CN110998423A - 液晶显示面板、液晶显示面板的制造方法以及光取向处理装置 - Google Patents
液晶显示面板、液晶显示面板的制造方法以及光取向处理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110998423A CN110998423A CN201880049957.1A CN201880049957A CN110998423A CN 110998423 A CN110998423 A CN 110998423A CN 201880049957 A CN201880049957 A CN 201880049957A CN 110998423 A CN110998423 A CN 110998423A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid crystal
- domain
- crystal display
- display panel
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
- G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
- G02F1/133757—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle with different alignment orientations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
本发明提供光利用效率和显示的均匀性优异的液晶显示面板。本发明的液晶显示面板具有:第一基板,其具有第一光取向膜;液晶层;以及第二基板,其具有第二光取向膜,在液晶显示面板中,在定义了以液晶分子的第一基板侧的长轴端部为起点、第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,第一和第二光取向膜以在与单个像素电极重叠的显示单位区域内沿着显示单位区域的长边方向形成第一~第四畴的方式被进行了取向处理,在俯视时,第一畴与第二畴的取向矢量是终点彼此相面对并且相互正交,第二畴与第三畴的取向矢量是起点彼此相面对并且相互平行,第三畴与第四畴的取向矢量是终点彼此相面对并且相互正交。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示面板、液晶显示面板的制造方法以及光取向处理装置。更详细地说,涉及具有将一个像素分割为多个取向区域(畴)的构成的液晶显示面板以及适于制造该液晶显示面板的液晶显示面板的制造方法和光取向处理装置。
背景技术
液晶显示装置是使用液晶组合物以进行显示的显示装置,其代表性的显示方式是,通过对在一对基板间封入有液晶组合物的液晶显示面板从背光源照射光,对液晶组合物施加电压使液晶分子的取向发生变化,从而控制透射过液晶显示面板的光的量。这种液晶显示装置由于具有厚度薄、重量轻以及低功耗等特点,因而被用于智能手机、平板PC、车载导航等电子设备。
以往,研究出了通过将一个像素分割为多个取向区域(畴),按每个取向区域使液晶分子在不同的方位上取向来提高视野角特性的取向分割技术。作为公开了取向分割技术的现有技术文献,例如可举出专利文献1~3。
在专利文献1中公开了一种液晶显示装置,具有:第1基板;第2基板;垂直取向型的液晶层,其设置在上述第1基板与上述第2基板之间;电压施加单元,其用于对上述液晶层施加电压;以及多个图像元素,其分别包含取向状态根据由上述电压施加单元施加的电压而发生变化的上述液晶层,在上述液晶显示装置中,上述多个图像元素中的每一个图像元素内的上述液晶层包含4分割畴,上述4分割畴是至少在施加电压的状态下,位于上述液晶层的厚度方向的中央附近的液晶分子的取向方向互不相同的第1畴、第2畴、第3畴以及第4畴沿着某个方向按该顺序排列而成的,与上述4分割畴相对应地,上述第1基板具有:2个第1区域,其具有使上述液晶层的液晶分子在第1方向上取向的限制力;以及第2区域,其具有使上述液晶分子在与上述第1方向相反的第2方向上取向的限制力,设置在上述2个第1区域之间,上述第2基板具有:第3区域,其具有使上述液晶分子在与上述第1方向交叉的第3方向上取向的限制力;以及第4区域,其具有使上述液晶分子在与上述第3方向相反的第4方向上取向的限制力,上述各畴间的边界在与上述各畴的排列方向正交的方向上延伸。
在专利文献2中公开了一种液晶显示装置,其特征在于,包含:显示基板,其具有多个像素区域,具有沿着第1方向弯曲的曲面形状;相对基板,其与上述显示基板相对,与上述显示基板结合而与上述显示基板一起具有曲面形状;以及液晶层,其配置在上述显示基板与上述相对基板之间,在上述多个像素区域中的每一个像素区域中定义有多个畴,在上述多个畴之中的至少2个畴中,上述液晶层的液晶分子所取向的方向互不相同,上述多个畴在与上述第1方向交叉的第2方向上排列。
在专利文献3中公开了一种液晶显示面板,按顺序具有:第一基板,其具有像素电极;液晶层,其含有液晶分子;以及第二基板,其具有相对电极,上述液晶显示面板的特征在于,上述液晶显示面板具有至少包含第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域以及第四取向区域这4个取向区域的像素,在上述4个取向区域中,上述液晶分子的倾斜方位互不相同,沿着上述像素的长边方向,按顺序配置有上述第一取向区域、上述第二取向区域、上述第三取向区域以及上述第四取向区域,在上述第一取向区域与上述第二取向区域中,液晶分子的倾斜方位大致相差180°,或者是,在上述第三取向区域与上述第四取向区域中,液晶分子的倾斜方位大致相差180°。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2006-85204号公报
专利文献2:特开2015-31961号公报
专利文献3:国际公开第2017/047532号
发明内容
发明要解决的问题
在取向分割技术中,已知在液晶分子的取向方位不同的畴间的边界处,由于液晶分子的取向变得不连续,因而会产生暗线。暗线是由于液晶分子的取向不连续的区域在进行液晶显示时不透射光而产生的。当产生暗线时,像素的透射率(对比度比)会下降,液晶显示面板的光利用效率也会下降。近年来,像素的高清晰化得到发展,每一个像素的面积变小了,但即使像素变小,暗线的面积也不发生变化,因此,暗线在像素内所占的面积比例增加,防止光利用效率下降变得更为重要。另外,当暗线在每个像素中产生于不同的位置时,显示的均匀性也会下降。
而且,由于像素的高清晰化,要想将一个像素分割为多个畴,需要更高精度的取向处理。因此,作为取向处理方法,已使用光取向处理,为了得到高生产率,研究了在光取向处理中使用扫描曝光。
相对于此,专利文献1~3所述的发明在既应对像素的高清晰化,又抑制暗线的产生而提高光利用效率、或者控制暗线的产生位置而提高显示的均匀性方面,还有进一步研究的空间。
图38是示出了专利文献3所记载的液晶显示面板所具备的TFT基板的一例的俯视示意图,图39是示出了专利文献3所记载的液晶显示面板的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的一例的俯视示意图。如图38和39所示,专利文献3所记载的液晶显示面板400在一个像素内具有2个像素电极31,因此,能够将栅极信号线G配置为横穿像素的中央,将其用于暗线的遮光。另外,电容配线CS1和CS2也配置为横穿像素,能够用于暗线的遮光。但是,对于为了提高像素的透射率而不设置横穿像素的配线的情况,需要抑制暗线的产生而提高光利用效率。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供一种光利用效率和显示的均匀性优异的液晶显示面板以及适于制造该液晶显示面板的液晶显示面板的制造方法和光取向处理装置。
用于解决问题的方案
本发明的发明人关于将一个像素分割为多个取向区域(畴)的液晶显示面板,对抑制暗线的方法进行了各种研究,关注于暗线的产生状况会根据畴的排列而改变这一情况。并且,发现了对于抑制暗线最佳的特定排列,从而想到能够圆满地解决上述问题而完成了本发明。
即,本发明的一个方面是一种液晶显示面板,按顺序具有:第一基板,其具有多个像素电极、以及第一光取向膜;液晶层,其含有液晶分子;以及第二基板,其具有共用电极和第二光取向膜,在上述液晶显示面板中,在定义了以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部为起点、上述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,上述第一光取向膜和上述第二光取向膜以在与单个上述像素电极重叠的显示单位区域内形成上述取向矢量互不相同的多个畴的方式被进行了取向处理,上述多个畴包含沿着上述显示单位区域的长边方向按顺序配置的第一畴、第二畴、第三畴以及第四畴,在俯视上述多个畴时,上述第一畴的取向矢量与上述第二畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系,上述第二畴的取向矢量与上述第三畴的取向矢量具有起点彼此相面对并且相互平行的关系,上述第三畴的取向矢量与上述第四畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系。
本发明的另一个方面的液晶显示面板的制造方法是制造上述液晶显示面板的方法,在上述液晶显示面板的制造方法中,针对上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的上述取向处理包含从光源经由偏振器从倾斜方向照射偏振光,使上述偏振器的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转,将上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的表面中的曝光方向相对于光的照射方向调整为实质上45°方位。
本发明的又一个方面是用于上述液晶显示面板的制造方法的光取向处理装置,上述光取向处理装置包含:至少一个光照射机构,其具有光源、偏振器以及旋转调整机构,从上述光源经由上述偏振器对液晶显示面板用基板照射光;以及载台,其载置上述液晶显示面板用基板,一边使上述液晶显示面板用基板移动,或者一边使光源相对于上述液晶显示面板用基板移动,一边照射光,光相对于上述液晶显示面板用基板的照射方向与上述液晶显示面板用基板的移动方向或上述光源的移动方向平行,上述旋转调整机构使上述偏振器的偏振轴旋转,将上述液晶显示面板用基板面中的曝光方向相对于上述光的照射方向调整为实质上45°方位。
发明效果
根据本发明,能够提供光利用效率和显示的均匀性优异的液晶显示面板以及适于制造该液晶显示面板的液晶显示面板的制造方法和光取向处理装置。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。
