JPH07318942A - 液晶表示装置、その製造方法およびその製造装置 - Google Patents

液晶表示装置、その製造方法およびその製造装置

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JPH07318942A JP6115151A JP11515194A JPH07318942A JP H07318942 A JPH07318942 A JP H07318942A JP 6115151 A JP6115151 A JP 6115151A JP 11515194 A JP11515194 A JP 11515194A JP H07318942 A JPH07318942 A JP H07318942A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程を増加・複雑化させることなく、か
つ配向膜の汚染・欠損のない広視角特性を得る。 【構成】 一対の基板部１５の内面に形成された配向膜
１４に対し偏光１８を偏光フィルター１６を介して照射
することによって、任意の偏光方向に液晶を配向させる
ことができる。これにより、製造工程が増加せず、ま
た、配向膜１４に接触せず配向処理ができるために配向
膜１４の汚染や欠損のない配向処理が可能となり、かつ
広視角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
さらに、偏光１８を斜め方向から照射すれば、液晶分子
が任意のプレチルト角を有するようにすることが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板表面上に透明電極
さらに配向膜を形成し、一対の基板間に液晶層を有する
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、一対
の基板間にある液晶分子の配向方向を変え、そのことに
より生じる液晶セル内の光学的屈折率変化を利用した表
示装置である。したがって、液晶セル内の液晶分子が規
則正しく配列していることが重要である。このように規
則正しく液晶分子を配列させるために、液晶を挟む基板
の表面状態が液晶分子の相互作用により規制されてい
る。
【０００３】この液晶分子を一定方向に配列させる方法
として、一対の基板の相対する表面に液晶配向膜材料か
らなる配向膜を形成し、その配向膜の表面をラビングす
る方法が広く用いられている。
【０００４】このように、基板上に形成されたポリイミ
ド膜をラビング処理することにより、液晶分子を配向さ
せることができる。このような従来のラビング処理は一
方向に行われるので、液晶セル内において液晶分子は一
方向に配列し、液晶表示装置の視角方向は、液晶層の液
晶分子の向き、即ちラビング方向に従う。
【０００５】しかし、このようなラビング法には視角特
性上に問題があり、配向方向が面内で１方向のみに制限
されてしまう。このように、配向方向が１方向の場合に
は、次のような不都合が生じる。この不都合について以
下に説明する。
【０００６】薄膜トランジスタを使用する液晶表示装置
（ＴＦＴ−ＬＣＤ）においては、ツイストネマティック
（以下ＴＮという）型の構成が採用されている。図１０
および図１１に従来の液晶表示装置の模式的な構成を示
す斜視図およびその断面図を示している。図１０および
図１１において、液晶表示装置の正視角方向１は、液晶
層中央付近の液晶分子２の長軸方向、つまり液晶が立ち
上がるとき長軸が向く方向に設定されている。また、角
度δは液晶分子２のプレチルト角を示している。さら
に、上下一対の基板３，４において、基板３のラビング
方向５と基板４のラビング方向６は直交しており、一対
の基板３，４間で液晶分子２が９０°ねじれるように配
向させられる。さらに、基板３には、ガラス基板３ａ上
に透明電極３ｂさらに配向膜３ｃが設けられており、ま
た、基板４には、ガラス基板４ａ上に透明電極４ｂさら
に配向膜４ｃが設けられている。
【０００７】電圧非印加時に白色表示となるノーマリホ
ワイト（以下ＮＷという）モードでは、液晶セルを真上
から見ると、この場合の電圧−透過率特性を示す図１２
の実線Ｌ１のように、印加電圧値が高くなるにつれて光
の透過率が低下している。
【０００８】ここで、正視角方向側に立って斜めから液
晶セルを見ると、この場合の電圧−透過率特性は図１２
の実線Ｌ２のように変わり、印加電圧を上げると光の透
過率も高くなる部分が生じ、この部分で階調の逆転が生
じ、画像の白黒が逆転する。これは、液晶分子が傾いて
おり、視角によって屈折率が変化するために生じる現象
である。ＮＷモードの表示は液晶分子の長軸方向に平行
