液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及边缘场开关(Fringe Field Switching，FFS)模式的液晶显示装置。
【背景技术】
[0002]FFS模式的液晶显示装置与现有的纵电场模式(例如VA模式)的液晶显示装置相比，具有γ特性的视角依赖性较小的优点，例如作为中小型的液晶显示装置被广泛使用。然而，期望其显示品质能进一步提高，对于FFS模式的液晶显示装置，尤其期望其显示亮度(透射率)能够提高。
[0003]目前市场上销售的FFS模式的液晶显示装置使用Ρ型液晶材料(介电各向异性为正，Λ ε >0)的向列型液晶材料。与此相对，在专利文献1中记载有如下技术:通过使用Ν型液晶材料(介电各向异性为负，Δ ε < 0)的向列型液晶材料，能够提尚显不壳度。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-8597号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]在专利文献1中，虽然公开了使用Ν型液晶材料的FFS模式的液晶显示装置，但是没有记载具体的像素结构与显示亮度的关系。
[0009]本发明的目的在于有效地提高使用Ν型液晶材料的FFS模式的显示装置的显示亮度。
[0010]解决问题的手段
[0011]本发明涉及的实施方式的液晶显示装置具有第一基板、第二基板和设置于上述第一基板与上述第二基板之间的液晶层，上述第一基板从上述液晶层一侧起依次具有第一取向膜、第一电极、电介质层和第二电极，上述第一电极和上述第二电极中的一个具有相互平行的多个直线部分，上述第二基板从上述液晶层一侧起依次具有第二取向膜和具有开口部的遮光层，上述液晶层包含介电各向异性为负的向列型液晶材料，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，上述遮光层的上述开口部具有与上述多个直线部分平行且限定上述开口部的宽度的2条边，设从上述开口部的上述2条边到上述多个直线部分中的最近的直线部分的距离为D1和D2时，(D1+D2) /2为
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]在某一实施方式中，上述第一取向膜和上述第二取向膜是光取向膜。光取向膜优选通过光致异构化来限定取向限制方位的膜。
[0013]在某一实施方式中，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与上述多个直线部大致正交。
[0014]在某一实施方式中，由上述第一取向膜和上述第二取向膜限定的预倾角为0°。
[0015]在某一实施方式中，上述多个直线部分各自的宽度L为1.5 μ m以上3.5 μ m以下，相邻的2个直线部分的间隙的宽度S大于3.0 μπι且为6.0 μπι以下。
[0016]在某一实施方式中，上述第一电极具有上述多个直线部分。此外，在某一实施方式中，所述第二电极具有所述多个直线部分。具有所述多个直线部分的电极是像素电极或对置电极(共用电极)。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明的实施方式，能够有效地提高使用Ν型液晶材料的FFS模式的显示装置的显示亮度。
【附图说明】
[0019]图1中，(a)是液晶显示装置100的示意性的俯视图，(b)是沿着(a)中的1B-1B’线的示意性的截面图。
[0020]图2是表示在使用N型液晶材料的情况和使用P型液晶材料的情况下模式效率依赖于D的状态的图表。
[0021]图3是表示液晶显示装置100的像素的透射率分布的图表。
[0022]图4中，(a)是示意性表示P型液晶材料的液晶分子的取向状态的图，(b)是示意性表示N型液晶材料的液晶分子的取向状态的图。
[0023]图5是表示使用负型液晶材料的情况下光泄漏率的极角依赖性的图表。
【具体实施方式】
[0024]下面，参照附图，对本发明的实施方式的液晶显示装置100的结构进行说明。图1的(a)和(b)中示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置100的结构。图1(a)是液晶显示装置100的示意性的俯视图，图1 (b)是沿着图1 (a)中的1B-1B’线的示意性的截面图。图1的(a)和(b)示出了液晶显示装置100的与1个像素对应的结构。液晶显示装置包括排列成具有行和列的矩阵状的多个像素，设行方向的像素排列的间距为Px，列方向的像素排列的间距为Py。
[0025]液晶显示装置100具有TFT基板(第一基板)10、对置基板(第二基板)30、设置在TFT基板10与对置基板30之间的液晶层42。液晶显示装置100还具有未图示的一对偏光板。偏光板在TFT基板10和对置基板30的外侧配置成正交尼科尔。一个透射轴(偏光轴)配置在水平方向上，另一个透射轴配置在垂直方向上。
