JP2007128101A - 液晶セルの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の有効範囲全面にわたり、容易に液晶分子の均一なプレチルトが得られる製造方法の提供。
【解決手段】光の偏光方向に対して垂直な配向性を有する例えばシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）系の重合体（ｐｏｌｙｍｅｒ）のような感光性配向膜を基板に塗布形成する工程と、上記配向膜が塗布形成された基板に非偏光光又は部分偏光光を斜めに照射して液晶分子のプレチルトを決定する工程と、を含む製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶セルの製造方法に関する。特に、液晶分子を配向させる配向膜の形成に光配向法や、単一光照射等を用いる液晶セルの製造方法に関するものである。
一般的に、液晶セルは一定の間隔を置いて対向するように配置された二枚の基板と上記二枚の基板の間に注入される液晶からなる。この際、液晶は短軸と長軸に対する屈折率異方性を有しているので液晶表示装置の均一の明るさと高いコントラスト比(contrast ratio)を得るためには液晶分子の配列を一定に制御することが必修的なものである。このため、液晶セルをなす基板面に配向膜を塗布し配向処理を実施して図１の直角座標系て示した液晶分子のディレクタｎ（正しくは、後記数式１のように表現される）を決定するのである。図面で、θは配向膜の表面での液晶ディレクタの極角(polar angle)を示すもので、本明細書ではプレチルト角と称する。φは配向膜表面での液晶分子のディレクタｎの方位角を示すもので、本明細書ではプレチルト角方向と称する。即ち、液晶分子のディレクタｎは、次式のように表現されるので、基板に配向処理をしてプレチルトθとプレチルト角方向φを決定するもので液晶分子の配列を制御することが望ましい。
Figure 2007128101
本明細書では上記液晶分子のディレクタnをプレチルトと称し、上記プレチルトは上記プレチルト角とプレチルト角方向て決定される。
上記配向膜の配向処理方法中で現在最も得やすい方法が図２に示されたラビング法である。上記ラビングは基板１１にポリイミド(polyimide)のような配向膜１２を塗布した後、ラビング布で機械的な摩擦を実施して(図２(a))、上記配向膜表面に一定のプレチルト角(θp)を有する、均一の徴細溝(microgrooves)を形成するのである(図２(b))。従って、微細溝が形成されたポリイミドの配向膜表面と液晶分子間の相互作用で配向膜の全表面にかけて所望の方向に液晶分子を一定に配向させるようになる。
しかし、上記ラビング法はラビング布の摩擦強度によって配向膜に形成される微細溝の形態が変わるようになってこの微細溝によって配列される液晶分子の配列が一定でないので、不規則な位相歪曲(random phase distortion)と光散乱(light scattering)が発生するようになって、液晶ディスプレイの機能を低下させる虞がある。また、ラビング処理時に塵及び静電気が発生して基板に影響を与え、歩留りを低下させる問題点が発生した。
上記問題を解決するため、最近提案されている方法中の一つが光配向法である。従来の光配向法は一つのプレチルトを決定するために光配向物質からなる配向膜が塗布された基板に線型偏光された紫外線を二重照射しなければならない。
図３(a)は、線型偏光された紫外線を配向膜の表面に対して垂直に照射すれば、紫外線の偏光方向と同じ方向に配列されたサイドチェーン(side chain)を有する光配向膜物質の分子間でクロスリンキング(cross linking)が発生する１次光照射を示す。従って、全体配向膜の異方性は、上記クロスリンキングが発生しない分子の配列方向で決定されるが、これは照射された光の偏光方向に垂直な二つの方向に決定され、これをプレチルト角方向(θ1，θ2)と称する。しかし、この際に形成されたプレチルト角は０．１１度で小さく、一つのプレチルト角方向を選択しなければならないので、図３(b)に示される２次光照射が行われる。
２次光照射は１次光照射の偏光方向に垂直である偏光方向を有する線型偏光された紫外線を配向膜１２の法線に対して一定の角度θだけ傾斜した方向から照射して、一つのプレチルト角方向θ1を選択し、そのプレチルト角は照射された角の傾斜角度θによって大きくなる。例えば、傾斜角度が４５度である場合、そのプレチルト角は０．２６度になる。
