WO2010137402A1

WO2010137402A1 - 光配向処理方法、光配向処理用マスク及び配向膜製造方法

Info

Publication number: WO2010137402A1
Application number: PCT/JP2010/055866
Authority: WO
Inventors: 茂樹田中
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US20120064441A1

Abstract

　配向分割に必要なマスクの種類数もしくは露光回数を少なくとも削減できる光配向処理方法の提供。　本発明の光配向処理方法は、光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料１の表面に、配向規制方向１１Ａ，１１Ｂ毎に区分された領域８Ａ，８Ｂを形成するものであり、前記配向膜材料１の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光９Ａ，９Ｂを照射し、かつ、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸６Ａ，６Ｂを有し、各区域８Ａ，８Ｂに対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板４Ａ，４Ｂと、これらの偏光板４Ａ，４Ｂを支持する遮光性支持枠５と、を備えるマスク３の各偏光板４Ａ，４Ｂをそれぞれ介するように、前記直線偏光９Ａ，９Ｂを照射する。

Description

光配向処理方法、光配向処理用マスク及び配向膜製造方法

　本発明は、光照射により配向膜材料の表面に、分割された液晶配向面を形成する光配向処理方法、その光配向処理方法で用いられる光配向処理用マスク、及び配向膜製造方法に関する。

　従来、視野角特性に優れた液晶表示装置として、配向分割された液晶表示装置が知られている。この種の液晶表示装置は、各画素が、液晶分子の傾斜方向を異ならせる複数の領域（ドメイン）に分割されている。

　配向分割は、様々な液晶モードの液晶表示装置に適用されているが、何れの液晶モードの液晶表示装置についても、液晶分子の配向（傾斜方向）を規制する分割された液晶配向面を有する配向膜が使用されている。

　この種の配向膜は、特定方向から紫外線等の光を照射すると、その光照射方向に応じた配向規制力を発現する感光性配向膜材料に、光配向処理を施すことによって製造される。前記光配向処理は、一般的に、前記配向膜材料の上方にフォトマスクを配置し、そのフォトマスクを介して前記配向膜材料に紫外線等の光を照射（露光）することによって行われる。前記フォトマスクは、例えば、光が通過できる開口部が設けられた遮光板からなる。このフォトマスクは、前記開口部以外の部分では光を遮り、開口部のみで光を通過させる。その為、前記配向膜材料は、開口部を通過した光のみによって露光され、その露光された個所に配向規制力が発現する。このような光配向処理によって、前記配向膜材料の表面に、照射された光に対応した配向規制力を有し、かつ前記開口部の形状を象った液晶配向面（区域）を形成できる。

　なお、上記のようなフォトマスクを利用して光配向処理を行った場合、１回の光照射によって前記配向膜材料上に形成できる区域は、通常、１種類のみである。そのため、複数種の区域に分割された液晶配向面を形成するためには、少なくとも、区域の種類数と同じ種類数のフォトマスクを用意し、かつ各フォトマスクを用いて前記区域の種類数と同じ回数だけ光照射（露光）を行う必要がある。

　特許文献１は、フォトマスクを利用した光配向処理により、配向分割された配向膜を製造する技術を開示する。この特許文献１には、配向膜材料の表面に対して斜め方向から光を照射し、その光照射方向に応じた配向規制力を配向膜材料に発現させる光配向処理が示されている。特許文献１には、スリット状の開口部を有するフォトマスクが示され、そのフォトマスクを介して配向膜材料を露光している。

国際公開第２００７／０８６４７４号パンフレット

　上記のような、フォトマスクを利用して配向膜材料を配向分割する従来の光配向処理方法では、１回の光照射で形成できる液晶配向面の区域は、通常、１種類のみである。そのため、２種類以上の区域を、１回の光照射（露光）で同時に形成することができず、問題となっていた。

　また、従来の方法では、液晶配向面の区域の種類数と同じ種類数のフォトマスクを少なくとも用意する必要があった。従来の方法では、通常、１種類のフォトマスクで、２種類以上の液晶配向面の区域を形成することが出来なかった。

　本発明の目的は、少なくとも、必要なマスクの種類数もしくは露光回数を削減できる光配向処理方法等を提供することである。

　本発明に係る光配向処理方法は、光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する光配向処理方法であって、前記配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射し、かつ、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えるマスクの各偏光板をそれぞれ介するように、前記直線偏光を照射することを特徴とする。

　前記光配向処理方法において、配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を同時に照射することが好ましい。同時に照射すれば、異なる種類の区域をまとめて形成することができ、光照射工程数を削減できる。

　前記光配向処理方法において、前記直線偏光の振動面が互いに直交することが好ましい。

　前記光配向処理方法において、前記偏光板の透過軸が互いに直交することが好ましい。

　本発明に係る光配向処理用マスクは、光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射して、配向規制方向毎に区分された領域を形成するための光配向処理用マスクであって、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えることを特徴とする。

　前記光配向処理用マスクにおいて、前記偏光板の透過軸が互いに直交することが好ましい。

　本発明に係る配向膜製造方法は、光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する工程を含む配向膜製造方法であって、前記工程において、前記配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射し、かつ、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えるマスクの各偏光板をそれぞれ介するように、前記直線偏光を照射することを特徴とする。

　前記配向膜製造方法において、配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を同時に照射することが好ましい。

