JP4605632B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、斜め電界により液晶を配向させる液晶表示素子、及びその製造方法に関する。

図１２は、垂直配向型の液晶表示素子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の従来例を示す断面図である。垂直配向型ＬＣＤ５０は、一対の基板（上側基板３２及び下側基板３１）と、その間に挟持される液晶層３９、たとえば負の誘電率異方性（Δε＜０）をもつネマティック液晶３９ａで形成されるネマティック液晶層とを含んで構成される。上側基板３２及び下側基板３１は、それぞれ、たとえば平板なガラス基板である透明基板３４，３３、透明基板３４，３３上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材で形成され、所定のパタンを有する透明電極３６，３５、透明電極３６，３５上に形成される垂直配向膜３８，３７とを含んで構成される。

一対の基板（上側基板３２及び下側基板３１）は、垂直配向膜３８，３７が向き合うように平行配置され、両垂直配向膜３８，３７間に、液晶層３９が挟持される。透明電極３６，３５間には、電圧印加手段４３が接続されており、電圧印加手段４３により両透明電極３６，３５間の液晶層３９に任意の電圧を印加することができる。垂直配向膜３８，３７には、プレティルト角の付与等の配向処理が施されている。配向処理により、垂直配向膜３８，３７に接する液晶層３９の液晶分子は基板（上側基板３２及び下側基板３１）に対してほぼ垂直な、かつプレティルト角だけ傾く方向に配向される。また、液晶層３９に電圧が印加されたときには、プレティルト角により液晶分子の倒れる方向が規定される。

一対の基板（上側基板３２及び下側基板３１）の外側に、一対の偏光板４１，４２が、たとえば直交ニコル状態に配置される。図示のように互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を画定するとき、上側基板３２に向き合う偏光板４１は、たとえばＸ方向に偏光する光だけを透過させ、下側基板３１に向き合う偏光板４２は、たとえばＹ方向に偏光する光だけを透過させるように配置される。また、液晶層３９を挟持する一対の基板（上側基板３２及び下側基板３１）は、各基板（上側基板３２及び下側基板３１）の法線方向がＺ方向と平行であるように、かつ、上側基板３２または下側基板３１の法線方向（Ｚ方向）から見たとき、電圧印加時の液晶分子がＸ方向及びＹ方向と４５°をなす方向に倒れるように配置される。

垂直配向型ＬＣＤ５０においては、視角依存性を改善するために、上側基板３２と偏光板４１との間に視角補償フィルム４０が挿入されている。視角補償フィルム４０として、たとえば光軸がフィルムの法線方向にあり、複屈折率が負の一軸性光学フィルムが用いられる。視角補償フィルム４０は、図に示したように一方の基板側にだけ配置することもできるし、両方の基板外側に配置することもできる。視角補償フィルム４０のリターデーションは液晶層３９のリターデーションの１／３〜１倍程度である。なお、両方の基板側に視角補償フィルム４０を配置した場合は、２枚の視角補償フィルム４０のリターデーションの和が液晶層３９のリターデーションの１／３〜１倍である。

図１２に示す構造の垂直配向型ＬＣＤ５０は、液晶分子が倒れる方向からの視角特性が極端に悪くなるという欠点を有する。

上下基板に形成される一対の透明電極をスリットを有する形状に形成し、一方の透明電極のスリットと他方の透明電極のスリットが表示領域で交互に配置されることを特徴とするツイストネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）液晶表示素子の提案がなされている。（たとえば、特許文献１参照。）
この提案によれば、スリット部に斜め方向の電界が発生するとともに、スリットの両側では斜め電界の傾く方向が逆になる。一対の電極の表示領域で、電圧印加時には液晶分子の立ち上がり方向がそれぞれ逆方向の小領域が同時に形成されるので、互いの小領域の視角依存性が補完されて、表示領域全体として視角依存性が低減し、いずれの方向から見ても視認性が良好となり、表示品質が向上する。

特許第３１０８７６８号公報

本発明の目的は、表示品質の良好な液晶表示素子、及びその簡易な製造方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、少なくとも１つの表示単位を含む表示領域において表示を行う液晶表示素子の製造方法であって、（ａ）第１の基板上に、第１の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｂ）第２の基板上に、第２の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｃ）表示領域の少なくとも一部の領域を含む領域のデータであって、その領域内に少なくとも１つの表示単位を含む対向領域の第１及び第２の電極パタンデータと、相互に相対的に位置合わせされた第１及び第２のスリットパタンのデータとをそれぞれ重ね合わせて、完成した基板を対向配置し基板の法線方向から見たときに、各基板に形成されたスリットパタンがスリットの幅方向に交互に配置するものとされた第１及び第２のレチクルを作製する工程と、（ｄ）前記第１及び第２のレチクルをそれぞれ転写して、スリットパタンを含む電極パタンの第１及び第２のマスクを、それぞれ前記第１及び第２の透明導電材料膜上に形成する工程と、（ｅ）前記第１のマスクが形成された前記第１の透明導電材料膜をエッチングして、前記第１の基板上に前記第１のスリットパタンを含む第１の透明電極を形成する工程と、（ｆ）前記第２のマスクが形成された前記第２の透明導電材料膜をエッチングして、前記第２の基板上に前記第２のスリットパタンを含む第２の透明電極を形成する工程と、（ｇ）前記第１及び第２の透明電極を覆うように、前記第１及び第２の基板上にそれぞれ第１及び第２の配向膜を形成する工程と、（ｈ）前記第１及び第２の基板を、前記第１及び第２の配向膜を向き合わせ、略平行に対向配置し接着する工程とを有する液晶表示素子の製造方法が提供される。