この光配向法はラビングによる配向法よりも多様な利点を有している。即ち、ラビング法とは異なって配向膜表面で電荷や塵が発生しないので静電気による歩留りの減少がなく、配向膜の全表面に所望の配向軸とプレチルト角の大きさを制御して均一に液晶分子を配列することによってラビング法によって発生する位相歪曲や光散乱のような欠点が防止できる。
しかしながら、従来の光配向法は一つのプレチルトを決定するために二重の光照射を行うので工程が複雑である。また、２次光照射の傾斜角度によって制御されるプレチルト角の範囲も傾斜角度θが３０度である場合に０．１５度、４５度である場合に０．２６度、６０度である場合に０．３０度であり、プレチルト角の制御範囲も非常に制限されるという問題がある。
本発明は上記問題点を解決するためのものであって、工程が単純で０度〜９０度の間の全範囲のプレチルト角が制御されて多様なモードの液晶セルに適用できる光配向方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は単純な工程で、広視野角を有する液晶セルの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の液晶表示装置の製造方法は、入射光の偏光方向に対して垂直な方向に分子を配向する性質を有する配向膜を基板に形成する配向膜形成過程と、上記配向膜の表面に少なくとも一つの偏光成分を有する光を傾め方向から照射して一定のプレチルトを決定する光照射過程と、を含む。
また、本発明の他の液晶表示装置の製造方法は、基板に光反応膜を形成する過程と、上記光反応膜の表面に非偏光光を斜め方向から照射して一定のプレチルトを決定する光照射過程と、を含む。
また、本発明の他の液晶表示装置の製造方法は、基板に少なくとも一つの領域を有する光反応膜を形成する過程と、上記光反応膜の表面に部分偏光された光を傾め方向から照射して一定のプレチルトを決定する光照射過程と、を含む。
本発明の液晶表示装置は、配向性を有する感光性物質からなる配向膜が形成された基板と、上記配向膜の配向性によって決定されるプレチルトを有する分子からなる液晶と、を含む。
かかる構成によって、液晶分子のプレチルトを決定することが可能となり、従来方法に比して、広範囲のプレチルト角の設定、製造工程数の減少が可能となる。
以上説明したように、本発明においては、配向性を有する感光物質を基板に塗布して配向膜を形成し、この配向膜の配向性を光照射によって決定することによって液晶分子のプレチルト角及びプレチルト方向を定めるので、液晶分子に広範囲のプレチルト角を与えることが可能となる。また、比較的に簡単な製造工程で済む。更には、広い視野角の液晶セルを製造することが可能となる。
以下、本発明について実施例及び図面を参照して詳細に説明する。
本発明の光配向法は、従来の光配向法とは別に、１次照射時に決定される異方性が光照射によって反応しない感光性分子によって決定されるのみならず、反応に参与した感光性分子のメインチェーン(main chain)の配列、即ち光の偏光方向と垂直な方向への配列で決定されるという理論から出発する。
図４は、Ｐ方向とＳ方向での各電磁気波の強度による光の特性を示す図面である。上記図面で、Ｐ方向と上記Ｐ方向に対して垂直なＳ方向は各光の相対的強度を示すために用いられる。
本発明に係る、偏光されない光(非偏光光)はあらゆる方向で振動する電磁気波を有する集合体である。従って、光の進行方向を除いたあらゆる方向に対して電磁気波を有する。
図４(a)は、入射したあらゆる電磁気波を通過させる透明板７を通過した非偏光光を示す。従って、上記非偏光波は一定の方向Ｐとこれに垂直な方向Ｓに対して同一の強度を有する。即ち、非偏光された光はあらゆる方向に振動する光である。
一方、偏光された光は一つの方向に振動する電磁気波の集合体と定義される。図４(b)は、透過軸に平行した電磁気波のみを通過させる偏光板１７を通過した偏光された光を示す。それで、上記一つの方向に振動する光を偏光された光(偏光光)という。
