CN110320710A - 液晶面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板。一种液晶面板,其依次具备:第一基板,其具有多个像素电极、多根栅极布线以及第一取向膜;液晶层;以及第二基板,其具有共用电极和第二取向膜,在行方向上连续的至少30个像素中,晶畴排列相同,多根栅极布线在显示单位区域的行之间通过并延伸,位于第n行的显示单位区域中的晶畴配置顺序是第一晶畴、第二晶畴、第三晶畴、第四晶畴的顺序,位于第n+1行的显示单位区域中的晶畴配置顺序是第一晶畴以及第四晶畴位于第二晶畴以及第三晶畴之间,像素电极具有与各晶畴的取向矢量平行的多根微小狭缝。
Description
技术领域
本发明涉及液晶面板及其制造方法。更详细而言,涉及具有将一像素分割为多个取向区域(晶畴)的结构的液晶面板、以及适于该液晶面板的制造的液晶面板的制造方法。
背景技术
液晶显示装置是为了显示而利用液晶组成物的显示装置,其代表性的显示方式从背光源相对于在一对基板间封入了液晶组成物的液晶面板照射光,对液晶组成物施加电压而使液晶分子的取向变化,由此对透过液晶面板的光的量进行控制。这样的液晶显示装置具有薄型、轻型以及低耗电量之类的特长,因此利用于智能手机、平板PC、汽车导航***等电子设备。
以往,正研究通过将一像素分割为多个取向区域(晶畴),并按每取向区域使液晶分子以不同方位取向,从而提高视角特性的取向分割技术。作为公开了取向分割技术的现有技术文献,例如可举出专利文献1。
专利文献1公开有一种液晶显示装置,其特征在于,包含:显示基板,其具有多个像素区域,并具有沿着第一方向弯曲的曲面形状;对置基板,其与上述显示基板对置,并与上述显示基板结合而与上述显示基板一起具有曲面形状;以及液晶层,其配置于上述显示基板以及上述对置基板之间,在上述多个像素区域分别定义多个晶畴,在上述多个晶畴中的至少两个晶畴中上述液晶层的液晶分子取向的方向互不相同,上述多个晶畴在与上述第一方向交叉的第二方向上排列。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-31961号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,在使用取向分割技术的液晶面板中,产生了具有视角特性的显示不均。该显示不均具有视角特性,因此无法通过以往公知的不均修正技术来抑制。因此,谋求用于抑制具有视角特性的显示不均的方法。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供可抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板、以及适于该液晶面板的制造的液晶面板的制造方法。
解决问题的方案
本发明人对具有视角依赖性的显示不均的产生原因进行了各种研究的结果是,发现了在像素电极设置了微小狭缝的情况下,来自比像素电极靠下层的栅极布线的电场的影响至液晶层、以及使液晶面板的亮度变化。而且,发现了在使一个像素分割为多个取向区域(晶畴)的液晶面板中,晶畴之间来自栅极布线的电场的影响程度不同,因此成为具有视角依赖性的显示不均。因此,想到若通过使位于相邻的行的像素的晶畴的排列顺序不同,由此与栅极布线接近的晶畴不向特定的位置偏离,则能够令人满意地解决上述课题,得到本发明。
即,本发明的一个方式是一种液晶面板,依次具备:第一基板,其具有以矩阵状配置的多个像素电极、多根栅极布线以及第一取向膜;液晶层,其含有液晶分子;以及第二基板,其具有共用电极和第二取向膜,在定义了以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部为起点且以上述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,上述第一取向膜以及上述第二取向膜在与单一的上述像素电极重叠的显示单位区域各自中,以使上述取向矢量相互不同的多个晶畴沿列方向排列的方式进行取向处理,在沿行方向连续的至少30个像素中,上述多个晶畴的排列相同,上述多根栅极布线在上述显示单位区域的行之间通过并延伸,位于第n行(n是1以上的任意的整数)的上述显示单位区域中的晶畴配置顺序是上述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、上述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、上述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及上述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,位于经由上述多根栅极布线的至少一根而与上述第n行相邻的第n+1行的位置的显示单位区域中的晶畴配置顺序满足上述第一晶畴以及上述第四晶畴位于上述第二晶畴以及上述第三晶畴之间的关系,上述像素电极在上述第一晶畴、上述第二晶畴、上述第三晶畴以及上述第四晶畴设置有与各晶畴的上述取向矢量平行的多根微小狭缝。
本发明的其他一个方式是液晶面板的制造方法,其为制造上述方式的液晶面板的方法,包括通过光刻形成上述多根微小狭缝的工序,在上述光刻中,经由形成有与上述多根微小狭缝对应的图案的掩模及多个透镜,而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光。
发明效果
根据本发明,能够提供抑制具有视角依赖性的显示不均的液晶面板、以及适于该液晶面板的制造的液晶面板的制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一个例子的剖视图。
图2是表示实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第二基板的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。
图3是对液晶分子的倾斜方位与取向矢量的关系进行说明的图。
图4是与第一基板的电极/布线结构重叠示出实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的平面示意图。
图5是将以第n行的像素以及第n+1行的像素所含的全晶畴以相对于栅极布线G的相邻关系为基础进行了整理的图,(a)示出未与栅极布线G相邻的晶畴组,(b)示出与栅极布线G相邻的晶畴组。
图6是表示图5的(b)所示的晶畴组的变形例的图。
图7是表示比较方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位与第二基板的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。
图8是与第一基板的电极/布线结构重叠示出比较方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的平面示意图。
图9是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的全晶畴以相对于栅极布线G的相邻关系为基础进行了整理的图,(a)示出未与栅极布线G相邻的晶畴组,(b)示出与栅极布线G相邻的晶畴组。
图10是表示使用多透镜的光刻的图。
图11的(a)是表示多透镜的各透镜的配置关系的剖面示意图,(b)是通过使用(a)所示的多透镜的扫描式曝光,形成了具有微小狭缝的像素电极以及栅极布线时所产生的亮度不均的图案的概念图。
图12是表示光取向处理装置的一个例子的概要图。
图13是表示使用了光取向处理装置的光取向处理工序的一个例子的图。
图14的(a)是对TFT基板(第一基板)的光取向处理进行说明的图,(b)是对CF基板(第二基板)的光取向处理进行说明的图,(c)是对进行了光取向处理的TFT基板以及CF基板的贴合后的状态进行说明的图。
图15是表示微小狭缝的配置图案的例子的平面示意图。
图16是表示微小狭缝的配置图案的例子的平面示意图。
图17是示意性地示出施加于一般的液晶面板的电压的波形的一个例子的波形图。
图18是对实施方式的液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出液晶面板未挠曲的状态,(b)示出液晶面板挠曲的状态。
