(57)【要約】【課題】高精細化しても明るい表示を行うことができるＣＰＡモードの液晶表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による液晶表示装置の製造方法は、液晶層３０中に重合性組成物を含み、複数のサブ画素電極１６ａのそれぞれの略中心に開口部１６ｂが形成された液晶表示パネル１００ａを用意する工程と、電極４２を有する第３基板４０を用意する工程と、液晶表示パネル１００ａの第１基板１０に対向するように第３基板４０を配置して画素電極１６および対向電極２３と第３基板４０の電極４２との間に所定の電圧を印加した状態で、液晶層３０中の重合性組成物を重合することによって、液晶分子３１の配向方向を規定するためのポリマー構造物３２を形成する工程と、を包含する。【選択図】図５
2008242036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを含む液晶表示パネルを備え、
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに配置された画素電極を有し、
前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、
前記画素電極は、複数のサブ画素電極を有し、
前記画素電極と前記対向電極との間に所定の電圧が印加されたときに、前記複数のサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数のサブ画素電極のそれぞれ上に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶層中に重合性組成物を含み、前記複数のサブ画素電極のそれぞれの略中心に開口部が形成された前記液晶表示パネルを用意する工程と、
電極を有する第３基板を用意する工程と、
前記液晶表示パネルの前記第１基板に対向するように前記第３基板が配置され前記画素電極および前記対向電極と前記第３基板の電極との間に所定の電圧が印加された状態で、前記液晶層中の重合性組成物を重合することによって、液晶分子の配向方向を規定するためのポリマー構造物を形成する工程と、
を包含する液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１基板は、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に信号を供給する配線を含む配線群とをさらに有し、
前記複数のサブ画素電極のそれぞれのエッジ部は前記配線群に重なっている、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記画素電極および前記対向電極と前記配線群とに実質的に同じ電位が与えられる、請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記重合性組成物は、光重合性を有し、
前記ポリマー構造物を形成する工程は、前記液晶層に光を照射することによって実行される、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを含む液晶表示パネルを備え、
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに配置された画素電極と、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に信号を供給する配線を含む配線群とを有し、
前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、
前記画素電極は、複数のサブ画素電極を有し、
前記画素電極と前記対向電極との間に所定の電圧が印加されたときに、前記複数のサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数のサブ画素電極のそれぞれ上に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される液晶表示装置であって、
前記画素電極は、前記複数のサブ画素電極のそれぞれの略中心に形成された開口部を有し、
前記複数のサブ画素電極のそれぞれのエッジ部は、前記配線群に重なっている液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層は、液晶分子の配向方向を規定するためのポリマー構造物を含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記配線群は、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査配線と、前記スイッチング素子に映像信号を供給する信号配線とを含む請求項５または６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記配線群は、補助容量配線をさらに含む請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数のサブ画素電極は、３つ以上のサブ画素電極であり、
前記配線群は、ダミー配線をさらに含む請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に、ＣＰＡモードの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、広視野角特性を有する液晶表示装置が開発され、パーソナルコンピュータのモニタや携帯情報端末機器の表示装置、あるいは、テレビジョン受像機として広く利用されている。
