(57)【要約】【課題】柱状スペーサ付近における液晶配向乱れによる光漏れを防止する。【解決手段】  矩形の対向基板２００の第１の辺の側に配置された第１の光源５０と第１の辺と対向する第２の辺の側に配置された第２の光源５０の各々はロングアーク光源２０と反射ミラー４０と偏光板３０を有している。各々の光軸が対向基板２００の法線方向と５度乃至３０度の角度を有する、第１の光源５０からの第１の偏光紫外線と第２の光源５０からの第２の偏光紫外線によって、対向基板２００に形成されている配向膜を光配向する。これによって、対向基板２００に形成されている柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜も光配向されるので、柱状スペーサ２５０周辺における液晶配向乱れによる光漏れを防止することが出来る。【選択図】図６
2015004810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、
前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の配向膜は、前記第１の基板の第１の辺の側に配置した第１のショートアーク光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第２の辺の側に配置した第２のショートアーク光源から照射される第２の偏光紫外線と、前記第１の基板の第３の辺の側に配置した第３のショートアーク光源から照射される第３の偏光紫外線と、前記第１の基板の第４の辺の側に配置した第４のショートアーク光源から照射される第４の偏光紫外線とによって光配向処理し、
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも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２】
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は１０度乃至５０度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】
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は２０度乃至４０度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】
前記第１の基板は対向基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の基板はＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、
前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の配向膜は、前記第１の基板の第１の辺の側に配置した第１のロングアーク光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第１の辺に対向する第２の辺の側に配置した第２のロングアーク光源から照射される第２の偏光紫外線とによって光配向処理し、
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも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７】
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は５度乃至３０度であ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】
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は１０度乃至２０度であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の基板は対向基板であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の基板はＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、
前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造装置であって、
前記第１の基板の配向膜に対し、前記第１の基板の第１の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第２の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第２の光源から照射される第２の偏光紫外線と、前記第１の基板の第３の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第３の光源から照射される第３の偏光紫外線と、前記第１の基板の第４の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第４の光源から照射される第４の偏光紫外線とによって光配向処理し、
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きく設定されることを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項１３】
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は１０度乃至５０度に設定されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項１４】
