液晶顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及邊緣場開關(Fringe Field Switching，FFS)模式的液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]FFS模式的液晶顯示裝置與現有的縱電場模式(例如VA模式)的液晶顯示裝置相比，具有γ特性的視角依賴性較小的優點，例如作為中小型的液晶顯示裝置被廣泛使用。然而，期望其顯示品質能進一步提高，對于FFS模式的液晶顯示裝置，尤其期望其顯示亮度(透射率)能夠提高。
[0003]目前市場上銷售的FFS模式的液晶顯示裝置使用Ρ型液晶材料(介電各向異性為正，Λ ε >0)的向列型液晶材料。與此相對，在專利文獻1中記載有如下技術:通過使用Ν型液晶材料(介電各向異性為負，Δ ε < 0)的向列型液晶材料，能夠提尚顯不殼度。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2010-8597號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的問題
[0008]在專利文獻1中，雖然公開了使用Ν型液晶材料的FFS模式的液晶顯示裝置，但是沒有記載具體的像素結構與顯示亮度的關系。
[0009]本發明的目的在于有效地提高使用Ν型液晶材料的FFS模式的顯示裝置的顯示亮度。
[0010]解決問題的手段
[0011]本發明涉及的實施方式的液晶顯示裝置具有第一基板、第二基板和設置于上述第一基板與上述第二基板之間的液晶層，上述第一基板從上述液晶層一側起依次具有第一取向膜、第一電極、電介質層和第二電極，上述第一電極和上述第二電極中的一個具有相互平行的多個直線部分，上述第二基板從上述液晶層一側起依次具有第二取向膜和具有開口部的遮光層，上述液晶層包含介電各向異性為負的向列型液晶材料，上述液晶材料中包含的液晶分子因上述第一取向膜和上述第二取向膜而大致水平地取向，上述遮光層的上述開口部具有與上述多個直線部分平行且限定上述開口部的寬度的2條邊，設從上述開口部的上述2條邊到上述多個直線部分中的最近的直線部分的距離為D1和D2時，(D1+D2) /2為
1.0 μπι以上且小于3.0 μπι。由上述第一取向膜和上述第二取向膜限制的取向的方位是平行或反向平行。
[0012]在某一實施方式中，上述第一取向膜和上述第二取向膜是光取向膜。光取向膜優選通過光致異構化來限定取向限制方位的膜。
[0013]在某一實施方式中，由上述第一取向膜和上述第二取向膜限制的取向限制方向與上述多個直線部大致正交。
[0014]在某一實施方式中，由上述第一取向膜和上述第二取向膜限定的預傾角為0°。
[0015]在某一實施方式中，上述多個直線部分各自的寬度L為1.5 μ m以上3.5 μ m以下，相鄰的2個直線部分的間隙的寬度S大于3.0 μπι且為6.0 μπι以下。
[0016]在某一實施方式中，上述第一電極具有上述多個直線部分。此外，在某一實施方式中，所述第二電極具有所述多個直線部分。具有所述多個直線部分的電極是像素電極或對置電極(共用電極)。
[0017]發明效果
[0018]根據本發明的實施方式，能夠有效地提高使用Ν型液晶材料的FFS模式的顯示裝置的顯示亮度。
【附圖說明】
[0019]圖1中，(a)是液晶顯示裝置100的示意性的俯視圖，(b)是沿著(a)中的1B-1B’線的示意性的截面圖。
[0020]圖2是表示在使用N型液晶材料的情況和使用P型液晶材料的情況下模式效率依賴于D的狀態的圖表。
[0021]圖3是表示液晶顯示裝置100的像素的透射率分布的圖表。
[0022]圖4中，(a)是示意性表示P型液晶材料的液晶分子的取向狀態的圖，(b)是示意性表示N型液晶材料的液晶分子的取向狀態的圖。
[0023]圖5是表示使用負型液晶材料的情況下光泄漏率的極角依賴性的圖表。
【具體實施方式】
[0024]下面，參照附圖，對本發明的實施方式的液晶顯示裝置100的結構進行說明。圖1的(a)和(b)中示意性地示出本發明的實施方式的液晶顯示裝置100的結構。圖1(a)是液晶顯示裝置100的示意性的俯視圖，圖1 (b)是沿著圖1 (a)中的1B-1B’線的示意性的截面圖。圖1的(a)和(b)示出了液晶顯示裝置100的與1個像素對應的結構。液晶顯示裝置包括排列成具有行和列的矩陣狀的多個像素，設行方向的像素排列的間距為Px，列方向的像素排列的間距為Py。
[0025]液晶顯示裝置100具有TFT基板(第一基板)10、對置基板(第二基板)30、設置在TFT基板10與對置基板30之間的液晶層42。液晶顯示裝置100還具有未圖示的一對偏光板。偏光板在TFT基板10和對置基板30的外側配置成正交尼科爾。一個透射軸(偏光軸)配置在水平方向上，另一個透射軸配置在垂直方向上。
