(57)【要約】【課題】ＰＳＡ方式の液晶表示装置における表示のざらつきの発生を防止し得る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む液晶表示パネル１００ａを用意する工程と、液晶表示パネル１００ａの液晶層３０に所定の電圧が印加された状態で、液晶層３０中の重合性組成物を重合することによって、ポリマー構造物３２を形成する工程とを包含する。ポリマー構造物３２を形成する工程において、補助容量対向電極１９には振動電圧が印加され、薄膜トランジスタ１３のゲート電極には、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧に同期して振動するゲートオフ電圧が印加される。【選択図】図６
2009122254.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、前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに走査信号を供給する走査配線および前記薄膜トランジスタに表示信号を供給する信号配線を有し、
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、
前記複数の画素のそれぞれは、前記画素電極、前記液晶層および前記対向電極によって形成される液晶容量と、前記画素電極に電気的に接続された補助容量電極、絶縁層および前記絶縁層を介して前記補助容量電極に対向する補助容量対向電極によって形成される補助容量とを有し、
前記液晶表示パネルは、前記液晶層に含まれる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有する、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む前記液晶表示パネルを用意する工程と、
前記液晶表示パネルの前記液晶層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、前記ポリマー構造物を形成する工程と、
を包含し、
前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記補助容量対向電極には振動電圧を印加し、前記薄膜トランジスタのゲート電極には、前記補助容量対向電極に印加される振動電圧に同期して振動するゲートオフ電圧を印加する、液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極の電位は、互いに異なる第１の電位と第２の電位とに交互に変化し、前記薄膜トランジスタのゲート電極が前記第１の電位にあるとき、前記第１の電位と前記対向電極の電位とは実質的に等しい、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の電位は、略０Ｖである請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極が前記第２の電位にあるとき、前記第２の電位と前記画素電極の電位とは実質的に等しい、請求項２または３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記補助容量対向電極に印加される電圧は正負に振動する、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
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５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、特に、ＰＳＡ方式の液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータのディスプレイや携帯情報端末機器の表示部に用いられる表示装置として、薄型軽量の液晶表示装置が利用されている。しかしながら、従来のツイストネマチック型（ＴＮ型）やスーパーツイストネマチック型（ＳＴＮ型）の液晶表示装置は、視野角が狭いという欠点を有しており、それを解決するために様々な技術開発が行われている。
【０００３】
視野角特性が改善された液晶表示装置として、垂直配向型の液晶層を備えた配向分割型液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置は、ＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶表示装置と呼ばれる。ＶＡモードの１つとして、特許文献１には、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モードが開示されている。ＭＶＡモードでは、液晶層を介して対向する一対の基板のそれぞれに、液晶分子の配向を規制する配向規制構造が設けられる。配向規制構造は、具体的には、凸部や、電極に形成されたスリットである。凸部やスリットのような配向規制構造が設けられていることにより、液晶層に電圧が印加されたときに、液晶分子の傾斜する方位が互いに異なる複数の領域が形成されるので、視野角特性が向上する。
【０００４】
