JPH10123521A

JPH10123521A - 液晶表示装置の製造方法およびその製造装置ならびに液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10123521A
Application number: JP27123096A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoshida; 秀史吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-05-15
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3649824B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光配向技術を適用した液晶表示装置の製造方
法により分割配向パネル構造を実現する場合に、配向膜
にプレチルト角を設定する紫外線照射処理を簡略化して
処理工程を効率化し、処理時間の大幅な短縮を実現す
る。【解決手段】分割配向される液晶分子の配向方向に対
応して、配向膜に所定のプレチルト角が設定されるよう
に、格子溝がパターニングされたホログラム板６を配向
膜２上に重ねて設置し、偏光紫外線４ｂを照射すること
により、同一の入射光から所定の照射方向および角度を
有する複数の回折光５ａが生成され、これらが一括して
配向膜２に照射されるため、配向膜２の所定の領域に所
定のプレチルト角３ｂ、３ｃを設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法に関し、詳しくは絶縁基板間に封入される液晶分
子の配向を制御する配向処理を簡略化するとともに、視
野角度等の表示品質の向上を図ることができる液晶表示
装置の製造方法およびその製造方法を実現するための製
造装置、ならびにその製造方法により実現される液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノート型のパーソナルコンピュー
タ（ノートパソコン）やカーナビゲーションシステム、
液晶付きビデオカメラ等の急速な普及に伴って、液晶表
示装置（液晶ディスプレイ）が広く利用されるようにな
っている。特に、ノートパソコンや液晶テレビ等におい
ては、画面サイズの大型化に伴い、視野角度の広角化、
すなわち視角特性の向上や高精細化の要求が強くなって
いる。一般に液晶表示装置は、ガラス等の絶縁基板間に
所定の方向に配列された液晶分子が封入された構造を有
しているが、絶縁基板上に形成された配向膜に、液晶分
子と絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定する
配向処理により、液晶分子の配向性を高めることが行な
われている。そして、上述した視角特性や画面精細度を
改善する方法として、液晶分子の配向方向を複数混在さ
せた分割配向パネル構造が提案されている。

【０００３】ところで、従来の液晶表示装置の製造方法
は、図６のフローチャートに概要を示すように、配向膜
形成工程、配向処理工程、基板組立工程、液晶封入工程
からなる。一連の製造工程を説明すると、洗浄処理され
た（Ｓ５１）絶縁基板上に配向膜材料を塗布（Ｓ５
２）、焼成して（Ｓ５３）配向膜を形成し、次いで配向
膜表面をバフ布でこすってプレチルト角を設定するラビ
ングを施し（Ｓ５４）、ラビングにより生じる塵埃や静
電気を洗浄、乾燥処理（Ｓ５５）により除去して配向処
理を行なう。次いで素子基板側にシール接着剤を印刷し
（Ｓ５６）、フィルタ基板との間隙を確保するためのス
ペーサを散布した（Ｓ５７）後、素子基板とフィルタ基
板とを貼り合わせ（Ｓ５８）、液晶基板を組み立てる。
さらに貼り合わせた絶縁基板の注入口から液晶を注入し
た（Ｓ５９）後、注入口を封止（Ｓ６０）し、フィルタ
基板側に偏光板を取り付け（Ｓ６１）、液晶パネルが完
成する。図示していないがこれらの工程の後、液晶パネ
ル周辺の回路が組み立てられ、ノートパソコン等の製品
に組み付けられる。この一連の工程のうち、液晶分子と
絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定するため
の配向処理工程（Ｓ５４、Ｓ５５）においては、配向膜
表面をバフ布で一定方向にこするラビング法が採用され
ているため、物理的な接触、摩擦による塵埃の発生や配
向膜の損傷、静電気による液晶面の汚染、絶縁基板上に
形成されている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の静電破壊
等を生じ、製造歩留まりの低下を招くのみならず、これ
らの問題を解消するために洗浄、乾燥処理といった後工
程を必要とするため、処理工数の増加を招いていた。ま
た、画面サイズの大型化に伴い１枚の絶縁基板上に形成
される液晶パネルの数量は、１個あるいは２個にすぎな
いため、製造歩留まりは不良の有無により０％と１００
％の２値、あるいは０％、５０％および１００％の３値
しか与えられない。さらに、１つの液晶パネルに形成さ
れる表示素子数は、高精細化の要求に伴い、たとえば６
４０×４８０ドット、３色表示の場合９２万素子に及
び、不良発生に伴う歩留まり低下の問題は顕著となる傾
向にある。

