(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ラビング法と同等以上の安定な液晶配向性を有し、且つ、安価で量産に適した新しい液晶配向膜を提供することである。また、かかる液晶配向膜を用い、ムラのない液晶表示素子を提供することである。【解決手段】感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向が大略垂直、且つ、定在波の間隔が第１の光照射と同一ないしは異なるよう、第２の光照射を行い、これにより非対称溝形状を形成させる配向処理を行うことにより得られる液晶配向膜及びこれを用いた液晶表示素子である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を基板上に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向が大略垂直、且つ、定在波の間隔が第１の光照射と同一ないしは異なるよう、第２の光照射を行い、これにより非対称溝形状を形成させる配向処理を行うことにより得られる液晶表示素子用配向膜。
【請求項２】
透過性、且つ、導電性の性質を有する第１の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する第２の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する第２の基板を用い、両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板上全面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向が大略垂直、且つ、定在波の間隔が第１の光照射と同一ないしは異なるよう、第２の光照射を行い、これにより非対称溝形状を形成させる配向処理を行い、その後、両者の基板を貼り合わせることにより空隙が作製され、その空隙間にネマチック性の性質を有する液晶材料を封入することにより素子の基本部が作製されてなる液晶表示素子。
【請求項３】
第２の光照射を感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項４】
干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項５】
干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜形成側に対し裏方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜形成側に対し裏方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項６】
感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板表面に、その膜厚が後の露光時の光波長に対する吸収係数の逆数より厚くなるように形成し、基板を光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項７】
透過性、且つ、導電性の性質を有する屈折率がｎ１の第１の電極を有した、透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する屈折率がｎ１の第２の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第２の基板を用い、且つ、ｎ１及びｎｓが下記式（１）の関係を満たし、
【数１】
2004309781.tif 000006
両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜材料を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項８】
透過性、且つ、導電性の性質を有する第１の電極を有し、屈折率がｎ１の第１の薄膜が第１の電極と第１の基板間に挿入された透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する第２の電極を有し、屈折率がｎ１の第２の薄膜が第２の電極と第２の基板間に挿入された透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第２の基板を用い、且つ、ｎ１及びｎｓが下記式（１）の関係を満たし、
【数２】
2004309781.tif 000007
両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項９】
光源の波長をλとするとき、第１及び第２の薄膜の膜厚ｄが、下記式（２）
【数３】
2004309781.tif 000008
の関係を満たす請求項７若しくは８に記載された液晶表示素子。
【請求項１０】
第１の基板と第２の基板の基板処理として、膜内での吸収が存在する所謂反射防止コーティング層を形成した後、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜材料を、第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項１１】