前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は２０度乃至４０度に設定されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項１５】
柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、
前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造装置であって、
前記第１の基板の配向膜に対し、前記第１の基板の第１の辺の側に配置したロングアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第１の辺に対向する第２の辺の側に配置したロングアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第２の偏光紫外線とによって光配向処理し、
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きく設定されることを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項１６】
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は５度乃至３０度に設定されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項１７】
前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は１０度乃至２０度に設定されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項１８】
前記第１の光源の前記偏光板と前記第２の光源の偏光板は、前記第１の基板と平行に設定されることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項１９】
前記第１の光源の前記偏光板と前記第２の光源の偏光板は一体であることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、柱状スペーサ周辺の光漏れを防止した高コントラストの液晶表示装置の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用される液晶表示パネルは、画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置では、ＴＦＴ基板と対向基板に形成された配向膜によって、液晶分子の初期配向を行い、この液晶分子の初期配向の状態を、画素電極に映像信号を印加することにより、画素電極と対向電極との間に形成された電界によって変化させることによって、液晶表示パネルを透過する光の量をコントロールしている。液晶分子の初期配向の向きは配向膜をラビング処理あるいは光配向処理することによって規定している。
【０００４】
液晶表示装置では、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を規定するために、例えば、対向基板に柱状スペーサを形成している。ＴＦＴ基板あるいは対向基板が、外部から応力が加わることによってそりが生ずるような場合、柱状スペーサが位置ずれして、柱状スペーサの周辺において、光漏れ、あるいは配向膜の削れが生ずることがある。これを防止するために、「特許文献１」には、柱状スペーサの面を粗面にして、柱状スペーサがずれにくくする構成が記載されている。
【０００５】
液晶表示装置は、配向膜を配向処理することによって、液晶分子を初期配向しているが、柱状スペーサの付近は、ラビング配向処理にしろ、光配向処理にしろ、配向処理をしにくい。「特許文献２」には、配向膜を形成後、柱状スペーサを形成し、柱状スペーサを液晶配向処理可能な材料で形成することによって、柱状スペーサの周辺においても、液晶を配向させることが出来る構成が記載されている。「特許文献２」の図２等には、柱状スペーサに配向処理を行うために光源に対して基板を傾けて光配向処理を行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１４１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１０９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶表示装置は、画面を見る角度によって、明るさや色度が変化する、いわゆる視角特性が問題である。ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置は液晶分子をＴＦＴ基板あるいは対向基板と平行方向に回転させることによって液晶層の透過率を制御するので、優れた視角特性を有している。ＩＰＳでは、配向膜と液晶層との界面におけるいわゆるティルト角を必要としないために、光配向処理に適している。光配向は、例えば、３００ｎｍ以下の偏光紫外線を照射することによって、配向膜を構成するポリイミドの特定方向の鎖を分断することにより、配向膜に対し、一軸異方性を形成するものである。
【０００８】