【０００４】このような問題を解決する手法として、配
向膜表面との物理的な接触によりプレチルト角を設定す
るラビング法を用いることなく、光により配向膜にプレ
チルト角を設定する光配向法が提案されている。光配向
法による配向処理の基本概念を図７に示して説明する。
なお、プレチルト角は上述したように絶縁基板と液晶分
子の接触角を表すものであり、プレチルト角が設定され
る方向についてはチルト方向と記載する。以下特に説明
しない限り、配向膜に設定されるプレチルト角およびチ
ルト方向を一括してプレチルト角と記載する。

【０００５】図７（ａ）に示すように、ガラス等の絶縁
基板１に有機高分子等の配向膜材料を塗布、焼成して配
向膜２を形成し、紙面に垂直方向に偏光した紫外線４ａ
を絶縁基板１に対し垂直に照射して、配向膜材料の物性
を整える前露光を行なう。次いで図７（ｂ）に示すよう
に偏光方向を９０度（紙面と平行方向に）変換した紫外
線４ｂを絶縁基板１に対して所定の角度α゜で斜めに照
射すると、紫外線の照射方向に起き上がったプレチルト
角αが配向膜２に設定され、図７（ｃ）に示すようにプ
レチルト角と同等の方向および角度に液晶分子６が配向
する。このような光配向法を適用した配向処理によれ
ば、ラビング、洗浄、乾燥処理の各工程を省略して、上
記問題点を解決することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光配向法を適用して、液晶パネルの視角特性や画面精
細度の向上が期待できる分割配向パネル構造を実現しよ
うとすると、液晶分子の配向方向に対応して配向膜の各
領域に照射方向の異なる偏光紫外線を照射して複数のプ
レチルト角を設定する必要がある。このような同一の配
向膜に複数のプレチルト角を設定するためには、偏光紫
外線を透過、遮断する光マスクを複数種類作成し、各光
マスクを用いて照射角度の異なる偏光紫外線を複数回照
射する必要があり、配向処理の所要時間が極めて長くな
るという問題があった。たとえば、図８（ｃ）に示すよ
うに液晶分子６の配向方向および角度を液晶パネルの領
域Ａでは図面右上方α゜とし、また領域Ｂでは図面左上
方α゜の２種類混在する分割配向パネルを実現するため
の配向処理について説明すると、図８（ａ）に示すよう
にまず光マスク８ａを用いて偏光紫外線４ｂを斜め照射
して領域Ａの配向膜２に右上方α゜のプレチルト角３ｂ
を設定し、次いで図８（ｂ）に示すように光マスク８ｂ
を用いて偏光紫外線４ｃを斜め照射して行なって領域Ｂ
の配向膜２に左上方α゜のプレチルト角３ｃを設定す
る。このように配向膜２に２種類のプレチルト角３ｂ、
３ｃが設定された絶縁基板１を、同様に配向処理された
フィルタ基板１０と貼り合わせ、基板間に液晶材料を注
入することにより、図８（ｃ）に示すように液晶分子７
が、配向膜２に設定されたプレチルト角３ｂ、３ｃにし
たがって配向する液晶パネルを得ることができる。

