JP5079796B2 - 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
以下に本発明の液晶表示装置の製造方法を詳述する。
本発明の液晶表示装置の製造方法における好ましい態様について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各種の態様は、適宜組み合わして用いられてもよい。
以下に本発明の第一の液晶表示装置を詳述する。
本発明の第一の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
以下に本発明の第二の液晶表示装置を詳述する。
以下に本発明の第三の液晶表示装置を詳述する。
以下に本発明の第四の液晶表示装置を詳述する。
図1は、実施形態1に係る液晶表示パネルを示す平面模式図である。
本実施形態の液晶表示パネル100は、図1に示すように、基板面内において、平面視方形状の表示領域(有効表示エリア)31と、表示領域31の周囲に配置された平面視帯状の額縁領域(非表示領域、非有効表示エリア)32とを有する。表示領域31は、画像を表示する領域であり、マトリクス状に配列された複数の画素により構成される。一方、額縁領域32は、画像を表示しない領域であり、表示領域31の周辺領域に配置される。なお、表示領域31は、各画素の周囲及び/又は内部に設けられる遮光領域を含むものである。また、液晶表示パネル100は、額縁領域32の周囲に、駆動ICを接続するための複数の端子が設けられた端子領域(基板張出部)33を有する。
本実施形態の液晶表示パネル100は、図2に示すように、対向する一対の基板である第1基板1(例えばTFTアレイ基板)及び第2基板2(例えばCF基板)と、第1基板1及び第2基板2の間に設けられた液晶層3とを有する。また、第1基板1は、絶縁基板26aの液晶層3側に、絶縁基板26a側から順に、液晶層3に駆動電圧を印加するための透明電極4a(画素電極)と、垂直配向膜5aとを有する。また同様に、第2基板2は、絶縁基板26bの液晶層3側に、絶縁基板26b側から順に、液晶層3に駆動電圧を印加するための透明電極4b(共通電極)と、垂直配向膜5bとを有する。更に、第1基板1及び第2基板2の液晶層3とは反対側には、位相差板7a、7b及び偏光板6a、6bが基板側からこの順に配置されている。なお、位相差板7a、7bは、設置しなくともよいが、広視野角を実現する観点からは、設置することが好ましい。また、位相差板7a、7bは、どちらか一方のみが配置されてもよい。
・液晶材料:Δn(複屈折)=0.06〜0.14、Δε(誘電率異方性)=−2.0〜−8.0、Tni(ネマチック−アイソトロピック相転移温度)=60〜110℃を有するネマチック液晶。
・プレチルト角:85〜89.9°
・セル厚:2〜5μm
・照射エネルギー密度:0.01〜5J/cm2
・プロキシミティギャップ:10〜250μm
・光源:低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザ。
・紫外線の消光比(偏光度):1:1〜60:1
・紫外線の照射方向:基板面法線方向から0〜60°方向
本実施形態の液晶表示装置200は、中間調以上の階調(例えば白)を表示して表示画面を正面視すると、図12中、x軸方向(表示面を正面視したときの横方向)に、表示領域31の隣接する各ドメイン間(ドメイン境界)には複数の暗線27aが一定のピッチで発生するとともに、額縁領域32の隣接する各ドメイン間(ドメイン境界)には複数の暗線27bが一定のピッチで発生する。一方、液晶表示装置200は、中間調以上の階調(例えば白)を表示して表示画面を正面視すると、図12中、y軸方向(表示面を正面視したときの縦方向)に、表示領域31の隣接する各ドメイン間(ドメイン境界)には複数の暗線27cが一定のピッチで発生するとともに、額縁領域32の隣接する各ドメイン間(ドメイン境界)には複数の暗線27dが一定のピッチで発生する。暗線27a及び暗線27bと、暗線27c及び暗線27dとはそれぞれ、互いに平行な方向に発生している(暗線27a//暗線27b、暗線27c//暗線27d)。一方、暗線27bのピッチWbは、暗線27aのピッチWaよりも小さく、暗線27dのピッチWdは、暗線27cのピッチWcよりも小さい。なお、表示領域31においては、暗線27aの他にエッジ部暗線(図示せず)が発生しており、暗線27a及びエッジ部暗線を合わせると、表示領域31においては卍形状を含む暗線が発生することとなる。
以下に、実施形態2について説明する。なお、本実施形態と実施形態1とでは、露光工程において、フォトマスクの額縁領域に対応する部分に形成されたスリットの形態が異なるだけなので、本実施形態と実施形態1とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図15は、実施形態2に係る露光工程(1stショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図16は、実施形態2に係る露光工程(2ndショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図17は、実施形態2に係る液晶表示パネルの表示領域に位置する1サブ画素を示す平面模式図であり、(a)は、垂直配向膜に対する光照射方向を示し、(b)電圧印加時の液晶分子の配向方向を示し、(c)は、中間調以上の階調を表示したときに発生する暗線を示す。