JPH07248500A

JPH07248500A - 液晶表示パネル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07248500A
Application number: JP6037079A
Authority: JP
Inventors: Minoru Otani; 稔大谷; Takeshi Kamata; 豪鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示パネルに関し、改善された視角特性
を奏し、液晶の劣化がなく、配向分割を容易かつ確実に
行うことができる構造簡単な液晶表示パネルを提供する
ことを目的とする。【構成】液晶表示パネルにおいて、液晶を挟み込む基
板が、それぞれ、その内壁に施された配向膜を有してお
りかつ少なくとも一方の配向膜が、光又は熱エネルギー
の作用を受けて表面エネルギーの変化を惹起することの
できる特定のポリイミド系膜材料の層から構成されてお
り、その際、前記配向膜は、２つの相隣れる微小領域の
集合体からなり、前記微小領域に沿って一方向に連続的
にラビングされているとともに、前記微小領域において
互いに異なるプレチルト角（基板表面からの液晶分子の
立ち上がり角度）を有しているように、構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル及びそ
の製造方法に関し、特に、画素内に異なる配向領域が形
成された配向分割型液晶表示パネル及びその製造方法に
関する。ここで、「配向分割型」とは、高い視角特性を
得るために基板の内壁に施される配向膜を微小な領域に
分割して液晶の配向状態が微小な領域毎に異なるように
構成したものを指している。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブマトリックス型カラー
液晶表示パネルに対する需要が増加している。また、こ
のような需要の増加とともに、液晶表示パネルそのもの
に対する要求は多様化の傾向にあり、なかでも視角特性
の改善が強く要求されている。すなわち、このような液
晶パネルでは、観視者が画面を見る方向により、画像の
明暗のコントラストが変化してしまうので、これを改善
することが望ましい（このことは、液晶パネルの視角特
性として一般に認識されている）。例えば、ある配向処
理をした液晶パネルを斜め上方から見る場合には、電圧
を僅かに印加しただけで透過率が大幅に低下し、電圧の
上昇とともに再び透過率が増加するようになり、これに
対して、液晶パネルを斜め下方から見る場合には、電圧
を上げても透過率がなかなか低下せず、黒い表示を得よ
うとしても、比較的に明るい表示になってしまう。

【０００３】現在、高い視角特性を得るために注目され
ている技術は、画素内を分割して異なる配向領域を形成
する配向分割技術である。例えば、特開昭６３−１０６
６２４号公報は、１画素内で液晶の分子の配向方向の異
なる２つの領域を形成して、斜め上方向の視角特性と斜
め下方向の視角特性を混合することにより、全体として
の視角特性の向上を図ることを提案している。

【０００４】図１は、このような従来の液晶表示パネル
の配向状態を示す略示図である。この図は、理解を容易
ならしめるため、１画素分の面積を示していて、その１
画素が液晶の分子の配向状態を異にする２つの領域Ａ及
びＢに分割されている。光が一方の基板に入射し（ここ
では、光入射側の基板を下基板という）、基板間にサン
ドイッチされた液晶を透過して他方の基板（上基板）か
ら出射するとし、かつ観視者が上基板の上方から液晶パ
ネルを見るとして、下基板の配向膜のラビング方向が矢
印Ｒ_Lで示され、上基板の配向膜のラビング方向が矢印
Ｒ_Uで示されている。

【０００５】図１の領域Ａでは、下基板の配向膜のラビ
ング方向Ｒ_Lは左上がり４５度であり、上基板の配向膜
のラビング方向Ｒ_Uは左下がり４５度である。このよう
な配向処理の場合の視角特性は、上記した液晶パネルを
斜め上方から見る場合に相当し、電圧を僅かに印加する
と透過率が大幅に低下し、電圧の上昇とともに再び透過
率が増加するようになる。この視角特性は、図中二重矢
印で示されている。一方、領域Ｂでは、下基板の配向膜
のラビング方向Ｒ_Lは右下がり４５度であり、上基板の
配向膜のラビング方向Ｒ_Uは右上がり４５度である。こ
のような配向処理の場合の視角特性は、上記の領域Ａと
は上下逆になる。

【０００６】このような配向処理の異なる微小な領域Ａ
と微小な領域Ｂを隣り合わせて配置すると、透過率の高
い視角特性と透過率の低い視角特性を加えて２で割った
ような視角特性になり、上下どの方向から見た場合に
も、正面から見た視角特性に近づき、全体としての視角
特性が改善される。図２は、図１の微小な領域Ａ及び微
小な領域Ｂを有する液晶パネル１の断面図である。液晶
パネル１は、図示の通り、下基板としてのＴＦＴ基板１
６及び上基板としてのＣＦ基板１８ならびにこれらの基
板に挟まれた液晶２０からなる。下基板１６には透明な
画素電極５及び配向膜６が設けられ、上基板１８には透
明な共通電極７及び配向膜８が設けられる。図１では、
微小な領域Ａにおける液晶分子が左上がり傾斜で立ち上
がり、微小な領域Ｂにおける液晶分子が右上がり傾斜で
立ち上がるように示されている。上記したような視角特
性は、このような液晶分子の傾斜方向に基づいて生じ
る。

【０００７】図２において、配向膜６及び８は、それぞ
れ、下層側の配向材層９、４及び上層側の配向材層２、
３からなる２層構造になっている。上層側の配向材層
２、３は、上記した微小な領域Ａ及びＢに相当する微小
な部分となるようにリソグラフィ技術を用いてパターニ
ングされ、各微小な部分に隣接する開口部分から下層側
の配向材層９、４が露出している。微小な部分からなる
上層側の配向材層２、３は、上基板１８側及び下基板１
６側に交互に設けられる。すなわち、微小な領域Ａにお
いては、下基板１６側の上層側の配向材層２が上基板１
８側の下層側の配向材層４と対向し、かつ、微小な領域
Ｂにおいては、上基板１８側の上層側の配向材層３が下
基板１６側の下層側の配向材層９と対向するようになっ
ている。ここで、液晶の配向状態の異なる微小な領域Ａ
及びＢを有する液晶パネル１を得るためには、それぞれ
の基板の配向膜６及び８を微小な領域Ａ及びＢ毎に区分
してラビングすることが必要である。ラビングに際して
は、それを選択的に行うためにマスク等を用い、また、
微小な領域Ａにおいては、下基板１６側の上層側の配向
材層２に図１の領域Ａの矢印Ｒ_Lで示す方向にラビング
を行い、上基板１８側の下層側の配向材層４に図１の領
域Ａの矢印Ｒ_Uで示す方向にラビングを行う。微小な領
域Ｂについても同様である。

【０００８】液晶表示パネル１の製造は、それを工程を
追って説明すると、図３のフローシートのようになる。
基板を投入した後、配向膜の形成のため、基板の内壁に
下層側の配向材及び上層側の配向材を順次塗布する。次
いで、上層側の配向材層をパターニングするために適当
なレジスト材料を塗布する。レジスト膜の形成後、選択
露光、現像・エッチング、そしてレジスト剥離の一連の
工程を実施する。所望の形にパターニングされた配向膜
を得た後、これをラビング処理し、スペーサ塗布、液晶
の注入、偏光板の貼付などの工程を経てパネルを完成す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のアクティブマト
リックス型カラー液晶表示パネルの構成及び挙動など
は、図１及び図２を参照した前記説明から容易に理解で
きるであろう。さらに、アクティブマトリックス駆動の
場合には、ゲートバスラインＣ及びドレインバスライン
（図示せず）が、画素電極５を有する下基板１６に設け
られる。配向状態の異なる微小の領域Ａ及びＢの境界で
は、逆方向に傾斜する液晶分子が接触するので、液晶の
配向が歪み、ディスクリネーションが生じ、境界線に沿
って光が洩れやすくなる。このため、ゲートバスライン
Ｃが微小な領域Ａ及びＢの境界の位置にくるように設計
し、ゲートバスラインＣがディスクリネーションにより
洩れる光を遮断して、良好な表示が得られるようにして
いる。

【００１０】しかし、図２に示されるように、ゲートバ
スラインＣが微小な領域Ａ及びＢの境界の位置にくるよ
うに設計した従来の構成では、下基板１６側の上層側の
配向材層２の端部２a 、及び上基板１８側の上層側の配
向材層３の端部３a が、ゲートバスラインＣと重なる位
置に形成されていた。このため、液晶２０が電気分解作
用を受け、イオンが発生して液晶２０が劣化しやすくな
り、液晶パネル１の性能を低下させることがあった。