図１２は、対向基板２００に対する、従来の光配向方法を示す模式図である。図１２において、光源はショートアーク光源１０であり、紫外線を発光する。ショートアーク光源１０からの光は図示しないコリメータを用いてコリメート光（平行光線）となっている。ショートアーク光源１０からのコリメート光は、偏光板３０を通過して、光配向処理のための偏光紫外線となる。コリメート光は反射ミラー４０で反射されて、対向基板２００の主面に直角に入射する。この偏光光によって、対向基板２００に形成された配向膜が光配向処理を受ける。対向基板２００には、柱状スペーサ２５０が形成されている。ＴＦＴ基板１００も同様にして光配向処理を受ける。
【０００９】
図１３は、このようにして形成された液晶表示装置の断面模式図である。図１３において、ＴＦＴ基板１００の上に回路層１０１が形成されている。本明細書では、ガラス基板であるＴＦＴ基板１００の上に形成された、ＴＦＴ、画素電極、走査線、映像信号線、パッシベーション膜等を一括して回路層１０１と称している。図１３において、回路層１０１の上に配向膜１０２が形成されている。
【００１０】
図１３において、ＴＦＴ基板１００と対向して、対向基板２００が配置され、対向基板２００にはカラーフィルタ、ブラックマトリクス等が形成されている。図１３では、赤カラーフィルタ２０１Ｒと青カラーフィルタ２０１Ｂが図示され、赤カラーフィルタ２０１Ｒと青カラーフィルタ２０１Ｂの間にブラックマトリクス２０２が形成されている。カラーフィルタおよびブラックマトリクス２０２を覆って、樹脂で形成されたオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３の上で、ブラックマトリクス２０２に対応する部分にＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間隔を規定するための柱状スペーサ２５０が形成されている。オーバーコート膜２０３および柱状スペーサ２５０を覆って配向膜１０２が形成されている。
【００１１】
ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層３００が挟持されている。本明細書では、回路層１０１や配向膜１０２等が形成されたガラス基板をＴＦＴ基板とよぶこともあるし、ガラス基板に回路層や配向膜が形成されたものをＴＦＴ基板と呼ぶこともある。また、カラーフィルタや柱状スペーサ、配向膜等が形成されたガラス基板を対向基板と呼ぶこともあるし、ガラス基板にカラーフィルタや柱状スペーサ、配向膜等が形成されたものを対向基板と呼ぶこともある。
【００１２】
ＴＦＴ基板１００上の配向膜１０２も対向基板２００上の配向膜１０２も図１２で示したような方法で光配向処理されている。ＴＦＴ基板１００上の配向膜１０２は一様に配向処理されている。この様子を配向膜に示したハッチングによって示している。一方、対向基板２００上の配向膜は、柱状スペーサ２５０が存在しているために、柱状スペーサ２５０の側面および柱状スペーサ２５０の周辺は十分な光配向処理を受けることが出来ない。図１３における対向基板２００において、十分に光配向処理を受けた配向膜１０２にはハッチングが施され、光配向処理が十分に施されない配向膜部分はハッチングの無い白抜きとなっている。
【００１３】
そうすると、柱状スペーサ２５０の周辺において、液晶の初期配向が十分でない領域が発生し、この部分で液晶の配向乱れによる光漏れが生じ、コントラストが低下する。図１４は、このような光漏れの状態を示す模式平面図である。図１４において、円形の柱状スペーサ２５０の周りに光漏れ１５０が生じている。従来は、柱状スペーサ２５０に対応する部分の対向基板２００に遮光膜としてのブラックマトリクス２０２が十分広い面積で形成され、図１４のような光漏れを防止してコントラストの低下を防いでいた。
【００１４】
しかし、高精細画面においては、画面の輝度低下を防止するために、ブラックマトリクス２０２の領域を小さくする必要があり、そうすると、不十分な配向処理に起因する光漏れをブラックマトリクスによって十分に覆うことが困難になり、コントラストの低下をきたすことになる。
【００１５】
本発明の課題は、柱状スペーサの周辺においても、液晶を十分に配向させ、この部分における光漏れを防止し、高精細画面においても、高いコントラストを維持できる液晶表示装置を実現することが出来る液晶表示装置の製造方法、および、液晶表示装置の製造装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明はこのような課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００１７】
（１）柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基板の配向膜は、前記第１の基板の第１の辺の側に配置した第１のショートアーク光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第２の辺の側に配置した第２のショートアーク光源から照射される第２の偏光紫外線と、前記第１の基板の第３の辺の側に配置した第３のショートアーク光源から照射される第３の偏光紫外線と、前記第１の基板の第４の辺の側に配置した第４のショートアーク光源から照射される第４の偏光紫外線とによって光配向処理し、前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きいことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００１８】
（２）前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は１０度乃至５０度であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００１９】
