JP2000081621A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法Info
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Abstract
しに適切な配向処理を行うことができるようにすること
を目的とする。 【解決手段】 間隔をあけて対向する一対の基板と、一
方の基板に形成される電極及び配向膜と、他方の基板に
形成される電極及び配向膜と、該一対の基板の間に挿入
された液晶とを備えた液晶表示装置の製造方法であっ
て、該基板に垂直配向性を実現するポリマーを含む配向
膜を形成し、該配向膜の垂直配向性を実現するポリマー
の含有量1%当たり30〜120mJ/cm2 の露光量
で、該配向膜の表面に対し45度以下の斜め方向から該
配向膜に無偏光の紫外線を照射する構成とする。
Description
し、特に液晶表示装置の配向膜の配向処理技術に関す
る。
一対の基板と、一方の基板に形成される電極及び配向膜
と、他方の基板に形成される電極及び配向膜と、該一対
の基板の間に挿入された液晶とを備えている。一方の基
板の電極は共通電極であり、他方の基板の電極は画素電
極として形成される。画素電極はアクティブマトリクス
とともに設けられることができる。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)。また、いずれかの基板に、ブラックマトリクスや
カラーフィルターが設けられる。
ビングされ、液晶が所定の方向に配向するようになって
いる。しかし、ラビングは配向膜をレーヨン等の布で擦
ることであり、レーヨン等の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(薄膜ト
ランジスタ)が破壊される可能性がある。そこで、本願
の先願である特願平9−354940号では、紫外線照
射により配向処理を行うことを提案している。紫外線照
射により配向処理を行えば、ラビングの問題点を解消す
ることができる。この提案では、垂直配向性の配向膜に
無偏光の紫外線を照射することにより、垂直配向性を実
現するアルキル側鎖の一部を破壊し、一部を残すことに
より、配向膜に配向処理を行っている。水平配向膜の場
合には、紫外線を照射することにより配向処理を実現す
るのは難しい。
により、垂直配向性の配向膜の配向処理を行う場合、紫
外線の露光量によって配向性に大きな相違を生じる。検
討の結果、適性な露光量で紫外線を照射することが望ま
しいことが分かった。例えば、露光量が適性値よりも少
ない場合、配向膜が示すプレチルト角は高い(基板面に
対してより垂直に近い)状態になる。これにより、液晶
パネルのセルギャップを維持するためにスペーサを散布
する場合、スペーサの周囲の部分の配向がスペーサによ
り乱されてしまう。このため、表示の際、スペーサを中
心として黒点が発生したような配向になってしまい、表
示不良になる。
向膜が示すプレチルト角は低い状態になる。しかし、露
光量が過度になってしまうことによって、逆に水平配向
してしまう部分が生じ、一部で液晶注入時の注入筋が発
生し、痕跡が残ってしまうことがある。また、所望の垂
直配向性を得ることができず、水平配向になってしまう
問題がある。
際、紫外線の照射角度がどの角度でもよいわけではな
く、配向膜の表面に対して垂直に近い角度で照射を行っ
た場合、配向膜のアルキル側鎖の一部分のみを選択的に
残すことができず、所望の方向への配向性を得ることが
できなくなってしまう。本発明の目的は、ラビングなし
で適切な配向処理を行うことのできる液晶表示装置の製
造方法を提供することである。
より1画素内に複数のドメインを有する配向膜をもった
液晶表示装置の製造方法を提供することである。
置の製造方法は、間隔をあけて対向する一対の基板と、
一方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成さ
れる配向膜と、該一対の基板の間に挿入された液晶とを
備えた液晶表示装置の製造方法であって、該基板に垂直
配向性を実現するポリマーを含む配向膜を形成し、該配
向膜の垂直配向性を実現するポリマーの含有量1%当た
り30〜120mJ/cm2 の露光量で、該配向膜の表
面に対し45度以下の斜め方向から該配向膜に無偏光の
紫外線を照射することを特徴とするものである。
光の紫外線を斜めに照射することにより、ラビング工程
なしに、プレチルト角度をともなった配向を実現する。
本発明による無偏光の紫外線の照射においては、紫外線
の照射方向を配向膜の表面に対し45度以下の斜め方向
とし、配向膜の垂直配向性を実現するアルキル側鎖を有
するポリマーの含有量1%当たり30〜120mJ/c
m2 の露光量で、無偏光の紫外線を照射する。つまり、
紫外線の照射量を配向膜の垂直配向性を実現するアルキ
ル側鎖の実際の量に応じて設定する。
がなく、かつ、水平配向に転ずることなく、液晶を垂直
配向させるための適切なプレチルト角を配向膜に与える
ことができる。この条件の場合、配向膜中に含有される
垂直配向性を実現するアルキル側鎖を有するポリマーの
量が変化しても、露光量をそれに対応して変更させるこ
とにより、適切なプレチルト角を得ることができる。
面に照射する無偏光の紫外線の露光量が40〜90mJ
/cm2 の範囲である。また、配向膜表面に照射する無
偏光の紫外線の露光量が80〜120mJ/cm2 の範
囲であるとよい。また、紫外線の露光量は配向膜の表面
に対する液晶のプレチルト角が89.5度以下であるよ
うにする。好ましくは、液晶のプレチルト角が89.5
度から89度の範囲内にあるようにする。
波長が280nm以下の成分を含む。さらに、本発明の
もう1つの特徴による液晶表示装置の製造方法は、間隔
をあけて対向する一対の基板と、一方の基板に形成され
る配向膜と、他方の基板に形成される配向膜と、該一対
の基板の間に挿入された液晶とを備えた液晶表示装置の
製造方法であって、基板に配向膜を形成し、本体部分
と、画素ピッチに対応して該本体部分に設けられ、該本
体部分とは異なる屈折率を有する光路変更部分とを有す
るマスクを用いて該配向膜の各々の表面に斜め方向から
紫外線を照射することを特徴とする。
より、1つの画素内で液晶の分子が互いに異なった方向
に配向する配向分割を行うことができる。好ましくは、
該光路変更部分の各々は画素ピッチの長さを底辺とした
2等辺三角形断面の鋸歯状の形状を有し、該光路変更部
分の該2等辺三角形の頂部に位置する部分に遮光膜が形
成されている。あるいは、該光路変更部分の各々は画素
ピッチの長さを底辺とした台形断面の鋸歯状の断面形状
を有し、該台形の上辺に位置する部分に遮光膜が形成さ
れている。
光路変更部分の屈折率をn2 、鋸歯状の断面形状の頂角
をθ1 、該光路変更部分を通って配向膜に照射する紫外
線の入射角度をθ2 とすると、θ1 ≦60の場合、下記
式(1)を満足する。 n1 cos (3θ1 /2)=n2 sin(θ2 −θ1 /2) (1) θ1 >60の場合、下記式(2)を満足する。
折率をn2 、鋸歯状の断面形状の頂角をθ1 の間には下
記の関係がある。 cos θ1 >=n2 /n1 (5) また、該光路変更部分は空気からなることとすることが
できる。
の平坦な表面と、該第1の表面の反対側の第2の表面
と、該第2の表面に設けられた複数のキャビティとを含
み、各キャビティは、該第1の表面から該第2の表面へ
向かう方向で見て互いに広がるように傾斜する第1及び
第2の斜面を有し、各キャビティは、該第1の斜面及び
該第2の斜面の間に中心線を有し、該光路変更部分は該
キャビティ及び該キャビティ内に含まれる物質により形
成される。該第1の表面から該本体部分に入射し、該第
1の斜面を透過した紫外線が該配向膜に第1の方向から
斜めに照射され、該第2の斜面を透過した紫外線が該配
向膜に該第1の方向とは反対の第2の方向から斜めに照
射されるようにした。
一対の基板と、一方の基板に形成される配向膜と、他方
の基板に形成される配向膜と、一方の基板に設けられた
複数のバスラインと、該一対の基板の間に挿入された液