な方向から見た場合に最も暗い表示が得られる。液晶分
子はあらゆる階調において、それぞれの電圧に応じて傾
いた状態にあるため、視角を傾けて見ると、いずれかの
階調表示をしている液晶分子の長軸方向と合ってしま
い、最も暗くあるべき部分より暗く見えてしまうのであ
る。
【０００９】つまり、図１３ａに示すように、透明電極
３ｂ，４ｂに印加される電圧が零または比較的低電圧の
とき、正視角方向１に位置する観測者７には、中央の液
晶分子２は楕円に見える。徐々に印加電圧を高くしてい
くと、この液晶分子２が電界方向に移動していき、図１
３ｂに示すように、観測者７には中央の液晶分子２が真
円に見える瞬間がある。さらに、電圧を高くしていく
と、図１３ｃに示すように、液晶分子２は電界方向にほ
ぼ平行となり、再び観測者７には液晶分子２が楕円に見
える。
【００１０】同様に、正視角方向１以外の視角方向にお
いても電圧−透過率特性は異なる。液晶の長軸方向とは
一致しないので反転現象は生じないが、図１２の実線Ｌ
３に示すように、視角を傾けていくとコントラスト比が
高くなるという問題がある。ＴＮモードの液晶表示装置
に限らず、液晶の複屈折を利用し、一方向に配向処理さ
れた表示装置では、このような階調反転、視角特性不均
一の問題が常に生じている。
【００１１】このような、ＴＮモードの液晶表示装置に
おける特有の視角特性を改善した液晶表示装置を得る技
術については、特開平５−１７３１３５号公報におい
て、配向膜表面をある方向にラビングした後、一部をレ
ジストで被覆して逆方向にラビングすることにより、被
覆した領域と被覆しない領域とでラビング方向を異なら
せ、同一セル内に正逆の視角方向をもたせる方法が発表
されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の複数回ラビ
ングする方法を用いた場合、例えば、１絵素内で液晶分
子の配向方向を２方向にするには、２回のラビング処
理、１回のレジスト塗布さらにレジスト剥離処理を上下
各基板に対して行わなくてはならない。視角特性を良く
するためにさらに細分化した場合には、さらにラビング
の回数およびその他の処理回数が増えることになる。
【００１３】このように、１つの絵素に複数の配向方向
を付与する手段としてラビング方法を用いた場合、製造
工程の複雑化やフォトリソ工程による配向膜の汚染や欠
損などの問題があり、量産には適していなかった。
【００１４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、製造工程の複雑化および配向膜の汚染や欠損を解消
し、視角特性を向上させることができる液晶表示装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、基板表面上に透明電極さらに配向膜を設け、該配向
膜を対向させて配置した一対の透明基板間に液晶層を挟
持する液晶表示装置において、該配向膜に光を照射し、
光エネルギー反応による励起状態を利用して、該配向膜
の分子鎖に新たな結合または分解反応を起こさせること
により液晶分子にプレチルト角および方向性が付与され
ているものであり、そのことにより上記目的が達成され
る。また、好ましくは、本発明の液晶表示装置における
配向膜は、偏光、１本または複数のスリットを通過した
光、および一方向に走査させたレーザー光のうち少なく
とも１つの光により、液晶分子にプレチルト角および方
向性が付与されている。
【００１６】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、透明基板上に透明電極さらに配向膜を形成し、該配
向膜を対向させて配置した一対の透明基板間に液晶層を
挟持する液晶表示装置の製造方法において、該液晶表示
装置の該配向膜に斜めから光を照射し、光エネルギー反
応による励起状態を利用して、該配向膜の分子鎖に新た
な結合または分解反応などを起こさせることによって、
配向膜高分子の分子鎖を新たに形成し、液晶分子にプレ
チルト角および方向性を付与させるものであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。また、好ましくは、本
発明の液晶表示装置の製造方法における照射光は、偏
光、１本または複数のスリットを通過した光、および一
方向に走査させたレーザー光のうち少なくとも１つの光
を用いる。さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置
の製造方法における照射光は紫外線、可視光線および赤
外線のうち少なくともいずれかである。
【００１７】さらに、本発明の液晶表示装置は、基板表
面上に透明電極さらに配向膜を設け、該配向膜を対向さ