【００１１】液晶２０が電気分解作用を受ける理由の１
つは、液晶２０が、材料を異にする、上層側の配向材層
２と下層側の配向材層４に接触することにある。つま
り、電気分解作用は、異なった材料の２つの電極片が溶
液に挿入されているのと同じ理由に因っている。もう１
つの理由は、液晶２０がその駆動時に直流電流を受ける
ことにある。ゲートバスラインＣは、多数本、例えば４
００本あり、順次に走査される。各ゲートラインＣは、
１／４００だけプラスの値になり、３９９／４００だけ
一定のマイナスの値になる。従って、液晶２０は、ゲー
トバスラインＣと共通電極７との間で常時直流電圧を受
けていると言える。図２では、ゲートバスラインＣの上
で対向する上層側の配向材層３と下層側の配向材層２と
の間に電位差ｖ₁が生じ、下基板１６側で、上層側の配
向材層３と下層側の配向材層２との間に電位差ｖ₂が生
じることが示されている。特に、ゲート絶縁膜にリーク
欠陥があると、液晶層と配向膜に印加される直流電圧が
大きくなる。また、ゲートバスラインＣが２本並んで形
成されている場合には、２本のゲートバスラインＣの間
の間隙部分もゲートバスラインＣと同電位になる。

【００１２】本発明の第１の目的は、したがって、改善
された視角特性を実現することができ、しかも上述のよ
うなイオンの発生に起因する液晶の劣化を防止すること
ができる構造簡単な液晶表示パネルを提供することにあ
る。従来のアクティブマトリックス型カラー液晶表示パ
ネルは、図３を参照しながら説明したように、一連のフ
ォトリソグラフィ工程を経て製造されている。配向膜の
形成のためには、第１層目（下層側）の配向材層を塗布
した後、第２層目（上層側）の配向材層を塗布し、フォ
トリソグラフィによってパターニングしている。しか
し、この方法では、配向領域の分割に要する時間が長
く、部材及び設備の面からも非常にコスト高である。ま
た、フォト工程においてはウェットプロセスを伴うた
め、配向膜が現像液あるいはレジスト剥離液によってダ
メージを受ける危険性がある。配向膜のダメージは、プ
レチルト角の低下をもたらし、また、配向不良の原因と
なる。

【００１３】加えて、ラビング処理も問題を有してい
る。画素分割した液晶表示パネルでは、２つの微小な領
域毎に逆方向のラビングを行わなくてはならない。この
ようなラビング処理は、前記したように、フォトリソグ
ラフィにより次の２回のラビング処理が必要である。す
なわち、１回目のラビング処理は、基板の内面に配向膜
を塗布し、配向膜にレジストを塗布し、このレジストに
微小な一方の領域に相当する開口部を設け、そこで一定
の方向にラビングし、そしてレジストを除去する工程か
らなる。それから、２回目のラビング処理は、１回目の
ラビングをした配向膜にレジストを塗布し、このレジス
トに前記一方の領域とは逆の領域に相当する開口部を設
け、そこで逆の方向にラビングし、そしてレジストを除
去する工程からなる。

【００１４】このようなラビング処理は、各基板の配向
膜に対して、２回のフォトリソグラフィ処理と、２回の
ラビング処理とを行うことが必要である。従って、両方
の基板については、合計４回のフォトリソグラフィ処理
と、４回のラビング処理とを行うことが必要であった。
しかし、このように何回もフォトリソグラフィ処理とラ
ビング処理を行うために、製造コストが上がり、かつ、
配向膜の表面が荒れて液晶の配向が安定しないという問
題点が発生する。

【００１５】本発明の第２の目的は、従って、上記した
ような改良された液晶表示パネルを、単純かつ短時間の
ドライプロセスで製造できる改良された方法を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した第１の目的は、
本発明によれば、液晶物質を対向せる基板間に挟み込ん
でなる液晶表示パネルにおいて、前記基板が、それぞ
れ、その内壁に施された配向膜を有しておりかつ少なく
とも一方の配向膜が、下記の群から選ばれたポリイミド
系膜材料： 1.分子内にエーテル結合を含有せず、パーオキサイド、
ケトン、エステル、アミン、アミド及びその誘導体から
なる群から選ばれた少なくとも１つの部分を含有し、そ
して光又は熱エネルギーの作用を受けて、例えば前記部
分と水、酸素及び／又は水素との反応の結果として、表
面エネルギーの変化を惹起することのできるポリイミ
ド； 2.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、光又は熱エネルギーの作用を受けて、例えば
分子内あるいは分子間で反応して、表面エネルギーの変
化を惹起することのできるポリイミド； 3.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、光又は熱エネルギーの作用を受けて、例えば
前記結合と水あるいは空気中の水素との反応の結果とし
て、表面エネルギーの変化を惹起することのできるポリ
イミド；及び 4.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、ハロゲンの存在下における光又は熱エネルギ
ーの作用を受けて、例えば前記結合とハロゲンとの反応
の結果として、表面エネルギーの変化を惹起することの
できるポリイミド；の層から構成されており、その際、
前記配向膜は、２つの相隣れる微小領域の集合体からな
り、前記微小領域に沿って一方向に連続的にラビングさ
れているとともに、前記微小領域において互いに異なる
プレチルト角（基板表面からの液晶分子の立ち上がり角
度）を有していることを特徴とする液晶表示パネルによ
って達成することができる。

【００１７】本発明の第２の目的は、上記のような液晶
表示パネルを製造する方法において、前記単一の配向膜
を形成する膜材料を基板上に適用した後、形成された塗
膜に前記微小領域の集合体の分布パターンに対応して光
又は熱エネルギーを適用し、引き続いてラビング処理す
ることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法によって
達成することができる。

【００１８】本発明の液晶表示パネルにおいて配向膜材
料として用いられるポリイミド系膜材料は、光又は熱エ
ネルギーの作用を受けて表面エネルギーの変化を惹起す
ることのできるポリイミド１〜４である。ここで適用す
ることのできる光又は熱エネルギーは、用いられるポリ
イミドの性質、例えばポリイミドの分子中に含まれる特
定の官能基などに依存していろいろな光源又は熱源から
発生させることができる。例えば、光エネルギーの例と
しては、高圧又は低圧水銀ランプからの紫外線などを挙
げることができ、また、熱エネルギーの例としては、赤
外線ヒータからの熱、レーザからの熱などを挙げること
ができる。

【００１９】光又は熱エネルギーの適用に際しては、い
ろいろな条件の下でそれを行うことができる。例えば、
用いられるポリイミドが前記ポリイミド１及び３である
場合、光又は熱エネルギーの適用中かもしくはその直後
に湿度２０％以上の大気に曝すことが好ましい。また、
用いられるポリイミドが前記ポリイミド４である場合、
例えば臭素等のようなハロゲンの雰囲気中において光又
は熱エネルギーを適用することが好ましい。

【００２０】光又は熱エネルギーの適用を受けて配向膜
のポリイミドがその表面エネルギーを変化させるメカニ
ズムは、先にも記載したように、ポリイミド分子中に含
まれる特定の官能基に依存している。すなわち、以下に
典型例を挙げて説明するように、光又は熱の存在下にお
いてポリイミドの長鎖が記載のように変化する結果とし
て表面エネルギーが変化せしめられるわけである。反応式１：

【００２１】

【化１】

【００２２】反応式２：

【００２３】

【化２】

【００２４】反応式３：

【００２５】

【化３】

【００２６】反応式４：

【００２７】

【化４】

【００２８】反応式５：

【００２９】

【化５】

【００３０】上式において、R₁及びR₂は、それぞれ、ポ
リイミドの末端に位置する任意の基を表し、具体的に
は、例えば、以下に列挙するような基を包含する。

【００３１】

【化６】

【００３２】ここで、R₁及びR₂は、それぞれ、イミド基
あるいはアミド酸基を含んでいればよい。なお、本発明
において用いられるポリイミドは、上記のような反応に
関与し得る限りにおいて特に限定されないというもの
の、ポリイミドの選択に当たっては、液晶表示素子の構
造と性能、製造プロセスなどのファクタを考慮すること
が必要である。本発明において適当なポリイミドの例を
以下に記載する。

【００３３】

【化７】

【００３４】上式において、R₃及びR₄は、それぞれ、次
の第１表に記載のような構造を有することができ、そし
てｎは数十ないし数万の整数である。

【００３５】

【表１】

【００３６】また、本発明では、配向膜材料としてポリ
イミドを用いることに代えて、その前駆体であるポリア
ミック酸を用いてもよい。すなわち、ポリアミック酸
は、ジアミン化合物と酸無水物を適当な溶媒中で反応さ
せて合成するもので、これに光又は熱エネルギーを適用
して脱水閉環すると、ポリイミドとなる。この場合の反
応例は、次の通りである。反応式６：

