JP4401538B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶層を狭持する配向膜を備えた液晶表示装置及びその製造方法、配向膜に所定の配向を与える配向処理装置及び配向処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時では、液晶表示装置、特にＴＮ（Twisted Nematic ）型表示モードを有するＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）型液晶表示装置が広く用いられており、例えばパーソナルコンピュータの表示装置として汎用に供されている。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、所定間隔に保持されて対向する一対の基板と、各基板の対向面に形成された電極及び配向膜と、配向膜間に挿入された液晶層とを備えて構成されている。一方の基板の電極は共通電極、他方の基板の電極は画素電極として形成されており、画素電極はアクティブマトリクスと共に設けられることが多い。また、電極は一方の基板のみに設けられることもある（例えば、ＩＰＳモード）。何れかの基板には、ブラックマトリクスやカラーフィルターが設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置では、配向膜がラビングされ、液晶層の液晶分子が所定の方向に配向されている。このラビングは、配向膜をレーヨン等の布で擦る作業であるため、前記布をクリーンルームに持ち込むことにより発塵が生じる。また、ラビングにより静電気が発生し、アクティブマトリクスのＴＦＴが破壊されるおそれがある。そこで、本発明者らは、特願平９−３５４９４０号にて配向膜への紫外線照射により配向処理する技術を提案し、更にはその改良として特願平１１−７２０８５号にて垂直配向の配向膜に斜めから紫外線を照射し、チルトした垂直配向を実現する技術を提案した。具体的には、図３７に示すように、ポリイミド配向膜５０１の表面に対して例えば４５°の角度から紫外線を照射し、結果として液晶分子５０２を配向させる。
【０００５】
特願平１１−７２０８５号の手法により実現されるプレチルト角と紫外線照射量との典型的な関係を図３８に示す。
図示の関係から、紫外線の放射量が少なくプレチルト角が大きい場合には、液晶表示装置の基板間距離（セルギャップ）を保持するために配したスペーサを中心とした部位に黒点が発生する。他方、紫外線の放射量が多すぎると液晶の注入に伴う流動配向が発生し、どちらも表示不良の主原因となる。この場合、良好な画像表示が得られるプレチルト角の適正範囲は８９°近傍を中心とした１．０°以下の狭い範囲となる。
【０００６】
特願平１１−７２０８５号の手法では、配向膜に所定角の斜めから紫外線を照射するため、紫外線強度の角度依存性が強く、配向膜表面内で±１０％程度のばらつきが生じる。図３８の特性曲線を参照するに、紫外線強度のばらつきに伴ってプレチルト角にも±０．２％程度のばらつきが発生することになり、プレチルト角に生じる誤差が無視し得ない程度のものとなる。そのため、画像に表示不良の発生する確率が高くなり、信頼性を損なうおそれがある。
【０００７】
このように、特願平１１−７２０８５号の手法によれば、ラビングを行なうことなく配向膜に簡便な配向処理を行なうことはできるが、紫外線照射量の変化に対するプレチルト角の変化量が大きいため、適正な紫外線照射が困難であるという問題がある。
【０００８】
更に、表示画面におけるコントラストの向上及び表示の明暗の反転防止を図ることを考慮して、配向膜へ異なる方向から紫外線を照射し、画素内で分割配向を行う配向技術が提案されている。この場合、具体的には図３９（ａ），（ｂ）に示すように、配向膜６１１に２分割配向を施すに際して、配向膜６１１の上部にスリット６０２の形成された光学マスク６０１を配置し、光学マスク６０１の上部から紫外線の平行光を斜方から照射し、続いて角度の異なる斜方から再び平行光を照射する（特開平１１−１３３４２９号公報）。
【０００９】
このように、分割配向を行う場合、配向膜に対してその分割数に応じた回数の紫外線を照射することが必要であり、必然的にプロセスの増加を招く。
【００１０】
更にこの場合、光学マスクの撓みの問題がある。即ち、図４０に示すように、光学マスク６０１に撓みが生じると、これが直接的に配向膜６１１における紫外線の照射位置のずれを招来する。例えば画素の中央を境界として紫外線を２方向に照射する場合においても、中心位置がずれた分割配向となってしまう。現在、ガラス基板の大きさは年々大きくなっており、１ｍ角のサイズの基板まで使用が検討されている。光学マスクの厚みを１ｃｍとしても、光学マスクの中央部分では数十μｍ程度撓むことが計算により明らかにされており、無視し得ない設計ずれを招くことになる。
【００１１】
上述のように、液晶画像の更なる向上を求めて分割配向を行おうとすると、紫外線の斜め照射の困難性に加え、必然的にプロセスの煩雑化を招き、しかも要求精度が極めて厳格であるという重大な問題を抱える現況にある。
【００１２】
本発明は、前記諸課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構造で、ラビングを行なうことなく簡便な配向処理が可能であって、液晶分子の適正なプレチルト角を極めて安定且つ容易に得ることができる配向膜を備えた液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
更に本発明は、プロセスを増加させることなく容易且つ正確に分割配向を行なうことを可能とし、表示画面におけるコントラストの向上、表示の明暗の反転防止及びディスクリネーションラインの減少を図って高性能の極めて明るい液晶画面を実現する配向処理装置、配向処理方法、液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１５】
第１の態様は、それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、
前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置を対象とする。この液晶表示装置では、前記配向膜が、前記液晶層の液晶分子に対して垂直配向性を与え、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーの混合物を含む材料からなり、前記２種類のポリマーの一方は、前記紫外線照射に応じて、液晶分子の配向を初期状態から変化するものであり、前記２種類のポリマーの他方は、液晶分子の配向の初期状態を維持するものである。
【００１６】
この場合、前記２種類のポリマーは、一方が液晶分子の配向を初期状態から変化させるものであり、他方が液晶分子の配向を初期状態に維持するものであることが好適である。具体的には、前記初期状態が垂直配向であり、前記一方のポリマーによる変化する前の配向が垂直配向であり変化後の配向が水平配向又はランダム水平配向である。
【００１７】
第１の態様の液晶表示装置においては、液晶分子に対する所定配向性を有し、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーを含む材料から配向膜が構成される。各ポリマーを適宜選択することにより、所望のプレチルト角を適正に調整し、紫外線照射量により変動することのない安定なプレチルト角を実現することが可能となる。具体的には、一方のポリマーを液晶分子の配向を初期状態（例えば垂直配向）から変化させ、例えばランダム水平配向又は水平配向とするものとし、他方のポリマーを液晶分子の配向を初期状態に維持するものとする。製造工程において、これらの各ポリマーの割合を適宜調節し、紫外線照射を開始して、ある時間までに一方のポリマーがほとんど液晶分子をランダム水平配向させる状態に達するのに対して、他方のポリマーは液晶分子の配向状態を元の状態に保つ。即ち、前記ある時間経過後、他方のポリマーの割合に対応したプレチルト角が紫外線照射量に依存することなく安定に維持されることになる。
【００１８】
第２の態様は、前記液晶表示装置を製造する方法である。即ち、一対の基板にそれぞれ配向膜を形成し、前記各配向膜を対向させるように前記配向膜間に液晶層を挿入し、前記各基板間隔を一定に保持して液晶表示装置を製造するに際して、前記配向膜を、前記液晶層の液晶分子に対して垂直配向性を与え、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化の異なる少なくとも２種類のポリマーの混合物を含む材料から構成して前記一対の基板に塗布し、前記２種類のポリマーの一方は、前記紫外線照射に応じて、液晶分子の配向を初期状態から変化するものであり、前記２種類のポリマーの他方は、液晶分子の配向の初期状態を維持するものであり、前記配向膜の表面に対して斜め方向から紫外線を照射し、前記液晶層の液晶分子に対して所望の配向を実現する。
【００１９】
これにより、上述した第１の態様の液晶表示装置、即ち配向膜の材料となる各ポリマーを適宜選択することにより、所望のプレチルト角を適正に調整し、紫外線照射量により変動することのない安定なプレチルト角を実現した高性能の液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００２０】
第３の態様は、それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置を対象とする。この液晶表示装置は、前記液晶に所定の境界において複数の分割配向が施されており、前記配向膜の表面エネルギーは、前記配向分割の境界において最大値又は最小値となり、境界から離れるほど小さく又は大きくなることを特徴とする。
【００２１】
第４の態様は、上述した第３の態様の液晶表示装置を実現するための一具体例となる配向処理装置を対象とする。この配向処理装置は、配向膜に紫外線を照射し、前記配向膜上に設けられる液晶を配向させるものであって、紫外線の散乱光を照射する光源と、前記光源下に設けられ、スリットが形成された光学マスクとを備え、前記光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、前記光源から前記光学マスクに散乱光を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする。
【００２２】
第４の態様の配向処理装置では、光学マスクのスリットの直下部位を対称中心として対称に配向膜表面に対して斜め方向から紫外線の拡散光が照射される。これにより、前記対称中心を境界として配向膜に自動的に２分割配向が生じることになる。この場合、拡散光は前記対称中心から離間するにつれて照射角度が変化し、これに応じた多数のプレチルト角を有する視覚特性に優れた液晶層が実現する。
【００２３】