この液晶表示素子の製造方法によれば、マルチドメイン構造を示す、表示品質の良好な液晶表示素子を簡易に製造することができる。

また、本発明の他の観点によれば、少なくとも１つの表示単位を含む表示領域において表示を行う液晶表示素子の製造方法であって、（ａ）第１の基板上に、第１の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｂ）第２の基板上に、第２の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｃ）表示領域の少なくとも一部の領域を含む領域のデータであって、その領域内に少なくとも１つの表示単位を含む対向領域の第１及び第２の電極パタンデータと、相互に相対的に位置合わせされた第１及び第２のスリットパタンのデータとをそれぞれ重ね合わせて、完成した基板を対向配置し基板の法線方向から見たときに、各基板に形成されたスリットパタンがスリットの幅方向に交互に配置するものとされた第１及び第２のレチクルを作製する工程と、（ｄ）前記第１及び第２のレチクルをそれぞれ転写して、スリットパタンを含む電極パタンの第１及び第２のマスクを、それぞれ前記第１及び第２の透明導電材料膜上に形成する工程と、（ｅ）前記第１のマスクが形成された前記第１の透明導電材料膜をエッチングして、前記第１の基板上に前記第１のスリットパタンを含む第１の透明電極を形成する工程と、（ｆ）前記第２のマスクが形成された前記第２の透明導電材料膜をエッチングして、前記第２の基板上に前記第２のスリットパタンを含む第２の透明電極を形成する工程と、（ｇ）前記第１及び第２の透明電極を覆うように、前記第１及び第２の基板上にそれぞれ第１及び第２の配向膜を形成する工程と、（ｈ）前記第１及び第２の基板を、前記第１及び第２の配向膜を向き合わせ、略平行に対向配置し接着する工程とを有する液晶表示素子の製造方法で製造された液晶表示素子であって、第１の基板と、前記第１の基板の一方の面上に形成され、２次元状に分布された複数の第１のスリット状開口部を有する第１の透明電極と、前記第１の基板の一方の面上に、前記第１の透明電極を覆うように形成される第１の配向膜と、前記第１の基板に略平行配置される第２の基板と、前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面上に形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記第１の透明電極と重なり合って表示単位を含む領域を画定し、かつ前記第１のスリット状開口部と幅方向に交互に配置される２次元状に分布された複数の第２のスリット状開口部を有する第２の透明電極と、前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面上に、前記第２の透明電極を覆うように形成される第２の配向膜とを有し、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記表示単位の外周と、前記第１及び第２のスリット状開口部またはその延長との交差部に関して、スリットと外周との交差部の数が、スリットの延長と外周の交差部の数より多い液晶表示素子が提供される。

この液晶表示素子は、マルチドメイン構造を示す、良好な表示品質を有する液晶表示素子である。

本発明によれば、表示品質の良好な液晶表示素子、及びその簡易な製造方法を提供することができる。

図１（Ａ）は、液晶表示素子の表示領域を示す概略的な平面図であり、図１（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれコモン電極（上側基板３２の透明電極３６）及びセグメント電極（下側基板３１の透明電極３５）の概略的な平面図である。

図１（Ａ）を参照する。表示領域とは、液晶表示素子のうち、文字、図形等の表示を行う領域をいう。図１（Ａ）においては、点線内の矩形状の領域が表示領域７０である。表示領域７０は、閉じた曲線（輪郭線、外周線）によりその内部に画定され、液晶の配向状態の変化により実際に表示が行われる部分である表示単位７１と、表示の際に地の部分としても機能する、それ以外の部分とからなる。本明細書においては、表示領域７０及び表示単位７１を、上記のように定義する。

図１（Ｂ）及び（Ｃ）を参照する。上側基板３２及び下側基板３１の法線方向から見たとき、一対の透明電極３５、３６は重なり合って、表示単位７１を含む領域を画定する。

図２〜図６を用いて、出願人が行った先の提案（特願２００３−０４４２６２号）の一部概要を説明する。

図２は、先の提案による垂直配向型の液晶表示素子の概略を示す断面図である。図１２に示した従来例による液晶表示素子とは、透明電極３５、３６の構造において相違し、またそれらの配置に工夫がなされている点が異なる。また、垂直配向膜３７、３８が、ラビング等の特別な配向処理が施されていない、塗布、キュアされただけの垂直配向膜である点も異なっている。