（３）柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基板の配向膜は、前記第１の基板の第１の辺の側に配置した第１のロングアーク光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第１の辺に対向する第２の辺の側に配置した第２のロングアーク光源から照射される第２の偏光紫外線とによって光配向処理し、前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きいことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００２０】
（４）前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度は５度乃至３０度であることを特徴とする（３）に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００２１】
（５）柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造装置であって、前記第１の基板の配向膜に対し、前記第１の基板の第１の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第２の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第２の光源から照射される第２の偏光紫外線と、前記第１の基板の第３の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第３の光源から照射される第３の偏光紫外線と、前記第１の基板の第４の辺の側に配置したショートアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第４の光源から照射される第４の偏光紫外線とによって光配向処理し、前記第１の偏光紫外線の光軸、前記第２の偏光紫外線の光軸、前記第３の偏光紫外線の光軸、および、前記第４の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きく設定されることを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【００２２】
（６）柱状スペーサと配向膜を有する矩形の第１の基板と、配向膜を有する矩形の第２の基板の間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔が規定され、前記柱状スペーサの側面は配向膜によって覆われており、前記柱状スペーサを構成する材料は液晶を配向する能力を持たない液晶表示装置の製造装置であって、前記第１の基板の配向膜に対し、前記第１の基板の第１の辺の側に配置したロングアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第１の偏光紫外線と、前記第１の基板の第１の辺に対向する第２の辺の側に配置したロングアーク光源、偏光板、反射ミラーを有する第１の光源から照射される第２の偏光紫外線とによって光配向処理し、前記第１の偏光紫外線の光軸および前記第２の偏光紫外線の光軸と、前記第１の基板の法線とのなす角度はゼロよりも大きく設定されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００２３】
（７）前記第１の光源の前記偏光板と前記第２の光源の偏光板は、前記第１の基板と平行に設定されることを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置の製造装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、柱状スペーサの周辺においても、液晶を十分に初期配向させることが出来るので、コントラストの高い液晶表示装置を実現することが出来る。また、本発明によれば、高精細画面の液晶表示装置において、遮光膜の面積が小さくなった場合も、高いコントラストを維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明における第１の実施例を示す断面模式図である。
【図２】本発明における第１の実施例を示す平面模式図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の断面図である。
【図４】比較例１を示す断面模式図である。
【図５】比較例１における柱状スペーサ付近の液晶配向乱れによる光漏れの例である。
【図６】本発明における第２の実施例を示す断面模式図である。
【図７】本発明における第２の実施例を示す平面模式図である。
【図８】本発明における第３の実施例を示す断面模式図である。
【図９】比較例２を示す断面模式図である。
【図１０】比較例２を示す平面模式図である。
【図１１】本発明の効果を示す表である。
【図１２】従来例を示す断面模式図である。
【図１３】従来例による液晶表示装置の断面図である。
【図１４】従来例における柱状スペーサ付近の液晶配向乱れによる光漏れの例である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。以下の実施例は、対向基板側に柱状スペーサが形成され、対向基板を光配向処理する場合について説明している。ＴＦＴ基板側に柱状スペーサが形成されている場合は、以下の実施例において、対向基板をＴＦＴ基板に置き換えればよい。また、柱状スペーサの形成されていない基板を配向処理する場合は、従来例による配向処理を行えばよい。