図４(c)は、一方向の強度が他方向の強度より大きい楕円形の強度分布を有する光を示すもので、本明細書ではこれを部分偏光された光(部分偏光光)と称する。即ち、上記部分偏光された光で強い強度を有する方向に振動する波を主電磁気波(principle electromagnetic wave：Ｐ)といい、最も弱い強度を有する、上記主電磁気波と垂直な方向に振動する副電磁気波(subordinate electromagnetic wave：Ｓ)という。参照符号２７は、主透過軸(principle axis：Ｐ)と平行する電磁気波は全面通過するようにし、上記主透過軸以外の方向の電磁気波は部分通過させるようにする部分偏光板を示すものである。そこで、上記部分偏光板２７を通過した部分偏光された光は主軸方向で最も強い強度を有し、上記主軸の垂直方向で最も弱い強度を有する。
本発明では、上記非偏光光と部分偏光された光が液晶分子を配向するために用いられる。上記液晶分子を配向するために、光反応性物質の配向膜が液晶セルの基板に塗布されなければならない。本発明による配向膜は入射光の偏光方向に対して垂直な方向に分子を配向する性質を有する感光性物質を含む。即ち、プレチルト角方向は入射した光の偏光方向に対して垂直な方向に決定される。又は、上記物質は０度〜９０度の範囲でプレチルト角が制御されることができるプレチルト角の形成特性を有する。本発明で配向膜として用いられる光反応物質は次の構造式を有するシロキサン(siloxane)系の重合体(polymer)又は小重合体(oligomer)で例を挙げれば、次のような化学構造式を有するシロキサンシンナマート(siloxane cinnamate)である。
シロキサンシンナマートＩ：
Figure 2007128101
シロキサンシンナマートII：
Figure 2007128101
ここで、Ｚ＝ＯＨ，ＣＨ3又はＯＨ及びＣＨ3の混合物、m＝１０〜１００，l＝l〜１１，Ｌ＝０又は１，Ｋ＝０又はl，Ｘ，Ｘ1，Ｘ2，Ｙ＝Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，ＣＮ，ＣＦ3，ＣnＨ2n+1，ＯＣn，Ｈ2n+1(n＝１〜１０)又はその混合物である。
上記光反応性物質のプレチルト角の形成における特徴は図５に示されている。同図は、シロキサン重合体のプレチルト角の形成特性を示したものである。光エネルギを付与しなかったとき、形成されるプレチルト角は９０度であり、第２範囲IIの光エネルギを付与することによって、プレチルト角は６０度まで徐々に小さくなる。第２範囲IIと第１範囲Ｉ間の光エネルギを付与しようとすると、１０度以下にプレチルト角が徐々に減少することになる。
図６は、シロキサン小重合体のプレチルト角の形成特性を示したもので、この物質は光エネルギを付与する前には９０度のプレチルト角を有する。第２範囲IIのエネルギを付与すれば、プレチルト角は６０度まで徐々に減少し、以後に光エネルギを継続増加させると、５０度に収斂しながら減少する。上記シロキサン系物質を配向膜として適用することによって、プレチルト角を広範囲で制御することができる。
そこで、図７のような多様な配向モードが形成できる。図７(a)は、６０度以上のプレチルト角を有する垂直配向モードを示したもので、同図(b)は、１０度以下のプレチルト角を有する水平配向モードを示したものであり、同図(c)は、１０度〜６０度間のプレチルト角を有するチルト(tilt)配向モードを示したものである。本発明の配向方法は上記した通り多様なプレチルト角を制御することによって、あらゆる配向モードに適用できる。
本発明の配向方法が図８に示されている。この実施例で、あらゆる方向の電磁気波を有する非偏光光が適用されて単一照射でプレチルトができるようになった。本実施例で、非偏光光は光の進行方向を除いてあらゆる方向に対して振動する電磁気波を有しているので、配向膜でのクロスリンキングは光の入射された方向では発生しない。
図８(a)は、配向膜の法線に対して一定の角度θで傾斜されるように非偏光光をシロキサン物質からなる配向膜に照射してプレチルトを決定するものである。この際、プレチルト角方向は光の入射方向で選択されプレチルト角は光の照射エネルギによって制御される。図８(b)で示されるように、一つのプレチルトθpが配向膜に提供される。
光照射時間を短くするために、望ましい配向モードは垂直配向モードである。この配向モードを得るために、図５のシロキサン重合体を配向膜に適用した場合には、第２範囲IIの光エネルギを付与すればよい。この実施例で、光を偏光させる偏光板は照射装置で除去できる。また、配向工程が単一工程で完了するために、照射装置を再配列する必要がなくなる。それにより、単一照射で工程が単純で、エネルギの効率が高くなる。