　前記配向膜製造方法において、前記直線偏光の振動面が互いに直交することが好ましい。

　前記配向膜製造方法において、前記偏光板の透過軸が互いに直交することが好ましい。

　本発明の光配向処理方法によれば、必要なマスクの種類数を少なくとも削減できる。

　また、本発明の光配向処理用マスクを光配向処理に用いれば、１種類で、配向規制力毎に区分された複数種の領域を、配向膜材料の表面に形成できる。

　また、本発明の配向膜製造方法によれば、必要なマスクの種類数を少なくとも削減できる。

配向膜材料の表面に向けて照射された光の照射方向と、光照射方向に応じて発現した配向規制力の方向（配向規制方向）と、液晶分子の傾斜方向との関係を模式的に表した説明図（斜視図）である。第１実施形態の光配向処理方法の内容を模式的に表した説明図（斜視図）である。第２実施形態の光配向処理方法を施した配向膜が使用される液晶表示装置の構成を模式的に表した説明図（断面図）である。ＴＦＴ基板に形成される配向膜の一部を模式的に表した説明図（平面図）である。図４の配向膜材料の表面に、液晶分子を配向させるための区域を形成するために用いるマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図５に示される一点鎖線で囲まれたマスクの領域における光配向処理工程を模式的に表した説明図（斜視図）である。ＣＦ基板に形成される配向膜の一部を模式的に表した説明図（平面図）である。図７の配向膜材料の表面に、液晶分子を配向させるための区域を形成するために用いるマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図３に示される液晶表示装置において、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に電圧を印可した際、１画素における液晶分子の傾斜方向を模式的に表した説明図である。第３実施形態の光配向処理方法で用いるマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図１０に示されるマスクを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。第４実施形態の光配向処理方法で用いるマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図１２のマスクを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。第５実施形態の光配向処理方法で用いるマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図１４のマスクを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。第６実施形態の光配向処理方法で用いる一方のマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。第６実施形態の光配向処理方法で用いる他方のマスクを模式的に表した説明図（平面図）である。図１６に示されるマスク及び図１７に示されるマスクを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。他の光配向処理方法の内容を模式的に表した説明図（断面図）である。

　以下、図面を参照して、本発明に係る光配向処理方法の実施形態を説明する。なお、本発明は、本明細書に例示する実施形態に限定されるものではない。

〔第１実施形態〕
　図１及び図２を参照して、第１実施形態の光配向処理方法を説明する。
　＜光配向処理方法＞
　本実施形態の光配向処理方法は、光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する光配向処理方法であって、前記配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射し、かつ、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えるマスクの各偏光板をそれぞれ介するように、前記直線偏光を照射するものである。

　先ず、光配向処理方法で使用される配向膜材料について説明する。配向膜材料は、紫外線等の光を照射すると、その光照射方向に応じて光異性化反応、光二量化反応等の光反応を生じ、その光反応に応じて液晶分子を配向させる配向規制力を発現する感光性材料である。前記配向膜材料としては、例えば、アゾベンゼンで側鎖置換したポリイミド、シンナメート、クマリン等で側鎖置換したポリイミド等の公知材料が挙げられる。

　次いで、光照射により発現する配向膜材料の配向規制力等について、図１を参照して説明する。図１は、配向膜材料１の表面に向けて照射された光９の照射方向ｌと、光照射方向ｌに応じて発現した配向規制力１１の方向（配向規制方向）と、液晶分子２の傾斜方向ｍとの関係を模式的に表した説明図（斜視図）である。図１に示されるように、配向膜材料１の表面（Ｘ－Ｙ平面）に対し、角度θの方向ｌから紫外線等の光９が照射されると、その光９が照射された配向膜材料１の個所に光反応が生じ、その光照射方向ｌに応じた配向規制力１１が現れる。なお、説明の便宜上、図１の配向規制力１１（配向規制方向）は、配向膜材料１の表面に沿った成分として表現した（本明細書の他の図面についても同様）。

　上記のように光照射方向ｌに応じて発現した配向規制力１１は、液晶分子２に対し、液晶分子２の向きを揃えるように作用する。図１に示されるように、液晶分子２が、配向規制力１１を有する配向膜材料１の上方に存在すると、液晶分子２は、配向規制力１１の作用により、配向膜材料１の表面から角度αで傾くように配向する（傾斜配向する）。
　つまり、液晶分子２の傾斜方向ｍ（傾斜角度α）は、光照射方向ｌ（光照射角度θ）に応じて定まるものである。本実施形態において、照射される光９としては、直線偏光が好ましい。なお、光照射角度θは、０°＜θ＜９０°の範囲で適宜、設定される。

　次いで、図２を参照して、本実施形態の光配向処理方法を説明する。図２は、第１実施形態の光配向処理方法の内容を模式的に表した説明図（斜視図）である。図２には、配向膜材料１と、配向膜材料１の上方に配置するマスク３（光配向処理用マスク）が示される。マスク３は、透過軸の向きが異なる２種類の偏光板４Ａ，４Ｂと、これらの偏光板４Ａ，４Ｂを囲み、光を遮る遮光性枠部材５からなる。

　本実施形態の偏光板４Ａ，４Ｂの形状は、共に矩形（長方形）であり、これらの偏光板４Ａ，４Ｂは、並列するように配置している。偏光板４Ａは、その面内に透過軸６Ａと、その透過軸６Ａと垂直に交わる吸収軸７Ａとを有する。偏光板４Ｂは、その面内に透過軸６Ｂと、その透過軸６Ｂと垂直に交わる吸収軸７Ｂとを有する。本実施形態において、偏光板４Ａ及び偏光板４Ｂは、互いの透過軸６Ａ，６Ｂが垂直となるように（直交するように）、配置している。また、偏光板４Ａ及び偏光板４Ｂは、配向膜材料１の表面に形成する予定の各区域８Ａ，８Ｂに対応するように、配向膜材料１の上方に配置している。