また、特許文献２には、他のＶＡモードとして、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）モードが提案されている。ＣＰＡモードでは、液晶層を介して対向する一対の電極の一方に開口部や切欠き部を形成し、開口部や切欠き部上に生成される斜め電界を用いて液晶分子を放射状に傾斜配向させることによって、広視野角を実現する。
【０００５】
さらに、特許文献３には、ＣＰＡモードにおける液晶分子の放射状傾斜配向を安定化させる技術が開示されている。この技術によれば、一方の基板に設けた配向規制構造（斜め電界を生成する電極の開口部や切欠き部）によって形成される放射状傾斜配向が、他方の基板に設けた配向規制構造（例えば凸部）によって安定化される。
【０００６】
一方、液晶分子のプレチルト角およびプレチルト方向を規定するためのポリマー構造物を形成する方式が特許文献４や特許文献５などに提案されている。この方式はＰＳＡ（Polymer-Sustained Alignment）方式と呼ばれる。ポリマー構造物は、予め液晶層に混入しておいた重合性組成物を光重合や熱重合することによって形成される。このようなポリマー構造物をＶＡモードの液晶表示装置に設けることにより、配向の安定性や応答特性を向上させることができる。
【０００７】
ポリマー構造物を形成する工程（以下では「ＰＳＡ化工程」と呼ぶ。）は、液晶分子が垂直配向した状態ではなく、傾斜配向した状態で行われる。つまり、液晶層に所定の電圧が印加された状態で行われる。また、ＰＳＡ化工程における液晶層への電圧の印加は、液晶が分極しないように、印加電圧の極性が周期的に反転するように行われる（つまり交流駆動）。
【０００８】
ＰＳＡ化工程における電圧印加（交流駆動）の方法としては、（１）各画素に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をオン状態にして画素電極の電位を固定しつつ、対向電極の電位を振動させる方法や、（２）ＴＦＴをオフ状態にして画素電極をフロート状態（電気的に浮遊した状態）にしつつ、対向電極の電位を振動させる方法がある。
【０００９】
まず、上記方法（１）の具体例を図９を参照しながら説明する。図９に示すＣＰＡモードの液晶表示装置５００は、各画素にＴＦＴ（不図示）が設けられたＴＦＴ基板５１０と、ＴＦＴ基板５１０に対向する対向基板５２０と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層５３０とを備えている。対向基板５２０上には、液晶分子５３１に対する配向規制力を有し、液晶ドメインの配向中心を固定するための凸部５２３が設けられている。
【００１０】
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、走査配線５１４からＴＦＴのゲート電極に＋１０Ｖのゲートオン電圧が印加されることによってＴＦＴはオン状態とされており、画素電極５１２には、信号配線（不図示）を介して０Ｖの電位が与えられている。このような状態で対向電極５２２の電位を＋５Ｖ（図９（ａ））と−５Ｖ（図９（ｂ））に振動させると、液晶層５３０に印加される電圧の極性が、対向電極５２２の電位の振動に同期して反転するので、交流駆動を行うことができる。
【００１１】
次に、上記方法（２）の具体例を図１０を参照しながら説明する。図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、走査配線５１４からＴＦＴのゲート電極に−５Ｖのゲートオフ電圧が印加されることによってＴＦＴはオフ状態とされており、画素電極５１２はフロート状態（電気的に浮遊した状態）である。このような状態で対向電極５２２の電位を＋１０Ｖ（図１０（ａ））と−１０Ｖ（図１０（ｂ））に振動させると、画素電極５１２の電位も振動する。例えば液晶容量と補助容量ＣS（図中に模式的に回路記号で示している。）とが同じ容量値である場合には、画素電極５１２の電位は＋５Ｖ（図１０（ａ））と−５Ｖ（図１０（ｂ））に振動する。そのため、液晶層５３０に印加される電圧の極性が周期的に反転するので、交流駆動を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−２４２２２５号公報
【特許文献２】特開２００３−４３５２５号公報
【特許文献３】特開２００２−２０２５１１号公報
【特許文献４】特開２００３−２７９９９３号公報
【特許文献５】特開２００３−３０７７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、本願発明者の検討によれば、上記の方法（１）および（２）で液晶層５３０への電圧印加を行いながらＰＳＡ化工程を実行すると、表示にざらつきが発生して表示品位が低下してしまうことがわかった。
【００１３】
