｍ、最大値は５μｍとなる。
【００４５】
なお、突起２５の高さが０．１μｍ未満の場合は突起２５により液晶分子の配向方向を規制する効果が十分でない。一方、突起２５の高さが１μｍを超えると、位置ずれに対するマージンが少なくなる。このため、突起２５の高さは０．１〜１μｍとすることが好ましい。
【００４６】
また、画素電極１８の最も幅が広い部分と狭い部分との差が４μｍ未満の場合は、位置ずれに対するマージンが少ない。一方、画素電極１８の最も幅が広い部分と狭い部分との差が８μｍを超える場合は、画素電極１８に対する突起２５の位置ずれが無い場合であっても、輝度が大きく低下してしまう。このため、、画素電極１８の最も幅が広い部分と狭い部分との差は、４〜８μｍとすることが好ましい。
【００４７】
ガラス基板１１側の垂直配向膜１９及びガラス基板２１側の垂直配向膜２６には、液晶分子が基板面に対し１〜５°程度傾斜するように、傾斜垂直配向処理が施されている。但し、画素の上半分の領域では液晶分子が上側から下側に向う方向に傾斜するように、画素の下半分の領域では液晶分子が下側から上側に向う方向に傾斜するように、傾斜垂直配向処理が施されている。この傾斜垂直配向処理は、例えば紫外線を垂直配向膜１９，２６に対し斜め方向から照射することにより行われる。また、垂直配向膜１９，２６に対しラビングすることによっても傾斜垂直配向処理を達成することができる。
【００４８】
図４，図５は第１の実施の形態の効果を示す模式図である。図４（ａ）は画素電極１８と突起２５との位置関係が最適な状態を示しており、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示している。また、図５（ａ）は画素電極１８に対し突起２５の位置がずれた状態を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示している。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、画素電極１８と突起２５との位置関係が最適な状態では、図４（ｂ）中に丸印で示す部分でディスクリネーションが最も小さくなる。そして、画素電極１８の上部、下部及び中央部でディスクリネーションによる輝度の低下が発生するものの、その程度は比較的小さい。
【００５０】
一方、図５（ａ）に示すように、画素電極１８に対し突起２５の位置が水平方向にずれた場合は、図５（ｂ）に示ようにディスクリネーションが最も小さくなる位置が変化するものの、通常の位置ずれの範囲では、位置ずれが無い場合と同様に、４箇所の位置でディスクリネーションが最も小さくなる。また、ディスクリネーションによる輝度の低下は部分的に発生するものの、その程度は比較的小さい。
【００５１】
例えば、画素電極１８に対し突起２５が水平方向に２μｍずれた場合、従来の液晶表示装置（図２３，図２４参照）では１５％程度の輝度の低下が発生する。一方、本実施の形態の液晶表示装置では、位置ずれが無いときは従来の液晶表示装置に比べて輝度が７％程度減少する。しかし、画素電極１８に対し突起２５が水平方向に２μｍずれた場合であっても、位置ずれがない場合に比べて輝度が約５％しか低下しない。
【００５２】
従って、本実施の形態の液晶表示装置では、個々の液晶表示装置の表示品質のばらつきが回避される。その結果、位置ずれに起因する不良品の発生率が低減されるという効果を奏する。
【００５３】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について、図１〜図３を参照して説明する。
【００５４】
まず、ＴＦＴ基板となるガラス基板１１を用意し、このガラス基板１１の上に下地絶縁膜（図示せず）としてシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を、例えば１５〜３００ｎｍの厚さに形成する。その後、スパッタ法により、下地絶縁膜の上にＣｒ膜を約１５０ｎｍの厚さに形成し、フォトリソグラフィ法によりＣｒ膜をパターニングしてゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂを形成する。
【００５５】
次に、ガラス基板１１の上側全面に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約３００ｎｍの厚さに形成して、絶縁膜１３とする。その後、絶縁膜１３上にシリコン膜１４を約５０ｎｍの厚さに形成する。シリコン膜１４はアモルファスシリコンにより形成されていてもよく、ポリシリコンにより形成されていてもよい。
【００５６】
次に、シリコン膜１４上に、ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を約５０〜２００ｎｍの厚さに形成する。そして、フォトリソグラフィ法によりシリコン窒化膜をパターニングして、チャネル保護膜１５を形成する。
【００５７】
次に、ガラス基板１１の上側全面に、ｎ⁺型シリコン膜を約３０ｎｍの厚さに形成し、更にその上にＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ｔｉ（チタン）を順次積層する。そして、これらのｎ⁺型シリコン膜及び金属膜（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜）をパターニングして、データバスライン１６ａ、ドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃを形成する。また、このとき同時にシリコン膜１４を所定の形状にパターニングする。
【００５８】
次に、ガラス基板１１の上側全面に、例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約１００〜６００ｎｍの厚さに形成し、絶縁膜１７とする。そして、フォトリソグラフィ法により、絶縁膜１７にソース電極１６ｃに到達するコンタクトホールを形成する。
【００５９】
次に、スパッタ法により、ガラス基板１１の上側全面にＩＴＯ膜を約７０ｎｍの厚さに形成し、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、画素電極１８を形成する。この場合、図１に示すように、画素電極１８は、上部から中央部にかけて幅が連続的に減少し、中央部から下部にかけて幅が連続的に増加する形状とする。この画素電極１８は、絶縁膜１７に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ１０のソース電極１６ｃに電気的に接続される。
【００６０】
その後、画素電極１８の表面を、ポリイミド等からなる垂直配向膜１９で被覆する。そして、この垂直配向膜１９に、紫外線照射又はラビングによる傾斜垂直配向処理を施す。このようにして、ＴＦＴ基板が形成される。
【００６１】
一方、ＣＦ基板となるガラス基板２１の上にＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜をパターニングして、ブラックマトリクス２２を形成する。その後、赤色、緑色及び青色の感光性樹脂を使用して、ガラス基板２１の上に赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ２３を形成する。
【００６２】
その後、ガラス基板２１の上にＩＴＯ膜を約７０ｎｍの厚さに形成し、コモン電極２４とする。そして、このコモン電極２４の上にフォトレジスト膜を形成し、露光及び現像処理を施して、突起２５を形成する。この突起２５は、ＴＦＴ基板側のデータバスライン１６ａに対向する位置に形成する。その後、コモン電極２４及び突起２５の表面を、ポリイミド等からなる垂直配向膜２６で被覆する。そして、この垂直配向膜２６に、紫外線照射又はラビングによる傾斜垂直配向処理を施す。
【００６３】
垂直配向膜１９，２６へ傾斜配向を行う場合、次のような方法が考えられる。図１において、ＴＦＴ基板に形成された垂直配向膜１９には、紙面の上から下に向う方向の傾斜垂直配向処理を施し、ＣＦ基板に形成された垂直配向膜２６には、紙面の下から上に向う方向の傾斜垂直配向処理を施す。これは、モノドメインと呼ばれる配向方法で、パネル全体に一様な方向の傾斜垂直配向が与えられることとなる。
【００６４】
また、もう一つの方法も考えられる。図１において、蓄積容量バスライン１２ｂを境とした２つの領域に、それぞれ別の方向に傾斜垂直配向処理を施す。例えば、ＴＦＴ基板に形成された垂直配向膜１９に、蓄積容量バスライン１２ｂを境として上半分の領域には上から下へ向かう方向の傾斜垂直配向処理を施し、下半分には下から上へ向う方向の傾斜垂直配向処理を施す。一方、ＣＦ基板に形成された垂直配向膜２６には、蓄積容量バスライン１２ｂを境として上半分の領域には下から上へ向う方向の傾斜垂直配向処理を施し、下半分の領域には上から下へ向う方向の傾斜垂直配向処理を施す。これにより、一つの画素内で２つの配向方向をもつことが可能となる。
【００６５】
次に、ガラス基板１１及びガラス基板２１を、配向膜１９，２６が形成された面を対向させて配置する。この場合に、ガラス基板１１及びガラス基板２１の間隔が一定となるように、両者の間にスペーサを介在させる。そして、ガラス基板１１とガラス基板２１との間に、負の誘電率異方性を有する液晶３０を封入する。
【００６６】
次いで、ガラス基板１１の下に偏光板３１を配置し、ガラス基板２１の上に偏光板３２を配置する。これらの偏光板３１，３２は、相互に吸収軸が直交するように配置することが必要である。このようにして、本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【００６７】
（変形例１）
図６は、第１の実施の形態の変形例１に係る液晶表示装置を示す平面図である。変形例１が第１の実施の形態と異なる点は画素電極１８の形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
【００６８】
変形例１においては、画素電極１８が、上側が狭く下側が狭い台形形状に形成されている。例えば、画素電極１８の上辺の長さは５７μｍ、下辺の長さは６１μｍである。そして、画素電極１８と突起２５との間に位置ずれが無いとすると、画素電極１８の中央部でディスクリネーションが最も小さくなるように、突起２５の位置及びサイズが設定されている。
【００６９】
図７（ａ）は画素電極１８と突起２５との位置関係が最適な状態を示す図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。また、図８（ａ）は画素電極１８に対し突起２５の位置が水平方向にずれた状態を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。
【００７０】
図７（ａ）に示すように、画素電極１８と突起２５との位置関係が最適な状態では、図７（ｂ）に丸印で示す部分でディスクリネーションが最も小さくなる。そして、画素電極１８の上部及び下部でディスクリネーションによる輝度の低下が発生するものの、その程度は比較的小さい。
【００７１】
一方、図８（ａ）に示すように、画素電極１８に対し突起２５の位置がずれた場合は、図８（ｂ）に示すようにディスクリネーションが最も小さくなる位置が変化するものの、通常の位置ずれの範囲では、位置ずれが無いときと同様に、２箇所の位置でディスクリネーションが最も小さくなる。また、ディスクリネーションにより輝度の低下は部分的に発生するものの、その程度は比較的小さい。
【００７２】
（変形例２）
図９は、第１の実施の形態の変形例２に係る液晶表示装置を示す平面図である。変形例２が第１の実施の形態と異なる点は画素電極１８の形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
【００７３】
変形例２においては、画素電極１８のデータバスライン１６ａに平行する２つの辺に、４μｍの振幅で矩形の凹凸が設けられている。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、画素電極１８に対し突起２５の位置がずれたとしても、輝度の低下の割合は少ない。
【００７４】
（変形例３）
図１０は、第１の実施の形態の変形例３に係る液晶表示装置を示す平面図である。変形例３が第１の実施の形態と異なる点は画素電極１８の形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
【００７５】
変形例３においては、画素電極１８のデータバスライン１６ａに平行する２つの辺の近傍に、幅が４μｍの矩形のスリットが垂直方向に並んで形成されている。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、画素電極１８に対し突起２５の位置がずれたとしても、輝度の低下の割合は少ない。
【００７６】
これらの第１の実施の形態及びその変形例１〜３に示すように、画素電極の形状を、画素電極と突起との重なり幅が一画素中で均一でない形状にすることにより、位置ずれによる輝度の低下が抑制される。
【００７７】
図１１は、横軸にＣＦ基板の水平方向の位置ずれ量をとり、縦軸に輝度低下率をとって、従来例１〜３、実施例１〜４の位置ずれに対する輝度低下率の変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【００７８】
従来例１〜３は画素電極が矩形の液晶表示装置（図２３，図２４参照）であり、位置ずれが無い場合の画素電極と突起との重なり幅はそれぞれ１μｍ、３μｍ、５μｍである。実施例１，２は画素電極が台形の液晶表示装置（図６参照）であり、画素電極の上側の辺の長さと下側の辺の長さとの差は、それぞれ６μｍ、４μｍである。実施例３，４は画素電極の縁部に凹凸が設けられた液晶表示装置（図９参照）であり凹凸の振幅はそれぞれ６μｍ、４μｍである。
【００７９】
図１２は、横軸にＣＦ基板の水平方向の位置ずれ量をとり、縦軸に輝度変化率をとって、従来例１〜３、実施例１〜４の液晶表示装置の位置ずれ幅と輝度変化率との関係を示す図である。但し、図１２では、位置ずれが無いときの輝度を基準にしている。
【００８０】
これらの図１１，図１２から、従来例１〜３ではいずれも位置ずれにより輝度が大きく変化するのに対し、実施例１〜４では位置ずれに対する輝度の変化量が小さいことがわかる
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置について説明する。
【００８１】
例えば、１画素内で液晶分子の配向方向が４方向のマルチドメインを達成するためには、図１３に示すようにスリット３７ａの向きが相互に異なる４つの領域に分割された画素電極３７を使用することが考えられる。
【００８２】
すなわち、第１の領域（右上の領域）ではスリット３７ａがＸ軸方向（水平方向）に対し４５°の角度で設けられており、第２の領域（左上の領域）ではスリット３７ａがＸ軸方向に対し１３５°の角度で設けられており、第３の領域（左下の領域）ではスリット３７ａがＸ軸方向に対し２２５°の角度で設けられており、第４の領域（右下の領域）ではスリット３７ａがＸ軸方向に対し３１５°の角度で設けられている。なお、この例の液晶表示装置のコモン電極側には、スリットや突起等は設けられていない。また、２枚の偏光板は、吸収軸が相互に直交し、且つスリット３７ａに対し４５°の角度となるように配置される。
【００８３】
このような形状の画素電極３７を使用した場合は、画素電極３７とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分子３０ａはスリット３７ａと平行な方向に傾斜する。このとき、４つの領域の境界部分の電極のエッジの影響により、第１の領域と第３の領域とでは液晶分子３０ａの倒れる方向が逆になり、第２の領域と第４の領域とでは液晶分子３０ａの倒れる方向が逆になる。従って、液晶分子３０ａの傾斜方向は４つの領域でそれぞれ異なり、４ドメイン配向が実現される。
【００８４】
しかし、このような画素電極３７を用いた液晶表示装置を作成して実際に駆動すると、画素電極３７の幅方向の両縁部に暗部が発生し、輝度が低下してしまう。これは、以下のように考えることができる。
【００８５】
図１４は図１３に示す形状の画素電極３７を用いた液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。但し、図１４ではＴＦＴの図示を省略している。
【００８６】
この図１４に示すように、データバスライン１６ａから十分に離れた部分の液晶分子は、データバスライン１６ａからの電界の影響を受けないので、スリット３８ａの方向に配向する。一方、データバスライン１６ａの近傍の液晶分子は、データバスライン１６ａからの電界の影響により、データバスライン１６ａに垂直な方向に配向する。この液晶分子の影響により、画素電極３７の縁部の液晶分子はスリット３７ａの方向とは異なる方向に配向し、配向不良が発生する。