图2是示意性地示出实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的俯视图。
图3是说明液晶分子的倾斜方位与取向矢量的关系的图。
图4是示出了第一畴、第二畴、第三畴以及第四畴满足取向矢量的优选关系的像素的例子的图。
图5是示意性地示出实施方式的第一基板中的电极、配线结构的俯视图。
图6对应于相互相邻的畴的取向矢量的角度差为180°的情况,(a)是示意性地示出与相互相邻的2个畴的取向矢量对应的液晶分子的倾斜方位的俯视图,(b)是更详细地示出(a)所示的2个畴中的液晶分子的倾斜方位的放大图,(c)是提取(a)中的沿着箭头A和B存在的液晶分子的倾斜方位来示出的图。
图7对应于相互相邻的畴的取向矢量的角度差为90°的情况,(a)是示意性地示出与相互相邻的2个畴的取向矢量对应的液晶分子的倾斜方位的俯视图,(b)是更详细地示出(a)所示的2个畴中的液晶分子的倾斜方位的放大图,(c)是提取(a)中的沿着箭头A和B存在的液晶分子的倾斜方位来示出的图。
图8是示出了在第二畴与第三畴的边界处配置有狭缝的像素电极的例子的俯视示意图。
图9是将没有中间狭缝的情况和具有狭缝宽度为4μm的中间狭缝的情况下的畴边界区域的透射率的模拟结果进行比较来示出的坐标图。
图10是示出了在液晶指向矢的头部侧的电极端缘配置有微细狭缝的像素电极的例子的俯视示意图。
图11是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,对应于在第二畴与第三畴的边界处将2条中间狭缝配置成一列的情况。
图12是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,对应于在第二畴与第三畴的边界处将2条中间狭缝错开配置的情况。
图13是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,对应于在第二畴与第三畴的边界处将2条中间狭缝错开配置的情况。
图14是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,对应于在第二畴与第三畴的边界配置有1条中间狭缝的情况。
图15是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了第一和第二构成中的狭缝区域的形状的例子。
图16是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中去除了液晶指向矢的尾部侧的整面电极的例子。
图17是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝周边未设置整面电极的例子。
图18的(a)是示出了在图17所示的像素电极的第二畴与第三畴的边界附近,沿着长边方向的电极密度的变化的坐标图,(b)是示出了在图16所示的像素电极的第二畴与第三畴的边界附近,沿着长边方向的电极密度的变化的坐标图。
图19是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的狭缝周边未设置整面电极而设置有电极接续部的例子。
图20是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的狭缝周边未设置整面电极而在狭缝中设置有宽幅部的例子。
图21是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的狭缝周边未设置整面电极而在像素电极的左右将狭缝的位置错开的例子。
图22是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的狭缝周边未设置整面电极而在像素电极的左右将狭缝的位置错开并设置有电极接续部的例子。
图23是示出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图,示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的狭缝周边未设置整面电极而在像素电极的分支部的延长线上配置有狭缝的例子。
图24是示出了实施方式的液晶显示面板的像素密度(单位:ppi)与模式效率比的关系的坐标图。
图25是示意性地示出现有的在像素内具有4个畴的液晶显示面板的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的俯视图。
图26是示出了畴边界条件B和D中的狭缝的宽度与暗线部的透射率(相对透射率比)的关系的坐标图。
图27是示出了畴边界条件A、C以及E中的狭缝的宽度与暗线部的透射率(相对透射率比)的关系的坐标图。
图28是示意性地示出取向图案与暗线图案的关系的俯视图。
图29是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝间的电极宽度(Line)及微细狭缝的宽度(Space)与模式效率的关系的表格。
图30是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝间的电极宽度(Line)及微细狭缝的宽度(Space)与模式效率的关系的表格。
图31是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝的宽度(Space)与模式效率的关系的坐标图。
图32是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝的宽度(Space)与模式效率的关系的坐标图。
图33是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝的间距(Line+Space)与模式效率的关系的坐标图。
图34是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝的间距(Line+Space)与模式效率的关系的坐标图。
图35是示出了光取向处理装置的一例的概要图。
图36是示出了使用光取向处理装置的光取向处理工序的一例的图。
图37的(a)是说明TFT基板(第一基板)的光取向处理的图,(b)是说明CF基板(第二基板)的光取向处理的图,(c)是说明被进行了光取向处理的TFT基板和CF基板的贴合后的状态的图。
图38是示出了专利文献3所记载的液晶显示面板所具备的TFT基板的一例的俯视示意图。
图39是示出了专利文献3所记载的液晶显示面板的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的一例的俯视示意图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。本发明不限于以下的实施方式所记载的内容,能在满足本发明的构成的范围内适当地进行设计变更。
图1是示意性地示出实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。如图1所示,本实施方式的液晶显示装置具有液晶显示面板100以及配置在液晶显示面板100的背面侧的背光源110。液晶显示面板100按顺序具有:背面侧偏振板20;第一基板30,其具有多个像素电极31、以及第一光取向膜71;液晶层40,其含有液晶分子41;第二基板50,其具有第二光取向膜72和相对电极(共用电极)51;以及显示面侧偏振板60。另外,液晶显示面板100在液晶层40的周围具有密封材料80。
首先,说明本实施方式的液晶显示装置的显示方式。在本实施方式的液晶显示装置中,光从背光源110入射到液晶显示面板100,通过切换液晶层40的液晶分子41的取向来控制透射过液晶显示面板100的光的量。通过由多个像素电极31和相对电极51对液晶层40施加电压来进行液晶分子41的取向的切换。在对液晶层40的施加电压不到阈值时(未被施加电压时),液晶分子41的初始取向由第一光取向膜71和第二光取向膜72限制。
在未被施加电压时,液晶分子41相对于第一基板30和第二基板50实质上垂直取向。在此,“实质上垂直”是指,由于对第一光取向膜71和第二光取向膜72实施的光取向处理,液晶分子41相对于第一基板30和第二基板50略微倾斜地取向。优选未被施加电压时的液晶分子41相对于第一基板30和第二基板50的预倾角为85°以上且不到90°。当对像素电极31和相对电极51之间施加电压时,会在液晶层40内产生纵电场,液晶分子41一边维持从未被施加电压时起的倾斜方位,一边更大地倾斜取向。
在本说明书中,关于液晶分子41的倾斜方位,适当使用在俯视液晶显示面板100,并以液晶分子41的第一基板30侧的长轴端部为起点(以下也称为“液晶指向矢的尾部”)41S、第二基板50侧的长轴端部为终点(以下也称为“液晶指向矢的头部”)41T时的取向矢量进行说明。此外,取向矢量与液晶分子41相对于第一基板30侧的第一光取向膜71的倾斜方位为同一方向,与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二光取向膜72的倾斜方位为相反方向。在本说明书中,“方位”是指投影于基板面来观看时的朝向,不考虑与基板面的法线方向的倾斜角(极角、预倾角)。另外,由于液晶分子41在未被施加电压时实质上垂直取向(略微倾斜取向),在被施加电压时维持未被施加电压时的倾斜方位并且大大地倾斜取向,因此,只要在对液晶层40施加了电压的状态下来确认取向矢量的起点41S和终点41T即可。
第一光取向膜71和第二光取向膜72是通过使光取向膜材料成膜并进行光取向处理而使其显现出使液晶分子41在特定方向上取向的功能而成的。光取向膜材料是指通过被照射紫外光、可见光等光(电磁波)而产生结构变化,显现出对存在于其附近的液晶分子41的取向进行限制的性质(取向限制力)的所有材料或者是取向限制力的大小和/或朝向发生变化的所有材料。光取向膜材料例如包含会通过光照射而发生二聚化(形成二聚体)、异构化、光弗赖斯转移、分解等反应的光反应部位。作为通过光照射而二聚化以及异构化的光反应部位(官能基),例如可举出肉桂酸盐(Cinnamate)、肉桂酰(Cinnamoyl)、4-查尔酮、香豆素、二苯乙烯等。作为通过光照射而异构化的光反应部位(官能基),例如可举出偶氮苯等。作为通过光照射而进行光弗赖斯转移的光反应部位,例如可举出苯酚酯结构等。作为通过光照射而分解的光反应部位,例如可举出1,2,3,4-环丁烷四羧酸-1,2:3,4-二酐(CBDA)等包含环丁烷环的二酐等。另外,优选光取向膜材料是能在垂直取向(Vertical Alignment)模式中使用的表现出垂直取向性的材料。作为光取向膜材料,例如可举出包含光反应部位的聚酰胺(聚酰胺酸)、聚酰亚胺、聚硅氧烷衍生物、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇等。