図９および図１０には、液晶層５３０に電圧を印加したときに液晶層５３０内に生成される等電位線ＥＱを模式的に示している。電圧印加によって液晶層５３０内に形成される電界は、等電位線ＥＱの形状によって表される。方法（１）および（２）で電圧印加を行う場合、画素電極５１２と走査配線５１４との間には、液晶層５３０の配向を乱す斜め電界（図中の破線で囲まれた領域）が生成される。この斜め電界により液晶分子５３１が配向する方向は、凸部５２３により規制される液晶分子５３１の配向方向とは反対であり、この斜め電界の配向規制力は、凸部５２３の配向規制力とは整合しない。従って、このような斜め電界が生成された状態でＰＳＡ化工程が行われると、形成されたポリマー構造物が所望の配向規制力を発現しないことがある。そのため、画素ごとに配向状態のばらつきが発生して表示のざらつきの原因となってしまう。また、方法（１）で電圧印加を行う場合、ＴＦＴがオン状態でＰＳＡ化工程が行われるため、光重合により重合を行う場合には、紫外光の照射によってＴＦＴのしきい値電圧がシフトしてしまうという問題も発生する。
【００１４】
上述したように、従来の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を実行すると、表示のざらつきが発生して表示品位が低下してしまう。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、ＰＳＡ方式の液晶表示装置における表示のざらつきの発生を防止し得る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】
【００１５】
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、前記画素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに走査信号を供給する走査配線および前記薄膜トランジスタに表示信号を供給する信号配線を有し、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、前記複数の画素のそれぞれは、前記画素電極、前記液晶層および前記対向電極によって形成される液晶容量と、前記画素電極に電気的に接続された補助容量電極、絶縁層および前記絶縁層を介して前記補助容量電極に対向する補助容量対向電極によって形成される補助容量とを有し、前記液晶表示パネルは、前記液晶層に含まれる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有する、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む前記液晶表示パネルを用意する工程と、前記液晶表示パネルの前記液晶層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、前記ポリマー構造物を形成する工程と、を包含し、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記補助容量対向電極には振動電圧を印加し、前記薄膜トランジスタのゲート電極には、前記補助容量対向電極に印加される振動電圧に同期して振動するゲートオフ電圧を印加する。
【００１６】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極の電位は、互いに異なる第１の電位と第２の電位とに交互に変化し、前記薄膜トランジスタのゲート電極が前記第１の電位にあるとき、前記第１の電位と前記対向電極の電位とは実質的に等しい。
【００１７】
ある好適な実施形態では、前記第１の電位は、略０Ｖである。
【００１８】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記薄膜トランジスタのゲート電極が前記第２の電位にあるとき、前記第２の電位と前記画素電極の電位とは実質的に等しい。
【００１９】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記補助容量対向電極に印加される電圧は正負に振動する。
【００２０】
ある好適な実施形態では、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。
【００２１】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程は、前記液晶層内に生成される等電位線が前記第１基板の前記画素電極と前記信号配線との間に落ち込むように、前記信号配線および前記対向電極の電位が調整された状態で行われる。
【００２２】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記信号配線と前記対向電極とに実質的に同じ電位が与えられる。
【００２３】
ある好適な実施形態では、前記ポリマー構造物を形成する工程において、前記信号配線と前記対向電極とに略０Ｖの電位が与えられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、ＰＳＡ方式の液晶表示装置における表示のざらつきの発生を防止し得る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、図２および図３に、本実施形態におけるＣＰＡモードの液晶表示装置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。また、図３は、液晶表示装置１００の１つの画素の等価回路を示している。