[0026]TFT基板10从液晶层42 —侧起依次具有第一取向膜25、第一电极24、电介质层23和第二电极22，第一电极24具有相互平行的多个直线部分24s。这里例示了第一电极24具有多个直线部分24s的结构，但是也可以是第二电极具有多个直线部分。直线部分24s例如通过在形成第一电极24的导电膜设置狭缝而形成。第一电极24和第二电极22中的一方是像素电极，另一方是对置电极(共用电极)即可，这里以第一电极24是像素电极、第二电极22是对置电极为例进行说明。在该示例的情况下，对置电极典型而言是全面电极(没有狭缝等的膜电极)。像素电极24具有的多个直线部分24s各自的宽度L例如为1.5 μπι以上3.5 μπι以下，相邻的2个直线部分24s的间隙的宽度S例如大于3.Ο μπι且为6.Ο μπι以下。像素电极24和对置电极22由ΙΤΟ等透明导电材料形成。
[0027]液晶显示装置100是TFT型，像素电极24与TFT的漏极电极连接，经TFT从与TFT的源极电极连接的源极总线(未图示)被供给信号。源极总线配置成沿列方向延伸，栅极总线配置成沿行方向延伸。作为TFT，优选使用氧化物半导体的TFT。以In-Ga-Zn-Ο类半导体为代表的氧化物半导体具有尚迁移率，因此能够实现小型化，能够提尚像素的开口率。适用于液晶显示装置100的氧化物半导体将在后文中说明。具有使用氧化物半导体的TFT的FFS模式的液晶显示装置已知有各种装置，例如国际公开第2013/073635号中公开的装置。将国际公开第2013/073635号公报中公开的全部内容援引至本说明书，以供参考。图1(b)示意性示出具有底栅型的TFT的情况下的层叠结构。
[0028]TFT基板10还包括基板(例如玻璃基板)11、在其上形成的栅极金属层12、覆盖栅极金属层12的栅极绝缘层13、形成在栅极绝缘层13上的氧化物半导体层14、形成在氧化物半导体层14上的源极金属层16和形成在源极金属层16上的层间绝缘层17。这里，虽然进行了简化，但是栅极金属层12包括栅极电极、栅极总线和对置电极用配线，氧化物半导体层14包括TFT的活性层，源极金属层16包括源极电极、漏极电极和源极总线。对置电极22形成在层间绝缘层17上。有时根据需要，在层间绝缘层17与对置电极22之间还设置平坦化层。
[0029]对置基板30在基板(例如玻璃基板)31上从液晶层42 —侧起依次包括第二取向膜35和具有开口部32a的遮光层32 (黑矩阵)。在遮光层32的开口部32a形成彩色滤光片层34。遮光层32例如能够使用具有感光性的黑色树脂层形成。彩色滤光片层34也能够使用具有感光性的着色树脂层形成。有时根据需要，在基板31的外侧(与液晶层42相反一侧)还设置用于防止带电的、由ΙΤ0等构成的透明导电层(未图示)。
[0030]液晶层包括介电各向异性为负的向列型液晶材料，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的取向限制方位与直线部分24s的延伸方向大致正交。由第一取向膜25和第二取向膜35限定的预倾角例如是0 °。
[0031]第一取向膜25和第二取向膜35例如是光取向膜。光取向膜优选利用光致异构化来限定取向限制方位的膜。作为光取向膜，能够使用记载在国际公开第2009/157207号中的光取向膜。例如通过对具有聚酰亚胺的主链和包含作为光反应性官能基的肉桂酸基的侧链的由高分子构成的取向膜照射偏光紫外线，能够形成光取向膜。将国际公开第2009/157207号公报中公开的全部内容援引至本说明书中，以供参考。
[0032]液晶显示装置100的遮光层32的开口部32a具有与多个直线部分24s平行且限定开口部32a的宽度Wo的2条边，设从开口部32a的2条边到多个直线部分24s中最近的直线部分24s的距离为D1和D2时，(Dl+D2)/2为Ι.Ομπι以上且小于3.Ομπι。存在将(Dl+D2)/2表述为D的情况。在TFT基板与对置基板30之间不存在对准偏差的情况下，D1=D2 = Do液晶显示装置100配置成开口部32a和像素电极24的直线部分24s满足上述的关系，因此能够有效地提尚显不壳度。以下对此进彳丁详细说明。
[0033]图2表示在使用N型液晶材料的情况和使用P型液晶材料的情况下模式效率依赖于D的状态。模式效率定义如下。模式效率越高，显示亮度越高。
[0034]模式效率(％) = ((液晶显示面板的光透射率)/ (假设仅将一对偏光板配置成平行尼科尔时的光透射率))*100
[0035]另外，用开口率将上述式中的“液晶显示面板的光透射率”标准化。此外，上述式中的*表示乘法。开口率表示液晶显示面板的显示区域的面积中的、对实际显示有贡献的面积的比率。参照图1(a)进行说明，则相当于开口部32a的面积相对于由Px和Py之积表示的面积的比率。
[0036]这里，以下示出用于模拟的结构(参照图1)。在模拟中使用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、白显示电压5.0V、液晶层的厚度
3.4 μ m
[0039]P型液晶材料:Λ ε =7.8、Λη = 0.103、白显示电压4.6V、液晶层的厚度3.4μπι
[0040]参照图2，首先可知道的是，与现有的使用Ρ型模式液晶的情况相比，使用Ν型液晶材料的情况下模式效率更高。这是由于，如专利文献1中所述那样，Ρ型液晶材料和Ν型液晶材料中，液晶分子的取向变化的方式存在差异，这一点将参照图4在后文中进行说