【００３７】

【化８】

【００３８】本発明の液晶表示パネルに含まれる単一の
配向膜は、前記した通り、２つの相隣れる微小領域の集
合体からなり、前記微小領域に沿って一方向に連続的に
ラビングされているとともに、前記微小領域において互
いに異なるプレチルト角を有している。ここで、２つの
微小領域において配向膜に接触する液晶のプレチルト角
が互いに異なるようにするためには、ラビングとは別の
処理を施すことが推奨される。ラビングとは別の処理と
しては、例えば、紫外線のような光を選択的に照射する
こと、赤外線ヒータ、レーザなどの熱源を用いて選択的
に加熱すること、配向膜材料の塗布後であってラビング
を行う前に、溶剤揮発時間が変化するように微小領域を
選択的に予備キュアリング（プリキュア）すること、な
どを挙げることができる。また、その他の利用可能の処
理としては、微小領域の表面の形状（表面積）を選択的
に変化させること、例えば一方の領域の表面で凹凸を増
加させること、微小領域の表面のプレチルト角を支配す
る化学成分の濃度分布を選択的に変化させること、例え
ば一方の微小領域の表面部分を意図的に切削除去するこ
と、基板−配向膜間の疎水性を選択的に変化させるこ
と、微小領域の表面にプレチルト角を増減させる材料層
を選択的に付着させること、などを挙げることができ
る。

【００３９】本発明の実施において、液晶表示パネルの
構造、そこで用いられる部材（基板間に挟み込まれる液
晶物質を含む）及びその製造プロセスなどは、いずれも
公知のものに基づくことができ、以下の記載においては
その典型例を参照して説明するであろう。本発明の詳細
は、以下に記載する実施例において添付の図面を参照し
ながら説明する。その前に本発明の液晶表示パネルの概
略を説明すると、次の通りである。

【００４０】本発明による液晶表示パネルは、図４に断
面で示されるように、配向膜２６を有する第１の基板１
８と、該第１の基板と対向しかつ配向膜２２を有する第
２の基板１６と、該第１及び第２の基板の間に挿入され
た液晶２０とからなり、少くとも該第１の基板の配向膜
２２が、第１及び第２の隣接する微小な領域Ａ、Ｂを有
する単一の配向膜（以下、配向材層とも記す）からな
る。単一の配向膜は、第１及び第２の微小な領域Ａ、Ｂ
に沿って一方向に連続的にラビングされているととも
に、該第１及び第２の微小な領域Ａ、Ｂにおいて配向膜
に接触する液晶のプレチルト角α、γが互いに異なるよ
うに、好ましくはラビングとは別の処理が施されてい
る。

【００４１】このような液晶表示パネルの製造方法にお
いては、第１及び第２の領域Ａ、Ｂに接触する液晶のプ
レチルト角α、γが互いに異なるように施されるラビン
グとは別の処理は、前記したように、第１及び第２の領
域Ａ、Ｂに選択的に光（例えば紫外線）を照射するこ
と、第１及び第２の領域Ａ、Ｂの表面のプレチルト角を
支配する化学成分の濃度分布を選択的に変化させるこ
と、第１及び第２の領域Ａ、Ｂを選択的に加熱するこ
と、などを包含する。

【００４２】上記した構成においては、第１の基板の配
向膜２６は液晶の配向方向が同じでプレチルト角α、γ
が互いに異なった第１及び第２の隣接する微小な領域
Ａ、Ｂを有する。第２の基板については、例えば第２の
基板の配向膜２２は配向方向及びプレチルト角βが第１
及び第２の隣接する微小な領域Ａ、Ｂについて実質的に
同じものでよく、α＞β＞γの関係がある。なお、上記
構成では、第１及び第２の基板の配向膜はともに一層構
造のものであり、従来のものよりも構造が簡単になる。
また、第２の基板についても、液晶の配向方向が同じ
で、プレチルト角α、γが互いに異なった第１及び第２
の隣接する微小な領域Ｂ、Ａを有するものとすることが
できる。

【００４３】α＞β＞γの関係がある場合、第１の領域
Ａにおいては、第１の基板に接する液晶のプレチルト角
がαとなり、第２の基板に接する液晶のプレチルト角が
βとなる。第２の領域Ｂにおいては、第１の基板に接す
る液晶のプレチルト角がγとなり、第２の基板に接する
液晶のプレチルト角がβとなる。第１の基板と第２の基
板との間の中間に位置する液晶分子は電圧印加時に第１
の基板及び第２の基板の大きい方のプレチルト角に従っ
て立ち上がるという性質があり、第１の領域Ａにおいて
は第１の基板に接する液晶の方向に従った立ち上がり
（チルト）となり、第２の領域Ｂにおいては第２の基板
に接する液晶の方向に従った立ち上がり（チルト）とな
り、画素分割を達成できる。

【００４４】図４に示した液晶表示パネルは、図５にフ
ローシートで示すような一連の工程を経て製造すること
ができる。すなわち、基板の投入後に配向膜材料を塗布
し、得られた配向膜を選択露光あるいは選択加熱して、
異なるプレチルト角を有する微小領域Ａ及びＢを形成す
る。例えば、高圧水銀ランプからの紫外線を用いる場合
には、水銀ランプと配向膜との間にフォトマスクを介在
させて選択露光を行う。選択露光の結果として、露光部
分（第２の領域Ｂ）では低いプレチルト角βが得られ、
また、非露光部分（第１の領域Ａ）では高いプレチルト
角αが得られる。所望とする微小領域を配向膜において
形成した後、ラビング処理を行い、スペーサを塗布し、
基板を貼り合わせ、液晶を注入し、液晶注入口を封止し
た後に偏光板を貼付してパネルを完成する。容易に理解
されるように、この製造プロセスは、図３を参照して説
明した従来のそれよりも格段と短縮及び簡略化されてい
る。特に、従来のプロセスに必要であったフォトプロセ
ス、ウェットプロセスが不要になり、大幅な時間短縮と
コストダウンが可能になることは、注目に値するもので
ある。

【００４５】

【作用】本発明では、配向分割プロセスにおける問題点
を解消するために、配向膜材料として用いられるポリイ
ミドの分子構造に注目し、分子内に特定の官能基を有す
るポリイミドを用いることで、光又は熱エネルギーの照
射による配向領域の分割を可能にしている。特に、ポリ
イミド分子の設計の段階から特定の官能基を導入するこ
とを考慮することを通じて、より容易かつ確実に配向領
域の分割を行うことができる。また、本発明によれば、
配向膜のダメージの心配なしに安定して低コスト、高歩
留りの配向分割型液晶表示パネルが得られる。

【００４６】

【実施例】再び図４を参照する。図４は、本発明の第１
実施例の液晶表示装置用液晶表示パネル１０を示す図で
ある。この液晶パネル１０の両側には偏光板１２、１４
がノーマリホワイトモードのときに垂直な関係で、ある
いはノーマリブラックモードのときに平行な関係で配置
される。

【００４７】液晶パネル１０は、一対の透明なガラス基
板１６、１８の間に液晶２０を封入したものである。光
源（図示せず）からの光は矢印Ｌの方から液晶パネル１
０に入射し、観視者は入射方向とは逆の方向から液晶パ
ネル１０を見るものとし、以後の説明においては、光の
入射側の基板１６を下基板と呼び、観視者側の基板１８
を上基板と呼ぶことにする。ただし、光の入射側及び観
視者側は逆とすることができる。

【００４８】下基板１６の内面にはＩＴＯの共通電極２
１及び配向膜２２が設けられ、上基板１８の内面には画
素電極２４及び配向膜２６が設けられる。カラーフィル
タ層（図示せず）が下基板１６の共通電極２１の下方に
設けられる。共通電極２１と画素電極２４を逆に設ける
こともできる。図６に示されるように、上基板１８に設
けられた画素電極２４はアクティブマトリクス回路に接
続される。アクティブマトリクス回路は、縦、横にマト
リクス状に延びるデータバスライン３０及びゲートバス
ライン３２を含み、画素電極２４は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）３４を介してデータバスライン３０及びゲー
トバスライン３２に接続される。

【００４９】図６に示されるように、画素電極２４で代
表される各画素領域は、２つの微小な領域Ａ、Ｂに分割
されている。図６に示される分割パターンは、横一列の
画素電極２４の中央を通る線によりストライプ状になっ
ているが、例えば横一列の画素電極２４において２つの
微小な領域Ａ、Ｂを交互に配置した千鳥状のパターンと
することもできる。