【０００７】すなわち、液晶分子６の配向方向を２種類
混在させた分割配向パネルを実現するためには、２種類
の光マスクを必要とし、これらの光マスクを用いた２回
の紫外線照射が必要となる。そのため、配向材料の配向
特性にもよるが、１回の紫外線照射に要する処理時間を
３０分程度とすると、処理終了に至るまでに少なくとも
６０分の紫外線照射時間を必要とする。また、同様の配
向処理により４分割配向を実現するためには、４種類の
光マスクを必要とし、紫外線照射を４回行なう必要があ
るため、配向処理時間が２時間に及び紫外線照射装置の
スループットを悪化させる要因となっていた。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的とし、光配向技術を適用した液晶表示装置の製
造方法において、分割配向パネル構造を実現する場合
に、配向膜にプレチルト角を設定する紫外線照射処理を
簡略化して処理工程を効率化し、処理時間の大幅な短縮
を実現するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、絶縁基板上に配向膜を形
成し、該配向膜に偏光した入射光を照射することによっ
て所定の配向方向および配向角度を設定し、液晶分子の
配向を制御する液晶表示装置の製造方法において、前記
偏光した入射光をホログラフィック回折格子を透過させ
ることにより所定の照射方向および照射角度を有する回
折光を生成し、該回折光を前記配向膜に照射するを有す
るように構成されている。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、前記請求項
１記載の液晶表示装置の製造方法において、前記ホログ
ラフィック回折格子の回折パターンが、前記液晶分子の
配向方向および配向角度に応じて設けられ、前記偏光し
た入射光を前記ホログラフィック回折格子を透過させる
ことにより所定の照射方向および照射角度を有する複数
の回折光を生成し、該複数の回折光の各々を前記配向膜
に照射するように構成されている。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、絶縁基板
上に形成された配向膜に偏光した入射光を照射すること
によって所定の配向方向および配向角度を設定し、液晶
分子の配向を制御する液晶表示装置の製造装置におい
て、前記偏光した入射光を、前記液晶分子の配向方向ま
たは配向角度に応じて回折パターンが設けられたホログ
ラフィック回折格子を透過させることにより所定の照射
方向および照射角度を有する複数の回折光を生成し、該
複数の回折光の各々を前記配向膜に照射するように構成
されている。

【００１２】そして、請求項４記載の発明は、絶縁基板
上に配向膜を形成し、該配向膜に偏光した入射光を照射
することによって所定の配向方向および配向角度を設定
し、液晶分子の配向を制御する液晶表示装置の製造方法
において、前記液晶分子の配向方向または配向角度に応
じて前記配向膜を複数の領域に分割するとともに、該各
領域ごとに配向力の異なる配向膜を形成し、前記偏光し
た入射光を所定の照射方向および照射角度で、前記配向
膜に一様に照射するように構成されている。

【００１３】そして、請求項５記載の発明は、配向膜が
一面に形成された絶縁基板同士を対向して設け、前記配
向膜に施された光配向処理によって、前記絶縁基板間の
液晶分子の配向が制御される液晶表示装置において、前
記液晶分子の配向方向に応じて前記配向膜が複数の領域
に分割され、該領域ごとに配向力の異なる配向膜が設け
られ、前記対向して設けられた絶縁基板の少なくとも一
方側に設けられた前記配向膜により、前記領域ごとの前
記液晶分子の配向が制御されるように構成されている。

【００１４】このような光配向技術を適用した液晶表示
装置の製造方法によれば、従来の光マスクに代えて、分
割配向される液晶分子に対応するプレチルト角を配向膜
の所定の領域に設定するように回折パターンが形成され
たホログラフィック回折格子（以下、ホログラム板と記
載する）が用いることにより、同一光源からの紫外線等
の入射光から所定の照射方向および照射角度を有する回
折光を生成し、液晶分子の配向方向および配向角度に対
応する各領域に、照射方向および照射角度の異なる傾斜
光を一括して照射することができるため、１回の照射に
より複数のプレチルト角が設定される。

【００１５】そして、このような製造方法に適用される
液晶表示装置の製造装置によれば、従来の光マスクを用
いた光学系を有さず、所定の回折パターンが形成された
ホログラム板を重ねた絶縁基板に対し、同一光源からの
紫外線等の入射光を照射することにより、所定の照射方
向および照射角度を有する回折光が生成され、配向膜の
各領域に一括して照射することができるため、１回の照
射により複数のプレチルト角が設定される。

【００１６】また、本発明の液晶表示装置の他の製造方
法によれば、従来の光マスクに代えて、分割配向される
液晶分子に対応するプレチルト角を配向膜の所定の領域
に設定するように配向力（照射光に対する配向の容易
性）の異なる配向膜を形成することにより、同一の光源
からの紫外線等の入射光を配向膜の各領域に一様に照射
することができるため、１回の照射により複数のプレチ
ルト角が設定される。

【００１７】そして、このような製造方法が適用された
液晶表示装置によれば、分割配向される液晶分子の配向
に対応して配向力の異なる配向膜が所定の領域に設けら
れることにより、同一光源からの紫外線等の入射光を直
接配向膜に照射することができるため、照射光の透過経
路誤差を生じず、液晶分子の配向制御性の良い分割配向
パネルが実現される。