【００８７】
第２の実施の形態の液晶表示装置は、このようなデータバスライン１６ａからの電界の起因する輝度の低下を防止することを目的としている。
【００８８】
図１５は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図、図１６は図１５のIII −III 線による断面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、画素電極の形状が異なること、及びＣＦ基板側に突起が設けられていないことにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００８９】
ガラス基板１１の上には複数本のゲートバスライン１２ａと複数本のデータバスライン１６ａとが形成されている。これらのゲートバスライン１２ａ及びデータバスライン１６ａにより区画された領域がそれぞれ画素領域である。各画素領域には、ＴＦＴ１０及び画素電極３８が形成されている。
【００９０】
画素電極３８は、スリット３８ａの向きが相互に異なる４つの領域に分かれている。すなわち、第１の領域（右上の領域）ではスリット３８ａがＸ軸方向（水平方向）に対し４５°の角度で設けられており、第２の領域（左上の領域）ではスリット３８ａがＸ軸方向に対し１３５°の角度で設けられており、第３の領域（左下の領域）ではスリット３８ａがＸ軸方向に対し２２５°の角度で設けられており、第４の領域（右下の領域）ではスリット３８ａがＸ軸方向に対し３１５°の角度で設けられている。但し、いずれの領域においても、データバスライン１６ａから約１５μｍのところでスリット３８ａが屈曲しており、画素の縁部ではスリット３８ａとデータバスライン１６ａとのなす角度（鋭角側の角度）が約２０°となっている。
【００９１】
スリット３８ａの幅は約３μｍであり、スリット３８ａの配設ピッチは約６μｍである。また、２枚の偏光板は、吸収軸が相互に直交し、且つ、スリット３８ａに対し４５°の角度となるように配置される。
【００９２】
本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、ゲートバスライン１２ａの配設ピッチは２００μｍ、データバスライン１６ａの配設ピッチは７０μｍ、データバスライン１６ａの上方のブラックマトリクスの幅は１１μｍである。
【００９３】
一方、ＣＦ基板側には、第１の実施の形態と同様に、ブラックマトリクス２２、カラーフィルタ２３、コモン電極２４及び垂直配向膜２６が形成されている。但し、本実施の形態では、ＣＦ基板側には突起は設けられていない。
【００９４】
図１７は、本実施の形態の液晶表示装置の白表示時の液晶分子の配向状態を示す模式図である。なお、図１７ではＴＦＴの図示を省略している。
【００９５】
この図１７に示すように、データバスライン１６ａの近傍の液晶分子は、データバスライン１６ａからの電界の影響により、データバスライン１６ａに対し垂直な方向に倒れようとする。一方、データバスライン１６ａから十分に離れた部分では、液晶分子はデータバスライン１６ａからの電界の影響を受けないので、スリット３８ａに平行な方向、すなわちデータバスライン１６ａに対し４５°の方向に倒れようとする。
【００９６】
画素電極３８の縁部の液晶分子には、スリット３８ａに平行な方向に倒れようとする力と、データバスライン１６ａの近傍の液晶分子の影響によりデータバスライン１６ａに垂直な方向に倒れようとする力とが作用する。その結果、画素電極３８の縁部の液晶分子はデータバスライン１６ａに対しほぼ４５°の方向に倒れる。これにより、画素電極３８の縁部における配向不良が防止され、液晶表示装置の輝度が向上する。
【００９７】
実際に上記の構成の液晶表示セルを作製して輝度を調べたところ、図１３に示す画素電極３７を使用した液晶表示セルに比べて、輝度が約１６％向上した。
【００９８】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について、図１５，図１６を参照して説明する。
【００９９】
まず、ＴＦＴ基板となるガラス基板１１を用意し、このガラス基板１１の上に下地絶縁膜（図示せず）を例えば１５〜３００ｎｍの厚さに形成する。この下地絶縁膜の上にＣｒ膜を約１５０ｎｍの厚さに形成し、フォトリソグラフィ法によりＣｒ膜をパターニングして、ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン（図示せず）を形成する。
【０１００】
次にガラス基板１１の上側全面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約３００ｎｍの厚さに形成して、絶縁膜１３とする。その後、絶縁膜１３上に、ＴＦＴ１０の動作層となるシリコン膜を約５０ｎｍの厚さに形成する。
【０１０１】
次に、シリコン膜上にＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成し、このシリコン窒化膜をパターニングしてチャネル保護膜を形成する。
【０１０２】
次に、ガラス基板１１の上側全面にｎ⁺型シリコン膜を形成し、更にその上に、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜を形成する。そして、これらのＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜及びｎ⁺型シリコン膜をパターニングして、データバスライン１６ａ、ドレイン電極１６ｂ及びソース電極１６ｃを形成する。
【０１０３】
次に、ガラス基板１１の上側全面に、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約１００〜６００ｎｍの厚さに形成し、絶縁膜１７とする。そして、絶縁膜１７に、ソース電極１６ｃに到達するコンタクトホールを形成する。
【０１０４】
次に、スパッタ法により、ガラス基板１１の上側全面にＩＴＯ膜を約７０ｎｍの厚さに形成し、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、画素電極３８を形成する。この場合、画素電極３８には、図１５に示すようにスリット３８ａを形成しておく。
【０１０５】
その後、画素電極３８の表面を、ポリイミド等からなる垂直配向膜１９で被覆する。
【０１０６】
一方、ＣＦ基板となるガラス基板２１の上にＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜をパターニングして、ブラックマトリクス２２を形成する。その後、赤色、緑色及び青色の感光性樹脂を使用して、ガラス基板２１の上に赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ２３を形成する。
【０１０７】
その後、ガラス基板２１の上にＩＴＯ膜を約７０ｎｍの厚さに形成し、コモン電極２４とする。そして、このコモン電極２４の表面をポリイミド等からなる垂直配向膜２６で被覆する。
【０１０８】
次に、ガラス基板１１及びガラス基板２１を、配向膜１９，２６が形成された面を対向させて配置し、両者の間にスペーサを介在させる。そして、ガラス基板１１とガラス基板２１との間に、負の誘電率異方性を有する液晶３０を封入する。
【０１０９】
次いで、ガラス基板１１の下に偏光板３１を配置し、ガラス基板２１の上に偏光板３２を配置する。これらの偏光板３１，３２は、相互に吸収軸が直交するように配置する。このようにして、本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【０１１０】
なお、本実施の形態の液晶表示装置にポリマーにより配向を固定した液晶を使用してもよい。これは、例えば紫外線照射により重合する性質を有するモノマーを含んた液晶をＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に封入して形成する。そして、白表示になるように画素電極に十分高い電圧を印加し、その状態で液晶に紫外線を照射して、液晶層にモノマーが重合してポリマーとなった領域を形成する。このように、予め輝度が高い状態で液晶層にポリマーを形成しておくことにより、液晶層の液晶分子の配向方向が固定されるため、画素電極に印加する電圧を通常の表示時の電圧にしても、ディスクリネーションが拡大することがなく、輝度の高い液晶表示装置を実現することができる。
【０１１１】
（第３の実施の形態）
図１８は本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。本実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、画素電極の形状が異なること、及びＴＦＴ基板側の配向膜の一部に傾斜垂直配向処理が施されていることにあり、その他の構成は基本的に第２の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【０１１２】
本実施の形態の液晶表示装置においても、画素電極３９はスリット３９ａの向きが相互に異なる４つの領域に分かれている。すなわち、第１の領域（右上の領域）ではスリット３９ａがＸ軸方向（水平方向）に対し４５°の角度で設けられており、第２の領域（左上の領域）ではスリット３９ａがＸ軸方向に対し１３５°の角度で設けられており、第３の領域（左下の領域）ではスリット３９ａがＸ軸方向に対し２２５°の角度で設けられており、第４の領域（右下の領域）ではスリット３９ａがＸ軸方向に対し３１５°の角度で設けられている。
【０１１３】
この画素電極３９を覆う垂直配向膜のうち、データバスライン１６ａから１５μｍまでの部分には、図中矢印で示す方向に液晶分子が傾斜するように、すなわち画素の上側半分の領域（第１及び第２の領域）では上側から下側に向う方向に液晶分子が倒れ、画素の下側半分の領域（第３及び第４の領域）では下側から上側に向う方向に液晶分子が倒れるように、傾斜垂直配向処理が施されている。傾斜垂直配向処理は、例えば露光マスクを用いて配向膜の所定部分に紫外線を斜め方向から照射することにより実現する。
【０１１４】
図１９は本実施の形態の液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。但し、図１９ではＴＦＴの図示を省略している。
【０１１５】
この図１９に示すように、データバスライン１６ａの近傍の液晶分子は、データバスライン１６ａからの電界の影響により、データバスライン１６ａに対し垂直な方向に倒れようとする。一方、データバスライン１６ａから十分に離れた部分の液晶分子は、データバスライン１６ａからの電界の影響を受けないので、スリット３９ａに平行な方向、すなわちデータバスライン１６ａに対し４５°の方向に倒れようとする。
【０１１６】
画素電極３９の縁部の液晶分子には、スリット３９ａに平行な方向に倒れようとする力と、データバスライン１６ａの近傍の液晶分子の影響によりデータバスライン１６ａに対し垂直な方向に倒れようとする力と、垂直配向膜の傾斜垂直配向処理方向に倒れようとする力とが作用する。その結果、画素電極３９の縁部の液晶分子はデータバスライン１６ａに対しほぼ４５°の方向に倒れる。これにより、画素電極３９の縁部における配向不良が防止され、液晶表示装置の輝度が向上する。
【０１１７】
実際に上記の構成の液晶表示セルを作製して輝度を調べたところ、配向膜に傾斜垂直配向処理が施されていない場合に比べて輝度が約１６％向上した。
【０１１８】
本実施の形態の液晶表示装置は、画素電極３９を図１８に示す形状に形成すること、及びＴＦＴ基板側の配向膜のうちデータバスライン１６ａの近傍の部分に傾斜垂直配向処理を施すことを除けば、第２の実施の形態と同様にして製造することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態においては、傾斜垂直配向処理方向をデータバスライン１６ａに平行な方向としたが、これにより、本発明の液晶表示装置の傾斜垂直配向処理方向がデータバスライン１６ａに平行な方向に限定されるものではない。すなわち、傾斜垂直配向処理方向とデータバスライン１６ａとのなす角度をスリット３９ａとデータバスライン１６ａとのなす角度よりも小さくすれば、画素の縁部での配向不良による輝度の低下を抑制する効果を得ることができる。
【０１２０】
（第４の実施の形態）
図１３に示すように液晶分子の配向方向を規制するためのスリットを設けた画素電極を使用する液晶表示装置の場合、画素電極のスリットだけで液晶分子を所定の方向に配向させるようにすると応答速度が遅くなるとともに、液晶分子の配向方向を完全に制御することが難しいという欠点があるため、配向膜に予め一定方向の配向規制力を与えておき、電圧印加時の液晶分子の倒れる方向を決めておくことが好ましい。
【０１２１】
図２０は、このような液晶表示装置の例を示す模式図である。この液晶表示装置は、スリット１７ａの向きが相互に異なる４つの領域に分割された画素電極３９を有し、且つ画素の上半分の領域の配向膜には液晶分子が上側から下側に向う方向に配向し、画素の下半分の領域の配向膜には液晶分子が下側から上側に向う方向に配向するように傾斜垂直配向処理が施されている。
【０１２２】
このような液晶表示装置では、データバスライン１６ａから十分に離れた部分では、データバスライン１６ａからの電界の影響はなく、液晶分子はスリット３９ａの方向に配向する。しかし、画素の中心、すなわち第１の領域と第２の領域との境界部分及び第３の領域と第４の領域との境界部分ではスリットがないため、液晶分子は傾斜垂直配向処理方向（データバスライン１６ａに対し平行な方向）に配向する。この液晶分子の影響を受けて、画素の中心部近傍（図中破線で囲んだ部分）の液晶分子は、スリット３７ａとは異なる方向に傾斜して配向不良が発生する。これにより、画素の中心部近傍に比較的太い幅の縦線状の暗部が発生する。
【０１２３】
第４の実施の形態の液晶表示装置は、このような画素の中心部に発生する縦線状の暗部の幅を縮小することを目的としている。
【０１２４】
図２１は本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。なお、本実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、画素電極の形状が異なること、及び配向膜に傾斜垂直配向処理が施されていることにあり、その他の構成は基本的に第２の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【０１２５】
本実施の形態の液晶表示装置では、第２の実施の形態と同様に、画素電極４０が、スリット４０ａの向きが相互に異なる４つの領域に分かれている。但し、画素の中心近傍でスリット４０ａは屈曲しており、この部分のスリット４０ａの方向はデータバスライン１６ａに対し４５°よりも垂直に近い方向に傾いている。
【０１２６】
この画素電極４０は垂直配向膜に覆われている。画素の上側半分の領域（第１及び第２の領域）の垂直配向膜には上側から下側に向う方向に液晶分子が配向するように傾斜垂直配向処理が施されており、画素の下側半分の領域（第３及び第４の領域）の垂直配向膜には下側から上側に向う方向に液晶分子が配向するように傾斜垂直配向処理が施されている。傾斜垂直配向処理は、例えば配向膜に対し紫外線を斜め方向から照射することにより実現される。
【０１２７】
図２２は本実施の形態の液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。但し、図２２ではＴＦＴの図示を省略している。
【０１２８】
この図２２に示すように、第１の領域と第２の領域の境界部分、及び第３の領域と第４の領域との境界部分の液晶分子は、傾斜垂直配向処理の方向に倒れようとする。一方、画素の中心、すなわち第１の領域と第２の領域との境界及び第３の領域と第４の領域との境界から十分に離れた部分では、液晶分子はスリット４０ａに平行な方向に倒れようとする。
【０１２９】
画素の中心部近傍の液晶分子は、スリット４０ａに平行な方向に倒れようとする力と、傾斜垂直配向処理により規制される方向に倒れようとする力とが作用し、その結果、データバスライン１６ａに対しほぼ４５°の方向に倒れる。これにより、画素の中央の縦線状の暗部（図中、破線で示す部分）の幅が縮小され、液晶表示装置の輝度が向上する。
【０１３０】
実際に上記の構成の液晶表示セルを作製して輝度を調べたところ、画素の中央部でスリットが屈曲していない場合に比べて輝度が約２６％向上した。
【０１３１】