　本実施形態の光配向処理方法では、図２に示されるように、配向膜材料１の上方に配置するマスク３の偏光板４Ａに向けて直線偏光９Ａが照射され、かつ偏光板４Ｂに向けて直線偏光９Ｂが照射される。

　直線偏光９Ａは、図示されない光源から配向膜材料１の表面に対して斜めに照射される。直線偏光９Ａの進行方向（光照射方向）は、配向膜材料１の表面に形成すべき区域８Ａに応じて設定される。つまり、区域８Ａにおいて発現させたい配向規制力（配向規制方向）１１Ａに応じて設定される。また、直線偏光９Ａの振動方向（偏光軸１０Ａ）は、偏光板４Ａの透過軸６Ａに応じて設定される。本実施形態の直線偏光９Ａの偏光軸１０Ａは、偏光板４Ａの透過軸６Ａと同一平面上に配置するように設定されている。つまり、直線偏光９Ａは、その振動面（偏光軸１０Ａを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ａの透過軸６Ａが配置するように、設定されている。なお、本実施形態においては、特に、直線偏光９Ａの偏光軸１０Ａと、偏光板４Ａの透過軸６Ａとは、平行に配置している。
　このような直線偏光９Ａは、偏光板４Ａを通過でき、配向膜材料１を露光できる。直線偏光９Ａのうち、遮光性枠部材５に照射されたものは、遮光性枠部材５で遮られる。したがって、配向膜材料１には、直線偏光９Ａの進行方向（光照射方向）に応じた配向規制力１１Ａを有し、かつ偏光板４Ａの形状を象った区域８Ａが形成される。

　他方、直線偏光９Ｂも、図示されない光源から配向膜材料１の表面に対して斜めに照射される。直線偏光９Ｂの進行方向（光照射方向）は、配向膜材料１の表面に形成すべき他の区域８Ｂに応じて設定される。つまり、区域８Ｂにおいて発現させたい配向規制力（配向規制方向）１１Ｂに応じて設定される。また、直線偏光９Ｂの振動方向（偏光軸１０Ｂ）は、偏光板４Ｂの透過軸６Ｂに応じて設定される。本実施形態の直線偏光９Ｂの偏光軸１０Ｂは、偏光板４Ｂの透過軸６Ｂと同一平面上に配置するように設定されている。つまり、直線偏光９Ｂは、その振動面（偏光軸１０Ｂを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｂの透過軸６Ｂが配置するように、設定されている。
　このような直線偏光９Ｂは、偏光板４Ｂを通過でき、配向膜材料１を露光できる。直線偏光９Ｂのうち、遮光性枠部材５に照射されたものは、遮光性枠部材５で遮られる。したがって、配向膜材料１には、直線偏光９Ｂの進行方向（光照射方向）に応じた配向規制力１１Ｂを有し、かつ偏光板４Ｂの形状を象った区域８Ｂが形成される。

　本実施形態において、直線偏光９Ａが逸れて偏光板４Ｂに照射されても、直線偏光９Ａは偏光板４Ｂを通過せず、偏光板４Ｂにより遮られる。何故ならば、直線偏光９Ａの振動面（偏向軸１０Ａを含む平面）が、偏光板４Ｂの吸収軸７Ｂと同一平面上に配置しているからである。
　また、直線偏光９Ｂが逸れて偏光板４Ａに照射されても、直線偏光９Ｂは偏光板４Ａを通過せず、偏光板４Ａにより遮られる。何故ならば、直線偏光９Ｂの振動面（偏光軸１０Ｂを含む平面）が、偏光板４Ａの吸収軸７Ａと同一平面上に配置しているからである。
　なお、本実施形態では、直線偏光９Ａの振動面と、直線偏光９Ｂの振動面とは、垂直な（直交するような）配置関係をとっていると言える。

　以上のように、本実施形態においては、直線偏光９Ａ及び直線偏光９Ｂをマスク３に向けて同時に照射して、互いに異なった配向規制方向を有する区域８Ａ及び区域８Ｂを、配向膜材料に一度に（同時に）形成できる。そのため、本実施形態の光配向処理方法によれば、従来の光配向処理方法を用いた場合よりも、光照射工程数（露光工程数）を減らすことができ、光配向処理の時間を短縮できる。

　なお、本実施形態の光配向処理方法においては、直線偏光９Ａと、直線偏光９Ｂとを、別々に照射することも可能である。このように直線偏光９Ａと直線偏光９Ｂとを別々に照射する場合、１種類のマスクで２種類の区域を形成できることになる。つまり、従来の光配向処理方法のように、区域の種類数と同じ種類数のマスクを用意する必要がなく、マスクを光照射毎に取り換える必要がない。そのため、本実施形態の光配向処理方法は、異なる区域を形成する度に、マスクの配向膜材料に対する位置合わせを行う必要がなく、露光精度を向上できる。
　従来の光配向処理方法によっては、マスクの位置を光照射工程（露光工程）毎に配向膜材料上を移動（スライド）させることにより、１種類のマスクで複数種（例えば、２種類）の区域を形成することが可能な場合がある。この場合、マスクを移動させて、正確に位置合わせを行うことは容易ではない。これに対し、本実施形態の光配向処理方法によれば、マスクを移動させることなく、１種類のマスクで２種類の区域を形成することが可能となる。