晶とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、基板に
配向膜を形成し、本体部分と、画素ピッチに対応して該
本体部分に設けられた複数の光路変更部分とを有するマ
スクを準備し、該マスクの本体部分は、第1の平坦な表
面と、該第1の表面の反対側の第2の表面と、該第2の
表面に設けられた複数のキャビティとを含み、各キャビ
ティは、該第1の表面に対して垂直な垂直面の両側にあ
って、該第1の表面から該第2の表面へ向かう方向で見
て互いに広がるように傾斜する第1及び第2の斜面を有
し、該光路変更部分は該キャビティ及び該キャビティ内
に含まれる物質により形成され、該バスラインを有する
一方の基板については、該第1の斜面と該第2の斜面と
の間の垂直面が該バスライン上にくるようにして該マス
クを該基板に重ね、該基板の該配向膜の表面に該マスク
を介して斜め方向から紫外線を照射することを特徴とす
る液晶表示装置の製造方法を提供する。
るときに、マスクの位置と基板の位置を適切に合わせる
ことによって、使用時にバスラインの近傍に位置する液
晶分子の配向がバスラインの電気力線によって影響され
て乱されることがなくなる。さらに、本発明は、間隔を
あけて対向する一対の基板と、一方の基板に形成される
配向膜と、他方の基板に形成される配向膜と、一方の基
板に設けられた複数のバスラインと、該一対の基板の間
に挿入された液晶とを備えた液晶表示装置の製造方法で
あって、基板に配向膜を形成し、本体部分と、画素ピッ
チに対応して該本体部分に設けられた複数の光路変更部
分とを有するマスクを準備し、該マスクの本体部分は、
第1の平坦な表面と、該第1の表面の反対側の第2の表
面と、該第2の表面に設けられた複数のキャビティとを
含み、各キャビティは、該第1の表面に対して垂直な垂
直面の両側にあって、該第1の表面から該第2の表面へ
向かう方向で見て互いに広がるように傾斜する第1及び
第2の斜面を有し、該光路変更部分は該キャビティ及び
該キャビティ内に含まれる物質により形成され、該バス
ラインを有しない他方の基板については、該第1の斜面
の該第2の表面上の端部及び該第2の斜面の該第2の表
面上の端部が該バスラインを通る線上にくるようにして
該マスクを該基板に重ね、該基板の該配向膜の表面に該
マスクを介して斜め方向から紫外線を照射することを特
徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
するときに、マスクの位置と基板の位置を適切に合わせ
ることによって、使用時にバスラインの近傍に位置する
液晶分子の配向がバスラインの電気力線によって影響さ
れて乱されることがなくなる。そして、上記した、バス
ラインを有する一方の基板についての配向処理と、バス
ラインを有しない他方の基板についての配向処理とは、
組み合わせて利用することができる。あるいは、上記し
た、バスラインを有する一方の基板についての配向処理
と、バスラインを有しない他方の基板についての配向処
理とは、組み合わせることなしに利用することができ
る。
形断面の鋸歯の形状を有し、該2等辺三角形の頂部に位
置する部分に遮光膜が形成されている。あるいは、該キ
ャビティは、台形断面の鋸歯の形状を有し、該台形の上
辺に位置する部分に遮光膜が形成されている。また、該
配向膜は垂直配向性をもつ。該液晶は、Δε<0のもの
である。
一対の基板と、一方の基板に形成される配向膜と、他方
の基板に形成される配向膜と、一方の基板に設けられた
複数のバスラインと、該一対の基板の間に挿入された液
晶とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、基板に
配向膜を形成し、本体部分と、画素ピッチに対応して該
本体部分に設けられた複数の光路変更部分とを有するマ
スクを準備し、該マスクの本体部分は、第1の平坦な表
面と、該第1の表面の反対側の第2の表面と、該第2の
表面に設けられた複数のキャビティとを含み、各キャビ
ティは、該第1の表面に対して垂直で且つ互いに垂直な
第1及び第2の垂直面のうち、第1の垂直面の両側にあ
って、該第1の表面から該第2の表面へ向かう方向で見
て互いに広がるように傾斜する第1及び第2の斜面と、
第2の垂直面の両側にあって、該第1の表面から該第2
の表面へ向かう方向で見て互いに広がるように傾斜する
第3及び第4の斜面とを有し、該光路変更部分は該キャ
ビティ及び該キャビティ内に含まれる物質により形成さ
れ、該マスクを該基板に重ね、該基板の該配向膜の表面
に該マスクを介して斜め方向から紫外線を照射すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供するもので
ある。
より、1つの画素内で液晶の分子が4つの互いに異なっ
た方向に配向する配向分割を行うことができる。好まし
くは、該キャビティは、2等辺三角形断面の鋸歯の形状
及び台形断面の鋸歯の形状の少なくとも一方の形状を有
する。実施例においては、該第1及び第2の斜面は2等
辺三角形の斜面であり、第3及び第4の斜面は台形の斜
面である。バスラインを有する一方の基板は上記したス
テップにより紫外線照射を行って配向処理が行われ、バ
スラインを有しない他方の基板は上記したステップによ
り紫外線照射を行わない。
表示装置を示す図である。液晶表示装置10は、間隔を
あけて対向する一対の透明なガラス基板12、14と、
これらの基板12、14の間に挟持される液晶層16と
からなる。一方の基板12には透明な画素電極18及び
透明な配向膜20が形成され、他方の基板14には透明
な共通電極22及び透明な配向膜24が形成されてい
る。基板14にはさらにカラーフィルター26が形成さ
れている。偏光子28、30が基板12及び基板14の
外側に配置される。基板12の画素電極18はアクティ
ブマトリクスとともに形成され、図1には、アクティブ
マトリクスのデータバスライン32が示されている。3
4は絶縁膜である。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)。
配向膜であり、以下に説明するようにラビングなしでプ
レチルト角度を伴った配向が実現されている。図2はこ
の配向膜20(24)のための配向処理装置60を示し
ている。配向処理装置60は、無偏光の紫外線を照射す
る光源62と、ミラー64と、配向膜20(24)が設
けられた基板12(14)を支持するホルダー66とか
らなる。ホルダー66は光軸に対して斜めに基板12
(14)を支持する。すなわち、光源62からの平行な
紫外線が配向膜20(24)に対して45度(あるいは
45度以下)の角度で入射するようになっている。
で無偏光の紫外線をほぼ平行に照射する。光源62の好
ましいスペクトル分布が図3に示されている。このスペ
クトル分布は波長250nm付近にピークをもってい
る。照射される紫外線が波長280nm以下の成分を含
むのが好ましい。配向処理装置60で処理された配向膜
20(24)は、垂直配向性を示す配向膜であり、且つ
斜め方向から無偏光の紫外線を照射することによってプ
レチルト角度を伴った配向が実現される。
で垂直配向性を示す配向膜であり、下記に示されるポリ
マーを含む。
5は図4を簡単化した図である。上記化学式1に示され
た配向膜20(24)は垂直配向性を実現するアルキル
側鎖(アルキル基)Rを有するポリマーを含む。アルキ
ル基Rが図4に数字70で示されている。アルキル基7
0は配向膜20(24)の表面にランダムに突出してい
ると考えられる。
Xの方位から斜めに照射され、液晶のプレチルト方向
(方位線)は紫外線68の入射方位と平行な方位にな
る。無偏光の紫外線68はP波とS波の偏光を含むが、
S波は配向の方向性に寄与しない。つまり、S波はX方
向に対しては全く作用を行わず、Y方向には作用するが
その作用はY軸のプラス方向とマイナス方向で作用の大
きさが同じであるので、配向の方向性に寄与しない。
においてアルキル基70を含んだ部分に作用し、配向の
方向性を左右する。図5は紫外線68の入射方向と平行
な平面、すなわちP波の振動面と平行な平面に沿ってと
った図4の一部である。図5において、アルキル基70