本実施の形態の液晶表示装置は、画素電極４０を図２１に示す形状に形成すること、及び画素の上側半分の領域の配向膜に液晶分子が上側から下側に向う方向に配向するように傾斜垂直配向処理を施し、下側半分の領域の配向膜に液晶分子が下側から上側に向い方向に配向するように傾斜垂直配向処理を施すことを除けば、第２の実施の形態と同様にして製造することができる。
【０１３２】
（付記１）相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された画素電極と、前記第１の基板に設けられて前記画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間に接続されたスイッチング素子と、前記第１の基板に設けられて前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成されたコモン電極と、前記第２の基板に前記データバスラインに沿って形成され、上から見たときに縁部が前記画素電極に重なる突起とを有し、前記画素電極と前記突起との重なり幅が一画素中で均一でないことを特徴とする液晶表示装置。
【０１３３】
（付記２）前記画素電極が、上部及び下部の幅に比べて中央部の幅が狭い形状であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３４】
（付記３）前記画素電極が、台形形状であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３５】
（付記４）前記画素電極の縁部には、凹凸及びスリットのいずれかが設けられていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３６】
（付記５）前記画素電極の上及び前記コモン電極の上にはそれぞれ傾斜垂直配向処理が施された配向膜が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３７】
（付記６）前記配向膜には、液晶分子が第１の方向に傾斜垂直配向するように傾斜垂直配向処理が施された第１の領域と、液晶分子が第２の方向に傾斜垂直配向するように傾斜垂直配向処理が施された第２の領域とが設けられていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【０１３８】
（付記７）第１の基板上に、画素電極と、該画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間を接続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインとを形成する工程と、第２の基板上に、コモン電極と、前記データバスラインに対向する突起とを形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入する工程とを有し、前記画素電極は、上から見たときに前記突起との重なり幅が一画素中で部分的に変化するように形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１３９】
（付記８）相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された画素電極と、前記画素電極に設けられて液晶分子の配向を制御するスリットと、前記第１の基板に設けられて前記画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間に接続されたスイッチング素子と、前記第１の基板に設けられて前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成されたコモン電極とを有し、前記画素電極の前記データバスライン側の縁部のスリットと前記データバスラインとのなす角度が、前記画素電極の他の部分のスリットと前記データバスラインとのなす角度よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【０１４０】
（付記９）前記画素電極は、スリットの向きが異なる複数の領域を有することを特徴とする付記１０に記載の液晶表示装置。
【０１４１】
（付記１０）第１の基板上に、液晶分子の配向を制御するスリットを有する画素電極と、該画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間を接続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインとを形成する工程と、第２の基板上に、コモン電極を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入する工程とを有し、前記画素電極の前記データバスライン側の縁部のスリットと前記データバスラインとのなす角度を、前記画素電極の他の部分のスリットと前記データバスラインとのなす角度よりも小さくすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１４２】
（付記１１）相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された画素電極と、前記画素電極に設けられて液晶分子の配向を制御するスリットと、前記画素電極の表面を覆う配向膜と、前記第１の基板に設けられて前記画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間に接続されたスイッチング素子と、前記第１の基板に設けられて前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成されたコモン電極とを有し、前記配向膜のうちの前記画素電極の前記データバスライン側の縁部の部分に傾斜垂直配向処理が施されており、傾斜垂直配向処理方向と前記データバスラインとのなす角度が、前記スリットと前記データバスラインとのなす角度よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【０１４３】
（付記１２）前記画素電極は、スリットの向きが異なる複数の領域を有することを特徴とする付記１１に記載の液晶表示装置。
【０１４４】
（付記１３）第１の基板上に、液晶分子の配向を制御するスリットを有する画素電極と、該画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間を接続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記画素電極の表面を覆う配向膜とを形成する工程と、前記配向膜のうち、前記画素電極の前記データバスライン側の縁部の部分に前記データバスラインに対しほぼ平行な方向に傾斜垂直配向処理を施す工程と、第２の基板上に、コモン電極を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入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。
【０１４５】
（付記１４）相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された画素電極と、前記画素電極の第１の領域に第１の方向に向けて形成された第１のスリット、及び前記画素電極の第２の領域に第２の方向に向けて形成された第２のスリットと、前記第１の基板に設けられて前記画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間に接続されたスイッチング素子と、前記第１の基板に設けられて前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記画素電極の表面を覆い、前記データバスラインに平行な方向に傾斜垂直配向処理が施された配向膜と、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成されたコモン電極とを有し、前記画素電極の前記第１の領域及び前記第２の領域は水平方向に隣接し、前記第１及び第２のスリットのうちの前記第１の領域及び前記第２の領域の境界近傍の部分と前記データバスラインとのなす角度が、前記第１及び第２のスリットの他の部分と前記データバスラインとのなす角度よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【０１４６】
（付記１５）第１の基板上に、液晶分子の配向を制御するスリットを有する画素電極と、該画素電極に表示信号を供給するデータバスラインと、前記画素電極と前記データバスラインとの間を接続するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する信号を供給するゲートバスラインと、前記画素電極の表面を覆う配向膜とを形成する工程と、前記配向膜のうち、前記画素電極の前記データバスライン側の縁部の部分に前記データバスラインと平行な方向に傾斜垂直配向処理を施す工程と、第２の基板上に、コモン電極を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を封入する工程とを有し、前記スリットは、前記画素電極の第１の領域では第１の方向に向けて形成し、前記第１の領域に水平方向に隣接する第２の領域では第２の方向に向けて形成し、且つ、前記スリットのうち前記第１の領域と前記第２の領域との境界近傍の部分と前記データバスラインとのなす角度が、前記スリットの他の部分と前記データバスラインとのなす角度よりも大きくなるように形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１の液晶表示装置によれば、画素電極とデータバスラインとの重なり幅が一画素中で均一でないので、画素電極に対しデータバスラインが位置ずれしても、輝度の低下を抑制することができる。
【０１４８】
本願第２の液晶表示装置によれば、画素電極のデータバスライン側の縁部のスリットとデータバスラインとのなす角度が画素電極の他の部分のスリットとデータバスラインとのなす角度よりも小さいので、データバスラインからの電界による画素電極の縁部での液晶分子の配向不良が抑制される。これにより、白表示時の輝度が向上するという効果が得られる。
【０１４９】
本願第３の液晶表示装置によれば、配向膜のうち、画素電極のデータバスライン側の縁部の部分にはデータバスラインに傾斜垂直配向処理が施されており、傾斜垂直配向処理方向とデータバスラインとのなす角度が、スリットとデータバスラインとのなす角度よりも小さいので、データバスラインからの電界による画素電極の縁部での液晶分子の配向不良が抑制される。これにより、白表示時の輝度が向上するという効果が得られる。
【０１５０】
本願第４の液晶表示装置によれば、第１及び第２のスリットのうちの第１及び第２の領域の境界近傍の部分とデータバスラインとのなす角度が、第１及び第２のスリットの他の部分とデータバスラインとのなす角度よりも大きいので、第１及び第２の領域の境界部分での液晶分子の配向不良が抑制される。これにより、白表示時の輝度が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の構造を示す平面図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線による断面図である。
【図３】図３は図１のII−II線による断面図である。
【図４】図４（ａ）は第１の実施の形態の液晶表示装置において、画素電極と突起との位置関係が最適な状態を示す図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。
【図５】図５（ａ）は第１の実施の形態の液晶表示装置において、画素電極に対し突起の位置がずれた状態を示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の変形例１に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は変形例１の液晶表示装置において、画素電極と突起との位置関係が最適な状態を示す図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。
【図８】図８（ａ）は変形例１の液晶表示装置において、画素電極に対し突起の位置が水平方向にずれた状態を示す図、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す状態のときのディスクリネーションの発生状態を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態の変形例２に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施の形態の変形例３に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図１１】図１１は、横軸にＣＦ基板の水平方向の位置ずれ量をとり、縦軸に輝度低下率をとって、従来例１〜３、実施例１〜４の位置ずれに対する輝度低下率の変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１２】図１２は、横軸にＣＦ基板の水平方向の位置ずれ量をとり、縦軸に輝度変化率をとって、従来例１〜３、実施例１〜４の液晶表示装置の位置ずれ幅と輝度変化率との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、１画素内で液晶分子の配向方向が４方向のマルチドメインを達成するための画素電極の例を示す平面図である。
【図１４】図１４は図１３に示す形状の画素電極を用いた液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。
【図１５】図１５は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１６】図１６は図１５のIII −III 線による断面図である。
【図１７】図１７は、第２の実施の形態の液晶表示装置の白表示時の液晶分子の配向状態を示す模式図である。
【図１８】図１８は本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１９】図１９は第３の実施の形態の液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。
【図２０】図２０は、配向膜に予め一定方向の配向規制力を与えておき、電圧印加時の液晶分子の倒れる方向を決めるようにした液晶表示装置の例を示す模式図である。
【図２１】図２１は本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図２２】図２２は第４実施の形態の液晶表示装置の白表示時における液晶分子の配向方向を示す模式図である。
【図２３】図２３（ａ），（ｂ）は従来の液晶表示装置を示す図であり、図２３（ａ）は画素電極と突起との位置関係が最適な場合を示し、図２３（ｂ）はそのときのディスクリネーションの発生状態を示している。
【図２４】図２４（ａ），（ｂ）は従来の液晶表示装置を示す図であり、図２４（ａ）は突起が画素電極に対し左側にずれた例を示し、図２４（ｂ）はそのときのディスクリネーションの発生状態を示している。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴ、
１１，２１…ガラス基板、
１２ａ…ゲートバスライン、
１３，１７…絶縁膜、
１４…シリコン膜、
１５…チャネル保護膜、
１６ａ，５６ａ…データバスライン、
１６ｂ…ドレイン電極、
１６ｃ…ソース電極、
１８，３７，３８，３９，４０，５８…画素電極、
１９，２６…垂直配向膜、
２２…ブラックマトリクス、
２３…カラーフィルタ、
２４…コモン電極、
２５，６５…突起、
３１，３２…偏光板、
３７ａ，３８ａ，３９ａ，４０ａ…スリット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device in which a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed between a pair of substrates, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device is advantageous in that it is thin and lightweight, can be driven at a low voltage and consumes less power, and is widely used in various electronic devices.