图2是示意性地示出实施方式的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的俯视图。如图2所示,在本实施方式的液晶显示面板100中,多个像素10排列成矩阵状。在此,像素是指与单个像素电极31重叠的显示单位区域,分别设置有与R(红)的彩色滤光片重叠的像素、与G(绿)的彩色滤光片重叠的像素、以及与B(蓝)的彩色滤光片重叠的像素。在图2中,被虚线包围的部分是一个像素。在本实施方式中,使用按每一列以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置有彩色滤光片的第二基板50。
在像素10内设置有取向矢量互不相同的多个畴。这些畴能够通过使对第一光取向膜71和第二光取向膜72的光取向处理互不相同来形成。在液晶层40被施加电压时,液晶分子41以与多个畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
在图2中,为了容易理解地示出液晶分子41的倾斜方位,通过销(圆锥体)来表示液晶分子41,圆锥的底面表示第二基板50侧(观察者侧),圆锥的顶点表示第一基板30侧。图3是说明液晶分子的倾斜方位与取向矢量的关系的图。
如图2所示,多个畴包含沿着与单个像素电极31重叠的显示单位区域(像素)的长边方向按顺序配置的第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d。从得到良好的视野角特性的观点出发,第一畴10a的取向矢量、第二畴10b的取向矢量、第三畴10c的取向矢量以及第四畴10d的取向矢量被设为了朝向各相差90°的方向的4个取向矢量的组合。另外,第一畴10a的取向矢量与第二畴10b的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交(成大致90°的角度)的关系(以下也称为“畴边界条件A”)。第二畴10b的取向矢量与第三畴10c的取向矢量具有起点彼此相面对并且相互平行(成约180°的角度)的关系(以下也称为“畴边界条件B”)。第三畴10c的取向矢量与第四畴10d的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交(成大致90°的角度)的关系(畴边界条件A)。此外,各畴的取向矢量能够由在俯视图中位于畴内的中央并且在截面图中位于液晶层的中央的液晶分子41的朝向来决定。另外,在本说明书中,所谓“正交(成大致90°的角度)”,只要是在能得到本发明的效果的范围内实质上正交即可,具体来说,成75~105°的角度,优选成80°~100°的角度,进一步优选成85°~95°的角度。在本说明书中,所谓“平行(成约180°的角度)”,只要是在能得到本发明的效果的范围内实质上平行即可,具体来说,成-15~+15°的角度,优选成-10°~+10°的角度,进一步优选成-5°~+5°的角度。
图4是示出了第一畴、第二畴、第三畴以及第四畴满足取向矢量的优选关系的像素的例子的图。如图4所示,作为满足取向矢量的优选关系的像素,除了图4的(a)所示的像素10(与图2相同)之外,还可举出图4的(b)所示的像素11。
此外,在第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d中,液晶分子41的基板间扭曲角优选为45°以下,进一步优选为大致0°。即,在第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d中,液晶分子41相对于第一基板30侧的第一光取向膜71的倾斜方位与液晶分子41相对于第二基板50侧的第二光取向膜72的倾斜方位所成的角度优选为45°以下,进一步优选为大致0°。
接下来,说明本实施方式的液晶显示装置的构成的概要。第一基板30例如可以是有源矩阵基板(TFT基板)。作为TFT基板,能够使用在液晶显示面板的领域中通常使用的TFT基板。图5是示意性地示出实施方式的第一基板中的电极、配线结构的俯视图。作为俯视TFT基板时的构成,可举出在透明基板上设置有如下部件的构成:多条平行的栅极信号线G1、G2;在与栅极信号线正交的方向上延伸,并且相互平行地形成的多条源极信号线S1、S2、S3、S4;与栅极信号线和源极信号线的交点对应地配置的TFT13等有源元件;以及在由栅极信号线和源极信号线划分而成的区域配置为矩阵状的像素电极31等。也可以与栅极信号线G平行地配置有电容配线。
作为上述TFT,适合使用以氧化物半导体形成沟道的TFT。作为上述氧化物半导体,例如能够使用由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Ga-Zn-O)、由铟(In)、锡(Tin)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Tin-Zn-O)、或者由铟(In)、铝(Al)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Al-Zn-O)等。
图5所示的单个像素电极31与第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d重叠配置。因此,在液晶层40被施加电压时,在第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d中,在液晶层40的厚度方向上施加相同大小的电场。
第二基板50具有相对电极51,例如可以是彩色滤光片基板(CF基板)。作为上述彩色滤光片基板,能够使用在液晶显示面板的领域中通常使用的彩色滤光片基板。
作为彩色滤光片基板的构成,可举出在透明基板上设置有形成为格子状的黑矩阵、形成在格子即像素的内侧的彩色滤光片等的构成。上述黑矩阵可以是以与像素的边界重叠的方式按每一个像素形成为格子状,还可以是以沿着短边方向横穿一个像素的中央的方式按每半个像素形成为格子状。通过以与暗线的产生区域重叠的方式形成黑矩阵,能够不易观察到暗线。
相对电极51配置为隔着液晶层40与像素电极31相面对。通过在相对电极51与像素电极31之间形成纵电场,使液晶分子41倾斜,从而能够进行显示。彩色滤光片例如可以是按每一列以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,也可以是以黄色(Y)、红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序配置,还可以是以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、绿色(G)顺序配置。
优选相对电极51为面状电极。相对电极51也可以是透明电极,例如能够由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料或是它们的合金形成。
在本实施方式的液晶显示面板100中,通过以包围液晶层40的周围的方式设置的密封材料80将第一基板30和第二基板50贴合,液晶层40被保持在规定的区域。作为密封材料80,例如能够使用无机填料或有机填料以及含有固化剂的环氧树脂等。
另外,在本实施方式中,也可以使用聚合物支撑取向(PSA:Polymer SustainedAlignment)技术。PSA技术是将含有光聚合性单体的液晶组合物封入到第一基板30与第二基板50之间,然后对液晶层40照射光使光聚合性单体聚合,从而在第一光取向膜71和第二光取向膜72的表面形成聚合物(polymer),通过该聚合物使液晶的初始倾斜(预倾)固定化。
背面侧偏振板20的偏振轴与显示面侧偏振板60的偏振轴可以相互正交。此外,偏振轴既可以是偏振板的吸收轴,也可以是偏振板的透射轴。背面侧偏振板20和显示面侧偏振板60典型地可举出使具有二色性的碘络合物等各向异性材料吸附于聚乙烯醇(PVA)膜并进行取向而成的偏振板。通常,将三乙酰纤维素膜等保护膜层压于PVA膜的两个面后投入实际使用。此外,也可以在背面侧偏振板20与第一基板30之间、以及显示面侧偏振板60与第二基板50之间配置有相位差膜等光学膜。
作为背光源110,只要是发出包含可见光的光的背光源即可,没有特别限定,可以是发出仅包含可见光的光的背光源,也可以是发出包含可见光和紫外光这两者的光的背光源。为了能使液晶显示装置进行彩色显示,优选使用发出白色光的背光源。作为背光源的种类,例如适合使用发光二极管(LED)。此外,在本说明书中,“可见光”是指波长为380nm以上且不到800nm的光(电磁波)。
本实施方式的液晶显示装置除了包括液晶显示面板100和背光源110之外,还包括TCP(带载封装)、PCB(印刷配线基板)等外部电路、视野角扩大膜、亮度提高膜等光学膜、外框(框架)等多个构件,根据构件的不同,有时也可以组装到其它构件。对于已经说明的构件以外的构件没有特别限定,能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的构件,因此省略说明。
接下来,说明通过具备本实施方式的液晶显示面板100而得到的效果。本实施方式的液晶显示面板100由于使用包含多个畴的像素,因而视野角特性优异,并且能抑制暗线的产生,光利用效率高。在使用包含多个畴的像素的情况下,有时会在相互相邻的畴的边界处产生液晶分子41的取向不连续的区域。在这样的区域中,由于无法使液晶分子41在所期望的方向上取向,因此,在显示时无法使光充分透射过,而会被识别为暗部。形成为线状的暗部被称为暗线。当产生暗线时,像素的亮度会下降,因此,液晶显示面板的光利用效率会下降。另外,当暗线在每个像素中产生于不同的位置时,显示的均匀性会下降。对此,本实施方式的液晶显示面板100将像素内的多个畴的取向矢量控制为优选的关系来进行显示。
(1)双重暗线的数量的抑制
在本实施方式的液晶显示面板100中,在存在于一个像素中的3处相邻畴间的边界中的2处相邻畴间的边界处,相互相邻的畴的取向矢量的角度差为90°。从而,能够抑制在像素内产生的双重暗线的数量,提高光利用效率和显示的均匀性。以下说明双重暗线的数量减少的原理。
首先,在图38所示的现有的液晶显示面板400中,在存在于一个像素中的3处相邻畴间的边界中的2处相邻畴间的边界处,相互相邻的畴的取向矢量的角度差为180°。在这种情况下,边界处的液晶指向矢的旋转角度为180°,因此,在边界附近产生了双重暗线。图6对应于相互相邻的畴的取向矢量的角度差为180°的情况,(a)是示意性地示出与相互相邻的2个畴的取向矢量对应的液晶分子的倾斜方位的俯视图,(b)是更详细地示出(a)所示的2个畴中的液晶分子的倾斜方位的放大图,(c)是提取(a)中的沿着箭头A和B存在的液晶分子的倾斜方位来示出的图。在图6的(b)和(c)中,在显示时成为暗部的液晶分子被着色示出。在液晶分子的倾斜方位平行于背面侧偏振板20和显示面侧偏振板60的相互正交的吸收轴中的任意一个吸收轴的情况下,该液晶分子会被识别为暗部。如图6的(b)和(c)所示,在边界附近产生在与边界平行的方向上延伸的2条暗线。这2条暗线被称为双重暗线。