を紫外線68のP波の振動方向に関して互いに逆方向に
傾いた2つに分けて考えことができる。
動方向に対して垂直に近くなるように傾いているもので
あり、アルキル基70のうちの成分bはP波の振動方向
に対して水平に近くなるように傾いている。一般に、紫
外線によりアルキル基自体が壊されるとは考えにくい。
アルキル基を支えている部分あるいはアルキル基を傾け
ている部分が紫外線で壊されると考えると分り易い。P
波の振動方向に対して垂直に近くなるようにアルキル基
を傾けさせている部分a(成分aに対応)と、P波の振
動方向に対して平行に近くなるようにアルキル基を傾け
させている部分b(成分bに対応)とは、紫外線により
壊される比率が異なる。
ルギーを受け易く、紫外線のエネルギーにより壊され易
い。従って、紫外線の照射により、成分bは減少し、成
分aは壊されずに残る。従って、配向膜20(24)を
液晶表示装置10で使用すると、液晶分子は配向膜20
(24)のアルキル基70のうちの成分aの傾きに従っ
てプレチルトするようになる。
においては、アルキル基70の成分a、bはそれぞれ一
様に紫外線照射の作用を受けると仮定したが、図6はア
ルキル基70の成分a、bのうちのそれぞれ一部aa、
bbが特に強く紫外線照射の作用を受ける場合である。
これらの部分aa、bbはそれぞれアルキル基70の成
分a、bの大部分に対して反対に屈曲している。
より壊されやすいが、部分bbは紫外線のエネルギーに
より壊されにくい。従って、部分bbをもった成分bが
残り、配向膜20(24)を液晶表示装置10で使用す
ると、液晶分子は配向膜20(24)のアルキル基70
のうちの成分bの傾きに従ってプレチルトするようにな
る。図5の場合、及び図6の場合、いずれの場合にも、
液晶分子は一定のプレチルト角度をもって配向するよう
になる。従って、垂直配向膜であれば、ラビングをしな
くても、無偏光の紫外線を斜めに照射することによって
プレチルト角度を伴った配向を実現できる。
びb成分のどちらが壊され易いか紫外線照射前に断定す
ることが難しいことがある。しかし、紫外線を斜めに照
射すれば、a成分及びb成分の一方が壊され、他方が残
り、それによって液晶表示装置10として使用するとき
に、液晶分子はラビングなしでプレチルト角度を伴って
配向するようになる。
の紫外線の露光量が、配向膜20、24の垂直配向性を
実現するポリマーの含有量1%当たり(1重量パーセン
ト当り)30〜120mJ/cm2 の範囲内で定められ
る。上記した化学式(1)は配向膜20、24の垂直配
向性を実現するポリマーの一例を示し、配向膜は化学式
(1)で示したポリマー以外のその他のポリマーを含ん
でいる。その他のポリマーは例えばアルキル基70のよ
うに垂直配向性を実現する成分を含んでいず、例えばア
ルキル基70が水素基に置換されたような構造を有す
る。本発明では、配向膜20、24を構成する全ポリマ
ーに対する垂直配向性を実現するポリマーの含有量を調
べ、その含有量1%当たりについて紫外線の照射量を設
定するものである。
直配向性を実現するポリマーを25パーセント含有する
サンプルと、65パーセント含有するサンプルとを準備
し、配向膜20、24とした。まず、垂直配向膜20
(24)の材料をスピンコートにより基板12(14)
に1500rpmで塗布した。このときの配向膜20
(24)の膜厚は約500オングストロームである。こ
れを180℃で1時間焼成した。次に、図2の配向処理
装置60を用いて、配向膜20(24)の表面に対して
45度の角度にて、配向膜20(24)に紫外線を照射
した。このとき、光源62としてウシオ電機製のディー
プUV照射装置を用いた。この光源62では紫外線発光
部位の大きさは約5mmであり、リフレクタ62aによ
りほぼ平行な紫外線を得た。
実現するアルキル基70を有するポリマーの含有量1%
当たり30〜120mJ/cm2 の範囲内にある幾つか
の紫外線の露光量で照射した複数のサンプルを作り、液
晶表示装置として組み立てた。第1グループはポリマー
の含有量が25パーセントのサンプルであり、第2グル
ープは65パーセントのサンプルであった。
とプレチルト角との関係を示す図である。第1グループ
のサンプルは曲線Xでプロットされている。第1グルー
プのサンプルは500〜2500mJ/cm2 の範囲内
の露光量で紫外線を照射されたものである。第2グルー
プのサンプルは曲線Yでプロットされている。第2グル
ープのサンプルは1200〜6000mJ/cm2 の範
囲内の露光量で紫外線を照射されたものである。
察を行うと、概して、露光量が少ない場合(図7の左端
側の領域)においてはセルギャップを維持するために挿
入されたスペーサの周囲の配向乱れによる黒点が発生
し、露光量が多い場合(図7の右端側の領域)において
は液晶注入時の注入筋が表れた。黒点や注入筋のないも
のが液晶の配向性良好と判断される。
範囲Pのものが液晶の配向性良好と判断された。第1グ
ループのサンプルについては、範囲Pのものは1000
〜2200mJ/cm2 の範囲内の露光量で紫外線を照
射されたものである。第2グループのサンプルについて
は図7の範囲Qのものが配向性良好と判断された。第2
グループのサンプルについては、範囲Qのものは240
0〜5500mJ/cm2 の範囲内の露光量で紫外線を
照射されたものである。
キル基を有するポリマー1%当たりの値に変換した図7
の関係を示す図である。つまり、第1のサンプルについ
ては図7の露光量を25で割り、第2のサンプルについ
ては図7の露光量を65で割り、ポリマー1%当たりの
露光量とした。図7の第1グループのサンプルの関係を
示す曲線Xは図8では曲線X′でプロットされている。
液晶の配向性良好な結果を得る露光量P′は、垂直配向
性を実現するアルキル基を有するポリマー1%当たり4
0〜88mJ/cm2 の範囲内のものであった。図7の
第2グループのサンプルの関係を示す曲線Yは図8では
曲線Y′でプロットされている。液晶の配向性良好な結
果を得る露光量Q′は、垂直配向性を実現するアルキル
基を有するポリマー1%当たり37〜85mJ/cm2
の範囲内のものであった。
の垂直配向性を実現するアルキル基を有するポリマーの
含有量が変わっても、垂直配向性を実現するアルキル基
を有するポリマー1%当たりの露光量が所定の範囲内に
あれば、液晶の配向性良好な結果を得ることができるこ
とが分かる。好ましい露光量は40〜90mJ/cm 2
の範囲内にあることが分かった。
6を一対の基板12、14間に注入し、注入口を封栓す
る。上記の実施例はこの状態で液晶表示装置として電極
18、22間に電圧を印加して試験した結果である。液
晶16を一対の基板12、14間に注入、封栓した後、
液晶パネルに熱をかけてアニーリングを行うと、液晶の
配列が良くなる。その結果、上記した露光量の範囲より
も広い露光量の範囲で液晶の配向性良好な結果を得るこ
とができる。下記の表1はこの場合の結果を示す図であ
る。
の含有量1%当たり30〜120mJ/cm2 の露光量
で紫外線を照射すると、液晶の配向性良好な結果を得る
ことができることが分った。さらに、配向膜20(2
4)の垂直配向性を実現するポリマーの含有量1%当た
り80〜120mJ/cm2 の露光量で紫外線を照射す
ると、液晶分子のプレチルト角が89度以下になって垂
直配向膜の作用が安定し、横電界によるドメインの発生
を防止することができる。この露光量では、プレチルト
角が概ね約89.6度〜約89度の範囲内にあった。
て説明すると、配向膜20,24によって垂直に近いプ
レチルト角で配向されている液晶は、TFTを有する基
板のバスラインなどからの横電界の影響を受けやすくな
る。横電界の影響を少なくするためには、配向膜表面に
対する配向膜のプレチルト角をできるだけ小さく設定す
る必要がある。しかし、プレチルト角をただ低くすれば
よいと言うものでもなく、プレチルト角がある程度小さ
くなると(例えば85度程度)、偏光板をクロスニコル
で貼りつけて黒表示をした場合、黒色度が低くなり、コ
ントラストが低下してしまう。
線を照射した場合のプレチルト角は、照射量が増加する
につれて低下する傾向を示している。また、図9に示す