图19是对实施方式的液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图20是对实施方式的液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图21是对实施方式的液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图22是对第一现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第一现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第一现有液晶面板挠曲的状态。
图23是对第一现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图24是对第一现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图25是对第一现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图26是对第二现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第二现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第二现有液晶面板挠曲的状态。
图27是对第二现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图28是对第二现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图29是对第二现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图30是对第三现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第三现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第三现有液晶面板挠曲的状态。
图31是对第三现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图32是对第三现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
图33是对第三现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式记载的内容,能够在满足本发明的结构的范围内适当地进行设计变更。
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一个例子的剖视图。如图1所示,本实施方式的液晶显示装置具有:液晶面板100、和配置于液晶面板100的背面侧的背光源110。液晶面板100依次具有:背面侧偏振板20、具有多个像素电极35以及第一取向膜71的第一基板30、含有液晶分子41的液晶层40、具有第二取向膜72以及对置电极(共用电极)51的第二基板50、以及显示面侧偏振板60。另外,液晶面板100在液晶层40的周围具有密封材料80。
首先,对本实施方式的液晶显示装置的显示方式进行说明。在本实施方式的液晶显示装置中,光从背光源110向液晶面板100入射,通过切换液晶层40中的液晶分子41的取向,来控制透过液晶面板100的光的量。液晶分子41的取向的切换通过利用多个像素电极35以及对置电极51对液晶层40施加电压来进行。在朝向液晶层40的施加电压不足阈值时(未施加电压时),通过第一取向膜71以及第二取向膜72,来限制液晶分子41的初始取向。
在没有施加电压时,液晶分子41相对于第一基板30以及第二基板50实质垂直地取向。此处,“实质垂直”是指通过被第一取向膜71以及第二取向膜72实施了的取向处理,使液晶分子41相对于第一基板30以及第二基板50稍微倾斜地取向。未施加电压时的液晶分子41的相对于第一基板30以及第二基板50的预倾角优选为85°以上且不足90°。若在像素电极35以及对置电极51之间施加电压则在液晶层40内产生纵向电场,液晶分子41从未施加电压时维持倾斜方位,并且更大地倾斜取向。
在本说明书中,针对液晶分子41的倾斜方位,使用适当地在俯视液晶面板100时,以液晶分子41的第一基板30侧的长轴端部作为起点(以下也称为“液晶指向矢的尾部”)41S,以第二基板50侧的长轴端部作为终点(以下也称为“液晶指向矢的头部”)41T时的取向矢量进行说明。此外,取向矢量成为与液晶分子41相对于第一基板30侧的第一取向膜71的倾斜方位相同方向,成为与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二取向膜72的倾斜方位相反方向。本说明书中,“方位”是指投影于基板面观察时的朝向,不考虑基板面的从法线方向的倾斜角(极角、预倾角)。另外,液晶分子41在没有施加电压时实质垂直取向(稍微倾斜取向),在施加电压时,维持未施加电压时的倾斜方位并且较大地倾斜取向,因此取向矢量的起点41S以及终点41T在对液晶层40施加了电压的状态下确认即可。
第一取向膜71以及第二取向膜72优选为通过使光取向膜材料成膜并进行光取向处理从而呈现使液晶分子41在特定方向上取向的功能的光取向膜。光取向膜材料是指由于被照射紫外光、可见光等光(电磁波)而产生结构变化,呈现对存在于其附近的液晶分子41的取向进行限制的性质(取向限制力)的材料、取向限制力的大小以及/或者朝向变化的所有材料。光取向膜材料例如包含:通过光照射而引起二聚化(二聚物形成)、异构化、光弗里斯重排、分解等反应的光反应部位。作为通过光照射而二聚化以及异构化的光反应部位(官能团),例如可举出,肉桂酸盐、肉桂酰、4-查耳酮、香豆素、芪等。作为通过光照射而异构化的光反应部位(官能团),例如可举出偶氮苯等。作为通过光照射进行光弗里斯重排的光反应部位,例如可举出苯酚酯结构等。作为通过光照射而分解的光反应部位,例如可举出,1,2,3,4-环丁烷四羧酸-1,2:3,4-二酐(CBDA)等包含环丁烷环的二酐等。另外,光取向膜材料优选为垂直取向(Vertical Alignment)模式能够使用的示出垂直取向性的材料。作为光取向膜材料,例如可举出,包含光反应部位的聚酰胺(聚酰胺酸)、聚酰亚胺、聚硅氧烷衍生物、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇等。
图2是表示实施方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第二基板50的彩色滤光片的配置关系的平面示意图。如图2所示,本实施方式的液晶面板100中,多个像素10以N行M列(N以及M是1以上的整数)的矩阵状排列。此处,像素10是指与单一的像素电极35重叠的显示单位区域,分别设置有与R(红)的彩色滤光片重叠的R像素、与G(绿)的彩色滤光片重叠的G像素、以及与B(蓝)的彩色滤光片重叠的B像素。图2中,由单点划线包围的部分是一像素。在第二基板50,沿列方向延伸的条纹状的彩色滤光片在行方向上按R、G、B的顺序依次配置。即,行方向上的像素10的配置顺序为R像素、G像素以及B像素的反复,且相同色的像素10在列方向上连续配置。
在像素10内设置有取向矢量相互不同的四个晶畴。这些晶畴能够通过使相对于第一取向膜71以及第二取向膜72的取向处理互不相同来形成。在朝向液晶层40的电压施加时,液晶分子41以与各晶畴的取向矢量一致的方式倾斜取向。
图2中,为了容易理解地示出液晶分子41的倾斜方位,通过销(圆锥体)表示液晶分子41,圆锥的底面表示第二基板50侧(观察者侧),圆锥的顶点表示第一基板30侧。图3是对液晶分子41的倾斜方位与取向矢量的关系进行说明的图。
