(57)【要約】【課題】画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象を抑制することができるとともに、開口率が大きく明るい表示が可能な液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】一方の基板１１０に１画素の半分の領域を覆う遮光マスク１４５を形成する。その後、基板１１０と基板１３０とを対向させて配置し、それらの間に誘電率異方性が負の液晶からなる液晶を封入して液晶パネル１００とする。液晶中には、予め光により重合する重合成分を添加しておく。次に、基板１１０側から紫外線を照射し、その後遮光マスク１４５を除去した後に再度紫外線を照射する。これにより、１画素内に液晶分子に対する拘束力が強い領域（透過率−電圧特性のしきい値電圧が高い領域）と、液晶分子に対する拘束力が弱い領域（透過率−電圧特性のしきい値電圧が低い領域）とが形成される。【選択図】図６
2006267689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板の前記第２の領域に対応する部分に遮光マスクを形成する工程と、
前記第１の基板の前記遮光膜が形成された面を外側にして前記第１の基板と第２の基板とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、
前記第１の基板側から光を照射して前記第１の領域の液晶中の重合成分を重合させる第１の光照射工程と、
前記遮光マスクを除去する工程と、
光を照射して前記第１及び第２の領域の液晶中の重合成分を重合させる第２の光照射工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板の第１の面と第２の基板の第１の面とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、
前記第１の基板の第２の面側から前記第１の領域の液晶に第１の強度の光を照射すると同時に前記第２の領域の液晶に前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を照射して前記重合成分を重合させる光照射工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の基板の第１の面の前記第２の領域に対応する部分に減光マスクを形成する工程を有し、
前記第２の強度の光は、前記第１の強度の光のうち前記減光マスクを透過した光であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記減光マスクの可視光に対する透過率が、前記光照射工程で使用する光に対する透過率よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
相互に対向して配置された第１及び第２の基板と、それらの基板間に封入された液晶からなる液晶層と、前記液晶層内に形成されて透過率−電圧特性を決定するポリマーとを有する液晶表示装置において、
前記透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する複数の画素と、
前記液晶に電圧を印加する第１及び第２の電極と、
前記第１の基板の前記第１の領域に対応する部分に形成された減光マスクと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に対向して配置された２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶を封入したＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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利用されている。特に、画素毎にスイッチング素子としてＴＦＴ(Thin Film Transistor ：薄膜トランジスタ）が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ているため、テレビやパーソナルコンピュータ等のディスプレイに広く使用されている。
【０００３】
一般的な液晶表示装置は、相互に対向して配置された２枚の基板の間に液晶を封入した構造を有している。一方の基板にはＴＦＴ及び画素電極等が形成され、他方の基板にはカラーフィルタ及びコモン（共通）電極等が形成されている。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、ＴＦＴ基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。また、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶を封入してなる構造物を液晶パネルと呼ぶ。
【０００４】
従来は、２枚の基板間に誘電率異方性が正の液晶を封入し、液晶分子をツイスト配向させるＴＮ（Twisted Nematic ）モードの液晶表示装置が広く使用されていた。しかし、ＴＮモードの液晶表示装置には視野角特性が悪く、画面を斜め方向から見たときにコントラストや色調が大きく変化するという欠点がある。このため、視野角特性が良好なＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示装置が開発され、実用化されている。
【０００５】
図１（ａ），（ｂ）は、ＭＶＡモードの液晶表示装置の一例を示す模式断面図である。ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０はスペーサ（図示せず）を挟んで配置されており、これらの基板１０，２０の間には誘電率異方性が負の液晶３０が封入されている。ＴＦＴ基板１０の画素電極１２には、電圧印加時の液晶分子の傾斜方向を決める配向制御用構造物として、スリット１２ａが設けられている。この画素電極１２の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜１４に覆われている。
【０００６】
一方、対向基板２０のコモン電極２２の下には、配向制御用構造物として複数の土手状の突起２３が形成されている。これらの突起２３は、図１（ａ）に示すように、画素電極１２のスリット１２ａに対し斜め方向にずれた位置に配置されている。コモン電極２２及び突起２３の表面も、例えばポリイミドからなる垂直配向膜２４に覆われている。
