JP2016173572A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面状の液晶表示装置の初期配向に際して２つの基板間に誤整列が発生するとき、画素のドメインの境界部において発生する表示品質の低下を防止できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、第１の基板と、第１の基板の上に形成されているゲート線及びデータ線と、ゲート線及びデータ線に接続されている画素電極と、画素電極の上に形成されている第１の配向膜と、第１の基板と向かい合う第２の基板と、第２の基板の上に形成されている共通電極と、共通電極の上に形成されている第２の配向膜と、を備え、第１の配向膜の厚さは、第２の配向膜のそれよりも厚い。好ましくは、第１の配向膜は、その表面に形成されている複数の第１の光重合突起を備え、第２の配向膜は、その表面に形成されている複数の第２の光重合突起を備え、第１の光重合突起の密度及び大きさは、第２の光重合突起の密度及び大きさよりも大きい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、現在最も幅広く用いられているフラットパネル表示装置の一つであり、画素電極及び共通電極などの電場生成電極を有する２枚の表示板と、これらの間に挟持されている液晶層と、を備える。

液晶表示装置のうち、液晶分子の長軸が基板の表面と垂直になるように配列された垂直配向液晶表示装置は、広視野角を実現できるので、液晶表示装置の応答速度を高めるべく、液晶分子が複数のドメインにおいて互いに異なる方向にプレチルトを有するように初期配向する種々の方法が提案されている。
初期配向方法のうち、紫外線などの光により重合される前重合体を用いて液晶分子にプレチルトを持たせる方法においては、電場生成電極間に所望の大きさの電圧を印加して前重合体を露光する。

一方、最近、液晶表示装置は大型化される傾向にあり、視聴者の没入度及び臨場感を高めるために曲面状表示装置が開発されている。

このような、特に曲面状の液晶表示装置の初期配向に際して、液晶表示装置の２つの基板の間に誤整列が発生するとき、液晶分子が互いに異なる方向に整列されている複数のドメインの境界部において、液晶分子のプレチルト方向が不規則になり、液晶表示装置の表示品質の低下につながる。

本発明が解決しようとする技術的な課題は、例えば曲面状の液晶表示装置の初期配向に際して２つの基板の間に誤整列が発生するとき、画素のドメインの境界部において発生する表示品質の低下を防止できる表示装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第１の基板と、前記第１の基板の上に形成されているゲート線及びデータ線と、前記ゲート線及びデータ線に接続されている画素電極と、前記画素電極の上に形成されている第１の配向膜と、前記第１の基板と向かい合う第２の基板と、前記第２の基板の上に形成されている共通電極と、前記共通電極の上に形成されている第２の配向膜と、を備え、前記第１の配向膜の厚さは、前記第２の配向膜のそれよりも厚いことを特徴とする。

前記第１の配向膜は、その表面に形成されている複数の第１の光重合突起を備え、前記第２の配向膜は、その表面に形成されている複数の第２の光重合突起を備え、前記複数の第１の光重合突起の密度及び大きさは、前記複数の第２の光重合突起の密度及び大きさよりも大きいことが好ましい。
前記液晶表示装置は、曲面状であることが好ましい。
前記曲面状液晶表示装置の曲率の軸は、前記ゲート線又は前記データ線が伸びている方向のうちの少なくとも一つと平行であることが好ましい。
前記液晶表示装置は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されている液晶層と、前記液晶層内に含まれている紫外線吸収剤を更に備えることが好ましい。

本発明の他の一実施形態による液晶表示装置は、第１の基板と、前記第１の基板の上に形成されているゲート線及びデータ線と、前記ゲート線及びデータ線に接続されている画素電極と、前記画素電極の上に形成されている配向膜と、前記第１の基板と向かい合う第２の基板と、前記第２の基板の上に形成されている共通電極と、を備え、前記共通電極の上には前記配向膜が形成されておらず、前記配向膜は、前記配向膜の表面に形成されている複数の光重合突起を備える。

前記液晶表示装置は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されている液晶層と、前記液晶層内に含まれている紫外線吸収剤を更に備えることが好ましい。

本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法は、相対向する第１の基板及び第２の基板、及び前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されており、複数の液晶分子を含む表示パネルを形成するステップと、前記第１の基板に向かって紫外線を照射して、前記第１の基板の上に第１の配向膜を形成し、前記第２の基板の上に第２の配向膜を形成するステップと、を含み、前記第１の配向膜の厚さは、前記第２の配向膜のそれよりも厚く形成されることを特徴とする。

前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を形成するステップは、前記第１の配向膜は、その表面に形成されている複数の第１の光重合突起を備えるように形成し、前記第２の配向膜は、その表面に形成されている複数の第２の光重合突起を備えるように形成し、前記複数の第１の光重合突起の密度及び大きさは、前記複数の第２の光重合突起の密度及び大きさよりも大きく形成することが好ましい。
前記液晶表示装置の製造方法は、前記配向膜を形成するステップ後に、前記表示パネルに外力を印加して前記表示パネルを曲面化させるステップを更に含むことが好ましい。