在列方向上连续的相同色的像素组包含四个晶畴的配置顺序不同的像素10。具体而言,位于第n行(n是1以上的任意的整数)的像素(第n行像素)中的晶畴配置顺序是取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴10a、取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴10b、取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴10c、以及取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴10d的顺序,位于与第n行相邻的第n+1行的像素(第n+1行像素)中的晶畴配置顺序满足第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于第二晶畴10b以及第三晶畴10c之间的关系。如图2所示,第n+1行像素中的晶畴配置顺序优选为第三晶畴10c、第四晶畴10d、第一晶畴10a以及第二晶畴10b的顺序。在沿列方向连续的相同色的像素组中,四个晶畴的配置顺序不同的两种像素也可以交替反复配置。即,如图2所示,位于第n+2行的像素中的晶畴配置顺序也可以是第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c、第四晶畴10d的顺序。至少一根栅极布线G在第n行像素与第n+1行像素的行之间延伸。
从获得良好的视角特性的观点出发,第一晶畴10a的取向矢量、第二晶畴10b的取向矢量、第三晶畴10c的取向矢量以及第四晶畴10d的取向矢量成为每90°朝向不同方向的四个取向矢量的组合。此外,各晶畴的取向矢量能够通过在俯视时位于晶畴内的中央并且在剖面视位于液晶层的中央的液晶分子41的朝向来决定。
从抑制产生于晶畴之间的暗线的观点出发,优选在俯视第n行像素时,第一晶畴10a的取向矢量、第二晶畴10b的取向矢量、第三晶畴10c的取向矢量以及第四晶畴10d具有下述(1)~(3)的关系。
(1)第一晶畴10a的取向矢量和第二晶畴10b的取向矢量具有终点彼此相对,并且相互正交(成为大致90°的角度)的关系(以下也称为“晶畴边界条件A”)。
(2)第二晶畴10b的取向矢量和第三晶畴10c的取向矢量具有起点彼此相对,并且相互平行(成为约180°的角度)的关系(以下也称为“晶畴边界条件B”)。
(3)第三晶畴10c的取向矢量和第四晶畴10d的取向矢量具有终点彼此相对,并且相互正交(成为大致90°的角度)的关系(晶畴边界条件A)。
此外,在本说明书中,“正交(成为大致90°的角度)”是指在获得本发明的效果的范围内实质正交即可,具体而言,成为75~105°的角度,优选成为80°~100°的角度,更优选成为85°~95°的角度。在本说明书中,“平行(成为约180°的角度)”是指在获得本发明的效果的范围内实质平行即可,具体而言,成为-15~+15°的角度,优选成为-10°~+10°的角度,更优选成为-5°~+5°的角度。
上述暗线是在液晶分子41的取向方位不同的晶畴的边界,以液晶分子41的取向不连续为起因而形成的。在液晶分子41的取向不连续的区域中,无法使液晶分子41在想要的方向上取向,因此无法在显示时使光充分透过,从而导致被识别为暗部。以线状形成的暗部被称为暗线。若暗线产生,则像素10的透射率(对比度比)降低,因此液晶面板100的光利用效率降低。近年来像素10的高清晰化发展,每一像素的面积变小,但即使像素10变小,暗线的面积也不会变化,因此在像素10内的暗线所占的面积比例增加,防止光利用效率的降低更加重要。另外,若暗线按每像素10在不同的位置产生,则显示的均匀性也降低。相对于此,本发明人对暗线的产生状况根据晶畴的排列而变化的情况进行研究,发现了,全部满足上述(1)~(3)的关系的晶畴边界条件A-B-A的排列对暗线的抑制较为有效。
此外,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中,液晶分子41的基板间扭转角优选为45°以下,更优选为大致0°。即,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中,液晶分子41相对于第一基板30侧的第一取向膜71的倾斜方位、与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二取向膜72的倾斜方位所成的角度优选为45°以下,更优选为大致0°。
第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的平面形状未特别限定,但例如成为大致矩形。上述矩形也可以是正方形以及长方形的任一个。
在本实施方式的液晶面板100中,如图2所示,在沿行方向连续的至少30个像素中,第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的排列顺序(晶畴排列)相同。沿行方向连续配置的晶畴排列相同的像素优选相对于显示区域的行方向的像素总数为1/2以上的比例,更优选相对于显示区域的行方向的像素总数为90%以上的比例。另外,更优选为显示区域整体沿行方向排列的像素相同的晶畴排列。通过利用扫描曝光进行相对于第一取向膜71以及第二取向膜72的取向处理,由此能够使沿行方向排列的像素成为相同的晶畴排列。扫描曝光例如使用图12所示那样的光取向处理装置实施即可。
通过使沿行方向连续配置的像素的晶畴排列相同,从而能够抑制因液晶面板100的横向(行方向)的嵌合偏离而引起的不良状况的产生。具体而言,能够抑制因液晶面板100挠曲引起的显示不均等显示不良状况的产生,其效果是,显著呈现出附加价值更高的大型、高清晰的液晶面板。由此,本实施方式的液晶面板100能够适当地用于实现优异的显示品质的高附加价值的大型、高清晰液晶显示器。并且,也能够用于外观设计性高的大型、高清晰的曲面(非平面)显示器。此外,作为改善上述显示不均的其他方法,有使遮光体较大的方法,但该方法导致透射率降低。尤其是,高清晰液晶面板其本身透射率低,因此透射率的进一步降低失去商品性等成为较大的问题。
液晶面板100存在大型化、轻型化(玻璃基板的轻薄化)、高清晰化的趋势。大型化、轻型化的液晶面板100容易挠曲,特别是容易沿长边方向(行方向)挠曲。若液晶面板100挠曲,则局部且不规则地导致第一基板30与第二基板50的嵌合偏离。在具有多晶畴结构的以往的液晶面板的情况下,若嵌合偏离,则晶畴边界的暗线的宽度、形状变化,透射率变化,因此产生显示不均。该显示不均是从液晶面板的上端延伸至下端的带状的不均,有时在不规则的位置产生,有时使液晶面板整体的显示品质显著恶化。另外,该显示不均具有:越比较高价的大型且高清晰的液晶面板则越容易产生的趋势。相对于此,本实施方式的液晶面板100具有多晶畴结构,并且未产生由横向(行方向)的嵌合偏离引起的暗线的宽度、形状的变化产生。其理由是由于,本实施方式的液晶面板100横向(行方向)的晶畴排列相同,因此横向不存在晶畴边界、以及暗线,从而成为相对于上述显示不均的本质的对策。
参照附图,对液晶面板100挠曲的情况下的显示不均的产生状况进行说明。
图18是对实施方式的液晶面板100挠曲的情况进行说明的图,(a)示出液晶面板100未挠曲的状态,(b)示出液晶面板100挠曲的状态。如图18的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离产生的部分、嵌合偏离未产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离产生的部分的任一个中均未产生显示不良。图19是对实施方式的液晶面板100的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图19所示,在晶畴边界区域发生:在由于具有不同取向的相邻晶畴的影响而使取向连续变化的区域产生的类型A的暗线。图20是对实施方式的液晶面板100的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图20所示,在液晶面板100挠曲的状态下,例如,TFT基板向左侧偏离,CF基板向右侧偏离,产生嵌合偏离,但横向的偏离未影响液晶取向,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。图21是对实施方式的液晶面板100的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图21所示,横向的偏离未影响液晶取向,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。
