JP2001305543A - 液晶表示装置、マスク及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置、マスク及び液晶表示装置の製造方法Info
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Abstract
方向の線分や、単色の領域あるいは文字を表示させて
も、表示像の視野角依存性を改善することにある。 【解決手段】 第1の配向特性を有する第1の単位配向
領域6及びその第1の配向特性と異なる第2の配向特性
を有する第2の単位配向領域8がマトリクスの行列位置
に混在して配置された配向膜10を含み、第1及び第2
の単位配向領域6、8があらゆる方向の直線に沿って混
在するように、第1及び第2の単位配向領域6、8が配
設した配向膜10を含む液晶表示装置を構成した。配向
膜に異なる配向特性を有する複数種類の配向領域を形成
するのに適したマスクを使用した。
Description
に配向膜形成用のマスク、及び液晶表示装置の製造方法
に関し、より詳しくは特に、視野角特性を改善した液晶
表示装置とその製造方法に関する。
る角度や方向が異なると、コントラスト比や表示色が変
化するなどの視野角依存性がある。このような液晶表示
装置の視野角を広げる技術の一つに、配向膜に、異なる
配向特性を有する2種類の配向領域を適宜作成する方法
がある。この方法は、図9に示すように、たとえば下基
板の樹脂膜1に、所定の分子配向方向および所定のプレ
チルト角を有する配向領域2と、その方向とは180°
異なる分子配向方向および所定のプレチルト角を有する
配向領域3とを形成して、配向膜4とするものである。
置する形態として、たとえば特開平5ー232441号
は図10に示すように、画素単位で配向領域(A)2と
配向領域(B)3とを市松模様状に配置することを開示
している。この発明によれば、液晶表示装置が縦又は横
の線を表示するときは、異なる配向特性を有する配向領
域(A)2と配向領域(B)3とによって線を表示する
ことになるため、その線の視野角を広げることができ
る。ところが、液晶表示装置が、配向領域(A)2のみ
又は配向領域(B)3のみを通る1画素幅の細い斜線を
表示するときは、配向特性が一種類であるため、視野角
依存性を改善することができない。
向領域(B)3とを市松模様状に形成するには、フォト
リソグラフィー法によりレジストパターンを樹脂膜1上
に形成した後、イオン・ビームの照射などにより形成す
ることができる。しかし、フォトリソグラフィー法はレ
ジストの塗布、露光、現像の後、配向処理をし、さらに
レジストの除去の各工程を繰り返す必要がある。このた
め、配向膜4の製造に時間とコストを要するだけでな
く、レジストの除去工程で、配向膜4の配向面を損傷す
る可能性があるなどの問題があった。
を使用せずに、所定の開口パターンを備えたマスクを用
いるのが好ましい。すなわち、マスクを樹脂膜1上に重
ねて配向処理をし、マスクの開口内の樹脂膜1に所定の
分子配向方向を与えるとともに、異なる種類の配向領域
を形成する箇所を遮蔽するのである。上述の配向膜4を
形成するマスクの場合、たとえば配向領域(A)2に対
応する箇所を開口させ、配向領域(B)3に対応する箇
所を遮蔽した市松模様状のマスクを作成することにな
る。しかし、液晶表示装置の開口率が高く、且つ画素ピ
ッチが200μm程度である場合、個々の配向領域
(B)3を遮蔽する矩形のマスク領域同士を接続する対
角の部分の幅を10μm以下にする必要がある。しか
し、このようなマスクを、液晶パネル大の面積で精度良
く製作することは非常に困難である。
を解決するには、たとえば図11に示すように、行ごと
又は列ごとに、画素単位又はカラー表示装置ではサブ画
素単位に、直線状に配向特性を変える方法が考えられ
る。この場合、たとえば配向領域(A)2に対応する箇
所にスリット状の開口を有し、配向領域(B)3に対応
する箇所を遮蔽する遮蔽部が形成されたマスクを作製す
ることになる。しかし、配向膜全域にわたる長さのスリ
ットと遮蔽部(遮蔽部及びスリットの幅:数10μm×
長さ:数100mm)をマスクに設けることは、強度的に
問題がある。また、液晶表示装置をコンピューターの表
示装置として利用する場合、1つの画素幅からなる直線
を表示する可能性があるが、この液晶表示装置で配向領
域(A)2のみ、又は配向領域(B)3のみで直線を表
示する場合、その直線の視野角特性は改善されない。
表示装置にどのような方向の線分や、単色の領域あるい
は文字を表示させても、表示像の視野角依存性を改善し
た液晶表示装置を提供することである。
る配向特性を有する複数種類の配向領域を形成するのに
適したマスクを提供することである。
は、第1の配向特性を有する第1の単位配向領域及び前
記第1の配向特性と異なる第2の配向特性を有する第2