【００１８】すなわち、本発明は、ラビング、洗浄、乾
燥処理を必要としない光配向技術を適用した液晶表示装
置の製造方法において、所定の回折パターン、すなわち
格子溝が形成されたホログラム板を用いることにより、
あるいは配向力の異なる配向膜材料を所定の領域にパタ
ーニングすることにより、同一光源の偏光した入射光に
よる１回の照射で、複数のプレチルト角を配向膜に設定
することができるため、処理工程を簡略化し、また処理
時間を短縮した液晶分子の分割配向処理を可能とするも
のである。さらに、本発明の製造方法により、紫外線照
射装置等の製造装置の光学系を簡略化できるとともに、
液晶分子の配向制御性の良い分割配向パネルを実現する
ことができるものである。

【００１９】なお、本発明に適用されるホログラム板
は、周知のごとく回折格子基板上に塗布したレジストに
干渉縞を記録、パターニングし、フォトエッチングによ
り格子溝を形成した回折格子であって、半導体装置の製
造方法に適用されるフォトエッチング技術やレーザー加
工技術を用いて微細かつ高精度の格子溝のパターニング
が可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、光配向技術を適
用した液晶表示装置の製造方法において、ホログラム板
により所定の照射方向および照射角度の回折光を生成、
照射し、プレチルト角を設定する第１の配向処理方法
と、配向力の異なる配向膜に一様に傾斜入射光を照射
し、プレチルト角を設定する第２の配向処理方法にあ
り、これらの配向処理により、処理工程を削減、簡略化
した液晶分子の分割配向を実現するものである。

【００２１】以下に、本発明に適用される配向処理方法
の基本原理を説明する。まず、第１の配向処理方法につ
いて図１の概略断面図を用いて説明する。絶縁基板１上
に光配向膜材料を塗布、焼成して形成された配向膜２が
均一な一層の膜からなり、紙面に垂直方向に偏光した紫
外線４ａを配向膜２に垂直に照射する前露光処理を行な
う。次いで偏光方向を９０゜変換して紙面と平行方向と
した紫外線４ｂを配向膜２上に重ねて設置されたホログ
ラム板６に照射する。このホログラム板６には、分割配
向される液晶分子の配向方向に対応して、配向膜に所定
のプレチルト角が設定されるように、格子溝がパターニ
ングされている。

【００２２】このような所定の格子溝がパターニングさ
れたホログラム板をあたかも光マスクと同様に用い、ホ
ログラム板に入射した偏光紫外線４ｂから任意の照射方
向および角度を有する回折光５ａを生成し、液晶分子の
分割配向に対応する領域の配向膜に照射することによ
り、所定のプレチルト角３ｂ、３ｃが設定される。その
ため、分割配向の各領域に対応してホログラム板にパタ
ーニングを施すことによって、同一光源からの偏光紫外
線で各領域ごとに異なる照射方向および角度を持つ回折
光を照射することができる。

【００２３】ここで、ホログラム板により生成される回
折光について説明すると、通常回折面に対して垂直入射
光が入射すると、０次から±ｎ次の回折光が発生する
が、入射光の波長、雰囲気媒体また回折格子の屈折率を
一定とすると、格子溝の形状およびピッチに応じて、た
とえば０次から±ｎ次の回折光のうち、任意の±ｍ次の
回折光のみ光強度を最大に設定することができる。ま
た、傾斜入射光が入射した場合には、格子溝の形状およ
びピッチ、入射角度に応じて、たとえば０次からｎ次の
回折光のうち、任意のｍ次の回折光のみ光強度を最大に
設定することができる。すなわち、ホログラム板により
生成される回折光のうち、所定の照射方向および角度を
有する回折光のみを配向膜に照射することができるた
め、図１に示したように分割配向される液晶分子の配向
方向に対応して回折パターンが形成されたホログラム板
を使用することにより、同一光源からの１回の紫外線照
射で、配向膜に異なるプレチルト角を設定することがで
きる。

【００２４】図２にホログラム板の回折パターンの他の
実施形態を示し、配向膜への回折光の照射角度および方
向について説明する。説明を簡単にするために、ホログ
ラム板の回折格子の形状を概略的に示した。図２（ａ）
において、ホログラム板６には、配向膜の領域Ａに対応
して透明フィルタ９ａが形成され、また配向膜の領域Ｂ
に対応して所定のピッチで回折格子６ｂが形成されてい
る。このようなホログラム板６に偏光紫外線４ｂが傾斜
入射すると、透明フィルタ９ａは偏光紫外線４ｂを透過
し、回折格子６ｂは所定の回折方向および角度、たとえ
ば偏光紫外線の入射方向および角度を反転させた回折光
５ａを生成し、それぞれが配向膜２の領域ＡおよびＢに
照射される。そのため、配向膜２の領域Ａでは透過光５
ｂにより、また領域Ｂでは回折光５ａによりそれぞれチ
ルト方向が異なるプレチルト角が設定される。