ように、無偏光の紫外線の照射角度が、配向膜表面に対
して浅くなるほど、プレチルト角は低下する傾向を示し
ている。そこで、あるゆる照射条件にて、アルキル基を
含むポリマーが25%含まれている配向膜を照射し、T
FTパネルに適用した場合、照射角度10度、露光量約
1800mJ/cm2 の照射条件の場合、ドメインの発
生がきわめて小さい良好な表示を得ることができた。こ
のときのプレチルト角は配向膜表面に対して約89度で
あった。
には、89度以下のプレチルト角が望まれる。このため
には、配向膜に対する紫外線照射量が配向膜中のアルキ
ル基を含むポリマー1%に対して約80mJ/cm2 以
上必要になる。しかし、前述したように、紫外線照射量
が多くなりすぎると、液晶を注入した際の注入筋が発生
し、その痕跡が残ってしまう問題がある。図8では90
mJ/cm2 以上で注入筋が残る条件となるが、上記し
たように、注入後のアニーリングを行うことにより、約
80〜120mJ/cm2 の範囲で、注入筋なく、89
度以下のプレチルト角が得られる照射条件となる。
m付近の波長成分を含んでおり、この成分が有効であっ
た。このように、光源としては、ショートアーク型のラ
ンプを用い、250nm付近の紫外線を主に用い、紫外
線の平行度はリフレクタにより±10度以下、好ましく
は±3度以下にする。図3に示されるスペクトル分布を
もった光源光をそのまま使用した試験と、この光源光の
うちの300nm以上の波長成分をカットした紫外線を
照射した試験を行い、結果を比較したが、同様のプレチ
ルト発現性が確認された。この結果から、垂直配向膜2
0(24)にプレチルトを発現させるためには、280
nm以下の紫外線を照射するのが有効であることが分か
った。
の関係を示す図である。上記した第1グループのサンプ
ル(25%)及び第1グループのサンプル(65%)の
配向膜に、露光量が1800mJ/cm2 の露光量で紫
外線を照射し、照射角度の違いによるプレチルト角の変
化について試験した。配向膜表面に対して45度以下の
角度で紫外線照射を行うと、良好な配向が得られること
が分かっている。プレチルト角に関しては、配向膜表面
に対する照射角度が低いほどプレチルト角が低い状態を
得られる。この場合、液晶の配向性が良好となる照射角
度におけるプレチルト角は89.5度以下となってい
る。以上のことから考えると、スペーサによる配向性の
悪影響がないようにするためには89.5度以下のプレ
チルト角となるようにするのがよい。
て、垂直配向膜20(24)にプレチルト発現性を付与
することができた。実際に有効なのは、無偏光の紫外線
のうちのP波だけであるといえるが、それでも無偏光の
紫外線を使用できることのメリットは大きい。従来は水
平配向膜に偏光した紫外線を照射することによりプレチ
ルト発現性を付与する提案があるが、この場合には無偏
光の紫外線を使用してはプレチルト発現性を得ることは
できなかった。そのために、偏光した紫外線を得るため
の偏光子が必要になり、そのような偏光子は、現在では
グランテイラー型の偏光子しかないが、グランテイラー
型の偏光子は自然に産出する方解石を切り出して製造さ
れたものであり、実際の使用には向いていない。従っ
て、無偏光の紫外線を使用して配向処理を行うことがで
きることは、紫外線照射のために偏光子を使用する必要
性がなくなり、きわめて好ましい。
直配向膜20(24)の全面に一様に照射される。従っ
て、1画素内に2つの異なった配向方向のドメインA、
Bを有する配向分割を行うためには、図10に示される
ように、分割されたドメインA、B毎に、反対方向から
紫外線68A、68Bを照射するようにする。こうすれ
ば、図11に示されるように、中間に位置する液晶分子
が反対方向にチルトする2つのドメインA、Bが得られ
る。なお、この場合は、2つのドメインA、Bで液晶分
子のプレチルト角度の差はない。配向分割を行うことに
より、視角特性が改善される。
ら紫外線68A、68Bを同時に照射する例を示してい
る。この場合には、開口部74Aを有するマスク74を
使用する。一つの開口部74Aから反対方向の紫外線6
8A、68Bが入るが、反対方向の紫外線68A、68
Bが2つのドメインA、Bにちょうど振り分けられる条
件は次の通りである。マスク74の開口部74Aのピッ
チ(1画素のピッチ)をPとし、マスク74と配向膜2
0(24)との間隔をQとし、紫外線68A、68Bの
入射角をθとするとき、Q=(P/4)sin θとする。
すると、4つの方向から紫外線を同時に照射することに
より、1画素内に4つの異なったドメインAa、Ab、
Ba、Bbを形成することもできる。この場合、1つの
画素が複数のドメインAa、Ab、Ba、Bbに分かれ
ており、複数のドメインAa、Ab、Ba、Bbの液晶
の配向方向が矢印で示されるように画素の中心に対して
放射状に向いている。図13では、液晶の配向方向が矢
印で示されるように画素の中心から外向きに向いてい
る。液晶の配向方向が画素の中心に向かって内向きに向
いているようにすることもできる。このように1画素内
に4つのドメインAa、Ab、Ba、Bbを設けること
により、視角特性を向上させることができる。
の配向処理工程を示す図である。この実施例は、図1に
示されるものと同様に、一対の基板12、14と、一方
の基板に形成される電極18、及び配向膜20と、他方
の基板に形成される電極22、及び配向膜24と、一対
の基板12、14の間に挿入された液晶16とを備えた
液晶表示装置に適用できる。配向膜20、24は、前の
実施例と同様に紫外線を斜めから照射することにより配
向処理されるが、配向膜20、24は、図11に示され
るように、1画素内に2つのドメインA、Bを含むもの
である。
し、基板12(14)上に配向膜20(24)を形成し
た後、紫外線を斜めから照射する際にマスク80を使用
する。マスク80は、本体部分82と、本体部分82に
埋設され、本体部分82とは異なる屈折率を有する光路
変更部分84とを有する。光路変更部分84の各々は2
等辺三角形断面の鋸歯状の形状を有し、底辺の長さhは
画素ピッチの長さに対応する。さらに、光路変更部分8
4の2等辺三角形の頂部に位置する部分に遮光膜86が
形成されている。
画素との関係を示す図である。第1及び第2の基板1
2、14のうちの一方の基板はTFT基板であり、TF
T基板は画素電極18、ドレインバスライン32、及び
ゲートバスライン33を有する。TFT(図示せず)は
ドレインバスライン32とゲートバスライン33との交
差部に設けられる。画素ピッチhは2つの隣接するドレ
インバスライン32の中心間の距離であり、光路変更部
分84の底辺の長さhは画素ピッチhに対応する。な
お、画素ピッチhは2つの隣接するゲートバスライン3
3の中心間の距離とすることもできる。
分84の2等辺三角形の底面が配向膜20(24)の上
になるように配置され、平行紫外線が矢印で示されるよ
うに配向膜20に対して垂直な方向にマスク80に入射
される。入射紫外線は光路変更部分84の2等辺三角形
の斜面で反射して、隣の光路変更部分84の2等辺三角
形の斜面に向かい、その斜面から光路変更部分84に入
射する。
B、84Cについてみると、左側の光路変更部分84A
の右側の斜面で反射した紫外線は中央の光路変更部分8
4Bの左側の斜面に向かい、その斜面から光路変更部分
84Bに入射する。一方、右側の光路変更部分84Cの
左側の斜面で反射した紫外線は中央の光路変更部分84
Bの右側の斜面に向かい、その斜面から光路変更部分8
4Bに入射する。中央の光路変更部分84Bの左側の斜
面及び右側の斜面から光路変更部分84Bに入射した紫
外線は、配向膜20(24)の表面に斜めに入射する。
従って、上記の実施例と同様に、配向膜20(24)に
斜めに紫外線を照射することにより、配向膜20(2
4)に配向処理を行うことができる。
び遮光膜86は、左側の光路変更部分84Aの右側の斜
面で反射し、中央の光路変更部分84Bの左側の斜面に
入射した紫外線が、その光路変更部分84Bを通って、
配向膜20(24)の1画素の半分の領域に入射するよ
うに形成されている。同様に、右側の光路変更部分84