[0003]
In particular, an active matrix type liquid crystal display device in which a switching element such as a thin film transistor (TFT) is provided for each pixel is superior in terms of display quality to that of a CRT (Cathode-Ray Tube). In recent years, it has come to be used for displays such as portable televisions and personal computers.
[0004]
A general TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display device has a structure in which liquid crystal is sealed between two transparent substrates. A common electrode, a color filter, an alignment film, and the like are formed on one surface side of two surfaces (facing surfaces) facing each other of the transparent substrate, and a TFT, a pixel electrode, and an alignment surface are formed on the other surface side. A film or the like is formed. Furthermore, a polarizing plate is attached to the surface opposite to the facing surface of each transparent substrate. These two polarizing plates are, for example, arranged so that the absorption axes of the polarizing plates are orthogonal to each other. According to this, light is transmitted in a state where no voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, and the voltage In a state in which is applied, a light shielding mode, that is, a normally white mode is set. When the absorption axes of the two polarizing plates are parallel, the normally black mode is set. Hereinafter, a substrate on which TFTs, pixel electrodes, and the like are formed is referred to as a TFT substrate, and a substrate on which common electrodes, color filters, and the like are formed is referred to as a CF substrate.
[0005]
A general TN liquid crystal display device has a disadvantage that the viewing angle characteristic is poor, the contrast is remarkably lowered when the screen is viewed obliquely, and the brightness is reversed in an extreme case.
[0006]
One of liquid crystal display devices having a viewing angle characteristic superior to that of a TN liquid crystal display device is a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display device. In the VA liquid crystal display device, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film are used. Accordingly, in the VA liquid crystal display device, when no voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the substrate surface, and when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are applied to the electric field. Try to fall in the vertical direction.
[0007]
In an actual VA liquid crystal display device, liquid crystal molecules are tilted (pretilt) by about 1 to 5 ° with respect to the normal line of the substrate surface when no voltage is applied. This is because the direction in which the liquid crystal molecules fall when a voltage is applied is restricted to a certain direction with respect to the absorption axis of the polarizing plate. As a method for determining the pretilt direction of the liquid crystal molecules, for example, there is a method of irradiating the alignment film with ultraviolet rays from an oblique direction. Usually, the pretilt direction of the liquid crystal molecules near the surface of one substrate and the pretilt direction of the liquid crystal molecules near the surface of the other substrate are opposite to each other. Called.
[0008]
One example of a liquid crystal display device having a viewing angle characteristic superior to that of a VA liquid crystal display device is an MVA (Multi-domain Vartical Alignment) type liquid crystal display device. In the MVA liquid crystal display device, one pixel has a plurality of regions in which the alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other. This is because, for example, a part of the pixel is shielded and ultraviolet light is irradiated from the first direction to the first region of the alignment film, and then the light shielding part is shifted and the ultraviolet light is directed from the second direction to the alignment film. This can be realized by irradiating the second region.
[0009]
By the way, since the VA liquid crystal display device and the MVA liquid crystal display device use liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, an electric field generated from the data bus line is generated in the vicinity of the data bus line through which the display signal flows. Under the influence, the liquid crystal molecules are not aligned in a predetermined direction, and an alignment defect called disclination occurs. The portion where the disclination occurs does not contribute to the display, which causes a decrease in luminance and a decrease in display quality.
[0010]
In order to prevent this, a protrusion (bank) extending along the data bus line may be provided on the CF substrate side. Since the electric field from the data bus line is generated in a direction perpendicular to the data bus line, the liquid crystal molecules tend to tilt in a direction parallel to the data bus line. On the other hand, since the liquid crystal molecules in the vicinity of the protrusions are inclined in the direction perpendicular to the data bus line, the influence of the electric field from the data bus line is reduced by the protrusion. Thereby, the occurrence of disclination is suppressed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent disclination by the protrusion, the positional relationship between the electrode and the protrusion is important. However, the positional relationship between the electrodes and the projections may deviate from the optimum state due to the positional displacement that occurs when the TFT substrate and the CF substrate are bonded together or the positional displacement that occurs when the pixel electrode and the projection are formed. .
[0012]
FIG. 23 and FIG. 24 are schematic views showing the problems of the conventional vertical alignment type liquid crystal display device. FIG. 23A shows a case where the positional relationship between the pixel electrode 58 and the protrusion 65 is optimal. In this case, the influence of the electric field generated from the data bus line 56a is reduced by the protrusion 65 on the CF substrate side, and the disclination is a portion outside the pixel electrode 58 (indicated by a hatched line in the drawing) as shown in FIG. Occurs in the part shown). Since this portion is covered with a black matrix (light-shielding film), deterioration in display quality due to disclination is avoided.
[0013]
FIG. 24A shows an example in which the protrusion 65 on the CF substrate side is shifted to the left with respect to the pixel electrode 58. In this case, since the overlapping width of the protrusion 65 and the pixel electrode 58 becomes small in the left portion of the pixel, disclination occurs inside the pixel electrode 58 as shown in FIG. In the right part of the pixel, the overlap width between the protrusion 65 and the pixel electrode 58 becomes too large, and a dark portion is generated inside the pixel electrode 58.
[0014]
As described above, in the conventional vertical alignment type liquid crystal display device, when the positional relationship between the pixel electrode 58 and the protrusion 65 deviates from the optimum state, the luminance greatly changes and the display quality is remarkably deteriorated. is there.
[0015]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of maintaining a good display quality with a small change in luminance even when a positional deviation occurs between a pixel electrode and a protrusion, and a method for manufacturing the same. That is.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
Of this application The liquid crystal display device is sealed between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, and between the first substrate and the second substrate. Has negative dielectric anisotropy A liquid crystal; a pixel electrode formed on a surface of the first substrate on the liquid crystal side; a data bus line provided on the first substrate for supplying a display signal to the pixel electrode; the pixel electrode; A switching element connected to the data bus line; a gate bus line provided on the first substrate for supplying a signal for driving the switching element; and a liquid crystal side surface of the second substrate. A common electrode formed on the second substrate along the data bus line, and a protrusion whose edge overlaps the pixel electrode when viewed from above; The protrusion is formed in parallel with the data bus line over the entire area of the data bus line in one pixel, or formed in parallel with the gate bus line over the entire area of the gate bus line in one pixel, The overlapping width of the pixel electrode and the protrusion is Concerned It is not uniform in one pixel.
[0018]
In the present invention, the overlapping width of the pixel electrode and the protrusion is not uniform in one pixel, and there are a portion where the overlapping width of the pixel electrode and the protrusion is large and a portion where the overlapping width of the pixel electrode and the protrusion is small. ing.
[0019]
For this reason, the brightness of the liquid crystal display device of the present invention is lower than that of a conventional liquid crystal display device in which there is no displacement between the pixel electrode and the protrusion. However, when a positional deviation occurs between the pixel electrode and the protrusion, the luminance of the liquid crystal display device of the present invention is lower than that of the conventional liquid crystal display device. On the other hand, since there is a portion where the luminance is improved, there is little reduction in luminance due to the position shift. Thereby, the dispersion | variation in the brightness | luminance of each liquid crystal display device is suppressed. Therefore, a liquid crystal display device with good display quality can be easily manufactured.
[0020]
Of this application A method of manufacturing a liquid crystal display device includes: a pixel electrode; a data bus line that supplies a display signal to the pixel electrode; a switching element that connects the pixel electrode and the data bus line on a first substrate; Forming a gate bus line for supplying a signal for driving the switching element; forming a common electrode on the second substrate; and a protrusion facing the data bus line; Between the second substrate and the second substrate Has negative dielectric anisotropy A step of encapsulating liquid crystal, The protrusion is formed in parallel with the data bus line over the entire area of the data bus line in one pixel, or formed in parallel with the gate bus line over the entire area of the gate bus line in one pixel, The pixel electrode has an overlapping width with the protrusion when viewed from above. Concerned It is characterized by being formed so as to partially change in one pixel. This Of this application A liquid crystal display device can be manufactured.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0033]
(First embodiment)
1 is a plan view showing the structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. It is.
[0034]
The liquid crystal display device according to the present embodiment includes glass substrates 11 and 21 arranged to face each other, a liquid crystal 30 having negative dielectric anisotropy sealed between these glass substrates 11 and 21, and a glass substrate. 11 and a polarizing plate 31 disposed on the glass substrate 21.
[0035]
As shown in FIG. 1, a plurality of gate bus lines 12 a extending in the horizontal direction and a plurality of data bus lines 16 a extending in the vertical direction are formed on the glass substrate 11. The areas partitioned by the gate bus lines 12a and the data bus lines 16a are pixel areas. A storage capacitor bus line 12b is formed on the glass substrate 11 so as to cross each pixel region.
[0036]
In each pixel region, a TFT (switching element) 10 and a pixel electrode 18 made of a transparent conductive material such as ITO (Indium-Tin Oxide) are formed. The TFT 10 uses a part of the gate bus line 12a as a gate electrode. Further, the drain electrode 16 b of the TFT 10 is connected to the data bus line 16 a, and the source electrode 16 c is connected to the pixel electrode 18.
