WO2012105393A1

WO2012105393A1 - 露光装置、液晶表示装置及びその製造方法

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Publication number: WO2012105393A1
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Inventors: 井上　威一郎; 宮地　弘一
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Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2013-08-03
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Abstract

本発明は、プレチルト角を高精度に制御できる露光装置、液晶表示装置及びその製造方法を提供する。本発明は、光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光装置であって、前記露光装置は、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行うものであり、前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、前記基板の面の法線方向と前記照射方向とのなす角度は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きい露光装置である。

Description

露光装置、液晶表示装置及びその製造方法

本発明は、露光装置、液晶表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、光配向膜の配向処理に好適に使用される露光装置と、光配向膜を備える液晶表示装置と、その液晶表示装置の製造方法とに関するものである。

液晶表示装置は、軽量化、薄型化及び低消費電力化が可能な表示装置であることから、テレビ、パーソナルコンピュータ用モニタ、携帯端末用モニタ等に広く利用されている。このような液晶表示装置は、通常、一対の基板間（液晶層）に印加される電圧に応じて変化する液晶分子の傾斜角度によって液晶層を透過する光の透過率を制御する。そのため、液晶表示装置は、透過率に角度依存性を有することになる。その結果、従来の液晶表示装置においては、視角（観察）方向によってはコントラストの低下、中間調表示時の階調反転等の表示不具合が発生することがあった。したがって、一般的に、液晶表示装置においては、視野角特性を向上するという点で改善の余地があった。

そこで、液晶分子の傾斜方向が異なる２以上の領域に各画素を分割する配向分割の技術が開発されている。この技術によれば、液晶層に電圧が印加された場合、液晶分子は、画素内で異なる方向に傾斜することから、視野角特性を改善することができる。なお、配向方向が異なる各領域は、ドメインとも呼ばれ、配向分割は、マルチドメインとも呼ばれる。

配向分割が行われる液晶モードとしては、水平配向モードでは、マルチドメイン捩れネマチック（ＴＮ；Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、マルチドメイン複屈折制御（ＥＣＢ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、マルチドメイン光学補償複屈折（ＯＣＢ；Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等が挙げられる。一方、垂直配向モードでは、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ；Ｍｕｌｔｉ－Ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、マルチドメイン垂直配向捩れネマチック（ＶＡＴＮ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、マルチドメインＶＡＥＣＢ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ＥＣＢ）モード等が挙げられ、各モードの液晶表示装置において、更なる広視野角化を実現するための様々な改良がなされている。

配向分割を行う方法としては、ラビング法、光配向法等が挙げられる（例えば、特許文献１、２、５参照。）。ラビング法の具体例としては、ラビング領域と非ラビング領域とをパターン形成されたレジストにより分離した状態で配向膜のラビング処理を行う方法が提案されている。しかしながら、ラビング法は、ローラに巻き付けられた布で配向膜表面を擦ることによって配向処理を行う。したがって、ラビング法においては、布の毛、削れ片等のごみが発生したり、静電気によるスイッチング素子の破壊、特性シフト、劣化等の不良が発生したりすることがあり、更に改善の余地があった。

一方、光配向法は、配向膜として光配向膜を用い、光配向膜に紫外線等の光を照射（露光）することによって、配向膜に配向規制力を生じさせる、及び／又は、配向膜の配向規制方向を変化させる配向方法である。したがって、光配向法は、配向膜の配向処理を非接触で行うことができるので、配向処理中における汚れ、ごみ等の発生を抑制することができる。また、露光時にフォトマスクを用いることによって、配向膜面内の所望の領域に異なった条件で光照射を行うことができる。そのため、所望のデザインを有するドメインを容易に形成することができる。

また近年、液晶表示装置の大型化が進み、４０型から６０型といった従来はプラズマテレビの主戦場であったサイズ領域に液晶テレビが急速に進出してきている。しかしながら、このような６０型クラスの大型液晶表示装置を光配向法により配向分割することは非常に困難であった。なぜなら、６０型クラスの基板を１度に露光可能であり、かつ工場内に設置可能なサイズである露光装置は、今のところ実際は存在せず、６０型クラスの基板全面を１度に露光することは不可能であるためである。そこで、大型液晶表示装置を光配向法により配向分割する場合には、基板を何回かに分割して露光する必要があった。また、２０型クラスの比較的小型の液晶表示装置を光配向法により配向分割する場合にも、露光装置のサイズをできる限り小さくしたいとの要請から、基板を何回かに分割して露光することが必須になることも考えられる。しかしながら、このように基板を何回かに分割して露光することによって配向分割された液晶表示装置においては、表示画面に各露光領域間の継ぎ目がはっきりと見えることがあり、不良品となってしまうことがあった。したがって、基板を分割して露光することによって液晶表示装置の配向分割を行った場合において、表示品位を向上し、歩留まりを向上させるという点で未だ工夫の余地があった。

それを改善するための技術として、本発明者らは以下の方法を開発し、既に特許出願している（特許文献３参照。）。この方法は、基板面内を２以上の露光領域に分割し、露光領域毎にフォトマスクを介して配向膜の露光を行う露光工程を含み、上記露光工程は、隣り合う露光領域の一部が重複するように露光するものであり、上記フォトマスクは、重複する露光領域に対応したハーフトーン部を有する。

特開平１１－１３３４２９号公報特表２００９－５１７６９７号公報国際公開第２００７／０８６４７４号特表２００８－５３８８１９号公報特開２０１０－３９４８５号公報

M. Kimura、他3名、「Photo-Rubbing Method: A Single-Exposure Method to Stable Liquid-Crystal Pretilt Angle on Photo-Alignment Film」、IDW’04: proceedings of the 11th International Display Workshops、IDW’04 Publication committee、2004年、LCT2-1、p. 35-38

以下、光配向法を用いて配向分割を行う方法について具体的に説明する。ここでは、４ドメインのＶＡＴＮモード（以下では、４ＶＡＴＮモードとも言う。）の液晶表示パネルの作製方法を例にして説明する。まず、４ＶＡＴＮモード用基板の配向処理方法について説明する。この作製方法では、走査型露光装置を用いて、上記基板を複数の領域に分割して配向処理を行う。

上記作製方法に用いられる走査型露光装置１３０は、図２２、２３に示すように、１ステージタイプの走査型露光装置であり、複数の露光ヘッド１３１を含む露光ステージ１３２と、マザーガラス基板１１０を載置して所定方向に移動させるテーブル１３３とを備える。マザーガラス基板１１０には、複数のパネル領域１１１が設けられている。

複数の露光ヘッド１３１は、基板１１０の移動方向（走査方向）ａ１に対して直交する方向ｂ１に、間隔をあけて配置されている。各露光ヘッド１３１は、基板１１０の被照射面に平行な面内を方向ｂ１に移動可能な状態で支持されている。

各露光ヘッド１３１は、紫外線を発する紫外線光源１３４と、フォトマスク１５０と、光源１３４及びフォトマスク１５０の間に設けられた偏光フィルタ、光学レンズ等の光学部材（図示せず）とを備え、フォトマスク１５０を介して基板１１０の表面に所定の照射角度（例えば、４０°）で偏光紫外線を照射できるように構成される。

マスク１５０は、例えば板状の部材であり、図２４に示すように、石英ガラス等を用いて形成された透明基板と、透明基板の表面にストライプ状のパターンで形成された遮光部１５２及び複数の透光部１５１とを有する。各透光部１５１は、長手状であり、複数の透光部１５１は、所定のピッチで方向ｂ１に並んでいる。上記ピッチは、絵素ピッチに等しく設定されている。また、透光部１５１のピッチ方向の寸法は、絵素ピッチの約１／２の寸法に設定されている。また、マスク１５０は、図２５に示すように、中央領域１５３及びオーバーラップ領域１５４を有する。そして、オーバーラップ領域１５４内に設けられた透光部１５６の長さは、中央領域１５３から離れるにしたがって徐々に短くなっている。これにより、透光部１５６の開口率が中央領域１５３から離れるにしたがって徐々に減少している。このようにして、透光部１５６の開口率が中央領域１５３内に設けられた透光部１５５の開口率よりも小さくなっている。このようなマスク１５０の直下を基板１１０が通過すると、透光部１５１の直下を通過した領域のみが露光される。

なお、開口率とは、任意の透光部（通常は、最も大きな面積を有する透光部）の面積に対する当該透光部の面積の割合（百分率）を意味する。

次に、露光装置１３０を用いて基板１１０を露光する方法について説明する。

図２６、２７に示すように、基板１１０及びテーブルを＋ｘ軸方向に移動させながら、フォトマスク１５０を介して、基板１１０の表面に設けられた光配向膜１１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第１露光（１））。この第１露光（１）の結果、中央領域１５３が通過した領域１２１内と、オーバーラップ領域１５４が通過した領域１２２内とにおいて、絵素領域の左半分の領域（以下、左領域とも言う。）が露光されることとなる。ただし、オーバーラップ領域１５４内の透光部１５６の開口率が中央領域１５３内の透光部１５５の開口率よりも小さいため、領域１２２内における左領域の照射量は、領域１２１内における左領域の照射量よりも小さくなる。また、フォトマスク１５０の透光部１５１が通過しなかった領域１２３内の絵素領域は、この段階では、露光されていない。

次に、基板１１０及びテーブルを－ｘ軸方向に移動させ、露光ステージ１３２の手前の位置に戻す。また、各露光ヘッド１３１を１つの露光ヘッド分だけ＋ｙ軸方向に移動させる。その結果、中央領域１５３が領域１２３に対応して配置され、オーバーラップ領域１５４が領域１２２に対応して配置される。

そして、図２６、２７に示すように、基板１１０及びテーブルを＋ｘ軸方向に移動させながら、フォトマスク１５０を介して、基板１１０の表面に設けられた光配向膜１１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第１露光（２））。この第１露光（２）の結果、中央領域１５３が通過した領域１２３内において、絵素領域の左領域が露光されることとなる。また、オーバーラップ領域１５４が通過した領域１２２内において、絵素領域の左領域が再び露光されることとなる。このように、第１露光（１）及び第１露光（２）は、絵素領域の同じ左領域を照射する。