【０００７】
ＴＦＴ基板１０の下側及び対向基板２０の上側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が吸収軸を相互に直交させて配置されている。また、ＴＦＴ基板１０の下側にはバックライト（図示せず）が取り付けられる。
【０００８】
このように構成されたＭＶＡモードの液晶表示装置において、画素電極１２とコモン電極２２との間に電圧を印加しない状態では、図１（ａ）に示すように、液晶分子３０ａは基板面に対し垂直に配向する。但し、突起２３の近傍の液晶分子３０ａは、突起２３の傾斜面に垂直な方向に配向する。この場合、ＴＦＴ基板１０の下側から偏光板を通って液晶層に進入した光は、偏光方向が変化することなく液晶層を通過し、対向基板側２０の上側の偏光板により遮断される。すなわち、この場合は黒表示となる。
【０００９】
画素電極１２とコモン電極２２との間に電圧を印加すると、液晶分子３０ａは電圧に応じた角度で傾斜する。この場合に、図１（ｂ）に示すように、スリット１２ａ及び突起２３の両側では液晶分子３０ａの傾斜方向が異なり、いわゆる配向分割（マルチドメイン）が達成される。この図１（ｂ）に示すように液晶分子３０ａが基板面に対し斜めに配向した場合、ＴＦＴ基板１０の下側から偏光板を通って液晶層に進入した光は液晶層で偏光方向が変化し、対向基板２０の上側の偏光板を通過するようになる。偏光板を通過する光の量は、画素電極１２とコモン電極２２との間に印加される電圧に依存する。
【００１０】
ＭＶＡモードの液晶表示装置では、図１（ｂ）に示すように、電圧を印加したときの液晶分子３０ａの倒れる方向がスリット１２ａ及び突起２３の両側で異なるので、斜め方向への光の漏れが抑制され、優れた視野角特性が得られる。
【００１１】
また、ＭＶＡモードの液晶表示装置では配向膜が液晶分子の傾斜方向を決めるのではないので、ＴＮモードの液晶表示装置では必須であるラビング処理や、ラビング処理により発生する塵埃を除去するための洗浄処理が不要になり、製造工程数が削減されるという利点もある。更に、ラビング処理に伴う液晶分子の配向のばらつきに起因する表示むらの発生も防止される。
【００１２】
なお、ラビング処理が不要な液晶表示装置の製造方法として、特許第３５２０３７６号公報には、一対の基板間に重合成分（高分子前駆体）を添加した液晶を封入し、その後紫外線の照射により重合成分を重合させて配向膜を形成することが記載されている。また、特開平６−１６０８１８号公報にも、一対の基板間に重合成分を添加した液晶を封入した後に重合成分を重合させて、種々の特性が相互に異なる複数の領域を形成する液晶素子を製造することが記載されている。
【００１３】
ところで、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置では、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象が発生する。図２は、横軸に印加電圧（Ｖ）をとり、縦軸に透過率をとって、画面を正面から見たときのＴ−Ｖ（透過率−電圧）特性と、斜め方向（方位角４５°、極角６０°）から見たときのＴ−Ｖ特性とを示す図である。なお、本願では、視線を液晶パネルに投影してできる線と液晶パネルのＸ軸（液晶パネルの中心を原点として右方向に伸びる直線）とのなす角度を方位角と呼び、液晶パネルの法線と視線とのなす角度を極角と呼んでいる。
【００１４】
この図２に示すように、Ｔ−Ｖ特性のしきい値電圧（以下、単に「しきい値電圧」という）よりも若干高い電圧を画素電極に印加したときには、斜め方向から見たときの透過率が正面から見たときの透過率よりも高くなる。また、印加電圧がある程度高くなると、斜め方向から見たときの透過率は、正面から見たときの透過率よりも低くなる。このため、斜め方向から見たときには赤色画素、緑色画素及び青色画素の輝度差が小さくなり、その結果前述したように画面が白っぽくなる現象が発生する。この現象は、ＭＶＡモードの液晶表示装置だけでなく、ＴＮモードの液晶表示装置でも発生する。
【００１５】
米国特許第４８４０４６０号の明細書には、１画素内に複数の副画素電極を設け、それらの副画素電極を容量結合することが提案されている。このような液晶表示装置では、各副画素電極間の容量に応じて各副画素電極に印加される電圧が決まるため、各副画素電極に相互に異なる電圧を印加することができる。従って、見かけ上、１つの画素領域内にしきい値電圧が相互に異なる複数の領域が存在することになる。このように１つの画素領域にしきい値電圧が異なる複数の領域が存在すると、その画素領域のＴ−Ｖ特性は各副画素領域のＴ−Ｖ特性を合成したものとなる。その結果、正面から見たときの透過率よりも斜め方向から見たときの透過率が高くなる現象が抑制され、画面が白っぽくなる現象も抑制される。
【００１６】
また、特開平５−６６４１２号公報にも、視野角特性を改善することを目的とし、画素電極を複数の副画素電極に分割し、各副画素電極の下方に絶縁膜を介して制御電極をそれぞれ配置した液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、絶縁膜を介して制御電極と副画素電極とが容量結合する。そして、ＴＦＴを介して各制御電極に同一の電圧が印加され、各副画素電極には制御電極と副画素電極との間の容量に応じた電圧が印加される。
【００１７】
これらの公報に記載されているように１つの画素領域をＴ−Ｖ特性が異なる複数の副画素領域に分割して表示特性を改善する方法は、ＨＴ（ハーフトーングレースケール）法と呼ばれる。
【特許文献１】特許第３５２０３７６号公報の明細書
【特許文献２】特開平５−６６４１２号公報
【特許文献３】米国特許第４８４０４６０号の明細書
【特許文献４】特開平５−６６４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、本願発明者等は、上述した容量結合によるＨＴ法には、以下に示す問題点があると考える。すなわち、容量結合によるＨＴ法には、製造時に使用する露光マスク等の設計をやり直さなければならないという欠点がある。また、容量結合によるＨＴ法では、副画素電極に容量結合する制御電極が必要である。通常、制御電極はＴＦＴのゲート電極又はソース／ドレイン電極と同時に形成されるためＡｌ（アルミニウム）等の金属からなり、遮光性である。従って、制御電極により画素の開口率が低下し、画面が暗くなってしまう。制御電極をＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体により形成することも考えられるが、その場合は製造工程が増えてしまう。