このとき、前記配向膜としては、第１の態様（第２の態様）の配向膜、即ち２種のポリマーからなり、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものを用いることが好適である。このような性質を有する配向膜を用いることにより、スリット直下では垂直配向を保ち、散乱光の照射角度及び照射量に応じて液晶層のプレチルト角が９０°から前記一定値までの間で安定に分布する。
【００２４】
また、前記配向膜としては、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものを用いても好適である。このような性質を有する配向膜を用いることにより、照射強度の高いスリット直下における配向を垂直配向に制御することができ、スリット直下以外の部位では所定のプレチルト角の範囲内で連続的な配向を生ぜしめて配向不良が抑止される。
【００２５】
第５の態様は、第４の態様に対応した配向処理方法である。この場合、分割配向としては、ゲート電極及び／又はデータ電極との関係において、前記ゲート電極及び／又は前記データ電極から対向する前記基板の前記画素中央を結ぶ線分の方向とすることが好適であり、具体的には、中央から上下２分割、中央から左右２分割、中央から上下左右に４分割する等が考えられ、当該液晶層に対する諸般の要請に応じて選択される。
【００２６】
また、上述のような分割配向を施す際に、ゲート電極及びデータ電極が設けられた一方の基板と対向する他方の基板に、分割配向の境界に沿って土手状部材を形成したり、前記一方の基板の画素電極に分割配向の境界に沿ってスリット状の抜けを形成したものを紫外線の被照射対象としても好ましい。これにより、紫外線照射による分割配向を助長するとともに、分割位置が明確となり、更に確実な分割配向を行なうことができる。
【００２７】
更に、上述のような分割配向を施す際に、前記他方の基板にゲート電極又はデータ電極の近傍でこれに沿って土手状部材を形成したり、前記一方の基板の画素電極にゲート電極又はデータ電極の位置に一致するようにスリット状の抜けを形成したものを紫外線の被照射対象としても好ましい。これにより、前記分割配向と共に、電極近傍で発生する電界による液晶分子の傾斜を矯正し、ディスクリネーションの発生が抑止される。
【００２８】
第６の態様は、第４の態様と同様、配向処理装置を対象とする。この配向処理装置は、紫外線を照射する光源と、前記光源下に設けられ、スリットが形成されるとともに紫外線の散乱機構を有する光学マスクとを備え、前記光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、前記光源から前記光学マスクに紫外線を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする。
【００２９】
この場合、前記散乱機構としては、光学マスクの光源側の面をサンドブラスト加工してなるものや、スリットの開口部分に設けられた散乱手段（一例として、当該開口部分をサンドブラスト加工したもの）、当該開口部分に設けられた所定のプリズム等が好適である。
【００３０】
第６の態様の配向処理装置では、第４の態様と同様に、光学マスクのスリットの直下部位を対称中心として対称に配向膜表面に対して斜め方向から紫外線の拡散光が照射され、前記対称中心を境界として配向膜に自動的に２分割配向が生じる。更に、光学マスクに紫外線の散乱機構が設けられているため、光源として散乱光を照射するものに限定されることなく、平行光を照射する光源でも十分に適用可能であり、当該光源として用いることのできるランプの適用範囲の拡充を図ることが可能となる。
【００３１】
更に、光学マスクのスリットを、データ電極（ゲート電極）と略平行に画素の左右（上下）の中心位置と略一致する部位のみならず、当該部位と共に、又は当該部位とは独立に、データ電極（ゲート電極）の近傍でこれと略平行する部位に位置するように形成しても好適である。この場合、前記分割配向に加え、または前記分割配向とは独立に、電極近傍おける電界の発生に起因する液晶分子の傾きを矯正することが可能となる。
【００３２】
第７の態様は、第６の態様に対応した配向処理方法である。この場合、第５の態様と同様に、液晶層に対する諸般の要請に応じて様々な分割配向のパターンが選択される。
【００３３】
第８の態様は、それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置を対象とする。この液晶表示装置は、一方の前記基板の前記配向膜下に画素電極が形成されており、前記画素電極の端部に相当する部位の液晶分子に、当該端部で発生する電界による配向を打ち消す方向へ向かう配向規制力が与えられていることを特徴とする。
【００３４】
第８の態様の液晶表示装置においては、前記配向規制力により電界による配向が相殺され、前記端部における液晶分子の配向が垂直配向となってディスクリネーションの発生が抑止される。
【００３５】
第９の態様は、第８の態様に対応した液晶表示装置の製造方法である。この場合具体的には、前述の各種光学マスク等を用いることにより、前記配向規制力の発現が可能となる。
【００３６】
第１０の態様は、第８の態様と同様、液晶表示装置を対象とし、一方の前記基板の前記配向膜下に、画素電極と当該画素電極間に形成されたバスライン（ゲート電極、データ電極）とを有し、前記画素電極の前記バスライン近傍に当該バスラインに略平行なスリットが形成されていることを特徴とする。
【００３７】
第１０の態様の液晶表示装置においては、画素電極に形成されたスリットにより、バスライン近傍における電界の発生に起因して液晶分子に傾きが生ぜしめる力が発生するが、スリットの両側で液晶分子が傾こうとし、結局行き場を失ってスリットと平行な方向に傾くことになり、前記電界に起因する配向不良が解消されてディスクリネーションの発生が抑止される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
本実施形態では、液晶の配向膜に特徴のある液晶表示装置及びその製造方法を例示する。
図１は、本実施形態の液晶表示装置の主要構成を示す概略断面図である。
この液晶表示装置は、所定間隔をあけて対向する一対の透明ガラス基板１１，１２と、これら透明ガラス基板１１，１２間に狭持される液晶層１３とを備えて構成されている。
【００４０】
一方の透明ガラス基板１１上には、絶縁層１４を介して複数の画素電極１５が形成され、画素電極１５を覆うように透明の配向膜１６ａが形成されており、他方の透明ガラス基板１２上には、カラーフィルター１７、共通電極１８及び配向膜１６ｂが順次積層されている。そして、液晶層１３を狭持するように配向膜１６ａ，１６ｂが突き合わせられてガラス基板１１，１２が固定され、各基板１１，１２の外側に偏光子１９，２０が設けられる。画素電極１５はアクティブマトリクスと共に形成され、図示の例ではアクティブマトリクスのデータバスライン２１が示されている。なお、電極は一方の基板のみに設けられることもある（例えば、ＩＰＳモードの場合）。
【００４１】
配向膜１６ａ（１６ｂ）は、液晶層１３の液晶分子に対する所定配向性を有しており、ラビングすることなく液晶層１３への斜め方向からの紫外線照射によって液晶分子のプレチルト角を伴った配向が実現されている。
【００４２】
具体的に、配向膜１６ａ（１６ｂ）は、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる２種類のポリマーｘ１，ｘ２を含む材料、ここでは、一方のポリマーｘ１が液晶分子の配向を初期状態である垂直配向から変化させ、例えばランダム水平配向とするものとし、他方のポリマーｘ２が液晶分子の配向を初期状態に維持するものを用い、これらを混合又は共重合させたものを含む材料から構成される。即ち、ポリマーｘ１は紫外線に対する反応性が極端に速く、少ない紫外線照射量でプレチルト角が急減する。それに対して、ポリマーｘ２は紫外線に対する反応性が極端に遅く、紫外線の照射によってもプレチルト角が殆ど変化しない。なお、プレチルト角の変化率の異なる３種類以上のポリマーを混合又は共重合させて用いることも考えられる。
【００４３】
ここで、紫外線照射に対してプレチルト角の所定変化率を呈する１種類のポリマーを用いて配向膜を構成する場合、紫外線照射量（Ｊ／ｃｍ²）とプレチルト角（°）との関係は例えば図３８のようになる。この場合、紫外線照射量の変化に対するプレチルト角の変化量が大きいため、適正な紫外線照射が困難となる。
【００４４】
そこで、紫外線照射量とプレチルト角との理想的な関係としては、紫外線の少ない照射量時でプレチルト角が速やかに所望値まで減衰し、その後は紫外線照射量が増加してもプレチルト角がほぼ当該所望値で保持されるようになればよい。本実施形態では、上記の理想的なプレチルト角を実現すべく、図２に示すように、紫外線照射量（Ｊ／ｃｍ²）に対してプレチルト角が急減するポリマーｘ１と、プレチルト角が紫外線照射量に殆ど依存せずに変化を示さないポリマーｘ２とを用いて配向膜１６ａ（１６ｂ）を構成する。
【００４５】
配向膜１６ａ（１６ｂ）のポリマーとしては、垂直配向型のポリイミド又はポリアミック酸を用いる。一例を以下に示す。
【００４６】
【化１】

【００４７】
前記ポリマーは、化学式１に示すようにアルキル側鎖（アルキル基）Ｒを有しており、これは配向膜１６ａ（１６ｂ）の表面にランダムに突出していると考えられる。前記表面に紫外線が照射されると、アルキル側鎖Ｒを支えている直鎖に光開烈が生じて切断され、実質的にアルキル側鎖Ｒが減少し、その結果として液晶分子のプレチルト角の減衰として現れる。ポリマーｘ１は、アルキル側鎖Ｒを支えている直鎖がポリマーｘ２に比して格段に切断され易い構造を有する。具体的には、ポリマーｘ１のアルキル側鎖Ｒを支えている直鎖として光開烈が生じ易い部位、例えば二重結合部位を設ける。この二重結合部位に紫外線が照射されると、それが極少ない照射量でも光開烈が生じ、短時間でプレチルト角の大幅な減衰が惹起されることになる。
【００４８】
ここで、ポリマーｘ１，ｘ２の割合を例えばそれぞれ２０％，８０％とする。紫外線照射を開始して所定時間経過までにポリマーｘ１の状態が変化してプレチルト角を発現させるアルキル側鎖Ｒの実質的な量が減少して殆ど０となる。これに対して、ポリマーｘ２はポリマーｘ１の如きアルキル側鎖Ｒの直鎖に二重結合部位等を有しないため、初期状態の垂直配向状態を保持する。このため、前記所定時間経過後には配向膜１６ａ（１６ｂ）全体として見ればアルキル側鎖Ｒの元からの割合が８０に減少した状態でほぼ一定値を保つことを意味する。これは、ポリマーｘ２のみに紫外線照射を実行した場合に当てはめれば、アルキル側鎖Ｒの割合が１００％から８０％まで減少し、その後一定となることに相当する。即ち、ポリマーｘ１，ｘ２の割合をそれぞれ２０％，８０％として両者を混合又は共重合させて配向膜１６ａ（１６ｂ）を構成することにより、あたかもポリマーｘ２のみを含む材料からなる配向膜に紫外線を照射し、アルキル側鎖Ｒの割合が元の８０％に達した状態が維持され、当該状態に相当する安定なプレチルト角が実現する。
【００４９】
次に、上記の如き特性を有する好適な配向膜を実現するためのポリマーｘ１，ｘ２の具体的な選択基準について説明する。
