JP2004279904A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、良好な表示特性の得られる液晶表示措置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ＴＦＴ基板に形成された蓄積容量バスライン１８と、画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域α、β、γと、分割領域α、β、γ毎に形成された画素電極と、分割領域α、β、γ毎に形成され、画素電極に接続された薄膜トランジスタと、対向基板に形成された共通電極４２と、両基板間に封止された液晶と、共通電極４２と蓄積容量バスライン１８との間に交流電圧が印加された状態で、液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーとを有するように構成する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像機や電子機器の表示部として用いられる液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に液晶に添加されたモノマーやオリゴマーを重合させ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、２枚の基板と両基板間に封止された液晶とを有している。液晶表示装置では、液晶の電気光学異方性を利用して、電気的な刺激により光学的なスイッチングが行われている。液晶層に所定の電圧を印加して液晶分子の傾斜角度を制御し、液晶分子の屈折率異方性の軸の向きを変える。これにより生じる旋光性や複屈折性を利用して光の透過率を変え、液晶表示パネルの画素毎の明るさを制御している。垂直配向（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードはそのような液晶表示パネルの技術の１つである。ＶＡモードは、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置（以下、「ＭＶＡ−ＬＣＤ」という）に代表されるように、広い視野角を実現できる動作モードとして実用化されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９４７３５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＶＡモードの液晶表示装置では、表示画面に対して斜め方向から見たとき、中間調付近の表示画像が白っぽく見えてしまうという問題が生じる。これを解決する方法として、本願出願人による日本国特許出願（特願２００２−５２３０３号）には、液晶分子のプレチルト角が互いに異なる複数の領域を１画素内に形成することにより、Ｔ―Ｖ特性の立ち上がり電圧が異なる領域を１画素内に形成する技術が提案されている。
【０００５】
また、本願出願人による日本国特許出願（特願２００１−９８４５５号）には、プレチルト角を付与する手法として、以下のような技術が提案されている。液晶分子のプレチルトは、光又は熱で重合反応するモノマー又はオリゴマーを液晶中に添加しておき、液晶注入後に当該モノマー又はオリゴマーを重合させることにより付与できる。この重合時に液晶に印加する電圧を変えるとプレチルト角を異ならせることができる。印加電圧が大きいほどプレチルト角が小さくなる。ここで、プレチルト角とは、液晶層に電圧が印加されていない状態での液晶分子の基板面からの傾斜角度である。すなわち、「プレチルト角が小さくなる」とは、完全な垂直配向からの傾き角が大きくなること、すなわちより水平配向に近づくことを意味している。
【０００６】
本発明の目的は、良好な表示特性の得られる液晶表示措置及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板の一方に形成された蓄積容量バスラインと、前記一対の基板の一方に配列した画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域と、前記分割領域毎に形成された画素電極と、前記分割領域毎に形成され、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、前記一対の基板の他方に形成された共通電極と、前記一対の基板間に封止された液晶と、前記共通電極と前記蓄積容量バスラインとの間に交流電圧が印加された状態で、前記液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーとを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置について図１乃至図１１を用いて説明する。まず、本実施の形態の前提となる技術について説明する。本願出願人による日本国特許出願（特願２００１−３０６９０６号、及び特願２００２−１３６１２８号）には、モノマーやオリゴマーを重合させる際に液晶層に電圧を印加する方法として、共通電極と蓄積容量バスラインとの間に交流電圧を印加する技術が提案されている。
【０００９】
図１は、上記の技術に用いられる液晶表示装置の構成を模式的に示している。図１に示すように、ＴＦＴ基板上には、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１２が互いに並列して形成されている。各ゲートバスライン１２の一端は、ゲートバスライン１２を駆動するゲートバスライン駆動回路８０に接続されている。ゲートバスライン１２に絶縁膜を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン１４が互いに並列して形成されている。各ドレインバスライン１４の一端は、ドレインバスライン１４を駆動するドレインバスライン駆動回路８２に接続されている。ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の各交差位置近傍には、ＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０のゲート電極はゲートバスライン１２に接続され、ドレイン電極はドレインバスライン１４に接続されている。ソース電極は各画素毎に形成された画素電極１６に接続されている。