Cの左側の斜面で反射し、中央の光路変更部分84Bの
右側の斜面に入射した紫外線が、その光路変更部分84
Bを通って、配向膜20(24)の1画素の残りの半分
の領域に入射するように形成されている。従って、図1
0及び図11を参照して説明したように、配向分割が行
われる。
路変更部分84の屈折率をn2 、鋸歯状の断面形状の頂
角(2等辺三角形の頂角)をθ1 、光路変更部分84を
通って配向膜20に照射する紫外線の入射角度をθ2 と
すると、θ1 ≦60の場合、下記式(1)を満足する。 n1 cos (3θ1 /2)=n2 sin(θ2 −θ1 /2) (1) θ1 >60の場合、下記式(2)を満足する。
面の鋸歯状の形状の光路変更部分84のピッチをhとす
ると、遮光膜86は2等辺三角形の頂角部から下記の式
(3)に示す高さiをもつ。
る。マスク80は、本体部分82と、本体部分82に埋
設され、本体部分82とは異なる屈折率を有する光路変
更部分84とを有する。この場合、光路変更部分84は
台形断面の鋸歯状の断面形状を有し、台形の上辺に位置
する部分に遮光膜86が形成されている。台形は図14
の2等辺三角形の頂部を切り取ったものと考えると、台
形の斜面及び遮光膜86は図14の実施例と同様に作用
する。
長線の形成する頂角を鋸歯状の断面形状の頂角θ1 とす
ると、上記式(1)、式(2)は台形の場合にもあては
まる。頂角θ1 は延長線の形成しなくても、台形の斜辺
と底辺との間の角度が(π−θ1 )/2になることを利
用して求めてもよい。そして、台形の場合には、遮光膜
86の長さjは台形の上辺の寸法であり、下記の式
(4)で示される。
場合にも、本体部分82の屈折率をn1 、光路変更部分
84の屈折率をn2 、鋸歯状の断面形状の頂角をθ1 の
間には下記の関係がある。 cos θ1 ≧=n2 /n1 (5) ここで、具体的な例について説明する。マスク80の本
体部分82の材料は、屈折率n1 =1.5のガラスであ
り、光路変更部分84は屈折率n2 =1.0の空気であ
った。すなわち、マスク80の本体部分82は光路変更
部分84に相当する凹部形状を有し、その凹部には空気
が入っていた。
光路変更部分84は同様に100μmのピッチで連続的
に設けられていた。配向膜20(24)を紫外線で照射
するときには、図15に示されるように、マスク80の
光路変更部分84の2等辺三角形の頂部を画素電極18
の中心に位置合わせし(あるいは2等辺三角形の底角部
をバスライン32の中心に位置合わせし)、マスク80
を配向膜20(24)が形成された基板12(14)に
密着させる。
場合、紫外線がマスク80の光路変更部分84の斜面に
最初に入射する際の光と光路変更部分84の斜面との間
の角度はθ1 /2になる。2等辺三角形の頂角の角度θ
1 を50度とした場合、平行な紫外線をマスク80の上
面からマスク80の上面に対して垂直に照射すると、光
路変更部分84の斜面に65度(斜面に対して25度)
で入射する。この角度で入射した紫外線は入射角が境界
面における臨界角41.8度(cos θ=0.666)を
越えているため、全反射する。その反射光が隣の光路変
更部分84の斜面に入射角15度で入射し、屈折して光
路変更部分84を入射する。光路変更部分84を透過し
た紫外線は配向膜20(24)の表面に約47.8度の
角度で入射する。光路変更部分84の両斜面から入射す
る紫外線がそれぞれちょうど配向膜20(24)の表面
の半分ずつを照射するためには、遮光膜86の高さiは
23.9μmとする必要がある。遮光膜86はカーボン
ブラックなどで形成する。
光路変更部分84との境界面で発生し、配向膜を約4
7.8度の角度で照射する。これにより、1つの画素内
で、配向膜の半分は約47.8度の角度で照射され、残
りの半分は逆の方向から約47.8度の角度で照射され
る。従って、1回の紫外線照射により、配向膜20(2
4)は相対する方向から約47.8度の角度で分割して
照射される。このようにして形成した配向膜20、24
を有する基板12、14を貼り合わせ、液晶を注入して
パネルを形成する。電極は両方の基板に設けられてもよ
く、あるいは一方の基板のみに設けられてもよい。
した場合、配向膜20(24)に対する入射角θ2 は5
9.8度となる。このときは、遮光膜86の高さi=0
を満たすことになり、遮光膜86は必要なくなる。図1
7はこの状態を示している。図14から図17を参照し
て説明した構成は下記のように言いなおすことができ
る。マスク80の本体部分82は、第1の平坦な表面8
2aと、第1の表面82aの反対側の第2の表面82b
と、第2の表面82bに設けられた複数のキャビティ8
2cとを含む。各キャビティ82cは、第1の表面82
aから第2の表面82bへ向かう方向で見て互いに広が
るように傾斜する第1及び第2の斜面82d、82eを
有する。
及び第2の斜面82eの間に中心線を有し、光路変更部
分84はキャビティ82c及びキャビティ82c内に含
まれる物質(例えば空気)により形成される。従って、
第1の表面82aから本体部分82に入射し、第1の斜
面82dを透過した紫外線が配向膜20に第1の方向か
ら斜めに照射され、第2の斜面82eを透過した紫外線
が配向膜20に第1の方向とは反対の第2の方向から斜
めに照射される。
理をした基板12を用いた場合の液晶表示装置10にお
ける液晶分子の配向を示している。例えば図1を参照し
て説明したように、一方の基板(TFT基板)12は画
素電極18、データバスライン32、ゲートバスライン
及び配向膜20を有し、他方の基板(カラーフィルタ基
板)14は共通電極22及び配向膜24を有する。他方
の基板14はバスラインを有しない。しかし、他方の基
板14は一方の基板12のデータバスライン32及びゲ
ートバスラインに対応する位置にブラックマトリクス等
32Bを有する。従って、他方の基板14についても、
データバスライン32及びゲートバスラインに対応する
位置を特定することはできる。
て、データバスライン32はマスク80の光路変更部分
84を形成する2等辺三角形又は台形の斜辺の底部(底
辺の両端部)に位置している。2つの隣接するデータバ
スライン32の間隔が画素ピッチに対応する。バスライ
ンに対応する位置にあるブラックマトリクス32Bもデ
ータバスライン32を含む垂直面内にある。2等辺三角
形の頂角又は台形の上面の中心は、2つの隣接するデー
タバスライン32の中間にある。
は紫外線が左上から右下方向に照射され、ドメインBに
は紫外線が右上から左下方向に照射される。紫外線の照
射方向は液晶表示装置10の使用時の液晶分子のプレチ
ルトの方向を決める。その結果、図18に示されるよう
に、1画素内のドメインAの液晶分子16Aは左上から
右下方向にプレチルトしようとし、ドメインBの液晶分
子16Bは右上から左下方向にプレチルトしようとす
る。電圧を印加すると、液晶分子はプレチルトしていた
方向に基づいて矢印の方向に倒れる。他方の基板14の
配向膜の配向処理については示されていないが、他方の
基板14の配向膜の配向処理は液晶分子が各ドメイン
A、Bで同じ挙動をするように一方の基板12の配向膜
の配向処理に準じて行われる。
と、画素電極18と共通電極22との間の電界が生じる
ばかりでなく、2つの隣接するデータバスライン32間
(及びゲートバスライン間)で電気力線ELが生じる。
電気力線ELは1つの画素を横に横断するように延び、
データバスライン32(ゲートバスライン)に隣接する
位置にある液晶分子16Cはこの電気力線ELの影響を
受ける。この液晶分子16Cは電気力線ELに沿って倒
れようとし、これは液晶分子16Cの属するドメインA
の液晶分子16Aの倒れる方向とは逆になる。従って、
データバスライン32(ゲートバスライン)に隣接する
部分では、表示にディスクリネーションが生じるという
問題がある。
晶分子の配向を示す図である。図19においては、1画
素内のドメインAの液晶分子16Aは右上から左下方向
にプレチルトしようとし、ドメインBの液晶分子16B
は左上から右下方向にプレチルトしようとする。電圧を
印加すると、液晶分子はプレチルトしていた方向に基づ
いて矢印の方向に倒れる。すなわち、図19の配向処理