当产生双重暗线时,光利用效率会下降,因此,在背光源的亮度相同的情况下,显示亮度会下降,若为了确保显示亮度而使背光源的亮度更高,则功耗会变大。另外,双重暗线严格来说不是2条独立的暗线,而是具有沿着相邻畴间的边界将X形的暗线压变形那样的形状,由于X形的中心点(交点)的位置不是固定的,因此,位置或大小容易在每个像素中不同。因此,双重暗线使每个像素的光学特性不均匀,其结果是,会降低从面板整个面来观看的情况下的显示的均匀性。双重暗线的产生差别是因为相互相邻的畴的边界部分的取向依赖于相互相邻的畴的取向的关系性等。能够通过设置用于对X形的中心点(交点)进行定位(固定)的结构来防止这种双重暗线的产生差别,例如,通过使用后述的具有与畴边界大致平行延伸的部分的狭缝(中间狭缝)的形状或配置图案,能够使暗线的形状稳定化。
虽然希望的是在像素内产生的双重暗线的数量少,但在图39所示的现有的液晶显示面板400中,在存在于一个像素中的3处相邻畴间的边界中的2处相邻畴间的边界处,相互相邻的畴的取向矢量的角度差为180°,因此,还是会在每个像素中产生2条双重暗线。
相对于此,在本实施方式的液晶显示面板100中,将畴的排列设计为,使得在存在于一个像素中的3处相邻畴间的边界中的2处相邻畴间的边界处,相互相邻的畴的取向矢量的角度差成为90°。即,在第一畴10a与第二畴10b的边界、以及第三畴10c与第四畴10d的边界处,液晶指向矢的旋转角度被控制为90°,双重暗线的产生得到抑制。图7对应于相互相邻的畴的取向矢量的角度差为90°的情况,(a)是示意性地示出与相互相邻的2个畴的取向矢量对应的液晶分子的倾斜方位的俯视图,(b)是更详细地示出(a)所示的2个畴中的液晶分子的倾斜方位的放大图,(c)是提取(a)中的沿着箭头A和B存在的液晶分子的倾斜方位来示出的图。在图7的(b)和(c)中,存在于双重暗线的产生部的液晶分子也被着色示出。根据图7明显可知,若相互相邻的畴的取向矢量的角度差为90°,则与180°的情况相比,液晶分子的倾斜方位平行于背面侧偏振板20和显示面侧偏振板60的相互正交的吸收轴中的任意一个吸收轴的情况较少,能够抑制双重暗线的产生。
在本实施方式的液晶显示面板100中,在存在于一个像素中的3处相邻畴间的边界之中,仅在第二畴10b与第三畴10c的边界处,相互相邻的畴的取向矢量的角度差为180°,因此,每个像素中的双重暗线的产生数量能够被抑制为1条。
(2)双重暗线的实质消除
在本实施方式的液晶显示面板100中,通过在像素电极31设置具有与畴边界大致平行延伸的部分的狭缝,能够使在第二畴10b与第三畴10c的边界处产生的双重暗线也实质上消失。图8是示出了在第二畴与第三畴的边界处配置有狭缝的像素电极的例子的俯视示意图。如图8所示,当在第二畴10b与第三畴10c的边界处配置狭缝(以下也称为“中间狭缝”)33时,在第二畴10b与第三畴10c的边界附近会产生由中间狭缝33引起的电场变形。其结果是,能够将第二畴10b与第三畴10c的边界处的连续的取向变化有意地抑制为90°以下,能够实质上消除双重暗线。另外,通过在中间狭缝33的两侧设置接续部(连接部)34,能够防止像素电极31断成2个。
此外,在本说明书中,“双重暗线的实质消除”是指不会明确地视觉识别到产生了双重暗线,这一概念不仅包含双重暗线全部消失的情况、或者是如构成双重暗线的2条暗线中的1条暗线消失而仅视觉识别到剩下的1条暗线的情况那样消除了双重暗线的状态,而且包含构成双重暗线的2条暗线中的1条暗线难以被视觉识别而仅视觉识别到剩下的1条暗线的状态。在设置有中间狭缝33的情况下,如果中间狭缝33细(狭缝宽度小),则虽然有时达不到使构成双重暗线的暗线消失的程度,但2条暗线中的至少1条暗线变细,从而与在畴边界区域不设置中间狭缝33的情况相比,能得到较高的透射率,因此,能够评价为双重暗线被实质消除。图9是将没有中间狭缝33的情况和具有狭缝宽度为4μm的中间狭缝33的情况下的畴边界区域的透射率的模拟结果进行比较来示出的坐标图。图9的横轴表示沿着图8中的“A-A′”的线上的距中间狭缝33中心的距离。图9的纵轴表示将像素中心部分的透射率设为100%时的相对亮度比。如图9所示,在具有中间狭缝的情况下,虽然暗线有2条,但图9的左侧的第一暗线的宽度大幅变细,距中间狭缝33中心为-3μm附近的透射率大幅改善。另一方面,当中间狭缝33粗(狭缝宽度大)时,虽然双重暗线被消除,但由于剩下的1条暗线的宽度变粗,所以在畴边界区域中还存在与不设置中间狭缝33的情况相比透射率变低的情况。即,中间狭缝33的宽度存在最佳的值,在本实施方式的畴排列中,设置在第二畴10b与第三畴10c的边界处的中间狭缝33的宽度优选是1~8μm,进一步优选是2.5~6μm。
另一方面,图5所示的形状的像素电极31在像素的周围具有电极端缘(电极边缘),但在第二畴10b与第三畴10c的边界处不具有电极端缘,因此,在像素电极31被施加电压时,无法使第二畴10b与第三畴10c的边界附近产生电场变形。
(3)像素的周围的暗线的消除
在像素内产生的暗线不仅有双重暗线,有时也会在像素的周围(电极端缘附近)产生暗线。从提高光利用效率的观点来看,优选使这种暗线也消失。像素的周围的暗线会在液晶指向矢的头部朝向电极端缘(电极边缘)侧的部位产生。在这样的部位,由电极端缘的电场变形所致的液晶分子的取向方向与由电极内的光取向处理所致的取向方向大致相差135°,因此,在这两种取向连续地衔接的过程中,会形成背面侧偏振板20和显示面侧偏振板60的相互正交的吸收轴与液晶分子的长轴平行(或垂直)的部分,这部分被识别为暗线。
作为消除像素的周围的暗线的方法,可举出在像素电极31的至少端部设置微细狭缝(细缝)。根据该方法,能够使像素电极31的端部的液晶分子的取向变形变少,直至更为接近电场端部的位置为止都能使液晶在期望的方向上取向,能抑制暗线的产生。微细狭缝是将在与期望的液晶的取向方向(取向矢量)平行的方向上延伸的狭缝部分和电极部分作为一组并使多组相连而成的。此外,微细狭缝的狭缝部分各自可以比中间狭缝33细,也可以具有与中间狭缝33相同程度的宽度,还可以比中间狭缝33粗。
作为微细狭缝(细缝)的具体例,可举出以下的第一~第四构成。
在第一构成中,在液晶指向矢的头部侧的电极端缘设置微细狭缝。图10是示出了在液晶指向矢的头部侧的电极端缘配置有微细狭缝的像素电极的例子的俯视示意图。
在第二构成中,微细狭缝36不仅设置在电极端缘,还沿着满足畴边界条件A的相邻畴的边界设置,并且,相邻畴的边界由整面电极构成。根据第二构成,由于微细狭缝36所具有的欲使液晶在期望的取向方向上取向的作用,能够抑制畴边界附近的取向变形,在满足畴边界条件A的相邻畴的边界处,取向变化的区域变窄,能够使暗线变细。将相邻畴的边界设为整面电极是为了使电场的倾斜与液晶分子41的取向的倾斜角(极角)成分匹配。此外,在本说明书中,“电场的倾斜”是由于电极密度的变化等而产生的电场的变化,并且具有垂直于基板表面的面内的成分,是指对液晶分子的倾斜角(极角)有影响的电场。相对于此,由微细狭缝(细缝)36产生的电场的变化被称为“电场变形”。微细狭缝36产生与狭缝部分平行的槽状的电位,具有与基板表面平行且与狭缝部分垂直的横电场成分。液晶分子的取向方向由于该横电场成分而发生变化,液晶分子在与狭缝部分平行的方向上取向。
在第三构成中,以从电极端缘朝向电极内侧(中央)提高电极的配置密度的方式设置微细狭缝36。根据第三构成,能够抑制配置有微细狭缝36的区域与未配置微细狭缝36的区域的界面处的不连续的电场变化,使电场平稳地变化,因此,能够提高液晶的响应性能、手指按压复原性能等。而且,能够在像素电极31内形成对液晶层40的施加电压不同的区域,因此,也能得到改善视野角的效果。
在第四构成中,在电极的整个区域设置微细狭缝36。根据第四构成,能够去除像素电极31内的不连续的电场变化,能够提高液晶的响应性能、手指按压复原性能等。
关于第一~第四构成,在图11~17和19~23中示出了给出将电极密度低的区域设置在电极端缘的像素电极的例子的俯视示意图。图11对应于在第二畴与第三畴的边界处将2条中间狭缝33配置成一列的情况。图12和13对应于在第二畴与第三畴的边界处将2条中间狭缝33错开配置的情况。图14对应于在第二畴与第三畴的边界处配置有1条中间狭缝33的情况。
图11~14所示的各像素电极与第一~第四构成的对应关系如下。
图11的(a):第一构成
图11的(b):第一和第二构成
图11的(c):第一和第三构成
图11的(d):第一、第二以及第三构成
图11的(e):第一和第四构成
图12的(a):第一构成
图12的(b):第一和第二构成
图12的(c):第一和第三构成
图12的(d):第一、第二以及第三构成
图12的(e):第一和第四构成
图13的(a):第一构成
图13的(b):第一和第二构成
图13的(c):第一和第三构成
图13的(d):第一、第二以及第三构成
图13的(e):第一和第四构成
图14的(a):第一构成
图14的(b):第一和第二构成
图14的(c):第一和第三构成
图14的(d):第一、第二以及第三构成
图14的(e):第一和第四构成
图15示出了第一和第二构成中的狭缝区域的形状的例子。图16示出了在第四构成中去除了液晶指向矢的尾部侧的整面电极的例子。根据图16所示的像素电极31,能够提高微细狭缝36的效果,进一步提高模式效率。
图17示出了在第四构成中,在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极的例子。图18的(a)是示出了在图17所示的像素电极的第二畴与第三畴的边界附近,沿着长边方向的电极密度的变化的坐标图,图18的(b)是示出了在图16所示的像素电极的第二畴与第三畴的边界附近,沿着长边方向的电极密度的变化的坐标图。如图18的(a)和(b)的坐标图所示,图16所示的像素电极的电极密度以沿着长边方向增加、减少、增加的方式变化,因此,有可能电场的倾斜与液晶分子取向的倾斜角(极角)成分不匹配,而液晶分子的取向变得不稳定。根据图17所示的像素电极,能够在中间狭缝33周边使电极密度朝向中间狭缝33中心单调减少,能够使电场的倾斜与液晶分子取向的倾斜角(极角)成分匹配,使液晶分子的取向稳定化。
图19示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极而设置有电极接续部37的例子。根据图19所示的像素电极,能够防止由于电极断开等而导致的成品率恶化。而且,由于中间狭缝33的长度变短,也会有使暗线的形状稳定化的效果。
图20示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极而在中间狭缝33设置有宽幅部38的例子。图20的(a)所示的像素电极在中间狭缝33的中央设置有宽幅部38。图20的(b)所示的像素电极将电极接续部37和宽幅部38设置了多个。根据图20所示的像素电极,能够使暗线的形状稳定化。
图21示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极而在像素电极的左右将中间狭缝33的位置错开的例子。图21所示的像素电极在左右的中间狭缝33连接的部分设置有宽幅部38。根据图21所示的像素电极,能够使暗线的形状稳定化。