配向膜表面への紫外線照射時間（分）と表面自由エネルギー（γｓ：単位面積あたりのヘルムホルツ自由エネルギー）との関係を図３に示す。両者はある状態に達するまではほぼ比例関係にあり、紫外線照射量が少ないときは表面エネルギーも小さく、紫外線の照射に伴って表面自由エネルギーは大きくなり、最終的にはほぼ一定値となる。ここで、図４（ａ）に示すように、紫外線の照射時間の増加に伴って表面自由エネルギーが大きくなると、液晶注入時に注入口からいわゆる注入筋が発生する。更に照射時間が増加すると最早初期の垂直配向性を示さず、水平ランダム配向に移行する。即ち本発明者らは、紫外線照射時間（照射量）が増加するにつれて表面自由エネルギーは、領域（１）：垂直配向を示す状態、領域（２）：流動配向やスペーサ近傍の不良が発生せず、良好な画像表示が実現する状態、領域（３）：流動配向により注入筋が発生する状態、領域（４）：水平ランダム配向を示す状態に順次移行することを見出した。
【００５０】
更に、図４（ｂ）に示すように、表面自由エネルギーを基準として配向膜を分類すれば、配向膜を構成するポリマーの性質により、少量（短時間）の紫外線照射により領域（４）に移行し、水平ランダム配向となるもの（配向膜Ａ）、紫外線照射時間の経過により領域（３）に移行し、ほぼこの状態で止まるもの（配向膜Ｂ）、依然として領域（１）に止まり、初期の垂直配向を維持するもの（配向膜Ｃ）の３種類が存在する。従って、配向膜Ａ〜Ｃを適宜組み合わせることにより、理想的な状態である領域（２）を実現できることが示唆される。
【００５１】
配向膜Ａ，Ｂ及び配向膜Ａ，Ｃの各組み合わせによる紫外線照射量とプレチルト角との関係を図４（ｃ）に示す。
配向膜Ａ，Ｂを組み合わせた場合では、紫外線照射量の増加に伴いプレチルト角は緩やかに下がり続け、マージンの向上に寄与せず、良好な配向も実現されない。これに対して配向膜Ａ，Ｃを組み合わせた場合では、紫外線照射量の変化によってもプレチルト角が殆ど変化しない領域が実現され、マージンの広い配向が実現される。
【００５２】
上述したように、ポリマーｘ１，ｘ２としては、プレチルト角の発現に関して両極端の性質を示すもの、即ちポリマーｘ１が少量（短時間）の紫外線照射により水平ランダム配向となるのに対して、ポリマーｘ２は依然として初期の垂直配向を維持するものが好適である。従って、表面自由エネルギーを基準として、ポリマーｘ１を配向膜Ａ（のポリマー）、ポリマーｘ２を配向膜Ｃとして選択することが好適である。
【００５３】
続いて、液晶表示装置の製造方法において、本実施形態の主要工程である配向処理工程について説明する。
先ず、透明ガラス基板１１については、表面に絶縁膜１４を積層形成した後、カラーフィルター１７及び画素電極１５を順次形成する。他方、透明ガラス基板１２については、表面にカラーフィルター１７及び共通電極１８を順次形成する。
【００５４】
次に、透明ガラス基板１１，１２の各々の表面に、上記の性質を有するポリマーｘ１，ｘ２として、例えば日本合成ゴム株式会社製の垂直配向型のポリイミド又はポリアミック酸（化学式１参照）を用い、ｘ１，ｘ２を２：８の割合で混合又は共重合させて透明ガラス基板１１，１２の各表面に配向膜１６ａ，１６ｂを形成する。そして、図５に示す配向処理装置を用いて当該被膜に以下に示す配向処理を施す。
【００５５】
配向処理装置は、無偏光の紫外線を照射する光源３１と、ミラー３２と、配向膜１６ａ（１６ｂ）が形成された透明ガラス基板１１（１２）を支持するホルダー３３とを備えて構成されている。ホルダー３３は紫外線の光軸に対して斜めに透明ガラス基板１１（１２）を支持する。即ち、光源３１からの平行な紫外線が配向膜１６ａ（１６ｂ）の表面に対してθ＝４５°の角度（又は４５°以下の所定角度）で入射するようになされている。
【００５６】
光源３１は、ショートアーク型のキセノン水銀ランプであり、放物面リフレクタ３１０４ａを含んで無偏光の紫外線をほぼ平行に照射するものであり、当該紫外線波長のスペクトル分布は２５０ｎｍ近傍にピークを持つものである。このスペクトル分布において、３００ｎｍ以上の波長成分はプレチルト角の発現に寄与しないことが判っており、有効にプレチルト角を発現させることを考慮して波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を用いることが好適である。なお、照射する紫外線としては、偏光として有するＰ波及びＳ波について、Ｐ波がＳ波より多い状態或いはＰ波のみの状態のものを用いてもよい。
【００５７】
上記構成の配向処理装置を用い、配向膜１６ａ（１６ｂ）の表面に斜め４５°の角度から紫外線を照射する。このとき、ポリマーｘ１は紫外線照射量が数１０（ｍＪ／ｃｍ²）でプレチルト角が減少するものであり、ポリマーｘ２は紫外線照射量が数（Ｊ／ｃｍ²）でもプレチルト角に殆ど変化がないものであるため、紫外線照射量を１（Ｊ／ｃｍ²）とする。
【００５８】
なお、ポリマーｘ１，ｘ２がそれぞれ前記各性質を確実に示すことを考慮し、紫外線照射量とプレチルト角の関係について、ポリマーｘ１については紫外線照射量が０．５（Ｊ／ｃｍ²）以下でプレチルト角の変化が２°以上となり、ポリマーｘ２については紫外線照射量が１（Ｊ／ｃｍ²）以下でプレチルト角の変化が０．５°以下となるものが好適である。
【００５９】
これらの条件で実際に紫外線照射を行なったところ、図６に示すように、約８９°の安定なプレチルト角が実現でき、紫外線照射量が１±０．３（Ｊ／ｃｍ²）の範囲におけるプレチルト角の変動は０．１°以下であった。従って、紫外線の斜め照射に伴い照射量に変動が生じても、安定な所望のプレチルト角が得られることが判る。
【００６０】
続いて、一対の透明ガラス基板１１，１２間に液晶を注入して液晶層１３を形成した後、注入口を封止する。しかる後、諸々の後工程を経て、液晶表示装置を完成させる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡素な構造で、ラビングを行なうことなく簡便な配向処理が可能であって、液晶層１３の液晶分子の適正なプレチルト角を極めて安定且つ容易に得ることができる配向膜１６ａ（１６ｂ）を備えた液晶表示装置を実現することができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、液晶表示装置の構成要素である配向膜に分割配向を施す際に用いる配向処理装置及び方法を例示する。
先ず始めに、本実施形態の概略的骨子について説明する。
図７は、本実施形態の配向処理装置の主要構成を示す模式図である。
この配向処理装置は、紫外線の散乱光を照射する光源１０１と、光源１０１下に設けられ、スリット１１１が形成された光学マスク１０２とを備えて構成される。
【００６３】
光源１０１は、散乱性を有する紫外線ランプを用いる。例えば、チューブタイプの低圧水銀ランプがこれにあたる。形状は通常の長い蛍光灯と同様であるが、気体の成分あるいは重光管のガラスの材質が異なっており紫外線、特に波長２５０ｎｍ付近の散乱光が照射される。
【００６４】
光学マスク１０２を、配向膜１０３の塗布あるいは印刷された基板１０４から一定の距離、例えば５０μｍ離して設置する。光学マスク１０２には、散乱した紫外線を透過させられるようにスリット１１１が形成されている。光源１０１として水銀ランプをこの光学マスク１０２の上で図７中矢印の方向にスキャンさせると、スリット１１１を中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光が配向膜１０３に照射されて、スリット１１１直下を境界として拡散光の斜めの拡散方向に依存した２分割配向が形成される。このように、１回の紫外線照射により斜めの２分割配向を実現させる技術が本実施形態の第１の骨子である。
【００６５】
第１の骨子においては、光学マスク１０２のスリット１１１の直下部位を対称中心として対称に配向膜１０３の表面に対して斜め方向から紫外線の拡散光が照射される。これにより、前記対称中心を境界として配向膜１０３に自動的に２分割配向が生じることになる。この場合、拡散光は前記対称中心から離間するにつれて照射角度が変化し、これに応じた多数のプレチルト角を有する視覚特性に優れた液晶層が実現する。このような配向膜は、（１）液晶分子の倒れる方向が互いに逆方位であること、（２）倒れる中心部分での配向は垂直配向であること、（３）配向膜の表面エネルギーの大きさはスリットに近いほど大きい又は小さいこと、という性質を有するため、当該配向膜を備えた液晶表示装置は、液晶に所定の境界において複数の分割配向が施されており、配向膜の表面エネルギーは、前記配向分割の境界において最大値又は最小値となり、境界から離れるほど小さく又は大きくなるものとなる。
【００６６】
更に第１の骨子の構成によれば、光学マスク１０２に撓みが生じても、さしたる影響を受けることなく所期の分割配向が得られる。これは、例えば図８に示すように、光学マスク１０２が撓んだ場合においても元々の散乱光は光学マスク１０２に対して垂直な方向から入射されるので、光が照射される対称中心は変化しないからである。但し、回り込む光の範囲は変化するので、このマージンを見込んで光学マスク２と基板との間隙、スリット１１１の幅を設計する必要がある。
【００６７】
更に本実施形態では、第１の実施形態の液晶表示装置の主要構成である配向膜、即ち２種のポリマーからなり、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものを用いることが好適である。このような性質を有する配向膜を用いることにより、スリット１１１の直下では垂直配向を保ち、散乱光の照射角度及び照射量に応じて液晶層のプレチルト角が９０°から前記一定値までの間で安定に分布する。
【００６８】
また、配向膜としては、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものを用いても好適である。この場合における配向膜の紫外線照射に伴うチルト角の変化を図９に示す。紫外線照射量を増加させるにしたがって、垂直配向から傾いた垂直配向に移行し、更に紫外線を照射すると再びプレチルト角は小さくなって垂直配向になる。
【００６９】
この場合、紫外線が多く照射されるスリット１１１の直下であっても配向は水平配向にはならず垂直配向となるので、配向乱れが生じない。このスリット１１１の直下には紫外線が多く照射され、通常の配向膜では水平配向となってしまい、配向方位が規定されないため電圧の印加されていないときの黒表示状態にあっても白く光る配向不良領域となる。これに対して、本実施形態のような配向膜を用いている場合には、配向は連続的となり配向不良が生じることなく、垂直配向となるのみで黒表示の状態においても確実に画面全体が黒くなる。即ちこのような性質を有する配向膜を用いることにより、照射強度の高いスリット直下における配向を垂直配向に制御することができ、スリット直下以外の部位では所定のプレチルト角の範囲内で連続的な配向を生ぜしめて配向不良が抑止される。
このように、当該配向処理装置を用いて好適な分割配向が施されることに優れた配向膜を利用することが、本実施形態における第２の骨子である。
【００７０】