【００１９】
以上から、本発明の目的は、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象を抑制することができるとともに、開口率が大きく明るい表示が可能な液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記した課題は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、第１の基板の前記第２の領域に対応する部分に遮光マスクを形成する工程と、前記第１の基板の前記遮光膜が形成された面を外側にして前記第１の基板と第２の基板とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、前記第１の基板側から光を照射して前記第１の領域の液晶中の重合成分を重合させる第１の光照射工程と、前記遮光マスクを除去する工程と、光を照射して前記第１及び第２の領域の液晶中の重合成分を重合させる第２の光照射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により解決する。
【００２１】
本発明においては、第１の基板に遮光マスクを形成し、第１及び第２の基板間に液晶を封入した後、第１の光照射工程を実施して第１の領域の液晶中の重合成分を重合する。その後、遮光マスクを除去した後、第２の光照射工程を実施して第１及び第２の領域の液晶中の重合成分を重合する。これにより、第１の領域の液晶中に含まれる重合成分は第２の領域の液晶中に含まれる重合成分よりも強く重合し、第１の領域には第２の領域に比べて液晶分子の拘束力が強いポリマーが形成される。ポリマーの液晶分子に対する拘束力が強いほどしきい値電圧は高くなる。従って、１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域が形成され、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象が抑制される。また、制御電極を使用することなく１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域を形成することができるので、開口率が大きく、明るい表示が可能な液晶表示装置が得られる。
【００２２】
基板に遮光マスクを形成する替わりに、遮光パターンを有する露光マスクを液晶パネルの上に配置して光を照射することも考えられる。しかし、その場合は各液晶パネル毎にマスクの位置合わせを行う必要があり、作業に時間がかかる。また、液晶パネルと露光マスクとの間に空気層が介在し、光の回り込みが発生してしきい値電圧が相互に異なる２つの領域の面積比を所望の値にすることが難しくなるという問題も発生する。
【００２３】
一方、本願発明においては、マスター基板の状態で遮光パターンを形成することが可能であるので、光照射時に液晶パネル毎にマスクの位置合わせをする必要がない。また、基板と遮光パターンとの間に空気層が介在しないので、しきい値電圧が相互に異なる２つの領域の面積比を所望の値にすることができる。
【００２４】
上記した課題は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、第１の基板の第１の面と第２の基板の第１の面とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、前記第１の基板の第２の面側から前記第１の領域の液晶に第１の強度の光を照射すると同時に前記第２の領域の液晶に前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を照射して前記重合成分を重合させる光照射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により解決する。
【００２５】
本発明においては、例えば第１の基板の第２の領域に対応する位置に減光マスクを形成する。そして、第１の領域の液晶に第１の強度の光を照射するとともに、第２の領域の液晶に減光マスクを介して光を照射して、液晶中に含まれる重合成分を重合させる。これにより、１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域が形成され、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象が抑制される。
【００２６】
本発明においては、第１及び第２の領域の液晶中の重合成分を同時に重合させるので、第１及び第２の領域の重合成分の移動が回避され、重合成分の移動に伴う特性の変動が回避される。
【００２７】
重合成分の重合には、通常、紫外線が使用される。減光マスクをＩＴＯ等の透明導電体により形成した場合、減光マスクを透過する紫外線の強度を十分に減衰させることができるだけでなく、可視光に対する透過率が紫外線に対する透過率よりも十分に高いという特徴がある。このため、減光マスクを除去しなくても液晶表示装置の動作に影響しないので、減光マスクを除去する工程を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図３は本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す平面図、図４は同じくその模式断面図である。これらの図３，図４では、液晶表示装置の１画素分の領域を示している。
【００３０】
図４に示すように、液晶パネル１００は、ＴＦＴ基板１１０と、対向基板１３０と、それらの間に封入された誘電率異方性が負の液晶からなる液晶層１４０とにより構成されている。液晶パネル１００の前面側（観察者側：図４では上側）及び裏面側（図４では下側）にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置され、更に裏面側にはバックライト（図示せず）が配置されている。本実施形態の液晶表示装置では、後述するように、液晶層１４０中に添加した重合成分を重合することにより、１つの画素内にＴ−Ｖ特性が相互に異なる２つの領域を形成している。
【００３１】