【００２５】次に、図２（ｂ）においては、図２（ａ）
に示したホログラム板６の透明フィルタ９ａに代わり、
領域Ｂに対応する回折格子６ｂよりもピッチが狭い回折
格子６ｃが形成されている。一般に回折格子のピッチが
狭いと入射光に対する回折光の出射角度は大きくなり、
ピッチが広いと出射角度は小さくなるため、ピッチの狭
い回折格子６ｃに対応する配向膜２の領域Ｃには照射角
度が小さい回折光５ａが照射される。そのため、配向膜
２の領域Ｂでは照射角度が大きい回折光５ａにより、ま
た領域Ｃでは照射角度の小さい回折光５ａにより、それ
ぞれ同一チルト方向で異なるプレチルト角が設定され
る。

【００２６】次に、図２（ｃ）においては、図２（ａ）
に示したホログラム板６の透明フィルタ９ａに代わり、
遮断フィルタ９ｂが形成され、このようなホログラム板
６に偏光紫外線４ａが垂直入射すると、透明フィルタ９
ｂは偏光紫外線４ａを遮断し、回折格子６ｂは所定の回
折方向および角度の±ｎ次の回折光５ａを生成し、それ
ぞれが配向膜２の領域ＡおよびＢに照射される。そのた
め、配向膜２の領域Ａではたとえば＋ｎ次の回折光によ
り、また領域Ｂでは−ｎ次の回折光５ａによりそれぞれ
チルト方向が異なるプレチルト角が設定される。

【００２７】なお、格子溝の断面形状は図１および図２
に示した凹凸形状やのこぎり歯形状に限らず、たとえば
階段形状等であっても、所定の照射角度および光強度を
設定することができる。次に、第２の配向処理方法につ
いて図３の概略断面図を用いて説明する。図３（ａ）に
示すように絶縁基板１上の全面に配向力の低い配向膜２
ａを形成し、次いで配向膜２ａより配向力が高い配向膜
２ｂを所定の領域Ｃに形成する。すなわち、異なる配向
力を有する複数種類の配向膜２ａ、２ｂが積層して形成
されているため、領域Ｃでは配向力の高い配向膜２ｂが
最上層となり、領域Ａでは配向力の低い配向膜２ａが露
出した構成となる。ここで、配向膜２ａ、２ｂを形成す
る領域ＡおよびＣは、分割配向される液晶分子７の配向
方向に対応して設定される。また、図３（ａ）において
は配向膜２ａ上に配向膜２ｂをパターニングする構成を
示したが、配向膜２ａがあらかじめ領域Ａの形状にパタ
ーニングされていても何等支障はない。次いで絶縁基板
１上に形成された配向膜２ａ、２ｂに対して所定の照射
角度を有する偏光紫外線４ｂを直接照射することによ
り、領域Ａ、Ｃのそれぞれに異なるプレチルト角３ａ、
３ｂが設定される。すなわち、領域Ａにおいては、配向
力の低い配向膜２ａが露出しているため、偏光紫外線４
ｂの照射方向への順応性が低く、小さなプレチルト角３
ａが設定される。一方、領域Ｃにおいては、配向力の高
い配向膜２ｂが最上層となっているため、偏光紫外線４
ｂの照射方向への順応性が高く、大きなプレチルト角３
ｂが設定される。このように、配向力の低い領域Ａでは
プレチルト角３ａが極めて小さく設定されるため、液晶
分子７への配向制御力は弱くなる。そこで、プレチルト
角の小さい領域Ａでは、配向処理後の基板組立て行程に
おいて、対向して貼り合わせるフィルター基板１０側の
相当する領域に配向力の高い配向膜２ｄを形成すること
により、フィルター基板１０側で液晶分子７の配向を制
御する。またプレチルト角の大きい領域Ｃでは、液晶分
子７への配向制御力が強くなるため、対向するフィルタ
ー基板１０側の相当する領域には配向力の低い配向膜２
ｃを形成するか、あるいは液晶分子６の配向方向が一致
するように配向力の高い配向膜を形成する。すなわち、
絶縁基板１およびフィルター基板１０に形成された配向
膜のいずれか一方、あるいは双方に設定された大きなプ
レチルト角により液晶分子７の配向を制御する。