なお、図17(a)において、実線矢印は、第1基板に対する光照射方向を、点線矢印は、第2基板に対する光線照射方向を示す。また、図17(b)において、液晶分子は、基板を平面視したときの各ドメインの略中央であり、かつ液晶層の厚み方向における略中央に位置する液晶分子を示している。図18は、実施形態2に係る液晶表示パネルの額縁領域に位置する1サブ画素を示す平面模式図であり、(a)は、垂直配向膜に対する光照射方向を示し、(b)電圧印加時の液晶分子の配向方向を示し、(c)は、中間調以上の階調を表示したときに発生する暗線を示す。なお、図18(a)において、実線矢印は、第1基板に対する光照射方向を、点線矢印は、第2基板に対する光線照射方向を示す。また、図18(b)において、液晶分子は、基板を平面視したときの各ドメインの略中央であり、かつ液晶層の厚み方向における略中央に位置する液晶分子を示している。
以下に、実施形態3について説明する。なお、本実施形態と実施形態1及び実施形態2とでは、露光工程において、フォトマスクの額縁領域に対応する部分に形成された透光部の形態が異なるだけなので、本実施形態と実施形態1及び実施形態2とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図19は、実施形態3に係る露光工程(1stショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図20は、実施形態3に係る露光工程(2ndショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図21は、実施形態3に係る液晶表示パネルの表示領域に位置する1サブ画素を示す平面模式図であり、(a)は、垂直配向膜に対する光照射方向を示し、(b)電圧印加時の液晶分子の配向方向を示し、(c)は、中間調以上の階調を表示したときに発生する暗線を示す。なお、図21(a)において、実線矢印は、第1基板に対する光照射方向を、点線矢印は、第2基板に対する光線照射方向を示す。また、図21(b)において、液晶分子は、基板を平面視したときの各ドメインの略中央であり、かつ液晶層の厚み方向における略中央に位置する液晶分子を示している。図22は、実施形態3に係る液晶表示パネルの額縁領域に位置する1サブ画素を示す平面模式図であり、(a)は、垂直配向膜に対する光照射方向を示し、(b)電圧印加時の液晶分子の配向方向を示し、(c)は、中間調以上の階調を表示したときに発生する暗線を示す。なお、図22(a)において、実線矢印は、第1基板に対する光照射方向を、点線矢印は、第2基板に対する光線照射方向を示す。また、図22(b)において、液晶分子は、基板を平面視したときの各ドメインの略中央であり、かつ液晶層の厚み方向における略中央に位置する液晶分子を示している。
実施形態4について説明する。なお、本実施形態と実施形態1〜3とでは、露光工程において、フォトマスクの額縁領域に対応する部分に形成された透光部の形態が異なるだけなので、本実施形態と実施形態1〜3とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。
図23は、実施形態4に係る露光工程(1stショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図24は、実施形態4に係る露光工程(2ndショット時)における配向膜(第2基板)の露光態様を示す模式図であり、(a)は、フォトマスクの平面図であり、(b)は、第2基板の平面図である。図25は、実施形態4に係る液晶表示パネルの1stショット及び2ndショットにより露光された領域を示す拡大平面模式図であり、(a)は、表示領域を示し、(b)額縁領域を示す。
2:第2基板
3:液晶層
3a、3b:液晶分子
4a、4b:透明電極
5a、5b:垂直配向膜
6a、6b:偏光板
7a、7b:位相差板
8:サブ画素
9:走査信号線
10:データ信号線
11:TFT
12:画素電極
13:ブラックマトリクス(BM)
14:カラーフィルタ
15:光線(偏光紫外線)
16:プロキシミティギャップ
17:プレチルト角
18:基板
19:引き出し配線
20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g:フォトマスク
21a、21b、21c、21d、21e、21f:マスク部
22a、22b、22c:マスク微細部
23a、23b、23c:マスク額縁部
25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h、25i、25j、25k、25l、25m:スリット
26a、26b:絶縁基板
27a、27b、27c、27d、27e、27f、27g、27h、27i、27j:暗線
28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k、28l、28m、28n、28o、28p:ドメイン
29:ドット
30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30h、30i、30j、30k、30l、30m、30n、30o、30p:中央液晶分子
31:表示領域
32:額縁領域
33:端子領域
34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h、34i、34j、34k、34l:露光領域