【０００３】
広視野角を実現するための表示モードの１つとして、垂直配向型の液晶層を用いた表示モード（「ＶＡモード」と呼ばれる。）が知られている。本出願人は、特許文献１に、ＶＡモードの液晶表示装置の一種を開示している。この液晶表示装置においては、電圧印加時に画素内で複数の液晶ドメインが形成され、それぞれの液晶ドメイン内で液晶分子は放射状に傾斜配向する。本出願人は、特許文献１に開示されている特徴的な配向状態を用いる表示モードをＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードと呼んでいる（例えば非特許文献１参照）。
【０００４】
ＣＰＡモードでは、画素電極を切り欠き部や開口部（つまり導電層が無い部分）によって複数のサブ画素電極（特許文献１では「単位中実部」と呼ばれている。）に分割し、電圧印加時にサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界を用いて、放射状傾斜配向を形成する。また、特許文献２には、放射状傾斜配向を安定にするために、対向基板の液晶層側に配向規制構造を設けた構成が提案されている。このような配向規制構造として、具体的には、液晶層側に突き出た凸部が開示されている（例えば特許文献２の図２４（ｂ）参照）。
【０００５】
対向基板に凸部を有するＣＰＡモードの液晶表示装置の例を図１１および図１２に示す。図１１は、ＣＰＡモードの液晶表示装置８００の１つの画素に対応した領域を示す平面図であり、図１２は、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図である。なお、図１２は、液晶層に電圧が印加されていない状態（しきい値電圧未満の電圧が印加されている状態）を示している。
【０００６】
液晶表示装置８００は、アクティブマトリクス基板８１０と、対向基板８２０と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層８３０とを備える。アクティブマトリクス基板８１０は、透明基板８１１と、透明基板８１１上に設けられた画素電極８１６とを有する。対向基板８２０は、透明基板８２１と、透明基板８２１上に設けられ画素電極８１６に対向する対向電極８２３とを有する。アクティブマトリクス基板８１０および対向基板８２０の液晶層８３０側の表面には、垂直配向膜（不図示）が設けられている。
【０００７】
液晶層８３０は、負の誘電異方性を有する液晶分子８３１を含む。液晶層８３０内の液晶分子８３１は、液晶層８３０に電圧が印加されていないときに、図１２に示すように、垂直配向膜の表面に対してほぼ垂直に配向する。
【０００８】
ＣＰＡモードの液晶表示装置８００の画素電極８１６は、図１１に示すように、複数のサブ画素電極８１６ａを有している。画素電極８１６と対向電極８２３との間に所定の電圧（しきい値電圧以上の電圧）が印加されると、各サブ画素電極８１６ａ上に液晶ドメインが形成される。液晶ドメイン内で液晶分子８３１は放射状に傾斜した配向状態をとる。
【０００９】
サブ画素電極８１６ａごとに放射状傾斜配向の液晶ドメインが形成されるのは、独立した島に近い外縁を有するサブ画素電極８１６ａのエッジ部に生成される斜め電界が液晶分子８３１に作用する結果である。サブ画素電極８１６ａのエッジ部に生成される電界は、サブ画素電極８１６ａの中心に向かって傾斜し、液晶分子８３１を放射状に傾斜配向させるような配向規制力を発現する。
【００１０】
液晶表示装置８００の対向基板８２０には、液晶層８３０側に突出する凸部８２５が設けられている。凸部８２５は、各サブ画素電極８１６ａの略中心に対応した領域に配置されている。凸部８２５は、基板８２１の表面に対して傾斜した側面を有し、凸部８２５近傍の液晶分子８３１は、この傾斜側面に略垂直に配向する。そのため、凸部８２５近傍の液晶分子８３１は、図１２に示すように、電圧無印加状態においても基板８２１の表面に対して傾斜している。このような凸部８２５が設けられていることにより、液晶ドメインの配向中心が固定されやすくなるので、放射状傾斜配向が安定化される。
【特許文献１】特開２００３−４３５２５号公報
【特許文献１】特開２００２−２０２５１１号公報
【非特許文献１】久保他、シャープ技報、第８０号、第１１〜１４頁（２００１年８月）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したように対向基板の液晶層側に凸部を設けると、凸部が設けられた領域の光透過率が低下する。十分な配向規制力を発現させるためには凸部はある程度以下には小さくできない（少なくとも１０μｍ以上の直径が必要である。）ため、高精細の液晶表示装置のように画素サイズが小さくなると、画素内で凸部の占める面積の比率が増えて光透過率の低下が顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細化しても明るい表示を行うことができるＣＰＡモードの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】