【００１０】
ゲートバスライン１２に並列して、複数の蓄積容量バスライン１８が形成されている。蓄積容量バスライン１８は、各画素の蓄積容量の一方の電極になる。各蓄積容量バスライン１８の一端は、１本の共通蓄積容量配線１７に電気的に接続されている。共通蓄積容量配線１７の一端には、共通蓄積容量端子７０が配置されている。共通蓄積容量配線１７及び蓄積容量バスライン１８には、共通蓄積容量端子７０を介して所定の電圧Ｖｃｓが印加できるようになっている。
【００１１】
対向基板上のほぼ全面には共通電極４２が形成されている。共通電極４２は、各画素の液晶容量の一方の電極になる。共通電極４２には、共通電極端子７２が接続されている。共通電極４２には、共通電極端子７２を介して所定の電圧Ｖｃが印加できるようになっている。共通蓄積容量配線１７と共通電極４２とは、モノマーやオリゴマーを重合してポリマーを形成する工程の後に、電気的に接続してもよい。
【００１２】
図２は、液晶表示パネルの概略の断面構成を示している。図２に示すように、対向して貼り合わされたＴＦＴ基板２と対向基板４との間には、液晶６が封止されている。ＴＦＴ基板２側のガラス基板１０上には、ＴＦＴ２０、画素電極１６及び垂直配向膜３４が形成されている。対向基板４側のガラス基板１１上には、カラーフィルタ（ＣＦ）樹脂層３３、共通電極４２及び垂直配向膜３５が形成されている。両基板２、４間のセルギャップは、ＴＦＴ基板２上又は対向基板４上に散布された球状スペーサ４０により維持されている。
【００１３】
液晶６に電圧を印加した状態で、図２の太矢印方向に光（ＵＶ光）を照射すると、液晶６内に添加されたモノマーやオリゴマーが重合してポリマーが形成される。これにより、液晶分子の初期配向状態として所定のプレチルト角が得られる。プレチルト角は、ポリマーが形成される際に液晶６に印加される電圧値が大きいほど小さくなる。
【００１４】
共通電極４２と蓄積容量バスライン１８との間に交流電圧を印加すると、液晶容量Ｃｌｃと蓄積容量Ｃｓとが直列結合され、その両端に交流電圧が印加される回路が画素毎に形成される。液晶容量ＣｌｃのインピーダンスをＺｌｃとし、蓄積容量ＣｓのインピーダンスをＺｃとすると、所定の交流電圧を印加したときの液晶６への印加電圧は以下の式で表される。
【００１５】
液晶への印加電圧＝Ｚｌｃ／（Ｚｌｃ＋Ｚｃ）×交流電圧 ・・・（式１）
【００１６】
次に、本実施の形態による液晶表示装置について図３を用いて説明する。液晶分子のプレチルト角の異なる領域を１画素内に確実に形成するためには、液晶６内に混合したモノマーやオリゴマーを重合する際に、各領域毎に異なる電圧を印加する必要がある。本実施の形態では、互いに電気的に絶縁された複数の画素電極、あるいは互いに高抵抗を介して接続された複数の画素電極を１画素内に形成する。例えば、複数の画素電極と、複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴとを１画素内に形成する。各画素電極が形成された領域は、画素領域が複数に分割された分割領域となる。
【００１７】
液晶６にＵＶ光を照射する際には、共通電極４２と蓄積容量バスライン１８との間に交流電圧を印加する。このとき、各分割領域の液晶６に印加される電圧は、（式１）に示すように、液晶容量Ｃｌｃと蓄積容量Ｃｓの容量比によって決定される。この結果として、１画素内の液晶６に複数の異なる電圧を印加することが可能となる。
【００１８】
図３は、３つの分割領域が１画素内に形成された液晶表示装置の当該１画素の等価回路を示している。図３に示すように、１つの画素は、３つの分割領域α、β、γに分割されている。分割領域αは、直列に接続された液晶容量Ｃｌｃ１と蓄積容量Ｃｓ１とを有している。分割領域βは、直列に接続された液晶容量Ｃｌｃ２と蓄積容量Ｃｓ２とを有している。分割領域γは、直列に接続された液晶容量Ｃｌｃ３と蓄積容量Ｃｓ３とを有している。
【００１９】
共通電極４２は、液晶容量Ｃｌｃ１〜Ｃｌｃ３の一方の電極になっている。分割領域αに形成された第１の画素電極は、液晶容量Ｃｌｃ１の他方の電極になるとともに蓄積容量Ｃｓ１の一方の電極になっている。分割領域βに形成された第２の画素電極は、液晶容量Ｃｌｃ２の他方の電極になるとともに蓄積容量Ｃｓ２の一方の電極になっている。分割領域γに形成された第３の画素電極は、液晶容量Ｃｌｃ３の他方の電極になるとともに蓄積容量Ｃｓ３の一方の電極になっている。蓄積容量バスライン１８は、蓄積容量Ｃｓ１〜Ｃｓ３の他方の電極になっている。液晶容量Ｃｌｃ１及び蓄積容量Ｃｓ１と、液晶容量Ｃｌｃ２及び蓄積容量Ｃｓ２と、液晶容量Ｃｌｃ３及び蓄積容量Ｃｓ３とは、互いに並列に接続されている。
【００２０】
液晶６に混入したモノマー又はオリゴマーを重合してポリマーを形成する際には、交流電源７４により共通電極４２及び蓄積容量バスライン１８間に交流電圧を印加しながら例えば液晶６にＵＶ光を照射する。
【００２１】
なお図示していないが、接続点Ａには第１のＴＦＴのソース電極が接続され、接続点Ｂには第２のＴＦＴのソース電極が接続され、接続点Ｃには第３のＴＦＴのソース電極が接続されている。第１乃至第３のＴＦＴのゲート電極は、同一のゲートバスラインに接続され、ドレイン電極は同一のドレインバスラインに接続されている。ポリマーを形成する工程では、第１乃至第３のＴＦＴはいずれもオフ状態で高抵抗を維持している。
【００２２】
ＴＦＴの高抵抗状態が不十分な場合には、例えばゲートバスラインに低電圧を印加したり、例えばｐ−Ｓｉを用いた場合であればＴＦＴを複数用いたりしてリーク電流を防ぐことも可能である。また、重合時に印加する交流電圧の周波数を高くすることでリーク電流を防ぐことも可能である。