【実施例１】
【００２７】
図１は実施例1における光配向処理を示す断面模式図である。図１は点光源であるショートアーク光源１０を用いた場合の例である。ショートアーク光源１０からは３００ｎｍ以下の紫外線が照射される。ショートアーク光源１０は、図示しないコリメータによって、コリメート光（平行光）となっている。ショートアーク光源１０からのコリメート光は、偏光板３０によって、偏光光となり、反射ミラー４０で反射されて対向基板２００に入射する。対向基板２００には、柱状スペーサ２５０が形成されている。
【００２８】
図１が、従来例である図１２と異なる点は、図１２では、コリメート光の光軸が対向基板２００の法線方向と一致しているのに対し、図１では、コリメート光の光軸が対向基板２００の法線に対してゼロよりも大きいθの角度をもっている点である。したがって、図１の構成では、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜にも偏光紫外線が十分照射され、配向処理がなされることになる。
【００２９】
図１において、矩形である対向基板２００の一方の辺にショートアーク光源１０、偏光板３０、反射ミラー４０を有する第１の光源が配置され、対向基板２００の前記辺に対向する辺の側にもショートアーク光源１０、偏光板３０、反射ミラー４０を有する第２の光源が配置されている。第１の光源からの偏光紫外線の光軸と第２の光源からの偏光紫外線の光軸の各々は、対向基板の法線方向と所定の角度θを有している。これによって、柱状スペーサ２５０の両側面に形成された配向膜を光配向させることが出来る。
【００３０】
しかし、ショートアーク光源１０からのコリメート光によって、柱状スペーサ２５０の側面全面を配向処理するためには、図１の紙面垂直方向に配置した、ショートアーク光源１０、偏光板３０、反射ミラー４０を有する第３および第４の光源が必要である。図２は、実施例１における配向処理装置の平面模式図である。図２に示すように、ショートアーク光源１０を用いる場合は、対向基板２００に対して４方向から偏光紫外線を照射することによって、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜全体に対して配向処理を行うことが出来る。この場合、４個の光源からの紫外線の偏光方向は、液晶を所定の方向に配向させるために異なった方向であることが多い。
【００３１】
図３は、本実施例によって配向処理された配向膜１０２を有する液晶表示装置の断面図である。図３が従来例を示す図１３と異なる点は、図３においては、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜１０２も十分に配向処理されているという点である。この様子を図３における配向膜に記したハッチングによって示している。図３において、十分に配向処理された配向膜１０２をハッチングによって示しているが、図３においては、図１３と異なり、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜１０２にも十分に配向処理がなされていることを示すハッチングが施されている。
【００３２】
したがって、図３においては、従来例である図１３に存在していた液晶の配向乱れによる光漏れ領域は存在していない。つまり、従来例において存在していた図１４に示すような光漏れは、本実施例においては存在してないか、極めて少ない。したがって、遮光膜としてのブラックマトリクス２０２の領域が小さくなっても高いコントラストを維持することが出来る。なお、本発明においては、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定する柱状スペーサ２５０を構成する材料は液晶を配向させる能力を持たず、柱状スペーサ２５０の側面等に形成された配向膜１０２によって液晶を配向させる。
【００３３】
図１に戻り、コリメート光の光軸と対向基板２００の法線とのなす角は、図３における柱状スペーサ２５０の側面の光配向処理の効率と、柱状スペーサ２５０以外の部分における光配向処理の効率を勘案して決めることになる。すなわち、θは、０よりも大きい必要があるが、好ましくは１０度乃至５０度であり、より好ましくは、２０度乃至４０度である。
【比較例１】
【００３４】
図４は、ショートアーク光源を用いて光配向処理をした場合の比較例である。図４において、ショートアーク光源１０、偏光板３０、反射ミラー４０を用いて光配向のための光源を構成しており、偏光紫外線の光軸を対向基板２００の法線方向に対してθだけ傾けている点は図１と同様である。
【００３５】
本比較例は、光配向のための光源が、対向基板２００に対して１方向にのみ存在している点である。この場合、柱状スペーサ２５０の１方向の側面に形成された配向膜１０２は十分に光配向処理されるが、柱状スペーサ２５０の反対側の側面は、十分に配向処理することができない。したがって、柱状スペーサ２５０の周辺は、図５に示すように、柱状スペーサ２５０において、上記反対側の方向は、液晶配向乱れによる光漏れが生じ、コントラストの低下をきたす。
【実施例２】
【００３６】
図６は、紫外線を放射するロングアーク光源２０を用いて光配向をする場合の光配向装置の断面模式図である。ロングアーク光源２０は、アークの電極間が長い、線状光源である。図６は、ロングアーク光源２０の短軸方向の断面に沿った本実施例による装置の断面模式図である。図６において、ロングアーク光源２０の、対向基板２０と反対側に、例えば断面が円形状あるいは２次曲線状の長尺の反射ミラー４０を配置し、入射光軸に対し平行ないし約±４５°までの角度範囲に絞られた発散光を形成している。光配向のための紫外線は偏光板３０を通過して偏光紫外線となり、柱状スペーサ２５０が形成された対向基板２００に照射される。図６における点線矢印は対向基板２００が移動する方向である。