後に詳述するが、透明電極３５、３６には、たとえば表示単位７１内の領域において、略長方形状の複数のスリット３５ａ、３６ａが２次元面内に規則的に形成されている。そして上側基板３２及び下側基板３１の法線方向から見たとき、２つの透明電極３５、３６は、一方の透明電極３５に設けられたスリット３５ａと他方の透明電極３６に設けられたスリット３６ａとが、たとえばスリット３５ａ、３６ａの長さ方向（長手方向、図２の紙面に垂直な方向）と直交する方向（幅方向、短手方向、図２においては左右方向）に交互に配置されている。

図３（Ａ）〜（Ｄ）は、液晶表示素子の表示単位７１におけるスリット３５ａ、３６ａの配置を説明するための図である。図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は断面図、図３（Ｃ）は斜視図、そして図３（Ｄ）は部分的な平面図である。

図３（Ａ）を参照する。図３（Ａ）には、単純セグメント型の垂直配向型液晶表示素子の表示単位７１の一例を示した。図示したのは、数字の「１」を表す表示単位７１である。前述したように、たとえばこの「１」の文字の輪郭線で囲まれた内側の領域（表示単位７１）における透明電極３５、３６にスリット３５ａ、３６ａが形成されている。

基板の法線方向から見たとき、上側基板３２の透明電極３６には略長方形状のスリット３６ａ（３６ａ１、３６ａ２、３６ａ３、・・・、３６ａｎ）が形成され、下側基板３１の透明電極３５にはスリット３５ａ（３５ａ１、３５ａ２、３５ａ３、・・・、３５ａｎ）が形成される。たとえば両透明電極３５、３６の１つ１つのスリット状開口部（スリット３５ａ、及びスリット３６ａ）は合同である。また、両電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａは、等しい同一ピッチで２次元面内方向（長さ方向及び幅方向）に形成されている。

スリット３５ａ（３５ａ１、３５ａ２、３５ａ３、・・・、３５ａｎ）と、スリット３６ａ（３６ａ１、３６ａ２、３６ａ３、・・・、３６ａｎ）とは、スリットの幅方向（図３（Ａ）においては縦方向）に交互に並ぶように形成、配置される。また、２つの透明電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａは、長さ方向のスリットエッジ（開口部の縁）がスリットの幅方向（図３（Ａ）の縦方向）に沿って揃うように形成、配置される。

なお、表示特性を均一に近づけるために、交互に配置される両スリット３５ａ、３６ａ間の幅方向間隔はほぼ一定とするのが望ましい。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿った断面図である。２つの透明電極３５、３６に設けられた略長方形状のスリット３５ａ、３６ａが、長さ方向（図３（Ａ）における左右方向）と直交する方向（幅方向）に交互に配置されている。

図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示した表示単位７１の斜視図である。スリット３５ａ，３６ａは透明電極３５、３６の表示単位７１内に位置する部分に形成される。

図３（Ｄ）は、図３（Ａ）に示した表示単位７１の一部を示した平面図である。スリット３５ａ、３６ａは、たとえば長さ方向４０μｍ、幅方向２０μｍの略長方形状に形成される。一つの透明電極上における長さ方向のスリット間隔は２０μｍ、幅方向のスリット間隔は１００μｍである。この場合、スリット３５ａ、３６ａは、長さ方向に６０μｍ、幅方向に１２０μｍの一定ピッチで形成されているということになる。なお、基板の法線方向から見たとき、異なる基板の透明電極３５ａ、３６ａの幅方向のスリット間隔は４０μｍである。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、先の提案による液晶表示素子の作用及び効果を説明するための断面図である。

図４（Ａ）を参照する。図４（Ａ）には、スリット３５ａ、３６ａの長さ方向（図２の紙面垂直方向）に直交する断面を示した。

２つの透明電極３５，３６間に電圧を印加すると、スリット３５ａ、３６ａのエッジ付近に斜め電界４（電界の方向が基板の法線方向から傾いた電界）が発生する。基板の法線方向（図４（Ａ）においては上下方向）から見たとき、スリット３５ａ、３６ａが液晶層３９を挟んで幅方向（図４（Ａ）の左右方向）に交互に配置されているため、一方の透明電極に形成される各スリットの縁に生じる斜め電界４の方向は、スリットの一定側では同じ方向（互いに平行な方向）となる。たとえば、図４（Ａ）においては、透明電極３５のスリット３５ａの右側端部に生じる斜め電界４の向きは互いに同じ方向（略平行な方向）であり、左側端部に生じる斜め電界４の向きも互いに同じ方向（略平行な方向）である。そして、１つのスリット３５ａの両端部に生じる斜め電界４の方向は相互に異なっている（逆向きである）。

この結果、透明電極３６のうち、隣り合うスリット３６ａに挟まれた部分には発生する電界の方向の異なる２つの小領域α、βが画定される。また、１つのスリット３６ａを挟んで小領域α、βと隣り合う透明電極３６の部分にも、電界の方向の相互に異なる２つの小領域γ、δが画定される。小領域αと小領域γにおける電界の方向は同じ向きであり、小領域βと小領域δにおける電界の方向は同じ向きである。