更に、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、２分割配向を行なう場合の具体的な配向状態、及び土手状部材を併用するにあたっての液晶パネル構造を開示する。これが基本的な構成で、この考え方が４分割配向の場合にも援用されている。画素電極１１８の上下のゲート電極１１３から画素中央に向かって液晶層１１４の液晶分子が傾いて配向するように設定、又は（及び）画素電極１１８の左右のデータ電極１１５から画素中央に向かって液晶分子が傾いて配向するように設定される。更に、ＴＦＴ基板１０４ａ側には光学マスク１０２のスリット１１１を画素中央に設定して紫外線を照射し、対向するＣＦ側基板１０４ｂにおいては同様に紫外線を斜めに照射する。更に、ＴＦＴ基板１０４ａ又は（及び）ＣＦ基板１０４ｂ上に樹脂等からなる土手状部材１１６を設けて配向方向の規制を助けることが可能である。これらが本実施形態における第３の骨子である。
【００７１】
第３の骨子においては、例えば図１０（ａ）に示すように、ゲート電極１１３からの漏れ電界による配向規制と同一の方向に液晶層１１２の配向規制を行う。これによりゲート電極１１５近傍から配向は連続的に変化してディスクリネーションが生じることがない。例えば、図１０（ａ）における液晶の配向を逆にした場合には、図１０（ｂ）の中の破線の円で示した部位付近にディスクリネーションが生じてしまう。これに対して本実施形態では、光配向を用いているため、配向規制は表示電極面全体で生じており、応答は速く、且つディスクリネーションも発生しない。
【００７２】
ここで、土手状部材の作用について言及しておく。現在、土手状部材を設けて配向を制御する手法が実用化されており、このディスプレイにおいては土手状部材の側面の傾斜を利用して液晶の配向を規制するものである。本実施形態では、この土手状部材の作用を活用している。土手状部材のみを利用した調合には、隣接する土手状部材の間隙を狭くする必要がある。例えば３０μｍ程度の間隙をとることが望ましい。しかしながらこの場合、土手状部材が表示画素内に多く存在してしまう。本実施形態においては、光配向が使われているので土手状部材の間隙を広げることができる。ところで、光配向を行なう場合には土手状部材が積極的に配向規制力を有する必要は必ずしもない。光配向で配向を行わせた場合には、図１０（ａ）に示す中央の部分の位置が確実に決まらない可能性がある。例えば、光学マスクのスリットの幅が２０μｍ程度あるような場合には、その中央に配向分割の中心を確実に持ってくることは難しいと考えられる。この配向分割の分割地点を土手の形成により確実にすることが、本実施形態における土手状部材の大きな役割である。
【００７３】
以上説明した第１〜第３の骨子の内容を踏まえ、本実施形態の具体的構成について説明する。
光配向を行わせるための配向膜としては、垂直配向性あるいは水平配向性のポリイミド、ポリアミック酸、架橋型の樹脂フィルム（例えばポリビニールシンナメートなど）を用いた。材料についてはこれらに限定されるものでないことは言うまでもなく、また、垂直配向、水平配向に限定されるものでもない。本実施形態では、垂直配向性のポリイミドを用いた構成として述べる。
配向は望ましくは初期状態では垂直配向である。液晶としては誘電率の異方性が負の液晶、特にフッ素系の液晶を用いた。また、土手状部材の材料としてはポジ型のフォトレジストを用いた。
【００７４】
図１１は、本実施形態の配向処理に用いる光源（ランプ）の構成を示す模式図であり、（ａ）がランプの長手方向に沿った断面図、（ｂ）がランプの短手方向に沿った断面図である。
ランプ１２１としてはウシオ電機株式会社製の低圧水銀ランプを用いた。図１１（ｂ）に示すように、ランプ１２１であるチューブ状の紫外線発光管と被照射体である配向膜１０３の表面との間には直接光が当該被照射物に達しないように遮蔽板１２２が設けられ、背面には赤外線を反射しない所謂コールドミラー１２３を設けている。このランプ構成においては、図１１（ａ）に示すように、ランプ１２１の長手方位には紫外線はランダムに照射されるのに対して、ランプ１２１の短手方位においてはほぼ光学マスク１０２に垂直に紫外線が照射される。
【００７５】
この場合、図１１（ａ）に示すように、光学マスク２のスリット１１１とランプ１２１とが直交するように設定した。これによりスリット１１１からは、当該スリット１１１の短手方向に漏れる形で光が斜めに配向膜１０３に照射されることになる。そして、図１２に示すように、スリット１１１に対してランプ１２１を垂直に保ったまま走査し、配向膜３全体に散乱光が均一に照射されるようにした。勿論この構成に限定される必要はなく、ランプ１２１の設置方向を９０度異ならせることも可能であり、ランプ１２１の直下に設けている遮蔽板１２２を除去し、ランプ１２１から直接に散乱光を照射しつつ配向膜１０３の表面に向かう紫外線を積極的に用いることも可能である。しかしながら、本実施形態の遮蔽板１２２とコールドミラー１２３との組み合わせにより、本来液晶分子が傾いてほしい方向、即ちスリット１１１の伸びる方向と垂直な方向とは異なる方向へ光が照射される可能性が小さくなり、配向がより安定且つ確実に実現される。
【００７６】
スリット１１１から回り込む形の光においては、無偏光であっても偏光であっても良いが、垂直配向の配向膜を用いた場合に、無偏光を用いることが可能である。光の照射方法としては、光を回り込ませて照射するため、プロキシミティ露光となる。ここで、光学マスク１０２と配向膜１０３との距離としては、数μｍから１００μｍ程度が好ましい。この範囲を外れると、光の回り込みが十分でなくて、配向が得られず又は分割配向の境界を規定する事が難しくなるなどの弊害が発生するおそれがある。
【００７７】
また、光学マスク１０２のスリット１１１の幅としては、数μｍから１００μｍ程度が望ましい。この範囲を外れると、同様に光の回り込みが十分でなくなり、配向不良や分割配向の境界を規定する事が難しくなるなどの弊害が発生するおそれがある。
【００７８】
以下、本実施形態の分割配向をＴＦＴ−ＬＣＤに適用した諸例について説明する。
【００７９】
図１３は、ＴＦＴ−ＬＣＤに上下に２分割配向した一例を示す模式図であり、（ａ）が画素電極近傍の拡大平面図、（ｂ）がＣＦ基板側の配向処理時の断面図、（ｃ）がＴＦＴ基板側の配向処理時の断面図である。
紫外線の照射はスリット１１１から散乱した光を照射するが、図１３（ｂ）では、スリット１１１はゲート電極１１３と平行に且つゲート電極１１３近傍に沿って配置してＣＦ基板１０４ｂに対して紫外線を照射している。図１３（ｃ）では、スリットは蓄積容量（Ｃｓ）電極１１７（ゲート電極１１３）と平行に且つＣｓ電極１１７と一致した位置に配置されてＴＦＴ基板１０４ａに対して紫外線が照射されている。これら図１３（ａ），（ｂ）ともに、ＴＦＴ基板１０４ａのゲート電極１１３からＣＦ基板１０４ｂの画素電極１１８の上下中央へ向かう方向に液晶分子が傾くように散乱光の照射がなされている。
【００８０】
この光照射に加えて、土手状部材１１６を併設することが可能であって、ＣＦ基板１０４ｂ側では画素電極１１８の中央付近にゲート電極１１３（ＣＳ電極１１７）に平行に設けることが有効である。また、光照射に加えて、土手状部材１１６を、ＴＦＴ基板１０４ａ側のゲート電極１１３にほぼ一致する位置にゲート電極１１３（Ｃｓ電極１１７）に平行に設けることが有効である。
【００８１】
図１４は、ＴＦＴ−ＬＣＤに左右に２分割配向した一例を示す模式図であり、（ａ）が画素電極近傍の拡大平面図、（ｂ）がＣＦ基板側の配向処理時の断面図、（ｃ）がＴＦＴ基板側の配向処理時の断面図である。
ＣＦ基板１０４ａ側については、紫外線照射のスリット１１１をほぼデータ電極１１５の位置に一致してデータ電極１１５と平行に設置して紫外線を照射する。ＴＦＴ基板１０４ｂ側については、スリット１１１を画素電極１１８の左右中央部分にデータ電極１１５と平行に設定して散乱光を照射する。これにより、液晶分子が、ＴＦＴ基板１０４ｂ側のデータ電極１１５からＣＦ基板１０４ｂの画素電極１１８の左右中央部分に向かって傾くように配向する。これは、データ電極１１５からの斜め漏れ電界による配向方向に一致する。ここで、この配向を安定させる、特に配向の境界部分のディスクリネーション発生の位置を固定することを勘案して、土手状部材１１６を形成することが有効である。
【００８２】
この場合、ＣＦ基板１０４ａ側については画素電極１１８の中央を上下に走る形で土手状部材１１６を形成することが有効であり、ＴＦＴ基板１０４ｂ側については、データ電極１１５にほぼ一致する位置にデータ電極１１５と平行に土手状部材１１６を形成することが有効である。
【００８３】
図１５，図１６は、ＴＦＴ−ＬＣＤに上下左右に４分割配向した一例を示す模式図であり、（ａ）が画素電極近傍の拡大平面図、（ｂ）がデータ電極に沿った配向処理時の断面図、（ｃ）がゲート電極に沿った配向処理時の断面図である。
【００８４】
図１５，図１６の何れも液晶分子の傾きとして、ＣＦ基板１０４ａを紙面手前に置いた場合に、ＴＦＴ基板１０４ｂの画素電極１１８の四隅から画素電極１１８の中央に向かって液晶分子が倒れる方向へ配向方向を実現するものである。画素電極１１８上では上下左右に４分割配向されており、右上の領域では液晶分子は平均して北東から南西に向かって倒れるように配向し、以下同様に、液晶分子の傾きは右下では南東から北西へ左下では南西から北東へ左上では北西から南東へ向かって倒れるように配向する。
【００８５】
この斜め４５度に液晶分子を傾けさせるにあたっては、ＣＦ基板１０４ａ側の配向とＴＦＴ基板１０４ｂ側の配向とを９０度方向の真なる方向とし、これら２つの方位の中間方位に向けて液晶分子が倒れるようにする。この配向方向の原理については例えば、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＡＭ−ＬＣＤ９８に開示されている。ここで、液晶分子を北東から南西へ向けて傾斜させる場合、（１）ＴＦＴ基板１０４ｂ側を南向きに倒れるように配向処理し、ＣＦ基板１０４ａ側を西向きに倒れるように処理する手法と、（２）ＴＦＴ基板１０４ｂ側を西向きに倒れるように配向処理し、ＣＦ基板１０４ａ側を南向きに倒れるように配向処理する手法との、２つの手法が考えられる。
【００８６】
図１５は（１）に示した手法による配向処理を示している。ＴＦＴ基板１０４ｂ側では、紫外線照射の光学マスクのスリットをＣＳ電極１１７の近傍にＣｓ電極１１７と平行に設けて散乱光を照射する（図１５（ｂ））。ＣＦ基板１０４ａ側では、紫外線照射の光学マスクのスリットをデータ電極１１５の近傍にデータ電極１１５と平行に設けて散乱光を照射する（図１５（ｃ））。更に、土手状部材１１６をＴＦＴ基板１０４ｂ，ＣＦ基板１０４ａの双方に設けることが有効である。ＴＦＴ基板１０４ｂ側においては、データ電極１１５及びゲート電極１１３の近傍にデータ電極１１５及びゲート電極１１３のそれぞれに平行となるように土手状部材１６を形成する。これにより液晶の４分割配向を助ける働きがある。また、ＣＦ基板１０４ａ側においては、画素電極１１８の中央から上下左右に伸びる形で土手状部材１１６を形成する。先述したように、この土手状部材の働きとしては、配向分割の分割の境界を確定するのを助長する作用を行っている。