はデータバスライン32を基準とした1画素内では図1
8の配向処理とは逆方向に実施されている。そのため、
図19において、データバスライン32(ゲートバスラ
イン)に隣接する位置にある液晶分子16Cは電気力線
ELに沿った方向に倒れるが、これは液晶分子16Cの
属するドメインAの液晶分子16Aの倒れる方向とは同
じ方向になる。従って、データバスライン32(ゲート
バスライン)に隣接する部分でも、表示のディスクリネ
ーションが生じなくなる。
バスラインを有しないカラーフィルタ基板14の配向膜
の配向処理を実施する工程を示す図である。同様に、図
21は図19の液晶の配向を得るためのバスラインを有
するTFT基板12の配向膜の配向処理を実施する工程
を示す図である。この実施例では、基板12、14は配
向膜20、24を形成されるが、配向膜20、24は図
では省略されている。図14から図17を参照して説明
したのと同様に、配向膜20、24には紫外線を斜めか
ら照射して配向処理を行う。この実施例では、配向処理
を行うときに、マスク80とデータバスライン32(及
びゲートバスライン)及びブラックマトリクス等32B
との位置関係を設定する点が前の例と異なっている。
部分84が2等辺三角形の場合である。基板12、14
に配向膜20、24を形成した後、本体部分82と、画
素ピッチに対応して該本体部分に設けられた複数の光路
変更部分84とを有するマスク80を準備する。マスク
80の本体部分82は、第1の平坦な表面82aと、第
1の表面82aの反対側の第2の表面82bと、第2の
表面82bに設けられた複数のキャビティ82cとを含
む。各キャビティ84cは、第1の表面82aに対して
垂直な垂直面(図20で紙面に垂直で2等辺三角形の頂
角を通る平面)の両側にあって、第1の表面82aから
第2の表面82bへ向かう方向で見て互いに広がるよう
に傾斜する第1及び第2の斜面82d、82eを有し、
光路変更部分84はキャビティ84c及びキャビティ内
に含まれる物質(空気)により形成される。
カラーフィルタ基板14については、第1の斜面82d
の第2の表面82b上の端部(2等辺三角形の底角部)
及び第2の斜面82eの第2の表面82b上の端部がブ
ラックマトリクス32b上にくるようにしてマスク80
を該基板14にあてがう。つまり、2等辺三角形の頂角
が2つの隣接するデータバスライン32の中間の位置に
きている。そこで、基板14の配向膜24の表面にマス
ク80を介して斜め方向から紫外線を照射すると、液晶
分子が斜め方向にプレチルトをともなって配向するよう
になる。
FT基板12については、第1の斜面82dと第2の斜
面82eとの間の垂直面がデータバスライン32上にく
るようにしてマスク80を基板12にあてがう。つま
り、2等辺三角形の頂角がデータバスライン32の上に
重なる位置にくるようにする。そこで、基板14の配向
膜24の表面にマスク80を介して斜め方向から紫外線
を照射すると、液晶分子が斜め方向にプレチルトをとも
なって配向するようになる。この場合の1画素は、2等
辺三角形の底辺で定められる領域ではなく、2つの隣接
するデータバスライン32で定められる領域である。
のTFT基板12とを貼り合わせ、液晶16をこれらの
基板12、14の間に注入すると、図19に示す液晶の
配向が得られる。データバスライン32とブラックマト
リクス等32Bとは同じ平面内に位置する。もしカラー
フィルタ基板14にブラックマトリクス等32Bがない
場合でも、組み立てたときにカラーフィルタ基板14に
データバスライン32と同一平面内にくる位置決めマー
クを設けておけばよく、露光はステッパ等の精密工具を
使用して行われるので必ずしもそのような位置決めマー
クをデータバスライン32と同じピッチで設ける必要は
ない。
部分84が台形である場合の例である。その他の特徴は
図20及び図21の例と同様である。図22において
は、バスラインを有しないカラーフィルタ基板14につ
いては、第1の斜面82dの第2の表面82b上の端部
(台形の底辺の端部)及び第2の斜面82eの第2の表
面82b上の端部がブラックマトリクス32b上にくる
ようにしてマスク80を該基板14にあてがう。つま
り、台形の中心が2つの隣接するデータバスライン32
の中間の位置にきている。そこで、基板14の配向膜2
4の表面にマスク80を介して斜め方向から紫外線を照
射すると、液晶分子が斜め方向にプレチルトをともなっ
て配向するようになる。
FT基板12については、第1の斜面82dと第2の斜
面82eとの間の垂直面がデータバスライン32上にく
るようにしてマスク80を基板12にあてがう。つま
り、台形の中心がデータバスライン32の上に重なる位
置にくるようにする。そこで、基板14の配向膜24の
表面にマスク80を介して斜め方向から紫外線を照射す
ると、液晶分子が斜め方向にプレチルトをともなって配
向するようになる。
膜が適切に配向処理されていれば、他方の配向膜は配向
処理されていないても、液晶分子は配向処理されている
配向膜の配向処理に従って配向することが分かってい
る。従って、図20に示された配向処理方法で処理され
た配向膜を有する基板14と図21に示された配向処理
方法で処理された配向膜を有する基板12とを組み合わ
せて液晶表示装置10を作るのは好ましい。しかし、図
20に示された配向処理方法で処理された配向膜を有す
る基板14と配向処理されていない配向膜を有する基板
12とを組み合わせ、あるいは配向処理されていない配
向膜を有する基板14と図21に示された配向処理方法
で処理された配向膜を有する基板12とを組み合わせて
液晶表示装置10を作っても、図19に示した特徴を有
する液晶表示装置10を得ることができる。
処理された配向膜を有する基板14と図23に示された
配向処理方法で処理された配向膜を有する基板12とを
組み合わせて液晶表示装置10を作るのは好ましい。し
かし、図22に示された配向処理方法で処理された配向
膜を有する基板14と配向処理されていない配向膜を有
する基板12とを組み合わせ、あるいは配向処理されて
いない配向膜を有する基板14と図23に示された配向
処理方法で処理された配向膜を有する基板12とを組み
合わせて液晶表示装置10を作っても、図19に示した
特徴を有する液晶表示装置10を得ることができる。
し、4つのドメインを含む配向処理を行う場合のマスク
80を示す図である。図25は図24のマスク80の1
つの光路変更部分84を示す斜視図、図26は光路変更
部分84を示す平面図、図27及び図28は光路変更部
分84の断面図である。図14から図23の例と同様
に、この実施例のマスク80は液晶表示装置10の基板
12、14の配向膜20、24に紫外線を斜めから照射
するのに使用される。マスク80は本体部分82と、複
数の光路変更部分84とを有する。光路変更部分84は
本体部分82のキャビティ82cとして形成されたもの
である。前の実施例では、各キャビティ82cは、第1
の表面82aから第2の表面82bへ向かう方向で見て
互いに広がるように傾斜する一対の斜面82d、82e
を有するものであったが、この実施例では、各キャビテ
ィ82cは、2対の斜面を有する。
表面82aに対して垂直で且つ互いに垂直な第1及び第
2の垂直面82x、82yのうち、第1の垂直面82x
の両側にあって、第1の表面82aから第2の表面82
bへ向かう方向で見て互いに広がるように傾斜する第1
及び第2の斜面82d、82eと、第2の垂直面82y
の両側にあって、第1の表面82aから第2の表面82
bへ向かう方向で見て互いに広がるように傾斜する第3
及び第4の斜面82f、82gとを有する。光路変更部
分84はキャビティ82c及びキャビティ82c内に含
まれる物質(空気)により形成される。このマスク80
をカラーフィルタ基板14に重ね、カラーフィルタ基板
14の配向膜24の表面にマスク80を介して斜め方向
から紫外線を照射する。この場合、TFT基板12の配
向膜は配向処理しない方がよい。
は、第1及び第2の斜面82d、82eは前の実施例で
示した2等辺三角形の断面形状を有するマスク80と等
しい作用を有する。第3及び第4の斜面82f、82g