の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配置
された配向膜を含み、前記第1及び第2の単位配向領域
があらゆる方向の直線に沿って混在するように、前記第
1及び第2の単位配向領域が配設されている。液晶表示
装置は1画素で一つの点を表し、またカラー表示の場合
は3個のサブ画素で一つの点を表す。1の単位配向領域
は、1又は複数の画素、あるいは1又は複数のサブ画素
で構成され、1の配向領域は、1の単位配向領域又は複
数の単位配向領域の集合で構成される。配向特性は、液
晶の種類によって異なるが、ツイステッドネマティック
液晶である場合、分子配向方向及びプレチルト角の組み
合わせによって決定付けられる。2種類以上の単位配向
領域は、少なくとも液晶表示装置が表示し得る線分の中
に含まれていればよいが、その線分は短い方が好まし
い。
画素の連なりで直線を表示する場合、1画素が1単位配
向領域であるときも、複数画素が1単位配向領域である
ときも、最小線幅の直線を構成する単位配向領域の連な
りには異なる2種類以上の単位配向領域が含まれる。し
たがって、液晶表示装置に、あらゆる方向の線分や、単
色の領域あるいは文字を表示させても、その線分などは
少なくとも2種類の配向特性を有する単位配向領域によ
って表示されることになるため、表示像の視野角依存性
が改善される。
る第1の単位配向領域及び前記第1の配向特性と異なる
第2の配向特性を有する第2の単位配向領域が、あらゆ
る方向の直線に沿って混在するように、前記第1及び第
2の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配
置された液晶表示装置の配向膜を形成するためのマスク
にして、前記第1の配向特性を有する第1の単位配向領
域から成る配向領域を形成するための複数の開口と、前
記第2の配向特性を有する第2の単位配向領域から成る
配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備
え、前記開口の各々は、前記第1の単位配向領域の所定
の組合せと対応する形状を有し、前記遮蔽部は物理的に
連続しており、前記開口及び前記遮蔽部は、前記マスク
を横切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも1つの前
記開口及び前記遮蔽部の両方を通るように形成されてい
る。
ており、特に、マスクを構成する部材の最小幅が配向領
域の幅とされている。このため、マスクの面積の大小あ
るいはマスク内の位置に関わらず強度を維持することが
できる。したがって、マスクの製造が容易にでき、ま
た、マスクの繰り返し使用に耐えることができる。さら
に、配向処理の方法として、原子ビームなどの照射に限
定されず、マスクに機械的外力が加わるラビング法に
も、本発明のマスクを使用することができる。
は、対向して配置され、対向面に配向膜を有する1対の
基板を有する液晶表示装置を製造する方法において、配
向処理によって配向膜となる基材膜を一方の表面にそれ
ぞれ有する第1及び第2の基板を準備するステップと、
第1の配向特性を有する第1の単位配向領域から成る配
向領域を形成するための複数の開口と、前記第2の配向
特性を有する第2の単位配向領域から成る配向領域が形
成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備えるマスクを
準備するステップと、前記第1の基板の前記基材膜の表
面に所定の方向から配向処理を施すステップと、前記第
1の基板の前記基材膜の表面に前記マスクを重ね合わ
せ、固定するステップと、前記マスクの開口によって露
出された前記第1の基板の基材膜に、前記所定の方向と
平面角で約90度異なる方向から配向処理を施すステッ
プと、前記第2の基板の前記基材膜の表面上に前記所定
の方向と同一の方向から配向処理を施すステップと、前
記第2の基板の前記基材膜の表面に、前記マスクを反転
させて重ね合わせ、固定するステップと、前記マスクの
前記開口によって露出された前記第2の基板の基材膜
に、前記所定の方向と平面角で約90度異なる方向と同
一の方向から配向処理を施すステップと、を含む。
なす少なくとも2種類の配向領域を有する配向膜を、マ
スクを反転させることを除いて、それぞれ同じ配向処理
を施すことによって容易に形成することができる。特
に、原子ビームなどを利用することによって、微細な配
向パターンを備えた配向膜を正確に形成することができ
る。また、上述の本発明のマスクを使用することによ
り、原子ビームなどの照射に限定されず、ラビングにも
使用することができ、配向処理方法の組み合わせも可能
となり、応用が広がる。
置、並びに配向膜形成用のマスク、及び液晶表示装置の
製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明す
る。
係る液晶表示装置の配向膜10は、第1の配向特性を有