第１及び第２の薄膜の材料がＭｇＦ２である請求項８に記載された液晶表示素子。
【請求項１２】
第１及び第２の薄膜の材料が薄層クロムである請求項８に記載された液晶表示素子。
【請求項１３】
第１及び第２の薄膜の材料がゲルマニウムである請求項８に記載された液晶表示素子。
【請求項１４】
屈折率がｎ１、厚さがｄ１の第１の薄膜と、屈折率がｎｓの第１の基板と、第１の薄膜と第１の基板間に挿入された透過性、導電性を有する屈折率がｎ２、厚さがｄ２の第１の電極を有し、同様に屈折率がｎ１、厚さがｄ１の第２の薄膜と、屈折率がｎｓの第２の基板と、第２の薄膜と第２の基板間に挿入された透過性、導電性を有する屈折率がｎ２、厚さがｄ２の第２の電極を有し、空気の屈折率ｎ０＝１、δ１＝ｎ１ｄ１、δ２＝ｎ２ｄ２として、屈折率の間に式（３）
【数４】
2004309781.tif 000009
2004309781.tif 000010
の関係が成立し、両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜材料を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、基板を光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う請求項２に記載された液晶表示素子。
【請求項１５】
第１及び第２の薄膜が、第１及び第２の導電膜を含む総数が三層以上の膜で形成された請求項８に記載された液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な液晶配向膜及び液晶表示素子に関する。詳細には、光干渉露光により得られた非対称溝形状を有する液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶配向膜はラビング法により微細溝を形成することで、液晶配向方向を規定する方式が一般的であった。しかし、ラビング法ではラビング時の静電気の発生に伴うアクティブ素子の破壊や、発塵による表示性能のムラや欠陥の発生などが問題とされていた。そして、それに変わる方式として光配向法、ダイアモンドライクカーボン＋イオンビーム照射（ＤＬＣ＋ＩＢ）法等が検討されていた。しかし、光配向法では十分なアンカリングエネルギー、プレチルト角が得られない点と不安定性が問題視され、ＤＬＣ＋ＩＢ法では装置の高コスト化が問題とされている。また、配向膜の表面にレーザ光の２光束縞の照射によるグレーティング状の凹凸が形成されていることを特徴とする液晶表示パネルも知られている（特許文献１、２、３参照）。これらの文献には垂直配向については記載されておらず、液晶パネルの構成について具体的な記載もない。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−６０６２４
【特許文献２】
特開昭６０−２１７３３９
【特許文献３】
特開昭６０−２４４９２９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ラビング法と同等以上の安定な液晶配向性を有し、且つ、安価で量産に適した新しい液晶配向膜を提供する事である。また、かかる液晶配向膜を用い、きれいなムラのない液晶表示素子を提供する事である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、液晶配向膜として、基板に対し垂直方向からの露光と、それに対して面内で垂直方向、且つ、対称方向からの露光を組み合わせた配向膜を形成する事により、安定、且つ、奇麗なムラのない液晶表示素子を実現した。
また、本発明で用いる光干渉露光法は、現在低温ポリシリコンプロセスの量産に使用されているエキシマレーザ等の光源を想定しており、半導体プロセスとコンパチビリティを有する点でも優れている。
【０００６】
本発明の構成は以下の通りである。
（１）  感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を基板上に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向が大略垂直、且つ、定在波の間隔が第１の光照射と同一ないしは異なるよう、第２の光照射を行い、これにより非対称溝形状を形成させる配向処理を行うことにより得られる液晶表示素子用配向膜である。必要により光照射後に加工処理を行うことができる。
【０００７】
（２）  透過性、且つ、導電性の性質を有する第１の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する第２の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する第２の基板を用い、両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板上全面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向が大略垂直、且つ、定在波の間隔が第１の光照射と同一ないしは異なるよう、第２の光照射を行い、これにより非対称溝形状を形成させる配向処理を行い、その後、両者の基板を貼り合わせることにより空隙が作製され、その空隙間にネマチック性の性質を有する液晶材料を封入することにより素子の基本部が作製されてなる液晶表示素子である。作製した素子の第１の基板と第２の基板の外側に偏光板を配置することができる。