せて配置した一対の透明基板間に液晶層を挟持する液晶
表示装置において、複数の微小な領域に分割されるよう
に該配向膜上に斜めから光を照射し、該微小な領域内で
液晶分子がプレチルト角と方向性を付与されて配列し、
かつそれぞれの領域で液晶分子の方向性が異なるように
構成したものであり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。また、好ましくは、本発明の液晶表示装置におけ
る配向膜は、配向膜の微小な分割領域毎に異なる偏光方
向の偏光、該配向膜の微小な分割領域毎に異なる方向に
配置された１本もしくは複数のスリットを通過した光、
および該配向膜の微小な分割領域毎に異なる方向に走査
させたレーザー光のうち少なくとも１つの光により、前
記液晶分子にプレチルト角と方向性を付与されて配列し
ている。
【００１８】さらに、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、透明基板上に透明電極さらに配向膜を形成し、該配
向膜を対向させて配置した一対の透明基板間に液晶層を
挟持する液晶表示装置の製造方法において、複数の微小
な領域に分割されるように該配向膜上に斜めから光を照
射し、該微小な領域内で液晶分子にプレチルト角と方向
性を付与されて配列し、かつそれぞれの領域で液晶分子
の方向性が異なるように、配向膜高分子を新たに形成す
るものであり、そのことにより上記目的が達成される。
また、好ましくは、本発明の液晶表示装置の製造方法に
おける照射光は、該配向膜の微小な分割領域毎に異なる
偏光方向の偏光、該配向膜の微小な分割領域毎に異なる
方向に配置された１本または複数のスリットを通過した
光、および該配向膜の微小な分割領域毎に異なる方向に
走査させたレーザー光のうち少なくとも１つの光を用い
る。さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置の製造
方法における照射光が、紫外線、可視光線および赤外線
のうちいずれかである。
【００１９】さらに、本発明の液晶表示装置の製造装置
は、光源と、該光源からの光の光エネルギー反応による
励起状態を利用して、液晶配向膜の分子鎖に新たな結合
または分解反応を起こさせることにより、液晶分子にプ
レチルト角と方向性が付与されるように配列させる配向
手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が
達成される。また、好ましくは、本発明の液晶表示装置
の製造装置における配向手段は、１方向または複数方向
の偏光方向を有する偏光フィルター、または、１方向ま
たは複数方向のスリットを有するフォトマスクを通して
光を前記液晶配向膜に照射する。さらに、好ましくは、
本発明の液晶表示装置の製造装置における光源をレーザ
ー光源とし、前記配向手段を、該レーザー光源からのレ
ーザー光を前記液晶配向膜の任意の方向に走査する走査
手段とする。さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装
置の製造装置において、液晶配向膜が設けられた基板部
を保持する保持部材を設け、光源からの光の照射方向に
対して該保持部材とともに基板部が傾斜する構成または
基板部に対して該光源からの光の照射方向が傾斜する構
成または光軸を傾斜させて構成する。さらに、好ましく
は、本発明の液晶表示装置の製造装置における照射光は
紫外線、可視光線および赤外線のうち少なくともいずれ
かを用いる。
【００２０】
【作用】上記構成により、液晶表示装置の表示画面の任
意の領域に任意の方向の配向方向を作成することができ
るので、視角特性の向上を図ることができる。一方、従
来のラビング法では１面内１方向の配向方向に制限され
てしまうので、正視角方向以外で反転減少が起こるなど
の視角特性上の問題があり、また、１絵素内に複数回ラ
ビングすることによって視角特性の改善を行う方法につ
いては、視角特性は改善されるが、製造工程が複雑化し
ていた。そこで、面内の各領域で異なる偏光方向をもつ
偏光フィルターを通して光照射する方法や、各領域で異
なる方向をもつスリットを通して光照射する方法、及び
レーザー光を各領域ごとに異なる方向に走査する方法
で、各領域の配向方向すなわち視角方向を異ならせるこ
とが可能となる。例えば、絵素を２分割してそれぞれ正
逆の視角方向を持つよう処理すれば、正視角方向の特性
（図１２の実線Ｌ１）と逆視角方向の特性（図１２の実
線Ｌ３）が混ざりあって、図１２の実線Ｌ４のような視
角特性を示すことになる。これにより、正視角方向の反
転現象と、逆視角方向のコントラスト低下が緩和されて
