(57)【要約】【課題】  コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることのできる液晶パネルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  所定のスリット部４０，４１を有する画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂを配置してなるＴＦＴ基板１０およびＣＦ基板２０の間に、光硬化性を有するモノマー３０Ｂを含む液晶層３０を封止したのち、基板間に電圧Ｖを印加した状態で、複数の開口部６０Ａを有するマスク６０を介して液晶層３０を露光する。スリット部４０，４１を、基板間で互いに対向しないように交互に設け、このスリット部４０，４１の間隔Ｄａよりも、マスク６０の開口ピッチＤｂが小さくなるようにする。精密なアライメントをすることなくスリット部間領域Ｍを選択的に露光してプレチルト角を付与することができ、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることができる。【選択図】  図３
2008122871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板のそれぞれの各対向面に、各画素内でスリット部を有する電極を形成する工程と、
前記一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を前記電極を介して封止する工程と、
前記一対の電極間に電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を介して前記液晶層を露光する工程とを含み、
前記スリット部は前記一対の基板間で交互に設けられ、
前記遮光膜の複数の開口部は、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で設けられている
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記遮光膜の複数の開口部が、メッシュ状、格子状、あるいはストライプ状のパターンで設けられている
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。
【請求項３】
前記スリット部が、基板面内においてストライプ状のパターンで設けられ、
前記遮光膜の複数の開口部が、前記スリット部のストライプ方向と互いに平行となるストライプ状のパターンで設けられている
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。
【請求項４】
前記スリット部が、基板面内において、Ｖ字型のストライプ状のパターンで設けられ、
前記遮光膜の複数の開口部が、前記スリット部の形状に沿って、Ｖ字型に設けられている
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。
【請求項５】
前記一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との基板面方向における間隔と、前記遮光膜の複数の開口部どうしの間隔との長さの比が無理数となる
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。
【請求項６】
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向する面に設けられ、各画素内でスリット部をそれぞれ有する一対の電極と、
前記一対の基板間に、前記一対の電極を介して封止される液晶層とを備え、
前記スリット部は前記一対の基板間で交互に設けられ、
前記液晶層は、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で配置され、液晶分子を斜めに配向させる光硬化層を有する
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、硬化性材料を含む高分子分散型の液晶層を備えた液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が多く用いられている。液晶ディスプレイは、そのパネル基板間での分子配列によって様々なモード（方式）に分類され、例えば、電圧をかけない状態での液晶分子がねじれて配向してなるＴＮ（Twisted Nematic；ねじれネマティック）モードがよく知られている。このＴＮモードでは、液晶分子が正の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて大きい性質を有しており、基板の面に対して平行な面内において液晶分子の配向方位を順次回転させつつ、基板の面に垂直な方向に整列させた構造となっている。
【０００３】
この一方で、電圧をかけない状態での液晶分子が、基板の面に対して垂直に配向してなるＶＡ（Vertical Alignment）モードに対する注目が高まっている。垂直配向型のＶＡモードでは、液晶分子が負の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて小さい性質を有しており、ＴＮモードに比べて広視野角を実現できる。
【０００４】