【０００８】
（３）  第２の光照射を感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【０００９】
（４）  干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１０】
（５）  干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜形成側に対し裏方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜形成側に対し裏方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１１】
（６）  感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板表面に、その膜厚が後の露光時の光波長に対する吸収係数の逆数より厚くなるように形成し、基板を光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より、干渉法により干渉縞の定在波を形成する第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１２】
（７）  透過性、且つ、導電性の性質を有する屈折率がｎ１の第１の電極を有した、透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する屈折率がｎ１の第２の電極を有し、透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第２の基板を用い、且つ、ｎ１及びｎｓが下記式（１）の関係を満たし、
【数５】
０．９≦ｎｓ／ｎ１１／２≦１．１      （１）
両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１３】
（８）  透過性、且つ、導電性の性質を有する第１の電極を有し、屈折率がｎ１の第１の薄膜が第１の電極と第１の基板間に挿入された透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第１の基板と、透過性、且つ、導電性の性質を有する第２の電極を有し、屈折率がｎ１の第２の薄膜が第２の電極と第２の基板間に挿入された透明、且つ、絶縁性の性質を有する屈折率がｎｓの第２の基板を用い、且つ、ｎ１及びｎｓが下記式（１）の関係を満たし、
【数６】
０．９≦ｎｓ／ｎ１１／２≦１．１      （１）
両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１４】
（９）  光源の波長をλとするとき、第１及び第２の薄膜の膜厚ｄが、下記式（２）
【数７】
０．９≦λ／（４ｎ１ｄ）≦１．１      （２）
の関係を満たす（７）若しくは（８）項に記載された液晶表示素子である。
【００１５】
（１０）  第１の基板と第２の基板の基板処理として、膜内での吸収が存在する所謂反射防止コーティング層を形成した後、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜材料を、第１及び第２の基板を含む電極全面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００１６】
（１１）  第１及び第２の薄膜の材料がＭｇＦ２である（８）項に記載された液晶表示素子である。
【００１７】
（１２）  第１及び第２の薄膜の材料が薄層クロムである（８）項に記載された液晶表示素子である。
【００１８】
（１３）  第１及び第２の薄膜の材料がゲルマニウムである（８）項に記載された液晶表示素子である。
【００１９】
（１４）  屈折率がｎ１、厚さがｄ１の第１の薄膜と、屈折率がｎｓの第１の基板と、第１の薄膜と第１の基板間に挿入された透過性、導電性を有する屈折率がｎ２、厚さがｄ２の第１の電極を有し、同様に屈折率がｎ１、厚さがｄ１の第２の薄膜と、屈折率がｎｓの第２の基板と、第２の薄膜と第２の基板間に挿入された透過性、導電性を有する屈折率がｎ２、厚さがｄ２の第２の電極を有し、空気の屈折率ｎ０＝１、δ１＝ｎ１ｄ１、δ２＝ｎ２ｄ２として、屈折率の間に式（３）
【数８】
2004309781.tif 000002
2004309781.tif 000003
の関係が成立し、両者の基板処理として、感光性を有し、且つ液晶に対して濡れ性の良い薄膜材料を第１及び第２の電極上を含む基板表面に形成し、干渉法により干渉縞の定在波を形成する際に、基板を光強度の強弱を有する方向に対して傾斜させ、該薄膜を形成した方向より第１の光照射を行い、基板面及び第１の光照射方向に対して定在波の形成する方向と垂直となるよう、該薄膜を形成した方向より第２の光照射を行う（２）項に記載された液晶表示素子である。
【００２０】