【００２３】
以下、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について具体的実施例を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１−１）
まず、本実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置について図４乃至図８を用いて説明する。図４は、本実施例による液晶表示装置の構成を示している。図５は、本実施例による液晶表示装置の１画素の等価回路を示している。図４及び図５に示すように、１画素には、ゲートバスライン１２を挟んで互いに分離された２つの画素電極１６ａ、１６ｂが形成されている。画素電極１６ａが形成された領域は分割領域αとなり、画素電極１６ｂが形成された領域は分割領域βとなる。画素電極１６ａは、ＴＦＴ２０ａのソース電極に電気的に接続されている。画素電極１６ｂは、ＴＦＴ２０ｂのソース電極に電気的に接続されている。両ＴＦＴ２０ａ、２０ｂのゲート電極は同一のゲートバスライン１２に電気的に接続され、ドレイン電極は同一のドレインバスライン１４に電気的に接続されている。
【００２５】
共通電極４２（図４では図示せず）は、液晶容量Ｃｌｃ１、Ｃｌｃ２の一方の電極になっている。画素電極１６ａは、液晶容量Ｃｌｃ１の他方の電極になるとともに蓄積容量Ｃｓ１の一方の電極になっている。画素電極１６ｂは、液晶容量Ｃｌｃ２の他方の電極になるとともに蓄積容量Ｃｓ２の一方の電極になっている。蓄積容量バスライン１８は、蓄積容量Ｃｓ１、Ｃｓ２の他方の電極になっている。液晶容量Ｃｌｃ１及び蓄積容量Ｃｓ１と、液晶容量Ｃｌｃ２及び蓄積容量Ｃｓ２とは、互いに並列に接続されている。
【００２６】
２つの分割領域α、βで、液晶分子のプレチルト角を異ならせるためには、液晶容量Ｃｌｃと蓄積容量Ｃｓとの容量比が分割領域毎に変わるように液晶表示パネルを作製し、液晶６に異なる電圧が印加されるようにすればよい。すなわち、次式を満たすように液晶表示パネルを作製すればよい。
【００２７】
Ｃｓ１／（Ｃｓ１＋Ｃｌｃ１）≠Ｃｓ２／（Ｃｓ２＋Ｃｌｃ２）
【００２８】
分割領域α、βで液晶６に印加される電圧の差を例えば１０Ｖにするには、例えば交流電圧を±３０Ｖ、Ｃｌｃ１：Ｃｓ１＝２００ｆＦ：１５０ｆＦ（１ｆＦ＝１０^−１５Ｆ）、Ｃｌｃ２：Ｃｓ２＝５０ｆＦ：１６４ｆＦとする。これにより、分割領域αの液晶６には±１３Ｖの電圧が印加され、分割領域βの液晶６には分割領域αより大きい±２３Ｖの電圧が印加される。したがって、分割領域βでのプレチルト角は、分割領域αでのプレチルト角より小さくなる。
【００２９】
また、各分割領域α、βで形成される容量（ＣｌｃとＣｓの和）を一致させるには、例えば交流電圧±２３Ｖ、Ｃｌｃ１：Ｃｓ１＝２００ｆＦ：１５０ｆＦ、Ｃｌｃ２：Ｃｓ２＝５０ｆＦ：３００ｆＦとする。これにより、分割領域αの液晶６には±１０Ｖの電圧が印加され、分割領域βの液晶６には±２０Ｖの電圧が印加される。したがって分割領域βでのプレチルト角は、分割領域αでのプレチルト角より小さくなる。
【００３０】
図６は、本実施例による液晶表示装置の構成の変形例を示している。図６に示すように、本変形例では、ドレインバスライン１４と画素電極１６ｂとの間にＴＦＴ２０ｂが形成され、画素電極１６ｂと画素電極１６ａとの間にＴＦＴ２０ａが形成されている。すなわち、ＴＦＴ２０ｂのドレイン電極はドレインバスライン１４に接続され、ソース電極は画素電極１６ｂに接続されている。ＴＦＴ２０ａのドレイン電極は画素電極１６ｂに接続され、ソース電極は画素電極１６ａに接続されている。ＴＦＴ２０ａ、２０ｂのゲート電極は、同一のゲートバスライン１２の一部である。画素電極１６ａ、１６ｂは、ＴＦＴ２０ａを介して互いに分離されている。なお、例えばｐ−Ｓｉを用いて形成されたＴＦＴ等を用いる場合、３つ以上の分割領域を形成し、各分割領域に接続されるＴＦＴを直列に接続することも可能である。
【００３１】
図７は、本実施例による液晶表示装置の構成の他の変形例を示している。図７に示すように、本変形例では、ドレインバスライン１４と画素電極１６ａとの間にＴＦＴ２０ａが形成され、画素電極１６ａと画素電極１６ｂとの間にＴＦＴ２０ｂが形成されている。すなわち、ＴＦＴ２０ａのドレイン電極はドレインバスライン１４に接続され、ソース電極は画素電極１６ａに接続されている。ＴＦＴ２０ｂのドレイン電極は画素電極１６ａに接続され、ソース電極は画素電極１６ｂに接続されている。ＴＦＴ２０ａ、２０ｂのゲート電極は、同一のゲートバスライン１２の一部である。画素電極１６ａ、１６ｂは、ＴＦＴ２０ｂを介して互いに分離されている。
【００３２】
図８は、本実施例による液晶表示装置の構成のさらに他の変形例を示している。図８に示すように、本変形例では、画素電極１６ａと画素電極１６ｂとの間にＴＦＴ２０ｂが形成されている。ＴＦＴ２０ａのゲート電極はゲートバスライン１２の一部であり、ＴＦＴ２０ｂのゲート電極は他のゲートバスライン１２’の一部である。蓄積容量Ｃｓ１は画素電極１６ａと蓄積容量バスライン１８との間で形成され、蓄積容量Ｃｓ２は画素電極１６ａに電気的に接続された蓄積容量電極１９と蓄積容量バスライン１８との間で形成されている。画素電極１６ａ、１６ｂは、ＴＦＴ２０ｂを介して互いに分離されている。ＴＦＴ２０ｂは、液晶６にＵＶ光を照射する工程ではオフ状態になっている。また、実駆動時のゲートバスライン１２’には常に所定の電圧が印加され、実駆動時のＴＦＴ２０ｂは常にオン状態になっている。
【００３３】
本実施例によれば、複数の分割領域毎に異なるプレチルト角を付与できるため、表示画面に対して斜め方向から見ると表示画像が白っぽく見えてしまうという問題を回避でき、良好な表示特性が得られる。
【００３４】
（実施例１−２）