図３に示すように、ＴＦＴ基板１１０には、水平方向（Ｘ軸方向）に伸びる複数のゲートバスライン１１１と、垂直方向（Ｙ軸方向）に伸びる複数のデータバスライン１１５とが形成されている。ゲートバスライン１１１は垂直方向に例えば約３００μｍのピッチで配置されており、データバスライン１１５は水平方向に例えば約１００μｍのピッチで配置されている。これらのゲートバスライン１１１及びデータバスライン１１５により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。本実施形態では、多数の画素が水平方向及び垂直方向にマトリクス状に配列されている。また、ＴＦＴ基板１１０には、ゲートバスライン１１１に平行に配置されて画素領域の中央を横断する補助容量バスライン１１２が形成されている。
【００３２】
更に、ＴＦＴ基板１１０には、画素領域毎に、ＴＦＴ１１７と、補助容量電極１１８と、画素電極１２０とが形成されている。ＴＦＴ１１７はゲートバスライン１１１の一部をゲート電極としている。図４に示すように、このゲート電極の上方にはＴＦＴ１７の活性層となる半導体膜１１４ａとチャネル保護膜１１４ｂとが形成されており、半導体膜１１４ａの両側にはドレイン電極１１７ａ及びソース電極１１７ｂが相互に対向して配置されている。そして、ドレイン電極１１７ａはデータバスライン１１５に接続されている。
【００３３】
また、補助容量電極１１８は、第１の絶縁膜１１３を挟んで補助容量バスライン１１２に対向する位置に形成されている。この補助容量電極１１８と、補助容量バスライン１１２と、それらの間の第１の絶縁膜１１３とにより補助容量が構成される。
【００３４】
画素電極１２０は、ＩＴＯ等の透明導電体により形成されている。この画素電極１２０には、配向制御用構造物として、Ｙ軸方向に対し斜め方向に伸びるメインスリット１２０ａと、メインスリット１２０ａに対し直交する方向に伸びる多数の微細スリットとが設けられている。メインスリット１２０ａは、補助容量バスライン１１２の中心線を軸としてほぼ上下対称に形成されている。また、微細スリット１２０ｂは、メインスリット１２０ａの伸びる方向に沿って一定のピッチで形成されている。
【００３５】
データバスライン１１５、ＴＦＴ１１７及び補助容量電極１１８ａと画素電極１２０との間には第２の絶縁膜（層間絶縁膜）１１９が形成されており、画素電極１２０は第２の絶縁膜１１９に形成されたコンタクトホール１１９ａ，１１９ｂを介してソース電極１１７ｂ及び補助容量電極１１８に電気的に接続されている。画素電極１２０の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００３６】
一方、対向基板１３０には、ブラックマトリクス（遮光膜）１３１と、カラーフィルタ１３２と、コモン電極１３３と、配向制御用構造物である土手状の突起１３５とが形成されている。ブラックマトリクス１３１はＣｒ（クロム）等の金属又は黒色樹脂により形成されており、ＴＦＴ基板１１０側のゲートバスライン１１１、データバスライン１１５及びＴＦＴ１１７に対向する位置に配置されている。カラーフィルタ１３２には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類があり、画素毎にいずれか１色のカラーフィルタが配置されている。コモン電極１３３はＩＴＯ等の透明導電体からなり、カラーフィルタ１３２の上（図４では下側）に形成されている。土手状の突起１３５は樹脂等の誘電体により形成されている。この突起１３５は、図３に示すように画素電極１２０のメインスリット１２０ａ間の領域に、メインスリット１２０に平行に形成されている。コモン電極１３３及び突起１３５の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００３７】
以下、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について、図３，図４を参照して説明する。最初に、ＴＦＴ基板の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、ＴＦＴ基板１１０のベースとなるガラス基板１１０ａの一方の面（図４では上側の面）上に、スパッタ法により、例えばＡｌ（アルミニウム）−Ｔｉ（チタン）の積層構造を有する第１の金属膜を形成する。そして、この第１の金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、ゲートバスライン１１１及び補助容量バスライン１１２を形成する。
【００３９】
次に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばＳｉＯ2 からなる第１の絶縁膜（ゲート絶縁膜）１１３を形成する。そして、この第１の絶縁膜１１３の所定の領域上に、ＴＦＴ１１７の活性層となる半導体膜（アモルファスシリコン又はポリシリコン膜）１１４ａを形成する。その後、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばＳｉＮ膜を形成し、このＳｉＮ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、半導体膜１１４ａのチャネルとなる領域の上にチャネル保護膜１１４ｂを形成する。
【００４０】
次に、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの積層構造を有する第２の金属膜を形成し、この第２の金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、データバスライン１１５と、ドレイン電極１１７ａと、ソース電極１１７ｂと、補助容量電極１１８とを形成する。
【００４１】
次に、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばＳｉＯ2 、ＳｉＮ又は樹脂等からなる第２の絶縁膜１１９を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により第２の絶縁膜１１９に、ソース電極１１７ｂに通じるコンタクトホール１１９ａと、補助容量電極１１８に通じるコンタクトホール１１９ｂとを形成する。
【００４２】