（１５）  第１及び第２の薄膜が、第１及び第２の導電膜を含む総数が三層以上の膜で形成された（８）項に記載された液晶表示素子である。これは露光時の反射を抑えることを狙ったものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、液晶表示素子の構造の概念図を示す。図中１は液晶部、２は露光により形成される液晶配向膜、１１は第１の電極、１２は第２の電極、２１は第１の基板、２２は第２の基板、３１は第１の偏光板、３２は第２の偏光板、４１は液晶の封止剤である。第１と第２の偏光板３１と３２は、各表示モードにより適宜セルのコントラスト比が高くなるよう設定する。一例として、ツイステッドネマチック液晶表示方式のノーマリーブラックモードでは、各々の偏光板の偏光方向がパラレルニコルとなる様配置する。
【００２２】
第１、第２の基板２１、２２は、透明、且つ、絶縁性とする。材料としてはガラス、ポリシリコンカーボネート、シクロオレフィン系樹脂など、透明であることに加え、低吸湿性、耐熱性、低複屈折性、高寸法安定性などの性質が望まれるが、これら性質を有すれば特に材料名に限定されない。第１及び第２の電極１１、１２は、透過性、且つ、導電性を有する電極とする。請求項６に記載された発明では、材料の屈折率上の制限を考慮した設計が必要となる。
【００２３】
図１は概念図として、各部の配置を示したが、応用上は各々１画素に対して一つのアクティブ素子を備えたアクティブマトリクス駆動を想定する。露光により形成される配向膜２は、感光性樹脂である。その具体例は、感光性ポリ（メタ）アクリレート、ポリクロロメチルスチレン、ナフトキノンジアジド−ノボラック樹脂組成物、ポリブテンスルホン、ポリ桂皮酸ビニル、ポリオレフィンスルホン−ノボラック樹脂組成物、感光性ポリイミド等が挙げられるが、最も好ましくは感光性ポリイミドである。材料としては透明な材料が望ましく、また、膜厚としては、パターン形成後も含めて光学的に干渉しない条件が望ましい。さらに、液晶に対し濡れ性が良いという性質を有する必要がある。実際上は、レーザ光を用いた光干渉露光が主な露光法となるが、それに伴う光照射部が残膜ないしは膜減りする現象、熱硬化する現象など、光照射により生ずる種々の現象が利用可能であり、形状形成方法は露光法に限定されない。
【００２４】
使用する光源に関しては、効果を最大限に得るためにはレーザ光源の使用が望ましい。例えば、Ｆ２、ＡｒＦ、ＫｒＦなどのエキシマレーザ、Ｎ２、Ｈｅ−Ｃｄ、ＹＡＧ等のレーザ等も使用は可能となる。実質的なタクトタイムを考えると、強力な光源となるエキシマレーザ等が有望視される。また、エキシマランプ、Ｄｅｅｐ  ＵＶや高圧水銀ランプ等、干渉条件を満たす種々のランプにおいても実現できる。
【００２５】
本発明により形成される配向膜形状を図２に示す。一方向には傾斜した溝が、もう一方には傾斜溝に垂直方向に溝が形成される。後者の溝により、方位角方向の液晶配向方向が決まり、前者の傾斜した溝形状により液晶のプレチルト角が決まる。形状のプレチルト角は、光照射方向の傾きにより決まるため、本発明に示す光干渉を用いた溝形成では、従来の光配向法とは異なり、大きなプレチルト角を得ることが出来、また、形状により一定値に再現性良く制御が可能となる。
【００２６】
本発明に適用可能な種々の光干渉露光方法を図３〜図１２に示す。図３がＭｉｃｈｅｌｓｏｎの干渉計、図４は平行光束を用いたＭｉｃｈｅｌｓｏｎの干渉計、図５はＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒの干渉計、図６はＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒの干渉計で、一方の光束を斜入射とした方式である。図７はＤｏｗｅｌｌのｅｎｄ−ｇａｇｅ干渉計である。図８はＪａｍｉｎの干渉計である。図９はＬｕｍｍｅｒ−Ｇｅｈｒｅｋｅの干渉計である。図１０はＫｏｓｔｅｒｓの干渉計である。図１１はＳｉｒｋ−Ｐｒｉｎｇｈｅｉｍの干渉計である。図１２は簡単な二光束干渉計である。
【００２７】
図中、５１は光源、５２はサンプル、５３はミラー、５３１はミラー１、５３２はミラー２、５４はビームスプリッタ、５４１はビームスプリッタ１、５４２はビームスプリッタ２、５５はレンズ、５５１はレンズ１、５５２はレンズ２、５６は補償板、５６１は補償板１、５６２は補償板２、５７１はゲージ１、５７２はゲージ２、５８はガラス、５９はプリズムである。種々の干渉計を例に挙げたが、いずれの方法によっても光干渉露光が可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１（干渉露光）
光源としてＮ２レーザを用い、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計を用い露光を行った時の、露光エネルギー量対溝の深さの特性を図１３に示す。フォトレジストはＡＺ５２１４（クラリアント社製）を用いた。露光量がある値以上になると、露光が開始され溝は露光量に比例して深くなる。ある値を超えると、膜内及び基板面での光反射等により、溝深さが低下するため最大値を取る。図１４に入射レーザの角度差を付けた歳の干渉縞の間隔を示す。このとき、理論値は式（４）、
【００２９】
【数９】