[0037]
A display signal is supplied to the data bus line 16a, and a scanning signal is supplied to the gate bus line 12a at a predetermined timing. The TFT 10 supplied with the scanning signal via the gate bus line 12 a is turned on, and the display signal is written to the pixel electrode 18. Thereby, the alignment direction of the liquid crystal molecules existing between the pixel electrode 18 and the common electrode 24 changes, and the light transmittance changes. A desired image can be displayed on the liquid crystal display device by controlling the transmittance for each pixel.
[0038]
In the present embodiment, the pixel electrode 18 is not a general rectangle, but has a shape in which the width continuously decreases from the upper part to the central part and the width continuously increases from the central part to the lower part. .
[0039]
The configuration on the glass substrate (TFT substrate) 11 side will be described in more detail with reference to the cross-sectional views of FIGS. On the glass substrate 11, a gate bus line 12a and a storage capacitor bus line 12b are formed of a metal such as Cr (chromium). Further, a silicon oxide (SiO 2) is formed on the glass substrate 11. ₂ ) And the like, and the gate bus line 12 a and the storage capacitor bus line 12 b are covered with the insulating film 13.
[0040]
A silicon film (amorphous silicon film or polysilicon film) 14 serving as an operation layer of the TFT 10 is formed on the insulating film 13, and channel protection made of an insulating material such as silicon nitride is formed on the silicon film 14. A film 15 and a drain electrode 16b and a source electrode 16c formed by laminating a silicon film doped with impurities at a high concentration and a metal film are formed. Both the drain electrode 16b and the source electrode 16c are formed to extend from the silicon film 14 onto the channel protective film 15. A data bus line 16a is formed on the same wiring layer as the drain electrode 16b and the source electrode 16c.
[0041]
An insulating film 17 is formed on the insulating film 13, and the data bus line 16 a, the drain electrode 16 b and the source electrode 16 c are covered with the insulating film 17. A pixel electrode 18 is formed on the insulating film 17. The pixel electrode 18 is electrically connected to the source electrode 16 c of the TFT 10 through a contact hole formed in the insulating film 17. The surface of the pixel electrode 18 is covered with a vertical alignment film 19 made of polyimide or the like.
[0042]
On the other hand, a black matrix 22 is formed under the glass substrate (CF substrate) 21 so as to cover each pixel region and the TFT formation region. Further, a color filter 23 of any one color of red (R), green (G), and blue (B) is formed for each pixel under the glass substrate 21.
[0043]
A common electrode 24 made of a transparent conductor material such as ITO is formed under the color filter 23, and a protrusion 25 made of a dielectric material such as resin is formed under the data electrode line under the common electrode 24. It is formed along 16a. The surfaces of the common electrode 24 and the protrusions 25 are covered with a vertical alignment film 26 made of polyimide or the like.
[0044]
In the present embodiment, the widths of the gate bus line 12a and the data bus line 16a are both 5 μm. The arrangement pitch of the gate bus lines 12a is 200 μm, and the arrangement pitch of the data bus lines 16a is 70 μm. Further, the upper and lower portions of the pixel electrode 28 have a width of 61 μm, the central portion has a width of 57 μm, and the distance between the pixel electrode 18 and the data bus line 16a is 3 μm. Furthermore, the cell gap is 3-5 μm. Furthermore, the width of the black matrix 22 above the data bus line 16a is 11 μm, the height of the protrusion 25 is 0.5 μm, and the width of the protrusion 25 is 17 μm. Accordingly, the protrusions 25 protrude from the black matrix 22 by 3 μm on both sides. If there is no positional shift between the pixel electrode 18 and the protrusion 25, the minimum value of the overlap width between the pixel electrode 18 and the protrusion 25 when viewed from above is 1 μm, and the maximum value is 5 μm.
[0045]
When the height of the protrusion 25 is less than 0.1 μm, the effect of regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules by the protrusion 25 is not sufficient. On the other hand, when the height of the protrusion 25 exceeds 1 μm, the margin for misalignment decreases. For this reason, it is preferable that the height of the protrusion 25 is 0.1 to 1 μm.
[0046]
In addition, when the difference between the widest portion and the narrow portion of the pixel electrode 18 is less than 4 μm, the margin for misalignment is small. On the other hand, when the difference between the widest portion and the narrow portion of the pixel electrode 18 exceeds 8 μm, the luminance is greatly reduced even when the protrusion 25 is not displaced with respect to the pixel electrode 18. For this reason, the difference between the widest portion and the narrow portion of the pixel electrode 18 is preferably 4 to 8 μm.
[0047]
The vertical alignment film 19 on the glass substrate 11 side and the vertical alignment film 26 on the glass substrate 21 side are subjected to an inclined vertical alignment process so that liquid crystal molecules are inclined about 1 to 5 ° with respect to the substrate surface. However, in the upper half area of the pixel, the liquid crystal molecules are inclined in the direction from the upper side to the lower side, and in the lower half area of the pixel, the liquid crystal molecules are inclined in the direction from the lower side to the upper side. An orientation treatment is performed. This tilted vertical alignment process is performed, for example, by irradiating ultraviolet rays to the vertical alignment films 19 and 26 from an oblique direction. The tilted vertical alignment treatment can also be achieved by rubbing the vertical alignment films 19 and 26.
[0048]
4 and 5 are schematic views showing the effects of the first embodiment. 4A shows a state in which the positional relationship between the pixel electrode 18 and the protrusion 25 is optimum, and FIG. 4B shows a state of occurrence of disclination in the state shown in FIG. 4A. ing. 5A shows a state in which the position of the protrusion 25 is shifted with respect to the pixel electrode 18, and FIG. 5B shows the state of occurrence of disclination in the state shown in FIG. 5A. Show.
[0049]
As shown in FIG. 4A, in the state where the positional relationship between the pixel electrode 18 and the protrusion 25 is optimal, the disclination becomes the smallest in the portion indicated by a circle in FIG. 4B. Further, although a decrease in luminance occurs due to disclination at the upper, lower, and central portions of the pixel electrode 18, the degree is relatively small.
[0050]
On the other hand, as shown in FIG. 5A, when the position of the protrusion 25 is shifted in the horizontal direction with respect to the pixel electrode 18, the position where the disclination becomes the smallest changes as shown in FIG. 5B. However, in the normal range of misalignment, the disclination is the smallest at the four positions as in the case of no misalignment. In addition, although a decrease in luminance due to disclination occurs partially, the degree thereof is relatively small.
[0051]
For example, when the protrusion 25 is displaced by 2 μm in the horizontal direction with respect to the pixel electrode 18, the luminance is reduced by about 15% in the conventional liquid crystal display device (see FIGS. 23 and 24). On the other hand, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the luminance is reduced by about 7% as compared with the conventional liquid crystal display device when there is no position shift. However, even when the protrusion 25 is displaced by 2 μm in the horizontal direction with respect to the pixel electrode 18, the luminance is reduced only by about 5% as compared with the case where there is no positional deviation.
[0052]
Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, variations in display quality of individual liquid crystal display devices are avoided. As a result, there is an effect that the incidence of defective products due to the positional deviation is reduced.
[0053]
Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0054]
First, a glass substrate 11 serving as a TFT substrate is prepared, and a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the glass substrate 11 as a base insulating film (not shown) to a thickness of 15 to 300 nm, for example. Thereafter, a Cr film is formed to a thickness of about 150 nm on the base insulating film by sputtering, and the Cr film is patterned by photolithography to form gate bus lines 12a and storage capacitor bus lines 12b.
[0055]
Next, a silicon oxide film or silicon nitride film having a thickness of about 300 nm is formed on the entire upper surface of the glass substrate 11 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method to form an insulating film 13. Thereafter, a silicon film 14 is formed on the insulating film 13 to a thickness of about 50 nm. The silicon film 14 may be formed of amorphous silicon or may be formed of polysilicon.
[0056]
Next, a silicon nitride film is formed to a thickness of about 50 to 200 nm on the silicon film 14 by CVD. Then, the channel protection film 15 is formed by patterning the silicon nitride film by photolithography.
[0057]
Next, n on the entire upper surface of the glass substrate 11 ⁺ A type silicon film is formed to a thickness of about 30 nm, and Ti (titanium) / Al (aluminum) / Ti (titanium) is sequentially laminated thereon. And these n ⁺ The pattern silicon film and the metal film (Ti / Al / Ti film) are patterned to form the data bus line 16a, the drain electrode 16b, and the source electrode 16c. At the same time, the silicon film 14 is patterned into a predetermined shape.
[0058]
Next, a silicon oxide film or a silicon nitride film, for example, is formed to a thickness of about 100 to 600 nm on the entire upper surface of the glass substrate 11 to form the insulating film 17. Then, a contact hole reaching the source electrode 16c is formed in the insulating film 17 by photolithography.
[0059]
Next, an ITO film having a thickness of about 70 nm is formed on the entire upper surface of the glass substrate 11 by sputtering, and this ITO film is patterned by photolithography to form the pixel electrode 18. In this case, as shown in FIG. 1, the pixel electrode 18 has a shape in which the width continuously decreases from the upper part to the central part and the width continuously increases from the central part to the lower part. The pixel electrode 18 is electrically connected to the source electrode 16 c of the TFT 10 through a contact hole provided in the insulating film 17.
[0060]
Thereafter, the surface of the pixel electrode 18 is covered with a vertical alignment film 19 made of polyimide or the like. The vertical alignment film 19 is subjected to an inclined vertical alignment process by ultraviolet irradiation or rubbing. In this way, a TFT substrate is formed.
[0061]
On the other hand, a Cr film is formed on a glass substrate 21 serving as a CF substrate, and this black film 22 is formed by patterning this Cr film. Thereafter, red, green, and blue photosensitive resins are used to form red, green, and blue color filters 23 on the glass substrate 21.
[0062]
Thereafter, an ITO film having a thickness of about 70 nm is formed on the glass substrate 21 to form the common electrode 24. Then, a photoresist film is formed on the common electrode 24, and exposed and developed to form the protrusions 25. The protrusion 25 is formed at a position facing the data bus line 16a on the TFT substrate side. Thereafter, the surfaces of the common electrode 24 and the protrusions 25 are covered with a vertical alignment film 26 made of polyimide or the like. The vertical alignment film 26 is subjected to an inclined vertical alignment process by ultraviolet irradiation or rubbing.
[0063]
In the case of performing the tilt alignment on the vertical alignment films 19 and 26, the following method can be considered. In FIG. 1, the vertical alignment film 19 formed on the TFT substrate is subjected to an inclined vertical alignment process in the direction from the top to the bottom of the drawing, and the vertical alignment film 26 formed on the CF substrate is applied from the bottom of the drawing. An inclined vertical alignment process in the upward direction is performed. This is an alignment method called monodomain, and a tilted vertical alignment in a uniform direction is given to the entire panel.
[0064]
Another method is also conceivable. In FIG. 1, the inclined vertical alignment process is performed in two different directions on the two regions with the storage capacitor bus line 12b as a boundary. For example, the vertical alignment film 19 formed on the TFT substrate is subjected to an inclined vertical alignment process in the direction from top to bottom in the upper half region with the storage capacitor bus line 12b as a boundary, and from the bottom to the top in the lower half. An inclined vertical alignment process is performed in the opposite direction. On the other hand, the vertical alignment film 26 formed on the CF substrate is subjected to an inclined vertical alignment process from the bottom to the top in the upper half region with the storage capacitor bus line 12b as a boundary, and the upper half region in the upper half region. An inclined vertical alignment treatment in the direction from the bottom to the bottom is performed. This makes it possible to have two orientation directions within one pixel.
[0065]
Next, the glass substrate 11 and the glass substrate 21 are arranged with the surfaces on which the alignment films 19 and 26 are formed facing each other. In this case, a spacer is interposed between the glass substrate 11 and the glass substrate 21 so that the distance between them is constant. Then, a liquid crystal 30 having negative dielectric anisotropy is sealed between the glass substrate 11 and the glass substrate 21.