次に、基板１１０及びテーブルを－ｘ軸方向に移動させ、露光ステージ１３２の手前の位置に戻す。また、基板１１０を面内で１８０°回転させてテーブル上に載置する。更に、各露光ヘッド１３１を１つの露光ヘッド分だけ－ｙ軸方向に移動させる。その結果、フォトマスク１５０は、第１露光（１）時の位置とほぼ同じ位置に配置される。ただし、フォトマスク１５０は、第１露光（１）時の位置に比べて、絵素ピッチの半分だけｙ軸方向にずれた位置に配置される。

そして、図２６、２７に示すように、基板１１０及びテーブルを＋ｘ軸方向に移動させながら、フォトマスク１５０を介して、光配向膜１１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第２露光（１））。この第２露光（１）の結果、中央領域１５３が通過した領域１２１内と、オーバーラップ領域１５４が通過した領域１２２内とにおいて、絵素領域の右半分の領域（以下、右領域とも言う。）が露光されることとなる。ただし、領域１２２内における右領域の照射量は、領域１２１内における右領域の照射量よりも小さくなる。また、透光部１５１が通過しなかった領域１２３内の絵素領域の右領域は、この段階では、露光されていない。

次に、基板１１０及びテーブルを－ｘ軸方向に移動させ、露光ステージ１３２の手前の位置に戻す。また、各露光ヘッド１３１を１つの露光ヘッド分だけ＋ｙ軸方向に移動させる。その結果、中央領域１５３が領域１２３に対応して配置され、オーバーラップ領域１５４が領域１２２に対応して配置される。そして、フォトマスク１５０は、第１露光（２）時の位置とほぼ同じ位置に配置される。ただし、フォトマスク１５０は、第１露光（２）時の位置に比べて、絵素ピッチの半分だけｙ軸方向にずれた位置に配置される。

そして、図２６、２７に示すように、基板１１０及びテーブルを＋ｘ軸方向に移動させながら、フォトマスク１５０を介して、光配向膜１１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第２露光（２））。この第２露光（２）の結果、中央領域１５３が通過した領域１２３内において、絵素領域の右領域が露光されることとなる。また、オーバーラップ領域１５４が通過した領域１２２内において、絵素領域の右領域が再び露光されることとなる。このように、第２露光（１）及び第２露光（２）は、絵素領域の同じ右領域を照射する。

以上の結果、基板１１０は、全面にわたって露光され、基板１１０の光配向処理が完了する。そして、各絵素領域は、２つの配向領域に分割され、基板１１０には、１度のみ露光された部分（通常露光部）と、２回露光された部分（露光継ぎ部）とが形成される。なお、この基板１１０を用いて液晶表示パネルを作製した場合、露光継ぎ部において継ぎ目が視認されることが懸念されるが、オーバーラップ領域１５４内の透光部１５６の開口率が中央領域１５３から離れるにしたがって徐々に減少しているため、この継ぎ目を目立たなくすることができる。継ぎ目を目立たなくする方法としては、例えば、特許文献３に記載の方法を適宜採用することができる。また、絵素領域の左領域と右領域において、プレチルト角は、同じ大きさにする必要があるため、第１露光（１）、（２）、第２露光（１）、（２）の露光条件は全て、同一に設定される。

なお、ここでは、１つのステージ１３２を有する露光装置１３０について説明したが、露光装置１３０は複数のステージを有してもよい。例えば、第１露光（１）、第１露光（２）、第２露光（１）、第２露光（２）それぞれに対してステージを設けてもよい。ただし、この場合は、各ステージのフォトマスクのオーバーラップ領域（露光継ぎ部に対応する領域）の設計条件も同一に設定される。

図２８は、図２６及び２７で示した露光工程後の基板について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。図２８に示すように、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、偏光紫外線の照射方向の基板面への射影方向Ａは、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなる。また、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、基板の移動方向Ｂは、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなる。その結果、第１露光（１）及び／又は第１露光（２）によって露光された絵素領域の左領域と、第２露光（１）及び／又は第２露光（２）によって露光された絵素領域の右領域との間で、光配向膜近傍の液晶分子のチルト方向Ｃは、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなる。また、上記射影方向Ａと、基板の移動方向Ｂとの関係は、全ての露光（第１露光（１）、（２）及び第２露光（１）、（２））において同一である。

なお、本明細書において、チルト方向Ｃは、図２９に示すように、光配向膜近傍の液晶分子４ｂの長軸の基板１０の面への射影方向を意味する。また、チルト角θは、液晶分子４ｂの長軸と、基板１０の面とのなす角を意味する。更に、プレチルト角とは、電圧無印加時におけるチルト角を意味する。

次に、上述のように配向処理された２枚の基板を、互いの偏光紫外線の照射方向が直交するようにして貼り合わせる。そして、両基板の間に、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料を封入し、液晶層を形成することによって、４ＶＡＴＮモードの液晶表示パネルが完成する。

図３０は、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。液晶分子は、各基板の各領域に施された配向処理の向き、すなわち偏光紫外線の照射方向にしたがって配向する。その結果、図３０に示すように、一方の基板（下基板）近傍の液晶分子のチルト方向（図３０中の点線矢印）と、他方の基板（上基板）近傍の液晶分子のチルト方向（図３０中の実線矢印）とは、互いに略直交する。そして、各絵素内には、液晶分子の配向の向きが互いに異なる４つのドメインＤ１１～Ｄ１４が形成される。各ドメインにおいて、液晶分子は、略９０°捩れて配向する。また、第１露光（１）、（２）、第２露光（１）、（２）の露光条件が全て同一であり、かつ、上記射影方向Ａと、基板の移動方向Ｂとの関係は、全ての露光（第１露光（１）、（２）及び第２露光（１）、（２））において同一である。そのため、各露光の結果得られるプレチルト角も同一値になる。各ドメインにおいて、液晶分子は、液晶層に閾値以上の充分な駆動電圧が印加されたとき（電圧印加時）、両基板のチルト方向を２等分する方位に倒れる。例えば、両基板表面から等距離に位置する液晶分子１０４ａは、電圧印加時、４５°方位、１３５°方位、２２５°方位、又は、３１５°方位に倒れる。また、液晶分子１０４ａは、両基板の面に対して略平行な方向にまで傾斜する。以上の結果、全ドメインの透過率は同一となり、高透過率を有し、かつ、表示品位に優れた液晶表示装置を実現できる。

図３１は、比較形態１に係る液晶表示パネルにおいて、１つの絵素における明るさをシミュレーションした結果を示す。ここでは、各基板の外側に偏光板を配置し、これらの偏光板は、クロスニコルに配置した。また、一方の偏光板は、その吸収軸が上基板近傍の液晶分子のチルト方向（図３０中の実線矢印）と平行となるように配置し、他方の偏光板は、その吸収軸が下基板近傍の液晶分子のチルト方向（図３０中の点線矢印）と平行となるように配置した。図３１に示すように、４つのドメインＤ１１～Ｄ１４内における液晶分子１０４ａの倒れる方向は、互いに略９０°の角度をなしている。したがって、異なるドメインの境界においては、液晶分子１０４ａは、互いに異なる方向に倒れた液晶分子１０４ａを連続的に繋ぐように配向することになる。また、４つのドメインＤ１１～Ｄ１４内における液晶分子１０４ａの倒れる方向は、２枚の偏光板の吸収軸方向に対して略４５°異なる。その結果、異なるドメインの境界における液晶分子１０４ａの配向方位は、２枚の偏光板の吸収軸方向と略同一又は略直交する方位となる。したがって、異なるドメインの境界において、下側の偏光板を透過した偏光は、液晶分子によってリターデーション（位相差）が発生されない。すなわち、下側の偏光板を透過した偏光は、液晶層で何ら影響を受けず、下側の偏光板を透過した偏光は、上側の偏光板を透過することができない。その結果、異なるドメインの境界において輝度の低い、暗い線、すなわち暗線が発生することとなる。

走査型露光装置１３０を用いる方法によれば、高透過率を有し、かつ、表示品位に優れた液晶表示装置を実現することができる。しかしながら、１枚の基板に対して合計４回の走査露光を行う必要があり、露光処理時間が長く、タクトタイムを短縮するという点で工夫の余地があった。

そこで、走査型露光装置１３０に代わる装置として、マスク枚数を半減した走査型露光装置２３０が存在する。露光装置２３０は、図３２に示すように、複数の露光ヘッド２３１を含む露光ステージ２３２を備える。各露光ヘッド２３１は、第１露光（１）、（２）用の光源及び光学部材と、第２露光（１）、（２）用の光源及び光学部材と、フォトマスク２５０とを有する。各フォトマスク２５０には、第１露光（１）、（２）用の透光部パターン２５１ａと、第２露光（１）、（２）用の透光部パターン２５１ｂとが形成されている。透光部パターン２５１ａ、２５１ｂは、例えば、互いに絵素ピッチの半分だけずれて配置されている。

そして、図３２、３３に示すように、第１露光（１）、（２）用の光源から生成された偏光紫外線を透光部パターン２５１ａに照射し、第２露光（１）、（２）用の光源から生成された偏光紫外線を透光部パターン２５１ｂに照射した状態で、基板１１０をマスク２５０の下を通過させる。これらの偏光紫外線は、互いに反対方向から照射されている。これにより、第１露光（１）及び第２露光（１）を同時に実施でき、また、第１露光（２）及び第２露光（２）を同時に実施できる。すなわち、１枚の基板に対して合計２回の走査露光を行うのみで配向処理が完了するので、タクトタイムを短縮することができる。

しかしながら、この露光装置２３０を用いた場合、プレチルト角の非対称性が生じることがあった。この課題を解決することが本発明の目的の一つである。以下、この課題について詳述する。

露光装置２３０を用いた場合、図３４に示すように、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、偏光紫外線の照射方向の基板面への射影方向Ａと、基板の移動方向Ｂとの関係が互いに異なってしまう。

そして、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で射影方向Ａと移動方向Ｂとの関係が互いに異なる場合に、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）とで露光条件を同一に設定してしまうと、結果として得られるプレチルト角、アンカリングエネルギー等の特性が、光配向膜の第１露光（１）、（２）によって露光された部分と、光配向膜の第２露光（１）、（２）によって露光された部分との間で互いに異なってしまう。その原因は判明していないが、基板の走査方向自体も光配向膜の配向規制力に何かしら影響しているのではないかと推察している。