【００８７】
図１６は（２）に示した手法による配向処理を示している。ＣＦ基板１０４ａ側では、紫外線照射の光学マスクのスリットをゲート電極１１３の近傍にゲート電極１１３と平行に設けて散乱光を照射する（図１６（ｂ））。ＴＦＴ基板１０４ｂ側では、紫外線照射の光学マスクのスリットを画素電極１８の左右中央近傍にデータ電極１１５と平行に設けて散乱光を照射する（図１６（ｃ））。更に、土手状部材１１６をＴＦＴ基板１０４ｂ，ＣＦ基板１０４ａ双方に設けることが有効である。ＴＦＴ基板１０４ｂ側においては、データ電極１１５及びゲート電極１１３の近傍にデータ電極１１５及びゲート電極１１３のそれぞれに平行に土手状部材１１６を形成した。これにより液晶の４分割配向を助ける働きがある。また、ＣＦ基板１０４ａ側においては、画素電極１１８の中央から上下左右に伸びる形となるように土手状部材１１６を形成した。
【００８８】
ここで、配向分割された液晶表示装置の画素内の配向膜の表面エネルギーとして、分割境界の表面エネルギーが最大となり、境界から離れた部位で最低となる。これは紫外線の照射される量自体が画素内で異なるためである。スリットの直下が分割の境界となるが、この部分に最も紫外線が照射されるため表面エネルギーは最大となり、境界から離れた部分には漏れ光が照射されるのみなので紫外線の照射される絶対量は小さく表面エネルギーは大きくならない。
【００８９】
図１７は、ＴＦＴ−ＬＣＤに上下２分割配向した場合において、データ電極からの横電界による配向の乱れをＣＦ基板側に設けた土手状部材により抑える構成の模式図であり、（ａ）が画素電極近傍の拡大平面図、（ｂ）がデータ電極に沿った（線分Ｃ−Ｄに沿った）配向処理時の断面図、（ｃ）がゲート電極に沿った（線分Ａ−Ｂに沿った）配向処理時の断面図である。
【００９０】
図１７（ａ）に示すように、ＣＦ基板１０４ａ側において、画素電極１８の中央左右方向及びデータ電極１５に対向する部分に、データ電極１５に平行に土手状部材１１６を形成する。このデータ電極１１５と平行に設けている土手状部材１１６の効果を図１７（ｃ）に基づいて説明する。データ電極１１５からの電界によってデータ電極１１５近傍の液晶分子は画素中央に向けて倒れるように配向しようとする。これに対して、対向するＣＦ基板１０４ａ上に設けられた土手状部材１１６は、その斜面の効果により液晶分子を画素電極１１８から離れる方向に傾斜させる働きをする。これらの効果が相殺し合って、液晶分子は画素中央に向かって倒れることなく均一に上下方向に向くようになる。
【００９１】
更にこの場合、図１８に示すように、データ電極１１５と向かい合う土手状部材１１６の端部を、ＴＦＴ基板１０４ｂの画素電極１１８の端部と一部重畳して対向するように形成する。この重畳部分１１６ａの幅と画素電極１１８の端部における配向不良の幅との関係を図１９に示す。このように、重畳部分１１６ａの幅を１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上とすることにより、配向不良の発生を抑止することが可能となる。そこで、実際に重畳部分１１６ａを形成するに際して、合わせずれを３μｍ程度確保して、重畳部分１１６ａの幅を確実に１μｍ以上得ることを考慮し、画素電極等の機能を損なわない程度で重畳部分１１６ａの上限を５μｍとすれば、１μｍ（必要な幅の下限）＋３μｍ（合わせずれ）〜５μｍ（必要な幅の上限）＋３μｍ（合わせずれ）＝４μｍ以上８μｍ以下、５μｍ以上８μｍ以下に設計する。これにより、配向不良の発生を十分防止することができる。
【００９２】
ここまで、ＣＦ基板１０４ａ上又はＴＦＴ基板１０４ｂ上に土手状部材１６を形成する構成を述べてきたが、これらの土手状部材１１６の替わりに、画素電極１１８において電極部分のないスリット状の抜けとして形成しても、同様の効果を得ることができる。具体例を図２０に示す。ここで、（ａ）が図１３（ａ）に対応し、画素電極１１８のＣｓ電極１１７（ゲート電極１１３）と平行に且つＣｓ電極１１７と一致した位置にスリット状の抜け１３１が形成された場合、（ｂ）が図１４（ａ）に対応し、データ電極１１５と平行に且つ画素電極１１８の中央部位に相当する位置の画素電極１１８にスリット状の抜け１３１が形成された場合、（ｃ）が図１５（ａ）に対応し、画素電極１１８に十字状にスリット状の抜け１３１が形成された場合をそれぞれ示す。
【００９３】
図２１は、配向状態が良好となった光学マスクのスリットの幅及び光学マスクと基板との距離（距離Ａ）の最適値についての検討結果を示す特性図である。スリットの幅が３μｍから１００μｍ、マスクと基板との距離が３μｍから１００μｍのときに良好な配向を実現することができる。更に、光学マスクと基板との距離は５０μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、スリットの幅と距離Ａとがほぼ等しいか、スリットの幅は距離Ａと同程度から１／２０程度の範囲に設定した時に特に良好な配向を実現することができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、紫外線を用いた配向処理を最小限の工程数で正確に行ない、２分割あるいは４分割配向のディスクリネーションラインの少ない垂直配向型の液晶表示装置が実現され、その結果、ＴＮ型モードを用いた場合と遜色のない明るい画面を実現することができる。更に、応答速度としても土手状部材を多く設けた所謂ＭＶＡ型の液晶表示装置と同様又はそれ以上の高速応答性を実現することが可能となる。
【００９５】
（第３の実施形態）
本実施形態では、液晶表示装置の構成要素である配向膜に分割配向を施す際に用いる配向処理装置及び方法を例示する。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様の配向膜、即ち、２種のポリマーからなり、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものや、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものを用いて好適である。
【００９６】
図２２は、本実施形態の配向処理装置の主要構成を示す概略断面図である。
外線の短波長領域（例えば２５４ｎｍ）を透過させる性質をもつ石英ガラスを、光学マスク２０１の材料とする。光学マスク２０１の一方の面には、金属クロムによるマスクパターンが形成されている、マスタパターンは、金属クロムにストライプ状のスリット２１１が設けられてなる。ストライプ状のスリット２１１は、配向分割を行う画素のピッチと同じピッチで並べるものとする。一例を挙げると、画素ピッチが２００μｍであった場合、スリット２１１の幅が１０μｍ、スリット２１１から隣のスリット２１１までの金属クロムパターンの幅が１９０μｍとなる。
【００９７】
光学マスク２０１の光源側の面には、平行光を散乱光とする散乱機構２２１が形成されている。具体的には、前記光源側の面にサンドブラスト加工を施すことにより、すりガラス状にする。
【００９８】
次に、ガラス基板２０２上の配向膜２０３に紫外線を照射する。ＴＦＴ基板２０４ｂ側に紫外線を照射する場合の光学マスク２０１の配置は、ストライプ状のスリット２１１の位置が、データ電極と平行に画素の左右の中心位置とほぼ一致するように配置する。
【００９９】
一方、逆に対向基板（ＣＦ基板）２０４ａ側に紫外線を照射する場合の光学マスク２０１の配置は、ストライプ状のスリット２１１の位置が、対向基板２０４ａにおいてＴＦＴ基板２０４ｂのデータ電極の位置に、データ電極と平行な方向に配置する。
【０１００】
以上のように光学マスク２０１を配置した後に、光学マスク２０１の光源側の面に対して垂直に、平行光の紫外線を照射する。照射された紫外線は、すりガラス状の部分で散乱を起こし、図示のようにスリット２１１の部分から中央部を境として２方向に分散されて照射される。
【０１０１】
ＴＦＴ基板２０４ｂと対向基板２０４ａを貼り合わせた場合、お互いのスリット部分の位置は、スリットの並んだピッチの中心部に来ることになる。これにより、ＴＦＴ基板２０４ｂ側のスリットと対向基板２０４ａ側のスリットとの間、即ち幅９０μｍの間に、スリットに対して垂直の方向に傾斜配向する領域ができる。画素中心部のスリットの位置を境にし、お互いに反対方向に傾斜配向することにより、一画素内に２方向の配向分割を実現することができる。
【０１０２】
図２３は、本実施形態の他の例を示す概略断面図である。
ここでは、散乱機能２２１を実現する手法として、上述のサンドブラスト加工を行う部分を、光学マスク２０１のマスタパターンがある側のスリット２１１が開口している部分にのみ行うことにより、すりガラス状にする。
【０１０３】
光学マスク２０１の配置は上述と同様とし、光学マスク２０１の光源側の面に対して垂直に、平行光の紫外線を照射する。照射された紫外線は、すりガラス状の部分で散乱を起こし、図示のようにスリット２１１の部分から散乱光が出射される際に中央部を境として２方向に分散し、配向膜２０３上に照射される。
【０１０４】
ＴＦＴ基板２０４ｂと対向基板２０４ａを貼り合わせた場合、お互いのスリット部分の位置は、スリットの並んだピッチの中心部にあたることになる。これにより、ＴＦＴ基板２０４ｂ側のスリットと対向基板２０４ａ側のスリットとの間、即ち幅９０μｍの間に、スリットに対して垂直の方向に傾斜配向する領域ができる。画素の中心部のスリットの位置を境にし、互いに反対方向に傾斜配向することにより、１画素内に２方向の配向分割を実現することが可能となる。
【０１０５】
図２４は、本実施形態の更に他の例を示す概略断面図である。
上述の光学マスク２０１のスリット２１１の開口部分に、スリットの開口幅を底辺とする二等辺三角形の断面形状を持つプリズム２１２を設ける。
光学マスク２０１の配置は上述と同様とし、光学マスク２０１の光源側の面に対して垂直に、平行光の紫外線を照射する。照射された紫外線は、プリズム２１２の部分で反射・屈折を起こし、図示のようにプリズム２１２の部分から散乱光が出射される際に、２方向の平行光として分割され、配向膜２０３上に照射される。
【０１０６】
ＴＦＴ基板２０４ｂと対向基板２０４ａを貼り合わせた場合、お互いのスリット部分の位置は、スリットの並んだピッチの中心部にあたることになる。これにより、ＴＦＴ基板２０４ｂ側のスリットと対向基板２０４ａ側のスリットとの間、即ち幅９０μｍの問に、スリットに対して垂直の方向に傾斜配向する領域ができる。画素中心部のスリットの位置を境にし、お互いに反対方向に傾斜配向することにより、１画素内に２方向の配向分割を実現することが可能となる。
【０１０７】