【００５０】図示の例において、液晶２０はツイストネ
マチック型（ＴＮ）液晶である。ツイストネマチック型
液晶を使用する場合のラビングの基本及び配向分割の基
本について、添付の図７から図１３を参照して説明す
る。図７は、（配向分割なしの）ツイストネマチック型
液晶を使用する場合のラビング処理の一例を示し、実線
の矢印２２ａは下基板１８の配向膜２２に施されるラビ
ング方向を示し、破線の矢印２６ａは上基板１６の配向
膜２６に施されるラビング方向を示する。

【００５１】図８は、図７のようなラビング処理をした
場合の、下基板１６の配向膜２２に接する液晶分子２０
Ｌと、上基板１８の配向膜２６に接する液晶分子２０Ｕ
と、下基板１６と上基板１８との中間に位置する液晶分
子２０Ｃとをそれぞれ別々に示したものである。図８に
おいて、各段の左側の図は図７に対応して見た液晶分子
の配向方向を示す平面図、各段の右側の図はそれぞれ左
側の図の矢印の方向から見た断面図である。下基板１６
の配向膜２２に接する液晶分子２０Ｌの配向方向は下基
板１６の配向膜２２のラビング方向２２ａと一致し、右
下がり方向を向いており、上基板１８の配向膜２６に接
する液晶分子２０Ｕの配向方向は上基板１８の配向膜２
６のラビング方向２６ａと一致し、左上がり方向を向い
ている。液晶は下基板１６と上基板１８との間で左まわ
りツイストし、中間の液晶分子２０Ｃは左上がりの向き
となるユニフォーム配向である。

【００５２】図９は、図７に示したラビング処理をした
液晶パネル１０を図７の線分ＸＸ─ＸＸに沿って見た断
面図である。矢印Ｃは液晶パネル１０を上基板１８の法
線方向から見ることを示し、矢印Ｕは液晶パネル１０を
斜め上３０度の方向から見ることを示し、矢印Ｌは液晶
パネル１０を斜め下３０度の方向から見ることを示てい
る。

【００５３】図１０は、図７に示されるラビング処理を
した液晶パネル１０の視角特性を示す図である。図中、
一点鎖線Ｃは図９の矢印Ｃの方向から液晶パネル１０を
見た場合の電圧−透過率曲線である。破線Ｕ、Ｌは、そ
れぞれ、図９の矢印Ｕ、Ｌの方向から液晶パネル１０を
見た場合の電圧−透過率曲線である。破線Ｌの場合に
は、電圧を高くしても透過率の低下が少ないので、黒い
表示を得ようとしても、比較的に明るい表示になってし
まう。破線Ｕの場合には、電圧をわずかにかけると透過
率が大幅に低下し、コントラスト比の大きい画像が得ら
れるが、電圧の増加とともに再び透過率が上昇し、電圧
と透過率の対応関係が反転し、白と黒の間の中間色を得
るのに不都合なことがある。

【００５４】このような視角特性を改善するために、図
１１に示されるような画素分割が行われる。図１１は、
微小な領域Ａと微小な領域Ｂとを有する画素分割の基本
形を示し、この微小な領域Ａでは図７と同じラビング処
理が行われる。微小な領域Ｂでは微小な領域Ａと逆のラ
ビング処理が行われる。すなわち、微小な領域Ｂの破線
の矢印２６ａの向きは微小な領域Ａの破線の矢印２６ａ
の向きとは逆であり、微小な領域Ｂの実線の矢印２２ａ
の向きは微小な領域Ａの実線の矢印２２ａの向きとは逆
である。その結果、微小な領域Ｂの下基板１６と上基板
１８との中間に位置する液晶分子２０Ｃは、微小な領域
Ａのものとは逆を向くことになり、視角特性も逆にな
る。

【００５５】このような微小な領域Ａと微小な領域Ｂを
隣り合わせて配置すると、図９の矢印Ｕ又はＬの方向か
ら液晶表示パネル１０を見た場合、図１０の実線Ｉの特
性が得られる。実線Ｉの特性は、破線Ｌと破線Ｕの特性
を加えて２で割ったものになり、法線方向から見た一点
鎖線Ｃの特性に近くなり、極端に透過率の高い視角方向
と極端に透過率の低い視角方向とがなくなって視角特性
が改善される。これが画素分割の効果である。しかし、
図１１に示されるラビングを処理を行うためには、上記
したように、各基板について２回のラビングを行うこと
が必要である。このような処理は面倒であり、そこで本
願の出願人は、平成５年特許願第２１２７２２号明細書
のなかでも説明したように、図１２及び図１３に一例を
示す配向処理を先に発明し、特許出願（以下、先願と呼
ぶ）した。

【００５６】図１２においては、微小な領域Ａのラビン
グ処理は、微小な領域Ｂのラビング処理と同じである。
すなわち、下基板１６の配向膜２２については微小な領
域Ａ、Ｂを通して矢印２２ａの方向にラビングを行えば
よく、また上基板１８の配向膜２６については微小な領
域Ａ、Ｂを通して矢印２６ａの方向にラビングを行えば
よい。ただし、液晶のプレチルト角を図１３に示される
ようにすることが必要である。

【００５７】図１３においては、下基板１６の配向膜２
２は一層構造のものであり、ラビングされた時にそれに
接する液晶のプレチルト角がβになるようにされてい
る。上基板１８の配向膜２６は下層側の配向材層５１と
上層側の配向材層５２とからなる二層構造のものであ
り、上層側の配向材層５２は微小な領域Ａ又はＢに対応
して開口するようにパターニングされている。上層側の
配向材層５２はラビングされたときにそれに接する液晶
のプレチルト角αが比較的に大きくなる材料で作られ、
下層側の配向材層５１はラビングされたときにそれに接
する液晶のプレチルト角γが比較的に小さくなる材料で
作られる。ここで、α＞β＞γの関係がある。

【００５８】すると、微小な領域Ａにおいては、下基板
１６側の液晶分子のプレチルト角はβであり、上基板１
８側の液晶分子のプレチルト角はγであり、β＞γであ
る。また、微小な領域Ｂにおいては、下基板１６側の液
晶分子のプレチルト角はβであり、上基板１８側の液晶
分子のプレチルト角はαであり、α＞βである。本願の
発明者らは、先願において、このように上下でプレチル
ト角に確実な差があると、下基板１６と上基板１８との
間の中間の液晶分子２０Ｃは、電圧印加時にプレチルト
角の大きい方のラビングに従って立ち上がる（チルト）
ことを発見した。液晶の光透過特性は主として中間の液
晶分子２０Ｃの挙動により定められることが分かってい
る。

【００５９】従って、図１３において、微小な領域Ａの
中間の液晶分子２０Ｃは、下基板１６の配向膜２２のラ
ビング方向に従って立ち上がる。図１３の下基板１６の
配向膜２２のラビング方向は、図１２のラビング方向２
２ａに対応し、そしてこれは図１１の微小な領域Ａのラ
ビング方向２２ａと同じである。従って、図１２及び図
１３の微小な領域Ａの視角特性は、図１１の微小な領域
Ａの視角特性と同じである。

【００６０】同様に、図１３の微小な領域Ｂの中間の液
晶分子２０Ｃは、上基板１８の配向膜２６のラビング方
向に従って配向する。図１３の上基板１８の配向膜２６
のラビング方向は、図１２のラビング方向２６ａに対応
し、そしてこれは図１１の微小な領域Ｂのラビング方向
２６ａと同じである。従って、図１２及び図１３の微小
な領域Ｂの視角特性は、図１１の微小な領域Ｂの視角特
性と同じである。すなわち、図１２及び図１３の処理に
より、図１１と同じ画素分割の効果を達成でき、図１２
及び図１３の方が各基板について１回のラビングでよい
ために製造が簡単であり、且つ液晶の配向が安定する。

【００６１】本発明は、この先願をさらに改善し、図４
に示されるように、例えば少くとも上基板１８の配向膜
２６を単一層構造として微小な領域Ａ、Ｂ毎に異なるプ
レチルト角α、γを実現できるようにしたものである。
また、図１４に示されるように、上基板１８、下基板１
６の配向膜２６、２２をともに単一層構造として微小な
領域Ａ、Ｂ毎に異なるプレチルト角α、γを形成するこ
ともできる。この変形例の場合、上下で、プレチルト角
α、γが対向する。以下、主として図４の構成について
説明する。

【００６２】本発明の液晶表示パネルでは、図１２に示
されるように、単一層の配向膜２６が２つの微小な領域
Ａ、Ｂに沿って一方向に連続的にラビングされていると
ともに、以降で説明するように、２つの微小な領域Ａ、
Ｂにおいて配向膜２６に接触する液晶のプレチルト角
α、γが互いに異なるようにラビングとは別の処理が施
されている。