このような配向規制力の非対称性は、電圧印加時の液晶分子の倒れる方位が４５°方位からずれることに繋がる。

露光装置２３０を用いた場合も、図３５に示すように、各絵素内には、液晶分子１０４ａの配向の向きが互いに異なる４つのドメインＤ２１～Ｄ２４が形成される。しかしながら、下記表１に示すように、各基板で絵素内の２つの配向領域のプレチルト角が互いに異なってしまう。そのため、４つのドメインＤ２１～Ｄ２４における上下基板のプレチルト角の組み合わせは、それぞれ、（高、高）、（高、低）、（低、高）、（低、低）となってしまう。上下基板のプレチルト角が同一であるドメインＤ２１、Ｄ２４では、電圧印加時に液晶分子１０４ａが４５°方位に倒れる。しかしながら、上下基板でプレチルト角が互いに異なるドメインＤ２２、Ｄ２３では、液晶分子１０４ａは、その傾斜方位がプレチルト角の低い基板側のチルト方向に引き寄せられるようにして、倒れる。

以下に、露光装置２３０を用いて複数のテストセルを実際に作製し、これらのセルのプレチルト角を調べた結果について説明する。

テストセル用の基板として、２種類の基板３１０ａ、３１０ｂを準備した。図３６に示すように、基板３１０ａの露光工程においては、基板３１０ａの移動方向（走査方向）ａ２及びチルト方向Ｃと、偏光紫外線の照射方向の基板面への射影方向とが、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなるように設定した。このような方向で露光することを、以下順露光とも言う。図３７に示すように、基板３１０ｂの露光工程においては、基板３１０ｂの移動方向（走査方向）ａ３及び偏光紫外線の照射方向の基板面への射影方向と、チルト方向Ｃとが、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなるように設定した。このような方向で露光することを、以下、逆露光とも言う。なお、ここで用いたフォトマスク３５０には、図３８に示すように、スリット状の複数の透光部３５１を形成し、透光部３５１は互いに平行に形成した。

そして、基板３１０ａ、３１０ｂを用いて３種類のセル１～３を作製した。図３９～４１に示すように、セル１～３はいずれも、１ドメインのＶＡＴＮモードのセルであるが、セル１では、上下基板として順露光された基板３１０ａを用い、セル２では、上基板として順露光された基板３１０ａを、下基板として逆露光された基板３１０ｂを用い、セル３では、上下基板として逆露光された基板３１０ｂを用いた。なお、図３９～４１において、矢印Ｂは、基板の移動方向を示し、矢印Ｃは、チルト方向を示し、破線矢印は、下基板側の移動方向及びチルト方向を示し、実線矢印は、上基板側の移動方向及びチルト方向を示す。下記表２にセル１、３のプレチルト角を測定した結果を示す。

表２に示すように、順露光された基板と順露光された基板とが組み合わされたセル１に比べ、逆露光された基板と逆露光された基板とが組み合わされたセル３では、プレチルト角が０．２°程度大きくなることが分かった。

また、セル１～３の消光位角度を測定した。なお、消光位角度とは、図４２に示すように、電圧印加状態において、クロスニコルに配置した偏光子（偏光子の吸収軸Ｐ）及び検光子（検光子の吸収軸Ａ）を回転させていき、セルが最も暗くなる角度と定義する。図４２に示すように、上下基板のプレチルト角が等しく、電圧印加時に液晶分子３０４が上下基板のチルト方向のなす角度を２等分する角度（４５°方位）に倒れていれば、消光位角度は４５°となる。

セル１～３の消光位角度を下記表３に示す。また、図４３～４５に、セル１～３の消光位角度を説明するための模式図を示す。なお、図４３～４５において、破線矢印は、下基板側のチルト方向を示し、実線矢印は、上基板側のチルト方向を示す。

表３及び図４３、４５に示すように、セル１、３の消光位角度は４５°であり、上下基板のプレチルト角は互いに等しいと考えられる。他方、表３及び図４４に示すように、セル２の消光位角度は４７°であり、液晶分子は、その傾斜方位が上基板側のチルト方向に引き寄せられるようにして倒れていることが分かる。また、セル２では、液晶分子の傾斜方位が順露光された上基板側に寄っているため、上基板の方が下基板に比べプレチルト角が低いと考えられる。これは、上述のプレチルト角の測定結果と整合する。

液晶分子のプレチルト角は、液晶表示装置の設計上で非常に重要なパラメータであり、液晶表示装置の種々の特性に影響し得る。そのため、液晶モードに係わらず、プレチルト角は、高精度に制御される必要がある。なかでも、ＶＡＴＮモードでは、特許文献４に記載されているように、プレチルト角を高精度に制御することが極めて重要である。

なお、特許文献５には、上述の露光装置２３０のようにマスク枚数を半減した走査型露光装置が記載され、第１光及び第２光の間で露光エネルギー及び傾斜角の大きさを調節して、光反応性高分子膜の光配向程度を調節することが記載されている。しかしながら、光配向程度の具体的な調整方法は記載されておらず、更なる検討の余地があった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、プレチルト角を高精度に制御できる露光装置、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ものである。

本発明者らは、プレチルト角を高精度に制御できる露光装置及び液晶表示装置の製造方法について種々検討したところ、光配向膜のある部分（第１部分）を露光する第１露光と、光配向膜の他のある部分（第２部分）を露光する第２露光との間において、基板の露光光に対する相対的な移動方向と、露光光の照射方向の基板面への射影方向との関係が互いに異なる態様、より具体的には、第１露光において上記移動方向が上記射影方向に対して実質的に反対向きであり、第２露光において上記移動方向が上記射影方向と実質的に同じ向きである態様に着目した。そして、このような態様であっても、第１露光と第２露光との間において露光条件を異ならせることにより、より具体的には、（１）基板の面の法線方向と露光光の照射方向とのなす角度を第１露光時よりも第２露光時において大きくするか、（２）露光光の光配向膜の表面上での照度を前記第１露光時よりも前記第２露光時において大きくするか、（３）上記（１）、（２）の露光条件を組み合わせることにより、第１部分上と第２部分上との間でプレチルト角の差を小さくできることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。　

すなわち、本発明の第一の側面は、光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光装置であって、前記露光装置は、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行うものであり、前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、前記基板の面の法線方向と前記照射方向とのなす角度（以下、照射角度とも言う。）は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きい露光装置（以下、本発明の第一の露光装置とも言う。）である。

本発明の第一の露光装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

本発明の第二の側面は、光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光装置であって、前記露光装置は、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行うものであり、前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、露光光の前記光配向膜の表面上での照度（以下、基板面照度とも言う。）は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きい露光装置（以下、本発明の第二の露光装置とも言う。）である。

本発明の第二の露光装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

本発明の第三の側面は、光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光工程を含む液晶表示装置の製造方法であって、前記露光工程において、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行い、前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、前記基板の面の法線方向と前記照射方向とのなす角度（照射角度）は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きい液晶表示装置の製造方法（以下、本発明の第一の液晶表示装置の製造方法とも言う。）である。

本発明の第一の液晶表示装置の製造方法の工程としては、このような工程を必須として含むものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

本発明の第四の側面は、光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光工程を含む液晶表示装置の製造方法であって、前記露光工程において、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行い、前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、露光光の前記光配向膜の表面上での照度（基板面照度）は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きい液晶表示装置の製造方法（以下、本発明の第二の液晶表示装置の製造方法とも言う。）である。

本発明の第二の液晶表示装置の製造方法の工程としては、このような工程を必須として含むものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

なお、本発明の第一及び第二の露光装置と、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法とにおいて、露光光及び基板のいずれが移動するかは特に限定されず、いずれか一方のみが移動してもよいし、両者が移動してもよい。また、前記照射方向は、光軸の方向であってもよい。

また、本発明の第一及び第二の露光装置と、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法とにおいて、前記移動方向と前記射影方向とが実質的に反対向きであるとは、両方向が必ずしも厳密に反対向きである必要はなく、両方向のなす角度が、１７５°（より好適には１７８°）以上、１８０°以下であることが好ましい。また、前記移動方向と前記射影方向とが実質的に同じ向きであるとは、両方向が必ずしも厳密に同じ向きである必要はなく、両方向のなす角度が、０°以上、５°（より好適には２°）以下であることが好ましい。

このように、前記第１露光において、前記移動方向と前記射影方向とのなす角度は、１８０°よりも小さくてもよく、前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とのなす角度は、０°よりも大きくてもよい。

本発明の第一及び第二の露光装置と、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法とにおける好ましい形態について以下に詳しく説明する。以下に示す各種形態は、適宜組み合わされてもよく、以下の２以上の好ましい形態を互いに組み合わせた形態もまた、好ましい形態の一つである。

本発明の第一及び第二の露光装置と、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法とにおいて、前記光配向膜は、露光光（露光光の光軸でもよい。）の方向、及び／又は、露光光の当該膜上での移動方向、に応じて液晶の配向方向が変化する材料（光配向材料）を用いて形成されることが好ましい。

本発明の第一の露光装置及び本発明の第一の液晶表示装置の製造方法において、第１露光時における照射角度と、第２露光時における照射角度との差は、０°より大きく、２０°以下（より好適には５°以上、１５°以下）であることが好ましい。

本発明の第二の露光装置及び本発明の第二の液晶表示装置の製造方法において、第１露光時における基板面照度を１００％とした時に、第２露光時における基板面照度は、１００％より大きく、５００％以下（より好適には１２０％以上、４００％以下）であることが好ましい。

本発明の第一及び第二の露光装置は、前記第１露光及び前記第２露光を別々に行うものであってもよいが、タクトタイムを短縮する観点からは、本発明の第一及び第二の露光装置は、前記第１露光及び前記第２露光を同時に行うものであることが好ましい。

同様の観点からは、前記露光工程において、前記第１露光及び前記第２露光は、同時に行われることが好ましい。

本発明の第一及び第二の露光装置は、前記光配向膜に対して紫外線を照射するものであることが好ましい。これにより、所望のプレチルト角を容易に発現することができる。なお、上記紫外線の波長範囲は、露光する光配向膜の材料により適宜設定すればよい。

同様の観点から、前記露光工程において、前記光配向膜に対して紫外線を照射することが好ましい。

前記紫外線は、偏光紫外線であることが好ましい。このように異方性の紫外線を光配向膜に照射することによって、光配向膜内の分子の異方的な再配列及び／又は化学反応を容易に誘起することができる。したがって、光配向膜近傍の液晶分子の配向方位をより均一に制御することができる。

本発明の第一及び第二の露光装置は、遮光部及び複数の透光部を含むフォトマスクを備え、前記フォトマスクを介して前記光配向膜を露光することが好ましい。これにより、画素領域（絵素領域でもよい。）を容易に配向分割することができる。