　本実施形態において、直線偏光９Ａ，Ｂは、それぞれ異なる光源を用いて照射されるものである。偏光軸（振動面）が異なる直線偏光毎に、それぞれの直線偏光を発する光源を割り当てることが好ましい。

　＜光配向処理用マスク＞
　本実施形態の光配向処理用マスクは、上記光配向処理方法で使用されるマスク３であり、図２に示されるものである。

　＜配向膜製造方法＞
　本実施形態の配向膜製造方法は、上記光配向処理方法（工程）を含むものである。

〔第２実施形態〕
　図３～図９を参照して、第２実施形態の光配向処理方法を説明する。図３は、本実施形態の光配向処理方法を施した配向膜が使用される液晶表示装置の構成を模式的に表した説明図（断面図）である。図３に示されるように、液晶表示装置１００は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板２１と、カラーフィルタ（ＣＦ）基板２２と、液晶層２３とを備える。なお、図３において、光源等の液晶表示装置１００のその他の構成は、説明の便宜上、省略した。

　前記ＴＦＴ基板２１は、透明なガラス板上に、スイッチング素子としてのＴＦＴ等が形成された基板である。ＣＦ基板２２は、透明なガラス板上にＣＦ層等が形成された基板である。ＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板２２は、液晶層２３を挟むように対向している。液晶層２３は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料（ネガ型ネマチック液晶材料）を含有する。ＴＦＴ基板２１は、液晶層２３側の表面に配向膜２４を備え、ＣＦ基板２２は、液晶層２３側の表面に配向膜２５を備える。

　なお、液晶表示装置１００は、４ドメインのＶＡＴＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを有するものである。ＶＡＴＮモードとは、互いの基板（ＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板２２）における光配向処理方向（配向規制方向）が直交する配向膜（垂直配向膜）を用いることにより、液晶分子が垂直配向され、かつツイスト構造を有するモードである。

　図４は、ＴＦＴ基板２１に形成される配向膜２４の一部を模式的に表した説明図（平面図）である。図４に示されるように、配向膜２４は、配向膜材料１ａの表面に、液晶分子を配向させるための２種類の区域８Ｃ，８Ｄが形成されたものである。区域８Ｃ及び区域８Ｄは、それぞれ異なる配向規制力（配向規制方向）１１Ｃ，１１Ｄを有する。図４には、区域８Ｃ及び８Ｄがそれぞれ２個ずつ示される。区域８Ｃ及び区域８Ｄは、交互に並ぶように配置し、これらの区域８Ｃ及び８Ｄにおいて、配向規制方向１１Ｃと配向規制方向１１Ｄが、互いに逆向きの矢印で示されている。

　図５は、図４の配向膜材料１ａの表面に、液晶分子を配向させるための区域８Ｃ，８Ｄを形成するために用いるマスク３ａを模式的に表した説明図（平面図）である。図５に示されるように、マスク３ａは、透過軸（吸収軸）の方向が異なる２種類の偏光板４Ｃ，４Ｄと、遮光性枠部材５ａを備える。偏光板４Ｃは、図４に示される区域８Ｃを形成するためのものであり、偏光板４Ｄは、図４に示される区域８Ｄを形成するためのものである。偏光板４Ｃ及び４Ｄは、ともに短冊状（矩形状）であり、それぞれ交互に並べられている。偏光板４Ｃ及び４Ｄは、遮光性枠部材５ａで囲まれ、支持される。

　図６は、図５に示される一点鎖線で囲まれたマスク３ａの領域Ｓにおける光配向処理工程の内容を模式的に表した説明図（斜視図）である。図６に示されるように、本実施形態の光配向処理工程は、配向膜材料１ａの上方に配置させたマスク３ａの偏光板４Ｃを介して、直線偏光９Ｃが配向膜材料１ａの表面に向けて斜めに照射される。また、図６に示されるように偏光板４Ｄを介して、直線偏光９Ｄが配向膜材料１ａの表面に向けて斜めに照射される。本実施形態においては、直線偏光９Ｃ及び直線偏光９Ｄは、それぞれ図示されない光源より同時に照射される。
　図６に示されるように、直線偏光９Ｃの振動面（偏光軸１０Ｃを含む平面）と同一平面上に偏光板４Ｃの透過軸６Ｃが配置し、直線偏光９Ｄの振動面（偏光軸１０Ｄを含む平面）と同一平面上に偏光板４Ｄの透過軸６Ｄが配置している。なお、各透過軸６Ｃ及び６Ｄに対し、各吸収軸７Ｃ及び７Ｄは、それぞれ直交している。

　図６に示されるように、このような条件で光配向処理を行うと、配向膜材料１ａに、直線偏光９Ｃの光照射方向に応じた配向規制力１１Ｃを有し、偏光板４Ｃの形状を象った区域８Ｃと、直線偏光９Ｄの光照射方向に応じた配向規制力１１Ｄを有し、偏光板４Ｄの形状を象った区域８Ｄが形成される。図６に示される配向膜材料１ａは、図３に示される液晶表示装置１００の配向膜２４として使用される。