【００１３】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを含む液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに配置された画素電極を有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、前記画素電極は、複数のサブ画素電極を有し、前記画素電極と前記対向電極との間に所定の電圧が印加されたときに、前記複数のサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数のサブ画素電極のそれぞれ上に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される液晶表示装置の製造方法であって、前記液晶層中に重合性組成物を含み、前記複数のサブ画素電極のそれぞれの略中心に開口部が形成された前記液晶表示パネルを用意する工程と、電極を有する第３基板を用意する工程と、前記液晶表示パネルの前記第１基板に対向するように前記第３基板が配置され前記画素電極および前記対向電極と前記第３基板の電極との間に所定の電圧が印加された状態で、前記液晶層中の重合性組成物を重合することによって、液晶分子の配向方向を規定するためのポリマー構造物を形成する工程と、を包含する。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に信号を供給する配線を含む配線群とをさらに有し、前記複数のサブ画素電極のそれぞれのエッジ部は前記配線群に重なっている。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記画素電極および前記対向電極と前記配線群とに実質的に同じ電位が与えられる。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記重合性組成物は、光重合性を有し、前記ポリマー構造物を形成する工程は、前記液晶層に光を照射することによって実行される。
【００１７】
本発明による液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを含む液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに配置された画素電極と、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に信号を供給する配線を含む配線群とを有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、前記画素電極は、複数のサブ画素電極を有し、前記画素電極と前記対向電極との間に所定の電圧が印加されたときに、前記複数のサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数のサブ画素電極のそれぞれ上に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される液晶表示装置であって、前記画素電極は、前記複数のサブ画素電極のそれぞれの略中心に形成された開口部を有し、前記複数のサブ画素電極のそれぞれのエッジ部は、前記配線群に重なっている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記液晶層は、液晶分子の配向方向を規定するためのポリマー構造物を含む。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記配線群は、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査配線と、前記スイッチング素子に映像信号を供給する信号配線とを含む。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記配線群は、補助容量配線をさらに含む。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素電極は、３つ以上のサブ画素電極であり、前記配線群は、ダミー配線をさらに含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による製造方法では、液晶層中に重合性組成物を含み、サブ画素電極の略中心に開口部が形成された液晶表示パネルと、電極を有する基板（液晶表示パネルを構成する第１基板および第２基板とは異なる第３の基板）とを用意した上で、画素電極および対向電極と第３基板の電極との間に電圧が印加された状態で、液晶層中の重合性組成物を重合することによってポリマー構造物を形成する。そのため、対向基板に凸部を設けたのと同じように液晶分子を配向させる配向規制力をポリマー構造物に付与することができる。
【００２３】
また、本発明による液晶表示装置は、画素電極が各サブ画素電極の略中心に形成された開口部を有し、各サブ画素電極のエッジ部が配線群に重なっているので、上述の製造方法に好適に用いられる。
【００２４】
上述したように、本発明によると、高精細化しても明るい表示を行うことができるＣＰＡモードの液晶表示装置およびその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１および図２に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００の１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図である。図２は、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図であり、液晶層に電圧が印加されていない状態（しきい値電圧未満の電圧が印加されている状態）を示している。