[0066]
Next, a polarizing plate 31 is disposed below the glass substrate 11, and a polarizing plate 32 is disposed on the glass substrate 21. These polarizing plates 31 and 32 need to be arranged so that their absorption axes are orthogonal to each other. In this manner, the liquid crystal display device of the present embodiment is completed.
[0067]
(Modification 1)
FIG. 6 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 1 of the first embodiment. Modification 1 is different from the first embodiment in that the shape of the pixel electrode 18 is different, and other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Description is omitted.
[0068]
In the first modification, the pixel electrode 18 is formed in a trapezoidal shape having a narrow upper side and a lower lower side. For example, the length of the upper side of the pixel electrode 18 is 57 μm, and the length of the lower side is 61 μm. If there is no positional deviation between the pixel electrode 18 and the protrusion 25, the position and size of the protrusion 25 are set so that the disclination is minimized at the center of the pixel electrode 18.
[0069]
FIG. 7A is a diagram showing a state in which the positional relationship between the pixel electrode 18 and the protrusion 25 is optimal, and FIG. 7B shows a disclination occurrence state in the state shown in FIG. FIG. 8A is a diagram showing a state in which the position of the protrusion 25 is shifted in the horizontal direction with respect to the pixel electrode 18, and FIG. 8B is a disclination in the state shown in FIG. 8A. It is a figure which shows the generation | occurrence | production state of.
[0070]
As shown in FIG. 7A, in the state where the positional relationship between the pixel electrode 18 and the protrusion 25 is optimum, the disclination becomes the smallest in the portion indicated by a circle in FIG. 7B. In addition, although a decrease in luminance occurs due to disclination at the upper and lower portions of the pixel electrode 18, the degree is relatively small.
[0071]
On the other hand, as shown in FIG. 8A, when the position of the protrusion 25 is shifted with respect to the pixel electrode 18, the position where the disclination is minimized changes as shown in FIG. In the range of misalignment, the disclination is the smallest at the two positions as in the case where there is no misalignment. In addition, although a decrease in luminance partially occurs due to disclination, the degree thereof is relatively small.
[0072]
(Modification 2)
FIG. 9 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 2 of the first embodiment. The modification 2 is different from the first embodiment in that the shape of the pixel electrode 18 is different, and the other configuration is basically the same as that of the first embodiment. Description is omitted.
[0073]
In Modification 2, rectangular unevenness with amplitude of 4 μm is provided on two sides of the pixel electrode 18 parallel to the data bus line 16a. In the present embodiment, as in the first embodiment, even if the position of the protrusion 25 is shifted with respect to the pixel electrode 18, the rate of decrease in luminance is small.
[0074]
(Modification 3)
FIG. 10 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 3 of the first embodiment. Modification 3 is different from the first embodiment in that the shape of the pixel electrode 18 is different, and the other configuration is basically the same as that of the first embodiment. Description is omitted.
[0075]
In the third modification, rectangular slits having a width of 4 μm are formed in the vertical direction in the vicinity of two sides parallel to the data bus line 16a of the pixel electrode 18. In the present embodiment, as in the first embodiment, even if the position of the protrusion 25 is shifted with respect to the pixel electrode 18, the rate of decrease in luminance is small.
[0076]
As shown in the first embodiment and the first to third modifications thereof, the pixel electrode has a shape in which the overlap width between the pixel electrode and the protrusion is not uniform in one pixel, thereby causing a positional shift. A decrease in luminance is suppressed.
[0077]
In FIG. 11, the horizontal axis represents the amount of horizontal displacement of the CF substrate, and the vertical axis represents the luminance reduction rate. The change in luminance reduction rate with respect to the positional deviation in the conventional examples 1 to 3 and examples 1 to 4 is shown. It is a figure which shows the result of simulation.
[0078]
Conventional examples 1 to 3 are liquid crystal display devices having a rectangular pixel electrode (see FIGS. 23 and 24), and the overlap width between the pixel electrode and the protrusion when there is no positional deviation is 1 μm, 3 μm, and 5 μm, respectively. Examples 1 and 2 are liquid crystal display devices having a trapezoidal pixel electrode (see FIG. 6), and the difference between the length of the upper side and the length of the lower side of the pixel electrode is 6 μm and 4 μm, respectively. Examples 3 and 4 are liquid crystal display devices (see FIG. 9) in which unevenness is provided at the edge of the pixel electrode, and the amplitude of the unevenness is 6 μm and 4 μm, respectively.
[0079]
In FIG. 12, the horizontal axis indicates the amount of horizontal misalignment of the CF substrate, and the vertical axis indicates the rate of change in luminance. It is a figure which shows the relationship with a change rate. However, FIG. 12 is based on the luminance when there is no positional deviation.
[0080]
11 and 12, it can be seen that the luminance changes greatly due to the positional deviation in each of the conventional examples 1 to 3, whereas the amount of change in luminance relative to the positional deviation is small in the first to fourth examples.
(Second Embodiment)
Hereinafter, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described.
[0081]
For example, in order to achieve a multi-domain in which the alignment direction of liquid crystal molecules is four in one pixel, as shown in FIG. 13, a pixel electrode 37 that is divided into four regions in which the directions of the slits 37a are different from each other is used. It is possible to do.
[0082]
That is, in the first region (upper right region), the slit 37a is provided at an angle of 45 ° with respect to the X axis direction (horizontal direction), and in the second region (upper left region), the slit 37a is disposed in the X axis direction. The slit 37a is provided at an angle of 225 ° with respect to the X-axis direction in the third region (lower left region), and the fourth region (lower right region). The slit 37a is provided at an angle of 315 ° with respect to the X-axis direction. Note that no slits or protrusions are provided on the common electrode side of the liquid crystal display device of this example. Further, the two polarizing plates are arranged so that the absorption axes are orthogonal to each other and are at an angle of 45 ° with respect to the slit 37a.
[0083]
When the pixel electrode 37 having such a shape is used, when a voltage is applied between the pixel electrode 37 and the common electrode, the liquid crystal molecules 30a are inclined in a direction parallel to the slit 37a. At this time, due to the influence of the edge of the electrode at the boundary between the four regions, the direction in which the liquid crystal molecules 30a fall is reversed between the first region and the third region, and between the second region and the fourth region, The direction in which the liquid crystal molecules 30a fall is reversed. Accordingly, the tilt directions of the liquid crystal molecules 30a are different in the four regions, and four-domain alignment is realized.
[0084]
However, when a liquid crystal display device using such a pixel electrode 37 is prepared and actually driven, dark portions are generated at both edges in the width direction of the pixel electrode 37, and the luminance is lowered. This can be considered as follows.
[0085]
FIG. 14 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of a liquid crystal display device using the pixel electrode 37 having the shape shown in FIG. However, the TFT is not shown in FIG.
[0086]
As shown in FIG. 14, the liquid crystal molecules in a portion sufficiently away from the data bus line 16a are not affected by the electric field from the data bus line 16a, and are thus oriented in the direction of the slit 38a. On the other hand, the liquid crystal molecules in the vicinity of the data bus line 16a are aligned in a direction perpendicular to the data bus line 16a due to the influence of the electric field from the data bus line 16a. Due to the influence of the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode 37 are aligned in a direction different from the direction of the slit 37a, and alignment failure occurs.
[0087]
The liquid crystal display device according to the second embodiment aims to prevent such a decrease in luminance due to the electric field from the data bus line 16a.
[0088]
FIG. 15 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a sectional view taken along line III-III in FIG. Note that this embodiment is different from the first embodiment in that the shape of the pixel electrode is different and that no protrusion is provided on the CF substrate side, and other configurations are basically the first. Since this is the same as the embodiment, the description of the overlapping part is omitted.
[0089]
On the glass substrate 11, a plurality of gate bus lines 12a and a plurality of data bus lines 16a are formed. A region partitioned by the gate bus line 12a and the data bus line 16a is a pixel region. In each pixel region, the TFT 10 and the pixel electrode 38 are formed.
[0090]
The pixel electrode 38 is divided into four regions in which the directions of the slits 38a are different from each other. That is, in the first region (upper right region), the slit 38a is provided at an angle of 45 ° with respect to the X axis direction (horizontal direction), and in the second region (upper left region), the slit 38a is provided in the X axis direction. The slit 38a is provided at an angle of 225 ° with respect to the X-axis direction in the third region (lower left region), and the fourth region (lower right region). Then, the slit 38a is provided at an angle of 315 ° with respect to the X-axis direction. However, in any region, the slit 38a is bent at about 15 μm from the data bus line 16a, and the angle (angle on the acute angle side) between the slit 38a and the data bus line 16a is about 20 at the edge of the pixel. It is °.
[0091]
The width of the slits 38a is about 3 μm, and the arrangement pitch of the slits 38a is about 6 μm. The two polarizing plates are arranged such that the absorption axes are orthogonal to each other and are at an angle of 45 ° with respect to the slit 38a.
[0092]
In this embodiment, as in the first embodiment, the arrangement pitch of the gate bus lines 12a is 200 μm, the arrangement pitch of the data bus lines 16a is 70 μm, and the width of the black matrix above the data bus lines 16a. Is 11 μm.
[0093]
On the other hand, a black matrix 22, a color filter 23, a common electrode 24, and a vertical alignment film 26 are formed on the CF substrate side, as in the first embodiment. However, in the present embodiment, no protrusion is provided on the CF substrate side.
[0094]
FIG. 17 is a schematic diagram showing the alignment state of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device of the present embodiment. In FIG. 17, the TFT is not shown.
[0095]
As shown in FIG. 17, the liquid crystal molecules near the data bus line 16a tend to fall in a direction perpendicular to the data bus line 16a due to the influence of the electric field from the data bus line 16a. On the other hand, in a portion sufficiently away from the data bus line 16a, the liquid crystal molecules are not affected by the electric field from the data bus line 16a, and therefore, in a direction parallel to the slit 38a, that is, in a direction of 45 ° with respect to the data bus line 16a. Try to fall down.
[0096]
The liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode 38 tend to tilt in a direction perpendicular to the data bus line 16a due to the force of tilting in the direction parallel to the slit 38a and the influence of the liquid crystal molecules near the data bus line 16a. Force to act. As a result, the liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode 38 are tilted in the direction of about 45 ° with respect to the data bus line 16a. Thereby, alignment failure at the edge of the pixel electrode 38 is prevented, and the luminance of the liquid crystal display device is improved.
[0097]
When the luminance of the liquid crystal display cell having the above configuration was actually manufactured and examined, the luminance was improved by about 16% as compared with the liquid crystal display cell using the pixel electrode 37 shown in FIG.
[0098]
Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0099]
First, a glass substrate 11 serving as a TFT substrate is prepared, and a base insulating film (not shown) is formed on the glass substrate 11 to a thickness of 15 to 300 nm, for example. A Cr film having a thickness of about 150 nm is formed on the base insulating film, and the Cr film is patterned by photolithography to form gate bus lines 12a and storage capacitor bus lines (not shown).
[0100]
Next, a silicon oxide film or silicon nitride film is formed to a thickness of about 300 nm on the entire upper surface of the glass substrate 11 to form an insulating film 13. Thereafter, a silicon film serving as an operation layer of the TFT 10 is formed on the insulating film 13 to a thickness of about 50 nm.
[0101]
Next, a silicon nitride film is formed on the silicon film by a CVD method, and this silicon nitride film is patterned to form a channel protective film.
[0102]
Next, n on the entire upper surface of the glass substrate 11 ⁺ A type silicon film is formed, and a Ti / Al / Ti film is further formed thereon. These Ti / Al / Ti films and n ⁺ The type silicon film is patterned to form the data bus line 16a, the drain electrode 16b, and the source electrode 16c.
[0103]
Next, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed to a thickness of about 100 to 600 nm on the entire upper surface of the glass substrate 11 to form an insulating film 17. Then, a contact hole reaching the source electrode 16 c is formed in the insulating film 17.
[0104]
Next, an ITO film having a thickness of about 70 nm is formed on the entire upper surface of the glass substrate 11 by sputtering, and this ITO film is patterned by photolithography to form a pixel electrode 38. In this case, a slit 38a is formed in the pixel electrode 38 as shown in FIG.