このように電界を発生させることで、液晶分子の倒れこむ方向を制御することができる。

図４（Ｂ）を参照する。図４（Ｂ）は、斜め電界４によって液晶分子３９ａが倒れる方向を示す概略的な断面図である。１つのスリット３６ａの両端部に発生する異なる方向の斜め電界４によって、液晶分子３９ａが異なる方向（逆方向）に倒れている。

このため図４（Ａ）における小領域αと小領域βにおいては、液晶分子３９ａの倒れる方向が異なり、小領域γと小領域δにおいてもまた同様である。小領域αと小領域γ、及び小領域βと小領域δにおいては、液晶分子３９ａの倒れる方向は同じである。したがって２ドメインの配向構造を実現することができる。

図５は、単純マトリクス型ドットマトリクスタイプの液晶表示素子の表示領域７０の一部を示す平面図である。上側基板３２の透明電極３６（コモン電極）及び下側基板３１の透明電極３５（セグメント電極）は、たとえばともに棒状に形成され、棒状の両電極は、基板（上側基板３２及び下側基板３１）の法線方向から見たとき互いに交差、たとえば直交するように配置される。棒状の両電極が交差している領域が表示単位７１に相当する。透明電極３５（セグメント電極）のスリット状開口部（スリット３５ａ）と透明電極３６（コモン電極）のスリット状開口部（スリット３６ａ）とはたとえば合同な略長方形状に形成されている。また、両電極のスリット状開口部は、等しい同一ピッチで長さ方向及び幅方向に形成されている。また、棒状の透明電極３６（コモン電極）には、その延在方向とスリット３６ａの幅方向とが平行となるように、スリット３６ａが形成されている。棒状の透明電極３５（セグメント電極）には、その延在方向とスリット３５ａの長さ方向とが平行となるように、スリット３５ａが形成されている。両電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａは基板の法線方向から見たとき、たとえば棒状の透明電極３６（コモン電極）の延在方向に交互に並ぶように形成、配置される。また、たとえば２つの透明電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａが、長さ方向のスリットエッジ（開口部の縁）がスリットの幅方向に沿って揃うように配置される。

表示領域７０内において、このように透明電極３５、３６が形成、配置されるドットマトリクスタイプの液晶表示素子の場合も、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した効果と同様の効果を得ることができる。

図６は、ドットマトリクスタイプの他の例であるＴＦＴアクティブマトリクス液晶表示素子の数個の画素を示す概略的な平面図である。たとえば一方の透明なガラス基板上にアモルファスシリコンでつくられた複数のＴＦＴ素子２０と、ＩＴＯでつくられた透明電極３５（画素電極）とが形成されている。更に、ＴＦＴ素子２０のソース電極Ｓとゲート電極Ｇにそれぞれ接続されるソースライン（信号線）２２とゲートライン（走査線）２３とが形成され、ＴＦＴ素子２０によりドレイン電極Ｄを介して透明電極３５（画素電極）に駆動信号が伝えられる。対向する他方の透明なガラス基板上には、ＩＴＯでつくられた全面共通の透明電極３６（コモン電極）が形成されている。

図３（Ａ）に示した表示単位７１のスリットと同様に、対向する透明電極３５、３６には、基板の法線方向から見たとき、略長方形状のスリット３５ａ、３６ａがスリットの幅方向に交互に並ぶように形成、配置される。なお、この点以外についてもスリット３５ａ、３６ａの形成、配置は、図３（Ａ）を参照して行った説明と同様である。

このようにスリット３５ａ、３６ａが形成、配置されるＴＦＴアクティブマトリクス液晶表示素子の場合も、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した効果と同様の効果を得ることができる。

出願人は先の出願（特願２００３−０４４２６２号）において、以上のような液晶表示素子の提案を行った。

以下、本発明の実施例として、先の提案に係る液晶表示素子の製造方法について説明する。なお、先の提案においては、上記液晶表示素子の製造方法について十分な開示を行わなかったため、本発明の実施例とともに説明する。

図７（Ａ）〜（Ｅ）は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に表示単位７１を示したような単純セグメント型の垂直配向液晶表示素子の製造方法の一例を説明するための概略図である。

図７（Ａ）を参照する。たとえば透明なガラス基板である透明基板３３上に、たとえばＩＴＯである透明導電材料膜を、たとえばスパッタリングで製膜する。

図７（Ｂ）を参照する。ＩＴＯ膜上に所定のパタンを有するマスク９０を形成し、エッチングを行う。マスク９０は、その一部にスリットパタンを有する。マスク９０とその作製方法については後に詳述する。

図７（Ｃ）を参照する。エッチングにより所定の形状にパターニングすることで、透明基板３３上に、マスク９０を転写したスリット３５ａを備える透明電極３５が形成される。スリット３５ａは、たとえば液晶表示素子の表示単位７１の内部にのみ形成される。透明基板３３上に透明電極３５を覆うように垂直配向膜３７、たとえば日産化学工業製ＳＥ−１２１１を、厚さ５００Åに塗布、キュアし、下側基板３１を得る。垂直配向膜３７は、液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直に配向させる。垂直配向膜は、３５ｍＮ／ｍ〜３９ｍＮ／ｍの表面自由エネルギを有することが望ましい。