表示品位が向上する。また、絵素を例えば４分割して、
それぞれ９０°異なる視角方向とすれば、この４方向に
おける視角特性を均一化することができるし、もっと細
分化して、ほぼ全周にわたって視角特性の均一化を行う
ことも可能である。これらは、偏光方向やスリットの向
き、レーザー光の走査方向を領域毎に変えるだけで実現
できるので、作成できる視角方向の数などに制限はな
く、また視角方向の数が増加しても工程数やスループッ
ト、コストの増加などはほとんどない。
【００２１】また、配向膜を形成する高分子の分子鎖が
光を照射することで複数の配向方向をもつように処理す
るので、従来のラビング法を用いずに配向処理を行うこ
とができる。
【００２２】液晶分子にプレチルト角と方向性をもたせ
るための手段には、偏光を照射する方法、スリットを設
けた例えばフォトマスクなどを通して光照射する方法、
レーザー光を走査しながら照射する方法などがある。配
向膜に高エネルギーの光を照射すると、光を吸収して結
合が切断されたり、新たな結合が生成したりして分子構
造が変化する。ランダムな方向に結合した高分子構造を
有する配向膜に偏光を照射すれば、通常の光照射とは異
なり、偏光方向に平行な方向の化学的分子構造をもつ結
合のみが光を吸収して切断される。また、偏光方向に垂
直な方向の化学的分子構造をもつ分子構造に関しては、
光を吸収しないので化学変化は起こらない。このような
選択的な反応により、配向膜の分子構造は偏光方向に垂
直な方向性を持つようになる。逆に、高分子化していな
い状態の配向膜に偏光を照射すれば、選択的な結合生成
が生じて、偏光方向に平行な方向性を有する分子構造の
配向膜が得られる。
【００２３】また、複数のスリットを通して光を照射す
る場合は、スリットを透過した光が例えばストライプ状
に配向膜に照射され、光の照射された部分の結合が切断
されて分子構造が変化するので、スリットに平行な方向
に分子鎖が配列する。このスリットを用いた方法では、
この他に例えば、スリットを、光照射しながら少しずつ
移動させる方法がある。光照射されて励起した電子が、
励起状態から基底状態に戻る時に、隣接した光照射され
ていない部分と結合を生成するので、スリットを移動さ
せて行くことによって、スリットに垂直な方向に方向性
のある分子構造が形成されて行くことになる。
【００２４】さらに、レーザー光を走査させる方法も原
理は同様である。配向膜表面に例えばストライプ状にレ
ーザー光を走査すれば、レーザー光を照射した部分のみ
結合を切断して分子鎖に方向性を持たせることが可能と
なる。
【００２５】これらの方法において、液晶分子にチルト
角を持たせる場合には、配向膜面に対して斜め方向から
光照射すればよい。例えば基板を保持する例えばステー
ジなどの保持部材を傾けたり、光源を斜め方向に配置す
るなどの方法がある。
【００２６】このような方法により、非接触の配向処理
を行えるため、ラビング法でのダストや静電気の問題を
解決することができ、良品率の向上が図られる。また、
ラビング工程の場合、不可欠であった処理後の洗浄工程
を無くすことができるので、工程の短縮化やコストダウ
ンも可能となる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２８】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
る液晶表示装置の製造工程を示す装置および基板部の断
面図である。図１において、ガラス基板などの基板１１
上に絵素部１２，１３が設けられており、これらの絵素
部１２，１３を覆って、配向膜材料が塗布・焼成されて
配向膜１４が設けられて基板部１５が構成される。この
基板１１の表面に対向する位置には、後述する偏光フィ
ルター１６が配置されている。
【００２９】上記構成の液晶表示装置の製造方法につい
て説明すると、まず、絵素部１２，１３を基板１１上に
形成する。次に、この絵素部１２，１３を覆って基板１
１の全面に配向膜１４を形成する。本実施例では、配向
膜１４として有機高分子膜の１つであるポリイミド膜を
使用する。このようにして、配向膜１４を形成した後、
偏光フィルター１６を通して光１７を配向膜１４に照射
する。このとき、光１７は本来、あらゆる方向に振動し
ているが、偏光フィルター１６を通過した光は、一定方
向の振動のみを有する偏光１８となる。このような一定
方向の振動のみの光を、配向膜１４の所定領域に照射
し、一定以上のエネルギーを配向膜１４に与えることに
より、その照射領域における配向膜１４の化学的構造な
どを選択的に変化させることができる。
【００３０】本実施例では、図２のａの方向に偏光軸を
もつ偏光フィルター１６を用いた。光１７としては、紫