前記液晶表示装置の製造方法は、前記第１の基板の上にゲート線又はデータ線を形成するステップを更に含み、前記曲面化させるステップは、前記表示パネルの曲率の軸を前記ゲート線又は前記データ線が伸びている方向のうちの少なくとも一つと平行に形成することが好ましい。

前記表示パネルを形成するステップにおいては、前記液晶層に紫外線吸収剤を含めて前記表示パネルを形成することが好ましい。

本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の製造方法は、相対向する第１の基板及び第２の基板、及び前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されており、複数の液晶分子を含む表示パネルを形成するステップと、前記第１の基板に向かって紫外線を照射して、前記第１の基板の上に配向膜を形成するステップと、を含み、前記配向膜を形成するステップにおいて、前記第２の基板の上には前記配向膜が形成されず、前記配向膜の表面には複数の光重合突起を形成されることを特徴とする。

本発明の実施形態による表示装置及びその製造方法によれば、初期配向された液晶表示装置において表示パネルの曲げ等によって基板間の誤整列が発生し得る場合であっても、第１配向膜に比べて第２配向膜の液晶分子に対する配向力が低いか又は無いので、液晶分子の配向が第１配向膜に隣接する液晶分子の配向により支配され、画素内のドメインの境界部において発生する表示品質の低下を防ぐことができる。

本発明の実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図１の液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ線に沿って切り取った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素電極の基本電極を示す平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の追加ステップを示す図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置における液晶の挙動を説明するための図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置における液晶の挙動を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切り取った断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す図である。 本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の液晶の挙動を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の液晶の挙動を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態による液晶表示装置の基板の表面を示す電子顕微鏡写真である。 （Ａ）、Ｂは、本発明の一実験例の結果を示す電子顕微鏡写真である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、添付図面を参照しながら本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されるものではなく、他の形態に具現化可能である。むしろ、ここで紹介される実施形態は、開示された内容を徹底且つ完全たるものにし、且つ、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。

図中、様々な層及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されている。明細書全体に亘って同一又は類似の構成要素に対しては同じ図面符号を付する。また、層、膜、領域、板などの構成部分が他の構成部分の「上」にあるとした場合、それは、他の構成部分の「真上」にある場合だけではなく、これらの間に更に他の構成部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。

まず、図１〜図３に基づいて、本発明の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図２は、図１の液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ線に沿って切り取った断面図であり、図３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素電極の基本電極を示す平面図である。

図１〜図３を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置は、相対向する第１の表示板１００及び第２の表示板２００と、これらの２枚の表示板１００、２００の間に挟持されている液晶層３、及び表示板１００、２００の外側面に付着されている一対の偏光子（図示せず）を備える。

まず、第１の表示板１００について説明する。
透明ガラス製又はプラスチック製の第１の基板１１０の上にゲート線１２１及び維持電圧線１３１ａ、１３１ｂを含むゲート導電体が形成されている。
ゲート線１２１は、第１のゲート電極１２４ａ、第２のゲート電極１２４ｂ、及び第３のゲート電極１２４ｃを備える。
維持電圧線１３１ａ、１３１ｂは、第１の維持電圧線１３１ａ及び第２の維持電圧線１３１ｂを備える。
第１の維持電圧線１３１ａは、第１の維持電極１３３ａ及び第２の維持電極１３４ａを備え、第２の維持電圧線１３１ｂは、第３の維持電極１３３ｂを備える。

ゲート線１２１及び維持電圧線１３１ａ、１３１ｂの上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０の上には、第１の半導体１５４ａ、第２の半導体１５４ｂ、及び第３の半導体１５４ｃが形成されている。
半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃの上には、複数のオーミックコンタクト部材１６３ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６５ｂ、１６３ｃ、１６５ｃが形成されている。

オーミックコンタクト部材１６３ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６５ｂ、１６３ｃ、１６５ｃ、及びゲート絶縁膜１４０の上には、データ線１７１と、分圧基準電圧線１７２と、第１のソース電極１７３ａ及び第２のソース電極１７３ｂと、第１のドレイン電極１７５ａと、第２のドレイン電極１７５ｂ及び第３のソース電極１７３ｃと、第３のドレイン電極１７５ｃと、を含むデータ導電体が形成されている。
第１のソース電極１７３ａ及び第２のソース電極１７３ｂは、データ線１７１から延出している。
第３のドレイン電極１７５ｃは、分圧基準電圧線１７２から延出する。

分圧基準電圧線１７２はデータ線１７１と平行に伸びて、第１の維持電極１３３ａと重なり合う第１の縦部７２ａと、第３の維持電極１３３ｂと重なり合う第２の縦部７２ｂと、第１の縦部７２ａ及び第２の縦部７２ｂを互いに接続する第３の縦部７２ｃと、第１の縦部７２ａ及び第３の縦部７２ｃを互いに接続する第１の横部７３ａと、第２の縦部７２ｂ及び第３縦部７２ｃを互いに接続する第２の横部７３ｂと、を備える。
前記データ導電体及びその下に配設される半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、並びにオーミックコンタクト部材１６３ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６５ｂ、１６３ｃ、１６５ｃは、１枚のマスクを用いて同時に形成することが好ましい。

第１のゲート電極１２４ａ、第１のソース電極１７３ａ、及び第１のドレイン電極１７５ａは、第１の半導体１５４ａとともに一つの第１の薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）Ｑａをなし、薄膜トランジスタのチャンネルは、第１のソース電極１７３ａと第１のドレイン電極１７５ａとの間の半導体１５４ａに形成される。
同様に、第２のゲート電極１２４ｂ、第２のソース電極１７３ｂ、及び第２のドレイン電極１７５ｂは、第２の半導体１５４ｂとともに一つの第２の薄膜トランジスタＱｂをなし、チャンネルは第２のソース電極１７３ｂと第２のドレイン電極１７５ｂとの間の半導体１５４ｂに形成される。
第３のゲート電極１２４ｃ、第３のソース電極１７３ｃ、及び第３のドレイン電極１７５ｃは、第３の半導体１５４ｃとともに一つの第３の薄膜トランジスタＱｃをなし、チャンネルは第３のソース電極１７３ｃと第３のドレイン電極１７５ｃとの間の半導体１５４ｃに形成される。
第２のドレイン電極１７５ｂは、第３のソース電極１７３ｃに接続されている。

前記データ導電体及び半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃの露出された部分の上には、第１の保護膜１８０ｐが形成されている。第１の保護膜１８０ｐは、窒化ケイ素又は酸化ケイ素などの無機絶縁膜を備える。第１の保護膜１８０ｐは、カラーフィルタ２３０の顔料が露出された半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃの部分に流入することを防ぐ。

第１の保護膜１８０ｐの上には、カラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、隣り合う２本のデータ線に沿って縦方向に伸びている。図示はしないが、第１の表示板１００には、遮光部材（図示せず）が形成されている。
また、カラーフィルタ２３０及び遮光部材のうちの少なくとも一方は、第１の表示板１００ではなく、第２の表示板２００の上に形成される。
カラーフィルタ２３０が第２の表示板２００の上に形成される場合、第１の保護膜１８０ｐの上には有機膜が形成される。

カラーフィルタ２３０の上には、第２の保護膜１８０ｑが形成されている。
第２の保護膜１８０ｑは、窒化ケイ素又は酸化ケイ素などの無機絶縁膜を備える。第２の保護膜１８０ｑは、カラーフィルタ２３０が浮き上がることを防ぎ、カラーフィルタ２３０から流入する溶剤などの有機物による液晶層３の汚染を抑えて画面の駆動時に生成される残像などの不良を防ぐ。
第１の保護膜１８０ｐ及び第２の保護膜１８０ｑには、第１のドレイン電極１７５ａ及び第２のドレイン電極１７５ｂを露出させる第１のコンタクト孔１８５ａ及び第２のコンタクト孔１８５ｂが形成されている。

第２の保護膜１８０ｑの上には、複数の画素電極１９１が形成されている。各画素電極１９１はゲート線１２１を間に挟んで互いに分離されて、ゲート線１２１を中心として列方向に隣り合う第１の副画素電極１９１ａ及び第２の副画素電極１９１ｂを含む。画素電極１９１は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明物質からなる。画素電極１９１は、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム又はその合金などの反射性金属により製作される。

画素電極１９１は、図３に示す基本電極１９９又はその変形を一つ以上備えている。
画素電極１９１の第１の副画素電極１９１ａの全体的な形状は四角形であり、第１の横幹部１９２ａ及び第１の縦幹部１９３ａからなる十字状幹部と、この幹部から延出している複数の微細枝部１９４と、を備える。
画素電極１９１の第２の副画素電極１９１ｂの全体的な形状は四角形であり、第２の横幹部１９２ｂ及び第２の縦幹部１９３ｂからなる十字状幹部と、この幹部から延出している複数の微細枝部１９４と、を備える。

第１の画素ＰＸＡの第１の副画素電極１９１ａの第１の縦幹部１９３ａは、分圧基準電圧線１７２の第１の縦部７２ａと重なり合い、第１の画素ＰＸＡの第２の副画素電極１９１ｂの第２の縦幹部１９３ｂは、分圧基準電圧線１７２の第２の縦部７２ｂと重なり合う。

第１の副画素電極１９１ａ及び第２の副画素電極１９１ｂは、第１のコンタクト孔１８５ａ及び第２のコンタクト孔１８５ｂを介してそれぞれ第１のドレイン電極１７５ａ及び第２のドレイン電極１７５ｂと物理的・電気的に接続されており、第１のドレイン電極１７５ａ及び第２のドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が印加される。このとき、第２のドレイン電極１７５ｂに印加されたデータ電圧のうちの一部は第３ソース電極１７３ｃにより分圧されて、第１の副画素電極１９１ａに印加される電圧の大きさは、第２の副画素電極１９１ｂに印加される電圧のそれよりも大きくなる。

データ電圧が印加された第１の副画素電極１９１ａ及び第２の副画素電極１９１ｂは、第２の表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することにより、２つの電極１９１（即ち、１９１ａ又は１９１ｂ）、２７０の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このようにして決定された液晶分子の方向に応じて、液晶層３を通過する光の輝度が変わる。

第１の基板１１０の画素電極１９１の上には、第１の配向膜１１が形成されている。第１の配向膜１１は光重合物質を含み、光重合物質からなる複数の突起部を備える。

次いで、第２の表示板２００について説明する。

第２の基板２１０の上に共通電極２７０が形成されている。第２の基板２１０の共通電極２７０の上には第２の配向膜２１が形成されている。第２の配向膜２１は光重合物質を含み、光重合物質からなる複数の突起部を備える。
第１の配向膜１１の厚さは、第２の配向膜２１のそれよりも厚い。

上述したように、第１の配向膜１１及び第２の配向膜２１は複数の光重合突起部を備えるが、第１の配向膜１１の複数の光重合突起部の大きさ及び密度は、第２の配向膜２１の複数の光重合突起部の大きさ及び密度よりも大きい。これにより、第１の配向膜１１の厚さは第２の配向膜２１のそれよりも厚くなる。

液晶層３は、複数の液晶分子３１及び紫外線を吸収する複数の粒子３５を含む。
液晶分子３１は負の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子３１は、電場がない状態でその長軸が２枚の表示板１００、２００の表面に対して垂直になるように配列されている。

以下、図３に基づいて、本発明の一実施形態による液晶表示装置の基本電極１９９について説明する。

図３に示すように、基本電極１９９の全体的な形状は四角形であり、横幹部１９２及びこれと直交する縦幹部１９３からなる十字状幹部を備える。また、基本電極１９９は、横幹部１９２及び縦幹部１９３により第１の副領域Ｄａと、第２の副領域Ｄｂと、第３の副領域Ｄｃ及び第４の副領域Ｄｄに分けられ、各副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、複数の第１の微細枝部１９４ａと、複数の第２の微細枝部１９４ｂと、複数の第３の微細枝部１９４ｃ及び複数の第４の微細枝部１９４ｄを備える。

第１の微細枝部１９４ａは、横幹部１９２又は縦幹部１９３から左上方に向かって斜めに伸びており、第２の微細枝部１９４ｂは、横幹部１９２又は縦幹部１９３から右上方に向かって斜めに伸びている。また、第３の微細枝部１９４ｃは、横幹部１９３又は縦幹部１９２から左下方に向かって伸びており、第４の微細枝部１９４ｄは、横幹部１９２又は縦幹部１９３から右下方に向かって斜めに伸びている。

第１乃至第４の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄは、ゲート線１２１ａ、１２１ｂ又は横幹部１９３と略４５°又は１３５°の角度をなす。なお、隣り合う２つの副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄは、互いに直交する。

第１の副画素電極１９１ａ及び第２の副画素電極１９１ｂは、第１のコンタクト孔１８５ａ及び第２のコンタクト孔１８５ｂを介してそれぞれ第１のドレイン電極１７５ａ又は第２のドレイン電極１７５ｂと接続されており、第１のドレイン電極１７５ａ及び第２のドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が印加される。このとき、第１乃至第４の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの辺は、電場を歪ませて液晶分子３１の傾斜方向を決定する水平成分を生成する。

電場の水平成分は、第１乃至第４の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの辺に略平行な方向であり、これにより、液晶分子３１は第１乃至第４の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの辺に略直角方向に傾いて互いに衝突して、微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの長手方向に平行な方向に傾く。一つの画素電極１９１は各々、微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの長手方向が互いに異なる４つの副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを備えるので、第１の画素ＰＸＡの液晶分子３１が傾く方向は略４方向となり、液晶分子３１の配向方向が異なる４つのドメインが液晶層３に形成される。このように液晶分子が傾く方向を多様化してあるので、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。

以下、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に基づいて、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について説明する。
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を示す図である。

まず、図４（Ａ）を参照すると、相対向する第１の表示板１００及び第２の表示板２００の間に、液晶分子３１と、紫外線などの光による重合反応により硬化される単量体などの前重合体３３及び紫外線吸収粒子３５を含む液晶層３を注入する。前重合体３３は、紫外線などの光により重合反応をする反応性メゾゲンである。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、２枚の表示板１００、２００の間に液晶分子３１と、前重合体３３及び複数の紫外線吸収粒子３５を含む液晶層３が注入されている状態で、第１の表示板１００及び第２の表示板２００に形成される電極に電圧を印加して液晶層３に電場を生成する。
すると、液晶層３の液晶分子３１は、その電場に応答して、図３に基づいて上述したように、２段階に亘って微細枝部１９４ａ〜１９４ｄの長手方向に平行な方向に傾き、一つの画素において液晶分子３１が傾く方向は、合計で４方向となる。
このように液晶層３に電場を生成して、ドメイン境界部ＤＢを基準として互いに異なる方向に液晶分子３１を配列した状態で、第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射する。

このように、第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射すると、図４（Ｃ）に示すように、第１の表示板１００側には紫外線などの光が達するが、入射した紫外線などの光は液晶層３を通りながら紫外線吸収粒子３５により少なくとも一部が吸収されて、第２の表示板２００まで残りの一部のみが達する。紫外線吸収粒子３５の紫外線遮断率は、入射する紫外線の８０％以上である。

第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射すると、前重合体３３が重合反応をして、図４（Ｄ）に示すように、第１の表示板１００の表面と隣り合う部分に重合体からなる第１の配向膜１１が形成される。第１の配向膜１１は光重合物質を含み、第１の配向膜１１の表面には複数の第１の光重合突起が形成されている。
また、第２の表示板２００の表面と隣り合う部分に重合体からなる第２の配向膜２１が形成される。第２の配向膜２１は光重合物質を含み、第２の配向膜２１の表面には複数の第２の光重合突起が形成されている。

このとき、第１の配向膜１１は、相対的に多くの紫外線により光重合され、第２の配向膜２１は、相対的に少ない紫外線により光重合される。従って、第１の配向膜１１の複数の第１の光重合突起の大きさ及び密度は、第２の配向膜２１の複数の第２の光重合突起の大きさ及び密度よりも大きく形成される。

このとき、相対的に大きさ及び密度が大きい第１の光重合突起を備える第１の配向膜１１が形成される第１の表示板１００と隣り合う第１の液晶分子３１Ａは、第１の配向膜１１の複数の第１の光重合突起により、液晶層３に電場を加えていない状態でも、互いに異なる４方向にプレチルトをもって配列するように初期配向される。
なお、相対的に大きさ及び密度が小さい第２の光重合突起を備える第２の配向膜２１が形成されている第２の表示板２００と隣り合う第２の液晶分子３１Ｂは、液晶層３に電場を加えていない状態で、第１の液晶分子３１Ａに比べて更に小さいプレチルト角度を有するように配列される。
即ち、第１の液晶分子３１Ａは、第１の表示板１００の表面に対して第１のプレチルト角度を有し、第２の液晶分子３１Ｂは、第２の表示板１００の表面に対して第２のプレチルト角度を有するように初期配向されるが、第１のプレチルト角度は、第２のプレチルト角度よりも大きい。

プレチルト角度は、液晶分子の長手方向の軸と表示パネルの表面に直角な仮想線がなす角度の内の小さい方の角度である。具体的には、液晶分子の小さいプレチルト角度は、液晶分子の長手方向が表示パネルの表面に対して殆ど垂直であることを意味する。

このように、第１の表示板１００側から光を照射して、照射された紫外線などの光の一部が紫外線吸収粒子３５により吸収されて、第２の表示板２００まで達せず、第２の表示板２００には紫外線の一部のみが達するので、第２の表示板２００の第２の配向膜２１の厚さは、第１の表示板１００の第１の配向膜１１のそれよりも薄く、第１の配向膜１１が有する第１の光重合突起の大きさ及び密度は、第２の配向膜２１が有する第２の光重合突起の大きさ及び密度よりも小さい。従って、第２の表示板２００と隣り合う第２の液晶分子３１Ｂは、液晶層３に電場を加えていない状態では、第１の表示板１００と隣り合う第１の液晶分子３１Ａよりも相対的に小さいプレチルト角度を有するように初期配向される、即ち、第２の表示板２００の表面と略垂直をなす方向に配列される。

以下、図５に基づいて、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法の追加ステップについて説明する。
図５は、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法の追加ステップを示す図である。

図５を参照すると、第１の配向膜１１が形成されている第１の表示板１００及び第１の配向膜２１が形成されている第２の表示板２００を形成した後、液晶表示装置に外力を加えて第１の表示板１００及び第２の表示板２００を、有限の曲率を有するように曲げて曲面化させる。曲率の軸は、上述したゲート線又はデータ線が伸びている方向のうちの少なくとも一つと平行である。
このように、表示装置を、有限の曲率を有するように曲げることにより、曲面状液晶表示装置が形成される。

以下、図６及び図７に基づいて、本発明の実施形態による表示装置における液晶の挙動について説明する。図６及び図７は、本発明の実施形態による表示装置における液晶の挙動を説明するための図である。

まず、図６を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は、画素領域の曲げられていない中央部分に配設される第１の画素ＰＸＡと、画素領域の曲げられた両側部の各々に配設される第２の画素ＰＸＢ及び第３の画素ＰＸＣと、を含む。

第１の画素ＰＸＡと、第２の画素ＰＸＢ及び第３の画素ＰＸＣを含む液晶表示装置の液晶分子３１は、第１の基板１１０に形成されている第１の配向膜１１及び第２の基板２１０に形成されている第２の配向膜２１により、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されている。

このとき、第１の配向膜１１が形成されている第１の基板１１０と隣り合うように配置されている第１の液晶分子３１Ａは、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されている。
また、第２の配向膜２１が形成されている第２の基板２１０と隣り合うように配置されている第２の液晶分子３１Ｂは、第２の基板２１０の表面と略垂直になるように配列されている。即ち、第１の液晶分子３１Ａのプレチルト角度は、第２の液晶分子３１Ｂのプレチルト角度よりも大きい。

このため、実際には、相対的に小さいプレチルト角度を有するように初期配向されている第２の液晶分子３１Ｂは、相対的に大きいプレチルト角度を有するように初期配向されている第１の液晶分子３１Ａが傾く方向に沿って傾く。

液晶表示装置に（表示パネルを曲げるような）外力が印加されると、第１の基板１１０及び第２の基板２１０間に誤整列が発生する虞がある。この場合について図７を参照して説明する。

図７を参照すると、画素領域の曲げられていない中央部分に配設された第１の画素ＰＸＡの場合、第１の基板１１０及び第２の基板２１０のドメイン境界部Ｄを中心として互いに誤整列が発生しないが、画素領域の曲げられた両側部の各々に配設された第２の画素ＰＸＢ及び第３画素ＰＸＣの場合は、第１の基板１１０の第１のドメイン境界部Ｄ１及び第２の基板２１０の第２のドメイン境界部Ｄ２が互いに一致せず、その間の位置Ｒでは誤整列が発生する虞がある。

もし、誤整列位置Ｒにおいて、第１の基板１１０と隣り合うように配置されている第１の液晶分子３１Ａ及び第２の基板２１０と隣り合うように配置されている第２の液晶分子３１Ｂが、上述の図５〜図７に示す場合と相違して、従来技術におけるように、同等に強くプレチルトして配列されるならば、誤整列位置Ｒにおいては全く互いに異なる方向に配列されることになり、その結果、誤整列位置Ｒにおける液晶分子３１が傾くプレチルト方向が不規則になり、これにより、液晶分子３１が傾く方向が不規則になる結果、表示品質が低下する虞がある。

しかしながら、上述したように、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、第１の配向膜１１が形成されている第１の基板１１０と隣り合うように配置されている第１の液晶分子３１Ａは、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されており、第２の配向膜２１が形成されている第２の基板２１０と隣り合うように配置されている第２の液晶分子３１Ｂは、第２の表示板２００の表面と略垂直になるように配列されている。
この結果、実際には、誤整列位置Ｒに配設された第２の液晶分子３１Ｂは、第１の配向膜１１によりプレチルトを有するように配列されている第１の液晶分子３１Ａが配列される方向に沿って傾く。

従って、第１の基板１１０と第２の基板２１０との間に誤整列が発生しても、誤整列位置Ｒにおいて発生する液晶分子３１の不規則な挙動が防がれる。これにより、液晶分子３１の不規則な挙動により発生する表示品質の低下が防がれる。

以下、図１とともに、図８及び図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に基づいて、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置及びその製造方法について説明する。

図８は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切り取った断面図であり、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本実施形態による表示装置の製造方法を示す図である。

まず、図１及び図８を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は、図１〜図３に基づいて上述した実施形態による液晶表示装置と略同様である。なお、同じ構成要素についての具体的な説明は省略する。

しかし、本実施形態による液晶表示装置は、図１〜図３に基づいて説明した上述した実施形態による液晶表示装置とは異なり、第１の基板１１０の上には第１の配向膜１１が形成されているが、第２の基板２１０の上には配向膜が形成されていない。
第１の配向膜１１は光重合物質を含み、光重合物質からなる複数の突起部を備える。

次いで、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）を参照すると、本実施形態による液晶表示装置の製造方法は、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に基づいて上述した実施形態による液晶表示装置と略同様である。なお、同じ構成要素についての具体的な説明は省略する。

図９（Ａ）を参照すると、相対向する第１の表示板１００及び第２の表示板２００の間に、液晶分子３１と、紫外線などの光による重合反応により硬化される単量体などの前重合体３３及び紫外線吸収粒子３５を含む液晶層３を注入する。

図９（Ｂ）を参照すると、２つの表示板１００、２００の間に液晶分子３１と、前重合体３３及び複数の紫外線吸収粒子３５を含む液晶層３が注入されている状態で、第１の表示板１００及び第２の表示板２００に形成される電極に電圧を印加し、液晶層３に電場を生成する。
すると、液晶層３の液晶分子３１は、その電場に応答して、図３に基づいて上述したように、２段階に亘って微細枝部１９４ａ〜１９４ｄの長手方向に平行な方向に傾き、一つの画素において液晶分子３１が傾く方向は、合計で４方向となる。
このように、液晶層３に電場を生成して、ドメイン境界部ＤＢを基準に互いに異なる方向に液晶分子３１を配列した状態で、第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射する。

このように、第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射すると、図９（Ｃ）に示すように、第１の表示板１００側には紫外線などの光が達するが、入射した紫外線などの光は、液晶層３を通りながら紫外線吸収粒子３５により吸収されて、第２の表示板２００に略、到達しなくなる。紫外線吸収粒子３５の紫外線遮断率は、入射する紫外線の８０％以上である。

第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射すると、前重合体３３が重合反応をして、図９（Ｄ）に示すように、第１の表示板１００の表面と隣り合う部分に重合体からなる第１の配向膜１１が形成される。第１の配向膜１１は光重合物質を含み、第１の配向膜１１の表面には複数の光重合突起が形成されている。

このとき、第１の配向膜１１が形成される第１の表示板１００と隣り合う第１の液晶分子３１Ａは、液晶層３に電場を加えていない状態でも互いに異なる４方向にプレチルトをもって配列するように初期配向される。これに対し、紫外線吸収粒子３５により紫外線が略、到達せず、配向膜が形成されていない第２の表示板２００と隣り合う第２の液晶分子３１Ｂは、液晶層３に電場を加えていない状態で、第２の表示板２００の表面と略垂直になる方向に配列される。

このように、第１の表示板１００側から光を照射して、照射された紫外線などの光が紫外線吸収粒子３５により吸収されて、第２の表示板２００まで略、到達しないので、第２の表示板２００には光重合物質を含む配向膜が形成されない。このため、第２の表示板２００と隣り合う第２の液晶分子３１Ｂは、液晶層３に電場を加えていない状態で、第２の表示板２００の表面と略垂直になる方向に配列される。

以下、図１０及び図１１に基づいて、本発明の他の一実施形態による表示装置における液晶の挙動について説明する。図１０及び図１１は、本発明の他の一実施形態による表示装置における液晶の挙動を説明するための図である。

図１０を参照すると、画素領域の中央部分に配設される第１の画素ＰＸＡと、画素領域の曲げられた両端部の各々に配設される第２の画素ＰＸＢ及び第３画素ＰＸＣと、を含む液晶表示装置の液晶分子３１は、第１の基板１１０に形成されている第１の配向膜１１により、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されている。

このとき、第１の配向膜１１が形成されている第１の基板１１０と隣り合うように配置されている第１の液晶分子３１Ａは、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されており、配向膜が形成されていない第２の基板２１０と隣り合うように配置されている第２の液晶分子３１Ｂは、第２の表示板２００の表面と略垂直になるように配列されており、実際には、第２の液晶分子３１Ｂは、第１の液晶分子３１Ａが傾く方向に沿って傾く。

図１１を参照すると、液晶表示装置に外力が印加されて第１の基板１１０及び第２の基板２１０間に誤整列が発生する場合について説明する。

図１１を参照すると、第１の画素ＰＸＡの場合、第１の基板１１０及び第２の基板２１０のドメイン境界部Ｄを中心として互いに誤整列が発生しないが、第２の画素ＰＸＢ及び第３画素ＰＸＣの場合は、第１の基板１１０の第１のドメイン境界部Ｄ１及び第２の基板２１０の第２のドメイン境界部Ｄ２は互いに一致せず、その間の位置Ｒでは誤整列が発生する虞がある。

第１の配向膜１１が形成されている第１の基板１１０と隣り合うように配置されている第１の液晶分子３１Ａは、ドメイン境界部Ｄを中心として互いに異なる方向にプレチルトを有するように配向されており、配向膜が形成されていない第２の基板２１０と隣り合うように配置されている第２の液晶分子３１Ｂは、第２の表示板２００の表面と略垂直になるように配列されている。この結果、実際には、誤整列位置Ｒに配設された第２の液晶分子３１Ｂは、第１の配向膜１１によりプレチルトを有するように配列されている第１の液晶分子３１Ａが配列される方向に沿って動く。

従って、第１の基板１１０と第２の基板２１０との間に誤整列が発生しても、誤整列位置Ｒにおいて発生する液晶分子３１の不規則な挙動が防がれる。これにより、液晶分子３１の不規則な挙動により発生する表示品質の低下が防がれる。

以下、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に基づいて、本発明の実施形態による液晶表示装置の実験例について説明する。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、本発明の実験例による基板の表面を示す電子顕微鏡写真である。

本発明の実験例においては、本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法により液晶表示装置を形成した後、形成された液晶表示装置の第１の表示板１００及び第２の表示板２００の表面の電子顕微鏡写真を図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ａ）は、第１の表示板１００の表面を示し、図１２（Ｂ）は、第２の表示板２００の表面を示す。

図１２（Ａ）を参照すると、第１の表示板１００の表面には、複数の光重合突起を備える第１の配向膜１１が形成されていることが分かり、図１２（Ｂ）を参照すると、第２の表示板２００には相対的に大きさ及び密度の小さい光重合突起が形成されていることが分かる。

このように、液晶層３内に紫外線吸収粒子３５を含めた後、第１の表示板１００側から紫外線などの光を照射すると、照射された光のうちの少なくとも一部が紫外線吸収粒子３５により吸収されて、第２の表示板２００には吸収され切れずに残った紫外線吸収粒子３５のみが達して、第２の表示板２００の表面には相対的に大きさ及び密度の小さい光重合物質を含む配向膜が形成されることが分かる。

以下、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に基づいて、本発明の他の一実験例について説明する。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、本発明の他の一実験例の結果を示す電子顕微鏡写真である。

ここでは、既存の液晶表示装置のように、第１の表示板１００及び第２の表示板２００の両方ともに同じ光重合突起を備える配向膜を形成した第１の場合（比較例）と、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、画素電極１９１が形成されている第１の表示板１００には相対的に大きさ及び密度の大きい光重合突起を備える第１の配向膜１１を形成し、共通電極が形成されている第２の表示板２００には相対的に大きさ及び密度の小さい光重合突起を備える第２の配向膜２１を形成した第２の場合（本実験例）に対して、液晶表示装置に外力を印加して（表示パネルを曲げることに相当）第１の表示板１００及び第２の表示板２００の間に誤整列を発生させた後、３つの画素の透過率結果を測定して、その結果を図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す。
図１３（Ａ）は、第１の場合の結果を示し、図１３（Ｂ）は、第２の場合の結果を示す。

図１３（Ａ）を参照すると、既存の液晶表示装置のように、第１の表示板１００及び第２の表示板２００の両方ともに同じ光重合突起を備える配向膜を形成した第１の場合、ドメインの境界部近くの誤整列領域において透過率が低下することが分かる。

一方、図１３（Ｂ）を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、画素電極１９１が形成されている第１の表示板１００には相対的に大きさ及び密度の大きい光重合突起を備える第１の配向膜１１を形成し、共通電極２７０が形成されている第２の表示板２００には相対的に大きさ及び密度の小さい光重合突起を備える第２の配向膜２１を形成した第２の場合、ドメインの境界部近くの誤整列領域においても透過率が低下しないことが分かる。

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置及びその製造方法によれば、画素電極１９１が形成されている第１の表示板１００には相対的に大きさ及び密度の大きい光重合突起を備える第１の配向膜１１を形成し、共通電極２７０が形成されている第２の表示板２００には相対的に大きさ及び密度の小さい光重合突起を備える第２の配向膜２１を形成するか、或いは、第２の配向膜２１を形成しないことにより、誤整列領域においても第２の表示板２００と隣り合うように配置されている液晶分子も第１の表示板１００と隣り合うように配置されている液晶分子が傾く方向に沿って傾くため、ドメインの境界部近くの誤整列領域においても透過率が低下しないことが分かる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれらに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲において定義している基本概念を用いた当業者の色々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

３ 液晶層
１１、２１ 第１、第２配向膜
３１、３１Ａ、３１Ｂ 液晶分子
３３ 前重合体
３５ 紫外線吸収粒子
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ （分圧基準電圧線の）第１、第２、第３縦部
７３ａ、７３ｂ （分圧基準電圧線の）第１、第２横部
１００、２００ 第１、第２表示板
１１０、２１０ 第１、第２基板
１２１、１２１ａ、１２１ｂ ゲート線
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ 第１、第２、第３ゲート電極
１３１ａ、１３１ｂ 第１、第２維持電圧線
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ 第１、第２、第３維持電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ 第１、第２、第３半導体
１６３ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６５ｂ、１６３ｃ、１６５ｃ オーミックコンタクト部材
１７１ データ線
１７２ 分圧基準電圧線
１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ ソース電極
１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ ドレイン電極
１８０ｐ、１８０ｑ 第１、第２保護膜
１８５ａ、１８５ｂ 第１、第２コンタクト孔
１９１ 画素電極
１９１ａ、１９１ｂ 第１、第２副画素電極、
１９２、１９２ａ、１９２ｂ 横幹部
１９３、１９３ａ、１９３ｂ 縦幹部
１９４、１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ 微細枝部
１９９ （画素電極の）基本電極
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ 副領域
ＰＸＡ、ＰＸＢ、ＰＸＣ 画素

Claims (9)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板の上に形成されているゲート線及びデータ線と、
   前記ゲート線及びデータ線に接続されている画素電極と、
   前記画素電極の上に形成されている第１の配向膜と、
   前記第１の基板と向かい合う第２の基板と、
   前記第２の基板の上に形成されている共通電極と、
   前記共通電極の上に形成されている第２の配向膜と、を備え、
   前記第１の配向膜の厚さは、前記第２の配向膜の厚さよりも厚いことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の配向膜は、その表面に形成されている複数の第１の光重合突起を備え、
   前記第２の配向膜は、その表面に形成されている複数の第２の光重合突起を備え、
   前記複数の第１の光重合突起の密度及び大きさは、前記複数の第２の光重合突起の密度及び大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示装置は、曲面状であり、
   前記曲面状液晶表示装置の曲率の軸は、前記ゲート線又は前記データ線が伸びている方向のうちの少なくとも一つと平行であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 第１の基板と、
   前記第１の基板の上に形成されているゲート線及びデータ線と、
   前記ゲート線及びデータ線に接続されている画素電極と、
   前記画素電極の上に形成されている配向膜と、
   前記第１の基板と向かい合う第２の基板と、
   前記第２の基板の上に形成されている共通電極と、を備え、
   前記共通電極の上には前記配向膜が形成されておらず、
   前記配向膜は、前記配向膜の表面に形成されている複数の光重合突起を備えることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されている液晶層と、
   前記液晶層内に含まれている紫外線吸収剤を更に備えることを特徴とする請求項２又は４に記載の液晶表示装置。
6. 相対向する第１の基板及び第２の基板、及び前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入されており、複数の液晶分子を含む表示パネルを形成するステップと、
   前記第１の基板に向かって紫外線を照射して、前記第１の基板の上に第１の配向膜を形成し、前記第２の基板の上に第２の配向膜を形成するステップと、を含み、
   前記第１の配向膜の厚さは、前記第２の配向膜の厚さよりも厚く形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. 前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を形成するステップは、
   前記第１の配向膜は、その表面に形成されている複数の第１の光重合突起を備えるように形成し、
   前記第２の配向膜は、その表面に形成されている複数の第２の光重合突起を備えるように形成し、
   前記複数の第１の光重合突起の密度及び大きさは、前記複数の第２の光重合突起の密度及び大きさよりも大きく形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を形成するステップ後に、前記表示パネルに外力を印加して前記表示パネルを曲面化することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
9. 前記表示パネルを形成するステップは、前記液晶層に紫外線吸収剤を含むように形成することを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
   

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