図７（Ｄ）を参照する。図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明した工程と同様の工程によって、上側基板３２を得る。上側基板３２は、透明基板３４、透明基板３４上に形成されたスリット３６ａを有する透明電極３６、及び透明基板３４、透明電極３６上に塗布、キュアされた垂直配向膜３８を含む。垂直配向膜３８も、たとえば厚さが５００Åで、液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直に配向させる。上側基板３２の透明電極３６の形成時に用いるマスクも、その一部にスリットパタンを有する。この点についても後に詳述する。

図７（Ｅ）を参照する。上側基板３２と下側基板３１とを、垂直配向膜３７、３８が形成された面を向き合わせ略平行に対向配置し接着する。

上側基板３２及び下側基板３１の法線方向から見たとき、透明電極３５の複数のスリット３５ａと透明電極３６の複数のスリット３６ａとが、スリットの幅方向に交互に配置される。その他の点についても、スリット３５ａ、３６ａが図３（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した配置となる。略長方形状のスリット３５ａ、３６ａの長さ方向のスリットエッジがスリットの幅方向に沿って揃うようにするだけでなく、後述するように、幅方向に隣り合うスリット３５ａ、３６ａが、長さ方向に半ピッチだけずれるようにしてもよい。なお、上記の配置が実現されるように、レチクルが作製される。レチクルの作製については後述する。

接着はたとえばセル周辺に紫外線硬化型のメインシール剤を塗布し、直径４μｍのギャップコントロール剤（たとえば触媒化成工業製シリカビーズ）を散布した後、重ね合わせ、紫外線を照射してメインシール剤を硬化させることにより行う。こうして空セルを作製する。

空セルをセル単位で切断し、真空注入法でたとえばメルク社製の複屈折率０．１５の液晶３９ａを注入し、液晶層３９を形成する。注入口を封止して、液晶セルを完成させる。液晶セルの上側基板３２に視角補償フィルム４０、たとえば住友化学工業製ＶＡＣ−Ｃ１８０フィルムを略平行配置し、視角補償フィルム４０に偏光板４１を略平行配置する。また、下側基板３１に偏光板４２を略平行配置する。たとえば両偏光板４１、４２は、直交ニコル状態に配置する。

上記のような工程を経て、図２に示したような液晶表示素子が作製される。

透明電極３５，３６にスリット３５ａ、３６ａを形成するためのマスクについて説明する。

マスクは、ＣＡＤを用いて設計することができる。表示単位７１ごとにその内部でスリット３５ａ、３６ａが、高い対称性で配置されるように、マスクを設計する。図３（Ａ）には、「１」という表示単位７１の斜めになっていない輪郭部分（たとえば「１」の縦棒部分）については、輪郭線と、それに隣接したスリット３５ａ、３６ａの端部との距離が左右で等しくなるようにスリット３５ａ、３６ａが形成されている場合を示してある。ＣＡＤ上では、このスリット配置に対応したマスクの設計を行う。なお、高対称性でスリットを配置するために、異なる表示単位７１ごとにスリットの設計を行う。また、異なる表示単位７１では、異なるサイズのスリットを形成することもありうる。

表示単位７１内で、スリット３５ａ、３６ａを高い対称性で形成することは、ある種の表示品質の低下（たとえば表示単位７１の輪郭線が強調されて見えるなど）の抑制に貢献する。

しかし、７セグメント表示以外のセグメント表示を行う場合に、異なった形状の表示単位７１（たとえば「１」、「２」等）ごとに、高い対称性でスリットが形成されるように、ＣＡＤ上でマスクの設計を行う方法は、作業効率が高いとはいえない。

なお、７セグメント表示電極、図５に示したようなドットマトリクス表示電極、図６に示したようなアクティブマトリクス表示電極を作製する場合は、上記の方法によっても、７セグメント表示電極以外のセグメント表示電極を作製する場合ほど作業効率は悪くない。これは、７セグメント表示電極は定まった電極パタンの繰り返しで形成されているためである。また、ドットマトリクス表示電極やアクティブマトリクス表示電極の場合は、決まった形の画素を多数一画面上に並べているため、スリットを表示電極に高い対称性で配置する場合であっても、一つの画素に対して設計を行い、それをすべての画素について繰り返せばよいためである。

作業効率を高めるため、以下に記すようなマスクの作製方法が有効である。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、マスクを作製する際に用いるスリットパタンの概略を示す図である。図８（Ａ）には、下側基板３１の透明電極３５（セグメント電極）にスリット３５ａを形成するためのマスク作製時に使用するスリットパタンを示し、図８（Ｂ）には、上側基板３２の透明電極３６（コモン電極）にスリット３６ａを形成するためのマスク作製時に使用するスリットパタンを示した。

両図に示すスリットパタンとも、長さ方向１００μｍ、幅方向２０μｍの略長方形状のスリットが、長さ方向及び幅方向に一定間隔（長さ方向に２０μｍ間隔、幅方向に１００μｍ間隔）で形成されている。このため、これらのスリットパタンは、長さ方向に１２０μｍ、幅方向に１２０μｍの一定ピッチで、略長方形状のスリットが形成されているスリットパタンということになる。なお、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すスリットパタンにおけるスリットのサイズ及びスリット間の間隔は、マスクに形成されるスリットにおけるそれらと同一とした。