【００２７】
液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１００ａを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有している。液晶表示パネル１００ａは、アクティブマトリクス基板（第１基板）１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板（第２基板）２０と、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に設けられた垂直配向型の液晶層３０とを含んでいる。
【００２８】
アクティブマトリクス基板１０は、透明基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）１１と、透明基板１１上に設けられた画素電極１６とを有する。アクティブマトリクス基板１１は、さらに、画素電極１６に電気的に接続されたＴＦＴと、スイッチング素子であるＴＦＴに信号を供給する配線を含む配線群とを有する。配線群は、具体的には、ＴＦＴに走査信号を供給する走査配線１２やＴＦＴに映像信号を供給する信号配線１３、補助容量を形成するための補助容量配線１４を含んでいる。画素電極１６は、複数の画素のそれぞれに配置されており、配線群やＴＦＴを覆う層間絶縁膜１５上に形成されている。
【００２９】
対向基板２０は、透明基板２１（例えばガラス基板やプラスチック基板）と、透明基板２１上に設けられた対向電極２３とを有する。本実施形態では、透明基板２１と対向電極２３との間には、カラーフィルタ層２２が設けられている。画素電極１６が複数の画素のそれぞれに配置されているのに対し、対向電極２３は、典型的には、すべての画素電極１６に対向する１つの透明導電膜として形成される。
【００３０】
アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の液晶層３０側の表面には、垂直配向膜（不図示）が設けられている。また、典型的には、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の外側に、クロスニコルに配置された一対の偏光板が設けられる。
【００３１】
液晶層３０は、負の誘電異方性を有する液晶分子３１を含み、必要に応じてさらにカイラル剤を含んでいる。液晶層３０内の液晶分子３１は、液晶層３０に電圧が印加されていないときに、垂直配向膜の表面に対してほぼ垂直に配向する。なお、用いる垂直配向膜や液晶材料の種類によっては、液晶分子３１が垂直配向膜の表面に対して厳密に９０°の角度では配向しないこともある。本願明細書において、「垂直配向型の液晶層」とは、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸（「軸方位」ともいう。）が約８５°以上の角度で配向した液晶層をいう。
【００３２】
液晶表示装置１００の画素電極１６は、複数のサブ画素電極１６ａを有している。なお、本実施形態では、各サブ画素電極１６ａは円弧状の角部を有する略矩形であるが、サブ画素電極１６ａの形状はこれに限定されるものではない。
【００３３】
図３および図４に、画素電極１６と対向電極２３との間に所定の電圧（しきい値電圧以上の電圧）が印加されたときの液晶分子３１の配向状態を示す。画素電極１６と対向電極２３との間に所定の電圧が印加されると、図３および図４に示すように、各サブ画素電極１６ａ上に液晶ドメインが形成される。液晶ドメイン内で液晶分子３１は放射状に傾斜した配向（放射状傾斜配向）をとる。
【００３４】
サブ画素電極１６ａごとに、放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成されるのは、サブ画素電極１６ａが独立した島に近い外縁を有し、このサブ画素電極１６ａのエッジ部に生成される斜め電界の配向規制力が液晶分子３１に作用するからである。サブ画素電極１６ａのエッジ部に生成される電界は、サブ画素電極１６ａの中心に向かって傾斜し、液晶分子３１を放射状に傾斜配向させるように作用する。
【００３５】
液晶表示装置１００の画素電極１６は、図１に示すように、複数のサブ画素電極１６ａのそれぞれの略中心に形成された開口部１６ｂを有している。また、複数のサブ画素電極１６ａのそれぞれのエッジ部は、配線群、すなわち、走査配線１２や信号配線１３、補助容量配線１４に重なっている。
【００３６】
さらに、液晶表示装置１００の液晶層３０は、図２に模式的に示しているように、液晶分子３１の配向方向を規定するためのポリマー構造物３２を含んでいる。ポリマー構造物３２は、液晶層３０を構成する液晶材料に重合性組成物（重合性を有するモノマーやオリゴマー）を予め混入しておき、この重合性組成物を重合（例えば光重合や熱重合）することによって垂直配向膜上に形成される。ポリマー構造物３２は、対向基板２０に凸部を設けた場合と同じように液晶分子３１を配向させる配向規制力を有しており、サブ画素電極１６ａの中心付近の液晶分子３１は、電圧無印加状態においても、図２に示すように傾斜配向している。そのため、対向基板２０に凸部を設けた場合と同じように、安定な放射状傾斜配向を実現することができる。また、液晶表示装置１００の対向基板２０には実際には凸部は設けられていないので、凸部を設けることによる光透過率の低下はなく、高精細化しても明るい表示を行うことができる。