する第1の単位配向領域6及びその第1の配向特性と異
なる第2の配向特性を有する第2の単位配向領域8がマ
トリクスの行列位置に混在して配置され、それら第1及
び第2の単位配向領域6、8があらゆる方向の直線に沿
って混在するように、第1及び第2の単位配向領域6、
8が配設されている。そして、1又は複数の第1の単位
配向領域6によって第1の配向領域12が構成され、ま
た、1又は複数の第2の単位配向領域8によって第2の
配向領域14が構成される。また、この配向膜10にお
ける配向領域12,14から成る配置パターンは、同図
1(b)に示す最小の単位である基準パターン16の繰
り返しで現される。
示上の一単位である1画素に対応する大きさであるが、
たとえば2画素を1つの単位配向領域6,8とすること
も可能である。また、カラー表示の場合、3つのサブ画
素の一つ一つを1つの単位配向領域6,8とすること
も、あるいは2つ又は3つのサブ画素を合わせた全体と
して1つの単位配向領域6,8とすることもできる。画
素又はサブ画素は縦横にマトリクスに配置されており、
それに対応して、単位配向領域6,8もマトリクスの行
列位置に混在するように配置されている。
る樹脂膜、あるいはカーボン膜などから成る無機質膜、
などの基材膜に配向処理が施されて形成される。基材膜
は一般的に、ガラス基板などの透光性基板の上に、IT
O(Indium Tin Oxide)などから成る透明電極などが形成
され、その透明電極の上に樹脂が塗布され、あるいは無
機質が被着されて形成される。具体的には、たとえばポ
リイミド樹脂膜の場合、その前駆体であるポリアミド樹
脂を電極層の上に被着させた後、イミド化させて得られ
る。また、無機質膜の場合、材質としてたとえば、ダイ
アモンド型水素添加炭素、アモルファス水素添加ケイ
素、SiC 、 SiO2 、ガラス、Si3 N 4 、Al2O 3 、CeO 2
、 SnO2 、 ZnTiO2 などが用いられ、蒸着、スパッ
タ、イオンビーム成膜、化学蒸着、プラズマCVDなど
の手法により、成膜される。
は、所定の配置パターンに異なる配向特性を有する2種
類の配向領域12,14を形成することができれば如何
なる方法でもよい。すなわち、配向膜10に2種類の配
向領域を形成する方法は、たとえばレジスト法を用いて
もよいが、後述するように、マスクによる方法が生産性
に優れ、且つ配向膜10に与える損傷の可能性が低いな
どの点で好ましい。
法を用いることも可能であるが、原子ビーム、イオン・
ビーム、電子ビームなどのビームの照射や、紫外線の照
射による方法が、所定の微細な配置パターンにしたがっ
て、一定の分子配向方向及び一定のプレチルト角を確実
に形成することができるなどの点で最も好ましい。基材
膜が樹脂膜である場合は、上記いずれの方法でも配向さ
せることができる。一方、基材膜が無機質膜である場合
は、原子ビーム、イオン・ビームなどの照射によって配
向させることができる。この中でも、原子ビームが最も
好ましい。イオン・ビームは正又は負の電荷を有してい
るため、配向膜が電荷を帯びたり、あるいはビームの照
射方向が安定して一定方向にならないなどの問題があ
る。これに対して、イオン・ビームを電気的に中性にし
た原子ビームがこれらの問題がなく好ましい。
12,14は、同一の分子配向方向及び所定の分子プレ
チルト角を有する配向領域12と、その配向方向とは1
80°異なる分子配向方向及び所定のプレチルト角を有
する配向領域14とから構成されている。たとえばツイ
ステッドネマチック(TN)液晶である場合、配向領域
12の配向方向は、横方向(方位角0°)から45°方
向とされるのが好ましい。この場合、下基板の配向領域
12に対応する上基板の配向領域12の配向方向は、下
基板の配向方向45°から90°捻じれた135°方向
となる。このとき、90°方向と180°方向の視野角
依存性が大きく現れ、それぞれの方向で最大と最小にな
る。
°方向とされる。そして、下基板の配向領域14に対応
する上基板の配向領域14の配向方向は、下基板の配向
方向225°から90°捻じれた315°方向となる。
このとき、180°方向と90°方向の視野角依存性が
大きく現れ、それぞれの方向で最大と最小になる。した
がって、液晶表示装置が直線などを表示する表示部の中
に、視野角依存性が反対の配向領域12と14の両者が
存在することによって、その表示部の視野角依存性が改
善される。
と14は、液晶表示装置が任意の方向の直線を表示した
とき、その直線を構成する複数の配向領域に両者が必ず
含まれるように配置されている。ここで、直線とは、配
向膜10の全面にわたって、任意の位置に横、縦、斜め
の各方向に描いた真っ直ぐの線を言い、配向膜10の一
部分に表示される長さの短い線分を含まない。たとえ
ば、同図1(a)に基づいて説明すれば、横方向1行目
の直線は図上、向かって左から単位配向領域6、8、