本発明の配向工程の他の実施例が図９に示されている。この実施例では、主電磁気波成分以外に副電磁気波成分を共に有する部分偏光された光を単一照射してプレチルトが付与される。この配向方法で、照射された光の副電磁気波成分は配向膜のプレチルト角方向を選択するようになり、主電磁気波成分は配向膜のプレチルト角方向の軸を提供するようになる。
図９(a)は、配向膜の法線に対して一定の角度θで斜めに入射するように、部分偏光された光をシロキサン物質からなる配向膜２２に照射してプレチルトを決定するものである。この際、主電磁気波の振動方向と垂直な方向に光反応性物質であるメインチェーン(main chain)が配列されて二つのプレチルト角方向が決定され、同時に副電磁気波によって光反応性物質のサイドチエーン(side chain)が結合して光が入射された方向にプレチルト角方向が決定され、プレチルト角は照射されたエネルギによって制御されて、一つのプレチルトθpが配向膜に提供される(図９(b))。
また、本実施例では、メインチェーン(main chain)によって安定したプレチルト角の方向軸を有する一つのプレチルト角の方向が選択され、プレチルト角は光の照射エネルギによって制御されるので垂直配向モードのみならず水平配向モードに適用することもできる。
また、配向膜に形成されるプレチルト角の光エネルギに対する敏感度は図１０で示されるように部分偏光された光の偏光度に依存する。
上述したような配向方法を適用して、第１配向膜に形成された第１プレチルトと、上記第１配向膜に対向した第２配向膜に形成された第２プレチルト間の組み合わせによって、図１１及び図１２に示すような、多様なモードの液晶セルを製造できる。
図１１(a)は、配向膜のプレチルト角方向が対向した配向膜のプレチルト角方向と垂直に配向されたツイストネマチック(twisted nematic：ＴＮ)液晶セルを示す。図１１(b)と同図(c)は、それぞれスプレー(splay)構造とベンド(bend)構造を示す。これらモードの液晶セルでは、一つの配向膜のプレチルト角方向が対向した配向膜のプレチルト角方向と逆方向に平行に配向された液晶セルである。図１１(d)は、配向膜のプレチルト角方向が配向膜のプレチルト方向と順方向に平行に配向されたＥＣＢ(electrically controlled birefringence)液晶セルを示す。図１２は、一つの配向膜が垂直配向モードに配向されて対向した配向膜は水平配向モードに配向されたハイブリッド(hybrid)液晶セルである。
しかし、上記配向工程で一定のプレチルトだけを有する単一ドメイン(mono-domain)液晶セルは視野角依存性を有するようになる。上記問題点を解消するため、本発明は図１３乃至図２０に示されたマルチドメイン(multi domain)液晶セルの製造方法を提供する。
図１３は、第１基板と第２基板の二枚の基板間で液晶分子が６０度以上のプレチルト角を有し、単一方向で互いに平行に配列されたマルチドメインのＥＣＢモードの液晶セルを提供する実施例である。図面で実線の矢印は第１基板のプレチルト角方向を示したもので、点線の矢印は第２基板のプレチルト角方向を示したものである。
図１３(a)及び同図の断面図である図１３(b)は、第１基板に塗布された配向膜２２の第１ドメインＩに第１プレチルトを提供する方法を示す。図１３(a)及び同図(b)は、基板２１に塗布された配向膜２２の第２ドメインIIをマスク２３でブロッキング(blocking)して非偏光光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ1で傾斜照射すれば、第１ドメインＩに第１プレチルトが決定される。上記第１プレチルトは基板に対して６０度以上であるプレチルト角と入射された方向のプレチルト角方向を有する。
図１３(c)及び同図(d)は、第１基板２１の配向膜２２の第２ドメインIIに第２プレチルトを提供する方法を示す。マスク２３を第１ドメインＩに移してブロッキングし非偏光光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ2に傾斜されるように照射すれば、第２ドメインIIに第２プレチルトが決定される。従って、基板２１に塗布された配向膜２２には互いに異なるプレチルトが決定された二つのドメインが形成される。