【００３７】
図６において、偏光板３０の法線は、光軸と一致している。なお、本実施例における偏光板３０の法線は偏光紫外線の光軸と完全に一致する必要は無く、対向基板２００の法線と所定の角度傾いていてもよい。一方、対向基板２００の法線と偏光紫外線の光軸とは所定の角度θだけ傾いている。図６においては、光配向のための偏光紫外線が平行光の場合は、光軸と対向基板２００の法線を一致させると、柱状スペーサ２００の側面に形成された配向膜を十分に配向処理することが出来ない。発光角度が絞られた発散光の場合でも、光軸に対する角度が大きくなるほど光量が少なくなるため、対向基板２００の法線を一致させたときに柱状スペーサ２００の側面に十分な量の光は照射されず、十分に配向処理することが出来ない。  本実施例では、図６に示すように、第１のロングアーク光源２０と第２のロングアーク光源２０を所定の間隔をもって配置し、第１のロングアーク光源２０からの第１の偏光紫外線の光軸と第２のロングアーク光源２０からの第２の偏光紫外線の光軸とを各々、対向基板２００の法線方向に対して所定の角度傾けることによって、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜に対して十分な配向処理を可能としている。第１の偏光紫外線の光軸の角度と第２の偏光紫外線の光軸の角度は、各々反射ミラー４０の角度を調整することによって制御することが出来る。
【００３８】
一方、ロングアーク光源２０の長軸方向あるいは反射ミラー４０の長軸方向にはミラーは存在していないので、入射光軸に対し角度を絞りこまれない発散光となっている。したがって、ロングアーク光源２０の長軸方向は対向基板２００に対して傾斜を形成しなくとも、対向基板２００に形成された柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜を十分に光配向処理させることが出来る。
【００３９】
図７は、本実施例による光配向装置を示す平面模式図である。図７において、ロングアーク光源２０を有する第１の光源５０および第２の光源５０が、所定の間隔で並置されている。対向基板２００を点線矢印の方向に移動させることによって、対向基板２００に形成された配向膜を光配向処理する。
【００４０】
ロングアーク光源２００は線状光源であり、長軸方向は入射光軸に対し角度を絞りこまれない発散光源となっており、短軸方向は、反射ミラー４０によって平行光ないし入射光軸に対し角度範囲に絞られた発散光となっている。図７において、ロングアーク光源２０の長軸方向は、発散光源であるから対向基板２００に形成された柱状スペーサ２５０の側面にも偏光紫外線は十分に照射される。したがって、ロングアーク光源２０の長軸方向は、光軸が対向基板２００の法線と同じ方向であっても、柱状スペーサ２５０の側面の配向膜を十分に光配向処理することが出来る。
【００４１】
一方、ロングアーク光源２０の短軸方向は、反射ミラー４０によって平行光ないし入射光軸に対し角度を絞りこまれた発散光線であるので、光軸を対向基板２００の法線方向と一致させると、柱状スペーサ２５０の側面に形成された配向膜を十分に光配向させることが出来ない。そこで、図６に示すように、ロングアーク光源２０の短軸方向においては、光軸を対向基板２００の法線に対して傾けることによって、柱状スペーサ２５０の側面にも光配向のための偏光紫外線を十分に照射できるようにしている。
【００４２】
図６にもどり、ロングアーク光源２０の短軸方向あるいは、反射ミラー４０の短軸方向の光軸と対向基板２００の法線とのなす角度θはゼロよりも大きいが、好ましくは５度乃至３０度であり、より好ましくは、１０度乃至２０度である。
【００４３】
本実施例によれば、柱状スペーサ２５０の側面まで、十分に光配向処理することができるので、柱状スペーサ２５０周辺における液晶の配向乱れによる光漏れを防止することが出来る。
【実施例３】
【００４４】
図８は、紫外線を放射するロングアーク光源２０を用いて光配向をする場合の他の例を示す光配向装置の断面模式図である。ロングアーク光源２０は、アークの電極間が長い、線状光源であり、図８は、ロングアーク光源の短軸方向の断面に沿った本実施例による配向処理装置の断面模式図である。
【００４５】
図８において、偏光板３０が対向基板２００と平行に配置されている点以外は、実施例２である図６と同様である。本装置の平面図は図７と同様であるので、説明を省略する。本実施例の利点は、偏光板３０を対向基板２００と平行に配置するので、偏光板３０のセッティングを容易に行える点である。図８においては、２個の光源５０に別々の偏光板３０を配置しているが、１枚の偏光板３０を第１の光源５０と第２の光源５０に共通に配置することも出来る。偏光板３０と対向基板２００を平行に配置するのでこのような配置が可能になる。本実施例の効果は、実施例２と同様である。
【比較例２】
【００４６】
図９は、ロングアーク光源２０を用いて光配向処理する場合の比較例である。図９は、ロングアーク光源２０の短軸方向あるいは、反射ミラーの短軸方向の断面に沿った本装置の断面模式図である。図９は、反射ミラー４０の光軸が対向基板２００の法線方向と一致し、かつ、ロングアーク光源２０が１個である点を除いて図６と同様である。ただし、偏光板３０は対向基板２００と平行に配置されている。図９において、柱状スペーサ２５０が形成された対向基板２００が点線矢印の方向に移動することによって、対向基板２００に形成された配向膜を光配向する。