100:液晶表示パネル
200:液晶表示装置
P:偏光板6aの偏光軸方向
Q:偏光板6bの偏光軸方向
A、B:方向
R:赤の着色層
G:青の着色層
B:緑の着色層
Wa、Wb、Wc、Wd:暗線のピッチ(間隔)
P1、P2:スリットのピッチ(間隔)
h1、h2:フォトマスクのずらし量(移動距離)
Claims (23)
- 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置の製造方法であって、
該製造方法は、複数の透光部が遮光領域内に形成されたマスク部と、マスク部における透光部よりも細かい複数の透光部が遮光領域内に形成されたマスク微細部とが設けられたフォトマスクを用い、マスク微細部を介して額縁領域の配向膜を露光するとともに、マスク部を介して表示領域の配向膜を露光する露光工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記フォトマスクは、互いに平行である複数のスリットが遮光領域内に一定のピッチで繰り返し形成されたストライプパターンを有するマスク部と、マスク部におけるスリットと平行であり、かつマスク部におけるスリットの幅及びピッチよりも小さい幅及びピッチで複数のスリットが遮光領域内に繰り返し形成されたストライプパターンを有するマスク微細部とが設けられることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
- 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置の製造方法であって、
該製造方法は、互いに平行である複数のスリットが遮光領域内に一定のピッチで繰り返し形成されたストライプパターンを有するマスク部と、マスク部におけるスリットの配列方向と異なる配列方向に複数のスリットが遮光領域内に一定のピッチで繰り返し形成されたストライプパターンを有するマスク額縁部とが設けられたフォトマスクを用い、マスク額縁部を介して額縁領域の配向膜を露光するとともに、マスク部を介して表示領域の配向膜を露光する露光工程を含み、
表示領域におけるドメイン間に発生する暗線よりも額縁領域におけるドメイン間に発生する暗線の数及び/又は暗線の面積を大きくすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記マスク額縁部は、マスク部におけるスリットに対して直交する方向に複数のスリットが遮光領域内に繰り返し形成されたストライプパターンを有することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記マスク額縁部は、マスク部におけるスリットに対して斜め方向に複数のスリットが遮光領域内に繰り返し形成されたストライプパターンを有し、
前記マスク額縁部におけるスリットは、マスク部におけるスリットのピッチと同じ方向において同じ大きさのピッチを有することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置の製造方法。 - 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置の製造方法であって、
該製造方法は、複数の透光部が遮光領域内に形成されたマスク部と、マスク部における透光部のパターンとは異なるパターンで複数の透光部が遮光領域内に形成されたマスク額縁部とが設けられたフォトマスクを用い、マスク額縁部を介して額縁領域の配向膜を露光するとともに、マスク部を介して表示領域の配向膜を露光する露光工程を含み、
表示領域におけるドメイン間に発生する暗線よりも額縁領域におけるドメイン間に発生する暗線の数及び/又は暗線の面積を大きくすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記マスク部は、互いに平行である複数のスリットが遮光領域内に一定のピッチで繰り返し形成されたストライプパターンを有し、
前記マスク額縁部は、複数のドットが遮光領域内に一定のピッチで繰り返し形成された格子状パターンを有することを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記露光工程は、紫外線を基板面の法線に対して斜め方向から入射させることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記紫外線は、偏光紫外線であることを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記露光工程は、配向膜表面近傍における液晶分子が基板を平面視したときに互いに反平行方向に配向される2つの領域を各画素内に形成するように配向膜を露光することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記配向膜は、両基板に設けられ、
前記液晶表示装置の製造方法は、各基板の配向膜表面近傍における液晶分子が基板を平面視したときに各画素内で互いに反平行方向に配向され、かつ一方の基板の配向膜表面近傍における液晶分子と他方の基板の配向膜表面近傍における液晶分子とが基板を平面視したときに互いに直交する方向に配向されるように、両基板の配向膜の露光と両基板の貼り合わせとを行うことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、