6、6、8、8、…の順で構成される。また、同じく縦
方向1列目の直線は図上、上から単位配向領域6、8、
6、6、8、6、…の順で構成される。
た配向領域は、第1の単位配向領域6のみ、あるいは第
2の単位配向領域8のみによって構成されることはな
く、少なくとも第2及び第1の単位配向領域8又は6が
含まれており、視野角依存性が改善される。任意の直線
を構成する連続した配向領域は、常に2種類の第1及び
第2の単位配向領域6、8が交互に繰り返し配置される
のが最も好ましいが、あらゆる方向の直線に対してその
ような第1及び第2の単位配向領域6、8の配置を得る
のは不可能である。そこで、任意の直線を構成する連続
した配向領域には、少なくとも2種類の第1及び第2の
単位配向領域6、8が混在して配置されるように設定さ
れる。
行又は隣接する2行に含まれる第1の単位配向領域6の
面積と、第2の単位配向領域8の面積との比の値が約3
0〜70%、好ましくは約45〜55%、最も好ましく
は50%がよい。また、マトリクスの縦方向の最小線幅
を構成する1列又は隣接する2列に含まれる第1の単位
配向領域6の面積と、第2の単位配向領域8の面積との
比の値が約30〜70%、好ましくは約45〜55%、
最も好ましくは50%がよい。さらに、第1の単位配向
領域6の総面積と、第2の単位配向領域8の総面積との
比の値は約30〜70%、好ましくは約45〜55%、
最も好ましくは50%がよい。横方向や縦方向の線は使
用頻度が多く、たとえば表などの視野角依存性が改善さ
れる。また、第1の単位配向領域6の総面積と、第2の
単位配向領域8の総面積との比の値がほぼ50%であれ
ば、画像などの視野角依存性が改善される。
述の所定の条件を満たすように配向膜10に配置されれ
ばよく、特に限定されるものではない。ただし、配向膜
10のサイズが変化する毎に、第1及び第2の単位配向
領域6、8の配置を設計する必要がある。このため、第
1及び第2の配向特性を有する第1及び第2の単位配向
領域6、8から成る配向領域12、14は、たとえば上
記図1(b)に示すように、第1及び第2の単位配向領
域6、8の所定の組合せからなる一定の基準パターン1
6の繰り返しで構成されるのが好ましい。
の配向領域が対向するように対をなして配設され、その
2つの配向膜の間に液晶が封入されて液晶表示装置が構
成される。得られた液晶表示装置に縦横斜めの線画など
を表示させたとき、いずれの線についても1種類の配向
領域のみで構成されることはなく、全体として視野角依
存性が改善され、その線画の視覚角度が変わっても色や
コントラストにほとんど変化が生じない。
液晶表示装置について、その実施形態の一例を説明した
が、本発明は例示に限定されるものではない。
膜18に形成される2種類の配向領域12、14の配置
パターンは、一方の配向領域14の配置パターンを配向
膜18の周囲を除き、対称な十字形の繰り返しからなる
形状で構成することができる。この十字形の配置パター
ンは、縦に配向領域14を構成する第2の単位配向領域
(8)が4行並び、その両側中央部に第2の単位配向領
域(8)が2行1列ずつ配置された形状をなし、その十
字形の配置パターンが千鳥状に配されている。この配向
膜18の配置パターンは、同図2(b)に示すような基
準パターン20又は同図2(c)に示すような基準パタ
ーン22を適宜反転させるなどによって配置した構造と
して得られる。
は、2種類の配向領域12、14のそれぞれ面積比が5
0:50であり、縦方向1列における第1及び第2の単
位配向領域6、8の面積の比が50:50であり、さら
に横方向に隣接する2行毎における面積比が50:50
である。したがって、この配向膜18を用いて製造した
液晶表示装置が画像などを表示するとき、その液晶表示
装置を見る角度が変わったとしても、コントラストの変
化などがなく、広い視野角が得られる。また、1つの配
向領域12、14が1つの画素である場合、1つの画素
幅からなる線分をどの方向に点灯させても、1種類の配
向領域12、14のみが点灯することはなく、線分の方
向に限らず広い視野角が得られる。
4に形成される2種類の配向領域12、14の配置パタ
ーンは、一方の配向領域14の配置パターンを前述の図
2(a)に示した配置パターンの十字形を縦横短くした
対称な形状の繰り返しからなる形状で構成することがで
きる。この配向膜24の配置パターンは、同図3(b)
に示すような対称な基準パターン26の繰り返しとして
得られる。本例においても、前述の図2に示す配置パタ
ーンと同様の作用・効果が得られる。
が、上述の例示に限定されるものではない。すなわち、
本発明の配向膜は、第1の配向特性を有する第1の単位
配向領域及びその第1の配向特性と異なる第2の配向特
性を有する第2の単位配向領域がマトリクスの行列位置
に混在して配置された配向膜を含み、第1及び第2の単
位配向領域があらゆる方向の直線に沿って混在するよう
に、第1及び第2の単位配向領域が配設されていればよ