同様の観点から、前記露光工程において、遮光部及び複数の透光部を含むフォトマスクを介して前記光配向膜を露光することが好ましい。

前記遮光部及び前記複数の透光部は、ストライプ状に配置されることが好ましい。これにより、画素領域（絵素領域でもよい。）がマトリックス状に配列された基板に対して、効率よく配向処理を行うことができる。

またこのとき、前記複数の透光部の長手方向の方位と、前記基板の相対的な移動方向の方位とが実質的に同じであることが好ましい。これにより、フォトマスクと基板とを相対的に移動させるだけで、全画素領域（全絵素領域でもよい。）を精度よく、かつ簡便に配向分割することができる。なお、前記複数の透光部の長手方向の方位と、前記基板の相対的な移動方向の方位とが実質的に同じであるとは、両方位が必ずしも厳密に一致する必要はなく、両方位のなす角が、５°（より好適には２°）以下であることが好ましい。

前記フォトマスク及び前記基板の間に、プロキシミティギャップが設けられることが好ましい。これにより、基板を露光光に対してスムーズに相対的に移動させることができるとともに、フォトマスクが自重により撓んだとしても基板に接触することを抑制することができる。

本発明の第一及び第二の露光装置は、前記基板のパターンを読み取る撮像手段を備えることが好ましい。これにより、基板のパターンを読み取りながら基板の露光光に対する相対的な移動方向を制御することができる。したがって、基板が歪んでいるような場合であっても、画素配列に沿って高精度の走査露光を行うことができる。

このような観点から、本発明の第一及び第二の露光装置は、前記基板のパターンを読み取りながら前記基板の露光光に対する相対的な移動方向を制御することが好ましい。

なお、本発明の第一及び第二の露光装置において、基板のパターンは、必須の構成要素ではなく、基板上にはパターンがなくてもよいが、通常は、基板にはパターンが形成されている。また、パターンの具体例は特に限定されないが、前記基板の相対的な移動方向に周期的又は連続的に形成された点状又は線状の部材が好ましく、なかでもバスライン（例えば、ソースバスライン、ゲートバスライン）、ブラックマトリックスが好適である。

本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法は、垂直配向型の液晶層を形成する工程を含むことが好ましい。これにより、垂直配向モードの液晶表示装置を実現することが可能となる。

本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法は、誘電率異方性が負の液晶材料を含有する液晶層を形成する工程を含むことが好ましい。これにより、垂直配向モードの液晶表示装置において、液晶層を効率的に駆動することができるので、透過率を大きくすることができる。

本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法は、前記露光工程によって露光処理された２枚の基板を、前記射影方向（露光方位でもよい。）が互いに略直交するように、貼り合わせる工程を含んでもよい。これにより、ＴＮモード、ＶＡＴＮモード、マルチドメインＴＮモード又はマルチドメインＶＡＴＮモードの液晶表示装置を実現することができる。なお、前記射影方向が互いに略直交するとは、射影方向のなす角度が必ずしも厳密に９０°である必要はなく、射影方向のなす角度が、９０°±１０°（より好適には９０°±５°）の範囲内であることが好ましい。

本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法は、前記基板を平面視したときに、互いに反平行方向に露光される２つの領域を各画素内（各絵素内でもよい。）に形成するように、前記光配向膜を露光する工程を含むことが好ましい。これにより、マルチドメインＴＮモード、マルチドメインＥＣＢモード、マルチドメインＶＡＥＣＢモード、マルチドメインＶＡＨＡＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｈｙｂｒｉｄ－ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、マルチドメインＶＡＴＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の広視野角の液晶表示装置を容易に実現することができる。なお、反平行方向とは、２つの方向が必ずしも厳密に反対かつ平行である必要はなく、両方向のなす角度が、１７５°（より好適には１７８°）以上、１８０°以下であることが好ましい。

本発明の第五の側面は、本発明の第一若しくは第二の露光装置又は本発明の第一若しくは第二の液晶表示装置の製造方法を用いて作製された液晶表示装置（以下、本発明の液晶表示装置とも言う。）である。

本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリックス駆動されることが好ましいが、単純駆動されてもよい。

本発明の液晶表示装置は、ＶＡＴＮモードで駆動されることが好ましい。なお、ＶＡＴＮモードの液晶表示装置は、一対の基板と、ネマチック液晶を含有する液晶層と、それぞれの基板上に設けられた一対の垂直配向膜とを備え、両基板面を平面視したときに、これらの垂直配向膜に施された配向処理の方向が互いに略直交し、電圧無印加時に、ネマチック液晶が垂直、かつツイスト配向する。

本発明の液晶表示装置は、２以上のドメインを有することが好ましく、４以下のドメインを有することが好ましく、４つのドメインを有することがより好ましい。これにより、製造工程の複雑化を抑制しつつ、視野角特性に優れた液晶表示装置を実現できる。また、ドメインを４つにすることによって、例えば上下左右の４つの方向といったように、互いに直交する４つの方向のいずれにおいても広視野角化できる。また、互いに直交する４つの方向のいずれの視野角特性もほぼ同一にすることが可能となる。すなわち、対称性に優れた視野角特性を実現することが可能となる。そのため、視野角依存性の小さい液晶表示装置を実現できる。なお、４つのドメインに配向分割した場合のドメインの配置形態としては特に限定されず、マトリックス状、目の字のようなストライプ状等が挙げられる。

なお、第１露光と第２露光との間で互いに異ならせる露光条件としては、上述の照射角度及び基板面照度の他、例えば、露光光（例えば偏光紫外線）の偏光度、露光光（例えば偏光紫外線）の波長、フォトマスク自体の透過率等も挙げられる。そして、このような露光条件が第１露光と第２露光との間で互いに異なる露光装置及び液晶表示装置の製造方法、並びに、この露光装置又は液晶表示装置の製造方法を用いて作製された液晶表示装置もまた本発明の一側面であり、この発明にも、本発明の第一及び第二の露光装置、本発明の液晶表示装置、並びに、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の製造方法において説明した上述の各種形態を適用でき、同様の効果を奏することができる。

本発明によれば、プレチルト角を高精度に制御できる露光装置、液晶表示装置及びその製造方法を実現することができる。

実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたマザーガラス基板の平面模式図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたマザーガラス基板（アレイ基板）の絵素領域を模式的に示した斜視図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたマザーガラス基板（カラーフィルタ基板）の絵素領域を模式的に示した斜視図である。実施形態１に係る露光装置の要部を示す模式図であり、上方から見た図である。実施形態１に係る露光装置の要部を示す模式図であり、側方から見た図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたフォトマスクを模式的に示した斜視図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたフォトマスクを模式的に示した平面図である。光配向膜への照射量と、液晶分子のプレチルト角との関係を示すグラフである。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法において、アレイ基板用フォトマスクとアレイ基板用マザーガラス基板に形成されるパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、上方から見た図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたアレイ基板用マザーガラス基板を模式的に示した平面図であり、露光工程後の状態を示す。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法に用いたアレイ基板用フォトマスクについて、フォトマスクに形成されるパターンと、露光工程におけるフォトマスクの配置場所とを模式的に示した平面図である。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法において、通常露光部と露光継ぎ部における照射量を示したグラフである。図１０及び１１で示した露光工程後の基板について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。実施形態１において、照射角度と、液晶分子のプレチルト角との関係を示すグラフである。実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法において、カラーフィルタ基板用フォトマスクとカラーフィルタ基板用マザーガラス基板に形成されるパターンとの寸法及び位置の関係を示した図である。実施形態１に係る液晶表示パネル及び液晶表示装置を模式的に示した断面図である。実施形態１に係る液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。実施形態２に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。実施形態２において、基板面照度と、液晶分子のプレチルト角との関係を示すグラフである。比較形態１に係る露光装置の要部を示す模式図であり、上方から見た図である。比較形態１に係る露光装置の要部を示す模式図であり、側方から見た図である。比較形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたフォトマスクを模式的に示した斜視図である。比較形態１に係る液晶表示装置の製造方法を用いたフォトマスクを模式的に示した平面図である。比較形態１に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、上方から見た図である。比較形態１に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。図２６及び２７で示した露光工程後の基板について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。液晶分子のチルト方向及びチルト角を模式的に示した図である。比較形態１に係る液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。比較形態１に係る液晶表示パネルにおいて、１つの絵素における明るさをシミュレーションした結果を示す。比較形態２に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、上方から見た図である。比較形態２に係る液晶表示装置の製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。図３２及び３３で示した露光工程後の基板について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。比較形態２に係る液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。テストセルの製造方法における露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。テストセルの製造方法における別の露光工程を模式的に示した図であり、側方から見た図である。テストセルの製造方法を用いたフォトマスクを模式的に示した斜視図である。セル１について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。セル２について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。セル３について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。消光位角度の測定方法を説明するための模式図である。セル１の消光位角度を説明するための模式図である。セル２の消光位角度を説明するための模式図である。セル３の消光位角度を説明するための模式図である。実施形態１に係る液晶表示パネルにおいて、１つの絵素における明るさをシミュレーションした結果を示す。実施形態１に係る変形例１の液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。実施形態１に係る変形例２の液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。実施形態１に係る変形例３の液晶表示パネルについて、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、光配向処理を施す露光工程を含む液晶表示装置の製造方法に適用されるものである。本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、さまざまな表示モードの液晶表示装置に適用できるものであるが、なかでも、ねじれネマチック垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ（ＶＡＴＮ））モードの液晶表示装置に好適である。以下では、本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を用いてＶＡＴＮモードの液晶表示装置を作製する方法を説明する。

まず、一般的な方法により、図１に示すように、配向膜形成前の一対のマザーガラス基板１０を準備する。各マザーガラス基板１０からは、例えば、複数枚（例えば６枚）のアレイ基板又はカラーフィルタ基板が得られる。なお、本実施形態では、単体のアレイ基板、単体のカラーフィルタ基板を用いてもよい。各マザーガラス基板１０には、得られるアレイ基板又はカラーフィルタ基板に対応して、複数のパネル領域１１が設けられている。