【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、各画素に配置された画素電極１２、画素電極１２に電気的に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３、スイッチング素子であるＴＦＴ１３に走査信号を供給する走査配線（ゲートバスライン）１４、ＴＦＴ１３に表示信号を供給する信号配線（ソースバスライン）１５を有する。画素電極１２、ＴＦＴ１３、走査配線１４および信号配線１５は、透明基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）１１上に設けられている。また、透明基板１１上には、補助容量配線１６も設けられている。
【００２９】
画素電極１２は、複数のサブ画素電極１２ａを有している。なお、本実施形態では、２つのサブ画素電極１２ａを有する画素電極１２を例示しているが、１つの画素電極１２に含まれるサブ画素電極１２ａの個数はこれに限定されるものではない。また、各サブ画素電極１２ａの形状も、例示しているような略長方形に限定されるものではなく、高い回転対称性を有する形状（略正方形や略円形、円弧状の角部を有する略矩形等）が好適に用いられる。
【００３０】
対向基板２０は、画素電極１２に対向する対向電極２２を有する。対向電極２２は、透明基板２１（例えばガラス基板やプラスチック基板）上に設けられている。画素電極１２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２２は、典型的には、すべての画素電極１２に対向する１つの透明導電膜として形成される。また、ここでは図示していないが、典型的には、透明基板２１と対向電極２２との間にカラーフィルタが設けられている。そのため、対向基板２０はカラーフィルタ基板とも呼ばれる。
【００３１】
各画素は、図３に示すように、画素電極１２および対向電極２２と、これらの間に位置する液晶層３０とによって形成される液晶容量ＣLCを有している。また、各画素は、液晶容量ＣLCに電気的に並列に接続された補助容量ＣSを有している。補助容量ＣSは、画素電極１２に電気的に接続された補助容量電極１７、絶縁層１８および絶縁層１８を介して補助容量電極１７に対向する補助容量対向電極１９によって形成される。補助容量電極１７および補助容量対向電極１９を含む補助容量ＣSの具体的な構成は、公知の種々の構成を用いることができる。例えば、補助容量電極１７を信号配線１５と同じ金属層をパターニングすることによって形成して補助容量配線１６に重なるように配置し、補助容量配線１６の補助容量電極１７に重なる部分を補助容量対向電極１９とすることができる。
【００３２】
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およびカラーフィルタ基板２０の外側に、それぞれ位相差板や偏光板が設けられる。
【００３３】
垂直配向型の液晶層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。ただし、本実施形態では、後述するポリマー構造物が設けられているので、液晶分子３１は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。
【００３４】
図４および図５に、画素電極１２と対向電極２２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１２と対向電極２２との間に所定の電圧が印加されると、図４および図５に示すように、各サブ画素電極１２ａ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。
【００３５】
サブ画素電極１２ａ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１２ａが独立した島に近い外縁を有し、このサブ画素電極１２ａ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１２ａのエッジ部に生成される電界は、サブ画素電極１２ａ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。
【００３６】
また、本実施形態では、対向基板２０に、放射状傾斜配向を安定化させるための凸部２３が設けられている。凸部２３は、液晶ドメインの中心に対応する領域（つまり各サブ画素電極１２ａの中心に対応する領域）に配置されている。凸部２３は、透明な誘電体材料（例えば樹脂）から形成されている。なお、必ずしも凸部２３を設ける必要はなく、各画素内に設けられた複数の凸部２３の一部あるいはすべてを省略してもよい。また、凸部２３に代えて、他の配向規制構造（例えば対向電極２２に形成した開口部など）を設けてもよい。
【００３７】