次に、スパッタ法により、ガラス基板１１０ａの上側全面にＩＴＯ膜を形成する。その後、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、メインスリット１２０ａ及び微細スリット１２０ｂを有する画素電極１２０を形成する。この画素電極１２０ａは、コンタクトホール１１９ａを介してソース電極１１７ｂに電気的に接続されるとともに、コンタクトホール１１９ｂを介して補助容量電極１１８に電気的に接続される。
【００４３】
次に、ガラス基板１１０ａの他方の面（図４では下側の面）上に、遮光マスクを形成する。図５に示すように、遮光マスク１４５（図５中に網掛けで示す）は、１画素領域の約半分の領域を覆うように形成する。この遮光マスク１４５は、例えばスパッタ法によりガラス基板１１０ａの一方の面の全体にＣｒ又はＡｌ等の金属膜を形成し、その後フォトリソグラフィ法により金属膜をパターニングすることにより形成する。遮光マスク１４５を樹脂により形成してもよい。但し、この遮光マスク１４５は、後述する紫外線を遮光するものであることが必要である。
【００４４】
次いで、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばポリイミドを塗布して、画素電極１２０の表面を覆う垂直配向膜（図示せず）を形成する。これにより、ＴＦＴ基板１１０が完成する。
【００４５】
次に、対向基板１３０の製造方法について説明する。まず、対向基板１３０のベースとなるガラス基板１３０ａの上（図４では下側）に、Ｃｒ等の金属又は黒色樹脂によりブラックマトリクス１３１を形成する。このブラックマトリクス１３１は、ＴＦＴ基板１１０側のゲートバスライン１１１、データバスライン１１５及びＴＦＴ１１７に対向する位置に、ゲートバスライン１１１及びデータバスライン１１５の幅よりも若干太く形成する。
【００４６】
次に、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、ガラス基板１３０ａの上にカラーフィルタ１３２を形成する。各画素領域には、赤色、緑色及び青色のいずれか１色のカラーフィルタ１３２を配置する。本実施形態においては、水平方向に隣接する赤色画素、緑色画素及び青色画素の３つの画素により１つのピクセルが構成され、種々の色の表示を可能としている。
【００４７】
次に、スパッタ法により、カラーフィルタ１３２の上にＩＴＯからなるコモン電極１３３を形成する。その後、コモン電極１３３の上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を所定の露光マスクを介して露光し、その後現像処理を施して、土手状の突起１３５を形成する。
【００４８】
次いで、ガラス基板１３０ａの上側全面に例えばポリイミドを塗布して、コモン電極１３３及び突起１３５の表面を覆う垂直配向膜（図示せず）を形成する。これにより、対向基板１３０が完成する。
【００４９】
このようにして製造されたＴＦＴ基板１１０と対向基板１３０とをスペーサ（図示せず）を挟んで相互に対向させて配置し、両者の間に誘電率異方性が負の液晶を封入して液晶パネル１００とする。液晶には、予め所定量の重合成分（モノマー又はオリゴマー）と重合開始剤とを添加しておく。重合成分としては、例えばアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル等の光反応基を有する化合物を使用することができる。
【００５０】
次に、図６（ａ）に示すように、遮光マスク１４５が形成されたＴＦＴ基板１１０側から紫外線（ＵＶ）を照射して、遮光マスク１４５に覆われていない領域の液晶層１４０に含まれる重合成分をある程度重合させる。その後、遮光マスク１４５を除去する。遮光膜１４５が金属により形成されている場合は、酸性又はアルカリ性の溶液により遮光膜１４５を溶解して除去することができる。また、遮光マスク１４５を樹脂により形成した場合は、溶剤により溶解して除去することができる。遮光マスク１４５を研磨（機械的研磨又は化学的研磨）により除去してもよい。
【００５１】
次に、図６（ｂ）に示すように液晶パネル１００の全面を紫外線で照射し、液晶層１４０中に残存する重合成分を重合させる。これにより、図６（ａ）に示す工程で露光された領域（以下、「露光領域」という）では液晶分子に対する拘束力が強いポリマーが形成され、図６（ａ）に示す工程で遮光マスク１４５により遮光されていた領域（以下、「遮光領域」という）では液晶分子に対する拘束力が弱いポリマーが形成される。その結果、露光領域のしきい値電圧は遮光領域のしきい値電圧に比べて高くなり、１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域が形成される。
【００５２】
次いで、液晶パネル１００の両側に偏光板（図示せず）を接合し、更にバックライト（図示せず）を取り付ける。このようにして、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００５３】
本実施形態においては、上述の如く、ＴＦＴ基板１１０となるガラス基板１１０ａの一方の面側にＴＦＴ１１７及び画素電極１２０等を形成し、他方の面側に遮光マスク１４５を形成する。そして、液晶パネル１００を形成した後にＴＦＴ基板１１０側から紫外線を照射し、更に遮光マスク１４５を除去した後に再度紫外線を照射する。これにより、１画素内に液晶分子に対する拘束力が強い領域（すなわち、しきい値電圧が高い領域）と弱い領域（すなわち、しきい値電圧が低い領域）とが形成される。その結果、液晶表示装置の画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象が抑制される。また、本実施形態においては、制御電極を使用することなく１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域を形成することができるので、開口率が大きく、明るい表示が可能な液晶表示装置を得ることができる。
【００５４】
更に、塵埃の付着等により遮光マスク１４５に欠陥が発生したとしても、遮光マスク１４５を一旦除去した後に再度遮光マスク１４５を形成すればよく、リペアが簡単である。更にまた、遮光マスク１４５がガラス基板１１０ａに密着しているので、ガラス基板１１０ａと遮光マスク１４５との間に空気が介在せず、紫外線照射時における光の回り込みが抑制される。これにより、Ｔ−Ｖ特性が相互に異なる２つの領域の面積比を所望の値とすることができて、表示品質のばらつきが防止される。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ＴＦＴ基板の他方の面に、遮光マスクに替えて減光マスクを形成することにあり、その他の工程は基本的に第１の実施形態と同様であるので、ここでも図３，図４を参照して製造方法を説明する。