【００３７】
続いて、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の製造方法を説明する。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、液晶表示パネル１００ａを用意する。この液晶表示パネル１００ａは、液晶層３０中に重合性組成物を含み、複数のサブ画素電極１６ａのそれぞれの略中心に開口部１６ｂが形成されている。重合性組成物としては、例えば、特開２００３−３０７７２０号公報に開示されているような材料を用いることができる。サブ画素電極１６ａの略中心の開口部１６ｂは、導電膜をパターニングすることによって画素電極１６を形成する際に同時に形成される。例えばフォトリソグラフィプロセスにより画素電極１６が形成される場合、サブ画素電極１６ａの略中心に開口部１６ｂが形成されるようなマスクパターンを採用すればよい。
【００３９】
液晶表示パネル１００ａを用意するのとは別途に、図５（ｂ）に示すように、電極４２と、電極４２を支持する基板（例えばガラス基板）４１とを有する電圧印加用基板（第３基板）４０を用意する。電極４２は、液晶表示パネル１００ａの表示領域とほぼ同じサイズ（つまりすべての画素に対向し得るサイズ）を有している。電圧印加用基板４０は、電極４２に所定の電位を与えることができる構成を有していればよく、液晶表示パネル１００ａのアクティブマトリクス基板１０や対向基板２０のように特殊な配線や構造は不要である。
【００４０】
次に、図５（ｃ）に示すように、液晶表示パネル１００ａのアクティブマトリクス基板１０に対向するように電圧印加用基板４０を配置し、画素電極１６および対向電極２３と、電圧印加用基板４０の電極４２との間に所定の電圧（つまり画素電極１６と対向電極２３とはほぼ同じ電位にある。）を印加する。このとき印加される電圧は、液晶表示装置１００が普通に表示を行う場合に液晶層３０に印加される電圧よりも大きく、例えば、５０Ｖ〜１０００Ｖ程度である。そして、この状態で液晶層３０中の重合性組成物を重合することによって、液晶分子３１の配向方向を規定するためのポリマー構造物３２を形成する。重合性組成物が光重合性を有している場合には、ポリマー構造物３２の形成は、液晶層３０に光（例えば図５（ｃ）に例示しているような紫外線）を照射することによって行われる。このようにして、図５（ｄ）に示すような液晶表示装置１００が得られる。
【００４１】
図５（ｃ）に示す工程においては、画素電極１６および対向電極２３と電圧印加用基板４０の電極（液晶表示パネル１００ａの外側に配置されるので、以下では「外部電極」と呼ぶ。）４２との間に電圧が印加された状態で、重合性組成物の重合が行われる。そのため、ポリマー構造物３２は、印加電圧に応じた液晶層３０の配向と整合するような配向を有し、そのような配向を有することによって配向規制力を発現する。本実施形態では、サブ画素電極１６ａの略中心に開口部１６ｂが形成されていることによって、図５（ｃ）に示す工程において液晶層３０は、対向電極２０に凸部が設けられているのと同じような配向状態となる。そのため、そのような配向状態に整合する配向を有するポリマー構造物３２は、対向電極２０に凸部を設けた場合と同じように液晶分子３１の配向方向を規定する配向規制力を有する。
【００４２】
以下、サブ画素電極１６ａの略中心に開口部１６ｂを設けることによって、ポリマー構造物３２に上述したような配向規制力を付与し得る理由を、図６〜図９を参照しながら説明する。図６〜図８は、液晶分子３１の配向状態をシミュレーションした結果を示す図であり、図９は、シミュレーションに際して想定した具体的なサブ画素電極１６ａを示す図である。
【００４３】
図９に示すように、ここでは、説明の簡単さのためにサブ画素電極１６ａが１つの場合を想定している。サブ画素電極１６ａは、一辺が４０μｍの正方形状であり、開口部１６ｂは、一辺が６μｍの正方形状である。また、走査配線１２および信号配線１３の幅は、１０μｍであり、液晶層３０の厚さは４．４μｍである。液晶層３０を構成する液晶材料としては、メルク社製ＭＪ０３５５８を想定した。
【００４４】
図６（ａ）および（ｂ）は、ポリマー構造物３２が形成される前の液晶表示パネル１００ａを示しており、図６（ａ）は電圧無印加状態を示し、図６（ｂ）は画素電極１６および対向電極２３と外部電極４２との間に１０００Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。図６（ｂ）中の曲線ＥＱは、等電位線を表している。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、電圧無印加状態では、液晶分子３１は垂直配向状態をとっている。ポリマー構造物３２は形成されていないので、ほぼすべての液晶分子３１が垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。
【００４６】
一方、図６（ｂ）に示すように、画素電極１６および対向電極２３と外部電極４２との間に電圧が印加された状態では、等電位線ＥＱはもっぱら画素電極１６と外部電極４２との間に形成されるが、サブ画素電極１６ａの略中心には開口部１６ｂが形成されているため、この開口部１６ｂ近傍では、液晶層３０側に盛り上がるような等電位線ＥＱが存在する。負の誘電異方性を有する液晶分子３１には、等電位線ＥＱに平行になるようなトルクが作用するので、開口部１６ｂ付近の液晶分子３１は、開口部１６ｂの中心に向かって倒れ込む（傾斜する）ように配向する。液晶分子３１がこのように配向した状態で重合性組成物が重合されるため、形成されたポリマー構造物３２は、液晶分子３１を図６（ｂ）に示しているのと同じように配向させる配向規制力を有する。