このようなＶＡモードの液晶ディスプレイでは、電圧が印加されると、基板に垂直に配向していた液晶分子が、負の誘電率異方性により、基板に対して平行な方向に倒れるように応答することにより、光を透過させる構成となっている。ところが、基板に対して垂直方向に配向した液晶分子の倒れる方向は任意であるため、液晶分子の配向方向が定まらず、電圧に対する応答特性を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１，２には、光硬化性を有するモノマーを用いて電圧に応答する際の配向方向を規制する高分子分散型の液晶表示装置の製造方法が開示されている。具体的には、図９に示したように、スリット４００，４０１を有する画素電極１００Ｂ，対向電極２００Ｂがそれぞれ配置された基板１００Ａ，２００Ａ間に液晶層３００を封止し、基板２００Ａ全面に対して紫外光を照射することにより、液晶層３００を露光する。これにより、図１０示したように、電圧をかけない状態で、液晶分子を基板法線に対して僅かに傾斜させて保持する（プレチルト）ことが可能となり、電圧に対する応答速度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００２−２３１９９号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような方法を用いると、紫外光を基板全面に対して照射しているので、図１０に示したように、いわゆるプレチルト角が液晶層のほぼ全体の液晶分子に対して付与される。ところが、プレチルトが液晶層の全面に設けられると、電圧に対する応答速度は改善されるものの、駆動しない（黒表示）状態でも僅かに光を透過してしまい、黒表示の輝度が上昇して、コントラストが低下するという問題がある。
【０００７】
一方、基板間の上下電極にスリット４００，４０１を有する液晶表示装置では、駆動時に電圧が印加されると、液晶層に対して斜めに電界がかかるため、液晶分子が一定の方向に倒れ易くなり、液晶全体としての電圧に対する応答は速くなる。ところが、実際には、液晶層内のスリット近傍の領域では斜めに電界がかかるのに対し、スリットから離れた領域では基板に対してほぼ垂直に電界がかかることとなるため、液晶層内の領域ごとに、電圧に対する応答速度にはばらつきがある。具体的には、駆動電圧を印加すると、まず、図１１に示したように、液晶層３００のスリット４００，４０１の近傍の領域の液晶分子が一方向に倒れて応答する。こののち、図１２に示したように、スリット近傍領域の液晶分子の傾倒に連動して、スリット４００，４０１から離れた領域の液晶分子が順次倒れて応答する。従って、スリット近傍領域の液晶分子は電圧に対する応答が十分に速い一方で、スリットから離れた領域にある液晶分子は、電圧に対する応答が遅くなるという性質がある。以上のことから、コントラストを考慮しつつ、電圧に対する応答速度を効果的に改善するためには、電極スリットから離れた領域（スリットとスリットの中間付近の領域）にある液晶分子に対してのみ選択的にプレチルト角を付与することが必要であると考えられる。
【０００８】
しかしながら、上下電極に設けられるスリットとスリットの間隔を考慮すると、プレチルトを施す領域を上記のように選択して、限定的に露光することは極めて困難である。選択露光用のマスクの開口部の位置と電極のスリット位置とを精度良くアライメントすることは、容易ではないからである。従って、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることのできる液晶表示装置およびその製造方法の実現が望まれていた。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることのできる液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、対向する一対の基板のそれぞれの対向面に、各画素内でスリット部を有する電極を形成する工程と、一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を電極を介して封止する工程と、一対の電極間に電圧を印加したのち、電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を介して液晶層を露光する工程とを含むものである。特に、スリット部を、一対の基板間で交互に設け、遮光膜の複数の開口部を、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で設けるようにするものである。
【００１１】
本発明による液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、一対の基板の対向する面に設けられ、各画素内でスリット部を有する一対の電極と、一対の基板間に、一対の電極を介して封止される液晶層とを備えている。特に、スリット部は、一対の基板間で交互に設けられ、液晶層は、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で配置され、液晶分子を斜めに配向させる光硬化層を有している。
【００１２】
本発明による液晶表示装置の製造方法では、所定のスリット部を有する一対の電極間に電圧を印加した状態で、一対の電極のそれぞれのスリット部どうしの間隔よりも小さい間隔で複数の開口部を有する遮光膜を介して、光硬化物を含む液晶層を露光することにより、一対の電極の一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間の、電圧に対する応答速度が遅い領域に対して必ず露光が行われる結果、その露光部分に、斜め配向層（液晶分子を斜めに配向させるための光硬化層）が形成される。そして、この斜め配向層の存在により、応答速度が遅い領域の液晶分子に対してプレチルト角が付与される。すなわち、露光マスクと電極スリットとの相互間で精密なアライメントをすることなく、応答速度が遅い領域に効率よくプレチルト角を付与することができる。なお、露光されなかった領域には斜め配向層が形成されないので、液晶分子にプレチルト角は付与されず、基板に対して垂直に配向するが、それがスリット近傍領域であれば元々応答速度が速いので、問題は生じない。また、この露光されなかった領域では、液晶分子は基板に対して垂直に配向するため、黒表示に有利となる。