【００２８】以上の本発明に適用される第１および第２
の配向処理方法を用いた液晶表示装置の製造方法の実施
例を説明する。まず、ホログラム板を用いた第１の配向
処理方法に基づく本願請求項１および請求項２に係る液
晶表示装置の製造方法の一実施例を、図１の概略断面図
および図４のフローチャートを参照して説明する。な
お、従来技術と同等の処理工程については説明を省略す
る。

【００２９】本実施例においては、光配向膜材料とし
て、たとえばアルドリッチ社製のＰＶＣｉを用い、配向
膜形成工程として、まずＰＶＣｉをモノクロムベンゼン
とジクロロメタンの混合溶液に２ｗｔ％の比率で溶解
し、この溶液を絶縁基板１に塗布（Ｓ１２）した後、１
００℃で１時間焼成（Ｓ１３）し、配向膜２を形成し
た。次いで、高圧水銀ランプを光源とする偏光紫外線４
ａを紫外線強度１００mW／cm ²で配向膜２に垂直に照射
して前露光処理（Ｓ１４）を施し、続いて所定の回折パ
ターンが形成されたホログラム板６を絶縁基板１の配向
膜２上に重ね、偏光方向が前露光処理時と９０゜変換さ
れた紫外線４ｂを所定の入射角度で一様に照射した（Ｓ
１５）。ここで、ホログラム板６の回折パターンは、所
定の照射方向および角度を有する回折光５ａのみを生成
するとともに、液晶分子７の配向を制御する配向膜２の
領域Ａ、Ｂに対応するように格子溝のピッチおよび形状
が設定される。また、偏光紫外線４ｂのホログラム板へ
の入射角度は格子溝のピッチによるが、たとえば４５゜
〜６０゜に設定することにより、出射角度（配向膜２へ
の照射角度）を適切に制御することができる。

【００３０】このようにホログラム板を介して偏光紫外
線を照射することにより、同一の入射光から所定の照射
方向および角度を有する複数の回折光を生成し、これら
を一括して配向膜２に照射することができるため、配向
膜２上に複数のプレチルト角を設定することができ、後
工程（Ｓ１９）において注入される液晶分子７の配向を
制御して、たとえば２分割配向された液晶パネルを１回
の照射処理で実現することができる。

【００３１】次に、本願請求項３に係る液晶表示装置の
製造装置について説明する。本発明は、本願請求項１お
よび２の製造方法を適用して良好な製造装置であって、
紫外線照射機構における光源を削減して光学系を簡略化
した構成を有していることを特徴としている。すなわ
ち、配向膜へのプレチルト角の設定は偏光紫外線の斜め
照射により行われるが、液晶分子の配向が２分割あるい
は４分割された液晶パネルを実現する際にはプレチルト
角のチルト方向を反転して設定する必要があるため、た
とえば２方向に光源を設置するか、あるいは単一光を屈
折反射させて所定の傾斜光を生成する光学系を備える必
要がある。本発明の製造装置によれば、絶縁基板上に重
ねられたホログラム板により、所望の照射方向および角
度の回折光（照射光）を生成することができるため、単
一の光源が設置されていればよい。また、光マスクを使
用しないため分割配向を実現するための光マスクの交換
機構を必要としない。このように、従来技術に示した複
数の光マスクを使用した紫外線照射処理を必要としない
ため、光学系および光マスク交換機構系を大幅に簡略化
することができるとともに、紫外線照射工程の所用時間
を短縮して、スループットの改善を図ることができる。