【００４７】
図７（ａ）および（ｂ）は、ポリマー構造物３２が形成された後の液晶表示パネル１００ａを示しており、図７（ａ）は電圧無印加状態を示し、図７（ｂ）は画素電極１６と対向電極２３との間に４．４Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。
【００４８】
ポリマー構造物３２が形成されているため、図７（ａ）に示すように、電圧無印加状態においても、ポリマー構造物３２の配向規制力によって、開口部１６ｂ上の液晶分子３１が開口部１６ｂの中心に向かって倒れ込むように傾斜配向している。
【００４９】
画素電極１６と対向電極２３との間に（つまり液晶層３０に）電圧が印加された状態では、図７（ｂ）に示すように、画素電極１６のエッジ部に生成される斜め電界（傾斜した等電位線ＥＱで表される電界）によって、液晶ドメインが形成される。このとき、ポリマー構造物３２の配向規制力によって、配向中心が開口部１６ｂ上に固定されやすいので、安定な放射状傾斜配向が実現される。
【００５０】
図８（ａ）および（ｂ）は、比較のために、ポリマー構造物３２が形成されていない場合を示しており、図８（ａ）は電圧無印加状態を示し、図８（ｂ）は画素電極１６と対向電極２３との間に４．４Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。
【００５１】
ポリマー構造物３２が形成されていないため、図８（ａ）に示すように、電圧無印加状態において、開口部１６ｂ上の液晶分子３１も、他の領域の液晶分子３１と同様に垂直配向膜の表面に垂直に配向している。
【００５２】
画素電極１６と対向電極２３との間に（つまり液晶層３０に）電圧が印加された状態では、図８（ｂ）に示すように、画素電極１６のエッジ部に生成される斜め電界によって、液晶ドメインが形成される。このとき、ポリマー構造物３２が形成されておらず、配向中心が開口部１６ｂ上に固定されにくいので、放射状傾斜配向が不安定になってしまう。
【００５３】
ここまで説明したように、本実施形態の液晶表示装置１００は、対向基板２０に凸部を設けた場合と同じように液晶分子３１を傾斜配向させるポリマー構造物３２を有しているので、放射状傾斜配向を安定化することができる。また、対向基板２０には実際には凸部は設けられていないので、凸部を設けることによる光透過率の低下はなく、高精細化しても明るい表示を行うことができる。
【００５４】
上述したような配向規制力を有するポリマー構造物３２を形成するためには、図５を参照しながら説明したように、液晶層３０中に重合性組成物を含み、サブ画素電極１６ａの略中心に開口部１６ｂが形成された液晶表示パネル１００ａと、外部電極４２を有する電圧印加用基板４０とを用意した後、画素電極１６および対向電極２３と、外部電極４２との間に所定の電圧を印加した状態で液晶層３０中の重合性組成物を重合すればよい。
【００５５】
サブ画素電極１６ａの略中心に形成される開口部１６ｂの形状に特に制限はないが、例示した円形や正方形のように、高い回転対称性を有する形状であることが好ましい。また、開口部１６ｂの大きさにも特に制限はないが、円形の開口部１６ｂについては直径６μｍ〜１５μｍ程度、正方形の開口部１６ｂについては一辺が６μｍ〜１５μｍ程度であれば、ポリマー構造物３２への配向規制力の付与を好適に行うことができる。
【００５６】
なお、従来、ＶＡモードの液晶表示装置において液晶分子の配向方向を規定するためのポリマー構造物を形成する技術自体は知られている（例えば特開２００３−２７９９９３号公報）。ただし、従来は、画素電極と対向電極との間に電圧を印加した状態で重合性組成物の重合を行っていた。そのため、ポリマー構造物に対向基板の凸部と同じ配向規制力を付与するためには、液晶表示パネルの対向基板に実際に凸部を設ける必要があった。これに対し、本発明では、サブ画素電極１６ａの略中心に開口部１６ｂを形成しておき、画素電極１６および対向電極２３と外部電極４２との間に電圧を印加した状態で重合を行うので、対向基板２０に凸部を実際に設けておく必要がない。
【００５７】
なお、サブ画素電極１６ａのエッジ部近傍のポリマー構造物３２が、液晶層３０に電圧が印加されたときに生成される斜め電界と整合しないような配向規制力を有することは好ましくない。エッジ部近傍のポリマー構造物３２にこのような配向規制力が付与されることを防止するためには、複数のサブ画素電極１６ａのそれぞれのエッジ部（より具体的にはエッジ部のすべての部分）が配線群に重なっていることが好ましい。例えば図１に例示した構成では、サブ画素電極１６ａのエッジ部は、走査配線１２や信号配線１３、補助容量配線１４に重なっている。サブ画素電極１６ａのエッジ部と配線群との位置関係をこのように設定した上で、ポリマー構造物３２を形成する際には、画素電極１６および対向電極２３と配線群とに実質的に同じ電位を与えると、図６（ｂ）に示しているように、サブ画素電極１６ａのエッジ部近傍で等電位線ＥＱが液晶層３０側に盛り上がることがない。つまり、サブ画素電極１６ａのエッジ部近傍を電気的に遮蔽することができる。そのため、エッジ部近傍のポリマー構造物３２に好ましくない配向規制力が付与されるのを防止することができる。