は前の実施例で示した台形の断面形状を有するマスク8
0と等しい作用を有する。1つの画素内では、4つの方
向が紫外線が照射され、第1及び第2の斜面82d、8
2eを通って配向膜に斜めに照射される紫外線により2
つの配向の異なったドメインが形成され、第3及び第4
の斜面82f、82gを通って配向膜に斜めに照射され
る紫外線により2つの配向の異なったドメインが形成さ
れる。従って、合計で4つの配向の異なったドメインが
形成され、表示をあらゆる方向からかなりの視角で見て
も、表示をかなり良好に見ることができる。
形例である。図26の光路変更部分84はa×e(aは
短辺の長さ、eは長辺の長さ)の矩形状のベース形状を
有し、台形の上辺に相当するピーク82pを有する。図
29及び図30の光路変更部分84は図26のピーク8
2pの長さを0にしたものに相当する。さらに、図29
及び図30の光路変更部分84を変更し、a×aの正方
形のベース形状を有する光路変更部分84を使用するこ
ともできる。
84に遮光膜86を設けた例を示す。遮光膜86の作用
は、第1及び第2の斜面82d、82e、及び第3及び
第4の斜面82f、82gを通って1画素相当の配向膜
の部分に入射した紫外線が、互いに重複することなく、
ちょうど1画素相当の配向膜の部分をカバーするように
することである。
は、下記の関係を満足することが望ましい。図32に示
されるように、台形の上辺に相当するピーク82pの両
端部を点A、Bとする。第1及び第2の斜面82d、8
2e内にあって、ピーク82pと平行に延びる遮光膜8
6の部分の角部を点C、D、E、Fとする。点C、D、
Eはピーク82pと垂直で点Aを通る垂直面内にあり、
点D、Fは点82pと垂直で点Bを通る垂直面内にある
ものとする。第3及び第4の斜面82f、82g内にあ
って、ピーク82pを含む垂直面内にある遮光膜86の
部分の角部を点G、Hとする。遮光膜86は、点C、
D、E、F、G、Hから光路変更部分84の矩形状のベ
ース形状の角部を線を引くことによって求められる。
は、距離d、fを定めればよい。距離dはピーク82p
と各点C、D、E、Fとの間の第1の表面82aと平行
な平面内における(上から見た)距離である。距離fは
ピーク82pとを各点G、Hとの間の第1の表面82a
と平行な平面内における(上から見た)距離である。距
離dは下記の関係(6)、(7)から求められ、距離f
は下記の関係(8)、(9)から求められる。
率をn1 、光路変更部分84の屈折率をn2 、垂直面内
における2等辺三角形の頂角をθ1 、配向膜への紫外線
の照射角度をθ2 、垂直面内における台形の底角をθ3
とする。なお、下記式(1)、(2)が成立することも
必要である。
紫外線照射を用いた配向処理を、基板全体に、配向不良
を発生させることなく行うことができ、従来のラビング
工程を行うことなく、簡便な配向処理を実施できる。ま
た、1回の紫外線照射により、1つの画素内に2つの配
向方向をもった領域(ドメイン)を形成することがで
き、装置のコストを安価にし、且つ製造タクトを早くす
ることができる。
図である。
分布を示す図である。
図である。
するポリマー1%当たりの値に変換した図7の関係を示
す図である。
す図である。
理をすることを示す図である。
を示す図である。
示す図である。
工程を示す図である。
示す図である。
板を用いた場合の液晶表示装置における液晶分子の配向
を示す図である。
理をした場合の液晶分子の配向を示す図である。
ルタ基板の配向膜の配向処理を実施する工程を示す図で
ある。
の配向膜の配向処理を実施する工程を示す図である。
を含む配向処理を行う場合のマスクを示す平面図であ
る。
斜視図である。
沿った断面図である。
沿った断面図である。
設けた例を示す斜視図である。
図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 間隔をあけて対向する一対の基板と、一
方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成され
る配向膜と、該一対の基板の間に挿入された液晶とを備
えた液晶表示装置の製造方法であって、 該基板に垂直配向性を実現するポリマーを含む配向膜を
形成し、該配向膜の垂直配向性を実現するポリマーの含
有量1%当たり30〜120mJ/cm2 の露光量で、
該配向膜の表面に対し45度以下の斜め方向から該配向
膜に無偏光の紫外線を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】 配向膜表面に照射する無偏光の紫外線の
露光量が40〜90mJ/cm2 の範囲であることを特
徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項3】 配向膜表面に照射する無偏光の紫外線の
露光量が80〜120mJ/cm2 の範囲であることを
特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項4】 紫外線の露光量は配向膜の表面に対する
液晶のプレチルト角が89.5度以下であるようにする
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項5】 配向膜へ照射される紫外線の波長が28
0nm以下の成分を含むことを特徴とする請求項1に記
載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項6】 間隔をあけて対向する一対の基板と、一
方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成され
る配向膜と、該一対の基板の間に挿入された液晶とを備
えた液晶表示装置の製造方法であって、 基板に配向膜を形成し、本体部分と、画素ピッチに対応
して該本体部分に設けられ、該本体部分とは異なる屈折
率を有する複数の光路変更部分とを有するマスクを用い
て該配向膜の各々の表面に斜め方向から紫外線を照射す
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項7】 該光路変更部分の各々は画素ピッチの長
さを底辺とした2等辺三角形断面の鋸歯状の形状を有
し、該光路変更部分の該2等辺三角形の頂部に位置する
部分に遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項
6に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項8】 該光路変更部分の各々は画素ピッチの長
さを底辺とした台形断面の鋸歯状の断面形状を有し、該
台形の上辺に位置する部分に遮光膜が形成されているこ
とを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項9】 該本体部分の屈折率をn1 、該光路変更
部分の屈折率をn2、鋸歯状の断面形状の頂角をθ1 、
該光路変更部分を通って配向膜に照射する紫外線の入射
角度をθ2 とすると、θ1 ≦60の場合、下記式(1)
を満足し、 n1 cos (3θ1 /2)=n2 sin(θ2 −θ1 /2) (1) θ1 >60の場合、下記式(2)を満足する、 n1 cos (3θ1 /2)=n2 sin(θ1 /2−θ2 ) (2) ことを特徴とする請求項7又は8に記載の液晶表示装置
の製造方法。 - 【請求項10】 該本体部分の屈折率をn1 、該光路変
更部分の屈折率をn 2 、鋸歯状の断面形状の頂角をθ1
の間には下記の関係がある、 cos θ1 >=n2 /n1 (5) ことを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項11】 該マスクの本体部分は、第1の平坦な
表面と、該第1の表面の反対側の第2の表面と、該第2
の表面に設けられた複数のキャビティとを含み、各キャ
ビティは、該第1の表面から該第2の表面へ向かう方向
で見て互いに広がるように傾斜する第1及び第2の斜面
を有し、各キャビティは、該第1の斜面及び該第2の斜
面の間に中心線を有し、該光路変更部分は該キャビティ