外線、可視光および赤外線のうちいずれかが用いられる
が、高エネルギーを有する光源として、３００ｎｍ以下
の紫外線が最も好ましい。このような光は、水銀キセノ
ンランプ、低圧水銀灯などで効率よく得られる。このよ
うな紫外線を照射する場合、偏光フィルター１６を通過
した後の光量で、１Ｊ／ｃｍ2以上の照射を行う必要が
ある。この光１７の照射工程は配向膜形成後の任意の時
点で実施できる。また、配向膜１４の高分子鎖形成前に
偏光を照射して方向性のある分子構造を形成することも
できるし、高分子鎖形成後に照射して選択的にある方向
の結合を切断し、配向に方向性を持たせてもよい。この
ように、配向膜塗布後で高分子鎖形成前に偏光１８が照
射されると、偏光１８の光エネルギーを吸収する電子の
みが励起し、結合を生成して、偏光１８と平行な方向ａ
に方向性を有する分子構造が形成されるので、液晶は偏
光方向に平行に配列する。また、高分子鎖形成後に偏光
１８が照射されると、ランダムな方向に存在する結合の
うち、偏光１８の光エネルギーを吸収する結合のみが切
断されるので、偏光１８と垂直な方向ｂに方向性を有す
る分子構造が形成され、液晶は偏光方向に垂直に配列す
る。
【００３１】このようにして液晶分子は配列するが、偏
光１８を斜めから照射することによって、液晶に任意の
プレチルト角を持たせることができる。偏光１８を斜め
から照射する方法としては、図３に示すように、光源１
９自体を基板部１５に対して傾けて配置し、偏光フィル
ター１６を介して偏光１８を基板部１５に照射する方
法、また、図４に示すように、基板部１５を保持するス
テージ２０を傾ける方法、さらに、図５のように、ミラ
ー２１を使って光軸を基板部１５に対して傾けた後に、
偏光子としての偏光フィルター１６を通過させて偏光１
８を基板部１５に照射する方法などがある。
【００３２】即ち、これらの製造装置においては、配向
膜１４の面に対して光が斜め方向から照射されるよう、
基板部１５を保持するステージ２０または光源１９が傾
く機構が搭載される場合、または、光軸に任意の傾きを
もたせるための光学系を有する場合がある。このよう
に、光源１９と、面内に１方向または複数の偏光方向を
有する偏光フィルター１６を設け、この偏光フィルター
１６を通して上下両基板に偏光１８を照射して配向処理
した後、配向方向が９０°になるように上下基板を重ね
て張り合わせて作成された液晶表示装置は、良好な配向
状態を有するものであった。
【００３３】なお、上記方法はＴＮ型だけではなく、Ｓ
ＴＮ型の液晶表示装置や、ＭＩＭ方式の液晶表示装置に
も応用することができる。また、本実施例では、配向膜
１４としてポリイミド膜を用いたが、ポリビニルアルコ
ール、ポリアミド、ポリスチレンなどを主成分とする、
他の有機高分子材料からなる配向膜を使用してもよい。
【００３４】（実施例２）図６は本発明の実施例２にお
ける光照射工程を模式的に示した断面図である。図６に
おいて、基板３１上に絵素部３２，３３が形成されてお
り、この絵素部３２，３３を覆って、配向膜材料が塗布
・焼成されて配向膜３４が形成され、基板部３５が構成
される。この基板部３５の配向膜３４の上方にはスリッ
ト３６が設けられ、配向膜３４にスリット３６を通過し
た光を照射する。この照射光は平行光であることが好ま
しい。また、スリット３６は例えば通常のフォトマスク
などを使用する。このスリット３６は幅５ミクロンで、
ピッチ１０ミクロンとし、表示全域を覆うように設け
る。
【００３５】このスリット３６を通過した光は配向膜３
４に照射され、その部分の分子結合が切断されるので、
配向膜高分子にはスリット３６に平行な方向性が付与さ
れる。スリット３６の幅、ピッチは小さいほうが配向規
制力が強くなるが、これらを小さくしていくと、光の回
折による干渉が現れる。しかし、光の強められた部分に
おいては分子結合の切断が進行し、光の弱められた部分
においては反応は進行しないので、本発明の目的を妨げ
るものではない。
【００３６】したがって、光源と、面内に１方向または
複数の方向を有するように形成された１本または複数の
スリット３６を設け、このスリット３６のフォトマスク
を通して光を照射する構造を有する製造装置により、良
好な配向の基板部３５を製造することができる。
【００３７】なお、本実施例では、所定幅、所定ピッチ
のスリット３６を介して光照射したが、図７に示すよう
に、一本のスリット（例えば幅５ミクロン）３７を、一
定の間隔（例えば１０ミクロン）ずつ移動させて光照射
しても同様の効果が得られる。この場合、光照射して分
子結合が切断された部分をストライプ状に設けることに
より、配向膜３４に方向性をもたせることができる。こ
れらの方法において必要な光量は１Ｊ／ｃｍ2以上であ
る。