次に、本実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置について図９を用いて説明する。液晶表示装置の実駆動時での各画素電極の最終的な画素電位は、各バスラインの電圧波形の影響を受ける。特に、ゲート波形の影響による画素電位の変動は大きい場合が多い。本実施の形態では、寄生容量Ｃｇｓの値を例えば２つの分割領域α、β間で適正な値に設定することで、画素電位の変動の影響を抑制する。
【００３５】
図９は、本実施例による液晶表示装置の１画素の等価回路を示している。図９に示すように、１画素内には、画素電極１６ａが形成された分割領域αと、画素電極１６ｂが形成された分割領域βとが形成されている。共通電極４２と蓄積容量バスライン１８は、液晶６内のモノマーやオリゴマーを重合した後に接続されたものである。一般に、画素電極１６ａ、１６ｂでは、実駆動時のゲート波形に起因するフィードスルー電圧の値が異なる。各画素電極１６ａ、１６ｂでのフィードスルー電圧の値をほぼ同一にするためには、次式が成立するようにＣｇｓ１、Ｃｇｓ２の大きさを設計すればよい。
【００３６】
Ｃｇｓ１／（Ｃｓ１＋Ｃｌｃ１）＝Ｃｇｓ２／（Ｃｓ２＋Ｃｌｃ２）
【００３７】
本実施例によれば、液晶表示装置の表示品質の低下を防止できる。また、各画素電極１６ａ、１６ｂでのフィードスルー電圧の値が同一でなくても、次式が成立するようにＣｇｓ１、Ｃｇｓ２の大きさを設計すれば、表示品質の低下を抑制できる。
【００３８】
０．７＜［Ｃｇｓ１／（Ｃｓ１＋Ｃｌｃ１）］／［Ｃｇｓ２／（Ｃｓ２＋Ｃｌｃ２）］＜１．３
【００３９】
（実施例１−３）
本実施の形態の実施例１−３による液晶表示装置について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施例による液晶表示装置の１画素の等価回路を示している。図１０に示すように、本実施例では、分割領域α、β毎に蓄積容量バスライン１８、１８’が形成されている。画素毎に形成されるＴＦＴ２０は、（１）重合時に液晶６に印加する電圧、（２）実駆動時に画素を駆動する能力、（３）各種のむらを補償する画素容量との比などのバランスを考慮して設計する必要がある。蓄積容量バスライン１８、１８’を分割領域α、β毎に独立に形成すれば、複数の交流電源７４、７４’を用いて、分割領域α、β毎に異なる振幅及び周波数の交流電圧を液晶６に印加することが可能になり、上記（１）の制約が大幅に緩和される。
【００４０】
（実施例１−４）
本実施の形態の実施例１−４による液晶表示装置について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施例による液晶表示装置の１画素の等価回路を示している。図１１に示すように、本実施例による液晶表示装置は、ゲートバスライン１２が蓄積容量Ｃｓの一方の電極となるＣｓ−ｏｎ−Ｇａｔｅ構造を有している。蓄積容量Ｃｓ１〜Ｃｓ３は、各画素電極１６ａ〜１６ｃとゲートバスライン１２との間にそれぞれ形成されている。本実施例によっても、実施例１−１と同様に、液晶容量Ｃｌｃと蓄積容量Ｃｓとの容量比が分割領域毎に変わるように液晶表示パネルを作製することにより、分割領域毎に異なる電圧を液晶６に印加できる。また、各画素電極１６ａ〜１６ｃとゲートバスライン１２との間に形成された蓄積容量Ｃｓと、各画素電極１６ａ〜１６ｃと蓄積容量バスライン１８との間に形成された蓄積容量Ｃｓとを組み合わせることも可能である。
【００４１】
本実施の形態によれば、良好な表示特性の得られる液晶表示措置を実現できる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図１２乃至図１７を用いて説明する。本実施の形態は、ＶＡモードの液晶表示装置を製造する方法において、液晶の配向規制を行う液晶表示装置を製造する方法に関する。
【００４３】
広視野角の液晶表示装置を実現する技術として、ＭＶＡ−ＬＣＤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＭＶＡ−ＬＣＤでは、電圧が印加されていないときには液晶分子が基板面にほぼ垂直に配向する。電圧が印加されると、液晶分子は１画素内で４つの領域に分かれてそれぞれ異なる４方向に傾く。各領域の視角特性が混合される結果、広い視野角が得られる。
【００４４】
一方、液晶分子にプレチルト角を付与する方法として、重合可能な樹脂（重合して高分子液晶になる樹脂）を含んだ液晶組成物を液晶表示パネル内に充填し、液晶に電圧を印加しながら光を照射して樹脂を重合させ、液晶分子が倒れた方向の方位角を持つプレチルト角を付与する方法がある（例えば、本願出願人による日本国特許出願（特願２００２−９０５２３号））。この方法で与えられるプレチルト角は、光が照射される際に液晶に印加される電圧により変化する。具体的には、印加電圧が大きいほど、液晶分子のプレチルト角は小さくなる（すなわち基板面に垂直な方向からの傾き角が大きくなる）傾向にある。
【００４５】
ＭＶＡ−ＬＣＤでは、白又は黒を表示した際に、上下左右方向の視角において傾き角８０°でコントラスト比１０以上が実現されている。ＭＶＡ−ＬＣＤでは、樹脂などで構成された土手状の配向規制用構造物を少なくとも一方の基板上に形成し、液晶分子の配向方向をあらかじめ定める必要がある。
【００４６】
ところが、通常のＭＶＡ−ＬＣＤは、視野角に対する色度再現性の特性が劣るという欠点を有している。これは、液晶分子の配向方向が複数ある場合に見受けられる。液晶分子の配向の方位角が互いに反対になる場合（１８０°異なる場合）、斜め方向から見たときのそれぞれの方位角におけるＴ−Ｖ特性に差が生じる。実際に斜め方向から見た場合には、それぞれの方位角におけるＴ−Ｖ特性を合成したＴ−Ｖ特性となる。このため、白黒表示の場合は問題にならないが、色を持った画像を表示する場合、正面から見たときと斜め方向から見たときとでは、色調の変化が大きくなってしまう。
【００４７】