图22示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极而在像素电极的左右将中间狭缝33的位置错开并设置有电极接续部37的例子。图22所示的像素电极在左右的中间狭缝33连接的部分设置有电极接续部37。根据图22所示的像素电极,能够使暗线的形状稳定化。
图23示出了在第四构成中在第二畴与第三畴之间的中间狭缝33周边未设置整面电极而在像素电极的分支部39的延长线上配置有微细狭缝36的例子。根据图23所示的像素电极,能够提高生产成品率。此外,在图23中,仅在第二畴与第三畴之间,在像素电极的分支部39的延长线上配置有微细狭缝36,但通过将在像素电极的分支部39的延长线上配置微细狭缝36的构成设置在3处畴边界部分(第一畴与第二畴之间、第二畴与第三畴之间、以及第三畴与第四畴之间)中的至少一处,能够期待改善成品率的效果。通过如上述构成那样设为狭缝彼此或电极彼此在畴边界部分不相面对的构成,在畴边界部分有整面电极的情况下,能够抑制整面电极的断开,在边界部分没有整面电极的情况下,能得到抑制电极相连的效果。即,能得到抑制畴边界部分的电极形状的缺陷的效果。
接下来,说明针对本实施方式的液晶显示面板100实施的评价试验。
(A)关于分辨率
优选本实施方式的液晶显示面板100的像素密度(分辨率)为90ppi以上。图24是示出了实施方式的液晶显示面板的像素密度(单位:ppi)与模式效率比的关系的坐标图,图25是示意性地示出现有的在像素内具有4个畴的液晶显示面板的液晶层中的液晶分子的倾斜方位的俯视图。在此,模式效率比是指与图25的液晶显示面板300相比时的模式效率(光透射效率),用下式表示。
模式效率比=实施方式的液晶显示面板100的模式效率/图25的液晶显示面板300的模式效率
图24的坐标图是对于实施方式的液晶显示面板100和图25的液晶显示面板300,制作了分别设为35ppi(像素间距:720μm)、71ppi(像素间距:360μm)、106ppi(像素间距:240μm)、141ppi(像素间距:180μm)的样本,并对各样本的模式效率进行测定而创建的。根据图24可知,本实施方式的液晶显示面板100与图25所示的液晶显示面板300相比,分辨率越高,越能得到更高的模式效率比。当像素密度(分辨率)为90ppi以上时,模式效率比为125%(1.25倍)。
(B)关于相邻畴的取向矢量与暗线的关系
为了使模式效率最佳化,用以下方法对畴的取向矢量与在相邻畴间或像素端部产生的暗线的关系进行了评价。
(测定步骤)
1.在将偏振器设定为正交尼克尔,对评价用单元施加了7V的频率为30Hz的方形波的状态下,拍摄像素的显微镜照片。拍摄条件设为,物镜:10倍、ISO灵敏度:ISO200、曝光时间:1/4秒。
2.将拍摄到的图像通过伽玛转换进行转换,以得到灰度级和亮度的直线性。
3.从像素照片中取得像素的长轴方向(垂直于暗线的方向)的亮度分布,提取暗线部分的分布后算出总亮度。
4.对各种暗线进行亮度评价,将畴边界条件A的暗线的亮度设为1来算出相对亮度比。
(评价条件)
·相邻畴的取向矢量的终点彼此相面对并且成90°的角度的情况(畴边界条件A)
·相邻畴的取向矢量的起点彼此相面对并且成180°的角度的情况(畴边界条件B)
■相邻畴的取向矢量的终点彼此相面对并且成180°的角度的情况(畴边界条件C)
■相邻畴的取向矢量的起点彼此相面对并且成90°的角度的情况(畴边界条件D)
■相邻畴的取向矢量的起点与终点相面对并且成90°的角度的情况(畴边界条件E)
■畴的取向矢量的终点朝向像素边缘部的情况(畴边界条件F)
■畴的取向矢量的起点朝向像素边缘部的情况(畴边界条件G)
评价结果见下表1。此外,通过图像处理得到的结果与通过模拟得到的结果大致一致。因此,以下的说明使用通过模拟求出的结果来进行。确认了畴边界条件A和D的暗线最亮,对透射率提高是有效的。另外,在畴的取向矢量的终点朝向像素边缘部的情况下(畴边界条件E),像素边缘部的暗线亮度是与畴边界条件A同等的亮度,在畴的取向矢量的起点朝向像素边缘部的情况下(畴边界条件F),像素边缘部的暗线亮度是畴边界条件A的1.08倍。
[表1]
畴边界条件 | 实测值 | 模拟值 |
A | 1 | 1 |
B | 0.93 | 0.90 |
C | 0.95 | 0.90 |
D | - | 1.00 |
E | - | 1.01 |
F | 1.01 | 1.02 |
G | 1.06 | 1.08 |
(C)关于相邻畴间的中间狭缝33
本发明的发明人发现,通过在像素电极31的暗线正下方的位置设置最佳宽度的狭缝(ITO间隙),会改善暗线的透射率。根据模拟,确认了狭缝的宽度不论太窄还是太宽都得不到改善模式效率的效果,其是有最佳宽度的。在本实施方式的畴排列中,设置在第二畴10b与第三畴10c的边界(畴边界条件B)的中间狭缝33的宽度优选是1~8μm,进一步优选是2.5~6μm。
图26是示出了畴边界条件B和D中的狭缝的宽度与暗线部的透射率(相对透射率比)的关系的坐标图。另外,图27是示出了畴边界条件A、C以及E中的狭缝的宽度与暗线部的透射率(相对透射率比)的关系的坐标图。此外,图26和27的坐标图的纵轴所示的相对透射率比是将没有设置狭缝时的畴边界条件A的暗线部的透射率设为1而将对象畴边界条件中的暗线部的透射率进行了标准化所得到的值。根据图26,在畴边界条件B中,通过设置宽度1~8μm的狭缝,相对透射率比会得到改善,当设置宽度为2.5~6μm的狭缝时,能够使暗线部的透射率成为与没有设置狭缝时的畴边界条件A同等以上的透射率,在设置了宽度为4μm的狭缝的情况下,亮度比成为最高。另外,根据图26,在畴边界条件D中,在0μm<狭缝的宽度≤8μm的范围内有改善效果,在设置了宽度为3.5μm的狭缝的情况下,亮度比成为最高。另一方面,如图27所示,在畴边界条件A、C以及E中,通过设置中间狭缝33(ITO间隙),暗线的透射率下降了。
(D)关于取向图案和狭缝的最佳结构
在本实施方式中,沿着像素的长边方向按顺序配置的第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d被调整为畴边界条件A-B-A的排列。这是为了,通过取向图案与暗线图案的关系、以及设置在暗线下的像素电极的狭缝宽度的最佳化,使模式效率最大化并消除双重暗线,从而得到显示质量的改善。
例如,针对图28的(a)所示的具有畴边界条件A-B-A的排列的像素,若使用上表1所示的模拟结果来求在第二畴10b与第三畴10c的边界处(畴边界条件B)设置有宽度为4μm的中间狭缝33的情况下的暗线部的平均亮度,则根据下式(A)为1.04。
(1.00×2+1.04+1.08×2)/5=1.04 (A)
另一方面,针对图28的(b)所示的具有畴边界条件C-D-C的排列的像素,若使用上表1所示的模拟结果来求暗线部的平均亮度,则根据下述式(B)为0.99。
(0.90×2+1.00+1.08×2)/5=0.99 (B)
如上所述,在具有畴边界条件A-B-A的排列的像素中,通过在第二畴10b与第三畴10c的边界处(畴边界条件B)设置中间狭缝33,双重暗线被实质消除,因此,能改善模式效率。在包含畴边界条件A的宽度细的暗线并且在畴边界条件B的暗线部中设置狭缝的情况下,亮度成为最大。
(E)关于微细狭缝(细缝)36的条件
为了找到微细狭缝36间的电极宽度L与微细狭缝36的宽度S的最佳组合,针对设置有具有图14的(e)所示的形状和配置图案的微细狭缝36的像素电极,分配L和S的条件对模式效率进行测定,并在图29和30中示出评价结果。图29是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝36间的电极宽度(Line)及微细狭缝36的宽度(Space)与模式效率的关系的表格。图30是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝36间的电极宽度(Line)及微细狭缝36的宽度(Space)与模式效率的关系的表格。此外,本评价项目中的模式效率是将Line/Space=2.1μm/3.1μm的情况下的模式效率设为1而进行了标准化时的值。
以图29和30所示的结果为基础创建了图31~34的坐标图。图31是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝36的宽度(Space)与模式效率的关系的坐标图。图32是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝36的宽度(Space)与模式效率的关系的坐标图。图33是示出了像素间距为180μm的情况下的微细狭缝36的间距(Line+Space)与模式效率的关系的坐标图。图34是示出了像素间距为240μm的情况下的微细狭缝36的间距(Line+Space)与模式效率的关系的坐标图。
在图31~34的坐标图中,以经过x轴(微细狭缝36的宽度或间距)方向的最右侧(大的一侧)的测定点的方式画直线,分别求出了得到与没有微细狭缝36时同等的模式效率(像素间距为180μm:74%,像素间距为240μm:82%)的微细狭缝36的宽度(Space)和微细狭缝36的间距(Line+Space)。另外,分别求出了从Line/Space=2.1μm/3.1μm时起的模式效率的下降与没有微细狭缝36时相比成为一半(像素间距为180μm:87%、像素间距为240μm:91%)的微细狭缝36的宽度(Space)和微细狭缝36的间距(Line+Space)。
得到的结果是,在像素间距为180μm的情况下和像素间距为240μm的情况下,微细狭缝36间的电极宽度(Line)和微细狭缝36的宽度(Space)均表现出同样的趋势。即,为了得到比没有微细狭缝36的情况高的模式效率,优选微细狭缝36的宽度(Space)和微细狭缝36的间距(Line+Space)满足下述条件。
微细狭缝36的宽度(Space)≤5.1μm
微细狭缝36的间距(Line+Space)≤11μm
另外,进一步优选微细狭缝36的宽度(Space)和微细狭缝36的间距(Line+Space)满足下述条件,以使从Line/Space=2.1μm/3.1μm时起的模式效率的下降与没有微细狭缝时相比成为一半。
微细狭缝36的宽度(Space)≤4.3μm
微细狭缝36的间距(Line+Space)≤8.3μm
接下来,说明本实施方式的液晶显示面板100的制造方法。本实施方式的液晶显示面板100的制造方法没有特别限定,能够使用在液晶显示面板的领域中通常使用的方法。例如,针对第一光取向膜71和第二光取向膜72的取向处理通过照射紫外光、可见光等光(电磁波)的光取向处理来进行。光取向处理例如能够使用具有对第一光取向膜71和第二光取向膜72照射光的光源、具有能够跨多个像素进行连续的扫描曝光功能的装置来进行。作为扫描曝光的具体形式,例如可举出一边移动基板一边将从光源发出的光线照射到基板面上的形式、以及一边移动光源一边将从该光源发出的光线照射到基板面上的形式、一边移动光源和基板一边将从光源发出的光线照射到基板面上的形式。