图22是对第一现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第一现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第一现有液晶面板挠曲的状态。如图22的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离产生的部分中产生显示不良。图23是对第一现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图21所示,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。图24是对第一现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图24所示,第一现有液晶面板挠曲,使TFT基板向左侧偏离,CF基板向右侧偏离,在第一方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,从而发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,相比未产生嵌合偏离的部分,亮度降低。图25是对第一现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图25所示,第一现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离,CF基板向左侧偏离,在第二方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,相比未产生嵌合偏离的部分而亮度降低。
图26是对第二现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第二现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第二现有液晶面板挠曲的状态。如图26的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离产生的部分中产生显示不良。图27是对第二现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图27所示,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。图28是对第二现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图28所示,第二现有液晶面板挠曲而使TFT基板向左侧偏离,CF基板向右侧偏离,在第一方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线在遮光体外出现,相比未产生嵌合偏离的部分而亮度降低。图29是对第二现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图29所示,第二现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离,CF基板向左侧偏离,在第二方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线在遮光体外出现,相比未产生嵌合偏离的部分而亮度降低。
图30是对第三现有液晶面板挠曲的情况进行说明的图,(a)示出第三现有液晶面板未挠曲的状态,(b)示出第三现有液晶面板挠曲的状态。如图30的(b)所示,在第一方式的嵌合偏离产生的部分、以及第二方式的嵌合偏离产生的部分中产生显示不良。图31是对第三现有液晶面板的嵌合偏离未产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图31所示,仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线。图32是对第三现有液晶面板的第一方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图32所示,第三现有液晶面板挠曲而使TFT基板向左侧偏离,CF基板向右侧偏离,在第一方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,还由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线在遮光体外出现。类型A的暗线出现是特定颜色的像素,因此与未产生嵌合偏离的部分相比,产生色偏。图33是对第三现有液晶面板的第二方式的嵌合偏离产生的部分的暗线的状态进行说明的图,(a)是像素的俯视图,(b)是A-A’线剖视图。如图33所示,第三现有液晶面板挠曲而使TFT基板向右侧偏离,CF基板向左侧偏离,在第二方式的嵌合偏离产生的位置中,不仅在晶畴边界区域产生类型A的暗线,由于上下基板的嵌合偏离,而使TFT基板侧与CF基板侧的取向限制区域不匹配,发生在液晶的取向成为异常的区域产生的类型B的暗线。作为其结果,在没有嵌合偏离的状态下与黑矩阵(遮光体)重叠而隐藏的类型A的暗线在遮光体外出现。类型A的暗线出现是特定颜色的像素,因此与未产生嵌合偏离的部分相比,产生色偏。
接下来,对本实施方式的液晶显示装置的结构的概要进行说明。第一基板30是有源矩阵基板(TFT基板),能够使用液晶面板的领域中通常使用的部件。图4是与第一基板30的电极/布线结构重叠示出的实施方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位的平面示意图。作为俯视第一基板30时的结构,可举出,在透明基板31上设置有:多根平行的栅极布线G;在与栅极布线G正交的方向上延伸并且相互平行地形成的多根源极布线S;和栅极布线G与源极布线S的交点对应配置的TFT13等有源元件;在通过栅极布线G和源极布线S划分的区域配置的多个漏极布线D以及像素电极35等的结构。也可以与栅极布线G平行地配置电容布线Cs。另外,在第一基板30的剖面中,在栅极布线G与像素电极35之间设置有栅极绝缘膜、层间绝缘膜等绝缘膜32。
作为TFT13,适当地使用利用氧化物半导体而形成沟道的部件。作为上述氧化物半导体,例如能够使用由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Ga-Zn-O)、由铟(In)、锡(Tin)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Tin-Zn-O)、或者由铟(In)、铝(Al)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Al-Zn-O)等。
像素电极35分别与第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d重叠。由此,在朝向液晶层40的电压施加时,在第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d中施加与液晶层40的厚度方向相同大小的电场。
另外,在像素电极35分别设置有与重叠的第一、第二、第三以及第四晶畴10a、10b、10c、10d的取向矢量平行的多根微小狭缝(微细狭缝)36。在本说明书中,多根微小狭缝是指将沿与所希望的液晶的取向方向(取向矢量)平行的方向延伸的狭缝部分和电极部分作为一组而使多组相连。多根微小狭缝36产生与狭缝部分的延伸方向平行的槽状的电场应变。由多根微小狭缝36形成的电场具有:与基板表面平行且与狭缝部分的延伸方向垂直的横向电场成分。由于该横向电场成分而使液晶分子41的取向方向变化,液晶分子41在与狭缝部分平行的方向上取向。
多根微小狭缝36的宽度(Space)以及间距(Line+Space)优选满足下述条件。
微小狭缝36的宽度(Space)≤5.1μm
微小狭缝36的间距(Line+Space)≤11μm
多根微小狭缝36的宽度(Space)以及间距(Line+Space)更优选满足下述条件。
微小狭缝36的宽度(Space)≤4.3μm
微小狭缝36的间距(Line+Space)≤8.3μm
像素电极35优选在列方向侧的两端未设置有多根微小狭缝36。即,如图4所示,通过多根微小狭缝36的狭缝部分区分出的线状的电极部分优选在列方向侧的两端,通过连结部(实体电极)而相互电连接。
另外,多根微小狭缝36优选未设置至像素电极35的端部。通过微小狭缝36,取向限制力提高,具有响应速度变快这样的优点,相反,也具有可产生生产效率的降低、由扫描曝光的不均等引起的线宽不一致这样的缺点,因此也可以限定微小狭缝36的配置区域。例如,微小狭缝36的配置图案也可以是图15的(a)~(e)以及图16的(a)、(b)所示的图案。如图示那样,也可以在第二晶畴10b与第三晶畴10c的边界配置狭缝(以下也称为“中心狭缝”)37。在第二晶畴10b与第三晶畴10c的边界中,相互相邻的晶畴的取向矢量的角度差为180°,因此未使液晶分子41在想要的方向上取向,在显示时容易产生光未充分透过的线状的暗部(暗线)。因此,通过配置中心狭缝37而产生电场形变,由此能够抑制暗线。中心狭缝37的宽度优选为1~8μm,更优选为2.5~6μm。