両図において、センターラインは直交する２直線である。図８（Ａ）及び（Ｂ）のセンターラインを重ねたとき、両図のスリットがたとえば略長方形状のスリットの幅方向に等間隔で交互に並ぶように、かつ長さ方向のスリットエッジ（開口部の縁）がスリットの幅方向に沿って揃うように、両図のセンターラインは画定されている。

図９（Ａ）及び（Ｂ）は、マスクを作製する工程の一部を説明するための概略的な図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、作製されたマスクを示す概略的な平面図である。

図９（Ａ）を参照する。液晶表示素子の表示領域７０の少なくとも一部の領域を含む領域のデータであって、その領域内に少なくとも１つの表示単位７１を含む対向領域のデータ（セグメント電極及びコモン電極の電極パタンのデータ）に対して、たとえばある決まった繰り返しパタンでスリット配置を仮定する。たとえば、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示したスリットパタンをセンターラインに関して位置合わせをして重ねたスリット配置を考える。

図９（Ｂ）を参照する。たとえば、仮配置されたスリットパタンと表示単位７１とが重なり合う部分のみにスリットパタンを設けて、スリットパタンを含む電極パタンのレチクルを、たとえば石英基板上に作製する。実線で記したスリットパタン（図８（Ｂ）に示したスリットパタン）と点線で記したスリットパタン（図８（Ａ）に示したスリットパタン）をそれぞれ用いて、それぞれのスリットパタンに対応したスリットを有する２枚の石英基板上のレチクルが作製される。次に、透明基板３３、３４上のＩＴＯ膜上にたとえばフォトレジスト層を積層し、２枚の石英基板上のレチクルを、それぞれ各フォトレジスト層に縮小転写して各透明基板３３、３４上のＩＴＯ膜上に、石英基板上のレチクルに対応するマスクを形成する。これらマスクによってスリット３５ａ、３６ａを有する透明電極３５、３６が形成される。

なお、図９（Ａ）及び（Ｂ）においては、説明の便宜のため、セグメント電極及びコモン電極の電極パタンのうち、表示単位７１部分のデータのみを示してある。

レチクルの作製にあっては、ＣＡＤ上で上記の工程に対応した操作を行うのではなく、レチクルを作製する段階で、表示領域７０内の表示単位７１を含む領域の電極パタンデータとスリットパタンのデータの重ね合わせを行い、描画を行う。

上述のようにマスクを作製した場合、たとえばセグメント表示単位７１の１つ１つに対して個別にスリットの設計を行う必要がなく、簡易に、高い作業効率で液晶表示素子を製造することができる。

図９（Ｃ）は、コモン電極を作製するためのマスクを示し、図９（Ｄ）は、セグメント電極を作製するためのマスクを示す。電極パタンデータとスリットパタンデータを重ね合わせてスリット状開口部を形成することで、電極パタンデータに従った輪郭と、スリットパタンデータに従ったスリット状開口部を有するマスクを作製することができる。コモン電極及びセグメント電極は、これらのマスクを転写して作製するため、これらマスクとほぼ同形状を有する。なお、図９（Ｃ）においては、参照の便に供するため、表示単位７１に相当する部分を一点鎖線で記した。

図１０は、上記のような工程を採用してマスクを作製し、そのマスクを用いて透明電極３５、３６を形成した固体撮像素子の表示単位７１を基板の法線方向から撮影した顕微鏡写真である。「Ｔ」の文字を表す表示単位７１について、その縦棒部分の一部を撮影した。

白っぽく写っているのが透明電極３５、３６であり、黒い横長の（図の左右方向に長い）長方形状に写っているのがスリット３５ａ、３６ａである。縦棒部分の中央線を縦方向に画定するとした場合、当該中央線に関して、表示単位７１内に配置されるスリット３５ａ、３６ａの対称性が崩れているのがわかる。また、たとえば図３（Ａ）に示した「１」の文字を表す表示単位７１の縦棒部分においては、その輪郭線と透明電極３５、３６の開口部（スリット３５ａ、３６ａ）の縁が交差していないのに対し、図１０に示した写真においては両者が交差している。

上述のように作製したマスクを用いて表示単位７１内の透明電極３５、３６にスリット３５ａ、３６ａを設けた場合、稀なケースを除いて、表示単位７１内の透明電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａの対称性は崩れることになるであろう。また、表示単位７１の外周線とスリット３５ａ、３６ａの縁とは交差するであろう。更に、基板の法線方向から見たとき、多くの場合、ある表示単位７１の外周線と透明電極３５、３６のスリット状開口部（スリット３５ａ、３６ａ）との交差部、及び外周線とスリット状開口部を長さ方向に延長したときのその延長との交差部に関して、前者の数が後者の数よりも多いであろう。