2004309781.tif 000004
2004309781.tif 000005
【００３０】
となる。ここで、λは光源の波長、θは入射光間の角度である。これより、得られた溝の間隔は理論値と良く一致した。
【００３１】
実施例２（液晶セル作製）
直径１ｃｍのパターン化されたＩＴＯ電極付基板を用い、その上に、フォトレジスト（ＡＺ−５２１４）を膜厚１μｍで塗布した。干渉露光では、露光用光源としてＮ２レーザを用い、Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計を用いて二重の光干渉露光を行った。露光後の基板を、圧力１．３３ＰａでＣＦ４ガスを用い、化学反応性イオンエッチング装置で斜入射イオン加工を行い、スパッタ形成した厚さ０．５μｍの二酸化ケイ素膜を加工した。そしてフォトレジスト除去後、プレチルト角測定用にアンチパラレルセルを、電圧−透過率測定用にツイステッドネマチックセルを作製した。使用した液晶材料は、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）である。
【００３２】
実施例３（プレチルト角測定）
実施例２で作製したアンチパラレルセルのプレチルト角と、入射イオン角度の関係を図１５に示す。イオン入射角度とプレチルト角の間に奇麗な相関が得られた。また、実施例２で作成したツイステッドネマチックセルの、電圧−透過率特性を図１６に示す。入射イオン角度は２０゜、セル厚６．３μｍの条件で、コントラスト比は４５：１であった。
【００３３】
実施例４（膜表面観察）
実施例２で作成した基板における、非対称溝構造のＡＦＭ断面図を図１７に示す。一方の溝は対称であり、もう一方の溝は非対称の良好な形状が得られた。また、図１８に示す様に、傾斜入射によりブレーズ格子が形成され非対称溝の形成が見られた。これを、今回の方式へ適用することで、良好なチルト角を示す液晶配向が実現できる。
また、フォトレジストでパターンを形成し、その上に二酸化ケイ素膜を形成することで、アンカリングエネルギーが向上し、良好な配向が得られることを確認した。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の液晶配向膜は、基板に対し垂直方向からの露光と、それに対して面内で垂直方向、且つ、対称方向からの露光を組み合わせた、新しい配向処理方法で形成され、安定、且つ、奇麗なムラのない液晶表示素子を実現する有用なものである。
また、本発明の液晶配向膜は光干渉露光法で形成可能であるが、この露光法は現在低温ポリシリコンプロセスの量産に使用されている、エキシマレーザ等の光源を使用できる。すなわち、本発明の液晶配向膜は、その製造方法において半導体プロセスとコンパチビリティを有する点で、工業的にも優れた方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示素子の構造を示す概念図である。
【図２】本発明により形成される配向膜の形状を示す図面である。
【図３】Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干渉計の概念図である。
【図４】平行光束を用いたＭｉｃｈｅｌｓｏｎ干渉計の概念図である。
【図５】Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ干渉計の概念図である。
【図６】Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒの干渉計で、一方の光束を斜入射とした方式を示す概念図である。
【図７】Ｄｏｗｅｌｌのｅｎｄ−ｇａｇｅ干渉計の概念図である。
【図８】Ｊａｍｉｎ干渉計の概念図である。
【図９】Ｌｕｍｍｅｒ−Ｇｅｈｒｅｋｅ干渉計の概念図である。
【図１０】Ｋｏｓｔｅｒｓ干渉計の概念図である。
【図１１】Ｓｉｒｋ−Ｐｒｉｎｇｈｅｉｍ干渉計の概念図である。
【図１２】簡単な二光束干渉計の概念図である。
【図１３】露光エネルギー量対溝の深さの特性を示す図面である。
【図１４】入射レーザの角度差を付けたときの干渉縞の間隔を示す図面である。
【図１５】入射イオン角度と作製したセルのプレチルト角の関係を示す図面である。
【図１６】電圧−透過率特性の一例を示す図面である。
【図１７】ＡＦＭにより観察した構造の断面図である。
【図１８】傾斜入射によるブレーズ格子形成例を示す図面である。
【符号の説明】
１  液晶層
２  配向膜
１１  第１電極
１２  第２電極
２１  第１の基板
２２  第２の基板
３１  第１の偏光板
３２  第２の偏光板
４１  封止剤
５１  光源
５２  サンプル
５３  ミラー
５３１  ミラー１
５３２  ミラー２
５４  ビームスプリッタ
５４  ビームスプリッタ１
５４２  ビームスプリッタ２
５５  レンズ
５５１  レンズ１
５５２  レンズ２
５６  補償板
５６１  補償板１
５６２  補償板２
５７１  ゲージ１
５７２  ゲージ２
５８  ガラス
５９  プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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