及び該キャビティ内に含まれる物質により形成され、 該第1の表面から該本体部分に入射し、該第1の斜面を
透過した紫外線が該配向膜に第1の方向から斜めに照射
され、該第2の斜面を透過した紫外線が該配向膜に該第
1の方向とは反対の第2の方向から斜めに照射されるよ
うにしたことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装
置の製造方法。 - 【請求項12】 間隔をあけて対向する一対の基板と、
一方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成さ
れる配向膜と、一方の基板に設けられた複数のバスライ
ンと、該一対の基板の間に挿入された液晶とを備えた液
晶表示装置の製造方法であって、 基板に配向膜を形成し、 本体部分と、画素ピッチに対応して該本体部分に設けら
れた複数の光路変更部分とを有するマスクを準備し、該
マスクの本体部分は、第1の平坦な表面と、該第1の表
面の反対側の第2の表面と、該第2の表面に設けられた
複数のキャビティとを含み、各キャビティは、該第1の
表面に対して垂直な垂直面の両側にあって、該第1の表
面から該第2の表面へ向かう方向で見て互いに広がるよ
うに傾斜する第1及び第2の斜面を有し、該光路変更部
分は該キャビティ及び該キャビティ内に含まれる物質に
より形成され、 該バスラインを有する一方の基板については、該第1の
斜面と該第2の斜面との間の垂直面が該バスライン上に
くるようにして該マスクを該基板に重ね、 該基板の該配向膜の表面に該マスクを介して斜め方向か
ら紫外線を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13】 間隔をあけて対向する一対の基板と、
一方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成さ
れる配向膜と、一方の基板に設けられた複数のバスライ
ンと、該一対の基板の間に挿入された液晶とを備えた液
晶表示装置の製造方法であって、 基板に配向膜を形成し、 本体部分と、画素ピッチに対応して該本体部分に設けら
れた複数の光路変更部分とを有するマスクを準備し、該
マスクの本体部分は、第1の平坦な表面と、該第1の表
面の反対側の第2の表面と、該第2の表面に設けられた
複数のキャビティとを含み、各キャビティは、該第1の
表面に対して垂直な垂直面の両側にあって、該第1の表
面から該第2の表面へ向かう方向で見て互いに広がるよ
うに傾斜する第1及び第2の斜面を有し、該光路変更部
分は該キャビティ及び該キャビティ内に含まれる物質に
より形成され、 該バスラインを有しない他方の基板については、該第1
の斜面の該第2の表面上の端部及び該第2の斜面の該第
2の表面上の端部が該バスラインに対応する線上にくる
ようにして該マスクを該基板に重ね、 該基板の該配向膜の表面に該マスクを介して斜め方向か
ら紫外線を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14】 該キャビティは、2等辺三角形断面の
鋸歯の形状を有し、該2等辺三角形の頂部に位置する部
分に遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項1
2又は13に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項15】 該キャビティは、台形断面の鋸歯の形
状を有し、該台形の上辺に位置する部分に遮光膜が形成
されていることを特徴とする請求項12又は13に記載
の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項16】 間隔をあけて対向する一対の基板と、
一方の基板に形成される配向膜と、他方の基板に形成さ
れる配向膜と、一方の基板に設けられた複数のバスライ
ンと、該一対の基板の間に挿入された液晶とを備えた液
晶表示装置の製造方法であって、 基板に配向膜を形成し、 本体部分と、画素ピッチに対応して該本体部分に設けら
れた複数の光路変更部分とを有するマスクを準備し、該
マスクの本体部分は、第1の平坦な表面と、該第1の表
面の反対側の第2の表面と、該第2の表面に設けられた
複数のキャビティとを含み、各キャビティは、該第1の
表面に対して垂直で且つ互いに垂直な第1及び第2の垂
直面のうち、第1の垂直面の両側にあって、該第1の表
面から該第2の表面へ向かう方向で見て互いに広がるよ
うに傾斜する第1及び第2の斜面と、第2の垂直面の両
側にあって、該第1の表面から該第2の表面へ向かう方
向で見て互いに広がるように傾斜する第3及び第4の斜
面とを有し、該光路変更部分は該キャビティ及び該キャ
ビティ内に含まれる物質により形成され、 該マスクを該基板に重ね、 該基板の該配向膜の表面に該マスクを介して斜め方向か
ら紫外線を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17】 該キャビティは、2等辺三角形断面の
鋸歯の形状及び台形断面の鋸歯の形状の少なくとも一方
の形状を有することを特徴とする請求項19に記載の液
晶表示装置の製造方法。 - 【請求項18】 該第1及び第2の斜面は2等辺三角形
の斜面であり、第3及び第4の斜面は台形の斜面である
ことを特徴とする請求項19に記載の液晶表示装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208599A JP2000081621A (ja) | 1998-07-07 | 1999-03-17 | 液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-191525 | 1998-07-07 | ||
| JP19152598 | 1998-07-07 | ||
| JP7208599A JP2000081621A (ja) | 1998-07-07 | 1999-03-17 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000081621A true JP2000081621A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=26413224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208599A Pending JP2000081621A (ja) | 1998-07-07 | 1999-03-17 | 液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000081621A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248318B2 (en) | 2002-05-31 | 2007-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method of producing the same |
| JP2010039485A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 配向膜形成方法 |
| WO2011111479A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | シャープ株式会社 | フォトマスク、露光装置及び液晶表示パネルの製造方法 |
| JP2012123206A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Hitachi High-Technologies Corp | 露光装置及び露光方法 |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP7208599A patent/JP2000081621A/ja active Pending
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