さらに、液晶表示装置１００の液晶層３０は、図２中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光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、電圧印加時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、ポリマー構造物３２周辺の液晶分子３１は、電圧無印加状態においても、電圧印加時の傾斜方向と同じ方向にプレチルトしている。つまり、ポリマー構造物３２が形成されていることによって、液晶分子３１は、電圧無印加状態においても、電圧印加時の放射状傾斜配向と整合するようにプレチルト方位を規定されている。そのため、配向の安定性や応答特性が向上する。
【００３８】
続いて、図６（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。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示すように、液晶層３０中に重合性組成物を含む液晶表示パネル１００ａを用意する。アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０のそれぞれは、公知の種々の方法を用いて形成することができる。重合性組成物としては、ＰＳＡ方式のポリマー構造物の形成に用いられる種々の材料（例えば特開２００３−３０７７２０号公報に開示されている材料）を用いることができる。
【００４０】
次に、図６（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１００ａの液晶層３０に所定の電圧が印加された状態で、液晶層３０中の重合性組成物を重合することによって、ポリマー構造物３２を形成する。典型的には、重合性組成物は、光重合性を有しており、重合は、液晶層３０に光（具体的には紫外光）を照射することによって行われる。光の照射強度および照射時間は、用いる重合性組成物に応じて適宜設定される。なお、重合性組成物が熱重合性を有している場合には、加熱によって重合を行ってもよい。本実施形態における製造方法では、この工程（ＰＳＡ化工程）における液晶層３０への電圧印加の方法が従来と異なっている。以下、具体的に説明する。
【００４１】
まず、本実施形態の製造方法では、ＰＳＡ化工程において、補助容量対向電極１９に振動電圧が印加される。つまり、補助容量対向電極１９には、周期的に変動する電位が与えられる。また、ＴＦＴ１３のゲート電極には、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧に同期して（つまり実質的に同じ周期で）振動するゲートオフ電圧が印加される。つまり、ＰＳＡ化工程においてＴＦＴ１３はオフ状態であり、画素電極１２は信号配線１５に電気的に接続されておらず、フロート状態である。
【００４２】
例えば図示しているように、対向電極２２に０Ｖの電位を与え、補助容量対向電極１９に補助容量配線１６から＋１０Ｖと−１０Ｖに振動する電圧を供給する場合を考える。液晶容量ＣLCおよび補助容量ＣSには、対向電極２２と補助容量対向電極１９との間の電位差（電圧）を容量分割した電圧がそれぞれ印加されるので、液晶容量ＣLCと補助容量ＣSの容量値が例えば同じであれば、画素電極１２の電位は、補助容量対向電極１９に＋１０Ｖの電圧が印加されているときには＋５Ｖであり（図６（ｂ）の左側）、補助容量対向電極１９に−１０Ｖの電圧が印加されているときには−５Ｖである（図６（ｂ）の右側）。そのため、液晶層３０への印加電圧の極性は、補助容量対向電極１９への印加電圧の振動に同期して反転し、交流駆動が行われる。
【００４３】
上記の交流駆動が行われている間、ＴＦＴ１３のゲート電極には走査配線１４から０Ｖと−５Ｖに振動する電圧が供給されている（つまりゲート電極の電位は互いに異なる第１の電位と第２の電位に交互に変化する。）。より具体的には、補助容量対向電極１９に＋１０Ｖの電圧が印加されて画素電極１２の電位が＋５Ｖのときには、ゲート電極に０Ｖの電圧が印加されている（図６（ｂ）の左側）。このとき、走査配線１４の電位（ゲート電極の電位と等しい。）と対向電極２２の電位とはともに０Ｖであり、実質的に等しい。そのため、液晶層３０内に生成される等電位線ＥＱは、画素電極１２と対向電極２２とが対向している領域では基板に（液晶層３０の層面に）平行であるが、画素電極１２のエッジ（走査配線１４に隣接するエッジ）近傍でアクティブマトリクス基板１０側に凹み、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１２と走査配線１４との間に落ち込む。
【００４４】
また、補助容量対向電極１９に−１０Ｖの電圧が印加されて画素電極１２の電位が−５Ｖのときには、ゲート電極に−５Ｖの電圧が印加されている（図６（ｂ）の右側）。このとき、走査配線１４の電位と画素電極１２の電位とはともに−５Ｖであり、実質的に等しい。そのため、液晶層３０内に生成される等電位線ＥＱは、基板に（液晶層３０の層面に）ほぼ平行である（厳密には画素電極１２と走査配線１４との間に対応した領域でわずかにアクティブマトリクス基板１０側に凹む。）。
【００４５】