【００１３】
本発明による液晶表示装置では、対向配置された一対の基板間に、所定のスリット部を有する一対の電極を介して液晶層が封止され、基板面の方向において、一対の電極のそれぞれのスリット部どうしの間隔よりも小さい間隔で配置され、液晶分子を斜めに配向させる光硬化層が設けられていることにより、液晶層内の電圧に対する応答速度が遅い領域に対して、必ず光硬化層が設けられる。そして、この光硬化層の存在により、応答速度が遅い領域の液晶分子が必ずプレチルト状態に保持される。なお、光硬化層の設けられていない領域では、液晶分子はプレチルト状態に保持されず、基板に対して垂直に配向するが、それがスリット近傍領域であれば元々応答速度が速いので、問題は生じない。また、この光硬化層の設けられていない領域では、液晶分子は基板に対して垂直に配向しているため、黒表示に有利となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、対向する一対の基板のそれぞれの対向面に、各画素内でスリット部を有する電極を形成する工程と、一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を電極を介して封止する工程と、一対の基板間に電圧を印加したのち、電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を介して液晶層を露光する工程とを含むようにし、特に、スリット部どうしを、一対の基板間で互いに対向しないように交互に設け、遮光膜の複数の開口部を、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で設けるようにしたので、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させた液晶表示装置を作製することができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置によれば、対向配置された一対の基板と、一対の基板の対向する面に設けられ、各画素内でスリット部を有する一対の電極と、一対の基板間に、一対の電極を介して封止される液晶層とを備え、スリット部が、一対の基板間で交互に設けられ、液晶層は、基板面の方向において、一方の電極のスリット部と他方の電極のスリット部との間隔よりも小さい間隔で配置され、液晶分子を斜めに配向させる光硬化層を有するようにしたので、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造方法の工程を模式的に表した断面図である。この液晶パネルの製造方法は、一対の基板のそれぞれの表面に所定のスリット部を有する電極を形成したのち、基板間に液晶層を封止する工程と、電圧を印加した状態で液晶層を所定の遮光膜を介して露光する工程とを含むものである。なお、この液晶パネルの製造方法は、図１に示したように、基板間に複数の画素が形成された液晶パネルについての製造方法であるが、図２および図３には、簡便化のため、図１における領域Ｉ（一画素分）についてのみ示す。また、図１〜図４では、各基板の具体的な構成については省略している。
【００１８】
まず、図１に示したように、ガラス基板１０Ａおよびガラス基板２０Ａのそれぞれの表面に所定の形状で画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂを配置することにより、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板１０およびＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板２０を形成し、これらＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との間に液晶層３０を封止する。
【００１９】
具体的には、ガラス基板１０Ａの表面に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極１０Ｂと、これら複数の画素電極１０Ｂをそれぞれ駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えた複数のＴＦＴスイッチング素子、これら複数のＴＦＴスイッチング素子にそれぞれ接続された複数の信号線や走査線等（図示せず）を配置することにより、ＴＦＴ基板１０を形成する。一方、ガラス基板２０Ａの表面には、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタ（図示せず）と、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極２０Ｂを配置することにより、ＣＦ基板２０を形成する。
【００２０】