【００４７】
図１０は、本比較例による光配向装置５０の平面模式図である。図１０において、光源５０からの紫外線の出射方向は紙面下向きであり、ロングアーク光源２０の短軸方向には、平行光ないし入射光軸に対し角度を絞りこまれた発散光が、その光軸が対向基板２００の法線方向と同じ方向に照射され、ロングアーク光源の長軸方向には発散光が対向基板２００に照射される。図１０において、対向基板２００が点線矢印の方向に移動することによって、対向基板２００の全面が光配向処理される。図１０の対向基板２００には柱状スペーサ２５０は図示を省略されている。
【００４８】
図１０において、ロングアーク光源２０の長軸方向は発散光となっているので、対向基板２００上の図示しない柱状スペーサの側面に形成された配向膜を十分に光配向することが出来る。一方、ロングアーク光源２０の短軸方向は反射ミラーによって平行光ないし入射光軸に対し角度を絞りこまれた発散光が形成されているので、対向基板２００に形成された図示しない柱状スペーサの、ロングアーク光源２０の短軸方向に対応する側面に形成された配向膜には十分な光配向を行うことが出来ない。
【００４９】
そうすると、柱状スペーサの、ロングアーク光源２００の短軸方向に対応する両側面付近の液晶は配向乱れを生じ、光漏れが生ずることになる。したがって、この方向の光漏れをブラックマトリクス等によって遮光できなければ、画面のコントラストの低下をきたす。
【００５０】
＜＜各実施例および各比較例の効果のまとめ＞＞
図１１は、各実施例と各比較例の効果の比較である。図１１において、実施例１−１は、ショートアーク光源を用いている実施例１において、図１におけるθを１０度として光配向をおこなった場合の柱状スペーサ付近における光漏れを評価した結果であり、この構成の場合は、光漏れは目視では観察されなかった。実施例１−２は、ショートアーク光源を用いている実施例１において、図１におけるθを５０度として光配向をおこなった場合の柱状スペーサ付近における光漏れを評価した結果であり、この構成の場合も、光漏れは目視では観察されなかった。
実施例２−１は、ロングアーク光源を用いている実施例２において、図６におけるθを５度として光配向をおこなった場合の柱状スペーサ付近における光漏れを評価した結果であり、この構成の場合は、光漏れは目視では観察されなかった。実施例２−２は、ロングアーク光源を用いている実施例２において、図６におけるθを３０度として光配向をおこなった場合の柱状スペーサ付近における光漏れを評価した結果であり、この構成の場合も、光漏れは目視では観察されなかった。
【００５１】
図１１における従来例は、図１２において従来例として説明したショートアーク光源を用いた光配向であり、柱状スペーサ付近において、図１４に示すような光漏れが観測された。比較例１は、図４において説明したショートアーク光源を用いて光配向を行った場合の結果であり、偏光紫外線が照射される側と反対側の柱状スペーサ付近において、光漏れが観測された。比較例２は、図９において説明したロングアーク光源を用いて光配向を行った場合の結果であり、ロングアーク光源の短辺方向に対応する、柱状スペーサの両側において光もれが観測された。
【００５２】
以上のように、実施例１および２を含む本発明によれば、柱状スペーサ付近において、光漏れは観測されなかったのに対し、従来例および比較例では、柱状スペーサ付近において光漏れが観測れた。図１１に示すように、本発明の効果は顕著である。
【００５３】
以上の説明では、配向処理は光配向であるとして説明した。しかし、本発明は、配向膜をラビング処理する場合についても適用することが出来る。すなわち、柱状スペーサの周辺は、ラビングのブラシが当たりにくく、この領域において、配向膜の配向処理が十分なされない。したがって、柱状スペーサの周辺において、液晶配向乱れによる光漏れが生ずる。この領域に対して本発明を適用して、光配向のための偏光紫外線を斜め方向から照射して、柱状スペーサの側面およびその周辺を光配向することによって、光漏れを解消することが出来る。つまり、ラビング配向と斜め方向からの偏光紫外線照射による光配向の組み合わせによって、液晶配向乱れによる光漏れを無くすことが出来る。
【符号の説明】
【００５４】
１０…ショートアーク光源、  ２０…ロングアーク光源、  ３０…偏光板、  ４０…反射ミラー、  ５０…光源、  １００…ＴＦＴ基板、  １０１…回路層、  １０２…配向膜、  １５０…光漏れ、  ２００…対向基板、  ２０１Ｒ…赤カラーフィルタ、  ２０１Ｂ…青カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ２５０…柱状スペーサ、  ３００…液晶層
【図１】
2015004810.tif 000003
【図２】
2015004810.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015004810.tif 000006
【図５】
2015004810.tif 000007
【図６】
2015004810.tif 000008
【図７】
2015004810.tif 000009
【図８】
2015004810.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015004810.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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