一方のマザーガラス基板のパネル領域１１には、図２に示すように、互いに交差するソースバスライン１２及びゲートバスライン１３が網目状に形成されており、ソースバスライン１２及びゲートバスライン１３により区画された各絵素領域に、薄膜トランジスタ１４及び絵素電極１５が形成されている。そして、各絵素領域内に、その両側のソースバスライン１２の略中間（図中の線ＣＬ１）で二分されて形成される２つの領域Ａ１、Ａ２を想定し、後述する露光工程において、それぞれの領域Ａ１、Ａ２に対して、基板１０の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から偏光紫外線を照射する。各領域に対する偏光紫外線の照射方向は、それぞれ照射される偏光紫外線の光軸を基板１０の面に投影した場合に、これらの投影した光軸がソースバスライン１２に平行でかつ互いに１８０°異なる向きとする。

他方のマザーガラス基板のパネル領域１１には、図３に示すように、ブラックマトリックス１６が網目状に形成されており、ブラックマトリックス１６により区画された各絵素領域に、カラーフィルタ１７が形成されており、ブラックマトリックス１６及びカラーフィルタ１７上には、共通電極（図示せず）が形成されている。そして、各絵素領域内に、アレイ基板と貼り合わせた際にゲートバスライン１３に平行となる２辺の略中間（図中の線ＣＬ２）で二分されて形成される２つの領域Ｂ１、Ｂ２を想定し、後述する露光工程において、それぞれの領域Ｂ１、Ｂ２に対して、基板１０の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から偏光紫外線を照射する。各領域に対する偏光紫外線の照射方向は、それぞれ照射される偏光紫外線の光軸を基板１０の面に投影した場合に、これらの投影した光軸が、ゲートバスライン１３に平行でかつ互いに１８０°異なる向きとする。

なお、本実施形態では、各画素が複数の絵素から構成されるカラー表示の液晶表示装置について説明しているが、本実施形態に係る液晶表示装置は、モノクロ表示の液晶表示装置であってもよい。その場合、本実施形態において、絵素を画素と読み替えればよい。なお、絵素は、画素を構成する要素であり、サブ画素と同義である。

次に、各マザーガラス基板１０に対して、光配向膜材料を含む溶液をスピンキャスト法等により塗布した後、例えば１８０℃で６０分間、光配向膜材料の焼成を行うことによって、光配向膜（垂直配向膜）を形成する。光配向膜材料としては特に限定されず、感光性基を含む樹脂等が挙げられる。より具体的には、４－カルコン基（下記化学式（１））、４’－カルコン基（下記化学式（２））、クマリン基（下記化学式（３））、シンナモイル基（下記化学式（４））等の感光性基を含むポリイミド等が好適である。下記化学式（１）～（４）の感光性基は、光（好適には紫外線）の照射により架橋反応（二量化反応を含む）、異性化反応、光再配向等を生じるものであり、これらによれば、光分解型の光配向膜材料に比べて配向膜面内におけるプレチルト角のばらつきを効果的に小さくすることができる。なお、下記化学式（１）～（４）の感光性基には、ベンゼン環に置換基が結合した構造も含まれる。また、下記化学式（４）のシンナモイル基におけるカルボニル基に更に酸素原子が結合したシンナメート基（Ｃ６Ｈ５－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、下記化学式（５））は、合成しやすいという利点を有している。したがって、光配向膜材料としては、シンナメート基を含むポリイミドがより好ましい。なお、焼成温度、焼成時間及び光配向膜の膜厚は特に限定されず、適宜設定すればよい。

なお、本実施形態においては、配向膜材料として、光に反応し、光線の照射方向に液晶分子のプレチルト角を生じる光配向膜材料を使用したが、非特許文献１に開示の光配向法のように、光の照射領域の移動方向によってプレチルト方向の規定が可能である光配向膜材料を用いてもよい。この場合は、光を基板に対して斜めから入射させる必要はなく、基板に対して略垂直に入射させることができる。

次に、光配向膜の露光工程について説明する。まず、本実施形態の露光装置３０について説明する。

図４、５に示すように、露光装置３０は、１ステージタイプの走査型露光装置であり、複数の露光ヘッド３１を含む露光ステージ３２と、マザーガラス基板１０を載置して所定方向に移動させるテーブル３３とを備える。テーブル３３は、移動手段としても機能する。なお、露光装置３０は、露光ステージ３２を移動させる移動手段を備えてもよいし、移動手段として機能せず、マザーガラス基板１０を載置するテーブルと、露光ステージ３２を移動させる移動手段とを備えてもよい。

複数の露光ヘッド３１は、基板１０の移動方向（走査方向）ａに対して直交する方向ｂに、間隔をあけて配置されている。各露光ヘッド３１は、基板１０の被照射面に平行な面内を方向ｂに移動可能な状態で支持されている。

各露光ヘッド３１は、第１露光（１）、（２）用の露光ユニット３６ａと、第２露光（１）、（２）用の露光ユニット３６ｂと、フォトマスク５０とを備える。なお、第１露光（１）、（２）、第２露光（１）、（２）については後述する。露光ユニット３６ａは、紫外線を発する紫外線光源３４ａと、光源３４ａ及びフォトマスク５０の間に設けられた偏光フィルタ、光学レンズ等の光学部材（図示せず）とを有する。各光学部材は、光源３４ａが発した紫外線を所望の露光光に光学的に変換する。露光ユニット３６ｂは、紫外線を発する紫外線光源３４ｂと、光源３４ｂ及びフォトマスク５０の間に設けられた偏光フィルタ、光学レンズ等の光学部材（図示せず）とを有する。各光学部材は、光源３４ａが発した紫外線を所望の露光光に光学的に変換する。各露光ヘッド３１は、フォトマスク５０を介して基板１０の表面に所定の照射角度（基板１０の面の法線方向と、露光光の照射方向とのなす角度、例えば、４０°）で偏光紫外線を照射できるように構成される。光源３４ａ、３４ｂは、照射対象に応じて適宜選択すればよく、可視光線を発する光源であってもよい。

また、各露光ヘッド３１は、撮像手段３５と、記憶手段と、照合手段と、マスク移動手段とを備える。撮像手段３５は、基板１０の表面を撮影でき、基板１０のパターン（例えば、ソースバスライン１２、ゲートバスライン１３、ブラックマトリックス１６等）を読み取ることができる。撮像手段３５には、例えばＣＣＤカメラ等のカメラが適用できる。記憶手段は、露光の位置合わせの基準となる基準画像を記憶しておくことができる。照合手段は、撮像手段３５が撮影した画像と基準画像とを比較照合して、実際に露光している位置と露光すべき位置とのズレを算出する。マスク移動手段は、照合手段によるズレの算出結果に基づいて、マスク５０の位置や角度を補正する。これにより、基板１０のパターンを読み取り、基板１０の露光光に対する相対的な移動方向及び位置を高精度に制御しながら、走査露光を行うことができる。なお、照合手段は、基準画像を用いる代わりに、基板１０を撮像した結果とマスク５０を撮像した結果とを比較照合する方法によっても、同様にマスク５０の位置及び角度を補正することができる。

マスク５０は、その表面が基板１０の被照射面に略平行となるように配置され、マスク５０と、基板１０の被照射面、すなわち光配向膜の表面との間にはプロキシミティギャップ４１が設けられている。

マスク５０は、例えば板状の部材であり、図６に示すように、石英ガラス等を用いて形成された透明基板と、透明基板の表面に所定のパターン（好適にはストライプ状のパターン）で形成された遮光部５２及び複数の透光部５１とを有する。各透光部５１は、長手状であり、複数の透光部５１は、所定のピッチで、基板１０の移動方向ａに対して直交する方向ｂに並んでいる。図７に示すように、マスク５０には、第１露光（１）、（２）用の透光部パターン５１ａと、第２露光（１）、（２）用の透光部パターン５１ｂとが形成されている。透光部パターン５１ａ、５１ｂは、例えば、互いに絵素ピッチの半分だけずれて配置されている。また、マスク５０は、中央領域５３及びオーバーラップ領域５４を有する。透光部パターン５１ａ、５１ｂはいずれも中央領域５３及びオーバーラップ領域５４に形成されているが、オーバーラップ領域５４内に設けられた透光部５６ａ、５６ｂ（上記第２透光部に対応）の長さは、中央領域５３から離れるにしたがって徐々に短くなっている。このようにして、オーバーラップ領域５４内に設けられた透光部５６ａ、５６ｂの開口率が中央領域５３内に設けられた透光部５５ａ、５５ｂ（上記第１透光部に対応）の開口率よりも小さくなっている。換言すると、透光部５５ａ、５５ｂからより離れた透光部５６ａ、５６ｂほど、その長さはより短く、また、その開口率はより小さい。

このようなマスク５０の直下を基板１０が通過すると、透光部５１の直下を通過した領域のみが露光される。なお、透光部５１の材質は、光（例えば偏光紫外線）を透過することができれば特に限定されない。透光部５１は、マスク５０を貫通する開口部であってもよい。

走査露光方式を採用した本実施形態では、マスク５０の透光部５１の長さＹと、基板１０の移動速度（走査速度）Ｖで照射量が設定されている。より具体的には、光配向膜への照射量は次式で計算される。
（照射量）＝（照度）×（透光部の長さＹ）／（基板の移動速度Ｖ）
なお、照度とは、より詳細には、露光光の光配向膜上での照度を意味する。したがって、照度及び移動速度Ｖを一定に保てば、照射量は、透光部の長さＹに比例することとなる。

このように、本実施形態において、光配向膜への照射量は次式で計算することもできる。
（照射量）＝（照度）×（露光光の幅）／（走査速度）
なお、露光光の幅とは、より詳細には、露光光の光配向膜上での走査（移動）方向における幅（長さ）を意味する。露光光は、平面的な領域に照射されるため、通常、当該露光光の光配向膜上での移動方向に直交する方向に広がっている。このように露光光が広がりを持ち、かつ、場所によって露光光の幅が一定でない場合（例えば、露光継ぎ部に対応する領域内において露光光の幅がサイン関数的に減少する場合等）、露光光の幅とは、上記の直交する方向上の各場所における幅（長さ）を意味する。更に、走査速度とは、より詳細には、露光光に対する基板の相対的な移動（走査）速度を意味する。

図８は、光配向膜への照射量と、液晶分子のプレチルト角との関係を示すグラフである。図８に示すように、一般的に、光配向膜への照射量が大きくなるほど、該配向膜近傍の液晶分子のプレチルト角は、小さくなっていく。特許文献４に記載されているように、ＶＡＴＮモードでは、プレチルト角を高精度に制御することが極めて重要である。