なお、本実施形態において、光学マスク２０１の光源側の面に対して照射させる紫外線を散乱光とした場合でも、平行光を照射した場合と同様に、配向膜２０３に対して照射される紫外線は２方向に分散され、所望の配向分割を実現することができる。この方法により、スリット直下にあたる配向膜２０３上に照射される紫外線が分散され、この部分における紫外線露光量が過剰になってしまうことがなくなり、且つ、一方の基板に対して１回の露光を行うことによって、配向分割を実現することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態によれば、光学マスク２０１に対する紫外線が平行光である場合でも、光学マスク２０１におけるすりガラス状の部分、あるいはプリズム２１２の部分にて紫外線が分散、または反射・屈折することにより、散乱光の紫外線を光学マスク２０１に対して照射した場合と同様の効果を得ることができる。これは、光源として平行光を出射する紫外線露光装置を利用できることを表している。
【０１０９】
また、スリット２１１の開口部にあたる配向膜２０３の部分における紫外線を分散させることができるため、この部分の過剰な露光を防ぐことができ、この部分のチルト低下による白抜けや、流動配向を防ぐことが可能となる
【０１１０】
（第４の実施形態）
本実施形態では、液晶表示装置の構成要素である配向膜に分割配向を施す際に用いる配向処理装置及び方法を例示する。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様の配向膜、即ち、２種のポリマーからなり、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものや、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものを用いて好適である。
【０１１１】
図２５は、本実施形態の原理を説明する模式図であり、（ａ）が本実施形態の配向処理装置の主要構成を示す概略断面図、（ｂ）が当該配向処理を施された液晶表示装置の主要構成を示す概略断面図である。
紫外線の短波長領域（例えば２５４ｎｍ）を透過させる性質をもつ石英ガラスを、光学マスク３０１の材料とする。光学マスク３０１の一方の面には、図２６に示すように、金属クロムによるマスクパターンが形成されている。マスクパターンは、金属クロムにストライプ状の配向規制スリット２１１が設けられている。この配向規制スリット２１１は、第３の実施形態で説明したスリット２１１と同様のものであり、液晶分子を所望の方向に配向させるためのものであり、配向分割を行う画素のピッチと同じピッチで並べるものとする。一例を挙げると、画素ピッチが２００μｍであった場合、スリット２１１の幅が１０μｍ、スリットから隣のスリット２１１までの金属クロムパターンの幅が１９０μｍとなる。
【０１１２】
更に、同一の光学マスク３１１上に、配向補正スリット３１１を設ける。このスリットは、液晶分子を所望の方向に配向させるスリットよりも細くなければならず、かつお互いに垂直の方向に配置されていなければならない。画素ピッチがおよそ３分の１の７０μｍ、スリット３１１の幅は約１μｍとする。
【０１１３】
次に、ガラス基板３０４上の配向膜３０３に紫外線を照射する。ＴＦＴ基板３０４ｂ側に紫外線を照射する場合の光学マスク３０１の配置は、図２７に示すように、配向規制スリット２１１の位置が、データ電極３１５と垂直に画素の左右の中心位置とほぼ一致するように配置する。また、配向補正スリット３１１の位置は、データ電極３１５と平行に、互いに隣接する画素電極３１８の間の中心、即ち、データ電極３１５の中心部にあたるように配置する。
【０１１４】
一方、逆に対向基板３０４ａ側に紫外線を照射する場合の光学マスク３０１は、配向規制スリット２１１のみが必要となる。このスリット２１１の位置が、対向基板３０４ａにおいてＴＦＴ基板３０４ｂのゲート電極３１３の位置に、データ電極３１５と垂直な方向に配置する。
【０１１５】
以上のように光学マスク３０１を配置した後に、光学マスク３０１の光源側の面に対して垂直に、散乱光の紫外線を照射する。照射された紫外線は、図２５のようにスリットの部分から２方向に分散されて照射される。
【０１１６】
即ち、スリット３１１により紫外線が照射された部分の近傍では、図２５のように散乱光がスリット３１１を中心として扇状に広がって照射されるため、配向膜３０３に対し、液晶分子がスリット３１１のある方向に傾斜する配向規制力が与えられる。これによって、液晶分子が、画素電極３１８の端部の電界により配向しようとする力と、配向膜３０３の配向規制力の方向が互いに反対となり、それぞれの液晶を配向させようとする力を相殺させることにより、所望の液晶分子の傾斜配向方向に対して垂直方向の液晶分子の傾斜を引き起こすことを防ぐことができる。
【０１１７】
実際、本実施形態の手法により２分割の配向規制に加え、前記配向補正を施してなる画像表示装置（装置Ａ）における輝度変化について、２分割の配向規制のみを行なった画像表示装置（装置Ｂ）との比較に基づいて検討した。その結果、装置Ｂでは、図２８（ａ）のように画素電極３１８の端部の電界により液晶分子に傾斜が生じ、これにより図２８（ｂ）のように、ブラックマトリクス３２１の端部で輝度の低下が発生する。これに対して、装置Ａでは、図２９（ａ）のように画素電極３１８の端部における液晶分子の傾斜が解消されるため、図２９（ｂ）のように、ブラックマトリクス３２１の端部で輝度の低下が発生することなく、極めて良好な画像が得られる。
【０１１８】
ＴＦＴ基板３０４ｂと対向基板３０４ａを貼り合わせた場合、お互いのスリット部分の位置は、スリットの並んだピッチの中心部に来ることになる。これにより、ＴＦＴ基板３０４ｂ側のスリットと対向基板側のスリット３０４ａとの間、即ち幅９０μｍの間に、スリットに対して垂直の方向に傾斜配向する領域ができる。画素電極３１８の中心部のスリットの位置を境にし、お互いに反対方向に傾斜配向することにより、１画素内に２方向の配向分割を実現することが可能となる。
【０１１９】
図３０は、本実施形態の他の例における光学マスクを示す概略平面図である。
光学マスクのスリットの形成までは上述と同様であるが、液晶分子を所望の方向に配向させるスリット２１１の、配向膜３０３と対峙する側の面に、入射された紫外線の散乱機構を設ける。散乱機構を具体的に挙げると、スリット２１１の開口部のみにサンドブラスト加工を施して、すりガラス状の部分２１１ａを形成したり、レーザーパルスを照射することにより、断面が窪み状の溝を設ける等が考えられる。
【０１２０】
照射された紫外線は、すりガラス状の部分２１１ａで散乱を起こし、配向補正スリット２１１における照射の幅がこれにより狭くなり、液晶分子の本来の配向方向に対して悪影響を与えない。
【０１２１】
図３１は、本実施形態の更に他の例における光学マスクを示す概略平面図である。
ここでは、光学マスク３０１のうち、配向補正スリット３１１の部分のみを高さが所定高さ、例えば５０μｍ程度高くなるように形成する。これにより、光学マスク３０１と配向膜３０４とが互いに対峙する間隔が、配向補正スリット３１１の部分のみ５０μｍ程度狭くなることになり、この部分のみ入射した紫外線が散乱する幅を狭くすることができる、これにより、液晶分子の本来の配向方向に対して悪影響を与えない。
【０１２２】
図３２は、本実施形態の更に他の例で用いる光源の一例を示す模式図（（ａ）が短手方向、（ｂ）が長手方向）であり、図３３は、光源の散乱性と光学マスクのスリットとの関係を示す概略平面図である。
ここでは、光源３０２の向きを変える方法を採る。例えば、紫外線を照射するチューブ状の光源３０２は図示のようになっており、光源３０２の短辺方向よりも、長辺方向の方が散乱性が高い性質がある。本実施形態ではこの性質を利用する。具体的には次のような方法である。
【０１２３】
紫外線の光源３０２の長辺方向を、光学マスク３０１の配向補正スリット３１１の方向に対して平行に位置するように配置を行う。これにより、配向補正スリット３１１を通った紫外光は散乱の幅が狭くなり、逆に光源３０２の長辺方向と垂直の位置関係となる。液晶分子を所望の方向に配向させるスリット２１１を通った紫外光は散乱の幅が広くなる。これにより、液晶分子の本来の配向方向に対して悪影響を与えない。
【０１２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、画素電極３１８の端部における配向規制力と電界により配向しようとする力の方向が互いに相殺されるため、所望の液晶分子の傾斜配向方向に対して垂直方向の液晶分子の傾斜を引き起こすことを防ぐことができる、これにより、ディスクリネーションの発生を防止し、画素端部における輝度低下を抑止することが可能となる。
【０１２５】
一方、土手状部材を新たに形成する必要がなくなるため、また、光学マスク３０１に配向補正スリット２１１と共に配向規制スリット３１１を形成することにより、配向規制を与えるプロセスを簡略化させることが可能である。
【０１２６】
（第５の実施形態）
本実施形態では、画素電極に特徴のある液晶表示装置を例示する。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様の配向膜、即ち、２種のポリマーからなり、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものや、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものを用いて好適である。
【０１２７】
図３４は、本実施形態の液晶表示装置の画素電極近傍を示す概略平面図である。
データ電極４１５からの横電界に起因する配向不良を防止するため、画素電極４１８のデータ電極４１５近傍にスリット４１１を設ける。スリット４１１は、データ電極４１５と平行な方向（ゲート電極４１３と直交する方向）に伸びている。このスリット４１１の幅としては、２μｍから５μｍの範囲にすることが有効である。特に、３μｍの幅のスリットとした時にもっとも配向不良を抑制する効果の大きいことが確認できた。
【０１２８】
このように、画素電極４１８に細いスリット４１１を設けることにより、液晶分子は、このスリット４１１に平行な方向に倒れようとする特性を有する。本実施形態では、この作用を光配向に併用するものである、本来、液晶は画素電極に隙間部分が存在すると、その電界が斜めになるため、間隙から離れる方位に傾く（図３５（ａ）参照）。しかしながら、細いスリット、例えば幅３μｍのスリット４１１を設けた場合には、スリット４１１の両側で液晶分子が傾こうとし、行き場がなくなって結局スリット方向に傾くように配向するものである（図３５（ｂ）参照）。ここで、図３４のようにスリット４１１が設けられていると、このスリット部分によって液晶分子の傾きは行き場を失って（図３５（ｂ）と同様に）結局スリット４１１と平行な方位に傾くことになり、データ電極に起因する配向不良が抑止される。
【０１２９】
図３６は本実施形態の他の例を示す模式図であり、（ａ）が画素電極近傍の平面図、（ｂ）が断面図である。
ここでは、複数のスリット４１１を画素電極４１８の全域に設ける。これにより、配向の安定性はより確実なものになる。また、これらスリット４１１を画素電極４１８の中央の接続部分４２１で繋げることが重要である。即ち、接続部分４２１とスリット４１１との関係を考察すると、接続部分４２１における電界は、図３４（ｂ）のようになり、電界は接続部分４２１から扇型に広がる。この効果により液晶分子はより好ましい方向に傾くようになる。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、配向不良の無い、視野角の広い液晶表示装置を実現することができる。