上記第１基板と貼り付けるための第２基板を得るために、図１３(e)に示されるように、シロキサン系物質で形成された配向膜２２上に上記光照射工程を繰り返して、第１ドメインと第２ドメインにそれぞれ第１プレチルトと第２プレチルトを付与する。図１３(e)の断面図である同図(f)に示されるように、プレチルトは配向膜２２上で対向して傾斜されるようになる。
ＥＣＢ液晶セルを得るための液晶パネルは上記二つの基板２１を貼り付けることによって得られる。液晶２４は上記二つのドメインを有する液晶パネルに注入されて二枚の基板間で垂直配向される。同時に、一つのドメインの液晶分子は図１３(g)及び同図(h)で示されるように、液晶セルの断面方向では互いに平行するが、隣接したドメインとは異なる方向へ配向される。
この方法で、ドメインによって液晶分子を異なるように配向することによって広視野角の液晶セルが得られる。
本実施例で、配向膜に付与される光エネルギは、第１プレチルト角及び第２プレチルト角が６０度以上、望ましくは７５度〜８９度で決定されるように設定する。例えば、シロキサン系物質が配向膜に利用された場合に、図５、図６の第２範囲の光エネルギを適用して６０度以上の大きなプレチルト角が得られる。従って、本発明の配向方法でＥＣＢモードの液晶セルが容易に得られる。
図１４は、二枚の基板間で液晶分子が１０度以下のプレチルト角を有し、上下基板間でツイスト配列されたマルチドメインのＴＮモードの液晶セルを提供する実施例である。図面で実線の矢印は第１基板のプレチルト角方向を示したもので、点線の矢印は第２基板のプレチルト角方向を示したものである。
図１４(a)及び同図(b)は、第１基板２１に塗布された配向膜２２の第１ドメインＩに第１プレチルトを提供する方法を示す。
図１４(a)の断面図である図１４(b)は、基板２１に塗布された配向膜２２の第２ドメインIIをマスク２３でブロッキングし、第１の部分偏光された光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ1で斜めに照射すれば、第１ドメインＩに第１プレチルトが決定される。上記第１プレチルトは基板に対して１０度以下であるプレチルト角と入射された方向のプレチルト角方向を有する。
図１４(c)及び同図(d)は、第１基板２１に塗布された配向膜２２の第２ドメインIIに第２プレチルトを提供する方法を示す。マスク２３を第１ドメインＩに移してブロッキングし、第２の部分偏光された光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ2で斜めに照射すれば、第２ドメインIIに第２プレチルトが決定される。従って、上記第１基板２１の配向膜２２上に互いに異なる二つのプレチルトが付与される。
第２基板は図１４(e)に示したように、シロキサン系物質で形成された配向膜上に上記光照射工程を繰り返して第１ドメインと第２ドメインに上記第１プレチルトに垂直な第３プレチルト及び上記第２プレチルトに垂直な第４プレチルトを付与する。図１４(e)の断面図である同図(f)に示されるように、プレチルトは配向膜２２上で互いに異なる方向へ傾斜されるようになる。
ＴＮモードの液晶セルを得るための液晶パネルは上記二つの基板２１を貼り付けることによって得られる。液晶２４は上記二つのドメインを有する液晶パネルに注入されて二枚の基板間で水平配向される。同時に、一つのドメインの分子は図１４(g)及び同図(h)に示されるように、液晶セルの断面方向では互いにツイスト配向されるが、隣接したドメイン毎に異なる方向でチルト配向される。
この方法で、ドメインによって液晶分子を異なるように配向することによって広光視野角の液晶セルが得られる。
本実施例で、配向膜に付与される光エネルギは第１プレチルト角及び第２プレチルト角が１０度以下で決定されるように設定する。例えば、シロキサン重合体が配向膜として用いられた場合に、図５の第１範囲Ｉの光エネルギを適用して１０度以下の小さなプレチルト角が得られる。
本発明の配向方法で安定したプレチルト角の方向軸が部分偏光された光の主電磁気波によって容易に得られ、プレチルト角の敏感性も図１０に示された偏光度で制御される。
図１５は、２ドメインのＥＣＢモードの液晶セルより視野角がより広い４ドメインのＥＣＢモードの液晶セルの製造方法を示すものである。図面で実線の矢印は第１基板のプレチルト角方向を示したもので、点線の矢印は第２基板のプレチルト角方向を示したものである。