[0105]
Thereafter, the surface of the pixel electrode 38 is covered with a vertical alignment film 19 made of polyimide or the like.
[0106]
On the other hand, a Cr film is formed on a glass substrate 21 serving as a CF substrate, and this black film 22 is formed by patterning this Cr film. Thereafter, red, green, and blue photosensitive resins are used to form red, green, and blue color filters 23 on the glass substrate 21.
[0107]
Thereafter, an ITO film having a thickness of about 70 nm is formed on the glass substrate 21 to form the common electrode 24. Then, the surface of the common electrode 24 is covered with a vertical alignment film 26 made of polyimide or the like.
[0108]
Next, the glass substrate 11 and the glass substrate 21 are disposed so that the surfaces on which the alignment films 19 and 26 are formed are opposed to each other, and a spacer is interposed therebetween. Then, a liquid crystal 30 having negative dielectric anisotropy is sealed between the glass substrate 11 and the glass substrate 21.
[0109]
Next, a polarizing plate 31 is disposed below the glass substrate 11, and a polarizing plate 32 is disposed on the glass substrate 21. These polarizing plates 31 and 32 are disposed so that their absorption axes are orthogonal to each other. In this manner, the liquid crystal display device of the present embodiment is completed.
[0110]
Note that liquid crystal in which orientation is fixed by a polymer may be used for the liquid crystal display device of this embodiment. For example, a liquid crystal containing a monomer having a property of being polymerized by ultraviolet irradiation is formed between a TFT substrate and a CF substrate. Then, a sufficiently high voltage is applied to the pixel electrode so as to display white, and in this state, the liquid crystal is irradiated with ultraviolet rays to form a polymer-polymerized region in the liquid crystal layer. In this way, by previously forming a polymer in the liquid crystal layer with high brightness, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is fixed, so that the voltage applied to the pixel electrode is set to the normal display voltage. However, the disclination is not enlarged, and a liquid crystal display device with high luminance can be realized.
[0111]
(Third embodiment)
FIG. 18 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the second embodiment in that the shape of the pixel electrode is different and that a part of the alignment film on the TFT substrate side is subjected to an inclined vertical alignment treatment. Since the configuration is basically the same as that of the second embodiment, the description of the overlapping parts is omitted.
[0112]
Also in the liquid crystal display device of the present embodiment, the pixel electrode 39 is divided into four regions in which the directions of the slits 39a are different from each other. That is, in the first area (upper right area), the slit 39a is provided at an angle of 45 ° with respect to the X axis direction (horizontal direction), and in the second area (upper left area), the slit 39a is in the X axis direction. The slit 39a is provided at an angle of 225 ° with respect to the X-axis direction in the third region (lower left region), and the fourth region (lower right region). Then, the slit 39a is provided at an angle of 315 ° with respect to the X-axis direction.
[0113]
In the vertical alignment film covering the pixel electrode 39, in the portion from the data bus line 16a to 15 μm, the liquid crystal molecules are inclined in the direction indicated by the arrow in the drawing, that is, the upper half region (first and second regions) of the pixel. In the second region, the liquid crystal molecules are tilted in the direction from the upper side to the lower side, and in the lower half region (third and fourth regions) of the pixel, the liquid crystal molecules are tilted in the direction from the lower side to the upper side. An inclined vertical alignment process is performed. The tilted vertical alignment process is realized, for example, by irradiating a predetermined portion of the alignment film with ultraviolet rays from an oblique direction using an exposure mask.
[0114]
FIG. 19 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device of the present embodiment. However, the TFT is not shown in FIG.
[0115]
As shown in FIG. 19, the liquid crystal molecules near the data bus line 16a tend to fall in a direction perpendicular to the data bus line 16a due to the influence of the electric field from the data bus line 16a. On the other hand, the liquid crystal molecules in a portion sufficiently away from the data bus line 16a are not affected by the electric field from the data bus line 16a, and thus are in a direction parallel to the slit 39a, that is, in a direction of 45 ° with respect to the data bus line 16a. Try to fall down.
[0116]
The liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode 39 will tilt in a direction perpendicular to the data bus line 16a due to the force of tilting in the direction parallel to the slit 39a and the influence of the liquid crystal molecules in the vicinity of the data bus line 16a. And a force that tends to fall in the direction of the tilted vertical alignment treatment of the vertical alignment film. As a result, the liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode 39 are tilted in the direction of about 45 ° with respect to the data bus line 16a. Thereby, alignment failure at the edge of the pixel electrode 39 is prevented, and the luminance of the liquid crystal display device is improved.
[0117]
When the liquid crystal display cell having the above configuration was actually manufactured and the luminance was examined, the luminance was improved by about 16% compared to the case where the alignment film was not subjected to the tilted vertical alignment treatment.
[0118]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the pixel electrode 39 is formed in the shape shown in FIG. 18, and the vertical alignment process is performed on the portion of the alignment film on the TFT substrate side in the vicinity of the data bus line 16a. Except for this, it can be manufactured in the same manner as in the second embodiment.
[0119]
In this embodiment, the tilted vertical alignment process direction is parallel to the data bus line 16a. However, the tilted vertical alignment process direction of the liquid crystal display device of the present invention is parallel to the data bus line 16a. It is not limited to the direction. That is, if the angle formed between the inclined vertical alignment processing direction and the data bus line 16a is made smaller than the angle formed between the slit 39a and the data bus line 16a, an effect of suppressing a decrease in luminance due to alignment failure at the edge of the pixel. Can be obtained.
[0120]
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 13, in the case of a liquid crystal display device using a pixel electrode provided with a slit for regulating the alignment direction of liquid crystal molecules, a response occurs when the liquid crystal molecules are aligned in a predetermined direction using only the slits of the pixel electrode. Since the speed is slow and it is difficult to completely control the alignment direction of the liquid crystal molecules, an alignment regulating force in a certain direction is given to the alignment film in advance, and the direction in which the liquid crystal molecules fall when a voltage is applied is determined. It is preferable to decide.
[0121]
FIG. 20 is a schematic view showing an example of such a liquid crystal display device. This liquid crystal display device has a pixel electrode 39 that is divided into four regions in which the directions of the slits 17a are different from each other, and the liquid crystal molecules are directed from the upper side to the lower side in the alignment film in the upper half region of the pixel. The alignment film in the lower half region of the pixel is subjected to an inclined vertical alignment process so that liquid crystal molecules are aligned in a direction from the lower side to the upper side.
[0122]
In such a liquid crystal display device, in a portion sufficiently away from the data bus line 16a, there is no influence of the electric field from the data bus line 16a, and the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the slit 39a. However, since there is no slit at the center of the pixel, that is, the boundary between the first region and the second region and the boundary between the third region and the fourth region, the liquid crystal molecules are inclined in the vertical alignment processing direction (data (Direction parallel to the bus line 16a). Under the influence of the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules in the vicinity of the center of the pixel (portion surrounded by a broken line in the figure) are inclined in a direction different from the slit 37a to cause alignment failure. As a result, a vertical line-shaped dark portion having a relatively large width is generated near the center of the pixel.
[0123]
The liquid crystal display device according to the fourth embodiment is intended to reduce the width of the dark line-shaped dark portion generated at the center of such a pixel.
[0124]
FIG. 21 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. Note that this embodiment is different from the second embodiment in that the shape of the pixel electrode is different and that the alignment film is subjected to an inclined vertical alignment treatment. Since it is the same as that of 2nd Embodiment, description of the overlapping part is abbreviate | omitted.
[0125]
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, as in the second embodiment, the pixel electrode 40 is divided into four regions in which the directions of the slits 40a are different from each other. However, the slit 40a is bent in the vicinity of the center of the pixel, and the direction of the slit 40a in this portion is inclined in a direction closer to perpendicular to the data bus line 16a than 45 °.
[0126]
The pixel electrode 40 is covered with a vertical alignment film. The vertical alignment film in the upper half area (first and second areas) of the pixel is subjected to an inclined vertical alignment process so that liquid crystal molecules are aligned in the direction from the upper side to the lower side. The vertical alignment film in the half region (third and fourth regions) is subjected to an inclined vertical alignment process so that liquid crystal molecules are aligned in a direction from the lower side to the upper side. The tilted vertical alignment treatment is realized, for example, by irradiating the alignment film with ultraviolet rays from an oblique direction.
[0127]
FIG. 22 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device of the present embodiment. However, the TFT is not shown in FIG.
[0128]
As shown in FIG. 22, the liquid crystal molecules at the boundary between the first region and the second region and at the boundary between the third region and the fourth region tend to fall in the direction of the tilted vertical alignment treatment. To do. On the other hand, in the center of the pixel, that is, at a portion sufficiently away from the boundary between the first region and the second region and the boundary between the third region and the fourth region, the liquid crystal molecules are in a direction parallel to the slit 40a. Try to fall down.
[0129]
The liquid crystal molecules in the vicinity of the center of the pixel are subjected to a force that tends to fall in a direction parallel to the slit 40a and a force that tends to fall in a direction regulated by the tilted vertical alignment process. As a result, the data bus line It falls in the direction of about 45 ° with respect to 16a. As a result, the width of the vertical dark portion (the portion indicated by the broken line in the figure) at the center of the pixel is reduced, and the luminance of the liquid crystal display device is improved.
[0130]
When the liquid crystal display cell having the above configuration was actually manufactured and the luminance was examined, the luminance was improved by about 26% as compared with the case where the slit was not bent at the center of the pixel.
[0131]
In the liquid crystal display device of this embodiment, the pixel electrode 40 is formed in the shape shown in FIG. 21, and the liquid crystal molecules are aligned in the direction from the upper side to the lower side in the alignment film in the upper half region of the pixel. Similar to the second embodiment, except that the tilted vertical alignment process is performed and the alignment film in the lower half region is subjected to the tilted vertical alignment process so that the liquid crystal molecules are aligned in the direction from the lower side to the upper side. Can be manufactured.
[0132]
(Supplementary Note 1) A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other, and a liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first substrate and the second substrate A pixel electrode formed on the liquid crystal side surface of the first substrate, a data bus line provided on the first substrate and supplying a display signal to the pixel electrode, the pixel electrode and the data A switching element connected to the bus line; a gate bus line provided on the first substrate for supplying a signal for driving the switching element; and formed on the liquid crystal side surface of the second substrate. A common electrode formed on the second substrate along the data bus line, and a protrusion whose edge overlaps with the pixel electrode when viewed from above, the pixel electrode and the protrusion The overlap width is not uniform in one pixel. A liquid crystal display device.
[0133]
(Supplementary note 2) The liquid crystal display device according to supplementary note 1, wherein the pixel electrode has a shape in which a width of a central portion is narrower than a width of an upper portion and a lower portion.
[0134]
(Additional remark 3) The said pixel electrode is trapezoid shape, The liquid crystal display device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
[0135]
(Supplementary note 4) The liquid crystal display device according to supplementary note 1, wherein an edge portion of the pixel electrode is provided with any one of irregularities and slits.
[0136]
(Supplementary note 5) The liquid crystal display device according to supplementary note 1, wherein an alignment film subjected to an inclined vertical alignment treatment is formed on each of the pixel electrode and the common electrode.
[0137]
(Appendix 6) In the alignment film, a first region that has been subjected to tilted vertical alignment treatment so that liquid crystal molecules are tilted and vertically aligned in the first direction, and liquid crystal molecules are tilted and vertically aligned in the second direction. The liquid crystal display device according to appendix 5, wherein a second region subjected to an inclined vertical alignment process is provided.
[0138]
(Supplementary note 7) On the first substrate, a pixel electrode, a data bus line for supplying a display signal to the pixel electrode, a switching element for connecting the pixel electrode and the data bus line, and the switching element Forming a gate bus line for supplying a signal for driving the signal, forming a common electrode and a protrusion facing the data bus line on a second substrate, the first substrate, And a step of enclosing a liquid crystal having negative dielectric anisotropy between the second substrate and the pixel electrode, when viewed from above, the overlapping width with the protrusion is a portion in one pixel. A method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal display device is formed so as to change.