在第一基板30中,像素电极35按每像素10配置,在第n行像素与第n+1行像素的行之间,至少一根栅极布线G延伸。另外,如上述那样,第n行像素中的晶畴配置顺序是第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的顺序,第n+1行像素中的晶畴配置顺序满足:第一晶畴10a以及第四晶畴10d位于第二晶畴10b以及第三晶畴10c之间的关系。因此,在第n行像素中,第一晶畴10a以及第四晶畴10d与栅极布线G相邻,并且,在第n+1行像素中,第二晶畴10b以及第三晶畴10c与栅极布线G相邻。图5是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的全晶畴以相对于栅极布线G的相邻关系为基础而进行了整理的图,(a)示出未与栅极布线G相邻的晶畴组,(b)示出与栅极布线G相邻的晶畴组。如图5所示,未与栅极布线G相邻的晶畴组、以及与栅极布线G相邻的晶畴组分别通过每90°朝向不同方向的第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d的组合而构成。
此外,图4以及图5的(b)所示的像素电极35在四角设置有切口,但也可以为大致矩形。由此,如图6所示的像素电极35A那样,能够使第一晶畴10a以及第四晶畴10d的平面形状成为与第二晶畴10b以及第三晶畴10c的平面形状相同的大致矩形。图6是表示图5的(b)所示的晶畴组的变形例的图。
作为第二基板50,能够使用彩色滤光片基板(CF基板)。作为彩色滤光片基板的结构,可举出,在透明基板上设置有以格子状形成的黑矩阵、在格子即像素10的内侧形成的彩色滤光片等的结构。上述黑矩阵也可以以与像素10的边界重叠的方式按每一像素以格子状形成,而且也可以以沿着短边方向横穿一像素的中央的方式按每半像素以格子状形成。通过以与暗线的产生区域重叠的方式形成黑矩阵,从而能够难以观察出暗线,能够使暗线对显示带来的影响最小化。
对置电极51经由液晶层40以与像素电极35相对的方式配置。通过在对置电极51与像素电极35之间形成纵向电场,并使液晶分子41倾斜,从而能够进行显示。彩色滤光片例如也可以按每列以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,也可以按黄色(Y)、红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,也可以按红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、绿色(G)的顺序配置。
对置电极51优选为面状电极。对置电极51也可以是透明电极,例如能够通过氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料、或者它们的合金形成。
本实施方式的液晶面板100通过以包围液晶层40的周围的方式设置的密封材料80使第一基板30以及第二基板50贴合,液晶层40保持于规定区域。作为密封材料80,例如能够使用无机填料或者有机填料以及含有固化剂的环氧树脂等。
另外,在本实施方式中,也可以使用聚合物支持取向(PSA:Polymer SustainedAlignment)技术。PSA技术通过将含有光聚合性单体的液晶组成物封入第一基板30以及第二基板50之间,其后对液晶层40照射光而使光聚合性单体重合,由此在第一取向膜71以及第二取向膜72的表面形成聚合体(聚合物),通过该聚合体使液晶的初始倾斜(预倾)固定化。
如图2所示,背面侧偏振板20的偏振轴与显示面侧偏振板60的偏振轴也可以相互正交。此外,偏振轴也可以是偏振板的吸收轴,也可以是偏振板的透过轴。背面侧偏振板20以及显示面侧偏振板60典型而言,可举出使聚乙烯醇(PVA)膜吸附取向具有二色性的碘络合物等各向异性材料的结构。通常,在PVA膜的两面层压三乙酰纤维素膜等保护膜而供实用。此外,也可以在背面侧偏振板20与第一基板30之间、以及显示面侧偏振板60与第二基板50之间配置有相位差膜等光学膜。
作为背光源110,只要产生包含可见光的光则未特别限定,也可以产生仅包含可见光的光,也可以产生包含可见光以及紫外光双方的光。为了能够实现基于液晶显示装置的彩色显示,适当地使用产生白色光的背光源。作为背光源110的种类,例如适当地使用发光二极管(LED)。此外,在本说明书中,“可见光”是指波长380nm以上且不足800nm的光(电磁波)。
本实施方式的液晶显示装置除了液晶面板100以及背光源110之外,还由TCP(带/载体/封装)、PCB(印刷布线基板)等外部电路;视角放大膜、亮度提高膜等光学膜;边框(框架)等多个部件构成,也可以根据部件不同,而装入其他部件。针对已经说明的部件以外的部件未特别限定,能够使用液晶显示装置的领域中通常使用的部件,因此省略说明。
接下来,对由本实施方式的液晶面板100获得的效果进行说明。
本实施方式的液晶面板100通过使第n行像素中的晶畴排列与第n+1行像素中的晶畴排列不同,使未与栅极布线G相邻的晶畴组所含的四个晶畴和与栅极布线G相邻的晶畴组所含的四个晶畴的组合一致,由此利用以下的原理,可抑制具有视角依赖性的显示不均。
首先,对具有视角依赖性的显示不均的产生原理进行说明。
在显示时的液晶面板100中,经由像素电极35而对液晶层40施加电压,但在像素电极35设置有微小狭缝36的情况下,穿过狭缝部分而施加于栅极布线G的栅极信号的电压(栅极电压)也对液晶层40内带来影响。图17是示意性地示出施加于一般的液晶面板的电压的波形的一个例子的波形图。如图17所示,通常,栅极电压(-5V~25V)的值以及波形与经由像素电极35而施加于液晶层40的电压(例如,0V~+15V)的值以及波形有较大不同,因此即使通过栅极绝缘膜、层间绝缘膜等绝缘膜32而使栅极布线G从液晶层40离开,也穿过狭缝部分而对液晶层40内产生影响。由该栅极电压产生的影响程度根据来自栅极布线G的距离而变化,因此在未与栅极布线G相邻的晶畴和与栅极布线G相邻的晶畴中不同。在图4所示那样的本实施方式的像素结构中,相对于与栅极布线G相邻的晶畴受到栅极布线G的影响而言,栅极布线G相对于未与栅极布线G相邻的晶畴的影响为能够忽略的程度,大致为零。另外,在与栅极布线G相邻的晶畴中,由于狭缝部分的线宽偏差、栅极布线宽偏差,使对栅极电压的影响程度产生差别,因此亮度产生差别,产生显示不均。
图7是表示比较方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位与第二基板50的彩色滤光片的配置关系的平面示意图,图8是与第一基板30的电极/布线结构重叠示出比较方式的液晶层40中的液晶分子41的倾斜方位的平面示意图。如图7以及图8所示,在全像素10中的晶畴配置顺序为第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c、第四晶畴10d的顺序的情况下,在全像素10中,第一晶畴10a以及第四晶畴10d与栅极布线G相邻,第二晶畴10b以及第三晶畴10c未与栅极布线G相邻。作为其结果,在全像素10中,第二晶畴10b以及第三晶畴10c中的栅极电压对液晶电压的影响小,但导致第一晶畴10a以及第四晶畴10d中的栅极电压对液晶电压的影响大。
此处,图9是将第n行的像素以及第n+1行的像素所含的全晶畴以相对于栅极布线G的相邻关系为基础进行了整理的图,(a)示出未与栅极布线G相邻的晶畴组,(b)示出与栅极布线G相邻的晶畴组。在使图9所示的方向成为0°方位时,在图7以及图8所示的晶畴排列的情况下,未与栅极布线G相邻的晶畴组(第二晶畴10b以及第三晶畴10c)的液晶分子41在+45°方位取向,与栅极布线G相邻的晶畴组(第一晶畴10a以及第四晶畴10d)在-45°方位取向,并处于相互正交的关系。因此,+45°方位处的亮度和-45°方位处的亮度不一致,产生具有视角依赖性的显示不均。
相对于此,在本实施方式中,如图5所示,未与栅极布线G相邻的晶畴组所含的四个晶畴、和与栅极布线G相邻的晶畴组所含的四个晶畴的组合一致。由此,使与栅极布线G相邻的晶畴处产生的对液晶电压的影响均衡地分散于第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d,从而能够抑制具有视角依赖性的显示不均的产生。