　図７は、ＣＦ基板２２に形成される配向膜２５の一部を模式的に表した説明図（平面図）である。図７に示されるように、配向膜２５は、配向膜材料１ｂの表面に、液晶分子を配向させるための２種類の区域８Ｅ，８Ｆが形成されたものである。区域８Ｅ及び区域８Ｆは、それぞれ異なる配向規制力（配向規制方向）１１Ｅ，１１Ｆを有する。図７には、区域８Ｅ及び区域８Ｆがそれぞれ２個ずつ示される。区域８Ｅ及び区域８Ｆは、交互に並ぶように配置し、これらの区域８Ｅ及び８Ｆにおいて、配向規制方向１１Ｅと配向規制方向１１Ｆが、互いに逆向きの矢印で示されている。

　図８は、図７の配向膜材料１ｂの表面に、液晶分子を配向させるための区域８Ｅ，８Ｆを形成するために用いるマスク３ｂを模式的に表した説明図（平面図）である。図８に示されるように、マスク３ｂは、透過軸（吸収軸）の方向が異なる２種類の偏光板４Ｅ，４Ｆと、遮光性枠部材５ｂを備える。偏光板４Ｅは、図７に示される区域８Ｅを形成するためのものであり、偏光板４Ｆは、図７に示される区域８Ｆを形成するためのものである。偏光板４Ｅ及び４Ｆは、ともに短冊状（矩形状）であり、それぞれ交互に並べられている。

　図８に示されるマスク３ｂは、その基本的な構成は、図５に示されるＴＦＴ基板側の配向膜２４を製造するためのマスク３ａと同様である。図８に示されるマスク３ｂを用いて、図７に示される配向膜材料１ｂの表面に２種類の区域８Ｅ，８Ｆを形成する原理も、図６に示される内容と同様である。そのため、マスク３ｂを用いた光配向処理により、ＣＦ基板側の配向膜２５を製造する工程の説明は省略する。

　なお、ＴＦＴ基板側の配向膜２４と、ＣＦ基板側の配向膜２５とでは、配向膜材料の表面に形成される２種類の矩形状の区域の配列方向が異なっている。図３に示される液晶表示装置１００において、液晶層２３を挟んで向かい合うＴＦＴ基板側の配向膜２４と、ＣＦ基板側の配向膜２５とは、互いの区域が交差するように配置している。

　図９は、図３に示される液晶表示装置１００において、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板２２との間に電圧を印可した際、１画素における液晶分子２の傾斜方向を模式的に表した説明図である。図９に示されるように、液晶表示装置１００の１画素は、８個の領域（ドメイン）に分割されている。図９において、縦方向に４個の領域（ドメイン）が配列し、横方向に２個の領域（ドメイン）が配列している。なお、説明の便宜上、各領域内の液晶分子２の数は１個とした。図９において、右向きの実線矢印は、ＣＦ基板側の配向膜２５上の区域８Ｅが有する配向規制力（配向規制方向）１１Ｅを表し、左向きの実線矢印は、ＣＦ基板側の配向膜２５上の区域８Ｆが有する配向規制力（配向規制方向）１１Ｆを表す。また、図９において、下向きの破線矢印は、ＴＦＴ基板側の配向膜２４上の区域８Ｃが有する配向規制力（配向規制方向）１１Ｃを表し、上向きの破線矢印は、ＴＦＴ基板側の配向膜２４上の区域８Ｄが有する配向規制力（配向規制方向）１１Ｄを表す。

　図９に示されるように、１画素の各領域（ドメイン）において、ＴＦＴ基板側の配向膜２４の配向規制方向と、ＣＦ基板側の配向膜２５の配向規制方向とが、互いに９０°異なるように配置している。そのため、図９に示されるように、ＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板２２が向かい合い、重なった状態で、平面視した場合、各領域（ドメイン）における液晶分子２は、配向規制方向（光照射方向）から、それぞれ４５°ずれた方向を向くことになる。各領域（ドメイン）における液晶分子２は、それぞれ異なる４つの方向に傾斜している。
　このように、本実施形態の光配向処理法を施した配向膜２４，２５を用いることによって、液晶分子を９０°ツイスト配向させることができる。

〔第３実施形態〕
　図１０及び図１１を参照して、第３実施形態の光配向処理方法を説明する。図１０は、第３実施形態の光配向処理方法で用いるマスク３ｃを模式的に表した説明図（平面図）である。図１１は、図１０のマスク３ｃを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。
　図１０に示されるように、マスク３ｃは、２種類の偏光板４Ｇ，４Ｈを備える。図１０の偏光板４Ｇに示される実線矢印は偏光板４Ｇの透過軸６Ｇを表し、破線矢印は偏光板４Ｇの吸収軸７Ｇを表す。また、図１０の偏光板４Ｈに示される実線矢印は偏光板４Ｈの透過軸６Ｈを表し、破線矢印は偏光板４Ｈの吸収軸７Ｈを表す。偏光板４Ｇの透過軸６Ｇと吸収軸７Ｇとは垂直に交わり、偏光板４Ｈの透過軸６Ｈと吸収軸７Ｈとは垂直に交わっている。また、偏光板４Ｇの透過軸６Ｇと、偏光板４Ｈの透過軸６Ｈとは垂直に（直交するように）配置している。