[0139]
(Supplementary Note 8) Liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between first substrate and second substrate arranged opposite to each other, and between first substrate and second substrate A pixel electrode formed on the liquid crystal side surface of the first substrate, a slit provided in the pixel electrode for controlling the orientation of liquid crystal molecules, and the pixel electrode provided in the first substrate. A data bus line for supplying a display signal to the substrate, a switching element connected between the pixel electrode and the data bus line, and a gate provided on the first substrate for supplying a signal for driving the switching element A bus line and a common electrode formed on the liquid crystal side surface of the second substrate, and an angle formed between a slit of an edge of the pixel electrode on the data bus line side and the data bus line Other of the pixel electrode A liquid crystal display device comprising a smaller than the angle of the minute slit and said data bus lines.
[0140]
(Supplementary note 9) The liquid crystal display device according to supplementary note 10, wherein the pixel electrode has a plurality of regions having different slit directions.
[0141]
(Supplementary Note 10) A pixel electrode having a slit for controlling the alignment of liquid crystal molecules on the first substrate, a data bus line for supplying a display signal to the pixel electrode, and between the pixel electrode and the data bus line Forming a switching element for connecting the gate, a gate bus line for supplying a signal for driving the switching element, forming a common electrode on a second substrate, the first substrate, and the first substrate Sealing a liquid crystal having negative dielectric anisotropy between two substrates, and an angle formed by a slit at an edge of the pixel electrode on the data bus line side and the data bus line A method of manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that the angle is smaller than an angle formed by a slit of another part of the pixel electrode and the data bus line.
[0142]
(Additional remark 11) The 1st board | substrate and 2nd board | substrate arrange | positioned facing each other, and the liquid crystal which has the negative dielectric constant anisotropy enclosed between the said 1st board | substrate and the said 2nd board | substrate A pixel electrode formed on the liquid crystal side surface of the first substrate, a slit provided on the pixel electrode for controlling the alignment of liquid crystal molecules, an alignment film covering the surface of the pixel electrode, A data bus line provided on a first substrate for supplying a display signal to the pixel electrode; a switching element connected between the pixel electrode and the data bus line; and provided on the first substrate. A gate bus line for supplying a signal for driving the switching element; and a common electrode formed on the liquid crystal side surface of the second substrate, and the data bus of the pixel electrode of the alignment film. Inclined at the edge of the line side And straight-alignment treatment is performed, the liquid crystal display device which slope angle between the vertical alignment treatment direction and the data bus line, wherein the smaller than the angle between the slit and the data bus line.
[0143]
(Supplementary note 12) The liquid crystal display device according to supplementary note 11, wherein the pixel electrode has a plurality of regions having different slit directions.
[0144]
(Supplementary Note 13) A pixel electrode having a slit for controlling the alignment of liquid crystal molecules on the first substrate, a data bus line for supplying a display signal to the pixel electrode, and between the pixel electrode and the data bus line Forming a switching element for connecting the gate electrode, a gate bus line for supplying a signal for driving the switching element, and an alignment film covering the surface of the pixel electrode, and of the alignment film, the data of the pixel electrode A step of subjecting the edge portion on the bus line side to an inclined vertical alignment process in a direction substantially parallel to the data bus line; a step of forming a common electrode on a second substrate; and the first substrate; And a step of enclosing a liquid crystal having negative dielectric anisotropy between the second substrate and the second substrate.
[0145]
(Additional remark 14) The 1st board | substrate and 2nd board | substrate which are mutually opposingly arranged, and the liquid crystal which has the negative dielectric constant anisotropy enclosed between the said 1st board | substrate and the said 2nd board | substrate A pixel electrode formed on the liquid crystal side surface of the first substrate, a first slit formed in a first region of the pixel electrode in a first direction, and the pixel electrode A second slit formed in the second region in the second direction; a data bus line provided on the first substrate for supplying a display signal to the pixel electrode; the pixel electrode and the data A switching element connected to the bus line; a gate bus line provided on the first substrate for supplying a signal for driving the switching element; and covering a surface of the pixel electrode; Inclined vertical alignment treatment in parallel direction An alignment film, and a common electrode formed on the liquid crystal side surface of the second substrate, wherein the first region and the second region of the pixel electrode are adjacent to each other in a horizontal direction, Of the first and second slits, an angle formed between a portion near the boundary between the first region and the second region and the data bus line is different from other portions of the first and second slits. A liquid crystal display device having a larger angle than the angle formed with the data bus line.
[0146]
(Supplementary Note 15) A pixel electrode having a slit for controlling the alignment of liquid crystal molecules on the first substrate, a data bus line for supplying a display signal to the pixel electrode, and between the pixel electrode and the data bus line Forming a switching element for connecting the gate electrode, a gate bus line for supplying a signal for driving the switching element, and an alignment film covering the surface of the pixel electrode, and of the alignment film, the data of the pixel electrode A step of subjecting the edge portion on the bus line side to an inclined vertical alignment process in a direction parallel to the data bus line; a step of forming a common electrode on a second substrate; the first substrate; Sealing the liquid crystal having negative dielectric anisotropy between the two substrates, the slit is formed in a first direction in the first region of the pixel electrode, In the first area A second region adjacent in the horizontal direction is formed toward the second direction, and a portion of the slit near the boundary between the first region and the second region and the data bus line A method of manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that an angle formed is larger than an angle formed by another portion of the slit and the data bus line.
[0147]
【The invention's effect】
As described above, according to the first liquid crystal display device of the present application, since the overlapping width of the pixel electrode and the data bus line is not uniform in one pixel, even if the data bus line is misaligned with respect to the pixel electrode, A decrease in luminance can be suppressed.
[0148]
According to the second liquid crystal display device of the present application, the angle formed between the slit on the data bus line side of the pixel electrode and the data bus line is larger than the angle formed between the slit on the other portion of the pixel electrode and the data bus line. Therefore, the alignment failure of the liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode due to the electric field from the data bus line is suppressed. Thereby, the effect that the brightness | luminance at the time of white display improves is acquired.
[0149]
According to the third liquid crystal display device of the present application, in the alignment film, the edge portion of the pixel electrode on the data bus line side is subjected to the inclined vertical alignment process on the data bus line, Since the angle formed with the data bus line is smaller than the angle formed between the slit and the data bus line, the alignment defect of the liquid crystal molecules at the edge of the pixel electrode due to the electric field from the data bus line is suppressed. Thereby, the effect that the brightness | luminance at the time of white display improves is acquired.
[0150]
According to the fourth liquid crystal display device of the present application, the angle formed between the data bus line and the portion of the first and second slits near the boundary between the first and second regions is the first and second slits. Since the angle is larger than the angle between the other portion and the data bus line, the alignment failure of the liquid crystal molecules at the boundary between the first and second regions is suppressed. Thereby, the effect that the brightness | luminance at the time of white display improves is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
4A is a diagram showing a state in which the positional relationship between pixel electrodes and protrusions is optimal in the liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 4B is a diagram in FIG. 4A. It is a figure which shows the generation | occurrence | production state of disclination in the state shown.
5A is a diagram showing a state in which the position of the protrusion is displaced with respect to the pixel electrode in the liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 5B is a diagram shown in FIG. 5A. It is a figure which shows the generation | occurrence | production state of the disclination in a state.
FIG. 6 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 1 of the first embodiment.
7A is a diagram illustrating a state in which the positional relationship between pixel electrodes and protrusions is optimal in the liquid crystal display device according to the first modification, and FIG. 7B is a diagram illustrating the state illustrated in FIG. 7A. It is a figure which shows the generation | occurrence | production state of disclination at the time.
8A is a diagram showing a state in which the position of the protrusion is shifted in the horizontal direction with respect to the pixel electrode in the liquid crystal display device according to the first modification, and FIG. 8B is a diagram showing FIG. 8A. It is a figure which shows the generation | occurrence | production state of the disclination in a state.
FIG. 9 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 2 of the first embodiment.
FIG. 10 is a plan view showing a liquid crystal display device according to Modification 3 of the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a decrease in luminance with respect to the positional shifts of Conventional Examples 1 to 3 and Examples 1 to 4, where the horizontal axis represents the amount of horizontal displacement of the CF substrate and the vertical axis represents the luminance decrease rate. It is a figure which shows the result of having simulated the change of a rate.
FIG. 12 shows the positions of the liquid crystal display devices of the conventional examples 1 to 3 and examples 1 to 4 with the horizontal axis indicating the amount of horizontal displacement of the CF substrate and the vertical axis indicating the luminance change rate. It is a figure which shows the relationship between a shift | offset | difference width | variety and a luminance change rate.
FIG. 13 is a plan view showing an example of a pixel electrode for achieving multi-domain in which the alignment direction of liquid crystal molecules is four in one pixel.
14 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of a liquid crystal display device using the pixel electrode having the shape shown in FIG.
FIG. 15 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
16 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an alignment state of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
FIG. 18 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device of the third embodiment.
FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of a liquid crystal display device in which an alignment regulating force in a certain direction is given to the alignment film in advance to determine the direction in which the liquid crystal molecules fall when a voltage is applied.
FIG. 21 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic diagram showing the alignment direction of liquid crystal molecules during white display of the liquid crystal display device of the fourth embodiment.
23 (a) and 23 (b) are diagrams showing a conventional liquid crystal display device, and FIG. 23 (a) shows a case where the positional relationship between pixel electrodes and protrusions is optimum, and FIG. ) Indicates the state of occurrence of disclination at that time.
24 (a) and 24 (b) are diagrams showing a conventional liquid crystal display device, and FIG. 24 (a) shows an example in which the protrusion is shifted to the left side with respect to the pixel electrode, and FIG. Indicates the state of occurrence of disclination at that time.
[Explanation of symbols]
10 ... TFT,
11, 21 ... Glass substrate,
12a ... Gate bus line,
13, 17 ... insulating film,
14 ... silicon film,
15 ... Channel protective film,
16a, 56a ... data bus line,
16b ... drain electrode,
16c ... source electrode,
18, 37, 38, 39, 40, 58 ... pixel electrodes,
19, 26 ... vertical alignment film,
22 ... Black matrix,
23. Color filter,
24 ... Common electrode,
25, 65 ... projections,
31, 32 ... Polarizing plate,
37a, 38a, 39a, 40a ... slits.

Claims

A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first substrate and the second substrate;
A pixel electrode formed on the liquid crystal side surface of the first substrate;
A data bus line provided on the first substrate for supplying a display signal to the pixel electrode;
A switching element connected between the pixel electrode and the data bus line;
A gate bus line provided on the first substrate for supplying a signal for driving the switching element;
A common electrode formed on the liquid crystal side surface of the second substrate;
A protrusion formed on the second substrate along the data bus line, the edge of the second substrate overlapping the pixel electrode when viewed from above;
The protrusion is formed in parallel with the data bus line over the entire area of the data bus line in one pixel, or formed in parallel with the gate bus line over the entire area of the gate bus line in one pixel. a liquid crystal display device comprising said that the overlapping width of the projection is not uniform in the one pixel and.

On the first substrate, a pixel electrode, a data bus line that supplies a display signal to the pixel electrode, a switching element that connects between the pixel electrode and the data bus line, and a signal that drives the switching element Forming a gate bus line for supplying
Forming a common electrode and a protrusion facing the data bus line on a second substrate;
Sealing a liquid crystal having negative dielectric anisotropy between the first substrate and the second substrate,
The protrusion is formed in parallel with the data bus line over the entire area of the data bus line in one pixel, or formed in parallel with the gate bus line over the entire area of the gate bus line in one pixel. the manufacturing method of a liquid crystal display device comprising the the overlapping width of the projection is formed so as to partially change in the one pixel when viewed from above.

The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein an alignment film exhibiting vertical alignment is formed on the liquid crystal side surfaces of the first substrate and the second substrate.

A step of forming a first vertical alignment film on the first substrate that exhibits vertical alignment and covers the pixel electrode;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2 , further comprising: forming a second vertical alignment film that exhibits vertical alignment and covers the common electrode on the second substrate.