このとき、画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂは、一画素内で所定のスリット部４０，４１を有するように形成する。スリット部４０，４１は、電極が形成されていない部分であり、電極面内の領域を分離するものである。ここで、図５に、ＣＦ基板２０の側からみた対向電極２０Ｂおよび画素電極１０Ｂの平面形状（一画素）の一例を示す。図５に示したように、スリット部４０，４１が、基板１０，２０間で互いに対向しないように交互に配置するようにする。なお、スリット部４０とスリット部４１との間の領域には、後述のポリマー層３０Ｃが形成される。また、図１の領域Ｉは、図５に示したＩＩ−ＩＩ線での矢視断面図に対応している。対向電極２０Ｂは各画素に共通の電極として設けられ、画素電極１０ＢはＴＦＴ基板上で画素分離部５０によって分離され画素ごとに設けられている。また、各電極材料としては、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明性を有する電極を用いることができる。
【００２１】
あるいは、画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂは、図６に示したように、一画素内に複数のスリット部４０，４１を有するストライプ状のパターンで形成してもよく、図７（Ａ）に示したように、くの字（Ｖ字）型のストライプ状のパターンで形成するようにしてもよい。各電極の形状パターンは、スリット部４０とスリット部４１とが互いに対向しないようなパターンであればよく、上記パターンに限定されるものではない。
【００２２】
続いて、形成した画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂの表面に、後述の液晶分子３０Ａを基板に対して垂直方向に配列させるための垂直配向膜１１，２１を、それぞれ形成する。具体的には、垂直配向剤の塗布や、垂直配向膜を基板上に印刷し焼成することにより形成する。
【００２３】
他方、液晶層３０を、負の誘電率異方性を有する液晶（ネガ型ネマチック液晶）分子３０Ａにモノマー３０Ｂを添加して組成することにより形成する。液晶分子３０Ａは、その長軸方向の誘電率が短軸方向よりも小さいという性質を有しており、この性質により、駆動電圧がオフのときは、液晶分子３０Ａの長軸が基板に対して垂直になるように配列し、駆動電圧がオンになると、液晶分子３０Ａの長軸が基板に対して平行になるように傾いて配向する。モノマー３０Ｂは、光硬化性、すなわち紫外光等が照射されることにより重合しポリマーとなることで硬化する性質を有しており、例えば４，４’−ジアクリロイルオキシビフェニルにより構成されている。また、モノマー３０Ｂの添加量は、０．０１〜１０（重量％）程度とする。
【００２４】
次いで、ＴＦＴ基板１０あるいはＣＦ基板２０のどちらか一方の表面（垂直配向膜１１，２１の形成されている面）に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ、例えばプラスチックビーズ等を散布すると共に、例えばスクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いて、シール部を印刷する。こののち、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とを、それぞれの基板に形成された垂直配向膜１１，２１が対向するように、スペーサおよびシール部を介して貼り合わせ、液晶層３０を注入する。その後、加熱等によりシール部の硬化を行うことにより液晶層３０をＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との間に封止する。
【００２５】
次に、図２に示したように、画素電極１０Ｂと対向電極２０Ｂとの間に電圧Ｖを印加する。電圧Ｖは、例えば１０〜２０（Ｖ）の大きさで、１０〜６０（秒）程度、印加するようにする。これにより、液晶分子３０Ａの長軸に対して斜めに電界をかけ、液晶分子３０Ａを一方向に傾けて配向させる。
【００２６】
こののち、図３に示したように、上記電圧Ｖを印加した状態で、紫外光ＵＶを液晶層３０に照射することにより、液晶層３０内のモノマー３０Ｂを重合させる（後述のポリマー層３０Ｃとなる）。この際、複数の開口部６０Ａを有するマスク６０を介して液晶層３０を選択的に露光する。開口部６０Ａは、隣接する開口部６０Ａとの間隔（開口ピッチ）Ｄｂが、画素電極１０Ｂのスリット部４０と対向電極２０Ｂのスリット部４１との間隔（スリット間隔）Ｄａよりも小さくなるように、好ましくは、開口ピッチＤｂがスリット間隔Ｄａの２分の１よりも小さくなるように設けるようにする。さらに好ましくは、開口ピッチＤｂとスリット間隔Ｄａとの長さの比が、無理数となるように設定する。
【００２７】
開口部６０Ａの形状、配列パターン等は、例えば、図８（Ａ）〜図８（Ｈ）に示したような構成とすることができる。形状は、円形、楕円形、正方形、長方形等、様々な形状を適用することができ、配列パターンは、図８（Ｃ），図８（Ｄ）のように、配列に角度を有するくの字型のパターンや、図８（Ｅ），図８（Ｆ）のように、メッシュ状のパターン、あるいは図８（Ｇ），図８（Ｈ）のように、ストライプ状のパターンとすることができる。
【００２８】
ただし、好ましくは、上記開口部６０Ａの配列パターンは、液晶表示装置の仕様や、電極スリット部の配置パターン等を考慮して決定するようにする。例えば、図５や図６に示したようなストライプ状のスリット部パターンを有する電極を用いる場合には、図８（Ｇ）や図８（Ｈ）に示したようなストライプ状パターンとすることが好ましい。このとき、スリット部４０，４１のストライプ方向と開口部６０Ａのストライプ方向とが平行になるようにする。あるいは、図７（Ａ）に示したようなくの字型のスリット部パターンを有する電極を用いる場合には、図８（Ｃ）や図８（Ｄ）に示したようなパターンとすることが好ましい。さらに好ましくは、一定の間隔で繰り返し周期をもった網目状のパターンである。