次に、露光装置３０を用いてマザーガラス基板１０を露光する方法について説明する。本実施形態では、マザーガラス基板１０の露光すべき領域（露光領域）を複数の領域に分割して露光（光配向処理）する。まず、アレイ基板用のマザーガラス基板１０ａについて説明する。

図９に示すように、アレイ基板用フォトマスク６０は、略長方形の板状の部材である。そして、第１露光（１）、（２）用の透光部パターンとして、偏光紫外線が通過できるスリット状の透光部６１ａが、所定のピッチＰｘで複数平行に形成されている。また、第２露光（１）、（２）用の透光部パターンとして、偏光紫外線が通過できるスリット状の透光部６１ｂが、ピッチＰｘで複数平行に形成されている。ピッチＰｘは、ソースバスライン１２のピッチに等しく設定される。また、透光部６１ａ、６１ｂのピッチ方向の寸法Ｌｘはいずれも、ソースバスライン１２のピッチの約１／２の寸法に設定される。透光部６１ａは、透光部６１ｂに対してピッチＰｘの半分だけピッチ方向にずれて配置される。また、マスク６０は、中央領域及びオーバーラップ領域を有し、オーバーラップ領域内に設けられた透光部の開口率が中央領域内に設けられた透光部の開口率よりも小さくなっている。

そして、図１０、１１に示すように、光源３４ａが発する光から生成された偏光紫外線を第１露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ａ）に照射し、光源３４ｂが発する光から生成された偏光紫外線を第２露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ｂ）に照射した状態で、フォトマスク６０の下を基板１０ａ及びテーブルを＋ｘ軸方向に等速で移動させる。これらの偏光紫外線は、互いに反対方向から照射される。そして、フォトマスク６０を介して、基板１０ａの表面に設けられた光配向膜１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第１露光（１）及び第２露光（１））。このとき、基板１０ａは、ソースバスライン１２がフォトマスク６０の透光部６１ａ、６１ｂの長手方向に沿うように移動させられる。この第１露光（１）の結果、フォトマスク６０の中央領域が通過した領域２１内と、フォトマスク６０のオーバーラップ領域が通過した領域２２内とにおいて、図２で示した絵素領域の領域Ａ１が露光されることとなる。また、第２露光（１）の結果、領域２１内と、領域２２内とにおいて、図２で示した絵素領域の領域Ａ２が露光されることとなる。すなわち、領域２１内と、領域２２内とにおいて、絵素領域の全ての領域が露光されることとなる。ただし、オーバーラップ領域内に設けられた透光部の開口率が中央領域内に設けられた透光部の開口率よりも小さいため、領域２２内における領域Ａ１、Ａ２の照射量は、領域２１内における領域Ａ１、Ａ２の照射量よりも小さくなる。また、透光部６１ａ、６１ｂが通過しなかった領域２３内の絵素領域は、この段階では、露光されていない。

次に、基板１０ａ及びテーブルを－ｘ軸方向に移動させ、露光ステージ３２の手前の位置に戻す。また、各露光ヘッド３１を１つの露光ヘッド分だけ＋ｙ軸方向に移動させる。その結果、フォトマスク６０の中央領域が領域２３に対応して配置され、フォトマスク６０のオーバーラップ領域が領域２２に対応して配置される。

そして、図１０、１１に示すように、光源３４ａが発する光から生成された偏光紫外線を第１露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ａ）に照射し、光源３４ｂが発する光から生成された偏光紫外線を第２露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ｂ）に照射した状態で、フォトマスク６０の下を基板１０ａ及びテーブルを＋ｘ軸方向に等速で移動させる。これらの偏光紫外線は、互いに反対方向から照射される。そして、フォトマスク６０を介して、基板１０ａの表面に設けられた光配向膜１９の端から端まで偏光紫外線を照射する（第１露光（２）及び第２露光（２））。このとき、基板１０ａは、ソースバスライン１２がフォトマスク６０の透光部６１ａ、６１ｂの長手方向に沿うように移動させられる。この第１露光（２）の結果、フォトマスク６０の中央領域が通過した領域２３内において、絵素領域の領域Ａ１が露光されることとなる。また、フォトマスク６０のオーバーラップ領域が通過した領域２２内において、領域Ａ１が再び露光されることとなる。また、第２露光（２）の結果、中央領域が通過した領域２３内において、絵素領域の領域Ａ２が露光されることとなる。また、オーバーラップ領域が通過した領域２２内において、領域Ａ２が再び露光されることとなる。このように、第１露光（１）及び第１露光（２）は、同じ領域Ａ１を照射する。なお、光配向膜１９の一部であって、領域２１、領域２２及び領域２３内の領域Ａ１にある部分は、上記第１部分に対応し、光配向膜１９の一部であって、領域２１、領域２２及び領域２３内の領域Ａ２にある部分は、上記第２部分に対応する。

以上の結果、基板１０ａは、全面にわたって露光され、基板１０ａの光配向処理が完了する。そして、図１２に示すように、基板１０ａには、１度のみ露光された通常露光部２４と、２回露光された露光継ぎ部２５とが形成されることになる。

図１３は、フォトマスク６０に形成されるパターンと、露光工程におけるフォトマスク６０の配置場所とを模式的に示した平面図である。フォトマスク６０は、図１３に示すように、中央領域６３及びオーバーラップ領域６４を有する。中央領域６３及びオーバーラップ領域６４には、第１露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ａ）と、第２露光（１）、（２）用の透光部パターン（透光部６１ｂ）とが形成されている。オーバーラップ領域６４の幅は、１０～８０ｍｍ（好適には、３０～６０ｍｍ、例えば４５ｍｍ）である。オーバーラップ領域６４内に設けられた透光部６６（上記第２透光部に対応）の長さｙは、中央領域６３内に設けられた透光部６５（上記第１透光部に対応）の長さｙ０よりも小さくなっている。また、中央領域６３から離れるにしたがって、透光部６６の長さｙは徐々に短くなっており、これにより、透光部６６の開口率が徐々に減少している。したがって、第１露光（１）又は第２露光（１）において相対的に長い透光部６６を通して露光された部分は、第１露光（２）又は第２露光（２）において相対的に短い透光部６６を通して露光されることになる。透光部６６の長さ（開口率）は、好適には、線形関数又は三角関数に従って変化している。また、露光継ぎ部２５内において、第１露光（１）と第１露光（２）同士、第２露光（１）と第２露光（２）同士が同一部分（例えば絵素の同一の片側半分）を露光するように、マスク６０は設計されている。

なお、中央領域６３から離れるにしたがって、透光部６６の開口率を徐々に減少させる方法は特に限定されず、例えば、特許文献３に記載の方法を適宜採用することができる。また、透光部６６の長さを一定に保った状態で透光部６６に網掛けをし、この網掛けの濃度を中央領域６３から離れるにしたがって徐々に濃くする方法でもよい。

図１４は、通常露光部２４と露光継ぎ部２５における照射量を示したグラフである。通常露光部２４の照射量Ｅ０は、中央領域６３内に設けられた透光部６５の長さｙ０に比例し、位置ｘに関わらず一定である。露光継ぎ部２５の照射量Ｅは、オーバーラップ領域６４内に設けられた透光部６６の長さｙに比例するため、通常露光部２４から離れるにしたがって徐々に減少している。露光継ぎ部２５は、上述のように２回露光されるので、露光継ぎ部２５の合計照射量は、第１露光（１）による照射量及び第１露光（２）による照射量の和、又は、第２露光（１）による照射量及び第２露光（２）による照射量の和となる。すなわち、露光継ぎ部２５の合計照射量は、各露光による照射量に依存し、最大値Ｅ_ｍａｘを有する場合もあれば、最小値Ｅ_ｍｉｎを有する場合もある。露光継ぎ部２５の合計照射量は、例えば、特許文献３の記載に基づき、適宜設定できるが、なかでも、露光継ぎ部２５の合計照射量が通常露光部２４の照射量Ｅ０よりも小さくなるように設定されることが好ましい。これにより、走査露光方式を採用した本実施形態において、隣接する通常露光部２４の間で継ぎ目が発生するのを効果的に抑制することができる。なお、第１露光（１）による照射量及び第１露光（２）による照射量の和と、第２露光（１）による照射量及び第２露光（２）による照射量の和とは、通常は同じになるように設定されるが、互いに異なるように設定されてもよい。

図１５は、図１０及び１１で示した露光工程後の基板について、各絵素内における各種方向の関係を模式的に示した平面図である。図１５に示すように、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、偏光紫外線の照射方向（光軸の方向でもよい。）の基板面への射影方向Ａは、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなる。また、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、基板の移動方向Ｂは、同じ向きとなる。その結果、第１露光（１）及び／又は第１露光（２）によって露光された領域Ａ１と、第２露光（１）及び／又は第２露光（２）によって露光された領域Ａ２とで、光配向膜近傍の液晶分子のチルト方向Ｃは、互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなる。ただし、本実施形態では、第１露光（１）、（２）と、第２露光（１）、（２）との間で、上記射影方向Ａと、基板の移動方向Ｂとの関係が互いに異なり、第１露光（１）、（２）では、上記射影方向Ａと、基板の移動方向Ｂとが互いに、平行でかつ１８０°異なる向きとなるが、第２露光（１）、（２）では、上記射影方向Ａが、基板の移動方向Ｂと同じ向きになる。したがって、上述のように、領域Ａ１における液晶分子のプレチルト角θ１と、領域Ａ２における液晶分子のプレチルト角θ２とが異なることが懸念される。

そこで、本実施形態では、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で、露光条件、具体的には、偏光紫外線の照射角度を互いに異ならせている。これにより、結果として得られるプレチルト角を領域Ａ１と領域Ａ２とで同程度にすることができる。すなわち、プレチルト角θ１をプレチルト角θ２と同程度にすることができる。

図１６は、実施形態１に係る複数のテストセルを用いて、偏光紫外線の照射角度とプレチルト角との関係を測定した結果を示すグラフである。図１６に示すように、照射角度が大きくなるにつれてプレチルト角が低くなることが分かる。