このため、表示画面を斜め方向から見たときのＴ−Ｖ特性の変化を減らす必要がある。特に、低階調で発生するＴ−Ｖ特性の逆転現象をなくすか、なくすことができなくても低階調における輝度の差を減らす必要がある。
これを解決する方法として、１画素内で複数のＴ−Ｖ特性を組み合わせ、斜め方向から見たときのＴ−Ｖ曲線のうねりを緩やかにし、階調視角特性を改善する技術が考えられている。１画素内でＴ−Ｖ特性を変える方法としては、様々な方法が考えられる。ここでは、１画素内で、液晶分子のプレチルト角を複数持つ状態を形成することを考える。
【００４８】
本実施の形態では、重合性成分を混入した液晶に光を照射する際の印加電圧を変えることによってプレチルト角が変化することを利用し、１画素内でプレチルト角を変化させるため、次のような方法を用いる。
（１）液晶に光を照射する際には、１画素全体に一様に照射するのではなく、マスク等を用いて画素の一部分のみに照射できるようにする。
（２）光の照射領域を移動させる際に、印加電圧を変える。
【００４９】
上記の方法を用いれば、１画素内に複数のプレチルト角を持たせることができる。このため、１画素内で複数のＴ−Ｖ特性を持つようになり、これらが合成されることによって、斜め方向から見たときと、正面方向から見たときとの視角特性の差を少なくすることができる。これは、斜め方向から見たときの色度ずれを少なくすることに寄与することになる。以下、本実施の形態について具体的実施例を用いて説明する。
【００５０】
（実施例２−１）
まず、本実施の形態の実施例２−１による液晶表示装置の製造方法について図１２乃至図１４を用いて説明する。図１２は、本実施例による液晶表示装置の製造方法を用いて作製された液晶表示装置の１画素の構成を示している。図１３は、図１２のＡ−Ａ線で切断した液晶表示装置の概略の断面構成を示している。図１２及び図１３に示すように、液晶表示装置は、１画素内で液晶分子７が異なる方向に傾斜する２つの配向領域を有している。
【００５１】
ＴＦＴ基板２上には、共に幅７μｍのドレインバスライン１４とゲートバスライン１２とが形成されている。両バスライン１２、１４で画定された画素領域には、ＩＴＯのベタ電極である画素電極１６が形成されている。縦方向（ドレインバスライン１４が延びる方向、以下同じ）の画素ピッチの幅は例えば３００μｍである。一方、横方向（ゲートバスライン１２が延びる方向、以下同じ）の画素ピッチの幅は例えば１００μｍである。画素領域のほぼ中央には、蓄積容量電極１９が設けられている。
【００５２】
なお、画素電極１６には、液晶６の配向を制御するために、例えば複数の方向に微細スリットが形成されていてもよい。また画素電極１６は、１種類又は複数種類の形状を有し、スリットを介して互いに隣接する複数の電極ユニットが組み合わされて形成されていてもよい。
【００５３】
図示していないが、ＴＦＴ基板２に対向配置される対向基板４側には、縦方向の幅２３μｍのブラックマトリクス（ＢＭ）が、画素ピッチと同じ３００×１００μｍピッチで設けられている。ＢＭの開口部には、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＣＦ樹脂層が形成されている。ＣＦ樹脂層上のほぼ基板全面には、ＩＴＯのベタ電極である共通電極４２が形成されている。両基板２、４間には、重合可能な樹脂（これは重合して高分子液晶になる）を含む液晶（液晶組成物）６が充填され、封止されている。
【００５４】
以上のような構成の液晶表示パネルに対して、対向基板４側から光を照射して重合性成分を重合させることになるが、１画素全体に一様に光を照射するのではなく、マスク（フォトマスク）５０を用いて部分的に光を照射する。具体的には、例えば幅２０μｍで左右方向に延びるスリット状の開口部５１を有するマスク５０を用いる。開口部５１は、画素領域の上下方向の幅よりも狭い幅を有している。開口部５１は、画素ピッチと同じ３００μｍピッチで設けられている。
【００５５】
図１４は、本実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。まず、図１４（ａ）に示すように、画素領域の中央部と開口部５１とを位置合わせして、マスク５０を対向基板４の直上に配置する。散乱した光５２をマスク５０の上方から照射すると、開口部５１を介して領域ａの液晶６に光５２が照射され、重合性成分が重合する。このとき、液晶６に印加する電圧は０Ｖ（無印加）とする。領域ａでは、電圧無印加の状態で重合性成分が重合するため、プレチルト角は垂直（９０°）となる。
【００５６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、画素領域の中央部と開口部５１との平面的な位置関係は変化させずに、マスク５０を液晶表示パネルに対して相対的に上昇させる（例えばマスク５０下面と対向基板４上面との間隔５０μｍ）。マスク５０と液晶表示パネルとの間の間隔が広がるため、開口部５１を介して光５２が照射される領域は広くなり、領域ａに加えて領域ｂに光５２が照射されることになる。このとき、液晶６には例えば２．５Ｖの電圧を印加する。これにより、領域ｂでは液晶分子７が倒れた状態で光５２が照射されることになる。領域ｂでは液晶が倒れた状態で光が照射されるため、液晶分子が倒れた方向に所定のプレチルト角が与えられる。領域ａでは既にプレチルト角が付与されているため、プレチルト角が変化することはない。
【００５７】
この後、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、光５２を照射する範囲を徐々に広げ、液晶６に印加する電圧を徐々に上昇させる。これにより、画素中央部の領域ａの液晶分子７には大きいプレチルト角が付与され、領域ｂ、ｃ、ｄの液晶分子７にはこの順に徐々に小さくなるプレチルト角が付与される。すなわち、１画素内の液晶分子７に複数のプレチルト角を持たせることが可能となるため、１画素で複数のＴ−Ｖ特性を持つことになる。これにより、斜め方向から見たときの色度特性を改善させることが可能になる。