【００３２】次に、配向力の異なる配向膜を用いた第２
の配向処理方法に基づく本願請求項４に係る液晶表示装
置の製造方法の一実施例、またこの製造方法により実現
される本願請求項５に係る液晶表示装置について、図３
の概略断面図および図５のフローチャートを用いて説明
する。本実施例においては、配向力の低い第１の光配向
膜材料として上記実施例で示したＰＶＣｉを用い、また
配向力の高い第２の光配向膜材料として、たとえば日産
化学製のＳＴＮ用ハイプレチルト材料ｓ６１０を用い
た。配向膜形成工程として、まず絶縁基板１上に第１の
光配向膜材料であるＰＶＣｉを上記実施例同様に塗布
（Ｓ３２）、焼成（Ｓ３３）して配向膜２ａを形成し、
次いで第２の光配向膜材料ｓ６１０を全面に塗布した
後、フォトレジストを用いて所定のパターニング（Ｓ３
４）を行ない、２５０℃で焼成（Ｓ３５）して配向膜２
ｂを形成した。次いで、偏光紫外線４ｂを配向膜２ａ、
２ｂに対して４５゜傾斜させて照射した（Ｓ３６）。な
お、上記の実施例で示した偏光紫外線を配向膜２に垂直
に照射する前露光処理は形成された配向膜の物性を理想
状態とするために行うものであって、必須の処理ではな
いので本実施例では省略した。このような偏光紫外線４
ｂの斜め照射（Ｓ３６）により、下層の配向膜２ａ（Ｐ
ＶＣｉ）が露出している領域Ａでは、たとえば０．５゜
のプレチルト角３ａが得られ、最上層の配向膜２ｂ（ｓ
６１０）が被覆している領域Ｃでは、たとえば１０゜の
プレチルト角３ｂを得ることができた。

【００３３】このように配向力の異なる配向膜をあらか
じめ絶縁基板上にパターニングして形成することによ
り、同一の偏光紫外線で絶縁基板１上にプレチルト角が
ほとんど０゜に等しい領域Ａとプレチルト角が大きい領
域Ｃとを１回の照射処理で実現することができる。ここ
で、液晶分子７への配向制御力は配向膜に設定されたプ
レチルト角に依存するため、プレチルト角がほとんど０
゜に等しい領域Ａにおいては、液晶分子７への配向制御
力が極めて弱い。この領域Ａの液晶分子７を領域Ｃとは
異なる配向方向に制御するためには、基板組立て工程で
絶縁基板１に対向して貼り合わされるフィルタ基板１０
側の配向膜２ｄに配向制御力を持たせる処理を施せば良
い。本実施例と同様の配向膜形成工程において、配向力
の強弱が絶縁基板１の場合とは反転するように、フィル
タ基板１０側の領域Ａの配向膜２ｄに大きなプレチルト
角を設定し、領域Ｃの配向膜２ｃに小さなプレチルト角
を設定することにより、フィルタ基板１０側で液晶分子
７の配向制御を行なうことができる。

【００３４】このように配向力の異なる配向膜に偏光紫
外線を直接照射することにより、配向膜上にプレチルト
角の異なる複数の領域を設定することができるため、後
工程（Ｓ４０）において注入される液晶分子７への配向
制御力が対向するフィルタ基板との間で決定される分割
配向構造の液晶パネルを実現することができる。また、
このような製造方法により実現された液晶表示装置にお
いては、分割配向される液晶分子７の配向を制御する配
向膜があらかじめ領域Ａ、Ｃごとに設けられ、偏光紫外
線を直接配向膜に照射することができるため、偏光紫外
線（入射光）の斜め照射に対して、光の入射経路に屈
折、反射等を生じることなく、寸法誤差を抑制した分割
配向パネルを実現することができる。

【００３５】なお、本発明を明確にするために種々の図
面を示したが、これらはいずれも説明を簡素化するため
に、光マスク、ホログラム板、配向膜、プレチルト角、
配向方向、マスク−基板間距離、ホログラム板−基板間
距離等について、模式的に大きく描画してあることはい
うまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置の製造方法によれば、配向膜の配向処理において、
紫外線を照射してプレチルト角を設定する光配向技術を
適用しているため、従来の配向膜に対するラビング、洗
浄、乾燥処理が省略され、製造工程の簡略化、処理時間
の削減を図ることができるとともに、ラビング処理に伴
い発生していた塵埃、静電気による汚染や破損を完全に
防止することができる。

【００３７】また、従来の光マスクを用いた配向処理と
は異なり、１回の紫外線照射で異なる配向方向を有する
領域の配向処理を一括して行うことができるため、大幅
な処理時間の短縮、スループットの改善を図ることがで
きる。加えて、本発明の液晶表示装置の製造装置によれ
ば、分割配向パネル構造を実現するために、従来技術に
おいて示したような複数の光マスクを順次用いた照射処
理を必要とせず、格子溝の形状やピッチ等を有する所定
の回折パターンが形成された１枚のホログラム板を用い
て１回の紫外線照射を施せば、所望のプレチルト角を設
定することができるため、光学系の構造を簡略化するこ
とができる。また、光マスクを使用しないため分割配向
を実現するための光マスクの交換機構を必要としない。