このようにして、図６（ｃ）に示すような、ポリマー構造物３２を含む液晶表示装置１００が得られる。本実施形態の製造方法によれば、ポリマー構造物３２を形成する工程（ＰＳＡ化工程）において、補助容量対向電極１９には振動電圧を印加し、ＴＦＴ１３のゲート電極には、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧に同期して振動するゲートオフ電圧を印加する。そのため、ＰＳＡ化工程において、図６（ｂ）に示したように、画素電極１２と走査配線１４との間には液晶層３０の配向を乱すような電界が形成されない。例えば図６（ｂ）の左側に示す状態では、画素電極１２のエッジ（走査配線１４に隣接するエッジ）近傍には、表示時に生成される斜め電界と同じ向きの斜め電界が生成される。つまり、画素電極１２のエッジ近傍に生成される斜め電界の配向規制力は、表示時に生成される斜め電界の配向規制力と整合しており、画素電極１２と走査配線１４との間には、配向を乱すような電界（図９および図１０中の破線に囲まれた領域に生成されるような斜め電界）が生成されない。さらに、画素電極１２のエッジ近傍に生成される斜め電界の配向規制力は、凸部２３の配向規制力とも整合している。また、図６（ｂ）の右側に示す状態においても、基板に（液晶層３０の層面に）ほぼ平行な等電位線ＥＱで表される電界が生成されるため、配向を乱すような電界は生成されない。このような状態（つまり安定な配向状態）でポリマー構造物３２の形成が行われるため、形成されたポリマー構造物３２は所望の配向規制力を発現する。そのため、画素ごとの配向状態のばらつきが発生しにくく、表示のざらつきの発生を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態の製造方法によれば、ＰＳＡ化工程において、スイッチング素子であるＴＦＴ１３はオフ状態である。そのため、重合性組成物を重合するために液晶表示パネル１００ａへの紫外光の照射が行われても、ＴＦＴ１３のしきい値電圧のシフトが発生しにくい。なお、補助容量対向電極１９に振動電圧を印加することによって交流駆動を実現する場合には、ＴＦＴ１３のゲート電極を単一の電位に保ったままでは、ＴＦＴ１３をオフ状態に保てないことがある。例えば、補助容量対向電極１９の電位が＋１０Ｖと−１０Ｖに振動するのに伴って画素電極１２の電位が＋５Ｖと−５Ｖに振動する場合に、ＴＦＴ１３のゲート電極の電位を０Ｖに保つと、画素電極１２の電位が−５Ｖのときには、ＴＦＴ１３がオン状態となってしまう。これに対し、本実施形態のように、ＴＦＴ１３のゲート電極に、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧に同期して振動するようなゲートオフ電圧を印加する（つまりＴＦＴ１３をオフ状態に保てるように振動する電位を与える）ことにより、ＴＦＴ１３をオフ状態に保ち、しきい値電圧のシフトを防止することができる。また、画素電極１２がフロート状態に保たれているため、補助容量電極１９への印加電圧の振動に同期させて画素電極１２を所望の電位にすることができる。
【００４７】
図７（ａ）および（ｂ）に、従来の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合と、本実施形態の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合とについて、液晶分子を傾斜配向させた状態の顕微鏡写真を示す。なお、２枚の偏光板は、クロスニコル状態（偏光軸が互いに直交する状態）に配置されている。この配置では、液晶分子が基板に対して垂直に配向している領域や、液晶分子が偏光板の偏光軸に平行または直交する方位に配向している領域は、黒く観察される。これに対し、液晶分子が偏光軸に対して傾斜した方位に配向している領域は、明るく観察され、液晶分子が偏光軸に対して４５°の角をなす方位に配向している領域は最も明るく観察される。
【００４８】
従来の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合には、図７（ａ）に示しているように、一部の液晶ドメイン（図中の破線で囲まれている液晶ドメイン）と、他の液晶ドメインとで、明るい領域の配置が異なっている。これは、配向状態にばらつきが発生していることを示している。
【００４９】
これに対し、本実施形態の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合には、図７（ｂ）に示しているように、複数の液晶ドメインについて明るい領域の配置がほぼ同じであり、これは、配向状態がほぼ均一であることを示している。このように、本実施形態の製造方法によれば、ＰＳＡ方式の液晶表示装置における表示のざらつきの発生を防止することができる。
【００５０】