　配向膜材料の上方に図１０のマスク３ｃを配置し、そのマスク３ｃの偏光板４Ｇを介するように直線偏光９Ｇを照射し、かつ偏光板４Ｈを介するように直線偏光９Ｈを照射すると、図１１に示される配向膜材料１ｃが得られる。なお、図１０に示される直線偏光９Ｇ，９Ｈは、それぞれ異なる光源（不図示）より配向膜材料の表面に対し、斜めに照射されたものである。直線偏光９Ｇと、直線偏光９Ｈとは、図１０のマスク３ｃを平面視した際、互いに向かい合うように設定されている。
　本実施形態においては、直線偏光９Ｇの振動面（偏光軸１０Ｇを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｇの透過軸６Ｇが配置するように設定され、直線偏光９Ｈの振動面（偏光軸１０Ｈを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｈの透過軸６Ｈが配置するように設定されている。
　図１１に示される配向膜材料１ｃの表面には、配向規制力（配向規制方向）１１Ｇを有する区域８Ｇと、配向規制力（配向規制方向）１１Ｈを有する区域８Ｈとが形成されている。区域８Ｇは、図１０のマスク３ｃの偏光板４Ｇを通過した直線偏光９Ｇによって形成されたものであり、区域８Ｈは、偏光板４Ｈを通過した直線偏光９Ｈによって形成されたものである。
　本実施形態において、直線偏光９Ｇ，９Ｈは、同時に照射してもよいし、別々に照射してもよい。

〔第４実施形態〕
　図１２及び図１３を参照して、第４実施形態の光配向処理方法を説明する。図１２は、第４実施形態の光配向処理方法で用いるマスク３ｄを模式的に表した説明図（平面図）である。図１３は、図１２のマスク３ｄを用いて光配向処理を施した配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。
　図１２に示されるように、マスク３ｄは、２種類の偏光板４Ｉ，４Ｊを備える。図１２の偏光板４Ｉに示される実線矢印は偏光板４Ｉの透過軸６Ｉを表し、破線矢印は偏光板４Ｉの吸収軸７Ｉを表す。また、図１０の偏光板４Ｊに示される実線矢印は偏光板４Ｊの透過軸６Ｊを表し、破線矢印は偏光板４Ｊの吸収軸７Ｊを表す。偏光板４Ｉの透過軸６Ｉと吸収軸７Ｉとは垂直に交わり、偏光板４Ｊの透過軸６Ｊと吸収軸７Ｊとは垂直に交わっている。また、偏光板４Ｉの透過軸６Ｉと、偏光板４Ｊの透過軸６Ｊとは、垂直に（直交するように））配置している。
　図１２に示されるように、マスク３ｄにおける偏光板４Ｉ及び偏光板４Ｊは、縦方向及び横方向の何れにおいても、交互に並べられている。

　配向膜材料の上方に図１２のマスク３ｄを配置し、そのマスク３ｄの偏光板４Ｉを介するように直線偏光９Ｉを照射し、かつ偏光板４Ｊを介するように直線偏光９Ｊを照射すると、図１３に示される配向膜材料１ｄが得られる。
　なお、図１２に示される直線偏光９Ｉ，９Ｊは、それぞれ異なる光源（不図示）より配向膜材料の表面に対し、斜めに照射されたものである。直線偏光９Ｉと、直線偏光９Ｊとは、図１２のマスク３ｄを平面視した際、互いに向かい合うように設定されている。
　本実施形態においては、直線偏光９Ｉの振動面（偏光軸１０Ｉを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｉの透過軸６Ｉが配置するように設定され、直線偏光９Ｊの振動面（偏光軸１０Ｊを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｊの透過軸６Ｊが配置するように設定されている。
　図１３に示される配向膜材料１ｄの表面には、配向規制力（配向規制方向）１１Ｉを有する区域８Ｉと、配向規制力（配向規制方向）１１Ｊを有する区域８Ｊとが形成されている。区域８Ｉは、図１２のマスク３ｄの偏光板４Ｉを通過した直線偏光９Ｉによって形成されたものであり、区域８Ｊは、偏光板４Ｊを通過した直線偏光９Ｊによって形成されたものである。
　本実施形態において、直線偏光９Ｉ，９Ｊは、同時に照射してもよいし、別々に照射してもよい。

〔第５実施形態〕
　図１４及び図１５を参照して、第５実施形態の光配向処理方法を説明する。図１４は、第５実施形態の光配向処理方法に用いるマスク３ｅを模式的に表した説明図（平面図）である。図１５は、図１４のマスク３ｅを用いて光配向処理を行った配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。
　図１４に示されるように、マスク３ｅは、２種類の偏光板４Ｋ，４Ｌを備える。図１４の偏光板４Ｋに示される実線矢印は偏光板４Ｋの透過軸６Ｋを表し、破線矢印は偏光板４Ｋの吸収軸７Ｋを表す。
　また、図１４の偏光板４Ｌに示される実線矢印は偏光板４Ｌの透過軸６Ｌを表し、破線矢印は偏光板４Ｌの吸収軸７Ｌを表す。偏光板４Ｋの透過軸６Ｋと吸収軸７Ｋとは垂直に交わり、偏光板４Ｌの透過軸６Ｌと吸収軸７Ｌとは垂直に交わっている。また、偏光板４Ｋの透過軸６Ｋと、偏光板４Ｌの透過軸６Ｌとは垂直に（直交するように）配置している。