【００５８】
（実施例２−２）
次に、本実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置の製造方法について図１５を用いて説明する。図１５は、本実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。本実施例は、実施例２−１と比較して、マスク５０の移動方向が異なる点に特徴を有している。図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、本実施例では、マスク５０を画素領域の中央部から長手方向（図１５では左右方向）に移動させて光５２の照射範囲を徐々に移動させるとともに、液晶６に対する印加電圧を徐々に上昇させる。これにより、画素中央部の領域ａの液晶分子７には大きいプレチルト角が付与され、領域ｂ、ｃ、ｄの液晶分子７にはこの順に徐々に小さくなるプレチルト角が付与される。すなわち、１画素内の液晶分子７に複数のプレチルト角を持たせることが可能となるため、１画素で複数のＴ−Ｖ特性を持つことになる。これにより、斜め方向から見たときの色度特性を改善させることが可能になる。
【００５９】
（実施例２−３）
次に、本実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置の製造方法について図１６を用いて説明する。図１６は、本実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。本実施例は、実施例２−１と比較して、光の散乱性を制御できる光学系を用い、マスク５０を移動させずに、光５２の散乱性を変化させる点に特徴を有している。図１６（ａ）に示すように、マスク５０の開口部５１は、画素領域の幅より狭い幅を有し、画素領域の中央部上に位置合わせされている。初期段階では光５２の散乱性は比較的低くなっているため、光５２が照射される領域は狭くなっている。その後、図１６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、光の散乱性を徐々に高めるとともに、液晶６に対する印加電圧を徐々に上昇させる。これにより、画素中央部の領域ａの液晶分子７には大きいプレチルト角が付与され、領域ｂ、ｃ、ｄの液晶分子７にはこの順に徐々に小さくなるプレチルト角が付与される。すなわち、１画素内の液晶分子７に複数のプレチルト角を持たせることが可能となるため、１画素で複数のＴ−Ｖ特性を持つことになる。これにより、斜め方向から見たときの色度特性を改善させることが可能になる。
【００６０】
（実施例２−４）
次に、本実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置の製造方法について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施例による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。本実施例は、光５２を照射する前に、対向基板４側のガラス基板１１の光照射面側表面（図１７では上方の表面）上に、例えば金属層からなるマスク５４を形成する工程を有している。また本実施例は、光５２を照射して液晶６内の重合性成分を重合させた後に、マスク５４を除去する工程を有している。また本実施例では、実施例２−３と同様に、光の散乱性を制御できる光学系を用い、光５２の散乱性を変化させている。
【００６１】
図１７（ａ）に示すように、マスク５４には、画素領域の幅より狭い幅を有する開口部５１が画素領域の中央部上に形成されている。初期段階では光５２の散乱性は比較的低くなっているため、光５２が照射される領域は狭くなっている。その後、図１６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、光の散乱性を徐々に高めるとともに、液晶６に対する印加電圧を徐々に上昇させる。これにより、画素中央部の領域ａの液晶分子７には大きいプレチルト角が付与され、領域ｂ、ｃ、ｄの液晶分子７にはこの順に徐々に小さくなるプレチルト角が付与される。その後、ガラス基板１１に形成されたマスク５４を除去する。本実施例によれば、１画素内の液晶分子７に複数のプレチルト角を持たせることが可能となるため、１画素で複数のＴ−Ｖ特性を持つことになる。これにより、斜め方向から見たときの色度特性を改善させることが可能になる。
【００６２】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、反射型や半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
【００６３】
また、上記実施の形態では、対向基板４上にＣＦが形成された液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板２上にＣＦが形成された、いわゆるＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造の液晶表示装置にも適用できる。
【００６４】
以上説明した第１の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の一方に形成された蓄積容量バスラインと、
前記一対の基板の一方に配列した画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域と、
前記分割領域毎に形成された画素電極と、
前記分割領域毎に形成され、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、