【００２９】
上記工程ののち、マスク６０を取り除くことにより、図４に示した本発明の一実施の形態に係る液晶パネルを完成する。この液晶パネルは、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との間に、垂直配向膜１１，２１を介して液晶層３０が封止されており、各基板１０，２０に形成される画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂが、画素内において互いに対向しないスリット部４０，４１を有している。また、スリット間隔Ｄａよりも、ポリマー層３０Ｃが形成されている領域どうしの間隔が小さくなっており、液晶層３０の特にスリット部４０およびスリット部４１の中間部にある領域（スリット間領域Ｍ）において、液晶分子３０Ａが、特に配向膜１１，２１との界面近傍において、ポリマー層３０Ｃにより基板法線に対して僅かに傾斜して固定され、プレチルト状態に保持されている。なお、このポリマー層３０Ｃが本発明の光硬化層に対応しており、液晶分子４０Ａを斜めに配向させるものである。また、ポリマー層３０Ｃは、スリット間領域Ｍ内に複数形成されていてもよい。
【００３０】
次に、上記のような構成の液晶パネルの製造方法および液晶パネルの作用・効果について説明する。
【００３１】
本実施の形態の液晶パネルの製造方法では、所定のスリット部４０，４１を有する画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂを有するＴＦＴ基板１０およびＣＦ基板２０の間に、光硬化性を有するモノマー３０Ｂを含む液晶層３０を封止して、所定の電圧Ｖを印加することにより、液晶分子３０Ａの長軸方向に対して角度を持って電界（以下、斜め電界という）がかかる。これにより、液晶分子３０Ａが一定の方向に傾いて配向する。
【００３２】
また、この電圧Ｖを印加した状態で、複数の開口部６０Ａを有するマスク６０を介して、液晶層３０に対して紫外光ＵＶを照射することにより、選択的な領域でのみ、斜め電界によって規制された液晶分子３０Ａの配向状態がポリマー層３０Ｃによって確定し、プレチルト状態となる。特に、開口ピッチＤｂを、スリット間隔Ｄａよりも小さくすることにより、電圧に対する応答の速いスリット部近傍領域よりも電圧に対する応答が遅いスリット間領域Ｍに対して、高い確率で露光することができる。従って、液晶パネル全体としての電圧に対する応答速度が効果的に改善される。一方、液晶層３０は、ポリマー層３０Ｃが形成された領域についてのみプレチルト角が付与され、他の領域では液晶分子３０Ａが基板１０，２０に対して垂直に配向していることにより、液晶パネル全体としては、黒表示（駆動電圧０の状態）における輝度の上昇が抑制される。従って、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度の向上した液晶パネルを作製することができる。
【００３３】
特に、各電極のスリット部のパターン形状に合わせてマスクを作製し、さらにこのマスクを用いて精密なアライメントを行うといった工程を経ることなく、簡易な工程で液晶パネルを作製することができる。例えば、スリットパターンに合わせて形成したマスクの開口部を、スリット間の領域にアライメントして露光するという方法では、５μｍ程度の位置精度が要求されるため、非常に位置合わせが困難である。また、少しでも位置ズレが生じると、スリット近傍の領域のみが露光されてしまうため、プレチルトの十分な効果を得ることができなくなってしまう。これに対して、本実施の形態では、このような厳密なアライメントを行うことなく、ある程度の確からしさで効率的に液晶パネル全体の電圧に対する応答を速くすることができる。従って、製造コストの削減や量産性の向上に有利となる。
【００３４】
また、開口ピッチＤｂを、スリット間隔Ｄａの２分の１よりも小さくなるように設定するようにすれば、スリット間領域Ｍが選択的に露光される確率が高くなる。さらには、開口ピッチＤｂとスリット間隔Ｄａとの長さの比が無理数となるように設定すれば、開口部６０Ａがスリット部４０，４１の真上にアライメントされてしまう確率をゼロにすることも可能である。開口部６０Ａがスリット部４０，４１の真上にアライメントされてしまうと、応答速度が速い領域（すなわち、本来、プレチルト付与用のポリマー層３０Ｃを形成する必要がない領域）にポリマー層３０Ｃが形成されてしまうという無駄な事態が生ずるのであるが、そのような事態を回避できれば、その分、本来応答速度が遅い領域にポリマー層３０Ｃが形成される確率が高まる。したがって、上記のように、開口部６０Ａとスリット部４０，４１の位置が一致してしまう確率をゼロにできれば、無駄が少なく効率のよい分布でポリマー層を形成することができ、パネル全体としての応答速度がむらなく効果的に向上する。
【００３５】
さらに、スリット部４０，４１を図７（Ａ）に示したようなパターンで設けるようにすれば、図７（Ｂ）に示したように、画素内で互いに異なる配向方向を有する４つの領域ａ，ｂ，ｃ，ｄを混在（配向分割）させることができる。この場合、各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて、プレチルト角が付与された液晶分子３０Ａの配向方向は、図７（Ｃ）に示した向きとなる。これにより、視野角特性に優れた液晶パネルを作製することができる。ただし、図７（Ｃ）に示した方向に各領域の全ての液晶分子３０Ａが配向しているわけではなく、各領域の少なくとも一部の液晶分子３０Ａは、基板に対して垂直に配向している。