　配向膜材料の上方に図１４のマスク３ｅを配置し、そのマスク３ｅの偏光板４Ｋを介するように直線偏光９Ｋを照射し、かつ偏光板４Ｌを介するように直線偏光９Ｌを照射すると、図１５に示される配向膜材料１ｅが得られる。
　本実施形態において、直線偏光９Ｋと、直線偏光９Ｌとは、それぞれ異なる光源（不図示）より配向膜材料の表面に対し、斜めに照射されたものであり、これらの光は、配向膜材料の表面に対する入射角度（図１におけるθ参照）が異なっている。直線偏光９Ｋの入射角度（照射角度：θ＝２０°）の方が、直線偏光９Ｌの入射角度（照射角度：θ＝８０°）よりも、小さく設定されている。なお、直線偏光９Ｋと、直線偏光９Ｌとは、図１４のマスク３ｅを平面視した際、同じ方向を向くように設定されている。
　本実施形態においては、直線偏光９Ｋの振動面（偏光軸１０Ｋを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｋの透過軸６Ｋが配置するように設定され、直線偏光９Ｌの振動面（偏光軸１０Ｌを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｌの透過軸６Ｌが配置するように設定されている。
　図１５に示される配向膜材料１ｅの表面には、配向規制力（配向規制方向）１１Ｋを有する区域８Ｋと、配向規制力（配向規制方向）１１Ｌを有する区域８Ｌとが形成されている。区域８Ｋは、図１４のマスク３ｅの偏光板４Ｋを通過した直線偏光９Ｋによって形成されたものであり、区域８Ｌは、偏光板４Ｌを通過した直線偏光９Ｌによって形成されたものである。
　本実施形態において、直線偏光９Ｋ，９Ｊは、同時に照射してもよいし、別々に照射してもよい。

〔第６実施形態〕
　図１６～図１８を参照して、第６実施形態の光配向処理方法を説明する。第６実施形態の光配向処理方法では、２種類（一組）のマスクを利用する。図１６は、第６実施形態の一方のマスク３ｆを模式的に表した説明図（平面図）である。図１７は、第６実施形態の他方のマスク３ｇを模式的に表した説明図（平面図）である。図１８は、図１６のマスク３ｆ及び図１７のマスク３ｇを用いて光配向処理を行った配向膜材料を模式的に表した説明図（平面図）である。
　図１６に示されるように、一方のマスク３ｆは、２種類の偏光板４Ｍ，４Ｎを備える。図１６の偏光板４Ｍに示される実線矢印は偏光板４Ｍの透過軸６Ｍを表し、破線矢印は偏光板４Ｍの吸収軸７Ｍを表す。
　また、図１６の偏光板４Ｎに示される実線矢印は偏光板４Ｎの透過軸６Ｎを表し、破線矢印は偏光板４Ｎの吸収軸７Ｎを表す。偏光板４Ｍの透過軸６Ｍと吸収軸７Ｍとは垂直に交わり、偏光板４Ｎの透過軸６Ｎと吸収軸７Ｎとは垂直に交わっている。また、偏光板４Ｍの透過軸６Ｍと、偏光板４Ｎの透過軸６Ｎとは垂直に（直交するように）配置している。図１６において、偏光板４Ｍと偏光板４Ｎは、横方向に交互に並べられている。また、それぞれの偏光板４Ｍ及び偏光板４Ｎは、縦方向において、遮光性枠部材５ｆを介するように並べられている。
　図１７に示されるように、他方のマスク３ｇは、２種類の偏光板４Ｏ，４Ｐを備える。図１７の偏光板４Ｏに示される実線矢印は偏光板４Ｏの透過軸６Ｏを表し、破線矢印は偏光板４Ｏの吸収軸７Ｏを表す。また、図１７の偏光板４Ｐに示される実線矢印は偏光板４Ｐの透過軸６Ｐを表し、破線矢印は偏光板４Ｐの吸収軸７Ｐを表す。偏光板４Ｏの透過軸６Ｏと吸収軸７Ｏとは垂直に交わり、偏光板４Ｐの透過軸６Ｐと吸収軸７Ｐとは垂直に交わっている。
　また、偏光板４Ｏの透過軸６Ｏと、偏光板４Ｐの透過軸６Ｐとは垂直に（直交するように）配置している。図１７において、偏光板４Ｏと偏光板４Ｐは、横方向に交互に並べられている。また、それぞれの偏光板４Ｏ及び偏光板４Ｐは、縦方向において、遮光性枠部材５ｇを介するように並べられている。

　配向膜材料の上方に、先ず、図１６の一方のマスク３ｆを配置し、そのマスク３ｆの偏光板４Ｍを介するように直線偏光９Ｍを照射し、かつ偏光板４Ｎを介するように直線偏光９Ｎを照射する。
　次いで、マスク３ｆに代えて、図１７の他方のマスク３ｇを配向膜材料の上方に配置し、そのマスク３ｇの偏光板４Ｏを介するように直線偏光９Ｏを照射し、かつ偏光板４Ｐを介するように直線偏光９Ｐを照射する。このように、２種類（１組）のマスク３ｆ，３ｇを利用して、光配向処理を行うと、図１８に示される配向膜材料１ｆが得られる。

　なお、図１６に示される直線偏光９Ｍ，９Ｎは、それぞれ異なる光源（不図示）より配向膜材料の表面に対し、斜めに照射されたものである。直線偏光９Ｍと、直線偏光９Ｎとは、図１６の一方のマスク３ｆを平面視した際、互いに垂直となるように設定されている。
　本実施形態においては、直線偏光９Ｍの振動面（偏光軸１０Ｍを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｍの透過軸６Ｍが配置するように設定され、直線偏光９Ｎの振動面（偏光面１０Ｎを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｎの透過軸６Ｎが配置するように設定されている。
　図１８に示される配向膜材料１ｆの表面には、配向規制力（配向規制方向）１１Ｍを有する区域８Ｍと、配向規制力（配向規制方向）１１Ｎを有する区域８Ｎとが形成されている。区域８Ｍは、図１６のマスク３ｆの偏光板４Ｍを通過した直線偏光９Ｍによって形成されたものであり、区域８Ｎは、偏光板４Ｎを通過した直線偏光９Ｎによって形成されたものである。