【００６３】図１５は、上基板１８の配向膜２６の液晶
のプレチルト角α、γを異ならせる処理の第１実施例を
順を追って示す断面図である。図１５において、先ず工
程（ａ）において上基板１８の表面に配向膜２６をスピ
ンコートにより塗布する。ここで、上基板１８の表面に
配向膜２６を塗布するということは、上基板１８の上に
画素電極２４あるいはその他のものが形成されていれば
その表面に配向膜２６を塗布するということである。配
向膜２６は高いプレチルト角を示すイミド化率１００パ
ーセントのポリイミドを用いた。この種のポリイミドは
通常可溶性ポリイミドと言われ、種々の種類のポリイミ
ド成分を溶剤に溶かしたものである。ポリイミド成分の
中には、ジアミン成分等の、特にプレチルト角を支配す
る化学成分が含まれる。そのような配向材としては、例
えば日本合成ゴム製のＪＡＬＳ２１９、２１４等を使用
することができる。

【００６４】図１５（ｂ）においては、上基板１８の配
向膜２６をオーブン等でキュアリングし、溶剤をとばす
とともに、配向膜２６を硬化させる。次いで、図１５
（ｃ）において、マスク６０を用いて微小な領域Ａ、Ｂ
に選択的に紫外線を照射する。マスク６０は、紫外線を
透過せしめる石英又は合成石英からなる材料で作られた
板６０ａと、微小な領域Ａ、Ｂの一方に対応して該板に
設けたられたクロム等の紫外線遮断材料層６０ｂとから
なる。

【００６５】次いで、図１５（ｄ）において、ラビング
ローラ５７を用いて配向膜２６をラビングする。図１２
に示すようなラビングが可能である。図１６は、上基板
１８の配向膜２６の液晶のプレチルト角α、γを異なら
せる処理の第２実施例を順を追って示す断面図である。
この実施例では、図１５の実施例と同様に、工程（ａ）
において上基板１８の表面に配向膜２６を塗布し、工程
（ｂ）において上基板１８の配向膜２６をキュアリング
する。次いで、図１５の実施例とは逆に、工程（ｃ）に
おいて配向膜２６をラビングし、そして工程（ｄ）にお
いてマスク６０を用いて微小な領域Ａ、Ｂに選択的に紫
外線を照射する。

【００６６】図１５及び図１６においては、微小な領域
Ａ、Ｂに選択的に紫外線を照射することにより、紫外線
を照射されなかった微小な領域Ａは、配向膜材料として
使用されたポリイミドの性質に依存してかつその前後の
ラビングに従って、高いプレチルト角αを示すようにな
る。一方、紫外線を照射された微小な領域Ｂは、その部
分の配向膜２６の表面エネルギーが増加し、当初のポリ
イミドの性質に依存して、所定のラビングを行った場合
よりもプレチルト角γが小さくなる。これによって、例
えば、プレチルト角αが８度、プレチルト角βが４度、
プレチルト角γが１度の組合せを作ることができる。

【００６７】紫外線を照射することによりプレチルト角
γが小さくなることは、図１７及び図１８の関係（グラ
フ）に示される。図１７に示されるように、紫外線の照
射時間が長くなればなるほどプレチルト角は小さくな
る。紫外線の照射は配向膜２６の表面エネルギーを増加
させるが、図１８に示されるように、配向膜２６の表面
エネルギーが大きくなればなるほど、配向膜２６の濡れ
性が改善され、接触角が低下し，そしてプレチルト角は
小さくなる。なお、配向膜２６の表面エネルギーが大き
くなればなるほどプレチルト角は小さくなるという実験
的事実は、以下に記載する実施例において用いられる。

【００６８】紫外線照射を利用してプレチルト角を小さ
くするためには、配向膜２６の表面のポリイミド結合を
切るほどのエネルギーをもった紫外線を使用することが
必要である。このためには、３００ｎｍ以下の波長の紫
外線を使用することが望ましく、さらには２６０ｎｍ以
下の波長の紫外線を使用することが好ましい。実施例に
おいては、主として２５３．７ｎｍおよび１８４．９ｎ
ｍの波長の紫外線を発生する低圧水銀ランプを１０ｍＷ
／cm²で使用した。

【００６９】図１９は、紫外線照射を利用して、図４に
示すような上基板１８の配向膜２６及び下基板１６の配
向膜２２の組合せを得る一例を示す略示図である。この
実施例では、上基板１８の配向膜２６及び下基板１６の
配向膜２２として、同じようなラビング処理をした場合
には液晶が同じようなプレチルト角を示すような同じ配
向膜材料を使用している。

【００７０】図１９（ａ）は、上基板１８の配向膜２６
の配向処理を示す。先ず、ラビングローラ５７で全面を
ラビングし、配向膜２６に接触する液晶がプレチルト角
αとなるようにする。次いで、マスク６０を使用して紫
外線を照射し、紫外線が当たらなかった微小な領域Ｂで
はプレチルト角をαのままとし、紫外線が当たった微小
な領域Ａではプレチルト角がγとなるようにする。な
お、ラビングと紫外線照射とは逆の順序で行ってもよ
い。

【００７１】図１９（ｂ）は、下基板１６の配向膜２２
の配向処理を示す。先ず、ラビングローラ５７で全面を
ラビングし、配向膜２６に接触する液晶がプレチルト角
αとなるようにする。次いで、図１９（ａ）とは異なっ
て、マスクを使用することなく紫外線を照射し、それに
よってプレチルト角がβとなるようにする。なお、この
場合にも、ラビングと紫外線照射とは逆の順序で行って
もよい。このようにして、α＞β＞γの関係を満足する
配向膜２２、２６を得ることができる。

【００７２】図２０は、上基板１８の配向膜２６及び下
基板１６の配向膜２２の組合せの別の実施例を示す略示
図である。図２０（ａ）は、上基板１８の配向膜２６の
配向処理を示す。先ず、ラビングローラ５７で全面をラ
ビングし、配向膜２６に接触する液晶がプレチルト角α
となるようにする。次いで、マスク６０を使用して紫外
線を照射し、紫外線が当たらなかった微小な領域Ｂでは
プレチルト角をαのままとし、紫外線が当たった微小な
領域Ａではプレチルト角がγとなるようにする。

【００７３】図２０（ｂ）は、下基板１６の配向膜２２
の配向処理を示す。ここでは、配向膜２６に接触する液
晶がプレチルト角βとなるようにラビングする。この場
合には、配向膜２６及び配向膜２２の膜材料として同じ
材料を使用してもよく、あるいは異なった材料をしても
よい。要するに、配向膜材料とラビングとの組合せによ
りプレチルト角に差がでるようにする。同じ膜材料を使
用する場合には、ラビング回数を増減してプレチルト角
に差がでるようにする。そして、この場合にも、α＞β
＞γの関係を満足することが必要である。

【００７４】図２１は、上記の例において紫外線照射に
よりプレチルト角α、γを異ならせるために使用された
マスク６０の変形例を示す断面図である。マスク６０
は、紫外線を透過する石英もしくは合成石英からなる板
６０ａに紫外線を遮断するクロムからなる紫外線遮断材
料層６０ｂを張りつけたものである。この変形例では、
紫外線を透過せしめる板６０ａが突起６０ｃを有し、紫
外線遮断材料層６０ｂはこの突起６０ｃの表面に取り付
けられている。従って、紫外線遮断材料層６０ｂの表面
は、紫外線を透過せしめる板６０ａの紫外線遮断材料層
６０ｂの間に開口する部分の表面６０ｄよりも突出して
いる。

【００７５】この構成によれば、紫外線遮断材料層６０
ｂを上基板１８の配向膜２６にできるだけ近づけ、ある
いは接触させて紫外線照射を行うことができる。このよ
うにすることにより、矢印Ｐで示されるように、紫外線
が斜めにマスク６０に入射した場合に紫外線遮断材料層
６０ｂの下の領域に入るのを防止することができる。も
しも、紫外線遮断材料層６０ｂが破線６０ｅで示される
位置にあると、矢印Ｐで示される紫外線は紫外線遮断材
料層６０ｅを回り込んで配向膜２６の紫外線を遮断した
い領域に入射することになり、好ましくない。