接下来,对本实施方式的液晶面板100的制造方法进行说明。本实施方式的液晶面板100的制造方法未特别限定,能够使用液晶面板的领域中通常使用的方法。设置于第一基板30的栅极布线G、像素电极35、设置于第二基板50的彩色滤光片能够使用光刻等而形成。
作为形成具有微小狭缝36的像素电极35的方法,从刻画图案的精度、生产率等观点出发,适当地使用光刻。在通过光刻形成微小狭缝36的情况下,相对于在成为像素电极35的材料的导电膜上形成的感光性树脂(光致抗蚀剂),经由形成有与微小狭缝36对应的图案的掩模而照射光。上述光也可以经由多个透镜(多透镜)而照射。
此处,参照附图对微小狭缝36的刻画图案所使用的光经由多透镜而照射的情况进行说明。图10是表示使用多透镜的光刻的图。如图10所示,经由掩模150和包含多个透镜的多透镜160,进行相对于基板170的曝光,其中,上述掩模150具有形成有与微小狭缝36对应的遮光图案或者透光图案的图案形成区域151。基板170使用在成为像素电极35的材料的导电膜171上形成有光致抗蚀剂172的结构。曝光方式优选包含掩模150以及多透镜160的曝光部、以及一边使基板170的至少一方移动一边进行的扫描式曝光(扫描曝光)。在曝光后,依次进行光致抗蚀剂172的显影、导电膜171的蚀刻、光致抗蚀剂172的剥离。
在使用多透镜160进行曝光的情况下,存在每透镜的焦点、照度不一致的担忧。图11的(a)是表示多透镜160中的各透镜160A、160B、160C、160D、160E的配置关系的剖面示意图,图11的(b)是表示通过使用图11的(a)所示的多透镜160的扫描式曝光而形成具有微小狭缝36的像素电极35以及栅极布线G时产生的亮度不均的图案的概念图。若在以图11的(a)所示的透镜160A、160B、160C、160D、160E的配置进行了扫描式曝光时每透镜160A、160B、160C、160D、160E的焦点、照度存在差别,则如图11的(b)所示,导致在与透镜160A、160B、160C、160D、160E分别对应的曝光区域172A、172B、172C、172D、172E中,微小狭缝36的线宽以及栅极布线宽不一致。作为其结果,液晶面板100的亮度按每曝光区域172A、172B、172C、172D、172E不同,有时被识别为显示不均。特别是相邻的曝光区域172A、172B、172C、172D、172E的边界是微小狭缝36的线宽以及栅极布线宽变化的部分,因此被识别为接缝状的显示不均,有损液晶面板100的显示品质。
在正面观察时,上述显示不均的产生状况在图4那样的本实施方式的液晶面板100中、和图8那样的比较方式的液晶面板中相等。针对该主视的显示不均,能够通过基于以往公知的图像数据的不均修正技术来改善。成为问题的是无法通过不均修正技术改善的具有视角依赖性的显示不均。相对于此,在本实施方式的液晶面板100中,作为抑制具有视角依赖性的显示不均的方法,通过使第n行像素中的晶畴排列与第n+1行像素中的晶畴排列不同,从而晶畴排列的反复单位不是1行(4晶畴),而成为2行(8晶畴)。作为其结果,即使如上述那样在各晶畴之间由于狭缝部分的线宽偏差以及栅极布线宽偏差而引起亮度之差,与各行的晶畴排列相同的一般的形式相比,也获得曝光区域172A、172B、172C、172D、172E的边界难以被识别为主视以及斜视的任意一个接缝状的显示不均这样的效果。
另外,第一取向膜71以及第二取向膜72的任一方、或者双方的取向膜也能够使用光取向膜。在这种情况下,相对于光取向膜的取向处理能够通过照射紫外光、可见光等光(电磁波)的光取向处理来进行。光取向处理例如能够使用具有对第一取向膜71以及第二取向膜72照射光的光源且具有能够进行遍及多个像素的连续的扫描曝光的功能的装置来进行。作为扫描曝光的具体的方式,例如可举出,一边使基板移动一边将从光源发出的光线向基板面上照射的方式、以及一边使光源移动一边将从该光源发出的光线向基板面上照射的方式、以及一边使光源以及基板移动一边将从光源发出的光线向基板面上照射的方式。
以下对取向处理的具体例进行说明。图12是表示光取向处理装置的一个例子的概要图。图12所示的光取向处理装置200对在液晶面板用基板上形成的光取向膜进行光取向处理。图12中,示出形成于第一基板(液晶面板用基板)30的第一取向膜71,但针对第二取向膜72也能够处理。光取向处理装置200包含光照射机构280、和载置液晶面板用基板30的工作台250。
光照射机构280具有光源220、偏振器230以及旋转调整机构260。光源220以及偏振器230也可以配置于灯箱270内。光源220的种类未特别限定,能够使用光取向处理装置的领域中通常使用的种类。例如,能够使用低压汞灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙气灯等。
从光源220照射的光221也可以是紫外光、可见光等光(电磁波)等,但优选波长为280~400nm。
偏振器230例如从由光源220朝向液晶面板用基板30射出的光取出直线偏振光。此外,偏振轴是指上述偏振器的透过轴或者吸收轴。作为偏振器230,例如可举出,有机树脂系偏振器、线栅偏振器、偏振分束器(PBS:Polarizing beam splitter)等。
作为上述有机树脂系偏振器,例如可举出,使聚乙烯醇吸收碘并以片状延伸的偏振器等。
作为上述线栅偏振器,例如可举出,具有透光性基材、和在上述透光性基材上形成的多个金属细线且上述多个金属细线以比入射至线栅偏振器的光的波长短的周期配置的结构。上述金属细线例如由铬等光吸收性的金属材料形成。若在液晶面板用基板30重叠上述线栅偏振器而进行光照射,则液晶分子在与上述金属细线的延伸方位正交的方位取向。在偏振器230为上述线栅偏振器的情况下,上述偏振轴是与上述金属细线的延伸方位正交的方位。通过使用金属细线的延伸方位不同的线栅偏振器,能够高效地进行取向分割处理。
作为偏振分束器,例如可举出,立方体型、板型的结构。作为立方体型的PBS,例如可举出,两个棱镜的斜面彼此接合且在其一方的斜面蒸镀有光学薄膜的结构。
偏振器230也可以相对于上述光的照射轴垂直地配置。在未将偏振器230相对于上述光的照射轴垂直地配置的情况下,有时由于偏振器230内的波导效应等对液晶分子的取向带来影响。上述光的照射轴是从光源220朝向液晶面板用基板30照射的光221的直行方向。上述偏振器相对于上述光的照射轴垂直配置是指配置为光从偏振器的法线方向朝向液晶面板用基板照射,“垂直”是指上述偏振器的法线与上述光的照射轴所成的角不足0.5°的范围。
也可以在光源220与偏振器230之间具有波长选择滤波器235。经由波长选择滤波器235而照射的光的主波长也可以是280~400nm。选择波长为280~400nm,从而使构成第一取向膜71的示出光取向性的材料产生结构变化,能够显现取向限制力。从上述光源照射的光的强度也可以是10~100mJ/cm2。
波长选择滤波器235未特别限定,能够使用光取向处理装置的领域中通常使用的部件。作为波长选择滤波器235,例如可举出,在滤波器中分散吸收除透过波长以外的波长的物质的结构、在滤波器的表面涂敷反射除透过波长以外的物质的结构等。
上述光相对于液晶面板用基板30的照射角也可以是30°~60°。上述照射角由图12的θ1表示,是在使液晶面板用基板30的表面为0°,使液晶面板用基板30的法线为90°的情况下,液晶面板用基板30的平面与上述光的照射轴所成的角。
上述偏振器的消光比也可以是50:1~500:1。使在偏振器照射光的情况的最大透射率为Tmax,使该偏振器旋转了90°的最小透射率为Tmin,上述消光比通过Tmax:Tmin来表示。上述消光比(使Tmin为1的情况下的Tmax的值)越高,则越可以取出所希望的偏振轴方向的光,因此能够减少液晶分子的倾斜方位的偏差。
旋转调整机构260使偏振器230的偏振轴231旋转,将液晶面板用基板30面处的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质为45°。通过使曝光方向253相对于光的照射方向252实质为45°,从而能够保持使液晶面板用基板30的移动方向251与光的照射方向252平行的状态,通过生产率优异的扫描曝光,相对于液晶面板用基板30进行光取向处理。如图12所示,光的照射方向252是将从光源220照射的光221投影于液晶面板用基板30面的情况下的光的行进方向。曝光方向253是指从光源220经由偏振器230向液晶面板用基板30面照射的偏振光的振动方向。通过曝光方向253,决定在液晶面板用基板30的表面形成的取向膜赋予液晶分子的预倾的方位。