したがって、第１露光における照射角度よりも第２露光における照射角度を大きくすることによって、プレチルト角θ１をプレチルト角θ２と同程度にすることができる。

例えば、第１露光（１）、（２）の照射角度を４０°とした場合、領域Ａ１における液晶分子のプレチルト角θ１は８９．１３°程度となった。なお、照射量（露光エネルギー）は２０ｍＪとした。本実施形態では、基板の移動方向Ｂと偏光紫外線の上記射影方向Ａとの関係が第１露光（１）、（２）の場合と第２露光（１）、（２）の場合とで互いに異なる。そのため、第１露光（１）、（２）と同一露光条件で第２露光（１）、（２）を行うと、上述のように、プレチルト角は略０．２°上昇して、領域Ａ２における液晶分子のプレチルト角θ２は８９．１３＋０．２＝８９．３３°となる。そこで、プレチルト角θ２をプレチルト角θ１と同一にするべく、第２露光（１）、（２）の照射角度を４０°よりも大きくして、例えば５２°程度にする。これにより、プレチルト角の上昇分である０．２°を下げる効果を生じさせて、領域Ａ２でも領域Ａ１と同じ８９．１３°程度のプレチルト角を得ることが可能となった。

このような観点から、本実施形態において、第１露光における照射角度と、第２露光における照射角度との差は、０°より大きく、２０°以下（より好適には５°以上、１５°以下）であることが好ましい。

次に、カラーフィルタ基板用のマザーガラス基板１０ｂに対する露光方法について説明する。

図１７に示すように、カラーフィルタ基板用フォトマスク７０は、アレイ基板用フォトマスク６０とほぼ同一の構成を備える。すなわち、第１露光（１）、（２）用の透光部パターンとして、偏光紫外線が通過できるスリット状の透光部７１ａが、所定のピッチＰｙで複数平行に形成されている。また、第２露光（１）、（２）用の透光部パターンとして、偏光紫外線が通過できるスリット状の透光部７１ｂが、ピッチＰｙで複数平行に形成されている。ピッチＰｙは、ブラックマトリックス１６のピッチ（ここでは、アレイ基板と重ね合わせた場合に、アレイ基板のゲートバスライン１３に平行する辺のピッチ）と等しくなるように設定される。また、透光部７１ａ、７１ｂのピッチ方向の寸法Ｌｙは、ブラックマトリックス１６のピッチの約１／２の寸法に設定される。透光部７１ａは、透光部７１ｂに対してピッチＰｙの半分だけピッチ方向にずれて配置される。また、マスク７０は、中央領域及びオーバーラップ領域を有し、オーバーラップ領域内に設けられた透光部の開口率が中央領域内に設けられた透光部の開口率よりも小さくなっている。

そして、露光装置３０を用いてマザーガラス基板１０ｂを露光する。マザーガラス基板１０ｂに対する露光態様は、基板の向きが９０°異なるだけで、アレイ基板用のマザーガラス基板１０ａに対する露光態様とほぼ同様であるので、その詳細な説明は省略する。この結果、領域Ｂ１は、第１露光（１）及び／又は第１露光（２）によって露光され、領域Ｂ２は、第２露光（１）及び／又は第２露光（２）によって露光される。また、領域Ｂ１における液晶分子のプレチルト角θ１と、領域Ｂ２における液晶分子のプレチルト角θ２とは、同程度になる。

その後、基板１０ａ、１０ｂを各パネル領域に分断し、アレイ基板１及びカラーフィルタ基板２を作製する。そして、配向処理が施された基板１、２の貼り合わせ工程を行う。貼り合わせ工程では、一方の基板の額縁領域にシール材を塗布する。次に、例えば粒径４μｍのプラスチックビーズをシール材が塗布された基板上に散布した後、両基板を貼り合わせる。そして、図１８に示すように、両基板１、２の間に、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料を封入し、液晶層３を形成することによって、液晶表示パネルが完成する。

なお、液晶表示パネルの作製には、以下のようなプロセスを採用してもよい。まず、基板１０ａ、１０ｂの一方について、各パネル領域１１の額縁領域にシール材を塗布する。次に、他方の基板表面に、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料を所定のピッチで点状に滴下する。そして、このように処理した両基板を真空環境下で貼り合わせる。セル厚は、カラーフィルタ基板用のマザーガラス基板１０ｂに予め設置されたフォトスペーサーによって制御され、例えば４μｍに設定される。その後、シール材を硬化し、各パネルに分断して液晶表示パネルが完成する。

液晶層３内の液晶分子４は、駆動電圧が液晶層３に印加されていないとき（電圧無印加時）には、光配向膜１９の表面に対して略垂直方向に配向される。実際には、液晶分子４は、このとき、光配向膜１９の表面の法線方向に対して０．１°程度から数°程度、若干傾いて配向される。すなわち、液晶分子４は、若干のプレチルト角を有するように、光配向１９により配向されている。

図１９は、各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。上記のように配向処理が施されたアレイ基板及びカラーフィルタ基板を貼り合わせて液晶表示パネルを構成すると、液晶分子は、各基板の各領域に施された配向処理の向き、すなわち偏光紫外線の照射方向にしたがって配向する。その結果、図１９に示すように、アレイ基板近傍の液晶分子のチルト方向（図１９中の点線矢印）と、カラーフィルタ基板近傍の液晶分子のチルト方向（図１９中の実線矢印）とは、互いに略直交する。そして、各絵素内には、液晶分子の配向の向きが互いに異なる４つのドメインＤ１～Ｄ４が形成される。各ドメインにおいて、液晶分子は、略９０°捩れて配向する。また、本実施形態では、各露光の結果得られるプレチルト角は同一値になる。各ドメインにおいて、液晶分子は、液晶層３に閾値以上の充分な駆動電圧が印加されたとき（電圧印加時）、両基板のチルト方向を２等分する方位に倒れる。例えば、両基板表面から等距離に位置する液晶分子４ａは、電圧印加時、４５°方位、１３５°方位、２２５°方位、又は、３１５°方位に倒れる。また、液晶分子４ａは、両基板の面に対して略平行な方向にまで傾斜する。以上の結果、全ドメインの透過率は同一となり、高透過率を有し、かつ、表示品位に優れた液晶表示装置を実現できる。

次に、図１８に示すように、基板１、２の外側に、２枚の位相差板７ａ、７ｂ、及び、２枚の偏光板６ａ、６ｂを貼り付ける。なお、位相差板７ａ、７ｂは、設置しなくともよいが、広視野角を実現する観点からは、設置することが好ましい。また、位相差板７ａ、７ｂは、どちらか一方のみが配置されてもよい。偏光板６ａ、６ｂは、クロスニコルに配置されている。また、偏光板６ａ、６ｂの一方は、その吸収軸がアレイ基板近傍の液晶分子のチルト方向（図１９中の点線矢印）と平行となるように配置され、他方は、その吸収軸がカラーフィルタ基板近傍の液晶分子のチルト方向（図１９中の実線矢印）と平行となるように配置される。上述のように、電圧無印加時に、液晶分子は、ほぼ垂直配向するため、本実施形態の液晶表示パネルは、良好な黒表示（ノーマリーブラックモード）を実現することができる。また、本実施形態の液晶表示パネルは、４つのドメインを有し、４つのドメインの液晶分子は、互いに異なる４方向に応答するため、視角方向にほとんど依存しない表示特性を示すことができる。

図４６は、実施形態１に係る液晶表示パネルにおいて、１つの絵素における明るさをシミュレーションした結果を示す。図４６に示すように、実施形態１に係る液晶表示パネルにおいては、４つのドメインＤ１～Ｄ４内における液晶分子４ａの倒れる方向は、互いに略９０°の角度をなしている。したがって、異なるドメインの境界においては、液晶分子４ａは、互いに異なる方向に倒れた液晶分子４ａを連続的に繋ぐように配向することになる。また、４つのドメインＤ１～Ｄ４内における液晶分子４ａの倒れる方向は、偏光板６ａ、６ｂの吸収軸方向に対して略４５°異なる。その結果、異なるドメインの境界における液晶分子４ａの配向方位は、偏光板６ａの吸収軸方向、又は、偏光板６ｂの吸収軸方向と略同一又は略直交する方位となる。したがって、異なるドメインの境界において、下側の偏光板６ａを透過した偏光には、液晶分子によるリターデーション（位相差）が発生しない。すなわち、下側の偏光板６ａを透過した偏光は、液晶層３で何ら影響を受けず、下側の偏光板６ａを透過した偏光は、上側の偏光板６ｂを透過することができない。その結果、異なるドメインの境界において輝度の低い、暗い線、すなわち暗線が発生することとなる。

なお、図１９、４６では、カラーフィルタ基板側からパネルを観察したときに、逆卍状の暗線が発生するように液晶分子の配向方向が設定された場合を示しているが、液晶分子の配向方向は、図４７～４９に示すように設定されてもよい。図４７～４９において、点線矢印は、アレイ基板近傍の液晶分子のチルト方向を示し、実線矢印は、カラーフィルタ基板近傍の液晶分子のチルト方向を示す。カラーフィルタ基板側からパネルを観察したときに、図４７に示す場合は卍状の暗線が発生し、図４８に示す場合は８の字状の暗線が発生し、図４９に示す場合は逆８の字状の暗線が発生する。また、１つの絵素領域を２つの領域に分割し、各領域内に４つのドメインを形成してもよい。

その後、一般的なモジュール製造工程を経て、実施形態１の液晶表示装置を完成することができる。

本実施形態の液晶表示装置は、４ドメインのＶＡＴＮモードである。１絵素を４ドメインに分割させることは液晶表示装置の広視野角化を実現する観点から好ましい形態である。更に、従来のＭＶＡモード等のように配向制御構造物を有する液晶モードにおいて必要であったリブ（突起）等の配向制御構造物を形成するためのフォトマスク、すなわちフォトリソ工程を削減することができ、その結果、製造プロセスの簡略化が可能となる。

なお、１画素（１サブ画素）を２ドメインに分割させた場合には、例えば上下又は左右のどちらかの方向については広視野角化できるが、他方の方向の視野角特性を向上することはできない。また、５つ以上にドメインを増やしても構わないが、プロセスが煩雑となる上、処理時間も長くなるためあまり好ましくない。更に、４ドメインとそれ以上のドメインとでは、視野角特性には実用上それ程違いがないことも分かっている。