【００３８】さらに、本発明の液晶表示装置によれば、
あらかじめパターニングされた配向力の異なる配向膜
に、偏光紫外線を直接照射することができるため、プレ
チルト角を設定するための斜め照射に対して、光の入射
経路に誤差を生じることがなく、視角特性や画面精細度
を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の製造方法に適用さ
れる第１の配向処理の基本原理を説明する図である。

【図２】本発明に係るホログラム板の回折パターンの他
の実施形態を説明する図である。

【図３】本発明に係る液晶表示装置の製造方法に適用さ
れる第２の配向処理の基本原理を説明する図である。

【図４】本発明に係る第１の配向処理を適用した液晶表
示装置の製造工程を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る第２の配向処理を適用した液晶表
示装置の製造工程を示すフローチャートである。

【図６】従来の液晶表示装置の製造工程を示すフローチ
ャートである。

【図７】光配向技術の基本概念を説明する図である。

【図８】光配向技術を適用した従来の配向処理を説明す
る図である。

【符号の説明】

１絶縁基板２、２ａ〜２ｄ配向膜（光配向性配向膜）３ａ〜３ｃプレチルト角（初期配向）４ａ偏光紫外線（垂直入射光）４ｂ、４ｃ偏光紫外線（傾斜入射光）５ａ回折光５ｂ透過光６ホログラフィック回折格子（ホログ
ラム板）６ａ回折面６ｂ回折格子（広ピッチ）６ｃ回折格子（狭ピッチ）７液晶分子８ａ、８ｂ光マスク９ａ透明フィルタ９ｂ遮断フィルタ１０フィルタ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に配向膜を形成し、該配向膜に
偏光した入射光を照射することによって所定の配向方向
および配向角度を設定し、液晶分子の配向を制御する液
晶表示装置の製造方法において、前記偏光した入射光を
ホログラフィック回折格子を透過させることにより所定
の照射方向および照射角度を有する回折光を生成し、該
回折光を前記配向膜に照射することを特徴とする液晶表
示装置の製造方法。
【請求項２】前記請求項１記載の液晶表示装置の製造方
法において、前記ホログラフィック回折格子の回折パタ
ーンが、前記液晶分子の配向方向および配向角度に応じ
て設けられ、前記偏光した入射光を前記ホログラフィッ
ク回折格子を透過させることにより所定の照射方向およ
び照射角度を有する複数の回折光を生成し、該複数の回
折光の各々を前記配向膜に照射することを特徴とする液
晶表示装置の製造方法。
【請求項３】絶縁基板上に形成された配向膜に偏光した
入射光を照射することによって所定の配向方向および配
向角度を設定し、液晶分子の配向を制御する液晶表示装
置の製造装置において、前記偏光した入射光を、前記液
晶分子の配向方向または配向角度に応じて回折パターン
が設けられたホログラフィック回折格子を透過させるこ
とにより所定の照射方向および照射角度を有する複数の
回折光を生成し、該複数の回折光の各々を前記配向膜に
照射することを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項４】絶縁基板上に配向膜を形成し、該配向膜に
偏光した入射光を照射することによって所定の配向方向
および配向角度を設定し、液晶分子の配向を制御する液
晶表示装置の製造方法において、前記液晶分子の配向方
向または配向角度に応じて前記配向膜を複数の領域に分
割するとともに、該各領域ごとに配向力の異なる配向膜
を形成し、前記偏光した入射光を所定の照射方向および
照射角度で前記配向膜に一様に照射することを特徴とす
る液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】配向膜が一面に形成された絶縁基板同士を
対向して設け、前記配向膜に施された光配向処理によっ
て、前記絶縁基板間の液晶分子の配向が制御される液晶
表示装置において、前記液晶分子の配向方向に応じて前
記配向膜が複数の領域に分割され、該領域ごとに配向力
の異なる配向膜が設けられ、前記対向して設けられた絶
縁基板の少なくとも一方側に設けられた前記配向膜によ
り、前記領域ごとの前記液晶分子の配向が制御されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。