【０１３１】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【０１３２】
（付記１） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
前記配向膜は、前記液晶層の液晶分子に対する所定の初期配向性を有し、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーを含む材料からなることを特徴とする液晶表示装置。
【０１３３】
（付記２） 前記配向膜は、前記各ポリマーの混合物を含む材料からなるものであることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３４】
（付記３） 前記配向膜は、前記各ポリマーの共重合体を含む材料からなるものであることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３５】
（付記４） 前記２種類のポリマーは、一方が液晶分子の配向を初期状態から変化させるものであり、他方が液晶分子の配向を初期状態に維持するものであることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３６】
（付記５） 前記初期状態が垂直配向であり、前記一方のポリマーによる配向が水平配向であることを特徴とする付記４に記載の液晶表示装置。
【０１３７】
（付記６） 一対の基板にそれぞれ配向膜を形成し、前記各配向膜を対向させるように前記配向膜間に液晶層を挿入し、前記各基板間隔を一定に保持して液晶表示装置を製造する方法であって、
前記配向膜を、前記液晶層の液晶分子に対する初期配向性を有し、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化の異なる少なくとも２種類のポリマーを含む材料から構成して前記一対の基板に塗布し、
前記配向膜の表面に対して斜め方向から紫外線を照射し、前記液晶層の液晶分子に対して所望の配向を実現することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１３８】
（付記７） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
前記配向膜は、前記液晶層の液晶分子に対する所定の初期配向性を有し、紫外線照射に応じた表面エネルギーの変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーを含む材料からなり、前記配向膜に対する紫外線照射により所定の表面エネルギーに調節されていることを特徴とする液晶表示装置。
【０１３９】
（付記８） 前記配向膜は前記各ポリマーの混合物を含む材料又は前記各ポリマーの共重合体を含む材料からなるものであることを特徴とする付記７に記載の液晶表示装置。
【０１４０】
（付記９） 前記配向膜の初期配向状態を垂直配向のものとすることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１４１】
（付記１０） 前記少なくとも２種類のポリマーのうち、少なくとも１種を紫外線の照射によって配向が初期状態から変化し易く、少なくとも他の１種を紫外線の照射によって配向が初期状態から変化し難いものとすることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１４２】
（付記１１） 配向膜に紫外線を照射し、前記配向膜上に設けられる液晶を配向させる配向処理装置であって、
紫外線の散乱光を照射する光源と、
前記光源下に設けられ、スリットが形成された光学マスクとを備え、
前記光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、前記光源から前記光学マスクに散乱光を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする配向処理装置。
【０１４３】
（付記１２） 前記光学マスクは、前記スリットがストライプ状に形成されてなるものであることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４４】
（付記１３） 前記光学マスクは、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたデータ電極の近傍でこれと略平行する部位に位置するように配置されることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４５】
（付記１４） 前記光学マスクは、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたデータ電極と略平行に画素の左右の中心位置と略一致する部位に位置するように配置されることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４６】
（付記１５） 前記光学マスクは、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたゲート電極の近傍でこれと略平行する部位に位置するように配置されることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４７】
（付記１６） 前記光学マスクは、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたゲート電極と略平行に画素の上下の中心位置と略一致する部位に位置するように配置されることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４８】
（付記１７） 前記光源はチューブ形状のランプであることを特徴とする付記１１に記載の配向処理装置。
【０１４９】
（付記１８） 前記光学マスクと前記光源は、前記光学マスクの前記スリットの長手方向と前記光源の長手方向とが平行又は直交するように配置されることを特徴とする付記１７に記載の配向処理装置。
【０１５０】
（付記１９） 前記光源の背後を覆うように、赤外線を吸収するコールドミラーが設けられており、
前記コールドミラーからの反射光は、前記光源の長手方向に沿った面内では散乱光として、前記光源の長手方向に直交した面内では平行光として、前記配向膜に照射されることを特徴とする付記１７に記載の配向処理装置。
【０１５１】
（付記２０） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
前記液晶に所定の境界において複数の分割配向が施されており、
前記配向膜の表面エネルギーは、前記配向分割の境界において最大値又は最小値となり、境界から離れるほど小さく又は大きくなることを特徴とする液晶表示装置。
【０１５２】
（付記２１） 前記配向膜は、前記液晶の液晶分子に対する所定の初期配向性を有し、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーを含む材料からなるものであることを特徴とする付記２０に記載の液晶表示装置。
【０１５３】
（付記２２） 前記配向膜は、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、ある紫外線照射量を超えるとプレチルト角が９０°近傍の一定値となるものであることを特徴とする付記２１に記載の液晶表示装置。
【０１５４】
（付記２３） 前記配向膜は、紫外線の照射により垂直配向からプレチルト角が変化し始め、更に紫外線を照射することにより再び垂直配向に戻る特性を有するものであることを特徴とする付記２０に記載の液晶表示装置。
【０１５５】
（付記２４） 配向膜に紫外線を照射し、前記配向膜上に設けられる液晶を配向させる配向処理方法であって、
スリットが形成された光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、紫外線の散乱光を照射する光源から前記光学マスクに散乱光を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする配向処理方法。
【０１５６】
（付記２５） 前記配向膜は、画素の複数の領域において互いに異なる配向となるように分割配向され、一対の基板にそれぞれ設けられて液晶表示装置の構成要素をなすものであって、
初期配向は垂直配向又は水平配向であり、一方の前記基板における前記分割配向の分割数は２であり、前記画素において互いに逆方向に液晶分子が傾斜するように配向規制がなされることを特徴とする付記２４に記載の配向処理方法。
【０１５７】
（付記２６） 前記配向分割の前記各基板における方向は、ゲート電極及び／又はデータ電極との関係において、前記ゲート電極及び／又は前記データ電極から対向する前記基板の前記画素中央を結ぶ線分の方向であることを特徴とする付記２４に記載の配向処理方法。
【０１５８】
（付記２７） 配向膜に紫外線を照射し、前記配向膜上に設けられる液晶を配向させる配向処理装置であって、
紫外線を照射する光源と、
前記光源下に設けられ、スリットが形成されるとともに紫外線の散乱機構を有する光学マスクとを備え、
前記光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、前記光源から前記光学マスクに紫外線を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする配向処理装置。
【０１５９】
（付記２８） 前記散乱機構は、前記光学マスクの前記光源側の面に形成された散乱手段であることを特徴とする付記２７に記載の配向処理装置。
【０１６０】
（付記２９） 前記散乱機構は、前記光学マスクの前記スリットの開口部分に形成された散乱手段であることを特徴とする付記２７に記載の配向処理装置。
【０１６１】
（付記３０） 前記光学マスクは、前記スリットがストライプ状に形成されてなるものであることを特徴とする付記２７に記載の配向処理装置。
【０１６２】
（付記３１） 前記光学マスクは、前記配向膜の上部に配置された際に、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたデータ電極と略平行に画素の左右の中心位置と略一致する部位に位置するように形成されていることを特徴とする付記２７に記載の配向処理装置。
【０１６３】
（付記３２） 前記光学マスクは、前記配向膜の上部に配置された際に、前記スリットが前記配向膜の下部に形成されたゲート電極と略平行に画素の上下の中心位置と略一致する部位に位置するように形成されていることを特徴とする付記２７に記載の配向処理装置。
【０１６４】
（付記３３） 配向膜に紫外線を照射し、前記配向膜上に設けられる液晶を配向させる配向処理方法であって、