【００５６】
まず、第１の実施形態と同様にして、ガラス基板１１０ａの一方の面（図４では上側の面）上に、ゲートバスライン１１１、補助容量バスライン１１２、第１の絶縁膜１１３、ＴＦＴ１１７、補助容量電極１１８、第２の絶縁膜１１９及び画素電極１２０を形成する。
【００５７】
次に、ガラス基板１１０ａの他方の面（図４では下側の面）上に減光マスクを形成する。図７に示すように、減光マスク１５０（図７中に網掛けで示す）は、１画素領域の約半分の領域を覆うように形成する。この減光マスク１５０は、例えばスパッタ法によりガラス基板１１０ａの一方の面の全体にＣｒ又はＡｌ等の金属膜を薄く（光が透過する程度）形成し、その後フォトリソグラフィ法により金属膜をパターニングすることにより形成する。また、減光マスク１５０を、樹脂又はＩＴＯにより形成してもよい。減光マスク１５０は、後述する重合成分の重合に関わる波長の光を数％〜数１０％減衰させるものであることが必要である。
【００５８】
次いで、ガラス基板１１０ａの上側全面に例えばポリイミドを塗布して、画素電極１２０の表面を覆う垂直配向膜（図示せず）を形成する。これにより、ＴＦＴ基板１１０が完成する。
【００５９】
このようにして製造されたＴＦＴ基板１１０と、第１の実施形態と同様の方法により形成された対向基板１３０とをスペーサ（図示せず）を挟んで相互に対向させて配置し、両者の間に誘電率異方性が負の液晶を封入して液晶パネル１００とする。液晶には、予め所定量の重合成分（モノマー又はオリゴマー）と重合開始剤とを添加しておく。
【００６０】
次に、図８に示すように、減光マスク１５０が形成されたＴＦＴ基板１１０側から紫外線（ＵＶ）を照射して、液晶層１４０に含まれる重合成分を重合させる。この場合、減光マスク１５０がない領域では液晶分子に対する拘束力が強いポリマーが形成され、減光マスク１５０が介在する領域では液晶分子に対する拘束力が弱いポリマーが形成される。その結果、減光マスク１５０がない領域では減光マスク１５０が介在する領域に比べてしきい値電圧が高くなり、１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域が形成される。
【００６１】
その後、減光マスク１５０を除去する。但し、可視光の吸収を殆ど無視することができる樹脂又はＩＴＯ等により減光マスク１５０を形成した場合は、減光マスク１５０を残しておいてもよい。
【００６２】
次いで、液晶パネル１００の両側に偏光板（図示せず）を接合し、更にバックライト（図示せず）を取り付ける。このようにして、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００６３】
なお、減光マスク１５０を介して紫外線を照射した領域では、未反応の重合成分が液晶中に残存して信頼性を低下させることが考えられる。このため、減光マスク１５０を除去した後に、液晶パネル１００の全面を紫外線照射することが好ましい。また、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象を抑制するためには、２つの領域のしきい値電圧の差が０．３Ｖ以上となるようにすることが好ましい。これら２つの領域のしきい値電圧の差のより好ましい範囲は０．５〜０．７Ｖである。
【００６４】
本実施形態においては、上述の如く、ＴＦＴ基板１１０となるガラス基板１１０ａの一方の面側にＴＦＴ１１７及び画素電極１２０等を形成し、他方の面側に減光マスク１５０を形成する。そして、液晶パネル１００を形成した後にＴＦＴ基板１１０側から紫外線を照射して液晶層１４０中に含まれる重合成分を重合させる。これにより、１画素内に液晶分子に対する拘束力が強い領域（すなわち、しきい値電圧が高い領域）と弱い領域（すなわち、しきい値電圧が低い領域）とが同時に形成される。その結果、本実施形態により製造された液晶表示装置では、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象を抑制することができる。また、本実施形態においては、制御電極を使用することなく１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域を形成することができるので、開口率が大きく、明るい表示が可能な液晶表示装置を製造することができる。
【００６５】
更に、塵埃の付着等により減光マスク１５０に欠陥が発生したとしても、減光マスク１５０を一旦除去した後、新たに減光マスク１５０を形成すればよく、リペアが簡単である。更にまた、減光マスク１５０がガラス基板１１０ａに密着しているので、ガラス基板１１０ａと減光マスク１５０との間に空気が介在せず、光の回り込みが抑制される。これにより、Ｔ−Ｖ特性が相互に異なる２つの領域の面積比を所望の値とすることができて、表示品質のばらつきが防止される。
【００６６】
なお、減光マスクを形成することなく液晶パネル１００を形成した後、図９（ａ）に示すように遮光パターン１６０ａを有する露光マスク１６０を使用して１画素内の半分の領域を紫外線照射する第１の紫外線照射工程を施し、その後図９（ｂ）に示すように露光マスク１６０を除去して液晶パネル１００の全面に紫外線を照射する第２の紫外線照射工程を施して、１画素内に液晶分子に対する拘束度が相互に異なる複数の領域を形成することが考えられる。しかし、この方法には以下に示す問題が発生する。
【００６７】
すなわち、図９（ａ）に示す第１の紫外線照射工程において、遮光パターン１６０ａで遮光した領域に存在するモノマーも、露光領域で発生したラジカルの影響を受けて反応し始める。また、露光領域でモノマーが重合を開始すると、遮光領域のモノマーが露光領域に移動して、遮光領域のモノマーの濃度が低くなってしまう。従って、遮光領域及び露光領域における重合反応の制御が難しく、所望のＴ−Ｖ特性を得ることが難しい。
【００６８】
また、通常、ＴＦＴ基板及び対向基板はそれぞれマスター基板と呼ばれる大型のガラス基板を使用して複数個を同時に形成するが、液晶の封入は個々の基板に切断された後に行われる。従って、図９（ａ），（ｂ）に示す方法では液晶パネル毎に露光マスク１６０の位置合わせを行う必要があり、時間がかかってしまう。更に、第１の紫外線照射工程と第２の紫外線照射工程との間にも反応が進むので、第１の紫外線照射工程と第２の紫外線照射工程との間の時間を均一にしないと、表示品質にばらつきが発生してしまう。