なお、ＰＳＡ化工程における走査配線１４の電位（つまりＴＦＴ１３のゲート電極への印加電圧）および対向電極２２の電位は、配向を乱すような電界が生成されず、且つ、ＴＦＴ１３がオン状態とならないように調整されてさえいればよく、例示した値に限定されるものではない。ただし、本実施形態のように、ＴＦＴ１３のゲート電極が２つの電位のうちの一方（第１の電位）にあるときにこの第１の電位（例えば略０Ｖ）と対向電極２２の電位とが実質的に等しいと、図６（ｂ）の左側に示したように、画素電極１２のエッジ（走査配線１４に隣接するエッジ）近傍には、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１２と走査配線１４との間に落ち込む等電位線ＥＱで表される斜め電界が生成されるので、液晶層３０の配向を安定化する効果が高い。また、本実施形態のように、ＴＦＴ１３のゲート電極が他方の電位（第２の電位）にあるときにこの第２の電位と画素電極１２の電位とが実質的に等しいと、図６（ｂ）の右側に示したように、液晶層３０内には、基板にほぼ平行な等電位線で表される電界が形成されるので、配向の乱れが発生しにくい。そのため、本実施形態で例示したように、走査配線１４の電位と対向電極２２の電位とが実質的に等しい第１の状態と、走査配線１４の電位と画素電極１２の電位とが実質的に等しい第２の状態とが交互に繰り返されるように電位、電圧の設定を行うと、配向を乱す電界（不都合な電界）を発生させないＰＳＡ化工程を簡単に実行できる。
【００５１】
また、ＰＳＡ化工程において補助容量対向電極１９に印加される電圧も、例示した値に限定されるものではなく、必ずしも正負に振動する必要もない。液晶層３０への印加電圧の極性は、補助容量対向電極１９の電位と、対向電極２２の電位との相対的な大小関係によって決まるので、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧は、液晶層３０への印加電圧が周期的に反転するように設定されてさえいればよい。
【００５２】
なお、ここまでの説明では、走査配線と画素電極との間に不都合な電界が形成されないような電圧印加方法を説明したが、ＰＳＡ化工程においては、信号配線と画素電極との間にも不都合な電界が形成されてしまうことがある。図９および図１０を参照しながら説明した従来の電圧印加方法（１）および（２）を用いた場合について、信号配線と画素電極との間に形成される電界を図１１および図１２を参照しながら説明する。
【００５３】
まず、方法（１）を用いる場合、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴＦＴはオン状態であり、画素電極５１２には、信号配線５１５を介して０Ｖの電位が与えられている。このような状態で対向電極５２２の電位を＋５Ｖ（図１１（ａ））と−５Ｖ（図１１（ｂ））に振動させることにより、交流駆動が行われる。
【００５４】
また、方法（２）を用いる場合、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴＦＴはオフ状態であり、画素電極５１２はフロート状態である。また、信号配線５１５の電位は０Ｖである。このような状態で対向電極５２２の電位を＋１０Ｖ（図１２（ａ））と−１０Ｖ（図１２（ｂ））に振動させることにより、画素電極５１２の電位が＋５Ｖ（図１２（ａ））と−５Ｖ（図１２（ｂ））に振動し、交流駆動を行うことができる。
【００５５】
方法（２）で電圧印加を行う場合、液晶層５３０内に生成される等電位線ＥＱは、図１２（ａ）および（ｂ）に示しているように、画素電極５１２と対向電極５２２とが対向している領域では基板に対して平行であるが、画素電極５１２と信号配線５１５との間では対向基板５２０側に盛り上がる。画素電極５１２のエッジ（信号配線５１５に隣接するエッジ）近傍に生成されるこのような斜め電界は、表示時に画素電極５１２のエッジ近傍に生成される斜め電界とはその向きが反対であり、その配向規制力は、表示時に生成される斜め電界の配向規制力とは整合しない。つまり、画素電極５１２と信号配線５１５との間に生成される電界は、表示のざらつきの原因となる不都合な電界である。
【００５６】
なお、方法（１）で電圧印加を行う場合には、液晶層５３０内に生成される等電位線ＥＱは、図１１（ａ）および（ｂ）に示しているように、画素電極５１２と信号配線５１５との間で対向基板５２０側に盛り上がることはなく、配向を乱す電界は形成されないものの、既に述べたように、紫外光の照射によってＴＦＴのしきい値電圧がシフトしてしまうという問題が発生する。
【００５７】
上述したように、ＰＳＡ化工程において従来の方法で液晶層への電圧印加を行うと、信号配線と画素電極との間に不都合な電界（つまり配向を乱す電界）が形成され、表示のざらつきの原因となることがある。
【００５８】
このような表示のざらつきの発生を防止するためには、ＰＳＡ化工程を、図８に示すように、液晶層３０内に生成される等電位線ＥＱがアクティブマトリクス基板１０の画素電極１２と信号配線１５との間に落ち込むように、信号配線１５および対向電極２２の電位が調整された状態で行うことが好ましい。図６（ｂ）には走査配線１４を含む断面（図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面）が示されているのに対し、図８には信号配線１５を含む断面（図１中の８Ａ−８Ａ’線に沿った断面）が示されている。
【００５９】