なお、スリット３５ａ、３６ａが黒いラインで図の左右方向に繋がっているように見えるが、スリット間に見えるこの黒いラインは、配向の不整合面が現れたディスクリネーションラインである。ディスクリネーションラインは、たとえば液晶の応答のチルト方向が切り替わる境界に発生する。

図１０に表示単位７１の一部を示した液晶表示素子の表示を観察したところ、エッジ部の偏った輪郭の強調等の不具合は発生せず、良好な表示特性の表示が得られることが確認された。すなわち、図９（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明したマスクの作製方法を用いて作製したマスクでスリット３５ａ、３６ａを形成した透明電極３５、３６を使用した液晶表示素子も、良好な表示特性を有することがわかった。

図９（Ａ）及び（Ｂ）においては、７セグメント表示タイプ以外のセグメント表示タイプの液晶表示素子を例にとって説明したが、７セグメント表示タイプの液晶表示素子、ドットマトリクス表示タイプの液晶表示素子、及びアクティブマトリクスタイプの液晶表示素子の製造についても適用可能である。

図１１は、液晶表示素子の表示単位７１の一部を示した概略的な平面図である。基板の法線方向から見た透明電極のスリットの他の配置例を示した。図３（Ｄ）においては、スリットの長さ方向のエッジが幅方向に沿って揃っている液晶表示素子を示したが、図１１に示す液晶表示素子においては、上下基板間で透明電極３５、３６のスリット３５ａ、３６ａのエッジは揃っていない。幅方向に隣り合うスリットが、長手方向に半ピッチずれている。このようにスリットを配置した場合も斜め電界を発生させることができ、マルチドメインによる良好な表示品質を実現することができる。

図１１に示したようなスリット配置の液晶表示素子は、たとえば図８（Ａ）及び（Ｂ）に示したスリットパタンを、センターラインを重ねる位置から相対的にスリットの長さ方向に１／２ピッチだけずらして作製したマスクを用いて製造することができる。

なお、実施例を説明する図においては、たとえば「１」という文字の横方向とスリットの長さ方向とが平行な方向となるように、透明電極が形成、配置されるように図示してあるが、たとえば文字の横方向とスリットの長さ方向とが交差するように（たとえばスリットの長さ方向が文字の横方向に対して斜めとなるように）透明電極を形成、配置することもできる。

また、実施例においては、垂直配向型の液晶表示素子を取り上げたが、ＴＮ型液晶表示素子やＳＴＮ型液晶表示素子等に適用することも可能である。

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

スリットを備える透明電極を有する液晶表示素子、及びその製造に利用可能である。

液晶表示素子の表示領域を示す概略的な平面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれコモン電極（上側基板３２の透明電極３６）及びセグメント電極（下側基板３１の透明電極３５）の概略的な平面図である。 先の提案による垂直配向型の液晶表示素子の概略を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、液晶表示素子の表示単位７１におけるスリット３５ａ、３６ａの配置を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、先の提案による液晶表示素子の作用及び効果を説明するための断面図である。 単純マトリクス型ドットマトリクスタイプの液晶表示素子の表示領域７０の一部を示す平面図である。 ドットマトリクスタイプの他の例であるＴＦＴアクティブマトリクス液晶表示素子の数個の画素を示す概略的な平面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に表示単位７１を示したような単純セグメント型の垂直配向液晶表示素子の製造方法の一例を説明するための概略図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、マスクを作製する際に用いるスリットパタンの概略を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、マスクを作製する工程の一部を説明するための概略的な図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、作製されたマスクを示す概略的な平面図である。 作製したマスクを用いて透明電極３５、３６を形成した固体撮像素子の表示単位７１を基板の法線方向から撮影した顕微鏡写真である。 液晶表示素子の表示単位７１の一部を示した概略的な平面図である。 垂直配向型の液晶表示素子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の従来例を示す断面図である。

符号の説明

４ 斜め電界
２０ ＴＦＴ素子
２２ ソースライン
２３ ゲートライン
３１ 下側基板
３２ 上側基板
３３、３４ 透明基板
３５、３６ 透明電極
３５ａ、３５ａ１、・・、３５ａｎ スリット
３６ａ、３６ａ１、・・、３６ａｎ スリット
３７、３８ 垂直配向膜
３９ 液晶層
３９ａ 液晶
４０ 視角補償フィルム
４１、４２ 偏光板
４３ 電圧印加手段
５０ 垂直配向型ＬＣＤ
７０ 表示領域
７１ 表示単位
９０ マスク
Ｄ ドレイン電極
Ｇ ゲート電極
Ｓ ソース電極
α、β、γ、δ 小領域

Claims (11)