【００６９】
更にまた、液晶パネル１００と露光マスク１６０との間に介在する空気の層によって紫外線の回り込みが発生し、しきい値電圧が高い領域と低い領域との面積比が所望の値からずれて、表示品質にばらつきが発生することもある。
【００７０】
これに対し、本実施形態の製造方法では、上記の問題が発生せず、表示品質が良好であり、且つばらつきのない液晶表示装置を製造することができる。
【００７１】
以下、本実施形態により実際に液晶表示装置を製造し、減光マスクを介して紫外線を照射した領域と減光マスクを介さずに紫外線を照射した領域とのＴ−Ｖ特性を調べた結果について説明する。
【００７２】
（実施例１）
１７インチワイド液晶表示装置用ガラス基板（ＴＦＴ基板用ガラス基板）の一方の面側に、スパッタ法により透過率が約１０％となるようにＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして所定の形状の減光マスクを形成した。
【００７３】
その後、上述した方法によりＴＦＴ基板及び対向基板を製造し、これらの基板間に液晶を封入して液晶パネルとした。液晶には誘電率異方性が負の液晶を使用し、モノマーを液晶に対し２．０ｗｔ％の割合で添加し、更に光重合開始剤をモノマーに対し２．０ｍｏｌ％の割合で添加した。
【００７４】
次いで、図８に示すようにＴＦＴ基板側から無偏光の紫外線を７．５ｍＷ／ｃｍ2 の条件で１０Ｊ／ｃｍ2 になるまで照射した。このとき、減光マスクを介して紫外線を照射した領域における紫外線強度は０．９ｍＷ／ｃｍ2 であった。
【００７５】
このようにして製造した液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を測定した。その結果を図１０に示す。但し、ここでは、透過率が１％となるときの電圧をしきい値電圧としている。この図１０に示すように、減光マスクを介して紫外線を照射した領域（領域Ｉ）のしきい値電圧は約２．３Ｖであり、減光マスクを介さずに紫外線を照射した領域（領域II）のしきい値電圧は約３．１Ｖであり、両者の電圧差は０．８Ｖであった。
【００７６】
（実施例２）
実施例１と同様のガラス基板の一方の面側に、ＪＳＲ社製のポジ型感光性保護膜材料を用いて所定の形状の減光マスクを形成した。その後、実施例１と同様に、ＴＦＴ基板及び対向基板を製造し、これらの基板間にモノマー及び光重合開始剤を添加した液晶を封入して液晶パネルとした。
【００７７】
次いで、図８に示すように、ＴＦＴ基板側から無偏光の紫外線を７．５ｍＷ／ｃｍ2 の条件で１０Ｊ／ｃｍ2 になるまで照射した。このとき、減光マスクを介して紫外線を照射した領域における紫外線強度は１．３ｍＷ／ｃｍ2 であった。
【００７８】
このようにして製造した液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を測定した。その結果、減光マスクを介して紫外線を照射した領域と減光マスクを介さずに紫外線を照射した領域とのしきい値電圧の差は０．６Ｖであった。
【００７９】
（実施例３）
実施例１で製造した液晶表示装置を分解し、ガスクロマトグラフィで液晶中の残存モノマー含有量を測定した。その結果、約０．６ｗｔ％のモノマーが残存していることが判明した。そこで、実施例１と同様の条件で液晶パネルを製造し、ＴＦＴ基板側から無偏光の紫外線を７．５ｍＷ／ｃｍ2 の条件で１０Ｊ／ｃｍ2 になるまで照射し後、更に減光マスクを除去して液晶パネル全体に無偏光の紫外線を０．６ｍＷ／ｃｍ2 の条件で５Ｊ／ｃｍ2 になるまで照射した。
【００８０】
このようにして製造した液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を測定した結果、減光マスクを介して紫外線を照射した領域と減光マスクを介さずに紫外線を照射した領域とのしきい値電圧の差は０．７５Ｖであった。また、この液晶表示装置を分解して残存モノマーを測定したところ、残存モノマーは測定限界まで低減されていた。
【００８１】
また、減光マスク除去後に液晶パネル全体に照射する紫外線の強度を０．９ｍＷ／ｃｍ2 としたこと以外は上記実施例３と同様に液晶表示装置を製造した。この液晶表示装置の減光マスクを介して紫外線を照射した領域と減光マスクを介さずに紫外線を照射した領域とのしきい値電圧の差は０．７Ｖであった。また、この液晶表示装置を分解して残存モノマーを測定した結果、残存モノマーの量は測定限界以下であった。
【００８２】
ここで、減光マスク除去後に液晶パネル全体に照射する紫外線の強度は、減光マスクを使用したときに減光マスクの下に照射される紫外線強度以下することが好ましい。減光マスク除去後に液晶パネル全体に照射する紫外線の強度が減光マスクを使用したときに減光マスクの下に照射される紫外線強度よりも高くなると、Ｔ−Ｖ特性が大きくシフトして所望のＴ−Ｖ特性を得ることが難しくなる。また、紫外線の強度が高いと、液晶又は配向膜が紫外線によりダメージを受けることもある。
【００８３】
なお、上述の第１及び第２の実施形態ではいずれも画素電極１２０を形成した後に遮光マスク１４５又は減光マスク１５０を形成するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、遮光マスク１４５又は減光マスク１５０は紫外線を照射する前であれば、どの工程で作成してもよい。
【００８４】
また、上述の第１及び第２の実施形態ではいずれも１画素内にしきい値電圧が相互に異なる２つの領域を形成する場合について説明したが、１画素内にしきい値電圧が相互に異なる３以上の領域を形成してもよいことは勿論である。
【００８５】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００８６】
（付記１）マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板の前記第１の領域に対応する部分に遮光マスクを形成する工程と、
前記第１の基板の前記遮光膜が形成された面を外側にして前記第１の基板と第２の基板とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、
前記第１の基板側から光を照射して前記第１の領域の液晶中の重合成分を重合させる第１の光照射工程と、
前記遮光マスクを除去する工程と、