以下,说明取向处理的具体例。图35是示出了光取向处理装置的一例的概要图。图35所示的光取向处理装置200对形成在液晶显示面板用基板上的光取向膜进行光取向处理。在图35中示出了形成在第一基板(液晶显示面板用基板)30上的第一光取向膜71,但也能对第二光取向膜72进行处理。光取向处理装置200包含光照射机构280以及载置液晶显示面板用基板30的载台250。
光照射机构280具有:光源220、偏振器230以及旋转调整机构260。光源220和偏振器230可以配置在灯箱270内。光源220的种类没有特别限定,能够使用在光取向处理装置的领域中通常使用的光源。例如能够使用低压汞灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯等。
从光源220照射的光221可以是紫外光、可见光等光(电磁波)等,但优选波长为280nm~400nm。
偏振器230例如从由光源220朝向液晶显示面板用基板30射出的光中取出直线偏振光。此外,偏振轴是指透射过上述偏振器的光的量为最大的方向。作为偏振器230,例如可举出有机树脂系偏振器、线栅偏振器、偏振分束器(PBS:Polarizing beam splitter)等。
作为上述有机树脂系偏振器,例如可举出使聚乙烯醇吸附碘并以片状延伸而成的偏振器等。
作为上述线栅偏振器,例如可举出具有光透射性基材以及形成在上述光透射性基材上的多个金属细线、且上述多个金属细线以比入射到线栅偏振器的光的波长短的周期配置的线栅偏振器。上述金属细线例如由铬等光吸收性的金属材料形成。当使上述线栅偏振器与液晶显示面板用基板30重叠来进行光照射时,液晶分子会在与上述金属细线的延伸方位正交的方位上取向。在偏振器230为上述线栅偏振器的情况下,上述偏振轴是与上述金属细线的延伸方位正交的方位。通过使用金属细线的延伸方位不同的线栅偏振器,能够高效地进行取向分割处理。
作为偏振分束器,例如可举出立方体型、板型的偏振分束器。作为立方体型的PBS,例如可举出2个棱镜的斜面彼此接合且在其中一方斜面上蒸镀有光学薄膜的PBS。
偏振器230可以相对于上述光的照射轴垂直配置。在未将偏振器230相对于上述光的照射轴垂直配置的情况下,有时会由于偏振器230内的波导效应等而对液晶分子的取向有影响。上述光的照射轴是指从光源220朝向液晶显示面板用基板30照射的光221的前进方向。上述偏振器相对于上述光的照射轴垂直配置是指以使光从偏振器的法线方向朝向液晶显示面板用基板照射的方式配置,“垂直”是指上述偏振器的法线与上述光的照射轴所成的角不到0.5°的范围。
也可以在光源220与偏振器230之间具有波长选择滤波器235。经由波长选择滤波器235而照射的光的主波长可以是280~400nm。通过使选择波长为280~400nm,能够使构成第一光取向膜71的表现出光取向性的材料产生结构变化,使其显现出取向限制力。从上述光源照射的光的强度也可以是10~100mJ/cm2。
波长选择滤波器235没有特别限定,能够使用在光取向处理装置的领域中通常使用的波长选择滤波器。作为波长选择滤波器235,例如可举出使对除透射波长以外的波长进行吸收的物质分散在滤波器中而成的波长选择滤波器、在滤波器的表面涂布对除透射波长以外的波长进行反射的物质而成的波长选择滤波器等。
上述光相对于液晶显示面板用基板30的照射角可以是30°~60°。上述照射角由图35的θ1表示,是在将液晶显示面板用基板30的表面设为0°,将液晶显示面板用基板30的法线设为90°的情况下,液晶显示面板用基板30的平面与上述光的照射轴所成的角。
上述偏振器的消光比可以是50:1~500:1。若将对偏振器照射了光的情况下的最大透射率设为Tmax,将使该偏振器旋转了90°的最小透射率设为Tmin,则上述消光比由Tmax:Tmin来表示。上述消光比(将Tmin设为1的情况下的Tmax的值)越高,则越能够取出期望的偏振轴方向的光,因此能够减少液晶分子的倾斜方位的偏差。
旋转调整机构260使偏振器230的偏振轴231旋转,并将液晶显示面板用基板30面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252成为实质上45°。通过使曝光方向253相对于光的照射方向252成为实质上45°,能够在保持使液晶显示面板用基板30的移动方向251与光的照射方向252平行的状态下,通过生产率优异的扫描曝光对液晶显示面板用基板30进行光取向处理。如图35所示,光的照射方向252是指将从光源220照射的光221投影于液晶显示面板用基板30面的情况下的光的行进方向。曝光方向253是指从光源220经由偏振器230而照射到液晶显示面板用基板30面的偏振光的振动方向。在液晶显示面板用基板30的表面上形成的取向膜70对液晶分子赋予的预倾的方位由曝光方向253决定。
旋转调整机构260对偏振轴231的调整例如通过以下的方法来进行。首先,以使偏振轴231相对于光源的照射方向252成为45°的方式设定偏振器230。也将由上述旋转调整机构调整之前的偏振轴的方位称为“45°方位”。接下来,考虑到光相对于液晶显示面板用基板的照射角、取向膜材料的折射率等,基于由几何计算而算出的数据,旋转调整机构260使偏振器230从45°方位旋转而对偏振轴231的方位进行调整。通过旋转调整机构260,能够使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述基板面中的曝光方向一致,使液晶显示面板中的液晶分子的倾斜方位成为期望的角度。此外,若不具有旋转调整机构230而在将偏振轴231保持为固定在45°方位的状态下进行光取向处理,则液晶分子的倾斜方位有时会从45°偏离10°左右。
旋转调整机构260也可以使偏振器230的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转。通过利用旋转调整机构使偏振轴以-15°~+15°的范围旋转,从而即使改变光相对于液晶显示面板用基板30的照射角,也能够调整上述曝光方向253,使液晶分子的倾斜方位成为期望的角度。为了将液晶显示面板用基板面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252成为实质上45°,例如使偏振轴231从上述45°方位旋转+7.55°而设为52.55°。
光取向处理装置200也可以还具有旋转机构264。旋转机构264能够使偏振器230的偏振轴231从45°方位选择实质上45°以及实质上90°中的任意一方而旋转。在将相对于光源的照射方向252按顺时针为45°的方位设为+45°方位的情况下,若使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,则旋转后的偏振轴231相对于上述光的照射方向会成为-45°方位。通过使偏振轴231从上述+45°方位旋转90°,再通过旋转调整机构260进行调整,从而在旋转前后,能够在保持使曝光方向253相对于光的照射方向252成为实质上45°的状态下进行光照射。因此,适于制造如图2所示那样的使液晶分子的倾斜方位互不相同的4个取向区域沿着像素的长边方向配置这一新的取向控制模式的液晶显示面板。而且,能够通过扫描曝光来制造上述新的取向控制模式的液晶显示面板,因此能够大幅提高生产效率。从上述45°方位为实质上45°或者实质上90°是指相对于上述45°方位从45°或者90°分别顺时针旋转或者逆时针旋转15°的角度的范围。上述45°方位、90°方位是指从45°、90°分别±0.5°的范围。
旋转机构264也能够使偏振器230的偏振轴231从上述45°方位旋转实质上45°。若使偏振轴231从上述45°方位旋转45°,则旋转后的偏振轴231与上述光的照射方向平行,因此,也能够进行使偏振器的偏振轴与光的照射方向一致的现有的光取向处理。
载台250是载置液晶显示面板用基板30的载台,在载台250上将液晶显示面板用基板30固定,一边使液晶显示面板用基板30移动或者是一边使光源相对于液晶显示面板用基板30移动,一边照射光。通过进行这种扫描曝光,能够高效地进行光取向处理。另外,由于光相对于液晶显示面板用基板30的照射方向与液晶显示面板用基板30的移动方向或者光源220的移动方向平行,因此,在一个光源的光照射区域内,来自光源的光相对于基板的入射角度大致相同,因而对液晶分子赋予的预倾角(极角)的角度也大致相同。因此,能够抑制光照射区域内的预倾角的偏差,制造显示质量优异的液晶显示面板。光取向处理装置200也可以具有使载台250移动的载台扫描机构和/或使光源220移动的光源扫描机构。上述“平行”包含上述光的照射方向与液晶显示面板用基板30的移动方向或光源220的移动方向所成的角不到5°的范围。
光取向处理装置200也可以除了上述机构之外还具备遮光部件240等。通过一边利用遮光部件240对不照射光的部分进行遮光一边进行光取向处理,能够进行取向分割处理。
若使用上述光取向处理装置,则能够使偏振器的偏振轴相对于光的照射方向的方位与上述液晶显示面板用基板面中的曝光方向一致,从而使液晶显示面板100中的液晶分子41的倾斜方位成为期望的角度。
以下,使用图36来说明使用光取向处理装置200的光取向处理工序的一例。图36是示出了使用光取向处理装置的光取向处理工序的一例的图。图36所示的光取向处理工序是使用具有一个偏振器230的光照射机构280,通过旋转机构264使偏振器230的偏振轴231旋转来进行光取向处理的例子。在图36中,为了说明液晶显示面板用基板30的朝向,在一角示出了切口部,但实际的液晶显示面板用基板30可以不具有切口部。
如图36所示,将液晶显示面板用基板30的移动方向251设为第一方向,将光的照射方向252设为第二方向,使用光照射机构280,经由波长选择滤波器235(未图示)和偏振器230进行第1次光照射。第一方向与第二方向平行。不进行光照射的区域由遮光构件240遮光。偏振器230的偏振轴231被设定为相对于光的照射方向252按顺时针为+45°方位,然后,在通过旋转调整机构260将液晶显示面板用基板30面中的曝光方向253调整为相对于光的照射方向252成为实质上45°之后,进行第1次光照射。接下来,使遮光构件240移动,通过旋转机构264使偏振器230的偏振轴231从上述+45°方位旋转90°而变为相对于光的照射方向252按逆时针为-45°方位之后,通过旋转调整机构260来调整偏振轴231,进行第2次光照射。然后,使基板旋转180°,进一步使遮光构件240移动,在通过旋转机构264使偏振器230从上述-45°方位旋转90°而变为+45°方位之后,通过旋转调整机构260来调整偏振轴231,进行第3次光照射。最后,使遮光构件240移动,通过旋转机构264使偏振器230从上述+45°方位旋转90°而变为-45°方位之后,通过旋转调整机构260来调整偏振轴231,进行第4次光照射。在进行了上述光照射工序的液晶显示面板用基板30中,预倾的方位253按与形成在一个像素中的4个取向区域对应的每个区域而不同。T液晶显示面板用基板30的移动方向251和光的照射方向252在第1~4次光照射中全部相同。另外,在第1~4次光照射中,均通过旋转调整机构260将偏振轴231调整为使得液晶显示面板用基板30面中的曝光方向253相对于光的照射方向252成为实质上45°。