前記配向膜は、液晶層に電圧が印加されないときに液晶分子を配向膜表面に対して垂直近くに配向させるものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記液晶層は、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、
前記配向膜は、液晶層に電圧が印加されないときに液晶分子を配向膜表面に対して水平近くに配向させるものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 - 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、中間調以上の階調を表示して表示画面を正面視したときに、隣接するドメイン間の第一方向に複数の第一暗線が一定のピッチで発生する表示領域と、第一暗線のピッチと異なるピッチで複数の第二暗線が第一方向に対して平行に発生する領域を含む額縁領域とを有し、
該第二暗線は、第一暗線のピッチよりも小さいピッチで第一方向に対して平行に発生することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、中間調以上の階調を表示して表示画面を正面視したときに、隣接するドメイン間の第一方向に複数の第一暗線が一定のピッチで発生するとともに、隣接するドメイン間の第一方向と直交する第二方向に複数の第三暗線が一定のピッチで発生する表示領域と、第一暗線のピッチよりも小さいピッチで複数の第二暗線が第一方向に対して平行に発生するとともに、第三暗線のピッチよりも小さいピッチで複数の第四暗線が第二方向に対して平行に発生する領域を含む額縁領域とを有することを特徴とする請求項14記載の液晶表示装置。
- 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、中間調以上の階調を表示して表示画面を正面視したときに、隣接するドメイン間に暗線が発生する表示領域及び額縁領域を有し、
該額縁領域は、表示領域におけるドメインの配置と異なって配置されたドメインを有し、
表示領域におけるドメイン間に発生する暗線よりも額縁領域におけるドメイン間に発生する暗線の数及び/又は暗線の面積が大きいことを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、中間調以上の階調を表示して表示画面を正面視したときに、隣接するドメイン間に暗線が発生する表示領域及び額縁領域を有し、
該額縁領域は、表示領域におけるドメインの組み合わせと異なる組み合わせのドメインを有し、
表示領域におけるドメイン間に発生する暗線よりも額縁領域におけるドメイン間に発生する暗線の数及び/又は暗線の面積が大きいことを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の対向する基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板の少なくとも一方の液晶層側の表面に設けられた配向膜とを備え、かつ画素内にドメインを2以上有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、中間調以上の階調を表示して表示画面を正面視したときに、隣接するドメイン間に暗線が発生する表示領域及び額縁領域を有し、
該額縁領域は、表示領域におけるドメインの形状と異なる形状のドメインを有し、
額縁領域に発生する暗線の間隔が、表示領域に発生する暗線の間隔よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記ドメインは、1画素あたり2以上、4以下設けられることを特徴とする請求項14〜18のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、
前記配向膜は、両基板に設けられ、かつ液晶層に電圧が印加されないときに液晶分子を配向膜表面に対して垂直近くに配向させるものであることを特徴とする請求項14〜19のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、基板を平面視したときに、一方の基板に設けられた配向膜表面近傍における液晶分子の配向方向と他方の基板に設けられた配向膜表面近傍における液晶分子の配向方向とが直交することを特徴とする請求項20記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層は、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、
前記配向膜は、両基板に設けられ、かつ液晶層に電圧が印加されないときに液晶分子を配向膜表面に対して水平近くに配向させるものであることを特徴とする請求項14〜19のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、基板を平面視したときに、一方の基板に設けられた配向膜表面近傍における液晶分子の配向方向と他方の基板に設けられた配向膜表面近傍における液晶分子の配向方向とが直交することを特徴とする請求項22記載の液晶表示装置。
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