スリットが形成されるとともに紫外線の散乱機構を有する光学マスクを前記配向膜の上方に配置し、光源から前記光学マスクに紫外線を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記液晶に拡散光の拡散方向に依存した分割配向を生ぜしめることを特徴とする配向処理方法。
【０１６５】
（付記３４） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
一方の前記基板に画素電極が形成されており、前記画素電極の端部に相当する部位の液晶分子に、当該端部で発生する電界による配向を打ち消す方向へ向かう配向規制力が与えられていることを特徴とする液晶表示装置。
【０１６６】
（付記３５） 前記液晶層は、前記配向膜の配向規制により前記画素電極上で所定の分割配向が施されていることを特徴とする請求項３４に記載の液晶表示装置。
【０１６７】
（付記３６） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置を製造するに際して、
一方の前記基板に形成された画素電極の端部に相当する部位の液晶分子に、当該端部で発生する電界による配向を打ち消す方向へ向かう配向規制力を与えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１６８】
（付記３７） スリットが形成された光学マスクを、前記スリットがゲート電極上又はデータ電極上でこれと平行となるように、前記配向膜の上部に配置し、前記光学マスクに上部から紫外線を照射することにより、前記スリットを中心として拡がる拡散光を生成し、当該拡散光を前記配向膜に照射して、前記画素電極の前記端部で発生する電界による配向を打ち消す方向へ向かう配向規制力を与えることを特徴とする付記３６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１６９】
（付記３８） それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
一方の前記基板に、画素電極と当該画素電極間に形成されたバスラインとを有し、前記画素電極の前記バスライン近傍に当該バスラインに略平行なスリットが形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【０１７０】
（付記３９） 前記画素電極の前記スリットにより、前記画素電極の端部に相当する部位の液晶分子に、当該端部で発生する電界による配向を打ち消す方向へ向かう配向規制力が与えられることを特徴とする付記３８に記載の液晶表示装置。
【０１７１】
（付記４０） 前記画素電極には、前記スリットが少なくとも２本形成されていることを特徴とする付記３８に記載の液晶表示装置。
【０１７２】
（付記４１） 複数の前記スリットが前記画素電極の全面に形成されていることを特徴とする付記３８に記載の液晶表示装置。
【０１７３】
（付記４２） 前記各スリットが前記画素電極の中央部位で途切れ、電極として繋がった領域が形成されていることを特徴とする付記４１に記載の液晶表示装置。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明によれば、配向膜への紫外線の斜め照射に伴い照射量に変動が生じても、安定な所望のプレチルト角が得られるため、簡素な構造で、ラビングを行なうことなく簡便な配向処理が可能であって、液晶分子の適正なプレチルト角を極めて安定且つ容易に得ることができる配向膜を備えた液晶表示装置を実現することができる。
【０１７５】
更に、プロセスを増加させることなく容易且つ正確に分割配向を行なうことを可能とし、表示画面におけるコントラストの向上、表示の明暗の反転防止及びディスクリネーションラインの減少を図って高性能の極めて明るい液晶画面を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】２種のポリマーからなる配向膜について、紫外線照射量に対するプレチルト角の変化が大きく異なる様子を示す特性図である。
【図３】１種のポリマーからなる配向膜について、紫外線照射量に対する表面自由エネルギーの変化を示す特性図である。
【図４】好適な配向膜を実現するための指針を示す特性図である。
【図５】配向膜に配向処理を施すための装置を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の配向膜について、紫外線照射量に対してプレチルト角が理想的な変化を示す特性図である。
【図７】第２の実施形態の配向処理装置の主要構成を示す概略断面図である。
【図８】光学マスク１０２が撓んだ場合の紫外線照射の様子を示す概略断面図である。
【図９】配向膜の紫外線照射に伴うチルト角の変化を示す特性図である。
【図１０】２分割配向の際に、基板に土手状部材を設けた様子を示す概略断面図である。
【図１１】第２の実施形態の配向処理に用いる光源（ランプ）の構成を示す模式図である。
【図１２】光学マスクに対して光源（ランプ）を走査させる様子を示す概略斜視図である。
【図１３】ＴＦＴ−ＬＣＤに上下に２分割配向した一例を示す模式図である。
【図１４】ＴＦＴ−ＬＣＤに左右に２分割配向した一例を示す模式図である。
【図１５】ＴＦＴ−ＬＣＤに上下左右に４分割配向した一例を示す模式図である。
【図１６】ＴＦＴ−ＬＣＤに上下左右に４分割配向した一例を示す模式図である。
【図１７】ＴＦＴ−ＬＣＤに上下２分割配向した一例を示す模式図である。
【図１８】土手状部材と画素電極との位置関係を示す概略断面図である。
【図１９】土手状部材と画素電極との重畳部分の幅と画素電極の端部における配向不良の幅との関係を示す特性図である。
【図２０】第２の実施形態の他の例を示す模式図である。
【図２１】配向状態が良好となった光学マスクのスリットの幅及び光学マスクと基板との距離の最適値についての検討結果を示す特性図である。
【図２２】第３の実施形態の配向処理装置の主要構成を示す概略断面図である。
【図２３】第３の実施形態の他の例を示す概略断面図である。
【図２４】第３の実施形態の更に他の例を示す概略断面図である。
【図２５】第４の実施形態の配向処理装置の主要構成を示す概略断面図である。
【図２６】配向処理装置の光学マスクを示す概略斜視図である。
【図２７】光学マスクの配置状態を示す概略斜視図である。
【図２８】第４の実施形態により製造された液晶表示装置の画像状態を示す概略平面図である。
【図２９】２分割の配向規制のみを施してなる液晶表示装置の画像状態を示す概略平面図である。
【図３０】第４の実施形態の他の例における光学マスクを示す概略平面図である。
【図３１】第４の実施形態の更に他の例における光学マスクを示す概略平面図である。
【図３２】第４の実施形態の更に他の例で用いる光源の一例を示す模式図である。
【図３３】光源の散乱性と光学マスクのスリットとの関係を示す概略平面図である。
【図３４】第５の実施形態の液晶表示装置の画素電極近傍を示す概略平面図である。
【図３５】スリットが形成された画素電極における液晶分子の配向の様子を示す概略断面図である。
【図３６】第５の実施形態の他の例を示す模式図である。
【図３７】１種のポリマーからなる配向膜について、紫外線照射量に対するプレチルト角の変化を示す特性図である。
【図３８】配向膜に対する斜め紫外線照射により、液晶分子に所定プレチルト角の配向が生じた様子を示す模式図である。
【図３９】従来の手法により、配向膜に２分割配向を施す場合の工程を示す概略断面図である。
【図４０】光学マスクに撓みが生じた場合の不都合を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１１，１２ 透明ガラス基板
１３，１１２ 液晶層
１４ 絶縁層
１５ 画素電極
１６ａ，１６ｂ 配向膜
１７ カラーフィルター
１８ 共通電極
１９，２０ 偏光子
３１，１０１，３０２ 光源
３２ ミラー
３３ ホルダー
１０２，２０１，３０１ 光学マスク
１０３，２０３，３０３ 配向膜
１０４ 基板
１０４ａ，２０４ａ，３０４ａ ＣＦ基板
１０４ｂ，２０４ｂ，３０４ｂ ＴＦＴ基板
１１１，２１１，３１１，４１１ スリット
１１３，３１３ ゲート電極
１１５，３１５ データ電極
１１６ 土手状部材
１１７ Ｃｓ電極
１１８，３１８，４１８ 画素電極
１２１ ランプ
１２２ 遮蔽板
１２３ コールドミラー
１３１ スリットの抜け
２１１ａ すりガラス状の部分
２１２ プリズム
３１２ ブラックマトリクス
４２１ 接続部分

Claims (6)

1. それぞれ配向膜を対向させて所定間隔に保たれた一対の基板を備え、
   前記配向膜間に液晶層が挿入されてなる液晶表示装置であって、
   前記配向膜は、前記液晶層の液晶分子に対して垂直配向性を与え、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化率の異なる少なくとも２種類のポリマーの混合物を含む材料からなり、
   前記２種類のポリマーの一方は、前記紫外線照射に応じて、液晶分子の配向を初期状態から変化するものであり、前記２種類のポリマーの他方は、液晶分子の配向の初期状態を維持するものであることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記２種類のポリマーは、共に、前記初期状態の配向が垂直配向状態であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記２種類のポリマーは、共に、側鎖にアルキル基を有していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記２種類のポリマーは、垂直配向ポリイミド又はポリアミック酸を含有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 一対の基板にそれぞれ配向膜を形成し、前記各配向膜を対向させるように前記配向膜間に液晶層を挿入し、前記各基板間隔を一定に保持して液晶表示装置を製造する方法であって、
   前記配向膜を、前記液晶層の液晶分子に対して垂直配向性を与え、紫外線照射に応じたプレチルト角の変化の異なる少なくとも２種類のポリマーの混合物を含む材料から構成して前記一対の基板に塗布し、
   前記２種類のポリマーの一方は、前記紫外線照射に応じて、液晶分子の配向を初期状態から変化するものであり、前記２種類のポリマーの他方は、液晶分子の配向の初期状態を維持するものであり、
   前記配向膜の表面に対して斜め方向から紫外線を照射し、前記液晶層の液晶分子に対して所望の配向を実現することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 前記初期状態が垂直配向状態であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。

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