前記一対の基板の他方に形成された共通電極と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記共通電極と前記蓄積容量バスラインとの間に交流電圧が印加された状態で、前記液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【００６５】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記複数の分割領域は、前記画素電極と前記共通電極とで形成される液晶容量と、前記画素電極と前記蓄積容量バスラインとで形成される蓄積容量との容量比が一画素内で互いに異なること
を特徴とする液晶表示装置。
【００６６】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記蓄積容量バスラインは、一画素内の前記複数の分割領域毎に独立して形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００６７】
（付記４）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の一方に形成されたゲートバスラインと、
前記一対の基板の一方に配列した画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域と、
前記分割領域毎に形成された画素電極と、
前記分割領域毎に形成され、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、
前記一対の基板の他方に形成された共通電極と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記共通電極と前記ゲートバスラインとの間に交流電圧が印加された状態で、前記液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【００６８】
（付記５）
付記４記載の液晶表示装置において、
前記複数の分割領域は、前記画素電極と前記共通電極とで形成される液晶容量と、前記画素電極と前記ゲートバスラインとで形成される蓄積容量との容量比が一画素内で互いに異なること
を特徴とする液晶表示装置。
【００６９】
以上説明した第２の実施の形態による液晶表示装置の製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記６）
光により重合する重合性成分を含有する液晶を対向配置された一対の基板間に封止して液晶表示パネルを作製し、前記液晶に電圧を印加しながら光を照射して前記重合性成分を重合する液晶表示装置の製造方法であって、
前記光の照射範囲を画素領域の一部から全体に徐々に拡大するとともに、前記電圧を上昇させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７０】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記画素領域の幅よりも狭い開口幅を有するマスクを用い、
前記マスクと前記液晶表示パネルとの間隔を徐々に広げて、前記光の照射範囲を前記画素領域の一部から全体に徐々に拡大すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７１】
（付記８）
付記６記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記画素領域の幅よりも狭い開口幅を有するマスクを用い、
前記光の散乱性を徐々に高めて、前記光の照射範囲を前記画素領域の一部から全体に徐々に拡大すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７２】
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記光を照射する前に、前記液晶表示パネルの光照射側表面に前記マスクを形成する工程と、
前記光を照射した後に、前記マスクを除去する工程とをさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７３】
（付記１０）
光により重合する重合性成分を含有する液晶を対向配置された一対の基板間に封止して液晶表示パネルを作製し、前記液晶に電圧を印加しながら光を照射して前記重合性成分を重合する液晶表示装置の製造方法であって、
前記光の照射範囲を画素領域の一部から他部に移動させるとともに、前記電圧を上昇させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７４】
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記画素領域の幅よりも狭い開口幅を有するマスクを用い、
前記マスクを前記液晶表示パネルに対して相対的に移動させて、前記光の照射範囲を前記画素領域の一部から他部に移動させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００７５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、良好な表示特性の得られる液晶表示措置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の前提となる液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の前提となる液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成の他の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成のさらに他の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実施例１−３による液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の実施例１−４による液晶表示装置の１画素の等価回路を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による液晶表示装置の製造方法を用いて作製された液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線で切断した液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