い。したがって、この条件を満たすように2種類の配向
領域が配設された配向膜は無数に得られる。このよう
に、任意の方向の直線を構成する複数の配向領域は常に
2種類の単位配向領域を含むようにすることにより、視
野角依存性を改善することができる。
2、14を形成した場合について説明したが、たとえば
配向領域14の配置パターンのそれぞれについてプレチ
ルト角を変えて配向処理することも可能である。さら
に、下基板の配向膜と上基板の配向膜との組み合わせに
おいて、配向領域12、14のプレチルト角を適宜変え
ることにより、複数種類の配向領域を配向膜に形成する
ことができる。
向領域12,14は、従来公知の手法を用いて形成する
ことができ、たとえば前述したように、フォトレジスト
を用いて形成することができる。このレジストを用いる
方法は工程が複雑でコストが高くなるなどの欠点がある
が、そのような欠点のないマスクを用いる方法が最も好
ましい。
する配向領域12、14を形成するために、マスクに形
成されるマスクパターンは、2種類の配向領域12,1
4のうちいずれか一方の配向領域12又は14が示す配
置パターンと同一である。本例においては、配向領域1
4に対応する箇所が開口とされていて、図4(a)に示
されるマスク28は、斜線の付された箇所が開口30で
あり、斜線が付された箇所以外の下地の色で現される箇
所がマスクの遮蔽部32である。
ーム部34を備え、その内側に第1の配向特性を有する
第1の単位配向領域6から成る配向領域12を形成する
ための複数の開口30と、第2の配向特性を有する第2
の単位配向領域8から成る配向領域14が形成されるべ
き部分を遮蔽する遮蔽部32とを備え、開口30の各々
は、第1の単位配向領域6の所定の組合せと対応する形
状を有し、遮蔽部32は物理的に連続しており、開口3
0及び遮蔽部32は、マスク28を横切るあらゆる方向
の直線が必ず少なくとも1つの開口30及び遮蔽部32
の両方を通るように形成されている。このマスク28の
遮蔽部32の幅は少なくとも1つの第1の単位配向領域
6の幅とされている。第1及び第2の単位配向領域6、
8の幅はたとえば80μm程度であり、したがって遮蔽
部32の最小線幅はそれと同じだけあり、マスク28の
製作が容易にできる。また、一定の線幅以上の幅を備え
た遮蔽部32が縦横に繋がってマスク28を形成してい
るため、大面積のマスク28を製作しても、マスク28
の中心部分の強度を充分維持でき、歪が少なく、長期間
の繰り返し使用に耐えることができる。
パターン36の繰り返しになっている。この基準パター
ン36は、最小線幅が1つの単位配向領域6の幅(具体
的に例示すれば、80μm程度)であり、基準パターン
36及びそれによる必要とする面積のマスク28の製作
が容易に可能である。特に、大面積のマスク28を製作
しても、中心部分の強度は損なわれない。また、基準パ
ターン36は、それ自体の開口30の総面積と遮蔽部3
2の総面積との比が50:50で構成されていて、基準
パターン36を繰り返して縦横に形成することで、開口
30の総面積と遮蔽部32の総面積との比が50:50
のマスク28を構成することができる。
口30又は遮蔽部32のいずれかについて、単位配向領
域6、8の1つ分の幅で任意の方向の直線を引いたと
き、開口30だけ、あるいは遮蔽部32だけで直線を構
成することができず、他方の遮蔽部32又は開口30で
直線が遮られるように構成されている。したがって、か
かる基準パターン36で構成したマスク28を用いて製
造した配向膜10を用いると、液晶表示装置として通常
考えられる点灯パターン、たとえば線分、単色の領域あ
るいは文字を表示する場合において、視野角特性が改善
される。
が、その他、前述の図2、図3などに示す配向膜の配置
パターンに対応させて、各種のマスクを構成することが
できる。また、マスクの材質や厚みなどは、配向方法と
して、ラビング法によるか、あるいは原子ビーム、イオ
ン・ビーム、あるいは紫外線の照射によるかによって、
適宜選定されるものであり、限定されない。
装置の製造方法を、特に、配向膜の製作手順を中心に説
明する。一例として、前記図1に示す配向膜10を前記
図4に示すマスクを用いて製作する例を示す。
成されたセルギャップに液晶が充填されて構成される。
下基板は、ガラス基板などの基板の上にTFT( thin f
ilm transistor )アレイなどの駆動素子と電極などが形
成され、さらに最上層に配向膜が形成される。この配向
膜10は、図5(a)に示すように、配向膜となる基材
膜38の全面に矢印Aの方向に原子ビームを照射して、
一定方向にプレチルト角を有する配向膜40を形成す
る。原子ビームの照射方向Aは横軸(方位角0°)から
平面角で135度の方向で、所定のプレチルト角が得ら
れるように設定される。
プレチルト角が形成された配向膜40(基材膜38)の
上に、前記図4に示すマスク28を重ね合わせて固定す