图37的(a)是说明TFT基板(第一基板)的光取向处理的图,图37的(b)是说明CF基板(第二基板)的光取向处理的图,图37的(c)是说明被进行了光取向处理的TFT基板和CF基板的贴合后的状态的图。如图37的(a)所示,TFT基板(第一基板)30在第1~4次光照射中按每个畴改变预倾的方位253来进行光取向处理。另外,如图37的(b)所示,CF基板(第二基板)50也与TFT基板同样地,在第1~4次光照射中按每个畴改变预倾的方位254来进行光取向处理。在将如图37的(a)和(b)所示的那样被进行了光取向处理的TFT基板30和CF基板50贴合后,实施方式的液晶显示面板100所具备的第一畴10a、第二畴10b、第三畴10c以及第四畴10d就完成了。
[附记]
本发明的一个方面是一种液晶显示面板,按顺序具有:第一基板,其具有多个像素电极、以及第一光取向膜;液晶层,其含有液晶分子;以及第二基板,其具有共用电极和第二光取向膜,在上述液晶显示面板中,在定义了以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部为起点、上述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,上述第一光取向膜和上述第二光取向膜以在与单个上述像素电极重叠的显示单位区域内形成上述取向矢量互不相同的多个畴的方式被进行了取向处理,上述多个畴包含沿着上述显示单位区域的长边方向按顺序配置的第一畴、第二畴、第三畴以及第四畴,在俯视上述多个畴时,上述第一畴的取向矢量与上述第二畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系,上述第二畴的取向矢量与上述第三畴的取向矢量具有起点彼此相面对并且相互平行的关系,上述第三畴的取向矢量与上述第四畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系。
也可以是,上述液晶分子在上述液晶层未被施加电压时,相对于上述第一基板和上述第二基板实质上垂直取向,在上述液晶层被施加电压时,以与上述多个畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
也可以是,在上述多个畴中,上述液晶分子的基板间扭曲角为45°以下。
也可以是,上述像素电极在上述第二畴与上述第三畴的边界区域中设置有沿着上述边界区域配置的狭缝、以及将与上述第二畴重叠的区域和与上述第三畴重叠的区域相互连接的连接部。
也可以是,上述狭缝具有与上述像素电极的端缘平行或垂直、或者与源极配线、栅极配线或辅助电容配线平行或垂直的部分。也可以是,上述狭缝具有与上述狭缝的长边部成大致45°的角度、并从上述狭缝的长边部直接延伸的分支部。也可以是,上述狭缝包含至少一处宽幅部分。也可以是,上述狭缝包含上边和/或下边的位置不同的多个区域。也可以是,包含上边和/或下边不同的多个上述狭缝。也可以是,上述狭缝的宽度为1~8μm。
也可以是,上述像素电极至少在端部设置有与上述取向矢量平行的多条微细狭缝。也可以是,上述多条第一微细狭缝具有5.1μm以下的宽度。也可以是,上述多条第一微细狭缝具有4.3μm以下的宽度。也可以是,上述多条第一微细狭缝以11μm以下的周期配置。也可以是,上述多条第一微细狭缝以8.3μm以下的周期配置。
也可以是,上述像素电极在上述第一畴与上述第二畴的边界区域、以及上述第三畴与上述第四畴的边界区域中的至少一方边界区域具有被上述多条微细狭缝的配置区域夹着的整面电极部。
也可以是,上述像素电极在与上述第一畴重叠的区域、与上述第二畴重叠的区域、与上述第三畴重叠的区域、以及与上述第四畴重叠的区域中的至少一个区域内具有电极的配置密度从端部朝向中央变高的结构。
也可以是,上述像素电极在与上述第一畴、上述第二畴、上述第三畴以及上述第四畴重叠的区域设置有上述多条微细狭缝。
也可以是,上述液晶显示面板的像素密度为90ppi以上。
本发明的另一个方面是制造上述液晶显示面板的方法,在上述液晶显示面板的制造方法中,针对上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的上述取向处理包含从光源经由偏振器从倾斜方向照射偏振光,使上述偏振器的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转,将上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的表面中的曝光方向相对于光的照射方向调整为实质上45°方位。
本发明的又一个方面是用于上述液晶显示面板的制造方法的光取向处理装置,上述光取向处理装置包含:至少一个光照射机构,其具有光源、偏振器以及旋转调整机构,从上述光源经由上述偏振器对液晶显示面板用基板照射光;以及载台,其载置上述液晶显示面板用基板,一边使上述液晶显示面板用基板移动,或者一边使光源相对于上述液晶显示面板用基板移动,一边照射光,光相对于上述液晶显示面板用基板的照射方向与上述液晶显示面板用基板的移动方向或上述光源的移动方向平行,上述旋转调整机构使上述偏振器的偏振轴旋转,将上述液晶显示面板用基板面中的曝光方向相对于上述光的照射方向调整为实质上45°方位。
附图标记说明
10、11:像素
10a:第一畴
10b:第二畴
10c:第三畴
10d:第四畴
13:TFT
20:背面侧偏振板
30:第一基板(液晶显示面板用基板)
31:像素电极
33:狭缝(中间狭缝)
34:接续部
36:微细狭缝(细缝)
37:电极接续部
38:宽幅部
39:分支部
40:液晶层
41:液晶分子
41S:起点(液晶指向矢的尾部)
41T:终点(液晶指向矢的头部)
50:第二基板
51:相对电极
60:显示面侧偏振板
71:第一光取向膜
72:第二光取向膜
80:密封材料
100、300、400:液晶显示面板
110:背光源
200:光取向处理装置
220:光源
221:光
230:偏振器
231:偏振轴
235:波长选择滤波器
240:遮光构件
250:载台
251:基板的移动方向
252:光的照射方向
253、254:曝光方向(预倾的方位)
260:旋转调整机构
264:旋转机构
270:灯箱
280:光照射机构
D:漏极
G1、G2:栅极信号线
S1、S2、S3、S4:源极信号线。
Claims (21)
1.一种液晶显示面板,按顺序具有:
第一基板,其具有多个像素电极、以及第一光取向膜;
液晶层,其含有液晶分子;以及
第二基板,其具有共用电极和第二光取向膜,
上述液晶显示面板的特征在于,
在定义了以上述液晶分子的上述第一基板侧的长轴端部为起点、上述第二基板侧的长轴端部为终点的取向矢量时,上述第一光取向膜和上述第二光取向膜以在与单个上述像素电极重叠的显示单位区域内形成上述取向矢量互不相同的多个畴的方式被进行了取向处理,
上述多个畴包含沿着上述显示单位区域的长边方向按顺序配置的第一畴、第二畴、第三畴以及第四畴,
在俯视上述多个畴时,上述第一畴的取向矢量与上述第二畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系,上述第二畴的取向矢量与上述第三畴的取向矢量具有起点彼此相面对并且相互平行的关系,上述第三畴的取向矢量与上述第四畴的取向矢量具有终点彼此相面对并且相互正交的关系。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述液晶分子在上述液晶层未被施加电压时,相对于上述第一基板和上述第二基板实质上垂直取向,在上述液晶层被施加电压时,以与上述多个畴的各取向矢量一致的方式倾斜取向。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板,其特征在于,
在上述多个畴中,上述液晶分子的基板间扭曲角为45°以下。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述像素电极在上述第二畴与上述第三畴的边界区域中设置有沿着上述边界区域配置的狭缝、以及将与上述第二畴重叠的区域和与上述第三畴重叠的区域相互连接的连接部。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述狭缝具有与上述像素电极的端缘平行或垂直、或者与源极配线、栅极配线或辅助电容配线平行或垂直的部分。
6.根据权利要求4或5所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述狭缝具有与上述狭缝的长边部成大致45°的角度、并从上述狭缝的长边部直接延伸的分支部。
7.根据权利要求4~6中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述狭缝包含至少一处宽幅部分。
8.根据权利要求4~7中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述狭缝包含上边和/或下边的位置不同的多个区域。
9.根据权利要求4~7中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
包含上边和/或下边不同的多个上述狭缝。
10.根据权利要求4~9中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述狭缝的宽度为1~8μm。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述像素电极至少在端部设置有与上述取向矢量平行的多条微细狭缝。
12.根据权利要求11所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述多条微细狭缝具有5.1μm以下的宽度。
13.根据权利要求11所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述多条微细狭缝具有4.3μm以下的宽度。
14.根据权利要求11~13中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述多条微细狭缝以11μm以下的周期配置。
15.根据权利要求11~13中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述多条第一微细狭缝以8.3μm以下的周期配置。
16.根据权利要求11~15中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述像素电极在上述第一畴与上述第二畴的边界区域、以及上述第三畴与上述第四畴的边界区域中的至少一方边界区域具有被上述多条微细狭缝的配置区域夹着的整面电极部。