【００７６】板６０ａが平坦な場合、紫外線が紫外線遮
断材料層６０ｅを回り込むのを防止するためには、板６
０ａ全体を配向膜２６にできるだけ近づけるのが望まし
いが、そうすると板６０ａの紫外線遮断材料層６０ｂの
間に開口する部分の表面６０ｄが配向膜２６に近づきす
ぎる。マスク６０の開口部分の表面６０ｄと上基板１８
の配向膜２６との間のギャップが小さいと、同ギャップ
内でオゾンの発生量が少なくなり、紫外線照射により配
向膜２６の表面を改質する効果が低下することが判っ
た。すなわち、図２２は、マスク６０の開口部分の表面
６０ｄと上基板１８の配向膜２６との間のギャップと、
配向膜２６の表面エネルギー（プレチルト角に関係す
る）との関係を示すグラフである。図示されるように、
マスクと基板のギャップが小さければ小さいほど配向膜
２６の表面エネルギーは小さくなる。従って、紫外線遮
断材料層６０ｂは、配向膜２６にできるだけ近づけ、開
口部分の表面６０ｄと上基板１８の配向膜２６との間に
適切なギャップがあるようにするのが望ましい。

【００７７】図２３は、図２１に示したマスクの変形例
を示す断面図である。この例では、マスク６０の紫外線
を透過する板６０ａに取り付けられる紫外線遮断材料層
６０ｂが比較的に肉厚で作られ、よって図２１のものと
同様の作用を行うようにしている。この場合、紫外線遮
断材料層６０ｂは、紫外線遮光レジンからなるのが望ま
しい。

【００７８】図２４は、図２１に示したマスクのいま１
つの変形例を示す断面図である。この例では、マスク６
０の紫外線を透過する板６０ａと紫外線遮断材料層６０
ｂとの間にスペーサ６０ｆが設けられ、よって図２１の
ものと同様の作用を行うようにしている。この場合、紫
外線遮断材料層６０ｂはクロムからなり、スペーサ６０
ｆは適当なレジンからなる。

【００７９】図２５は、上基板１８の配向膜２６の液晶
のプレチルト角α、γを異ならせる処理の第３実施例を
順を追って示す断面図である。この実施例では、微小な
領域Ａ、Ｂの表面のプレチルトを支配する化学成分の濃
度分布を選択的に変化させることについて説明する。図
２５において、工程（ａ）において上基板１８の表面に
配向膜２６を塗布し、工程（ｂ）において上基板１８の
配向膜２６をキュアリングし、工程（ｃ）において配向
膜２６上にレジストマスク５４を形成して配向膜２６の
微小な領域Ａに相当する部分の表面を少しエッチング
し、そして工程（ｄ）においてラビングローラ５７を用
いて配向膜２６を図１２のようにラビングする。

【００８０】図１４は、図２５の工程（ｃ）においてエ
ッチングされた配向膜２６の一部を拡大して示す断面図
である。ポリイミドからなる配向膜２６の材料は、上記
したように通常可溶性ポリイミドと言われ、種々の種類
のポリイミド成分を溶剤に溶解したものである。ポリイ
ミド成分の中には、ジアミン成分等の、特にプレチルト
角を支配する化学成分と、プレチルト角にはあまり影響
を与えない化学成分とが含まれる。プレチルト角を支配
する化学成分は通常疎水性を示し、空気や窒素等の低湿
度雰囲気では、膜の表面に集中しやすい。配向膜２６の
キュアリングにおけるプリキュアの温度をできるだけ低
温度で行うと、プレチルト角を支配する化学成分はかな
り表面に集中するようになる。

【００８１】図２６では、ハッチングにより、プレチル
ト角を支配する化学成分が配向膜２６の表面に集中して
いることを示している。プレチルト角を支配する化学成
分が集中している配向膜２６の表面を選択的に変化させ
ると、プレチルト角を支配する化学成分が多く含まれる
部分とそのような成分がなくなっている部分とが形成さ
れ、それによって液晶のプレチルト角α、γを異ならせ
ることができる。図示の実施例においては、配向膜２６
の表面の形状を変化させる手段としてエッチングが利用
され、図２６では、図２５の工程（ｃ）におけるエッチ
ングにより配向膜２６の微小な領域Ａに相当する表面部
分２６ｘが少しだけ切削除去されている。隣接の微小な
領域Ｂでは、プレチルト角を支配する化学成分が多く含
まれている。なお、レジストパターニング時の現像液に
よるダメージを少くするため、配向膜２６のキュアリン
グにおけるポストキュアの温度をできるだけ高温度（例
えば約３００℃）で行うのが好ましい（配向膜材料が日
本合成ゴム社製のＪＡＬＳ−２１４の場合、２５０℃〜
３００℃）。なお、ポリアミック酸タイプのポリイミド
を使用する場合には、それが比較的に高い耐薬品性を有
するので、キュア温度を２００℃以下におさえることも
可能である（例えば、住友ベークライト社製のＣＲＤ４
０２２で）。

【００８２】また、図２７は、微小な領域Ａ、Ｂの表面
のプレチルト角を支配する化学成分の分布を選択的に変
化させる手段として、上基板１８と配向膜２６との間に
配向膜２６の疎水性を選択的に変化させる処理を用いる
例を示している。より詳細には、微小な領域Ａに相当す
る領域に配向膜２６の下地としてアモルファスシリコン
の層６１が用いられる。表面酸化膜の存在しないアモル
ファスシリコンは、疎水性を示す。従って、微小な領域
Ａにあるアモルファスシリコンの層６１に接する配向膜
２６は、プレチルト角を支配する化学成分がアモルファ
スシリコンの層６１の近くに集中し、総体的に配向膜２
６の表面側にはプレチルト角を支配する化学成分が少な
くなる。図２７においても、図２６と同様に、プレチル
ト角を支配する化学成分が集中している部分がハッチン
グにより示されている。隣接の微小な領域Ｂでは、プレ
チルト角を支配する化学成分が多く含まれていることが
判る。

【００８３】図２８は、上基板１８の配向膜２６の液晶
のプレチルト角α、γを異ならせる処理の第４実施例を
順を追って示す断面図である。この実施例では、微小な
領域Ａ、Ｂの表面にプレチルト角を増減させる材料層を
選択的に付着させることについて説明する。より詳細に
は、プレチルト角を増減させる材料層を付着させる工程
は、液晶を基板面に対して垂直方向に配向させる性質を
有する材料層を選択的に付着させる工程からなる。

【００８４】図２８において、工程（ａ）において上基
板１８の表面に配向膜２６を塗布し、工程（ｂ）におい
て上基板１８の配向膜２６をキュアリングし、工程
（ｃ）において上基板１８をチャンバ６３内に収容し、
１０００ｐｐｍのシロキサンガスを含んだ窒素ガスをチ
ャンバ６３中に導入してシロキサンを配向膜２６に付着
させ、そして工程（ｄ）においてラビングローラ５７を
用いて配向膜２６を図１２のようにラビングする。

【００８５】工程（ｃ）に先がけて、配向膜２６上にレ
ジストマスク５４を形成し、配向膜２６の微小な領域Ａ
に相当する部分を被覆しておくとともに、微小な領域Ｂ
に相当する部分を露出させておく。従って、工程（ｃ）
においては、シロキサンが配向膜２６の微小な領域Ｂに
相当する部分に付着する。シロキサンは、液晶を基板面
に対して垂直方向に配向させる性質を有する材料として
知られており、よって微小な領域Ｂにおける液晶のプレ
チルト角がシロキサンの付着していない微小な領域Ａよ
りも大きい５〜１０度となる。この場合に、配向膜材料
は、通常のラビング処理によってプレチルト角が１〜２
度となるものを使用し、微小な領域Ａのプレチルト角が
１〜２度である。シロキサンを１０００ｐｐｍ含んだ窒
素ガス中に配向膜２６を１０分間放置した処理の場合、
微小な領域Ｂのプレチルト角が６〜７度となる。なお、
配向膜２６をシロキサンガス中で処理する代わりに、配
向膜２６をシロキサン溶液中に浸漬することもできる。

【００８６】図２９は、上基板１８の配向膜２６の液晶
のプレチルト角α、γを異ならせる処理の第５実施例を
順を追って示す断面図である。この実施例では、微小な
領域Ａ、Ｂを選択的に加熱する工程が含まれている。図
２９において、工程（ａ）において上基板１８の表面に
配向膜２６を塗布し、工程（ｂ）において上基板１８の
配向膜２６をキュアリングし、工程（ｃ）においてラビ
ングローラ５７を用いて配向膜２６を図１２のようにラ
ビングし、そして工程（ｄ）において赤外線ヒータ等の
熱源からマスク６５を介して配向膜２６を選択的に加熱
する（例えば２００℃に加熱）。配向膜２６をラビング
した時に配向膜２６に接触する液晶のプレチルト角がα
になるとすれば、ラビング後に赤外線ヒータを用いて微
小な領域Ａを加熱すると、配向膜２６上のラビングの痕
跡が若干緩和され、プレチルト角がαからγに低下する
ことになる。