由旋转调整机构260进行的偏振轴231的调整例如通过以下的方法来进行。首先,以使偏振轴231相对于光源的照射方向252成为45°的方式设定偏振器230。也将由上述旋转调整机构调整前的偏振轴的方位称为“45°方位”。接下来,考虑光相对于液晶面板用基板的照射角、取向膜材料的折射率等,基于由几何学计算而计算出的数据,旋转调整机构260使偏振器230从45°方位旋转来调整偏振轴231的方位。通过旋转调整机构260,能够使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述基板面处的曝光方向一致,使液晶面板中的液晶分子的倾斜方位成为所希望的角度。此外,若不具有旋转调整机构260,而使偏振轴231固定于45°方位并保持该状态进行光取向处理,则有时液晶分子的倾斜方位从45°偏离10°左右。
旋转调整机构260也可以使偏振器230的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转。通过利用旋转调整机构,使偏振轴以-15°~+15°的范围旋转,从而即使改变光相对于液晶面板用基板30的照射角,也能够调整上述曝光方向253,使液晶分子的倾斜方位成为所希望的角度。为了将液晶面板用基板面处的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质为45°,例如使偏振轴231从上述45°方位旋转+7.55°而成为52.55°。
光取向处理装置200也可以还具有旋转机构264。旋转机构264能够使偏振器230的偏振轴231选择从45°方位实质为45°以及实质为90°的任一个而旋转。在将相对于光源的照射方向252绕顺时针方向45°的方位设为+45°方位的情况下,若使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,则旋转后的偏振轴231相对于上述光的照射方向成为-45°方位。通过使偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,而且利用旋转调整机构260进行调整,从而能够在旋转的前后,保持使曝光方向253相对于光的照射方向252实质为45°的状态进行光照射。因此,适于使图2所示那样的液晶分子的倾斜方位相互不同的四个取向区域沿着像素的长边方向配置这样的取向控制模式的液晶面板的制造。而且,能够通过扫描曝光制造上述新的取向控制模式的液晶面板,因此能够大幅提高生产效率。从上述45°方位实质为45°或者实质为90°是指相对于上述45°方位从45°或者90°分别绕顺时针方向、或者绕逆时针方向成为15°的角度的范围。上述45°方位、90°方位是指从45°、90°分别为±0.5°的范围。
旋转机构264能够使偏振器230的偏振轴231从上述45°方位也实质旋转45°。若使偏振轴231从上述45°方位旋转45°,则旋转后的偏振轴231与上述光的照射方向平行,因此也能够进行使偏振器的偏振轴与光的照射方向一致的以往的光取向处理。
工作台250是载置液晶面板用基板30的工作台,在工作台250上固定液晶面板用基板30,一边使液晶面板用基板30移动,或者一边使光源相对于液晶面板用基板30移动,一边照射光。通过进行这样的扫描式曝光(扫描曝光),能够高效地进行光取向处理。另外,光相对于液晶面板用基板30的照射方向、与液晶面板用基板30的移动方向或者光源220的移动方向平行,因此在一个光源的光照射区域内,来自光源的光相对于基板的入射角度几乎相同,因此赋予液晶分子的预倾角(极角)的角度也几乎相同。因此,能够抑制光照射区域内的预倾角的偏差,制造显示品质优异的液晶面板。光取向处理装置200也可以具有使工作台250移动的工作台扫描机构以及/或者使光源220移动的光源扫描机构。上述“平行”包括上述光的照射方向与液晶面板用基板30的移动方向或者光源220的移动方向所成的角不足5°的范围。
光取向处理装置200也可以除了上述机构以外,还具备遮光部件240等。通过一边利用遮光部件240对不照射光的部分进行遮光一边进行光取向处理,能够进行取向分割处理。
若使用上述光取向处理装置,则能够使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述液晶面板用基板面处的曝光方向一致,使液晶面板100中的液晶分子41的倾斜方位成为所希望的角度。
以下使用图13对利用了光取向处理装置200的光取向处理工序的一个例子进行说明。图13是表示使用了光取向处理装置的光取向处理工序的一个例子的图。图13所示的光取向处理工序是使用具有一个偏振器230的光照射机构280,通过旋转机构264使偏振器230的偏振轴231旋转并进行光取向处理的例子。图13中,为了对液晶面板用基板30的朝向进行说明,在一角示出切口部,但实际的液晶面板用基板30也可以不具有切口部。
若图13所示,使液晶面板用基板30的移动方向251为第一方向,使光的照射方向252为第二方向,使用光照射机构280,经由波长选择滤波器235(未图示)以及偏振器230进行第一次的光照射。第一方向与第二方向平行。不进行光照射的区域被遮光部件240遮光。偏振器230的偏振轴231相对于光的照射方向252设定为绕顺时针方向+45°方位,其后,通过旋转调整机构260,将液晶面板用基板30面处的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质成为45°后,进行第一次的光照射。接下来,使遮光部件240移动,通过旋转机构264使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,并相对于光的照射方向252绕逆时针方向成为-45°方位后,通过旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第二次的光照射。其后,使基板旋转180°,而且,使遮光部件240移动,利用旋转机构264使偏振器230从上述-45°方位旋转90°,成为+45°方位后,利用旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第三次的光照射。最后,使遮光部件240移动,利用旋转机构264使偏振器230从上述+45°方位旋转90°,成为-45°方位后,通过旋转调整机构260调整偏振轴231,进行第四次的光照射。对于进行了上述光照射工序的液晶面板用基板30而言,以与形成于一像素的四个取向区域对应的区域为单位预倾的方位253不同。液晶面板用基板30的移动方向251以及光的照射方向252在第一~第四次的光照射中全部相同的。另外,在所有第一~第四次的光照射中,偏振轴231通过旋转调整机构260将液晶面板用基板30面处的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252实质成为45°。
图14的(a)是对TFT基板(第一基板)的光取向处理进行说明的图,图14的(b)是对CF基板(第二基板)的光取向处理进行说明的图,图14的(c)是对光取向处理后的TFT基板以及CF基板的贴合后的状态进行说明的图。如图14的(a)所示,TFT基板(第一基板)30通过第一次~第四次的光照射按每晶畴改变预倾的方位253进行光取向处理。另外,CF基板(第二基板)50也与TFT基板相同,如图14的(b)所示,通过第一次~第四次的光照射按每晶畴改变预倾的方位254而进行光取向处理。如图14的(c)所示那样若将光取向处理后的TFT基板30以及CF基板50贴合,则实施方式的液晶面板100所具备的第一晶畴10a、第二晶畴10b、第三晶畴10c以及第四晶畴10d完成。
[附记]