る。そして、マスク28の上から前述の135度の方向
から平面角で90度異なる方向、すなわち横軸(方位角
0°)から平面角で45度の方向(矢印B)から、所定
のプレチルト角が得られるように原子ビームを照射す
る。その結果、マスク28の遮蔽部32で覆い隠された
配向膜40(基材膜38)表面の配向は変化を受けない
が、開口30によって露出させられている配向膜40
(基材膜38)表面の配向は原子ビームの照射によって
45度の方向で、所定のプレチルト角を有するように変
化させられる。
28を取り除くと、前記図1に示すように、配向領域1
2と14がそれぞれ所定のパターンに配設された配向膜
10が得られる。
基板の上にカラーフィルターと透明電極などが形成さ
れ、さらに最上層に配向膜が形成される。この配向膜
は、図5(c)に示すように、前述と同様に、配向膜と
なる基材膜42の全面に矢印Aの方向に原子ビームを照
射して、一定方向にプレチルト角を有する配向膜44を
形成する。原子ビームの照射方向は前述と同様に設定さ
れる。
に、先に使用した図4に示すマスク28を左右反転させ
て重ね合せ、固定する。そして、前述と同様に、マスク
28の上から前述の135度の方向から平面角で90度
異なる方向、すなわち横軸(方位角0°)から平面角で
45度の方向(矢印B)から、所定のプレチルト角が得
られるように原子ビームを照射する。その結果、マスク
28の遮蔽部32で覆い隠された配向膜44(基材膜4
2)表面のプレチルト角は変化を受けないが、開口30
によって露出させられている配向膜44(基材膜42)
表面の配向は、原子ビームの照射によって横軸(方位角
0°)から平面角で45度の方向で、所定のプレチルト
角を有するように変化させられる。得られた基材膜42
からマスク28を取り除くと、図1に示す配向領域1
2、14の配置パターンとは左右反転した配置パターン
の配向膜46が得られる。
膜10と上基板の配向膜46とを向かい合わせ、一定の
セルギャップを開けて配置し、さらにそれぞれの配置パ
ターンが対応するように位置決めされる。そして、配向
膜10と46の周囲を封止した後、セルギャップ内にツ
イステッドネマティック(TN)液晶が充填され、常法
により液晶表示装置が製造される。
性の異なる配向領域12、14が形成されている。従来
の単一の配向領域から成る液晶表示装置の場合は、図7
に示すように、法線に対する天頂角で現される視角をL
1からL2のように大きくすると、図8(a)に示すよ
うに、コントラストが逆転するリバースチルト現象が現
れる方向がある。それに対し、本発明の液晶表示装置
は、同図8(b)に示すように、連続した表示領域の中
に2種類の配向特性の異なる単位配向領域が形成される
と、どの向きに視角を移動させてもリバースチルト現象
が現れないようになり、視野角特性が改善される。
説明したが、上述の方法に限定されるものではない。た
とえば、図5において、下基板の基材膜38あるいは上
基板の基材膜42に原子ビームにより配向処理を施して
いたが、基材膜38、42が樹脂膜である場合は、その
他、ラビングあるいはイオン・ビーム、電子ビームや紫
外線の照射などによって配向処理をしてもよい。なお、
基材膜38、42がカーボン膜などの無機質膜の場合
は、アルゴン・イオン・ビームなどのイオン・ビーム、
あるいはそれを電気的に中性にした原子ビームが用いら
れる。また、基材膜38、42の上にマスク28を重ね
合わせ、その開口30で露出させられた基材膜38、4
2の配向方向を上書きして変更する場合、原子ビーム以
外に、イオン・ビームや紫外線の照射によって配向処理
を施してもよい。
ステッドネマティック(TN:twistednematic )液晶表
示方式に限定されるものではなく、たとえば垂直配向
(VA:vertical alignment)方式や面内スイッチング
(IPS:in plane switching)方式などであってもよ
い。これらの場合、配向方向やプレチルト角、あるいは
充填される液晶などは前述の例示と異なる。
う場合、微細な配置パターンに対応して基材膜を配向さ
せることができれば、いかなる方法を用いてもよいな
ど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の
知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で
実施し得るものである。
の単位配向領域が、あらゆる方向の直線に沿って混在す
るように、第1及び第2の単位配向領域が配設されてい
る。したがって、液晶表示装置にどのような方向の線分
や、単色の領域あるいは文字を表示させても、その線分
などは少なくとも2種類の配向特性を有する第1及び第
2の単位配向領域によって表示されることになるため、
表示箇所の視野角依存性が改善される。
を有する第1の単位配向領域から成る配向領域を形成す
るための複数の開口と、第2の配向特性を有する第2の