[0026]TFT基板10從液晶層42 —側起依次具有第一取向膜25、第一電極24、電介質層23和第二電極22，第一電極24具有相互平行的多個直線部分24s。這里例示了第一電極24具有多個直線部分24s的結構，但是也可以是第二電極具有多個直線部分。直線部分24s例如通過在形成第一電極24的導電膜設置狹縫而形成。第一電極24和第二電極22中的一方是像素電極，另一方是對置電極(共用電極)即可，這里以第一電極24是像素電極、第二電極22是對置電極為例進行說明。在該示例的情況下，對置電極典型而言是全面電極(沒有狹縫等的膜電極)。像素電極24具有的多個直線部分24s各自的寬度L例如為1.5 μπι以上3.5 μπι以下，相鄰的2個直線部分24s的間隙的寬度S例如大于3.Ο μπι且為6.Ο μπι以下。像素電極24和對置電極22由ΙΤΟ等透明導電材料形成。
[0027]液晶顯示裝置100是TFT型，像素電極24與TFT的漏極電極連接，經TFT從與TFT的源極電極連接的源極總線(未圖示)被供給信號。源極總線配置成沿列方向延伸，柵極總線配置成沿行方向延伸。作為TFT，優選使用氧化物半導體的TFT。以In-Ga-Zn-Ο類半導體為代表的氧化物半導體具有尚遷移率，因此能夠實現小型化，能夠提尚像素的開口率。適用于液晶顯示裝置100的氧化物半導體將在后文中說明。具有使用氧化物半導體的TFT的FFS模式的液晶顯示裝置已知有各種裝置，例如國際公開第2013/073635號中公開的裝置。將國際公開第2013/073635號公報中公開的全部內容援引至本說明書，以供參考。圖1(b)示意性示出具有底柵型的TFT的情況下的層疊結構。
[0028]TFT基板10還包括基板(例如玻璃基板)11、在其上形成的柵極金屬層12、覆蓋柵極金屬層12的柵極絕緣層13、形成在柵極絕緣層13上的氧化物半導體層14、形成在氧化物半導體層14上的源極金屬層16和形成在源極金屬層16上的層間絕緣層17。這里，雖然進行了簡化，但是柵極金屬層12包括柵極電極、柵極總線和對置電極用配線，氧化物半導體層14包括TFT的活性層，源極金屬層16包括源極電極、漏極電極和源極總線。對置電極22形成在層間絕緣層17上。有時根據需要，在層間絕緣層17與對置電極22之間還設置平坦化層。
[0029]對置基板30在基板(例如玻璃基板)31上從液晶層42 —側起依次包括第二取向膜35和具有開口部32a的遮光層32 (黑矩陣)。在遮光層32的開口部32a形成彩色濾光片層34。遮光層32例如能夠使用具有感光性的黑色樹脂層形成。彩色濾光片層34也能夠使用具有感光性的著色樹脂層形成。有時根據需要，在基板31的外側(與液晶層42相反一側)還設置用于防止帶電的、由ΙΤ0等構成的透明導電層(未圖示)。
[0030]液晶層包括介電各向異性為負的向列型液晶材料，液晶材料中包含的液晶分子因第一取向膜25和第二取向膜35而大致水平地取向。由第一取向膜25和第二取向膜35限制的取向的方位可以是平行或反向平行。第一取向膜25和第二取向膜35的取向限制方位與直線部分24s的延伸方向大致正交。由第一取向膜25和第二取向膜35限定的預傾角例如是0 °。
[0031]第一取向膜25和第二取向膜35例如是光取向膜。光取向膜優選利用光致異構化來限定取向限制方位的膜。作為光取向膜，能夠使用記載在國際公開第2009/157207號中的光取向膜。例如通過對具有聚酰亞胺的主鏈和包含作為光反應性官能基的肉桂酸基的側鏈的由高分子構成的取向膜照射偏光紫外線，能夠形成光取向膜。將國際公開第2009/157207號公報中公開的全部內容援引至本說明書中，以供參考。
[0032]液晶顯示裝置100的遮光層32的開口部32a具有與多個直線部分24s平行且限定開口部32a的寬度Wo的2條邊，設從開口部32a的2條邊到多個直線部分24s中最近的直線部分24s的距離為D1和D2時，(Dl+D2)/2為Ι.Ομπι以上且小于3.Ομπι。存在將(Dl+D2)/2表述為D的情況。在TFT基板與對置基板30之間不存在對準偏差的情況下，D1=D2 = Do液晶顯示裝置100配置成開口部32a和像素電極24的直線部分24s滿足上述的關系，因此能夠有效地提尚顯不殼度。以下對此進彳丁詳細說明。
[0033]圖2表示在使用N型液晶材料的情況和使用P型液晶材料的情況下模式效率依賴于D的狀態。模式效率定義如下。模式效率越高，顯示亮度越高。
[0034]模式效率(％) = ((液晶顯示面板的光透射率)/ (假設僅將一對偏光板配置成平行尼科爾時的光透射率))*100
[0035]另外，用開口率將上述式中的“液晶顯示面板的光透射率”標準化。此外，上述式中的*表示乘法。開口率表示液晶顯示面板的顯示區域的面積中的、對實際顯示有貢獻的面積的比率。參照圖1(a)進行說明，則相當于開口部32a的面積相對于由Px和Py之積表示的面積的比率。
[0036]這里，以下示出用于模擬的結構(參照圖1)。在模擬中使用ExpertIXD(DAOUXILIC0N公司制)。
[0037]Px = 27 μ m、Py = 81 μ m、Wo = 19 μ m、L/S = 2.6 μ m/3.8 μ m
[0038]N型液晶材料:Λ ε = -4.2、Λη = 0.103、白顯示電壓5.0V、液晶層的厚度
3.4 μ m
[0039]P型液晶材料:Λ ε =7.8、Λη = 0.103、白顯示電壓4.6V、液晶層的厚度3.4μπι
[0040]參照圖2，首先可知道的是，與現有的使用Ρ型模式液晶的情況相比，使用Ν型液晶材料的情況下模式效率更高。這是由于，如專利文獻1中所述那樣，Ρ型液晶材料和Ν型液晶材料中，液晶分子的取向變化的方式存在差異，這一點將參照圖4在后文中進行說