1. 少なくとも１つの表示単位を含む表示領域において表示を行う液晶表示素子の製造方法であって、
   （ａ）第１の基板上に、第１の透明導電材料膜を形成する工程と、
   （ｂ）第２の基板上に、第２の透明導電材料膜を形成する工程と、
   （ｃ）表示領域の少なくとも一部の領域を含む領域のデータであって、その領域内に少なくとも１つの表示単位を含む対向領域の第１及び第２の電極パタンデータと、相互に相対的に位置合わせされた第１及び第２のスリットパタンのデータとをそれぞれ重ね合わせて、完成した基板を対向配置し基板の法線方向から見たときに、各基板に形成されたスリットパタンがスリットの幅方向に交互に配置するものとされた第１及び第２のレチクルを作製する工程と、
   （ｄ）前記第１及び第２のレチクルをそれぞれ転写して、スリットパタンを含む電極パタンの第１及び第２のマスクを、それぞれ前記第１及び第２の透明導電材料膜上に形成する工程と、
   （ｅ）前記第１のマスクが形成された前記第１の透明導電材料膜をエッチングして、前記第１の基板上に前記第１のスリットパタンを含む第１の透明電極を形成する工程と、
   （ｆ）前記第２のマスクが形成された前記第２の透明導電材料膜をエッチングして、前記第２の基板上に前記第２のスリットパタンを含む第２の透明電極を形成する工程と、
   （ｇ）前記第１及び第２の透明電極を覆うように、前記第１及び第２の基板上にそれぞれ第１及び第２の配向膜を形成する工程と、
   （ｈ）前記第１及び第２の基板を、前記第１及び第２の配向膜を向き合わせ、略平行に対向配置し接着する工程と
   を有する液晶表示素子の製造方法。
2. 前記第１及び第２のスリットパタンは、略長方形状のスリットが長さ方向及び幅方向に一定ピッチで繰り返し配置されている請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 前記工程（ｃ）において、表示単位内のみにスリットを有するように前記第１及び第２のレチクルを作製する請求項１または２に記載の液晶表示素子の製造方法。
4. 更に、前記工程（ｃ）において、スリットの縁が幅方向に沿って揃うように前記第１及び第２のレチクルを作成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
5. 更に、前記工程（ｃ）において、幅方向に隣り合うスリットが長さ方向に半ピッチだけずれるように前記第１及び第２のレチクルを作成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
6. 少なくとも１つの表示単位を含む表示領域において表示を行う液晶表示素子の製造方法であって、（ａ）第１の基板上に、第１の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｂ）第２の基板上に、第２の透明導電材料膜を形成する工程と、（ｃ）表示領域の少なくとも一部の領域を含む領域のデータであって、その領域内に少なくとも１つの表示単位を含む対向領域の第１及び第２の電極パタンデータと、相互に相対的に位置合わせされた第１及び第２のスリットパタンのデータとをそれぞれ重ね合わせて、完成した基板を対向配置し基板の法線方向から見たときに、各基板に形成されたスリットパタンがスリットの幅方向に交互に配置するものとされた第１及び第２のレチクルを作製する工程と、（ｄ）前記第１及び第２のレチクルをそれぞれ転写して、スリットパタンを含む電極パタンの第１及び第２のマスクを、それぞれ前記第１及び第２の透明導電材料膜上に形成する工程と、（ｅ）前記第１のマスクが形成された前記第１の透明導電材料膜をエッチングして、前記第１の基板上に前記第１のスリットパタンを含む第１の透明電極を形成する工程と、（ｆ）前記第２のマスクが形成された前記第２の透明導電材料膜をエッチングして、前記第２の基板上に前記第２のスリットパタンを含む第２の透明電極を形成する工程と、（ｇ）前記第１及び第２の透明電極を覆うように、前記第１及び第２の基板上にそれぞれ第１及び第２の配向膜を形成する工程と、（ｈ）前記第１及び第２の基板を、前記第１及び第２の配向膜を向き合わせ、略平行に対向配置し接着する工程とを有する液晶表示素子の製造方法で製造された液晶表示素子であって、
   第１の基板と、
   前記第１の基板の一方の面上に形成され、２次元状に分布された複数の第１のスリット状開口部を有する第１の透明電極と、
   前記第１の基板の一方の面上に、前記第１の透明電極を覆うように形成される第１の配向膜と、
   前記第１の基板に略平行配置される第２の基板と、
   前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面上に形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記第１の透明電極と重なり合って表示単位を含む領域を画定し、かつ前記第１のスリット状開口部と幅方向に交互に配置される２次元状に分布された複数の第２のスリット状開口部を有する第２の透明電極と、
   前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面上に、前記第２の透明電極を覆うように形成される第２の配向膜と
   を有し、
   前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記表示単位の外周と、前記第１及び第２のスリット状開口部またはその延長との交差部に関して、スリットと外周との交差部の数が、スリットの延長と外周の交差部の数より多い液晶表示素子。
7. 前記第１及び第２のスリット状開口部が、ともに略長方形状に形成されている請求項６に記載の液晶表示素子。
8. 前記第１及び第２のスリット状開口部が、開口部の長さ方向及び幅方向に一定ピッチで形成されている請求項７に記載の液晶表示素子。
9. 前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記第１及び第２のスリット状開口部の縁が幅方向に沿って揃って配置されている請求項８に記載の液晶表示素子。
10. 前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、隣り合う前記第１及び第２のスリット状開口部が長さ方向に半ピッチだけずれて配置されている請求項８に記載の液晶表示素子。
11. 前記第１及び第２のスリット状開口部が、前記表示単位の内部にのみ形成されている請求項６〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。