【００３６】
また、マスク６０の開口部６０Ａを、繰り返し周期をもった網目状のパターンとするようにすれば、パネルの面内方向において精密な位置合わせをすることなく、また、電極のスリットパターンに関わらず、スリット間領域Ｍに均等にプレチルト角を設けることができる。従って、電圧に対する応答速度をより効率的に向上させることができる。
【００３７】
本実施の形態の液晶パネルでは、所定のパターン形状のスリット部４０，４１が設けられた画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂに駆動電圧が印加されると、液晶層３０に斜めに電界がかかり、液晶分子３０Ａが一定の方向に倒れて応答する。このとき、液晶分子３０Ａをプレチルト状態に保持するポリマー層３０Ｃ（光硬化層）どうしの間隔が、スリット間隔Ｄａよりも小さくなっていることにより、液晶層内の電圧に対する応答速度が遅い領域に対して、必ずポリマー層３０Ｃが設けられる。そして、このポリマー層３０Ｃの存在により、応答速度が遅い領域の液晶分子が必ずプレチルト状態に保持される。なお、ポリマー層３０Ｃの設けられていない領域では、液晶分子はプレチルト状態に保持されず、基板に対して垂直に配向するが、それがスリット近傍領域であれば元々応答速度が速いので、問題は生じない。また、このポリマー層３０Ｃの設けられていない領域では、液晶分子は基板に対して垂直に配向しているため、黒表示に有利となる。従って、コントラストの低下を抑制しつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることができる。
【００３８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ＴＦＴ液晶について説明したが、これに限定されず、プラズマアドレス型や単純マトリクス型の液晶ディスプレイにも適用可能である。また、負の誘電率異方性を有するＶＡモードの液晶装置について説明したが、これに限定されず、基板間に封止された液晶に対して電圧を印加することにより表示を行う装置であれば、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの製造工程を説明するための断面模式図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの断面模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る液晶パネルの電極の平面図である。
【図６】ストライプ状のパターンを有する電極の平面図である。
【図７】くの字状のパターンを有する電極の（Ａ）平面図と、（Ｂ）配向分割の様子の一例の模式図と、（Ｃ）液晶分子の配向方向を表す模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る液晶パネルのマスクの開口パターン例を表した平面図である。
【図９】従来の液晶パネルの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１０】図８の製造方法により形成される液晶パネルの断面模式図である。
【図１１】液晶分子の電圧に対する応答速度を説明するための断面模式図である。
【図１２】液晶分子の電圧に対する応答速度を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…電圧印加手段、１０…ＴＦＴ基板、１０Ａ…ガラス基板、１０Ｂ…画素電極、１１，２１…垂直配向膜、２０…ＣＦ基板、２０Ａ…カラーフィルタ、２０Ｂ…共通電極、３０…液晶層、３０Ａ…液晶分子、３０Ｂ…光硬化性モノマー、３０Ｃ…ポリマー層、４０，４１…スリット部、６０…マスク、６０Ａ…開口部。
【図１】
2008122871.tif 000003
【図２】
2008122871.tif 000004
【図３】
2008122871.tif 000005
【図４】
2008122871.tif 000006
【図５】
2008122871.tif 000007
【図６】
2008122871.tif 000008
【図７】
2008122871.tif 000009
【図８】
2008122871.tif 000010
【図９】
2008122871.tif 000011
【図１０】
2008122871.tif 000012
【図１１】
2008122871.tif 000013
【図１２】
2008122871.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月20日(2007.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板のそれぞれの各対向面に、ギャップ部を有する電極を形成する工程と、
前記電極が形成された前記一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を封止する工程と、
前記一対の基板の電極間に電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を用いて前記液晶層を露光する工程とを含み、
前記ギャップ部を前記一対の基板間で交互に設け、
前記遮光膜の複数の開口部を、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間の基板面方向の間隔よりも小さい間隔で設ける
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記遮光膜の複数の開口部を、メッシュ状、格子状、あるいはストライプ状のパターンとなるように設ける