図１５(a)の断面図である同図(b)で、第１基板２１に塗布されたシロキサン系物質の配向膜２２の第２，第３，及び第４ドメイン(II，III，IV)をマスク２３でブロッキングし、第１の非偏光光をシロキサン系重合体の配向膜に一定の角度θ1で傾斜照射すれば、第１ドメインＩに第１プレチルトが決定される。上記第１プレチルトは、基板に対して６０度以下であるプレチルト角と入射された方向で傾斜されたプレチルト角方向を有する。
図１５(c)及び同図(d)は、配向膜２２の第２ドメインIIに第２プレチルトを提供する方法を示す。マスク２３を第１，第３，及び第４ドメイン(Ｉ，III，IV)に移してブロッキングして第２の非偏光光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ2で傾斜照射すれば、第２ドメインIIに第２プレチルトが決定される。
第３及び第４プレチルトを提供するために、図１６(a)、図１６(b)、図１６(c)及び図１６(d)で示されるように、非偏光光を傾斜方向で配向膜２２の第３ドメインIIIと第４ドメインIVに照射して第３プレチルトと第４プレチルトをそれぞれ提供する。図１７(a)で上記マスク２３を除去すれば、４ドメインを有する第１基板が得られる。
上記光配向方法を別途の第２基板２１に反復実施して第１領域に第１プレチルト、第２領域に第２プレチルト、第３領域に第３プレチルト及び第４領域に第４プレチルトをそれぞれ付与し、上記第１基板と貼り付ければ、液晶パネルが得られる。４ドメインを有する液晶パネルに液晶を注入すれば、液晶分子は上記配向膜に付与されたプレチルト角によって垂直配向される。同時に液晶分子は図１７(b)に示したように、液晶の断面方向で互いに平行に配列され、付近のドメインでは互いに異なる方向で配列される。
従って、各ドメイン毎に異なるように配向された液晶分子によって視野角が広い液晶セルが得られる。
この実施例で、第１，第２，第３，及び第４プレチルトを得るために配向膜に付与される光エネルギは図５と図６の第２範囲IIが選択されて得られたプレチルト角は６０度以上、望ましくは７５度〜８９度である。
本発明は光照射によって大きなプレチルト角をＥＣＢモードの液晶セルを短時間に制作できる製造方法を提供し、さらに、単に、光の照射方向を変化させることでマルチドメインの液晶セルが提供できる。それ故、広視野角、高コントラスト比、及び安定した階調表示(grey scale)を有するＥＣＢの液晶セルが本発明の製造方法によって容易に得られる。
従って、本発明に要する工程時間は従来の方法に比べて顕著に短縮できる。
図１８は、２ドメインのＴＮモードの液晶セルより視野角がより広い４ドメインのＴＮモードの液晶セルの製造工程を示すものである。図面で実線の矢印は第１基板のプレチルト角方向を示したもので、点線の矢印は第２基板のプレチルト角方向を示したものである。
図１８(a)及び同図の断面図である図１８(b)で、基板２１に塗布された配向膜２２の第２，第３，及び第４ドメイン(II，III，IV)をマスク２３でブロッキングし、部分偏光された光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ1で斜めに照射すれば、第１ドメインＩに第１プレチルトが決定される。上記第１プレチルトは基板に対して１０度以下であるプレチルト角と入射された方向のプレチルト角方向を有する。
図１８(c)及び図１８(d)は、配向膜２２の第２ドメインIIに第２プレチルトを提供する方法を示す。マスク２３を第１，第３，及び第４ドメイン(Ｉ，III，IV)に移してブロッキングし、第２の部分偏光された光をシロキサン系重合体の配向膜２２に一定の角度θ2で傾斜照射すれば、第２ドメインIIに第２プレチルトが決定される。第３及び第４プレチルトを提供するために、図１９(a)、図１９(b)、図１９(c)及び図１９(d)に示されるように、非偏光光をθ3及びθ4の角度で傾斜方向で配向膜２２の第３ドメインIIIと第４ドメインIVにそれぞれ照射して第３プレチルトと第４プレチルトを提供する。図２０(a)で上記マスク２３を除去すれば、４ドメインを有する第１基板が得られる。