【００３８】このように、一本のスリット３７を連続的
に移動させながら光照射することによって、配向膜３４
に方向性を付与することができ、この場合、光エネルギ
ーによって結合を切断してしまうのではなく、励起され
た電子が基底状態に戻る際、隣接した光照射されていな
い領域の原子との間に新たな結合を生成することを利用
する。これにより配向膜３４は、スリット３７に垂直な
方向に方向性が付与される。いずれの方法によっても、
実施例１と同様、良好な配向状態の液晶表示装置を得る
ことができる。
【００３９】また、本実施例では、スリット３６は幅５
ミクロンで、ピッチ１０ミクロンとしたが、数ミクロン
またはそれ以下の間隔でストライプ状に設けられたスリ
ットを通して光照射してもよいし、それより広い間隔で
設けられたスリットを、一定の間隔で移動させながら光
照射してもよい。
【００４０】さらに、本実施例ではスリット３６，３７
を用いたが、スリット３６，３７の代わりに回折格子を
使用してもよい。
【００４１】（実施例３）本実施例においても、実施例
１、２と同様に基板上に配向膜を形成する。スリットを
通して光照射する代わりに、配向膜に対してレーザー光
をストライプ状に走査させて照射させることで、実施例
２と同様の配向処理を行うことができる。このレーザー
光を照射した部分のみ配向膜高分子鎖が切断されて、方
向性が付与される。即ち、レーザー光源と、任意の方向
にレーザー光を走査する手段を有する製造装置により、
実施例１と同様、良好な配向状態の液晶表示装置を得る
ことができる。
【００４２】（実施例４）図８は本発明の実施例４の液
晶表示装置における各絵素の偏光方向分割図である。図
８において、基板に配向膜材料を塗布し、高分子鎖が形
成前の状態で、各絵素３８をａ〜ｄの４つの領域に分割
して偏光を照射する。ａの領域には偏光方向Ａの偏光フ
ィルターを通した光を照射する。その後順次、ｂの領域
には偏光方向Ｂ、ｃの領域には偏光方向Ｃ、ｄの領域に
は偏光方向Ｄを有する光を照射する。
【００４３】この光照射はそれぞれ、図９に示すよう
に、光源４１からの光４２は、下面がそれぞれ傾いた面
に偏光フィルター４３をそれぞれ有するレンズ４４を介
して所定角度θだけ光軸を傾けて、基板部４５の配向膜
に対して光照射を行う。この偏光の光エネルギーを吸収
した電子が励起して結合を生成し、偏光方向に平行な方
向性を有する高分子鎖が形成される。液晶はこれに沿っ
て配列し、光軸方向にチルトを有する。光量はそれぞれ
１Ｊ／ｃｍ2以上とする。
【００４４】これにより、ａの領域は視角方向Ａ’、ｂ
の領域は視角方向Ｂ’、ｃの領域は視角方向Ｃ’、ｄの
領域は視角方向Ｄ’となる。表示全体の視角特性は４方
向の視角特性が混ざりあったものとなり、反転現象やコ
ントラスト低下がなく、良好な視角特性が得られる。
【００４５】このような液晶表示装置は、例えば、水銀
キセノンランプや低圧水銀ランプなどの光源４１と、偏
光フィルターと、基板を保持するステージと、光源また
はステージを傾斜させる機構または光軸を傾斜させる光
学系とを備えた装置により製造することができる。
【００４６】また、以上のように、スリットを通して光
照射する方法、レーザー光を照射する方法でも、それぞ
れ分割された領域に対応して、方向を異ならせることに
より、同様の効果を示す液晶表示装置を得ることができ
る。これらの方法による液晶表示装置は、水銀キセノン
ランプや低圧水銀ランプなどの光源とフォトマスク、ま
たはレーザー光源、基板を設置するステージと、光源ま
たはステージを傾斜させる機構または光軸を傾斜させる
光学系とを備えた装置により製造することができる。
【００４７】即ち、配向膜の微小な分割領域毎に異なる
偏光方向を有する偏光を照射するか、または、配向膜の
微小な分割領域毎に異なる方向に配置された１本もしく
は複数のスリットを通過した光を照射するか、または、
配向膜の微小な分割毎に異なる方向に走査させたレーザ
ー光を照射することにより、配向膜を複数の微小な領域
に分割し、配向膜高分子の分子鎖の方向がそれぞれの領
域内では一方向に揃っており、異なる領域においてはそ
の方向性が異なるように処理さる。
【００４８】したがって、非接触の配向処理方法を用
い、同一液晶セル、または各絵素毎に複数に分割して配
向処理することにより、視野角特性の改善された液晶表
示装置を提供することができる。
【００４９】なお、異なる視角方向を有する領域は、本
実施例では、絵素を分割して設けたが、絵素毎、または
それより大きな面積を単位としてもよい。また、本発明
は従来から液晶表示装置に使用されているすべての基板
構造に適用可能である。
【００５０】なお、光を使用して液晶を配向させる技術