　また、図１７に示される直線偏光９Ｏ，９Ｐは、それぞれ異なる光源（不図示）より配向膜材料の表面に対し、斜めに照射されたものである。直線偏光９Ｏと、直線偏光９Ｐとは、図１７の他方のマスク３ｇを平面視した際、互いに垂直となるように設定されている。
　本実施形態においては、直線偏光９Ｏの振動面（偏光軸１０Ｏを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｏの透過軸６Ｏが配置するように設定され、直線偏光９Ｐの振動面（偏光面１０Ｐを含む平面）と同一平面上に、偏光板４Ｐの透過軸６Ｐが配置するように設定されている。
　図１８に示される配向膜材料１ｆの表面には、配向規制力（配向規制方向）１１Ｏを有する区域８Ｏと、配向規制力（配向規制方向）１１Ｐを有する区域８Ｐとが形成されている。区域８Ｏは、図１７のマスク３ｇの偏光板４Ｏを通過した直線偏光９Ｏによって形成されたものであり、区域８Ｐは、偏光板４Ｐを通過した直線偏光９Ｐによって形成されたものである。

〔参考例〕
　図１９を参照して、参考例に係る光配向処理方法を説明する。図１９は、他の光配向処理方法の内容を模式的に表した説明図（断面図）である。図１９には、配向膜材料１’と、この配向膜材料１’の上方に配置するマスク３’が示される。
　この参考例の光配向処理方法は、配向膜材料１’の表面に、直線偏光９’を鉛直方向から照射し、その直線偏光９’を利用して、配向膜材料１’に配向規制力を発現させて、液晶分子を配向させる区域８’、８’’を形成するものである。
　図１９に示されるように、マスク３’は、区域８’に対応させた位置に、開口部（窓）４’を有し、区域８’’に対応させた位置に、位相差板１４’を備える。なお、マスク３’は、開口部４’及び位相差板１４’以外の部分は、遮光性枠部材５’からなる。

　図１９に示されるように、マスク３’の上方に配置された光源（不図示）から直線偏光９’が照射されると、直線偏光９’は、マスク３’の開口部４’は、そのまま通過し、配向膜材料１’まで到達する。これに対し、位相差板１４’に向けて照射された直線偏光９’は、位相差板１４’によって位相差が変更され、その位相差が変更された光が配向膜材料１’まで到達する。
　例えば、位相差板１４’が、λ／２位相差板からなる場合、直線偏光９’が位相差板１４’を通過すると、偏光軸（振動面）が９０°傾いた直線偏光１９’が配向膜材料１’の表面に到達することになる。なお、直線偏光９’は、遮光性枠部材５’の部分では遮られる。
　このような、開口部４’と共に位相差板１４’を設けたマスク３’を利用すると、１種類の直線偏光から、偏光軸（振動面）が異なる他の直線偏光が得られ、配向膜材料１’に、配向規制力（配向方向）が異なった区域８’８’’を同時に形成できる。

　図１９に示される光配向処理方法は、要するに、以下の通りのものである。
　鉛直方向から照射される直線偏光に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する光配向処理方法であって、
　各区域に対応するように、直線偏光を通過させる透過部と、直線偏光の位相差を変更する位相差板とが、配置されたマスクを介するように、鉛直方向から直線偏光を照射することを特徴とする光配向処理方法。

Claims

　光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する光配向処理方法であって、
　前記配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射し、かつ、
　各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えるマスクの各偏光板をそれぞれ介するように、前記直線偏光を照射することを特徴とする光配向処理方法。
　配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を同時に照射する請求項１に記載の光配向処理方法。
　前記直線偏光の振動面が互いに直交する請求項１又は２に記載の光配向処理方法。
　前記偏光板の透過軸が互いに直交する請求項１～３の何れか１項に記載の光配向処理方法。
　光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射して、配向規制方向毎に区分された領域を形成するための光配向処理用マスクであって、
　各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、
　これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えることを特徴とする光配向処理用マスク。
　前記偏光板の透過軸が互いに直交する請求項５に記載の光配向処理用マスク。
　光照射方向に応じて、液晶分子を配向させる配向規制力を発現する配向膜材料の表面に、配向規制方向毎に区分された領域を形成する工程を含む配向膜製造方法であって、
　前記工程において、前記配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を照射し、かつ、各振動面と同一平面上にそれぞれ透過軸を有し、各区域に対応するようにそれぞれ配置される複数種の偏光板と、これらの偏光板を支持する遮光性支持枠と、を備えるマスクの各偏光板をそれぞれ介するように、前記直線偏光を照射することを特徴とする配向膜製造方法。
　配向膜材料の表面に、複数の方向から振動面が互いに異なる直線偏光を同時に照射する請求項７に記載の配向膜製造方法。
　前記直線偏光の振動面が互いに直交する請求項７又は８に記載の配向膜製造方法。
　前記偏光板の透過軸が互いに直交する請求項７～９の何れか１項に記載の配向膜製造方法。