本发明的一个方式是一种液晶面板,具备:第一基板,其具有以矩阵状配置的多个像素电极、多根栅极布线以及第一取向膜;液晶层,其含有液晶分子;以及第二基板,其具有共用电极和第二取向膜,在液晶面板中,在定义了以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部为起点且以上述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,上述第一取向膜以及上述第二取向膜在与单一的上述像素电极重叠的显示单位区域各自中,以使上述取向矢量相互不同的多个晶畴沿列方向排列的方式进行取向处理,在行方向上连续的至少30个像素中,上述多个晶畴的排列相同,上述多根栅极布线在上述显示单位区域的行之间通过并延伸,位于第n行(n是1以上的任意的整数)的上述显示单位区域中的晶畴配置顺序是上述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、上述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、上述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及上述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,位于经由上述多根栅极布线的至少一根而与上述第n行相邻的第n+1行的位置的显示单位区域中的晶畴配置顺序满足上述第一晶畴以及上述第四晶畴位于上述第二晶畴以及上述第三晶畴之间的关系,上述像素电极在上述第一晶畴、上述第二晶畴、上述第三晶畴以及上述第四晶畴设置有与各晶畴的上述取向矢量平行的多根微小狭缝。
在上述方式中,也可以是,上述像素电极在上述列方向侧的两端未设置有上述多根微小狭缝。
在上述方式中,也可以是,上述多根微小狭缝未设置至上述像素电极的端部。
也可以是,位于第n+1行的上述显示单位区域中的上述晶畴配置顺序是上述第三晶畴、上述第四晶畴、上述第一晶畴以及上述第二晶畴的顺序。
在上述方式中,也可以是,在俯视位于上述第n行的上述显示单位区域时,上述第一晶畴的取向矢量和上述第二晶畴的取向矢量具有终点彼此相对、并且相互正交的关系,上述第二晶畴的取向矢量和上述第三晶畴的取向矢量具有起点彼此相对、并且相互平行的关系,上述第三晶畴的取向矢量和上述第四晶畴的取向矢量具有终点彼此相对、并且相互正交的关系。
也可以是,上述液晶分子在未对上述液晶层施加电压时,相对于上述第一基板以及上述第二基板实质垂直地取向,在对上述液晶层施加电压时,以与上述多个晶畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
也可以是,在上述多个晶畴中,上述液晶分子的基板间扭转角为45°以下。
也可以是,上述第一晶畴、上述第二晶畴、上述第三晶畴以及上述第四晶畴均大致为矩形。
也可以是,上述第一取向膜以及上述第二取向膜的至少一方是光取向膜。优选上述第一取向膜以及上述第二取向膜双方为光取向膜。
本发明的其他一个方式是制造上述方式的液晶面板的方法,在该液晶面板的制造方法中,包括:通过光刻形成上述多根微小狭缝的工序,上述光刻包括:经由形成有与上述多根微小狭缝对应的图案的掩模、以及多个透镜而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光。
本发明的又一其他一个方式是制造上述方式的液晶面板的方法,在该液晶面板的制造方法中,相对于上述光取向膜的上述取向处理包括从光源经由偏振器从倾斜方向照射偏振光,使上述偏振器的偏振轴从45°方位在-15°~+15°的范围内旋转,将上述光取向膜的表面处的曝光方向调整为相对于光的照射方向实质45°方位。
附图标记说明
10:像素
10a:第一晶畴
10b:第二晶畴
10c:第三晶畴
10d:第四晶畴
13:TFT
20:背面侧偏振板
30:第一基板(液晶面板用基板)
31:透明基板
32:绝缘膜
35、35A:像素电极
36:微小狭缝(微细狭缝)
37:中心狭缝
40:液晶层
41:液晶分子
41S:起点(液晶指向矢的尾部)
41T:终点(液晶指向矢的头部)
50:第二基板
51:对置电极
60:显示面侧偏振板
71:第一取向膜
72:第二取向膜
80:密封材料
100:液晶面板
110:背光源
150:掩模
151:图案形成区域
160:多透镜
160A、160B、160C、160D、160E:透镜
170:基板
171:导电膜
172:光致抗蚀剂
172A、172B、172C、172D、172E:曝光区域
200:光取向处理装置
220:光源
221:光
230:偏振器
231:偏振轴
235:波长选择滤波器
240:遮光部件
250:工作台
251:基板的移动方向
252:光的照射方向
253、254:曝光方向(预倾的方位)
260:旋转调整机构
264:旋转机构
270:灯箱
280:光照射机构
Cs:电容布线
D:漏极布线
G:栅极布线
S:源极布线
Claims (12)
1.一种液晶面板,其依次具备:第一基板,其具有以矩阵状配置的多个像素电极、多根栅极布线以及第一取向膜;
液晶层,其含有液晶分子;以及
第二基板,其具有共用电极和第二取向膜,
所述液晶面板的特征在于,
在定义了以所述液晶分子的所述第一基板侧的长轴端部为起点且以所述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,所述第一取向膜以及所述第二取向膜在与单一的所述像素电极重叠的各显示单位区域中,以使所述取向矢量相互不同的多个晶畴沿列方向排列的方式进行取向处理,
在行方向上连续的至少30个像素中,所述多个晶畴的排列相同,
所述多根栅极布线在所述显示单位区域的行之间通过并延伸,
位于第n行(n是1以上的任意的整数)的所述显示单位区域中的晶畴配置顺序是所述取向矢量的朝向为第一方向的第一晶畴、所述取向矢量的朝向为第二方向的第二晶畴、所述取向矢量的朝向为第三方向的第三晶畴、以及所述取向矢量的朝向为第四方向的第四晶畴的顺序,
经由所述多根栅极布线的至少一根而位于与所述第n行相邻的第n+1行处的显示单位区域中的晶畴配置顺序,满足所述第一晶畴以及所述第四晶畴位于所述第二晶畴以及所述第三晶畴之间的关系,
所述像素电极在所述第一晶畴、所述第二晶畴、所述第三晶畴以及所述第四晶畴设置有与各晶畴的所述取向矢量平行的多根微小狭缝。
2.根据权利要求1所述的液晶面板,其特征在于,
所述像素电极在所述列方向侧的两端未设置所述多根微小狭缝。
3.根据权利要求1所述的液晶面板,其特征在于,
所述多根微小狭缝未设置至所述像素电极的端部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
位于第n+1行的所述显示单位区域中的所述晶畴配置顺序是所述第三晶畴、所述第四晶畴、所述第一晶畴以及所述第二晶畴的顺序。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
在俯视位于所述第n行的所述显示单位区域时,所述第一晶畴的取向矢量和所述第二晶畴的取向矢量具有终点彼此相对、并且相互正交的关系,所述第二晶畴的取向矢量和所述第三晶畴的取向矢量具有起点彼此相对、并且相互平行的关系,所述第三晶畴的取向矢量和所述第四晶畴的取向矢量具有终点彼此相对、并且相互正交的关系。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述液晶分子在未对所述液晶层施加电压时,相对于所述第一基板以及所述第二基板实质上垂直地取向,在对所述液晶层施加电压时,以与所述多个晶畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
在所述多个晶畴中,所述液晶分子的基板间扭转角为45°以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一晶畴、所述第二晶畴、所述第三晶畴以及所述第四晶畴均大致为矩形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一取向膜以及所述第二取向膜的至少一方是光取向膜。
10.根据权利要求9所述的液晶面板,其特征在于,
所述第一取向膜以及所述第二取向膜均是光取向膜。
11.一种液晶面板的制造方法,其为制造权利要求1~10中任一项所述的液晶面板的方法,所述液晶面板的制造方法的特征在于,
包括通过光刻形成所述多根微小狭缝的工序,
在所述光刻中,经由形成有与所述多根微小狭缝对应的图案的掩模及多个透镜,而对在导电膜上形成的感光性树脂照射光。
12.一种液晶面板的制造方法,其为制造权利要求9或10所述的液晶面板的方法,所述液晶面板的制造方法的特征在于,
针对所述光取向膜的所述取向处理包括从光源经由偏振器从倾斜方向照射偏振光,
使所述偏振器的偏振轴从45°方位在-15°~+15°的范围内旋转,将所述光取向膜的表面处的曝光方向调整为相对于光的照射方向实质45°方位。
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