として、特開平４−３５０８２２号公報、特開平５−１
３４２４７号公報、および特開平５−３４６９９号公報
があり、その他に、レーザ光を用いて液晶を配向させる
技術として、特開平５−５３５１３号公報があるが、本
発明とはその構成および趣旨が全く異なるものである。
即ち、非接触の液晶配向方法の特開平４−３５０８２２
号公報では、上下基板間に液晶材料を挟持させた状態で
光照射を行っている。液晶材料に光を照射した場合、電
圧保持率などに劣化が生じるという問題がある。これに
対して、本発明では、液晶材料を挟持する前の状態で光
を照射しているため、液晶材料に劣化が生じると言うこ
とはない。また、この技術は、電場または磁場をかけた
状態で光照射することにより配向膜に液晶分子を固定さ
せて液晶を均一に配向させようとするものであるが、本
発明のものは偏光照射のみで充分な効果が得られる。し
たがって、本発明とはその構成および趣旨が全く異なる
ものである。
【００５１】また、その他の非接触の液晶配向方法の特
開平５−１３４２４７号公報、配向欠陥や静電気による
欠陥を防止することを目的とした特開平５−３４６９９
号公報、および、加熱反応を利用する特開平５−５３５
１３号公報についても液晶を均一に配向させようとする
技術で、本発明とはその構成および趣旨が全く異なるも
のである。
【００５２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、製造工程
の複雑化および配向膜の汚染や欠損を解消し、複数の任
意の方向に配向を行うことによって視角特性の改善を行
うことができ、高品位の液晶表示装置を低コストで良品
率よく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工
程を示す装置および基板部の断面図である。
【図２】図１の偏光フィルター１６の偏光方向、および
配向膜１４の配向方向を示す図である。
【図３】実施例１による光照射工程において光源を傾け
て照射する第１の方法を示す装置および基板部の配置図
である。
【図４】実施例１による光照射工程において光源を傾け
て照射する第２の方法を示す装置および基板部の配置図
である。
【図５】実施例１による光照射工程において光源を傾け
て照射する第３の方法を示す装置および基板部の配置図
である。
【図６】本発明の実施例２における光照射工程を模式的
に示した装置および基板部の断面図である。
【図７】実施例２おける光照射工程の他の例を模式的に
示した装置および基板部の断面図である。
【図８】本発明の実施例４の液晶表示装置における各絵
素の偏光方向分割図である。
【図９】本発明の実施例４における光照射工程を模式的
に示した装置および基板部の断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置における視角特性を説明
するための斜視図である。
【図１１】従来の液晶表示装置における視角特性を説明
するための断面図である。
【図１２】液晶表示装置における印加電圧−透過率特性
を示すグラフである。
【図１３】従来の液晶表示装置における反転現象を説明
するための断面図である。
【符号の説明】
１１，３１ ガラス基板 １２，１３，３２，３３，３８ 絵素部 １４，３４ 配向膜 １５，３５ 基板部 １６，３６，３７，４３ 偏光フィルター １７，４２ 光 １８ 偏光 １９，４１ 光源 ２０ ステージ ２１ ミラー ４４ レンズ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板表面上に透明電極さらに配向膜を設
    け、該配向膜を対向させて配置した一対の透明基板間に
    液晶層を挟持する液晶表示装置において、 該配向膜に斜めから光を照射し、光エネルギー反応を利
    用して、該配向膜の分子鎖に新たな結合または分解反応
    などを起こさせて、液晶分子にプレチルト角および方向
    性を付与させている液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記配向膜は、偏光、１本または複数の
    スリットを通過した光、および一方向に走査させたレー
    ザー光のうち少なくとも１つの光により、液晶分子にプ
    レチルト角および方向性を付与させるように処理されて
    いる請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 透明基板上に透明電極さらに配向膜を形
    成し、該配向膜を対向させて配置した一対の透明基板間
    に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方法において、 該液晶表示装置の該配向膜に斜めから光を照射し、光エ