光を照射して前記第１及び第２の領域の液晶中の重合成分を重合させる第２の光照射工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００８７】
（付記２）前記遮光マスクを、金属又は樹脂により形成することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８８】
（付記３）前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の液晶側の面に、液晶分子の配向を制御する配向制御用構造物を形成する工程を有することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８９】
（付記４）前記液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９０】
（付記５）マトリクス状に配列された複数の画素を有し、且つ１画素内に透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板の第１の面と第２の基板の第１の面とを対向させて配置し、両者の間に光により重合する重合成分を添加した液晶を封入する工程と、
前記第１の基板の第２の面側から前記第１の領域の液晶に第１の強度の光を照射すると同時に前記第２の領域の液晶に前記第１の強度よりも弱い第２の強度の光を照射して前記重合成分を重合させる光照射工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００９１】
（付記６）前記第１の基板の第１の面の前記第２の領域に対応する部分に減光マスクを形成する工程を有し、
前記第２の強度の光は、前記第１の強度の光のうち前記減光マスクを透過した光であることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９２】
（付記７）前記光照射工程の後に、前記減光マスクを除去する工程を有することを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９３】
（付記８）前記減光マスクを除去する工程の後に、前記第１及び第２の領域の液晶に光を照射する工程を有することを特徴とする付記７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９４】
（付記９）前記減光マスクの可視光に対する透過率が、前記光照射工程で使用する光に対する透過率よりも高いことを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９５】
（付記１０）前記減光マスクを、金属又は樹脂により形成することを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９６】
（付記１１）前記減光マスクを、透明導電体により形成することを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９７】
（付記１２）前記第１及び第２の基板の少なくとも一方の液晶側の面に、液晶分子の配向を制御する配向制御用構造物を形成する工程を有することを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００９８】
（付記１３）前記液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。  
【００９９】
（付記１４）相互に対向して配置された第１及び第２の基板と、それらの基板間に封入された液晶からなる液晶層と、前記液晶層内に形成されて透過率−電圧特性を決定するポリマーとを有する液晶表示装置において、
前記透過率−電圧特性が相互に異なる第１及び第２の領域を有する複数の画素と、
前記液晶に電圧を印加する第１及び第２の電極と、
前記第１の基板の前記第１の領域に対応する部分に形成された減光マスクと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、ＭＶＡモードの液晶表示装置の一例を示す模式断面図である。
【図２】図２は、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置の画面を正面から見たときのＴ−Ｖ（透過率−電圧）特性と、斜め方向（方位角４５°、極角６０°）から見たときのＴ−Ｖ特性とを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図４】図４は、同じくその模式断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態における遮光マスクの形状を示す平面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す模式断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態における減光マスクの形状を示す平面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す模式断面図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、遮光パターンを有する露光マスクを使用した比較例の液晶表示の製造方法を示す模式断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態の実施例１に係る液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１１０…ＴＦＴ基板、
１２…画素電極、
２０，１３０…対向基板、
２２…コモン電極、
２３，１３５…突起（配向制御用構造物）
３０…液晶、
１００…液晶パネル、
１１０ａ，１３０ａ…ガラス基板、
１１１…ゲートバスライン、
１１２…補助容量バスライン、
１１３，１１９…絶縁膜、
１１５…データバスライン、
１１７…ＴＦＴ、
１１８…補助容量電極、
１２０…画素電極、
１３１…ブラックマトリクス、
１３２…カラーフィルタ、
１３３…コモン電極、
１４０…液晶層、
１４５…遮光マスク、
１５０…減光マスク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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