単位配向領域から成る配向領域が形成されるべき部分を
遮蔽する遮蔽部とを備え、開口の各々は、第1の単位配
向領域の所定の組合せと対応する形状を有し、遮蔽部は
物理的に連続しており、開口及び遮蔽部は、マスクを横
切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも1つの開口及
び遮蔽部の両方を通るように形成されている。したがっ
て、マスクを構成する部材の最小幅が単位配向領域の幅
であるため、マスクの面積の大小あるいはマスク内の位
置に関わらず強度を維持することができる。このため、
マスクの製造が容易にでき、また、マスクの繰り返し使
用に耐えることができる。
は、対をなす基板のうち、一方の基板の配向膜を、配向
膜となる基材膜の全面を配向処理した後、マスクを重ね
て異なる配向処理をし、他方の基板の配向膜を、同様に
配向膜となる基材膜の全面を配向処理した後、マスクを
反転させて重ねて異なる配向処理をする。この製造方法
によって、対をなす少なくとも2種類の配向領域を有す
る配向膜を、それぞれ同じ配向処理を施すことによって
容易に形成することができる。特に、原子ビームなどを
利用することによって、微細な配置パターンを備えた配
向膜を正確に形成することができる。
図であり、(b)は(a)の配向膜の基準パターンを示
す模式図である。
模式図であり、(b)は(a)の配向膜の基準パターン
を示す模式図である。
模式図であり、(b)は(a)の配向膜の基準パターン
を示す模式図である。
めのマスクの一例を示す模式図であり、(b)は(a)
の配向膜の基準パターンを示す模式図である。
あり、(a)及び(b)は下基板の配向膜、(c)及び
(d)は上基板の配向膜のそれぞれの製造工程を示す模
式図である。
たときの配向領域及び配向方向を説明するための模式図
である。
ある。
(a)は単一の配向領域の場合、(b)は2種類の配向
領域の場合を示す。
す模式図である。
す模式図である。
を示す模式図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 第1の配向特性を有する第1の単位配向
領域及び前記第1の配向特性と異なる第2の配向特性を
有する第2の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混
在して配置された配向膜を含む液晶表示装置において、
前記第1及び第2の単位配向領域があらゆる方向の直線
に沿って混在するように、前記第1及び第2の単位配向
領域が配設されている液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記マトリクスの横方向の最小線幅を構
成する1行又は隣接する2行に含まれる前記第1の単位
配向領域の面積と、前記第2の単位配向領域の面積との
比の値が約30〜70%の範囲にある請求項1に記載す
る液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記マトリクスの縦方向の最小線幅を構
成する1列又は隣接する2列に含まれる前記第1の単位
配向領域の面積と、前記第2の単位配向領域の面積との
比の値が約30〜70%の範囲にある請求項1又は請求
項2に記載する液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記第1の単位配向領域の総面積と、前
記第2の単位配向領域の総面積との比の値が約45〜5
5%の範囲にある請求項1乃至請求項3のいずれかに記
載する液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の配向特性を有する第
1及び第2の単位配向領域から成る配向領域が、前記第
1及び第2の単位配向領域の所定の組合せからなる一定
の基準パターンの繰り返しで構成される請求項1乃至請
求項4のいずれかに記載する液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記第1及び第2の単位配向領域の各々
は、1若しくは複数の画素、又は、1若しくは複数のサ
ブ画素の大きさで構成される請求項1乃至請求項5のい
ずれかに記載する液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記配向膜は、樹脂膜又は無機質膜であ
る請求項1乃至請求項6のいずれかに記載する液晶表示
装置。 - 【請求項8】 前記液晶表示装置の液晶は、ツイステッ
ドネマティック形である請求項1乃至請求項7のいずれ
かに記載する液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記配向領域は原子ビーム、イオン・ビ
ーム又は紫外線の照射によって形成されている請求項1
乃至請求項8のいずれかに記載する液晶表示装置。 - 【請求項10】 第1の配向特性を有する第1の単位配