上記光配向方法を別途の第２基板２１に反復実施して、第２基仮２１に塗布された配向膜２２の第１領域に第１プレチルトに垂直な第５プレチルトを付与し、第２領域に第２プレチルトに垂直な第６プレチルトを付与し、第３領域に第３プレチルトに垂直な第７プレチルトを付与し、第４領域に第４プレチルトに垂直な第８プレチルトを付与して４ドメインの第２基板２１を得るようになる。上記二枚の基板を貼り付けてパネルが得られる。４ドメインを有する液晶パネルに液晶を注入すれば、液晶分子は上記配向膜に付与されたプレチルト角によって水平配向される。同時に液晶分子は図２０(b)に示されるように、液晶の断面方向で互いにツイストに配列され、各ドメインで互いに異なる方向で配列される。
従って、各ドメイン毎に異なって配向された液晶分子によって視野角が広い液晶セルが得られる。
この実施例で、第１〜第８プレチルト角を得るために付与される光エネルギは図５の第１範囲Ｉが選択され、得られたプレチルト角は１０度以下である。
本発明は部分偏光された光の主電磁気波によって安定したプレチルト角の方向軸が容易に提供され、光エネルギに対するプレチルト角の敏感性は図１０に示したように制御される。上記方法による液晶セルのプレチルト制御方法において、単一照射で液晶表示素子をなす液晶分子の配列を決定する、プレチルト角方向及びプレチルト角からなるプレチルトが決定することによって製造工程数を従来の工程数に比べて最高l／２に短縮できるようになる。また、０度〜９０度の全範囲のプレチルト角を光に対する変化率を制御しながら選択できるようになって全体工程に対する規制力を高めることができるようになる。従って、全体の製造工程の時間が短縮でき、あらゆるモードの液晶セルに適用できる配向方法を提供することができる。
図１は、液晶分子のディレクタの直角座標系を示す図である。 図２は、従来のラビング処理工程を示す図である。 図３は、従来の光配向工程を示す図である。 図４は、照射光源となる光の特性を示す図である。 図５は、本発明のシロキサン系の物質（重合体）の光照射エネルギ量とプレチルト角との関係を示す図である。 図６は、本発明のシロキサン系の物質（小重合体）の光照射エネルギ量とプレチルト角との関係を示す図である。 図７は、本発明の光配向法を適用可能な配向モードの例を示す図である。 図８は、本発明の配向工程の一実施例を示す図である。 図９は、本発明の配向工程の他の実施例を示す図である。 図１０は、本発明の部分偏光された光の偏光度による光エネルギ量とプレチルト角との関係を示すグラフである。 図１１は、本発明の製造方法を適用可能な多様の液晶セルモードの例を示す図である。 図１２も、本発明の製造方法を適用可能な多様の液晶セルモードの例を示す図である。 図１３は、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第１の実施例を示す図である。 図１４は、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第２の実施例を示す図である。 図１５は、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第３の実施例を示す図である。 図１６も、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第３の実施例を示す図である。 図１７も、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第３の実施例を示す図である。 図１８は、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第４の実施例を示す図である。 図１９も、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第４の実施例を示す図である。 図２０も、本発明の光配向法で製造される液晶セルの製造工程の第４の実施例を示す図である。
符号の説明
２１…基板
２２…配向膜
２３…マスク

Claims (1)

  1. 傾斜して照射された光に依存して配向性を有する感光性物質からなる配向膜が形成された基板と、ここで、前記感光性物質は、シロキサン重合体又はシロキサン小重合体からなり、
    前記配向膜の配向性によって決定され、前記配向膜の配向性に依存する大きさを有するプレチルトを有する分子からなる液晶と、を含む液晶表示装置。
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