対向電極２２に与えられる電位、補助容量対向電極１９に印加される振動電圧、ＴＦＴ１３のゲート電極に印加される振動するゲートオフ電圧として、図６（ｂ）に例示した値を用いる場合、例えば、図８に示しているように信号配線１５に０Ｖの電位を与えると、信号配線１５の電位と対向電極２２の電位とが同じであるので、液晶層３０内に生成される等電位線ＥＱは、画素電極１２と対向電極２２とが対向している領域では基板に（液晶層３０の層面に）平行であるが、画素電極１２のエッジ（信号配線１５に隣接するエッジ）近傍でアクティブマトリクス基板１０側に凹み、図８に示したように、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１２と信号配線１５との間に落ち込む。そのため、画素電極１２のエッジ近傍には、表示時に生成される斜め電界と同じ向きの斜め電界が生成される。言い換えると、画素電極１２のエッジ近傍に生成される斜め電界の配向規制力は、表示時に生成される斜め電界の配向規制力と整合している。さらに、画素電極１２のエッジ近傍に生成される斜め電界の配向規制力は、凸部２３の配向規制力とも整合している。そのため、表示のざらつきの発生を抑制することができる。
【００６０】
なお、信号配線１５および対向電極２２の電位は、液晶層３０内に生成される等電位線ＥＱが、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１２と信号配線１５との間に落ち込むように調整されてさえいればよく、例示した値に限定されるものではない。つまり、信号配線１５および対向電極２２に０Ｖ以外の電位を与えてもよいし、信号配線１５と対向電極２２とに互いに異なる電位を与えてもよい。ただし、簡便さの観点からは、図８に例示しているように、信号配線１５と対向電極２２とに実質的に同じ電位を与えることが好ましく、信号配線１５と対向電極２２とに略０Ｖの電位を与えることが好ましい。
【００６１】
また、本実施形態では、ＣＰＡモードの液晶表示装置１００を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、垂直配向型の液晶層を備え、液晶層に電圧が印加されたときに液晶分子の傾斜する方位が互いに異なる複数の領域が形成される（つまり配向分割型の）液晶表示装置に広く用いることができ、例えばＭＶＡモードの液晶表示装置にも好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によると、ＰＳＡ方式の液晶表示装置における表示のざらつきの発生を防止し得る製造方法が提供される。本発明の製造方法により製造された液晶表示装置は、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】
【００６３】
【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】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等価回路図である。
【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平面図である。
【図５】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４中の５Ａ−５Ａ’線に沿った断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）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７】（ａ）は、従来の電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合の配向状態を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）は、本発明の好適な実施形態における電圧印加方法によりＰＳＡ化工程を行った場合の配向状態を示す顕微鏡写真である。
【図８】ＰＳＡ化工程における好ましい電圧印加方法を説明するための図である。
【図９】ＰＳＡ化工程において液晶層に電圧を印加する従来の方法を説明するための図である。
【図１０】ＰＳＡ化工程において液晶層に電圧を印加する従来の方法を説明するための図である。
【図１１】ＰＳＡ化工程において液晶層に電圧を印加する従来の方法を説明するための図である。
【図１２】ＰＳＡ化工程において液晶層に電圧を印加する従来の方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    アクティブマトリクス基板（第１基板）
１１    透明基板
１２    画素電極
１２ａ    サブ画素電極
１３    薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１４    走査配線
１５    信号配線
１６    補助容量配線
１７    補助容量電極
１８    絶縁層
１９    補助容量対向電極
２０    対向基板（第２基板）
２１    透明基板
２２    対向電極
２３    凸部
３０    液晶層
３１    液晶分子
３２    ポリマー構造物
１００ａ    液晶表示パネル
１００    液晶表示装置
【図１】
2009122254.tif 000003
【図２】
2009122254.tif 000004
【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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