本実施形態で使用可能な材料及び適応可能な製造プロセスにおける条件としては下記が挙げられる。ただし、本実施形態で使用可能な材料及び条件は、下記に限定されるものではない。また、露光に用いる光線の種類は偏光紫外線に特に限定されず、配向膜材料、製造プロセス等によって適宜設定することができ、無偏光（消光比＝１：１）であってもよい。
・液晶材料：Δｎ（複屈折）＝０．０６～０．１４、Δε（誘電率異方性）＝－２．０～－８．０、Ｔｎｉ（ネマチック－アイソトロピック相転移温度）＝６０～１１０℃を有するネマチック液晶。
・プレチルト角：８５～８９．９°
・セル厚：２～５μｍ
・照射エネルギー密度：０．０１～５Ｊ／ｃｍ^２
・プロキシミティギャップ：１００～３００μｍ
・光源：低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザ
・紫外線の消光比（偏光度）：１：１～６０：１
・紫外線の照射角度：０～７０°

本実施形態によれば、基板１０ａ、１０ｂに対してそれぞれ２回の走査露光を行い、合計４回の走査露光を行うことで４つのドメインを形成することができる。そのため、露光処理時間（タクトタイム）の短縮が実現できる。

なお、本実施形態では、１つのステージ３２を有する露光装置３０について説明したが、露光装置３０は複数のステージを有してもよい。例えば、第１露光（１）及び第２露光（１）用のステージと、第１露光（２）及び第２露光（２）用のステージとを設けてもよい。これにより、タクトタイムを更に短縮することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、露光工程の態様が異なる点を除いて、実施形態１とほとんど同じである。

本実施形態においては、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）の露光条件を変えるべく、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で基板面照度を変えることを試みた。一方、図２０に示すように、本実施形態において、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）とで、偏光紫外線の照射角度は、同じに設定されている。

なお、基板面照度は、照度をＬとし、照射角度をφとし、偏光フィルタの透過率をＴｐとすると、下記式で表される。
（基板面照度）＝Ｌ×ｃｏｓφ×Ｔｐ
なお、照度Ｌは、より詳細には、露光光（例えば、偏光紫外線）を基板の面に垂直に入射させた状態における当該露光光の基板（光配向膜）の表面上での照度を意味する。

図２１に、基板面照度とプレチルト角との関係を、テストセルを用いて実測した結果を示す。図２１に示すように、基板面照度が大きくなるにつれてプレチルト角が低くなることが分かる。

例えば、第１露光（１）、（２）において、照射角度を４０°とし、基板面照度を３０ｍＷ／ｃｍ^２とした場合、第１露光（１）及び／又は（２）により露光された領域Ａ１、Ｂ１における液晶分子のプレチルト角θ１は８８．５８°程度となった。なお、照射量（露光エネルギー）は２０ｍＪとした。本実施形態でも、基板の移動方向Ｂと偏光紫外線の上記射影方向Ａとの関係が第１露光（１）、（２）の場合と第２露光（１）、（２）の場合とで互いに異なる。そのため、第１露光（１）、（２）と同一露光条件で第２露光（１）、（２）を行うと、上述のように、プレチルト角は略０．２°上昇して、第２露光（１）及び／又は（２）により露光された領域Ａ２、Ｂ２のプレチルト角θ２は８８．５８＋０．２＝８８．７８°となる。そこで、プレチルト角θ２をプレチルト角θ１と同一にするべく、第２露光（１）、（２）の基板面照度を３０ｍＷ／ｃｍ^２よりも大きくして、例えば９６ｍＷ／ｃｍ^２程度にする。これにより、プレチルト角の上昇分である０．２°を下げる効果を生じさせて、領域Ａ２、Ｂ２でも領域Ａ１、Ｂ１と同じ８８．５８°程度のプレチルト角を得ることが可能となった。

このような観点から、本実施形態において、第１露光における基板面照度に対する第２露光における基板面照度の割合（百分率）は、１００％より大きく、５００％以下（より好適には１２０％以上、４００％以下）であることが好ましい。

（実施形態３）
本実施形態は、露光工程における露光条件が異なる点を除いて、実施形態１、２と同じである。

本実施形態において、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で互いに異ならせる露光条件としては、露光光（例えば偏光紫外線）の偏光度、露光光（例えば偏光紫外線）の波長、フォトマスク自体の透過率等が挙げられ、適宜、採用することができる。本実施形態によっても、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）とで同程度のプレチルト角を得ることが可能である。なお、露光光の波長を異ならせる方法としては、例えば、異なる波長域の光を透過するカットフィルタを用いる方法が挙げられる。また、フォトマスク自体の透過率を異ならせる方法としては、例えば、第１露光（１）、（２）、又は、第２露光（１）、（２）用の片方のフォトマスクに網掛けを施す方法が挙げられる。

なお、実施形態１～３では、第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で１種類の露光条件を互いに異ならせる態様について説明したが、複数種の露光条件を互いに異ならせてもよい。例えば、照射角度及び／又は基板面照度に加え、実施形態３で説明した露光条件が第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）との間で互いに異なってもよい。

また、実施形態１～３で説明した方法を用いることで第１露光（１）、（２）と第２露光（１）、（２）とで同程度のプレチルト角が得られたとしても、露光継ぎ部において継ぎ目が目視において観察されてしまうことが懸念される。これは、継ぎ目が見えない条件である、露光継ぎ部の最適なセンター照射量（露光継ぎ部２５の中心付近における合計照射量、図１４参照）が第１露光（１）及び／又は（２）により露光された領域Ａ１、Ｂ１と第２露光（１）及び／又は（２）により露光された領域Ａ２、Ｂ２とで互いに異なる可能性があるためである。両者の最適なセンター照射量が互いに異なる場合、例えば、領域Ａ１、Ｂ１では問題なくとも、領域Ａ２、Ｂ２があるために、継ぎ目が目視において観察されてしまう可能性がある。この場合は、露光継ぎ部のセンター照射量を領域Ａ１、Ｂ１と領域Ａ２、Ｂ２との間で互いに異ならせることで対応することが可能であり、第１露光（１）、（２）用のフォトマスクと、第２露光（１）、（２）用のフォトマスクとの間でオーバーラップ領域の設計を変えることで実現可能である。露光継ぎ部のセンター照射量の設計方法については、例えば特許文献３に記載の方法を用いることができる。

本願は、２０１１年２月３日に出願された日本国特許出願２０１１－０２１９９２号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１：アレイ基板
２：カラーフィルタ基板
３：液晶層
４、４ａ、４ｂ：液晶分子
６ａ、６ｂ：偏光板
７ａ、７ｂ：位相差板
１０：マザーガラス基板
１０ａ：アレイ基板用のマザーガラス基板
１０ｂ：カラーフィルタ基板用のマザーガラス基板
１１：パネル領域
１２：ソースバスライン
１３：ゲートバスライン
１４：薄膜トランジスタ
１５：絵素電極
１６：ブラックマトリックス
１７：カラーフィルタ
１９：光配向膜
２１、２２、２３、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２：領域
２４：通常露光部
２５：露光継ぎ部
３０：露光装置
３１：露光ヘッド
３２：露光ステージ
３３：テーブル
３４ａ、３４ｂ：紫外線光源
３５：撮像手段
３６ａ、３６ｂ：露光ユニット
４１：プロキシミティギャップ
５０：フォトマスク
５２：遮光部
５１、５５ａ、５５ｂ、５６ａ、５６ｂ、６１ａ、６１ｂ、６５、６６、７１ａ、７１ｂ：透光部
５１ａ、５１ｂ：透光部パターン
５３、６３：中央領域
５４、６４：オーバーラップ領域
６０：アレイ基板用フォトマスク
７０：カラーフィルタ基板用フォトマスク
Ａ：偏光紫外線の照射方向の基板面への射影方向
Ｂ：基板の移動方向
Ｃ：チルト方向
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４：ドメイン

Claims

光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光装置であって、
前記露光装置は、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行うものであり、
前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、
前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、
前記基板の面の法線方向と前記照射方向とのなす角度は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きいことを特徴とする露光装置。
前記露光装置は、前記第１露光及び前記第２露光を同時に行うものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記露光装置は、前記光配向膜に対して紫外線を照射するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
前記紫外線は、偏光紫外線であることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
前記露光装置は、遮光部及び複数の透光部を含むフォトマスクを備え、
前記フォトマスクを介して前記光配向膜を露光することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の露光装置。
前記遮光部及び前記複数の透光部は、ストライプ状に配置されることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
前記複数の透光部の長手方向の方位と、前記基板の相対的な移動方向の方位とが実質的に同じであることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
前記フォトマスク及び前記基板の間に、プロキシミティギャップが設けられることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の露光装置。
前記基板のパターンを読み取る撮像手段を備えることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の露光装置。
前記基板のパターンを読み取りながら前記基板の露光光に対する相対的な移動方向を制御することを特徴とする請求項９記載の露光装置。
請求項１～１０のいずれかに記載の露光装置を用いて作製されたことを特徴とする液晶表示装置。
ＶＡＴＮモードで駆動されることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
２以上のドメインを有することを特徴とする請求項１１又は１２記載の液晶表示装置。
光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光装置であって、
前記露光装置は、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行うものであり、
前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、
前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、
露光光の前記光配向膜の表面上での照度は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きいことを特徴とする露光装置。
請求項１４記載の露光装置を用いて作製されたことを特徴とする液晶表示装置。
光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光工程を含む液晶表示装置の製造方法であって、
前記露光工程において、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行い、
前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、
前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、
前記基板の面の法線方向と前記照射方向とのなす角度は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きいことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
垂直配向型の液晶層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置の製造方法。
誘電率異方性が負の液晶材料を含有する液晶層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１６又は１７記載の液晶表示装置の製造方法。
前記露光工程によって露光処理された２枚の基板を、前記射影方向が互いに略直交するように、貼り合わせる工程を含むことを特徴とする請求項１６～１８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
前記基板を平面視したときに、互いに反平行方向に露光される２つの領域を各画素内に形成するように、前記光配向膜を露光する工程を含むことを特徴とする請求項１６～１９のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
請求項１６～２０のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする液晶表示装置。
光配向膜が表面に設けられた基板を露光光に対して相対的に移動させながら前記光配向膜を露光する露光工程を含む液晶表示装置の製造方法であって、
前記露光工程において、前記光配向膜の第１部分を露光する第１露光と、前記光配向膜の第２部分を露光する第２露光とを行い、
前記第１露光において、前記基板の露光光に対する相対的な移動方向と露光光の照射方向の前記基板の面への射影方向とは、実質的に反対向きであり、
前記第２露光において、前記移動方向と前記射影方向とは、実質的に同じ向きであり、
露光光の前記光配向膜の表面上での照度は、前記第１露光時よりも前記第２露光時の方が大きいことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
請求項２２記載の液晶表示装置の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする液晶表示装置。