２ ＴＦＴ基板
４ 対向基板
６ 液晶
７ 液晶分子
１０、１１ ガラス基板
１２ ゲートバスライン
１４ ドレインバスライン
１７ 共通蓄積容量配線
１８ 蓄積容量バスライン
１９ 蓄積容量電極
２０ ＴＦＴ
３３ ＣＦ樹脂層
３４、３５ 垂直配向膜
４０ 球状スペーサ
４２ 共通電極
５０、５４ マスク
５１、５５ 開口部
５２ 光
７０ 共通蓄積容量端子
７２ 共通電極端子
７４ 交流電源
８０ ゲートバスライン駆動回路
８２ ドレインバスライン駆動回路

Claims (10)

1. 対向配置された一対の基板と、
   前記一対の基板の一方に形成された蓄積容量バスラインと、
   前記一対の基板の一方に配列した画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域と、
   前記分割領域毎に形成された画素電極と、
   前記分割領域毎に形成され、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、
   前記一対の基板の他方に形成された共通電極と、
   前記一対の基板間に封止された液晶と、
   前記共通電極と前記蓄積容量バスラインとの間に交流電圧が印加された状態で、前記液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーと
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記複数の分割領域は、前記画素電極と前記共通電極とで形成される液晶容量と、前記画素電極と前記蓄積容量バスラインとで形成される蓄積容量との容量比が一画素内で互いに異なること
   を特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
   前記蓄積容量バスラインは、一画素内の前記複数の分割領域毎に独立して形成されていること
   を特徴とする液晶表示装置。
4. 対向配置された一対の基板と、
   前記一対の基板の一方に形成されたゲートバスラインと、
   前記一対の基板の一方に配列した画素領域がそれぞれ複数に分割された複数の分割領域と、
   前記分割領域毎に形成された画素電極と、
   前記分割領域毎に形成され、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、
   前記一対の基板の他方に形成された共通電極と、
   前記一対の基板間に封止された液晶と、
   前記共通電極と前記ゲートバスラインとの間に交流電圧が印加された状態で、前記液晶に混入された重合性成分が重合したポリマーと
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項４記載の液晶表示装置において、
   前記複数の分割領域は、前記画素電極と前記共通電極とで形成される液晶容量と、前記画素電極と前記ゲートバスラインとで形成される蓄積容量との容量比が一画素内で互いに異なること
   を特徴とする液晶表示装置。
6. 光により重合する重合性成分を含有する液晶を対向配置された一対の基板間に封止して液晶表示パネルを作製し、前記液晶に電圧を印加しながら光を照射して前記重合性成分を重合する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記光の照射範囲を画素領域の一部から全体に徐々に拡大するとともに、前記電圧を上昇させること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. 請求項６記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記画素領域の幅よりも狭い開口幅を有するマスクを用い、
   前記マスクと前記液晶表示パネルとの間隔を徐々に広げて、前記光の照射範囲を前記画素領域の一部から全体に徐々に拡大すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 請求項６記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記画素領域の幅よりも狭い開口幅を有するマスクを用い、
   前記光の散乱性を徐々に高めて、前記光の照射範囲を前記画素領域の一部から全体に徐々に拡大すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. 請求項８記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記光を照射する前に、前記液晶表示パネルの光照射側表面に前記マスクを形成する工程と、
   前記光を照射した後に、前記マスクを除去する工程とをさらに有すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
10. 光により重合する重合性成分を含有する液晶を対向配置された一対の基板間に封止して液晶表示パネルを作製し、前記液晶に電圧を印加しながら光を照射して前記重合性成分を重合する液晶表示装置の製造方法であって、
    前記光の照射範囲を画素領域の一部から他部に移動させるとともに、前記電圧を上昇させること
    を特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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