17.根据权利要求11~16中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述像素电极在与上述第一畴重叠的区域、与上述第二畴重叠的区域、与上述第三畴重叠的区域、以及与上述第四畴重叠的区域中的至少一个区域内具有电极的配置密度从端部朝向中央变高的结构。
18.根据权利要求11~17中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
上述像素电极在与上述第一畴、上述第二畴、上述第三畴以及上述第四畴重叠的区域设置有上述多条微细狭缝。
19.根据权利要求1~18中的任意一项所述的液晶显示面板,其特征在于,
像素密度为90ppi以上。
20.一种液晶显示面板的制造方法,是制造权利要求1~19中的任意一项所述的液晶显示面板的方法,
上述液晶显示面板的制造方法的特征在于,
针对上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的上述取向处理包含从光源经由偏振器从倾斜方向照射偏振光,
使上述偏振器的偏振轴从45°方位以-15°~+15°的范围旋转,将上述第一光取向膜和上述第二光取向膜的表面中的曝光方向相对于光的照射方向调整为实质上45°方位。
21.一种光取向处理装置,是用于权利要求20所述的液晶显示面板的制造方法的光取向处理装置,
上述光取向处理装置的特征在于,包含:
至少一个光照射机构,其具有光源、偏振器以及旋转调整机构,从上述光源经由上述偏振器对液晶显示面板用基板照射光;以及
载台,其载置上述液晶显示面板用基板,
一边使上述液晶显示面板用基板移动,或者一边使光源相对于上述液晶显示面板用基板移动,一边照射光,
光相对于上述液晶显示面板用基板的照射方向与上述液晶显示面板用基板的移动方向或上述光源的移动方向平行,
上述旋转调整机构使上述偏振器的偏振轴旋转,将上述液晶显示面板用基板面中的曝光方向相对于上述光的照射方向调整为实质上45°方位。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-151018 | 2017-08-03 | ||
JP2017151018 | 2017-08-03 | ||
PCT/JP2018/028166 WO2019026774A1 (ja) | 2017-08-03 | 2018-07-27 | 液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造方法及び光配向処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110998423A true CN110998423A (zh) | 2020-04-10 |
Family
ID=65233703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880049957.1A Pending CN110998423A (zh) | 2017-08-03 | 2018-07-27 | 液晶显示面板、液晶显示面板的制造方法以及光取向处理装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200225540A1 (zh) |
CN (1) | CN110998423A (zh) |
WO (1) | WO2019026774A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023206534A1 (zh) * | 2022-04-29 | 2023-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素单元、显示基板、显示面板及显示装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116300186A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-06-23 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种显示装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150015817A1 (en) * | 2011-12-28 | 2015-01-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
CN104345500A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 三星显示有限公司 | 液晶显示器 |
WO2017047532A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | シャープ株式会社 | 液晶表示パネル |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106483722B (zh) * | 2015-08-26 | 2019-11-01 | 群创光电股份有限公司 | 液晶显示面板 |
-
2018
- 2018-07-27 US US16/635,743 patent/US20200225540A1/en not_active Abandoned
- 2018-07-27 WO PCT/JP2018/028166 patent/WO2019026774A1/ja active Application Filing
- 2018-07-27 CN CN201880049957.1A patent/CN110998423A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150015817A1 (en) * | 2011-12-28 | 2015-01-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
CN104345500A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 三星显示有限公司 | 液晶显示器 |
WO2017047532A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | シャープ株式会社 | 液晶表示パネル |
CN108027536A (zh) * | 2015-09-17 | 2018-05-11 | 夏普株式会社 | 液晶显示面板 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023206534A1 (zh) * | 2022-04-29 | 2023-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素单元、显示基板、显示面板及显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200225540A1 (en) | 2020-07-16 |
WO2019026774A1 (ja) | 2019-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11086167B2 (en) | Liquid crystal display panel, liquid crystal display panel manufacturing method, and liquid crystal display panel manufacturing device | |
US7684001B2 (en) | Liquid crystal display panel having photo-alignment film and patterned pixel electrodes with micro slits disposed therein, electronic apparatus, and manufacturing method thereof | |
CN108027539B (zh) | 液晶显示面板及其制造方法 | |
US11422412B2 (en) | Liquid crystal panel and method of manufacturing thereof | |
CN110320710B (zh) | 液晶面板及其制造方法 | |
US10884269B2 (en) | Method for manufacturing a liquid crystal display panel comprising performing a photo-alignment treatment using a photo-alignment treatment device having a light irradiation mechanism and a rotation adjustment mechanism | |
US11175538B2 (en) | Liquid crystal display panel and method for manufacturing liquid crystal display panel | |
CN110998423A (zh) | 液晶显示面板、液晶显示面板的制造方法以及光取向处理装置 | |
US11614659B2 (en) | Liquid crystal display panel | |
CN110320715B (zh) | 液晶面板及其制造方法 | |
CN109313369B (zh) | 偏光照射装置以及液晶显示装置的制造方法 | |
JP2010286817A (ja) | 液晶パネルおよび液晶パネルの欠陥修正方法 | |
CN110320711B (zh) | 液晶面板及其制造方法 | |
WO2018225611A1 (ja) | 液晶パネルの製造方法、及び、液晶パネル用基板の光配向処理装置 | |
US11221522B2 (en) | Liquid crystal panel | |
CN114144723B (zh) | 液晶显示装置的制造方法以及液晶显示装置 | |
KR20090055914A (ko) | 노광장치의 편광자 및 이를 이용한 배향방법 | |
WO2012011403A1 (ja) | 液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200410 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |