(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022065790
(43)【公開日】2022-04-28
(54)【発明の名称】液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1337 20060101AFI20220421BHJP
G02F 1/1368 20060101ALI20220421BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1337
G02F1/1368
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020174493
(22)【出願日】2020-10-16
(71)【出願人】
【識別番号】321010863
【氏名又は名称】トライベイル テクノロジーズ， エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(74)【代理人】
【識別番号】100184527
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 賢二
(72)【発明者】
【氏名】吉良 修一
(72)【発明者】
【氏名】東 卓也
【テーマコード（参考）】
2H192
2H290
【Ｆターム（参考）】
2H192JA32
2H290AA73
2H290BB33
2H290BB63
2H290BF13
2H290BF23
(57)【要約】
【課題】表示画像の輝度低下を起こさずに応答速度を向上させた横電界方式の液晶表示装置を得る。
【解決手段】ＴＦＴが配置されたアレイ基板と、色材と遮光領域を有する対向基板と、アレイ基板と対向基板に挟持された液晶層と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の電極との電位差によって横電界を形成する第２の電極と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、対向基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸と平行方向の第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、を有する液晶表示装置において、アレイ基板と対向基板の間に、平面視で第１の電極又は遮光領域と重なり、第１の配向軸と平行方向に延在するように、液晶の配向を制御する畝を配置する。
【選択図】 図２
【解決手段】ＴＦＴが配置されたアレイ基板と、色材と遮光領域を有する対向基板と、アレイ基板と対向基板に挟持された液晶層と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の電極との電位差によって横電界を形成する第２の電極と、アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、対向基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸と平行方向の第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、を有する液晶表示装置において、アレイ基板と対向基板の間に、平面視で第１の電極又は遮光領域と重なり、第１の配向軸と平行方向に延在するように、液晶の配向を制御する畝を配置する。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置であって、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間に平面視で前記第１の電極と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間に平面視で前記第１の電極と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記液晶表示装置は前記画素内に複数の異なる配向方向の領域を備えるマルチドメイン構造を有し、前記畝は前記複数の異なる配向方向の領域の間の前記第１の電極に平面視で重なって配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置であって、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間に平面視で前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間に平面視で前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項4】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に第１の絶縁層が設けられているＦＦＳ方式の構造を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記畝は前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記畝は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記液晶表示装置は、前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に形成され、前記アレイ基板と前記対向基板に挟まれて前記アレイ基板と前記対向基板の間隔を一定範囲に維持するスペーサを有し、
前記畝は前記スペーサが形成される面と同じ面に同じ材質で形成されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記畝は前記スペーサが形成される面と同じ面に同じ材質で形成されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記畝は、前記アレイ基板と前記対向基板の間隔であるセルギャップの方向の高さが前記セルギャップの大きさ以下であり、かつ前記セルギャップの大きさの半分以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項9】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置であって、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に平面視で前記第１の電極と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように設けられ、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に平面視で前記第１の電極と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように設けられ、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項10】
前記液晶表示装置は前記画素内に複数の異なる配向方向の領域を備えるマルチドメイン構造を有し、前記溝は前記複数の異なる配向方向の領域の間の前記第１の電極に平面視で重なって配置されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置であって、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に平面視で前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように設けられ、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に平面視で前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように設けられ、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項12】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に第１の絶縁層が設けられているＦＦＳ方式の構造を有することを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項13】
前記溝は前記第１の絶縁層を掘り込んで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項14】
前記溝は前記第１の電極及び前記第２の電極よりも前記液晶層から遠い位置に配設された第２の絶縁層を掘り込んで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項15】
前記溝は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に設けられることを特徴とする請求項９～１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項16】
前記第１の配向軸と前記第２の配向軸はラビング処理あるいは光配向処理によって形成されることを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項17】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に形成され、前記アレイ基板と前記対向基板に挟まれて前記アレイ基板と前記対向基板の間隔を一定範囲に維持するスペーサと、
前記スペーサが形成された面に、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有し、
前記畝は前記スペーサと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面又は前記対向基板の前記液晶層に対向する面に形成され、前記アレイ基板と前記対向基板に挟まれて前記アレイ基板と前記対向基板の間隔を一定範囲に維持するスペーサと、
前記スペーサが形成された面に、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する畝と、
を有し、
前記畝は前記スペーサと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項18】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記第１の電極に電圧を印加する第１の配線と、
前記第１の電極と前記第１の配線の間に配設される第１の絶縁層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に設けられ、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有し、
前記溝は、前記第１の絶縁層を掘り込んで形成され前記第１の電極と前記第１の配線を接続する第１のコンタクトホールと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記第１の電極に電圧を印加する第１の配線と、
前記第１の電極と前記第１の配線の間に配設される第１の絶縁層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に設けられ、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有し、
前記溝は、前記第１の絶縁層を掘り込んで形成され前記第１の電極と前記第１の配線を接続する第１のコンタクトホールと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項19】
マトリクス状に配置された複数の画素によって画像を表示する表示領域を備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する第２の配線と、
前記第２の電極と前記第２の配線の間に配設される第２の絶縁層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に設けられ、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有し、
前記溝は、前記第２の絶縁層を掘り込んで形成され前記第２の電極と前記第２の配線を接続する第２のコンタクトホールと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記液晶表示装置は、
前記複数の画素に対応してＴＦＴが配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、前記複数の画素に対応して色材と遮光領域を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に前記複数の画素に対応して設けられ、前記第１の電極との電位差によって前記アレイ基板の基板面と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する第２の配線と、
前記第２の電極と前記第２の配線の間に配設される第２の絶縁層と、
前記アレイ基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、
前記対向基板の前記液晶層に接する面に設けられ、前記第１の配向軸と平行方向であって前記液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、
前記アレイ基板の前記液晶層に対向する面に設けられ、平面視で前記第１の電極又は前記遮光領域と重なって前記第１の配向軸と平行方向に延在するように形成され、前記液晶の配向を制御する溝と、
を有し、
前記溝は、前記第２の絶縁層を掘り込んで形成され前記第２の電極と前記第２の配線を接続する第２のコンタクトホールと同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記第１の配向軸と前記第２の配向軸はラビング処理あるいは光配向処理によって形成されることを特徴とする請求項１７～１９のいずれか１項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】
この開示は、横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
表示デバイスとして広く用いられている液晶表示装置においては、近年、視野角特性に優れている横電界方式の液晶表示装置の使用が多くの用途で広がっている。横電界方式とは液晶表示装置の基板面に平行である横電界によって液晶を駆動させる方式であり、代表的なものにはＦｌｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式（以下、ＦＦＳ方式とする）やＩｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式がある。これら横電界方式では液晶分子が基板面に平行な状態で回転動作するため、基板面に対し垂直方向に動く従来のＴｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ方式のような縦電界方式と比較して視野角が広い利点を有する。しかしその一方で電界の変化に対して液晶が配向する時間が遅く、応答速度にすぐれないという課題がある。
【0003】
液晶の応答速度に関する対応とし、特許文献１においては、液晶表示装置を構成するアレイ基板の液晶層側もしくは対向基板の液晶層側に、液晶の配向を制御する突起を配置し、液晶の応答速度を向上させる技術が記載されている。
また、液晶の配向を制御する突起について、特許文献２においては、Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式の液晶表示装置において、対向基板の液晶と対向する面に設けられた色材に配向を制御する突起を設け、ラビング処理の代替とすることによってラビング工程を省略し、ラビング工程で発生する不良を低減する技術が記載されている。
また、液晶の配向を制御する突起について、特許文献２においては、Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式の液晶表示装置において、対向基板の液晶と対向する面に設けられた色材に配向を制御する突起を設け、ラビング処理の代替とすることによってラビング工程を省略し、ラビング工程で発生する不良を低減する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１６／１９４２６９号
【特許文献2】特開２００３－２７９９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１においては、突起はアレイ基板もしくは対向基板のブラックマトリクスが開口して光を透過する開口領域内に配置されている。その一方で、横電界方式は、液晶が駆動しない領域は遮光状態となるノーマリーブラックの方式であり、突起を配置した領域については電界の有無にかかわらず常に透過率が悪化する。このため特許文献１に示される構成を横電界方式の液晶表示装置に適用した場合、応答速度は向上するものの表示画像の輝度の低下を招くという課題がある。
また、特許文献２においては、ラビング処理のない状態では電界がかけられていないときに突起上の液晶の配向が制御されないため、黒表示時の輝度が高くなる課題がある。
また、特許文献２においては、ラビング処理のない状態では電界がかけられていないときに突起上の液晶の配向が制御されないため、黒表示時の輝度が高くなる課題がある。
【0006】
本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、表示画像の輝度低下を起こさずに応答速度を向上させた横電界方式の液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る液晶表示装置は、複数の画素によって表示領域に画像を表示する液晶表示装置にあって、ＴＦＴが配置されたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置され、色材と遮光領域を有する対向基板と、アレイ基板と対向基板に挟持される液晶からなる液晶層と、アレイ基板の液晶層に対向する面に設けられ、スリット形状を有する第１の電極と、アレイ基板の液晶層に対向する面に設けられ、第１の電極との電位差によってアレイ基板と平行方向の電界を形成する第２の電極と、
アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、対向基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸と平行方向であって液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、アレイ基板と対向基板の間に平面視で第１の電極と重なって第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、液晶の配向を制御する畝と、を有するものである。
アレイ基板の液晶層に接する面に設けられ、液晶の配向方向を制御する第１の配向軸が形成された第１の配向膜と、対向基板の液晶層に接する面に設けられ、第１の配向軸と平行方向であって液晶の配向方向を制御する第２の配向軸が形成された第２の配向膜と、アレイ基板と対向基板の間に平面視で第１の電極と重なって第１の配向軸と平行方向に延在するように配置され、液晶の配向を制御する畝と、を有するものである。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、アレイ基板と対向基板の間に平面視で第１の電極と重なって第１の配向膜の配向軸と平行方向に延在するように液晶の配向を制御する畝を配置したので、表示画像の輝度低下を起こすことなく、応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１の液晶表示装置の分解斜視図である。
【図2】実施の形態１の液晶表示装置の画素の平面図である。
【図3】実施の形態１の液晶表示装置の画素の断面図である。
【図4】従来の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図5】従来の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図6】従来の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図7】実施の形態１の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図8】実施の形態１の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図9】実施の形態１の液晶表示装置の画素の一部を拡大した平面図および断面図である。
【図10】実施の形態１の液晶表示装置の画素の平面図である。
【図11】実施の形態１の液晶表示装置の画素の平面図である。
【図12】実施の形態２の液晶表示装置の画素の平面図である。
【図13】実施の形態２の液晶表示装置の画素の断面図である。
【図14】実施の形態２の液晶表示装置の変形例の画素の平面図である。
【図15】実施の形態２の液晶表示装置の変形例の画素の断面図である。
【図16】実施の形態１の液晶表示装置の変形例の画素の断面図である。
【図17】実施の形態３の液晶表示装置の画素の平面図である。
【図18】実施の形態３の液晶表示装置の画素の断面図である。
【図19】実施の形態３の液晶表示装置の変形例の画素の平面図である。
【図20】実施の形態３の液晶表示装置の変形例の画素の断面図である。
【図21】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の画素の平面図である。
【図22】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図23】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図24】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図25】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図26】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図27】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図28】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図29】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【図30】実施の形態３の液晶表示装置のアレイ基板の製造工程における画素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略されている。
【0011】
実施の形態１
＜実施の形態１の構成＞
図１は本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の構成を示す分解斜視図である。液晶表示装置１０１は液晶パネル１０２とバックライト１０３を重ね合わせ、液晶パネル１０２の表示領域１０２ａにマトリクス状に配置される複数の画素１０４によって画像を表示する構造となっている。さらに液晶パネル１０２はアレイ基板１と対向基板２が液晶層３を挟持して貼り合わされる構造となっている。アレイ基板１の表示領域１０２ａに対応する領域には画素１０４毎に対応してスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔａ）と液晶層３の液晶を駆動させる電界を発生させる電極（図示しない）が配置されている。また、表示領域１０２ａより外側の額縁領域１０２ｂには信号入力端子１０５が設けられている。信号入力端子１０５に入力された電気信号によってＴＦＴから電極に電位が印加された際に、電極間の電位差によって発生した電界によって液晶層３を構成する液晶分子が配向する。そして液晶分子の配向によって画素１０４毎に液晶層３の透過と遮光が切り替えられるように制御される。また、対向基板２の表示領域１０２ａに対応する領域には画素１０４毎に対応してＲＧＢ等の色を有する色材及び各画素１０４の間を遮光するブラックマトリクスが配置される。バックライト１０３から出射された照明光が画素１０４毎に透過と遮光が切り替えられた液晶層３と色材とを通過することによって、画素１０４が所望の色の画素として視認され、表示領域１０２ａに画像が表示される。本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１はＴＦＴを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置とするが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子を用いたものでもよい。なおバックライト１０３については従来のものと同様のため説明を省略し、以降の説明では液晶パネル１０２について説明する。
＜実施の形態１の構成＞
図１は本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の構成を示す分解斜視図である。液晶表示装置１０１は液晶パネル１０２とバックライト１０３を重ね合わせ、液晶パネル１０２の表示領域１０２ａにマトリクス状に配置される複数の画素１０４によって画像を表示する構造となっている。さらに液晶パネル１０２はアレイ基板１と対向基板２が液晶層３を挟持して貼り合わされる構造となっている。アレイ基板１の表示領域１０２ａに対応する領域には画素１０４毎に対応してスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔａ）と液晶層３の液晶を駆動させる電界を発生させる電極（図示しない）が配置されている。また、表示領域１０２ａより外側の額縁領域１０２ｂには信号入力端子１０５が設けられている。信号入力端子１０５に入力された電気信号によってＴＦＴから電極に電位が印加された際に、電極間の電位差によって発生した電界によって液晶層３を構成する液晶分子が配向する。そして液晶分子の配向によって画素１０４毎に液晶層３の透過と遮光が切り替えられるように制御される。また、対向基板２の表示領域１０２ａに対応する領域には画素１０４毎に対応してＲＧＢ等の色を有する色材及び各画素１０４の間を遮光するブラックマトリクスが配置される。バックライト１０３から出射された照明光が画素１０４毎に透過と遮光が切り替えられた液晶層３と色材とを通過することによって、画素１０４が所望の色の画素として視認され、表示領域１０２ａに画像が表示される。本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１はＴＦＴを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置とするが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子を用いたものでもよい。なおバックライト１０３については従来のものと同様のため説明を省略し、以降の説明では液晶パネル１０２について説明する。
【0012】
図２は本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２に形成された画素１０４を示す平面図であり、図３は図２のＡ－Ａ断面を示す断面図である。ここで本実施の形態１の液晶パネル１０２は横電界方式の一種であるＦＦＳ方式の液晶パネルである。図２は一つの画素１０４のみを示しているが、表示領域１０２ａにはこの画素１０４がマトリクス状に複数配置されている。液晶パネル１０２には、アレイ基板１と、対向基板２とが液晶層３を介して互いに対向して配置されている。
【0013】
本実施の形態１はＦＦＳ方式を採用するため、アレイ基板１においては、ガラス基板４の液晶層３に対向する面に第１の電極である対向電極６と第２の電極である画素電極５が第１の絶縁層である絶縁層８を介して積層形成されている。また、対向電極６はスリット７によって電極と開口部が交互に形成されたスリット電極であり、一方、画素電極５はベタ状の電極となっている。図２及び図３では示していないが、対向電極６は絶縁層８に設けられた第１のコンタクトホールであるコンタクトホール１７を介してさらにガラス基板４に近い層に配設された第１の配線であるコモン配線３０に接続され、コモン配線３０よりコモン電圧が印加される。また図２及び図３では示していないが画素電極５はさらにガラス基板４に近い層に配設されたＳｉＮ膜２７及び有機膜２８からなる第２の絶縁層に設けられた第２のコンタクトホールであるコンタクトホール２９を介してさらにその下層の第２の配線である信号配線２３に接続され、信号配線２３より画素電圧が印加される。画素電極５と対向電極６は例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の透明導電膜からなる透明電極である。
【0014】
さらに図２及び図３では示していないがアレイ基板の１液晶層３と接する面には第１の配向膜である配向膜が形成されている。配向膜には例えばラビング処理や光配向処理などの配向処理が施されており、配向処理の向きによって画素電極５と対向電極６に電圧が印加されず電界が生じていないときの液晶層３を構成する液晶分子の配向方向が決められる。ラビング処理とはラビング布と呼ばれるシートを一定方向に擦りつけることによって配向膜表面に筋状の凹凸を形成する処理であり、光配向処理とは配光膜に直線偏光の紫外線を照射し、配向膜に異方性を持たせる処理である。これらの配向処理の向きを配向軸と呼び、本実施の形態１においては図２で示すように、第１の配向軸である配向軸１４が紙面右から左の方向になるように配向処理がなされている。なおこの配向処理はラビング処理あるいは光配向処理以外のものであってもよい。そして対向電極６及びスリット７は、延在する方向をスリット方向１５としたときに、スリット方向１５が配向軸１４に対して角度θを有し、異なる方向であるように、すなわち平行ではないように形成されている。これはスリット方向１５が配向軸１４に対して平行であると電界が発生して液晶が回転動作する際の回転方向が一方向に定まらず、逆方向に回転する可能性が生じるためである。角度θは横電界方式では一般的に５～１５°程度の角度で設定される。
【0015】
対向基板２においては、ガラス基板９の液晶層３と対向する面にブラックマトリクス１０と色材１１が形成され、更にその液晶層３に近い側にオーバーコート１２が形成されている。ブラックマトリクス１０は、各画素間の境界部や配線、ＴＦＴを遮光するために、遮光性を有する樹脂で形成される。色材１１は画素１０４毎にＲＧＢ（赤、緑、青）などの色を有する樹脂で形成される。オーバーコート１２はブラックマトリクス１０及び色材１１を保護する役割を持ち、透明な樹脂で形成される。図示しないがさらにオーバーコート１２の液晶層３と接する面には第２の配向膜である配向膜がアレイ基板１と同様に形成され、第２の配向膜にはアレイ基板１の配向軸１４と平行の方向、すなわち同方向もしくは１８０°逆方向に第２の配向軸が形成されるように配向処理がなされている。
【0016】
さらにアレイ基板１及び対向基板２のそれぞれの液晶層３と対向しない側の面には互いに直行する方向の偏光軸を有する偏光板（図示しない）が貼り付けられる。
ここで、本実施の形態１においては、アレイ基板１の液晶層３と対向する側の面に帯状の突起である畝１３が形成される。畝１３は例えばＵＶ硬化性樹脂などの材料が用いられ、パターン露光によって形成される。畝１３は図２に示すように平面視で対向電極６に重なり、かつ配向軸１４と平行に延在するように形成される。
ここで、本実施の形態１においては、アレイ基板１の液晶層３と対向する側の面に帯状の突起である畝１３が形成される。畝１３は例えばＵＶ硬化性樹脂などの材料が用いられ、パターン露光によって形成される。畝１３は図２に示すように平面視で対向電極６に重なり、かつ配向軸１４と平行に延在するように形成される。
【0017】
＜実施の形態１の動作＞
次に本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１を構成する液晶パネル１０２の表示動作について説明する。説明にあたり、まず前提技術として畝１３を有さない従来の液晶パネルの表示動作を説明する。図４ａ、５ａ、６ａはそれぞれ従来の液晶パネルの画素１０４の一部を示す平面図であり、図４ａは電界がかけられる前の初期状態、図５ａは電界がかけられて液晶層３の液晶分子１８が配向した状態、図６ａは電界が消滅し、液晶分子１８が初期状態に戻った状態を示している。また、配向処理の配向軸１４は紙面右から左の方向に設定されている。図４ｂ、５ｂ、６ｂはそれぞれ図４ａ、５ａ、６ａのＢ－Ｂ断面の一部を示す断面図である。液晶分子１８は例えば図４～６に示すように扁長楕円体の形状であり、正の誘電異方性を有する場合は、電界をかけられたときに長軸方向が電界の向きと平行となる方向に向かって回転する。液晶分子１８が回転する角度は電界の強さによって設定することができる。以下では液晶分子１８の向きとは長軸方向の向きを示すものとする。液晶分子１８の内、平面視で、スリット７と重なる領域にあるものを液晶分子１８ａ、スリット７と対向電極６の境界の領域にあるものを液晶分子１８ｂ、対向電極６の幅方向に対し中央付近にあるものを液晶分子１８ｃとする。なお図４ａ、５ａ、６ａ、４ｂ、５ｂ、６ｂにおいて液晶分子１８は向きを示すために大きく記載しており、実際の画素１０４との相対的な大きさとは異なるものである。
次に本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１を構成する液晶パネル１０２の表示動作について説明する。説明にあたり、まず前提技術として畝１３を有さない従来の液晶パネルの表示動作を説明する。図４ａ、５ａ、６ａはそれぞれ従来の液晶パネルの画素１０４の一部を示す平面図であり、図４ａは電界がかけられる前の初期状態、図５ａは電界がかけられて液晶層３の液晶分子１８が配向した状態、図６ａは電界が消滅し、液晶分子１８が初期状態に戻った状態を示している。また、配向処理の配向軸１４は紙面右から左の方向に設定されている。図４ｂ、５ｂ、６ｂはそれぞれ図４ａ、５ａ、６ａのＢ－Ｂ断面の一部を示す断面図である。液晶分子１８は例えば図４～６に示すように扁長楕円体の形状であり、正の誘電異方性を有する場合は、電界をかけられたときに長軸方向が電界の向きと平行となる方向に向かって回転する。液晶分子１８が回転する角度は電界の強さによって設定することができる。以下では液晶分子１８の向きとは長軸方向の向きを示すものとする。液晶分子１８の内、平面視で、スリット７と重なる領域にあるものを液晶分子１８ａ、スリット７と対向電極６の境界の領域にあるものを液晶分子１８ｂ、対向電極６の幅方向に対し中央付近にあるものを液晶分子１８ｃとする。なお図４ａ、５ａ、６ａ、４ｂ、５ｂ、６ｂにおいて液晶分子１８は向きを示すために大きく記載しており、実際の画素１０４との相対的な大きさとは異なるものである。
【0018】
まず画素電極５と対向電極６に電圧が印加されず、電界が生じていない状態において、液晶分子１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、図４に示すように配向軸１４と平行方向に向いている。ＦＦＳ方式はノーマリーブラック方式であり、電界がかけられていない時は液晶層３が光を透過しない遮光状態となっている。
【0019】
次にＴＦＴに信号が入力されると、画素電極５に信号電圧が印加され、対向電極６にコモン電圧が印加される。このとき画素電極５と対向電極６の間に信号電圧とコモン電圧によって電位差が生じ、アレイ基板１の基板面に平行でかつスリット７と直行する方向に電界が発生する。そして液晶分子１８は正の誘電異方性を有するため、電界の方向に対して液晶分子１８の向きが沿う方向に向けて回転する。これを図５に示す。ＦＦＳ方式を含む横電界方式においては、直行するように配置した２枚の偏光板の偏光軸に対して液晶分子１８の向きが４５°の角度を成すときに液晶層３が最大の透過率となる。本実施の形態１では２枚の偏光板の偏光軸はそれぞれ図５ａにおいて紙面上下及び左右の方向に設定しているため、液晶分子１８ａが紙面において４５°まで回転するように電界の強さを制御することにより最大の透過率を得ることができる。
しかしながら対向電極６の隣接する２つのスリット７に挟まれた領域は、その両側のスリット７に向かって逆方向の電界が発生する境界部となっているため、電界が弱い領域が発生する。従ってスリット７に重なって位置する液晶分子１８ａが紙面に対し４５°まで回転するのに対し、対向電極６の中央部に位置する液晶分子１８ｃや対向電極６のスリット７に近い端部に位置する液晶分子１８ｂの向きは紙面に対し４５°に至らない。この結果、対向電極６上には透過率が低い領域が発生することとなる。
しかしながら対向電極６の隣接する２つのスリット７に挟まれた領域は、その両側のスリット７に向かって逆方向の電界が発生する境界部となっているため、電界が弱い領域が発生する。従ってスリット７に重なって位置する液晶分子１８ａが紙面に対し４５°まで回転するのに対し、対向電極６の中央部に位置する液晶分子１８ｃや対向電極６のスリット７に近い端部に位置する液晶分子１８ｂの向きは紙面に対し４５°に至らない。この結果、対向電極６上には透過率が低い領域が発生することとなる。
【0020】
続いてＴＦＴに信号が入力され、画素電極５に印加された信号電圧と対向電極６に印加されたコモン電圧が切られると、画素電極５と対向電極６の間の電位差がなくなり、電界が消滅する。このとき液晶分子１８は図６に示すように配向軸１４に平行であった初期状態の向きに戻るように回転し、液晶層３は再び光を透過しない遮光状態となる。
【0021】
従来の液晶パネルは上述したように液晶分子１８の配向を制御して液晶層３の遮光と透過を切り替えるが、一般的に液晶分子１８が基板面に平行な状態で回転動作する横電界方式は、他の液晶駆動方式と比較して応答速度が遅いこと、すなわち信号を入力してから液晶１８が配向するまでの時間が長いことが課題となっている。これは液晶層３に電界を発生させる画素電極５及び対向電極６がアレイ基板１のみに形成されているため、液晶層３の層内でアレイ基板１から対向基板２に向かって遠くなるにしたがって電界が弱くなり、それに伴って液晶分子１８を配向させる力が弱まるためである。
【0022】
次に本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２の表示動作を説明する。図７ａ、８ａ、９ａはそれぞれ本実施の形態１に係る液晶パネル１０２の画素１０４の一部を示す平面図であり、図７ａは電界がかけられる前の初期状態、図８ａは電界がかけられて液晶分子１８が配向した状態、図９ａは電界が消滅し、液晶分子１８が初期状態に戻った状態を示している。また、配向処理の配向軸１４は紙面右から左の方向に設定されている。図７ｂ、８ｂ、９ｂはそれぞれ図７ａ、８ａ、９ａのＢ－Ｂ断面の一部を示す断面図である。なお図７ａ、８ａ、９ａ、７ｂ、８ｂ、９ｂにおいて液晶分子１８は向きを示すために大きく記載しており、実際の画素１０４との相対的な大きさとは異なるものである。
本実施の形態１においては前述した従来の液晶パネルと異なり、畝１３が対向電極６に重なり、配向軸１４と平行に延在するように形成されている。液晶分子１８の内、平面視で、スリット７と重なる領域にあるものを液晶分子１８ａ、対向電極６の上にあって畝１３に隣接するものを液晶分子１８ｄとする。
本実施の形態１においては前述した従来の液晶パネルと異なり、畝１３が対向電極６に重なり、配向軸１４と平行に延在するように形成されている。液晶分子１８の内、平面視で、スリット７と重なる領域にあるものを液晶分子１８ａ、対向電極６の上にあって畝１３に隣接するものを液晶分子１８ｄとする。
【0023】
まず画素電極５と対向電極６に電圧が印加されず、電界が生じていない状態において、液晶分子１８は図７に示すように配向軸１４と平行方向に向いている。ＦＦＳ方式はノーマリーブラック方式であり、電界がかけられていない時は液晶層３が光を透過しない遮光状態となっている。
【0024】
次にＴＦＴに信号が入力されると、画素電極５に信号電圧が印加され、対向電極６にコモン電圧が印加される。このとき画素電極５と対向電極６の間に信号電圧とコモン電圧によって電位差が生じ、アレイ基板１の基板面に平行でかつスリット７と直行する方向に電界が発生する。液晶分子１８が正の誘電異方性を有する場合、電界の方向に対して沿う方向に向けて回転する。これを図８に示す。ＦＦＳ方式を含む横電界方式においては、互いに直行するように配置した２枚の偏光板の偏光軸に対して液晶分子１８の向きが４５°の角度を成すときに液晶層３が最大の透過率となる。本実施の形態１では２枚の偏光板の偏光軸はそれぞれ図８ａにおいて紙面上下及び左右の方向であり、スリット７に位置する液晶分子１８ａを紙面において４５°まで回転するように電界の強さを制御することにより最大の透過率を得ることができる。
しかしながら対向電極６に重なって、畝１３に隣接する位置にある液晶分子１８ｄは、畝１３によって回転動作が妨げられる。従って液晶分子１８ｄの向きは電界がかかった状態においても初期状態と同様に畝１３の延在方向に平行に沿った方向のままとなり、すなわち配向軸１４と同方向となる。なお対向電極６に重なる領域は従来の液晶パネルにおいても電界が生じないか、もしくは電界が弱い領域であるため、液晶分子１８の回転動作が不十分な領域であった。従って畝１３の有無にかかわらず、対向電極６と重なる領域では液晶分子１８はスリット７と重なる領域と同じ角度まで回転動作することはないこととなり、電界がかかった場合の本実施の形態１の液晶パネルの輝度は従来の液晶パネルと輝度と同等となる。
しかしながら対向電極６に重なって、畝１３に隣接する位置にある液晶分子１８ｄは、畝１３によって回転動作が妨げられる。従って液晶分子１８ｄの向きは電界がかかった状態においても初期状態と同様に畝１３の延在方向に平行に沿った方向のままとなり、すなわち配向軸１４と同方向となる。なお対向電極６に重なる領域は従来の液晶パネルにおいても電界が生じないか、もしくは電界が弱い領域であるため、液晶分子１８の回転動作が不十分な領域であった。従って畝１３の有無にかかわらず、対向電極６と重なる領域では液晶分子１８はスリット７と重なる領域と同じ角度まで回転動作することはないこととなり、電界がかかった場合の本実施の形態１の液晶パネルの輝度は従来の液晶パネルと輝度と同等となる。
【0025】
続いてＴＦＴに信号が入力され、画素電極５に印加された信号電圧と対向電極６に印加されたコモン電圧が切られると、画素電極５と対向電極６の間の電位差がなくなり、電界が消滅する。このとき図９に示すように回転していた液晶分子１８は配向軸１４に平行の初期状態の向きに戻るように回転し、液晶層３は再び遮光状態となる。
ここで本実施の形態１の場合、対向電極６と重なる位置にあって畝１３に隣接する液晶分子１８ｄは電界がかけられた際にも図８に示すように配向軸１４と平行の向きのままであった。一方、液晶分子には隣接する液晶分子同士が同じ向きに配列しやすくなるという特性がある。このため、電界が消滅したときに、スリット７の位置にある液晶分子１８ａは、対向電極６の位置にある液晶分子１８ｄと同じ向きに配列しやすくなる作用によって畝１３が無い場合と比較して短時間に初期状態まで回転して戻ることとなる。従って畝１３を有さない従来の液晶表示装置の液晶パネルと比較し、本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２は電界が消滅して透過状態から遮光状態に戻るときの応答速度が速くなる。
ここで本実施の形態１の場合、対向電極６と重なる位置にあって畝１３に隣接する液晶分子１８ｄは電界がかけられた際にも図８に示すように配向軸１４と平行の向きのままであった。一方、液晶分子には隣接する液晶分子同士が同じ向きに配列しやすくなるという特性がある。このため、電界が消滅したときに、スリット７の位置にある液晶分子１８ａは、対向電極６の位置にある液晶分子１８ｄと同じ向きに配列しやすくなる作用によって畝１３が無い場合と比較して短時間に初期状態まで回転して戻ることとなる。従って畝１３を有さない従来の液晶表示装置の液晶パネルと比較し、本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２は電界が消滅して透過状態から遮光状態に戻るときの応答速度が速くなる。
【0026】
＜実施の形態１の製造方法＞
次に本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の製造方法について説明する。液晶表示装置１０１の製造方法は従来のＦＦＳ方式の液晶表示装置に対し、液晶パネル１０２のアレイ基板１の製造工程において対向電極６が形成された後に畝１３を形成する工程が追加されるのみであり、その他の工程は従来の製造方法と同様である。従ってここでは畝１３を形成する工程について説明する。
アレイ基板１に対向電極６が形成された後、その液晶層３に対向する面の全面に畝１３の部材である絶縁性の材料を塗布する。そしてその上にレジストを塗布し、露光、現像、エッチング、レジスト剥離からなるパターン形成工程によって畝１３を形成する。畝１３の部材にＵＶ硬化樹脂を使用する場合にはエッチング、レジスト剥離は不要となる。また材料によっては畝１３を形成した後に加熱処理をしてさらに硬化させる場合もある。さらにその後にアレイ基板１の液晶層３に対向する面の畝１３を含む全面に配向膜を形成し、その配向膜に配向処理を行う。
次に本実施の形態１に係る液晶表示装置１０１の製造方法について説明する。液晶表示装置１０１の製造方法は従来のＦＦＳ方式の液晶表示装置に対し、液晶パネル１０２のアレイ基板１の製造工程において対向電極６が形成された後に畝１３を形成する工程が追加されるのみであり、その他の工程は従来の製造方法と同様である。従ってここでは畝１３を形成する工程について説明する。
アレイ基板１に対向電極６が形成された後、その液晶層３に対向する面の全面に畝１３の部材である絶縁性の材料を塗布する。そしてその上にレジストを塗布し、露光、現像、エッチング、レジスト剥離からなるパターン形成工程によって畝１３を形成する。畝１３の部材にＵＶ硬化樹脂を使用する場合にはエッチング、レジスト剥離は不要となる。また材料によっては畝１３を形成した後に加熱処理をしてさらに硬化させる場合もある。さらにその後にアレイ基板１の液晶層３に対向する面の畝１３を含む全面に配向膜を形成し、その配向膜に配向処理を行う。
【0027】
畝１３の形成方法については前述の方法に限定されるものではなく、例えばパターン露光を使用せずに塗布のみで形成してもよい。また対向電極６が形成された後ではなく、その前のいずれかの工程において前述した畝１３の形成工程を追加してもよい。すなわち畝１３を形成する層が直接液晶層３に接していなくても、液晶層３に対向する面に畝１３の形状が存在すれば同様の効果を奏する。従ってアレイ基板１に形成された配線層や絶縁層などのいずれかの層の上に畝１３を形成してもよく、またアレイ基板１に形成された配線層や絶縁層などのいずれかの層でその層を構成する部材によって畝１３を形成してもよい。
また、対向電極６を形成後に配向膜形成と配向処理を実施し、その後に畝１３を形成してもよい。但しこの場合、畝１３の液晶層３に対する面に配向処理がなされないこととなるため、畝１３を形成後に配向膜形成と配向処理を実施した場合と比較して遮光状態における輝度がやや上昇する。
また、対向電極６を形成後に配向膜形成と配向処理を実施し、その後に畝１３を形成してもよい。但しこの場合、畝１３の液晶層３に対する面に配向処理がなされないこととなるため、畝１３を形成後に配向膜形成と配向処理を実施した場合と比較して遮光状態における輝度がやや上昇する。
【0028】
＜実施の形態１の効果＞
本実施の形態１においてはアレイ基板１の液晶層３と対向する面に、対向電極６と平面視において重なり、かつ配向軸１４と平行の方向に延在するように畝１３を形成した。この畝１３の近傍の液晶分子１８ｄが電界の有無にかかわらず畝１３と平行方向に向いた状態を維持するため、スリット７と重なる領域にある液晶分子１８ａに電界がかけられて配向した状態から電界が消滅して初期状態に戻る際に、液晶分子１８ｄの影響によって戻る速度が速くなる。従って畝１３が無い従来の液晶表示装置と比較し、画素１０４が信号を受けて点灯状態から遮光状態に変わる際の応答速度が速くなるという効果を奏する。
本実施の形態１においてはアレイ基板１の液晶層３と対向する面に、対向電極６と平面視において重なり、かつ配向軸１４と平行の方向に延在するように畝１３を形成した。この畝１３の近傍の液晶分子１８ｄが電界の有無にかかわらず畝１３と平行方向に向いた状態を維持するため、スリット７と重なる領域にある液晶分子１８ａに電界がかけられて配向した状態から電界が消滅して初期状態に戻る際に、液晶分子１８ｄの影響によって戻る速度が速くなる。従って畝１３が無い従来の液晶表示装置と比較し、画素１０４が信号を受けて点灯状態から遮光状態に変わる際の応答速度が速くなるという効果を奏する。
【0029】
本実施の形態１における畝１３は対向電極６と重なるように配置される。このことによって畝１３が配置されていない時と比較し、画素１０４が点灯状態となったときに遮光状態である領域が増加し表示画像の輝度が低下することを抑制している。但しスリット方向１５と配向軸１４となす角度が大きく、しかも対向電極６の幅が小さい場合、畝１３を対向電極６上からスリット７にはみ出さないように配置することが難しくなる。また、畝１３の幅は製造上の限界があり、一定以上小さくすることは困難である。そのような場合、畝１３を例えば図１０に示すように畝１３ａ、１３ｂ、１３ｃに分割した状態で配置してもよく、同様の効果を奏する。
【0030】
一方、液晶表示装置１０１においては、視野角の拡大のため、電界をかけたときに液晶分子１８の配向する方向が異なる領域（ドメイン）を有するマルチドメイン構造をとることがあり、配向方向が異なる２種類の領域を有する構造を特にデュアルドメイン構造と呼ぶ。図１１は本実施の形態１に係るデュアルドメイン構造の液晶パネルの画素１０４を示す平面図である。ここでは対向電極６及びスリット７はデュアルドメインとなるようにスリット方向１５が画素開口部の紙面上下で対称に異ならせるように設計され、画素の上半分と下半分に二つの異なる配向方向の領域が形成されている。このようなデュアルドメイン構造において本実施の形態１に係る畝１３を配置する場合、図１１に示すように対向電極６の上であってスリット方向１５が異なる領域の間に配置することが好ましい。図２に示した構造と比較し、図１１に示したデュアルドメイン構造の場合は、スリット方向１５が異なる領域の間は対向電極６の幅が広くなるため、畝１３を対向電極６からスリット７にはみ出さないように配置することが容易になる。
【0031】
実施の形態２
実施の形態１では、対向基板２のブラックマトリックス１０が開口している領域内で平面視において対向電極６に重なるように畝１３を配置した液晶表示装置１０１について説明したが、本実施の形態２では、平面視においてブラックマトリクス１０に重なるように畝１３を配置した液晶表示装置１０１について説明する。なお以降の説明においては本実施の形態１と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。
実施の形態１では、対向基板２のブラックマトリックス１０が開口している領域内で平面視において対向電極６に重なるように畝１３を配置した液晶表示装置１０１について説明したが、本実施の形態２では、平面視においてブラックマトリクス１０に重なるように畝１３を配置した液晶表示装置１０１について説明する。なお以降の説明においては本実施の形態１と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。
【0032】
図１２は本実施の形態２に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２に形成された画素１０４を示す平面図であり、図１３は図１２のＣ－Ｃ断面を示す断面図である。図１２に示されるように画素１０４は配向膜の配向軸１４が紙面左右方向で、画素の上半分と下半分に配向方向の異なる領域を二つ有するデュアルドメイン構造となっている。このような構成の画素１０４の場合、実施の形態１における図１１のようにドメイン間の領域で対向電極６に重なるように畝１３を配置することも可能であるが、実施の形態１で説明したように対向電極６の幅や配向軸１４とスリット方向１５のなす角度θの影響により畝１３の配置に制約が生じる。それに対し、本実施の形態２に係る液晶表示装置１０１の画素１０４では図１２に示すように畝１３をブラックマトリックス１０が開口している領域内で対向電極６に重なるよう配置するのではなく、平面視でブラックマトリクス１０によって形成される遮光領域に重なるように配置している。このような配置であっても畝１３の延在方向が配向軸１４と平行になるように配置されていればブラックマトリクス１０と重なる領域で畝１３の近傍の液晶分子１８の配向を制御し、それによってブラックマトリクス１０が開口している領域の液晶分子１８の応答速度を改善することが可能となる。またブラックマトリクス１０と重なる領域は遮光領域であるため、畝１３を配置しても画素１０４の輝度には影響を及ぼさない。
【0033】
また、図１４は本実施の形態２に係る変形例の液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２に形成された画素１０４を示す平面図であり、図１５は図１４のＤ－Ｄ断面を示す断面図である。図１４に示されるように画素１０４は配向膜の配向軸１４が紙面上下方向で、画素の上半分と下半分にスリット方向１５の異なる領域を二つ有するデュアルドメイン構造となっている。このような構成の画素１０４の場合、図１１に示すものと異なり、ドメイン間の領域が配向軸１４と直行して延在するため、配向軸１４と平行に畝１３を設けることは困難である。また、対向電極６と重なるように畝１３を配置することも考えられるが対向電極６の幅や配向軸１４とスリット方向１５のなす角度の大きさにより畝１３の配置に制約が生じる。図１４に示すように紙面で画素１０４の左右両側にあるブラックマトリクス１０と重なる領域に畝１３を配置することで、画素１０４の輝度を低下させることなくブラックマトリクス１０が開口している領域の液晶分子１８の応答速度を改善することが可能となる。
なお本実施の形態２に係る液晶表示装置１０１は実施の形態１で説明した製造方法で同様に製造することができる。
なお本実施の形態２に係る液晶表示装置１０１は実施の形態１で説明した製造方法で同様に製造することができる。
【0034】
実施の形態１及び実施の形態２における畝１３はアレイ基板１の液晶層３に対向する面に配置したが、対向基板２の液晶層３に対向する面に配置しても同様の効果を奏することができる。図１６は図２に示した実施の形態１において畝１３を対向基板２に配置した変形例のＡ－Ａ断面の断面図である。畝１３をアレイ基板１もしくは対向基板２のどちらに配置するかは、液晶パネル１０２を構成する膜の構造や製造工程などを考慮し、配置しやすいほうを選択すればよい。例えば、実施の形態１のように対向電極６の形状に合わせた位置に畝１３を配置する場合は同じアレイ基板１に畝１３を形成したほうが対向電極６との位置精度を得やすい効果がある。一方で、実施の形態２のように畝１３を対向基板２に設けられたブラックマトリクス１０に重なるように形成する場合、畝１３は対向基板２に形成したほうがブラックマトリクス１０との位置精度を得やすい効果がある。
【0035】
実施の形態１及び２において液晶パネル１０２はアレイ基板１と対向基板２の間隔を一定範囲に維持するスペーサを有する場合がある。スペーサはアレイ基板１の液晶層３に対向する面又は対向基板２の液晶層３に対向する面にパターン露光によって形成され、形成時には想定するアレイ基板１と対向基板２の間隔よりもやや大きい高さを有する。そしてアレイ基板１と対向基板２が貼り合わされたときにアレイ基板１と対向基板２に挟まれてややつぶれるように変形し、アレイ基板１と対向基板２の間隔を一定範囲に維持する機能を果たす。この場合、スペーサと同時に同じ材質で畝１３を形成してもよい。スペーサと畝１３を同時に形成することにより、畝１３を形成するために新たに工程を追加することが不要となり、製造工程の追加による製造コストや製造工期の増加を抑制することができる。なお、スペーサと畝１３の形成においてはパターン露光に使用する露光マスクにグレーの色調を有するハーフトーンマスクを用いることによってスペーサ及び畝１３に照射する露光量を変え、スペーサと畝１３の高さを異なるように形成することが可能となる。
【0036】
実施の形態１及び２において畝１３の高さの寸法はアレイ基板１と対向基板２の間隔であるセルギャップの大きさに対し半分以上とする方がより高い効果を奏する。この理由について以下に説明する。図１７は実施の形態１の画素１０４を示す平面図である図２のＡ－Ａ断面を示す断面図であり、図３に配向した液晶分子１８を追加して記載したものである。図４（ｂ）～図９（ｂ）の断面図において液晶分子１８の回転動作を示したが、これらの図は液晶分子の動きを説明するために簡略化したものであり、実際の液晶分子１８は図１７に示すように、セルギャップ方向の位置によって異なる回転動作をする。ここで図１７において、配向軸１４は紙面で奥から手前の方向に設定されている。アレイ基板１及び対向基板２の近傍においては各々に形成された配向膜による配向規制力が強いため、電界をかけてもアレイ基板１の近傍に位置する液晶分子１８ｅ及び対向基板２の近傍に位置する液晶分子１８ｆの回転量は小さい（図１７では液晶分子１８ｅ及び１８ｆは配向軸１４に沿うように紙面奥から手前の方向に向いている）。一方、アレイ基板１及び対向基板２の間の中央付近では配向膜による配向規制力が最も小さくなるため、液晶分子１８ｇの回転量は大きくなる（図１７では液晶分子１８ｇは液晶分子１８ｅ及び１８ｆよりも紙面左右の方向に向けて回転量が大きい）。従って畝１３の高さがセルギャップの中央あたりまであるとその影響がセルギャップの中央付近に位置する回転量の大きい液晶分子１８ｇまで及ぶこととなり、液晶分子１８全体の回転動作を制御する効果が大きくなるので応答速度の改善効果も増大する。
しかしながら一方で、畝１３の高さをセルギャップと同じ大きさとすると、液晶表示装置１０１が低温環境下に置かれた場合に液晶層３の体積収縮に追従してセルギャップが変化することを妨げ、液晶層３の内部に発泡が生じて表示不具合が発生する可能性がある。よって、畝１３の高さは低温環境下で発泡が発生しないようにセルギャップよりは低くする設定する方が良い。
しかしながら一方で、畝１３の高さをセルギャップと同じ大きさとすると、液晶表示装置１０１が低温環境下に置かれた場合に液晶層３の体積収縮に追従してセルギャップが変化することを妨げ、液晶層３の内部に発泡が生じて表示不具合が発生する可能性がある。よって、畝１３の高さは低温環境下で発泡が発生しないようにセルギャップよりは低くする設定する方が良い。
【0037】
実施の形態３
実施の形態１及び実施の形態２においては液晶分子１８の配向制御のために畝１３を設けた液晶表示装置１０１について説明したが、本実施の形態３においては、畝１３の代わりに、帯状の凹みである溝１６を配置した液晶表示装置１０１について説明する。なお以降の説明においては本実施の形態１及び実施の形態２と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。
実施の形態１及び実施の形態２においては液晶分子１８の配向制御のために畝１３を設けた液晶表示装置１０１について説明したが、本実施の形態３においては、畝１３の代わりに、帯状の凹みである溝１６を配置した液晶表示装置１０１について説明する。なお以降の説明においては本実施の形態１及び実施の形態２と異なる部分について説明し、重複する部分の説明は省略する。
【0038】
図１８は本実施の形態３に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２に形成された画素１０４を示す平面図であり、図１９は図１８のＥ－Ｅ断面を示す断面図である。図１８に示すようにここでは画素１０４の対向電極６に平面視で重なる位置のアレイ基板１の絶縁層８が掘りこまれて溝１６が形成されている。溝１６は配向軸１４と平行に延在している。この溝１６は実施の形態１における畝１３と同様に電界がかけられた際に近傍の液晶分子１８が電界によって回転して配向するのを抑制する作用を持つ。従って電界が消滅したときに液晶分子１８が配向軸１４と平行な位置まで戻る時間が短縮され、応答速度の改善効果が得られる。また、溝１６は対向電極６と重なり、液晶分子１８が配向しない領域に設けられるため、画素１０４の輝度を低下させることもない。
【0039】
また、図２０は本実施の形態３に係る変形例の液晶表示装置１０１の画素１０４を示す平面図であり、図２１は図２０のＦ－Ｆ面を示す断面図である。図２０に示すようにここでは画素１０４のブラックマトリクス１０に重なる位置のアレイ基板１の液晶層８が掘りこまれて溝１６が形成されており、さらに溝１６は配向軸１４と平行に延在している。すなわち実施の形態２における畝１３を溝１６に置き換えた形態となっている。この溝１６は実施の形態２における畝１３と同様に電界がかけられた際に近傍の液晶分子１８が電界によって回転して配向するのを抑制する作用を持つ。従って電界が消滅したときに液晶分子１８が配向軸１４と平行な位置まで戻る時間が短縮され、応答速度の改善効果が得られる。また、溝１６はもともとブラックマトリクス１０によって遮光されている領域に設けられるため、画素１０４の輝度を低下させることもない。
【0040】
なお図１９及び図２０においては、溝１６はアレイ基板１の絶縁層８が掘りこまれて形成されている。しかしこの溝１６は絶縁層８を掘り込むことによって形成されるものに限定されず、例えば画素電極５のさらに液晶層３から遠い位置に配置されている絶縁層を掘り込んで形成されてもよい。この構成については、後述する本実施の形態３の製造方法の説明において詳細に述べる。
【0041】
＜実施の形態３の製造方法＞
本実施の形態３で示した溝１６を配置する構造は実施の形態１及び実施の形態２で示した畝１３を配置する構造と比較して製造工程数を少なくすることができる。実施の形態１及び実施の形態２においては、畝１３をアレイ基板１に配置する際に画素電極５が形成された後に畝１３を形成した場合、新たに畝１３となる膜を形成する成膜工程、及びその膜から畝１３を形成するパターン露光工程及び現像工程を追加する必要があった。それに対し本実施の形態３における溝１６の形成は画素電極５の上層に絶縁層８を形成した後に絶縁層８の掘り込みを行うが、この掘り込みは対向電極６とコモン配線３０を接続するために絶縁層８にコンタクトホール１７を形成する工程において同時に行うことで工程数を増やすことなく実施できる。従って溝１６を形成するために新たに工程を追加する必要がない。この実施の形態３の製造工程について以下に詳細に説明する。
本実施の形態３で示した溝１６を配置する構造は実施の形態１及び実施の形態２で示した畝１３を配置する構造と比較して製造工程数を少なくすることができる。実施の形態１及び実施の形態２においては、畝１３をアレイ基板１に配置する際に画素電極５が形成された後に畝１３を形成した場合、新たに畝１３となる膜を形成する成膜工程、及びその膜から畝１３を形成するパターン露光工程及び現像工程を追加する必要があった。それに対し本実施の形態３における溝１６の形成は画素電極５の上層に絶縁層８を形成した後に絶縁層８の掘り込みを行うが、この掘り込みは対向電極６とコモン配線３０を接続するために絶縁層８にコンタクトホール１７を形成する工程において同時に行うことで工程数を増やすことなく実施できる。従って溝１６を形成するために新たに工程を追加する必要がない。この実施の形態３の製造工程について以下に詳細に説明する。
【0042】
図２２は実施の形態３に係る液晶表示装置１０１の液晶パネル１０２に用いられるアレイ基板１の画素１０４を示す平面図である。図２３～図２９は図２２のアレイ基板１の画素１０４の各製造工程における断面Ｘ－Ｘを示す断面図である。以下に図２３～図２９に基づき、本実施の形態３においてアレイ基板１に溝１６を設ける製造工程を説明する。なお図２３～図２９においてはガラス基板４に対し紙面上方に各層を重ねるように形成していくため、紙面上方の層を上層、下方の層を下層と称する。
【0043】
まずアレイ基板１のガラス基板４の液晶層３に対向する面にゲート配線２０を形成する（図２３）。ゲート配線２０はアレイ基板１の主面上に例えばＡｌＮｉＮｄ（アルミ－ニッケル－ネオジウム）合金などの金属膜をスパッタで成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離からなるパターン形成工程によって形成する。