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。
【請求項３】
前記ギャップ部を、基板面内においてストライプ状のパターンとなるように設け、
前記遮光膜の複数の開口部を、前記ギャップ部のストライプ方向と互いに平行となるストライプ状のパターンとなるように設ける
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。
【請求項４】
前記ギャップ部を、基板面内において、Ｖ字型のストライプ状のパターンとなるように設け、
前記遮光膜の複数の開口部を、前記ギャップ部の形状に沿って、Ｖ字型のストライプパターンとなるように設ける
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。
【請求項５】
前記一方の電極のギャップ部と他方の電極のギャップ部との基板面方向における間隔と、前記遮光膜の複数の開口部どうしの間隔との長さの比が無理数となるようにする
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。
【請求項６】
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向する面に設けられ、ギャップ部をそれぞれ有する電極と、
前記電極が形成された前記一対の基板間に封止された液晶層とを備え、
前記ギャップ部は前記一対の基板間で交互に設けられ、
前記液晶層は、基板面の方向において、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間隔よりも小さい間隔で配置されたプレチルト領域を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ところで一般に、基板間の上下電極にスリット４００，４０１を有する液晶表示装置では、駆動時に電圧が印加されると、液晶層に対して斜めに電界がかかるため、液晶分子が一定の方向に倒れ易くなり、液晶全体としての電圧に対する応答は速くなる。ところが、実際には、液晶層内のスリット近傍の領域では斜めに電界がかかるのに対し、スリットから離れた領域では基板に対してほぼ垂直に電界がかかることとなるため、液晶層内の領域ごとに、電圧に対する応答速度にはばらつきがある。具体的には、例えばプレチルトを付与していない場合において駆動電圧を印加すると、まず、図１１に示したように、液晶層３００のスリット４００，４０１の近傍の領域の液晶分子が一方向に倒れて応答する。こののち、図１２に示したように、スリット近傍領域の液晶分子の傾倒に連動して、スリット４００，４０１から離れた領域の液晶分子が順次倒れて応答する。従って、スリット近傍領域の液晶分子は電圧に対する応答が十分に速い一方で、スリットから離れた領域にある液晶分子は、電圧に対する応答が遅くなるという性質がある。以上のことから、コントラストを考慮しつつ、電圧に対する応答速度を効果的に改善するためには、電極スリットから離れた領域（スリットとスリットの中間付近の領域）にある液晶分子に対してのみ選択的にプレチルト角を付与することが必要であると考えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、対向する一対の基板のそれぞれの各対向面に、ギャップ部を有する電極を形成する工程と、電極が形成された一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を封止する工程と、一対の基板の電極間に電圧を印加したのち、電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を用いて液晶層を露光する工程とを含むものである。特に、ギャップ部を、一対の基板間で交互に設け、遮光膜の複数の開口部を、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間の基板面方向の間隔よりも小さい間隔で設けるようにするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明による液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、一対の基板の対向する面に設けられ、ギャップ部をそれぞれ有する電極と、電極が形成された一対の基板間に封止された液晶層とを備えている。特に、ギャップ部は一対の基板間で交互に設けられ、液晶層は、基板面の方向において、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間隔よりも小さい間隔で配置されたプレチルト領域を有している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明による液晶表示装置の製造方法では、所定のギャップ部を有する一対の基板の電極間に電圧を印加した状態で、一対の電極のそれぞれのギャップ部どうしの間隔よりも小さい間隔で複数の開口部を有する遮光膜を用いて、光硬化物を含む液晶層を露光することにより、一対の電極の一方の電極のギャップ部と他方の電極のギャップ部との間の、電圧に対する応答速度が遅い領域に対して必ず露光が行われる結果、その露光部分に、斜め配向層（液晶分子を斜めに配向させるための光硬化層）が形成される。そして、この斜め配向層の存在により、応答速度が遅い領域の液晶分子に対してプレチルト角が付与される。