【００８７】図３０は、図２９の加熱手段として用いる
ことのできる赤外線ヒータ６６を示す斜視図である。こ
の場合、マスク６５は熱を透過せしめる部分６５ａと、
熱を遮断する部分６５ｂとを有する櫛歯状のものとなっ
ている。熱を透過せしめる部分６５ａ及び熱を遮断する
部分６５ｂはそれぞれ実質的に画素ピッチの半分の大き
さからなる。

【００８８】図３１は、図２９の加熱手段として用いる
ことのできるレーザ源６７を示す斜視図である。図中、
レーザ源６７から発射されたレーザ光線を選択的に走査
する走査手段もあわせて示される。レーザ光線走査手段
はポリゴンミラー６８からなり、ポリゴンミラー６８は
自己の軸線の周りで回転可能であり、加熱されるべき微
小な領域Ａの幅方向（Ｙ方向）にレーザ光線を走査す
る。さらに、レーザー源６７とポリゴンミラー６８とは
加熱されるべき微小な領域Ａの長さ方向（Ｚ方向）に移
動可能になっている。従って、微小な領域Ａを帯状に加
熱することができる。

【００８９】図３２は、上基板１８の配向膜２６の液晶
のプレチルト角α、γを異ならせる処理の第６実施例を
順を追って示す断面図である。この実施例では、工程
（ａ）において上基板１８に配向膜２６を塗布した後
で、工程（ｂ）において、溶剤揮発時間が変わるように
微小な領域Ａ、Ｂを選択的にプリキュアする。プリキュ
アに際しては、上基板１８をホットプレート６９上に置
き、上方から赤外線ヒータで加熱する。マスク６５を使
用して、微小な領域Ｂを遮蔽しつつ微小な領域Ａのみを
積極的に加熱する。

【００９０】プレチルト角は、プリキュア処理により変
化する。図３３にキュアリング温度とプレチルト角との
関係として示されるように、プリキュア温度が低ければ
低いほど（プリキュア時間が長いほど）、プレチルト角
は大きくなる。従って、プリキュアの完了後、工程
（ｃ）においてポストキュアを行い、そして工程（ｄ）
においてラビングを行うと、マスク６５で遮蔽されつつ
プリキュアされた微小な領域Ｂのプレチルト角がαとな
り、微小な領域Ａのプレチルト角がγになる。

【００９１】図３３は、図３２のプリキュアの変形例を
示す。すなわち、この変形例では、図３２の工程（ｂ）
において赤外線ヒータにより上基板１８の配向膜２６を
選択的に加熱することの代わりに、上基板１８の配向膜
２６を選択的に冷却することについて説明する。ただ
し、上基板１８はホットプレート６９上に載置してある
ので、全体としては加熱され、用いられる冷風はプリキ
ュア温度を調節するためのものである。

【００９２】例１ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を流水で洗浄した後、ケトン基
を含有するポリイミドをＮ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐ）に溶解して得た溶液を印刷機で塗布した。基板上の
塗膜を１２０℃で１分間加熱して仮焼成し、次いで１８
０℃で１時間加熱して焼成した。得られた配向膜の膜厚
は、５００Åであった。次いで、基板を近接露光機に装
着し、波長３００nm以上の紫外線を１０００mJ／cm²の
エネルギー量でフォトマスクを通して配向膜に照射し、
配向膜を選択的に改変させた。紫外線照射後の基板を湿
度２０％以上の大気中に１分間放置した。このとき、ポ
リイミド分子の長鎖部分が大気中の水分子と反応して分
子構造が変化した（前記反応式１を参照）。これによ
り、配向膜の表面エネルギーが変化して、互いに異なる
プレチルト角を有する微小領域を具えた配向分割型液晶
表示パネルを得ることができた。

【００９３】変更例として、配向膜の選択露光に用いる
紫外線の波長を３００nm未満のものに代えて上記の手法
を繰り返した。ポリイミドの上記した反応に加えて、ポ
リイミド分子の長鎖部分の分解反応が起こった。これに
より、配向膜の表面エネルギーはさらに変化して、プレ
チルト角がより異なった配向領域が形成された。

【００９４】例２前記例１に記載の手法を繰り返した。但し、本例のばあ
い、配向膜材料として、ケトン基を含有するポリイミド
に代えて、次のようなポリイミドを使用した。・パーオキサイドを含有するポリイミド・エステルを含有するポリイミド・アミンを含有するポリイミド・アミドを含有するポリイミド上記したポリイミドのいずれも、大気中に含まれる水
分、酸素あるいは水素と反応して互いに異なるプレチル
ト角を有する微小領域を具えた配向膜を提供した。

【００９５】変更例として、配向膜の選択露光に用いる
紫外線の波長を３００nm未満のものに代えて上記の手法
を繰り返した。ポリイミドの上記した反応に加えて、ポ
リイミド分子の長鎖部分の分解反応が起こった。これに
より、配向膜の表面エネルギーはさらに変化して、プレ
チルト角がより異なった配向領域が形成された。

【００９６】例３ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を流水で洗浄した後、炭素−炭
素二重結合を含有するポリイミドをＮＭＰに溶解して得
た溶液を印刷機で塗布した。基板上の塗膜を１２０℃で
１分間加熱して仮焼成し、次いで１８０℃で１時間加熱
して焼成した。得られた配向膜の膜厚は、５００Åであ
った。次いで、基板を近接露光機に装着し、波長３００
nm以上の紫外線を１０００mJ／cm²のエネルギー量でフ
ォトマスクを通して配向膜に照射し、配向膜を選択的に
改変させた。紫外線照射後の基板を湿度２０％以上の大
気中に１分間放置した。このとき、ポリイミド分子の長
鎖部分が分子間で反応して分子構造が変化した（前記反
応式２を参照）。これにより、配向膜の表面エネルギー
が変化して、互いに異なるプレチルト角を有する微小領
域を具えた配向分割型液晶表示パネルを得ることができ
た。

【００９７】変更例として、配向膜の選択露光に用いる
紫外線の波長を３００nm未満のものに代えて上記の手法
を繰り返した。ポリイミドの上記した反応に加えて、ポ
リイミド分子の長鎖部分の分解反応が起こった。これに
より、配向膜の表面エネルギーはさらに変化して、プレ
チルト角がより異なった配向領域が形成された。

【００９８】例４ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を流水で洗浄した後、２個の炭
素−炭素二重結合を含有するポリイミドをＮＭＰに溶解
して得た溶液を印刷機で塗布した。基板上の塗膜を１２
０℃で１分間加熱して仮焼成し、次いで１８０℃で１時
間加熱して焼成した。得られた配向膜の膜厚は、５００
Åであった。次いで、基板を近接露光機に装着し、波長
３００nm以上の紫外線を１０００mJ／cm²のエネルギー
量でフォトマスクを通して配向膜に照射し、配向膜を選
択的に改変させた。紫外線照射後の基板を湿度２０％以
上の大気中に１分間放置した。このとき、ポリイミド分
子の長鎖部分が分子内で反応して分子構造が変化した
（前記反応式３を参照）。これにより、配向膜の表面エ
ネルギーが変化して、互いに異なるプレチルト角を有す
る微小領域を具えた配向分割型液晶表示パネルを得るこ
とができた。

【００９９】変更例として、配向膜の選択露光に用いる
紫外線の波長を３００nm未満のものに代えて上記の手法
を繰り返した。ポリイミドの上記した反応に加えて、ポ
リイミド分子の長鎖部分の分解反応が起こった。これに
より、配向膜の表面エネルギーはさらに変化して、プレ
チルト角がより異なった配向領域が形成された。

【０１００】例５ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を流水で洗浄した後、炭素−炭
素二重結合を含有するポリイミドをＮＭＰに溶解して得
た溶液を印刷機で塗布した。基板上の塗膜を１２０℃で
１分間加熱して仮焼成し、次いで１８０℃で１時間加熱
して焼成した。得られた配向膜の膜厚は、５００Åであ
った。次いで、基板を近接露光機に装着し、波長３００
nm以上の紫外線を１０００mJ／cm²のエネルギー量でフ
ォトマスクを通して配向膜に照射し、配向膜を選択的に
改変させた。紫外線照射後の基板を湿度２０％以上の大
気中に１分間放置した。このとき、ポリイミド分子の長
鎖部分が大気中の水分子と反応して分子構造が変化した
（前記反応式４を参照）。これにより、配向膜の表面エ
ネルギーが変化して、互いに異なるプレチルト角を有す
る微小領域を具えた配向分割型液晶表示パネルを得るこ
とができた。