【0044】
次に、アレイ基板の上層全面にゲート絶縁層２１を成膜する。さらにゲート絶縁層２１の上層に半導体層２２を成膜し、レジスト塗布、露光、現像、ドライエッチング、剥離からなるパターン形成工程によってゲート配線２０と重なる部分を有するようにＴＦＴパターンを形成する（図２４）。ゲート絶縁層２１は例えばＳｉＮ（窒化シリコン）であり、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置によって成膜することができる。半導体層２２は例えばＳｉ（ｎ）からなる半導体層２２ａとＳｉ（ｉ）からなる半導体層２２ｂの２層で構成されるものであり、ゲート絶縁層２１と同様にＣＶＤ装置によって成膜することができる。
【0045】
次に、アレイ基板の上層全面に例えばＡｌＮｉＮｄ（アルミ－ニッケル－ネオジウム）合金などの金属膜をスパッタで成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離からなるパターン形成工程によって信号配線２３、ソース電極２４及びドレン電極２５を形成する（図２５）。ソース電極２４とドレン電極２５は半導体層２２のＴＦＴパターンに重なるように配置され、ＴＦＴのチャネル２６を形成する。
【0046】
次に、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）膜２７及び有機膜２８からなる絶縁層を成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、ドライエッチング、剥離からなるパターン形成工程によってドレン電極２５に重なるようにコンタクトホール２９を形成する（図２６）。
【0047】
次に、例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離からなるパターン形成工程によって画素電極５を形成する（図２７）。画素電極５はベタ形状の電極であり、透明導電膜がコンタクトホール２９の内壁にも成膜されるため、コンタクトホール２９を介して下層のドレン電極２５と接続される。また、この工程において、同時に透明導電膜によってコモン配線３０を形成する。コモン配線３０にはコモン電位が印加される。
【0048】
次に、アレイ基板の上層全面に絶縁層８を成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離からなるパターン形成工程によってコンタクトホール１７を形成する（図２８）。コンタクトホール１７は対向電極６とコモン配線３０を電気的に接続するためものであり、対向電極６とコモン配線３０が平面視で重なった位置に形成される。さらに本実施の形態３においてはこのコンタクトホール１７の形成と同時に溝１６を形成する。溝１６の形成についてはコンタクトホール１７の形成で使用される露光用のマスクに溝１６のパターンを追加すればよい。なおコンタクトホール１７に対して溝１６の深さを変えたい場合は露光用マスクをハーフトーンマスクと呼ばれるグレーの色調を有するものとし、レジストに照射される露光量を変えることによって深さを変えることができる。また、絶縁層８は例えばＳｉＮ（窒化シリコン）膜のような無機膜でも構わないが、溝１６の深さを深くしたい場合は有機膜を使用することで厚みを大きくし、より深い溝１６を得ることもできる。
【0049】
次に画素電極５と同様にＩＴＯなどの透明導電膜を成膜し、その後レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離からなるパターン形成工程によって対向電極６を形成する（図２９）。このとき絶縁層８に形成されたコンタクトホール１７の内壁にも透明導電膜が形成されるため、コンタクトホール１７を介して対向電極６と下層のコモン配線３０が接続されることとなる。そして最後にアレイ基板の上層全面に配向膜を付与し、配向処理を実施する。
【0050】
なお上記で説明した製造工程では絶縁層８にコンタクトホール１７を形成する際に、同時に溝１６を形成した。しかしＳｉＮ膜２７及び有機膜２８からなる絶縁層にコンタクトホール２９を形成する際に同時に溝１６を形成してもよい。このように溝１６を形成したアレイ基板１のＸ－Ｘ断面を図３０に示す。このように溝１６を形成しても製造工程数を増やすことなく同様の効果を奏することができる。
【0051】
以上の工程によって本実施の形態３に係る液晶表示装置１０１のアレイ基板１が製造される。上述した製造方法を適用することにより、溝１６を設けるために専用の工程を新たに追加することなく、従来の製造工程で対応ができるため、製造工数の増加によるコストアップや工期の増加を抑制しながら、表示画像の輝度低下を起こすことなく、応答速度を向上させることができる液晶表示装置を製造することが可能となる。
【0052】
なお溝１６は対向基板２の液晶層３に対向する面に配置してもよい。溝１６を対向基板２の液晶層３に対向する面に配置するためには、例えばパターン露光及びエッチングを用いてオーバーコート１２を掘りこむことによって実施することができる。アレイ基板１と対向基板２のどちらに配置するかで溝１６と対向電極６あるいはブラックマトリクス１０の位置精度合わせなどの点で異なる効果が発生するのは実施の形態１及び実施の形態２で畝１３の配置について説明したのと同様である。
【0053】
実施の形態１～３において画素電極５はベタ形状を有し、対向電極６はスリット形状を有するものとした。しかしＦＦＳ方式においてはこれに制限されることはなく、画素電極５がスリット形状を有し、対向電極６がベタ形状を有するものとしてもよい。すなわち少なくともいずれかの一方がスリット形状を有し、他方がベタ形状を有して、横電界を形成するものであればよい。
【0054】
さらに対向電極６は画素電極５よりもアレイ基板１の液晶層３に対向する面の液晶層３に近い側に配置されるものとしたが、ＦＦＳ方式においてはこれに制限されることはなく、画素電極５が対向電極６よりも液晶層３に近い側に配置されてもよい。液晶層３に近い側に対向電極６が配置された場合には前述したように絶縁層８に設けられたコンタクトホール１７により対向電極６とコモン配線３０が接続される。一方で液晶層３に近い側に画素電極５が配置された場合には信号配線２３を有機膜２８と絶縁層８の間にまで引き回しておき、絶縁層８に設けられたコンタクトホール１７により画素電極５と信号配線２３が接続される。
【0055】
ここまでの説明は本開示の技術を横電界方式の一種であるＦＦＳ方式の液晶表示装置に適用した形態について説明した。但し本開示の技術は同じ横電界方式の一種であるＩｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式の液晶表示装置にも適用することができる。ＦＦＳ方式においてはアレイ基板１の液晶層３に対向する面に配置された画素電極５と対向電極６は、絶縁層８を介して対向して配置されていた。しかしＩｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式においては画素電極５と対向電極６が絶縁層を介さずに同層に配置され、さらに両方の電極がスリット電極で櫛歯状に組み合わされた形状となっている。このような構造を有するＩｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式であってもいずれか片方、もしくは両方の電極に平面視で重なるように畝１３もしくは溝１６を設けることによって実施の形態１あるいは実施の形態３と同様の効果を得ることができる。また実施の形態２については電極の形状と関係なく遮光領域と平面視で重なるように畝１３を設けるため、Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式についても同様の効果を得ることができる。Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ方式においては画素電極５と対向電極６が同層に配置されるため、画素電極５と対向電極６を絶縁する絶縁層８は存在しないが、画素電極５または対向電極６に電圧を印加するためにさらにガラス基板４に近い位置に配設される絶縁層にコンタクトホールを設ける場合には、このコンタクトホールと同時に溝１６を形成すればよい。
【符号の説明】
【0056】
１ アレイ基板、２ 対向基板、３ 液晶層、４ ガラス基板、５ 画素電極、６ 対向電極、７ スリット、８ 絶縁層、９ ガラス基板、１０ ブラックマトリクス、１１ 色材、１２ オーバーコート、１３ 畝、１４ 配向軸、１５ スリット方向、１６ 溝、１７ コンタクトホール、１８ 液晶分子、２０ ゲート配線、２１ ゲート絶縁層、２２ 半導体層、２３ 信号配線、２４ ソース電極、２５ ドレン電極、２６ チャネル、２７ ＳｉＮ膜、２８ 有機膜、２９ コンタクトホール、３０ コモン配線
１０１ 液晶表示装置、１０２ 液晶パネル、１０２ａ 表示領域、１０２ｂ 額縁領域、１０３ バックライト、１０４ 画素、１０５ 信号入力端子
１０１ 液晶表示装置、１０２ 液晶パネル、１０２ａ 表示領域、１０２ｂ 額縁領域、１０３ バックライト、１０４ 画素、１０５ 信号入力端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】