すなわち、露光マスクと電極ギャップとの相互間で精密なアライメントをすることなく、応答速度が遅い領域の液晶分子に効率よくプレチルト角を付与することができる。なお、露光されなかった領域には斜め配向層が形成されないので、液晶分子にプレチルト角は付与されず、基板に対して垂直に配向するが、それがギャップ近傍領域であれば元々応答速度が速いので、問題は生じない。また、この露光されなかった領域では、液晶分子は基板に対して垂直に配向するため、黒表示に有利となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による液晶表示装置では、対向配置され、所定のギャップ部をそれぞれ有する一対の電極が形成された一対の基板間に、液晶層が封止され、基板面の方向において、一対の電極のそれぞれのギャップ部どうしの間隔よりも小さい間隔でプレチルト領域が設けられていることにより、液晶層内の電圧に対する応答速度が遅い領域にプレチルト領域が設けられる。そして、このプレチルト領域の存在により、応答速度が遅い領域の液晶分子がプレチルト状態に保持される。なお、プレチルト領域以外の領域では、液晶分子はプレチルト状態に保持されず、基板に対して垂直に配向するが、それがギャップ近傍領域であれば元々応答速度が速いので、問題は生じない。また、このプレチルト領域以外の領域では、液晶分子は基板に対して垂直に配向しているため、黒表示に有利となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、対向する一対の基板のそれぞれの各対向面に、ギャップ部を有する電極を形成する工程と、電極が形成された一対の基板間に、光硬化性材料を含む液晶層を封止する工程と、一対の基板の電極間に電圧を印加したのち、電圧を印加した状態で、複数の開口部を有する遮光膜を用いて液晶層を露光する工程とを含むようにし、特に、ギャップ部どうしを、一対の基板間で互いに対向しないように交互に設け、遮光膜の複数の開口部を、基板面の方向において、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間の基板面方向の間隔よりも小さい間隔で設けるようにしたので、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させた液晶表示装置を作製することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の液晶表示装置によれば、対向配置された一対の基板と、一対の基板の対向する面に設けられ、ギャップ部をそれぞれ有する電極と、電極が形成された一対の基板間に封止された液晶層とを備え、ギャップ部が、一対の基板間で交互に設けられ、液晶層は、基板面の方向において、一方の基板上の電極のギャップ部と他方の基板上の電極のギャップ部との間隔よりも小さい間隔で配置されたプレチルト領域を有するようにしたので、コントラストの低下を抑えつつ、電圧に対する応答速度を効率的に向上させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このとき、画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂは、一画素内でギャップとしての所定のスリット部４０，４１を有するように形成する。スリット部４０，４１は、電極が形成されていない部分であり、電極面内の領域を分離するものである。ここで、図５に、ＣＦ基板２０の側からみた対向電極２０Ｂおよび画素電極１０Ｂの平面形状（一画素）の一例を示す。図５に示したように、スリット部４０，４１が、基板１０，２０間で互いに対向しないように交互に配置するようにする。なお、スリット部４０とスリット部４１との間の領域には、後述のポリマー層３０Ｃが形成される。また、図１の領域Ｉは、図５に示したＩＩ−ＩＩ線での矢視断面図に対応している。対向電極２０Ｂは各画素に共通の電極として設けられ、画素電極１０ＢはＴＦＴ基板上で画素分離部５０によって分離され画素ごとに設けられている。また、各電極材料としては、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明性を有する電極を用いることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記工程ののち、マスク６０を取り除くことにより、図４に示した本発明の一実施の形態に係る液晶パネルを完成する。この液晶パネルは、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との間に、垂直配向膜１１，２１を介して液晶層３０が封止されており、各基板１０，２０に形成される画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂが、画素内において互いに対向しないスリット部４０，４１を有している。また、スリット間隔Ｄａよりも、ポリマー層３０Ｃが形成されている領域どうしの間隔Ｄｂが小さくなっており、液晶層３０の特にスリット部４０およびスリット部４１の中間部にある領域（スリット間領域Ｍ）において、液晶分子３０Ａが、特に配向膜１１，２１との界面近傍において、ポリマー層３０Ｃにより基板法線に対して僅かに傾斜して固定され、プレチルト状態に保持されている。なお、このポリマー層３０Ｃが本発明の光硬化層に対応しており、液晶分子４０Ａを斜めに配向させるものである。また、ポリマー層３０Ｃは、スリット間領域Ｍ内に複数形成されていてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008122871.tif 000015