【００５８】
なお、図１などには、２つのサブ画素電極１６ａを有する画素電極１６を示したが、画素電極１６は３つ以上のサブ画素電極１６ａを含んでもよく、例えば図１０に示すように、３つのサブ画素電極１６ａを有する画素電極１６を設けてもよい。ただし、３つ以上のサブ画素電極１６ａを有する画素電極１６を設ける場合でも、個々のサブ画素電極１６ａのエッジ部が配線群に重なることが好ましい。
【００５９】
図１０に示す構成では、走査配線１２、信号配線１３および補助容量配線１４に加えて、ダミー配線１７が設けられている。ダミー配線１７は、他の配線（ここでは走査配線１２および補助容量配線１４）と同一の導電膜から形成され、実際の配線としては機能しない導電層である。このように、サブ画素電極１６ａのエッジ部のすべてを配線群に重ねるために、ダミー配線１７を設けても（つまり配線群がダミー配線１７を含んでも）よい。
【００６０】
なお、画素電極１６が３つ以上のサブ画素電極１６ａを含む場合に、必ずしもダミー配線１７を設ける必要はなく、補助容量配線１４を複数に分割して、サブ画素電極１６ａのエッジ部のすべてが配線群に重なるように引き回してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によると、高精細化しても明るい表示を行うことができるＣＰＡモードの液晶表示装置およびその製造方法が提供される。本発明による液晶表示装置は、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣ、モニタおよびテレビジョン受像機などの小型から大型までの液晶表示装置として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】液晶表示装置１００において液晶層に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を模式的に示す平面図である。
【図４】液晶表示装置１００において液晶層に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図であり、図３中の４Ａ−４Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、液晶表示装置１００の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、ポリマー構造物が形成される前の液晶表示パネルにおける液晶分子の配向状態をシミュレーションした結果を示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は画素電極および対向電極と外部電極との間に１０００Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、ポリマー構造物が形成された後の液晶表示パネルにおける液晶分子の配向状態をシミュレーションした結果を示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は画素電極と対向電極との間に４．４Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、ポリマー構造物が形成されていない液晶表示パネルにおける液晶分子の配向状態をシミュレーションした結果を示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は画素電極と対向電極との間に４．４Ｖの電圧を印加後１００ｍｓ経過した状態を示している。
【図９】液晶分子の配向状態のシミュレーションに際して想定したサブ画素電極を示す図である。
【図１０】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００の他の構成を模式的に示す平面図である。
【図１１】従来のＣＰＡモードの液晶表示装置８００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す上面図である。
【図１２】従来のＣＰＡモードの液晶表示装置８００を模式的に示す図であり、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    アクティブマトリクス基板（第１基板）
１１    透明基板
１２    走査配線
１３    信号配線
１４    補助容量配線
１５    層間絶縁膜
１６    画素電極
１６ａ    サブ画素電極
１６ｂ    開口部
１７    ダミー配線
２０    対向基板（第２基板）
２１    透明基板
２２    カラーフィルタ層
２３    対向電極
３０    液晶層
３１    液晶分子
３２    ポリマー構造物
４０    電圧印加用基板（第３基板）
４１    基板
４２    電極（外部電極）
１００    液晶表示装置
１００ａ    液晶表示パネル
【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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【図１１】
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【図１２】
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