【０１０１】変更例として、配向膜の選択露光に用いる
紫外線の波長を３００nm未満のものに代えて上記の手法
を繰り返した。ポリイミドの上記した反応に加えて、ポ
リイミド分子の長鎖部分の分解反応が起こった。これに
より、配向膜の表面エネルギーはさらに変化して、プレ
チルト角がより異なった配向領域が形成された。

【０１０２】例６ＴＦＴ基板及びＣＦ基板を流水で洗浄した後、炭素−炭
素二重結合を含有するポリイミドをＮＭＰに溶解して得
た溶液を印刷機で塗布した。基板上の塗膜を１２０℃で
１分間加熱して仮焼成し、次いで１８０℃で１時間加熱
して焼成した。得られた配向膜の膜厚は、５００Åであ
った。次いで、基板を近接露光機に装着し、臭素ガス雰
囲気下で波長３００nm以上の紫外線を１０００mJ／cm²
のエネルギー量でフォトマスクを通して配向膜に照射
し、配向膜を選択的に改変させた。このとき、ポリイミ
ド分子の長鎖部分が臭素分子と反応して分子構造が変化
した（前記反応式５を参照）。これにより、配向膜の表
面エネルギーが変化して、互いに異なるプレチルト角を
有する微小領域を具えた配向分割型液晶表示パネルを得
ることができた。

【０１０３】変更例として、塩素、フッ素又は沃素の雰
囲気中で上記の手法を繰り返したけれども、遜色のない
結果が得られた。また、もう１つの変更例として、配向
膜の選択露光に用いる紫外線の波長を３００nm未満のも
のに代えて上記の手法を繰り返した。ポリイミドの上記
した反応に加えて、ポリイミド分子の長鎖部分の分解反
応が起こった。これにより、配向膜の表面エネルギーは
さらに変化して、プレチルト角がより異なった配向領域
が形成された。

【０１０４】例７前記例１〜例６に記載の手法を繰り返した。但し、本例
の場合、配向膜材料として、それぞれの例に記載のポリ
イミドに代えて、その前駆体であるポリアミック酸を使
用した。ポリアミック酸をＮＭＰに溶解して得た溶液を
基板上に塗布した後、乾燥し、加熱硬化させてポリイミ
ドとした。引き続いて、前記のものと同様な手法に従っ
て配向膜を形成し、紫外線に選択露光した。前記の例と
同様に、ポリイミド分子の分子構造が変化し、これによ
り、配向膜の表面エネルギーが変化して、互いに異なる
プレチルト角を有する微小領域を具えた配向分割型液晶
表示パネルを得ることができた。

【０１０５】変更例として、配向膜の選択的改変のため
の紫外線露光に代えて選択加熱を行ったところ、いずれ
の場合においても遜色のない結果が得られた。なお、こ
こで使用した選択加熱の条件としては、加熱装置：炭酸
ガスレーザ、マスク：不使用（基板上を直接走査）、１
０００mJ／cm²であった。

【０１０６】

【発明の効果】以上の詳細な説明から理解できるよう
に、本発明によれば、配向分割型液晶表示パネルの製造
に必要な配向膜の選択が容易になる。これにより、従来
の配向分割プロセスに必要であったフォトプロセス、ウ
ェットプロセスが不要となるので、大幅な時間短縮とコ
ストダウンが可能になる。さらに、配向膜へのダメージ
も低減できるので、液晶表示パネルの信頼性も向上す
る。また、配向膜材料として用いるポリイミドに関し
て、その設計の段階から本発明に特有の特定の官能基を
存在させることで、配向分割に必要な配向膜を容易に得
ることができる。また、得られる液晶表示パネルは、構
造簡単にして、視角特性及びコントラストに優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶表示パネルの配向処理を示す略示図
である。

【図２】従来の液晶表示パネルの構成を示す断面図であ
る。

【図３】従来の液晶表示パネルの製造プロセスを示すフ
ローシートである。

【図４】本発明の液晶表示パネルの構成を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の液晶表示パネルの製造プロセスを示す
フローシートである。

【図６】画素電極の配置を示す略示図である。

【図７】ＴＮ液晶のラビング処理を示す略示図である。

【図８】ＴＮ液晶分子の配向を示す略示図である。

【図９】図７の線分ＸＸ−ＸＸの断面図である。

【図１０】ＴＮ液晶表示パネルの視角特性を示すグラフ
である。

【図１１】画素分割の基本形を示す略示図である。

【図１２】画素分割の進歩形を示す略示図である。

【図１３】先願の液晶表示パネルの構成を示す断面図で
ある。

【図１４】液晶表示パネルの変形例を示す断面図であ
る。

【図１５】プレチルト角を異ならせる第１実施例を示す
断面図である。

【図１６】プレチルト角を異ならせる第２実施例を示す
断面図である。

【図１７】ＵＶ照射時間とプレチルト角との関係を示す
グラフである。

【図１８】表面エネルギーとプレチルト角との関係を示
すグラフである。

【図１９】ＵＶ照射により上下基板を製造する一例を示
す断面図である。

【図２０】ＵＶ照射により上下基板を製造する他の例を
示す断面図である。

【図２１】ＵＶ照射で使用するマスクの変形例を示す断
面図である。

【図２２】マスク−基板間ギャップと表面エネルギーの
関係を示すグラフである。

【図２３】ＵＶ照射で使用するマスクの変形例を示す断
面図である。

【図２４】ＵＶ照射で使用するマスクの他の変形例を示
す断面図である。

【図２５】プレチルト角を異ならせる第３実施例を示す
断面図である。

【図２６】基板の拡大断面図である。

【図２７】基板の変形例を示す拡大断面図である。

【図２８】プレチルト角を異ならせる第４実施例を示す
断面図である。

【図２９】プレチルト角を異ならせる第５実施例を示す
断面図である。

【図３０】加熱手段の一例を示す斜視図である。

【図３１】加熱手段の他の例を示す斜視図である。

【図３２】プレチルト角を異ならせる第６実施例を示す
断面図である。

【図３３】キュアリング温度とプレチルト角との関係を
示すグラフである。

【図３４】プリキュアの変形例を示す断面図である。

【符号の説明】１０…液晶表示パネル１６、１８…基板２０…液晶２２、２６…配向膜Ａ、Ｂ…微小な領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶物質を対向せる基板間に挟み込んで
なる液晶表示パネルにおいて、前記基板が、それぞれ、
その内壁に施された配向膜を有しておりかつ少なくとも
一方の配向膜が、下記の群から選ばれたポリイミド系膜
材料： 1.分子内にエーテル結合を含有せず、パーオキサイド、
ケトン、エステル、アミン、アミド及びその誘導体から
なる群から選ばれた少なくとも１つの部分を含有し、そ
して光又は熱エネルギーの作用を受けて表面エネルギー
の変化を惹起することのできるポリイミド； 2.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、光又は熱エネルギーの作用を受けて表面エネ
ルギーの変化を惹起することのできるポリイミド； 3.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、光又は熱エネルギーの作用を受けて表面エネ
ルギーの変化を惹起することのできるポリイミド；及び 4.分子内に炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
を含有し、ハロゲンの存在下における光又は熱エネルギ
ーの作用を受けて表面エネルギーの変化を惹起すること
のできるポリイミド；の層から構成されており、その
際、前記配向膜は、２つの相隣れる微小領域の集合体か
らなり、前記微小領域に沿って一方向に連続的にラビン
グされているとともに、前記微小領域において互いに異
なるプレチルト角（基板表面からの液晶分子の立ち上が
り角度）を有していることを特徴とする液晶表示パネ
ル。
【請求項２】前記光エネルギーが水銀ランプからの紫
外線である、請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項３】前記熱エネルギーが赤外線ヒータ又はレ
ーザからの熱である、請求項１に記載の液晶表示パネ
ル。
【請求項４】請求項１に記載の液晶表示パネルを製造
する方法において、前記単一の配向膜を形成する膜材料
を基板上に適用した後、形成された塗膜に前記微小領域
の集合体の分布パターンに対応して光又は熱エネルギー
を適用し、引き続いてラビング処理することを特徴とす
る液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】前記光エネルギーが水銀ランプからの紫
外線である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】前記熱エネルギーが赤外線ヒータ又はレ
ーザからの熱である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項７】光又は熱エネルギーの適用中かもしくは
その直後に湿度２０％以上の大気に曝すことを特徴とす
る、請求項４に記載の製造方法。
【請求項８】ハロゲン雰囲気中において光又は熱エネ
ルギーを適用することを特徴とする、請求項４に記載の
製造方法。