向領域及び前記第1の配向特性と異なる第2の配向特性
を有する第2の単位配向領域が、あらゆる方向の直線に
沿って混在するように、前記第1及び第2の単位配向領
域がマトリクスの行列位置に混在して配置された液晶表
示装置の配向膜を形成するためのマスクにして、前記第
1の配向特性を有する第1の単位配向領域から成る配向
領域を形成するための複数の開口と、前記第2の配向特
性を有する第2の単位配向領域から成る配向領域が形成
されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備え、前記開口の
各々は、前記第1の単位配向領域の所定の組合せと対応
する形状を有し、前記遮蔽部は物理的に連続しており、
前記開口及び前記遮蔽部は、前記マスクを横切るあらゆ
る方向の直線が必ず少なくとも1つの前記開口及び前記
遮蔽部の両方を通るように形成されているマスク。 - 【請求項11】 前記マトリクスの横方向の1行又は隣
接する2行に含まれる前記第1の単位配向領域と対応す
る前記開口の領域の面積と、前記第2の単位配向領域と
対応する前記遮蔽部の領域の面積との比の値が約30〜
70%の範囲にある請求項11に記載するマスク。 - 【請求項12】 前記マトリクスの縦方向の1列又は隣
接する2列に含まれる前記第1の単位配向領域と対応す
る前記開口の領域の面積と、前記第2の単位配向領域と
対応する前記遮蔽部の領域の面積との比の値が約30〜
70%の範囲にある請求項10又は請求項11に記載す
るマスク。 - 【請求項13】 前記開口の総面積と前記遮蔽部の総面
積との比の値が約45〜55%の範囲にある請求項10
乃至請求項12のいずれかに記載するマスク。 - 【請求項14】 前記開口及び遮蔽部が、前記第1及び
第2の単位配向領域の所定の組合せと対応する基準パタ
ーンの繰り返しで構成されている請求項10乃至請求項
13のいずれかに記載するマスク。 - 【請求項15】 対向して配置され、対向面に配向膜を
有する1対の基板を有する液晶表示装置を製造する方法
において、配向処理によって配向膜となる基材膜を一方
の表面にそれぞれ有する第1及び第2の基板を準備する
ステップと、第1の配向特性を有する第1の単位配向領
域から成る配向領域を形成するための複数の開口と、前
記第2の配向特性を有する第2の単位配向領域から成る
配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備
えるマスクを準備するステップと、前記第1の基板の前
記基材膜の表面に所定の方向から配向処理を施すステッ
プと、前記第1の基板の前記基材膜の表面に前記マスク
を重ね合わせ、固定するステップと、前記マスクの開口
によって露出された前記第1の基板の基材膜に、前記所
定の方向と平面角で約90度異なる方向から配向処理を
施すステップと、前記第2の基板の前記基材膜の表面上
に前記所定の方向と同一の方向から配向処理を施すステ
ップと、前記第2の基板の前記基材膜の表面に、前記マ
スクを反転させて重ね合わせ、固定するステップと、前
記マスクの前記開口によって露出された前記第2の基板
の基材膜に、前記所定の方向と平面角で約90度異なる
方向と同一の方向から配向処理を施すステップとを含む
液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項16】 前記配向膜となる基材膜が、ダイアモ
ンド型水素添加炭素、アモルファス水素添加ケイ素、Si
C 、 SiO2 、ガラス、Si3 N 4 、Al2 O 3 、CeO 2 、 Sn
O2 、及び ZnTiO2 からなる群から選択される材料で形
成される請求項15に記載する液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項17】 前記配向処理を施すステップが、原子
ビーム、イオン・ビーム又は紫外線を照射するステップ
である請求項15又は請求項16に記載する液晶表示装
置の製造方法。 - 【請求項18】 前記マスクが、第1の配向特性を有す
る第1の単位配向領域及び前記第1の配向特性と異なる
第2の配向特性を有する第2の単位配向領域が、あらゆ
る方向の直線に沿って混在するように、前記第1及び第
2の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配
置された配向膜を形成するためのマスクであって、前記
開口の各々は、前記第1の単位配向領域の所定の組合せ
と対応する形状を有し、前記遮蔽部は物理的に連続して
おり、前記開口及び前記遮蔽部は、前記マスクを横切る
あらゆる方向の直線が必ず少なくとも1つの前記開口及
び前記遮蔽部の両方を通るように形成されている請求項
15乃至請求項17のいずれかに記載する液晶表示装置
の製造方法。
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