    ネルギー反応を利用して、該配向膜の分子鎖に新たな結
    合または分解反応などを起こさせることによって、液晶
    分子にプレチルト角および方向性を付与させる液晶表示
    装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記配向膜に照射する光は、偏光、１本
    または複数のスリットを通過した光、および一方向に走
    査させたレーザー光のうち少なくとも１つの光を用いる
    請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 基板表面上に透明電極さらに配向膜を設
    け、該配向膜を対向させて配置した一対の透明基板間に
    液晶層を挟持する液晶表示装置において、 複数の微小な領域に分割されるように該配向膜上に斜め
    から光を照射し、該微小な領域内で液晶分子にプレチル
    ト角および方向性が付与されるように処理されており、
    それぞれの領域で液晶分子の方向性が異なるように構成
    した液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記配向膜は、該配向膜の微小な分割領
    域毎に異なる偏光方向の偏光、該配向膜の微小な分割領
    域毎に異なる方向に配置された１本もしくは複数のスリ
    ットを通過した光、および該配向膜の微小な分割領域毎
    に異なる方向に走査させたレーザー光のうち少なくとも
    １つの光により、液晶分子にプレチルト角および方向性
    が付与されるように処理されている請求項５記載の液晶
    表示装置。
  7. 【請求項７】 透明基板上に透明電極さらに配向膜を形
    成し、該配向膜を対向させて配置した一対の透明基板間
    に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方法において、 複数の微小な領域に分割されるように該配向膜上に斜め
    から光を照射し、該微小な領域内で液晶分子に方向性が
    付与されて配列し、かつそれぞれの領域で液晶分子の方
    向性が異なるような構成にする液晶表示装置の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 配向膜に照射する光は、該配向膜の微小
    な分割領域毎に異なる偏光方向の偏光、該配向膜の微小
    な分割領域毎に異なる方向に配置された１本または複数
    のスリットを通過した光、および該配向膜の微小な分割
    領域毎に異なる方向に走査させたレーザー光のうち少な
    くとも１つの光を用いる請求項７記載の液晶表示装置の
    製造方法。
  9. 【請求項９】 光源と、該光源からの光の光エネルギー
    反応による励起状態を利用して、液晶配向膜の分子鎖に
    新たな結合または分解反応を起こさせることにより液晶
    分子にプレチルト角および方向性を付与させる手段とを
    有する液晶表示装置の製造装置。
  10. 【請求項１０】 前記配向手段は、複数方向の偏光方向
    を有する偏光フィルター、または、１方向または複数方
    向のスリットを有するフォトマスクを通して光を前記液
    晶配向膜に照射する請求項９記載の液晶表示装置の製造
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記光源をレーザー光源とし、前記配
    向手段を、該レーザー光源からのレーザー光を前記液晶
    配向膜の任意の方向に走査する走査手段とする請求項９
    記載の液晶表示装置の製造装置。
  12. 【請求項１２】 前記液晶配向膜が設けられた基板部を
    保持する保持部材を設け、前記光源からの光の照射方向
    に対して該保持部材とともに基板部が傾斜する構成また
    は基板部に対して該光源からの光の照射方向が傾斜する
    構成または光軸を傾斜させる構成の請求項９記載の液晶
    表示装置の製造装置。
  13. 【請求項１３】 前記照射光が紫外線、可視光線および
    赤外線のうち少なくともいずれかである請求項３または
    ４、７、８記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記照射光が紫外線、可視光線および
    赤外線のうち少なくともいずれかを用いる請求項９〜１
    ２のいずれかに記載の液晶表示装置の製造装置。
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