(57)【要約】【課題】光源の光の利用効率を向上し、短時間の処理で配向制御能とプレチルト角の付与を可能とする。【解決手段】配向膜を塗布した基板ＳＵＢ（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）を主照射領域と副照射領域に順次搬送するステージＳＴＧ（ＳＴＧ１，ＳＴＧ２）に載置し、単一の光源ＬＭＰを有する光源装置から出射された光束を偏光ユニットＰＬＺで偏光処理して主偏光と副偏光を生成し、主照射領域に搬送された基板に有する配向膜に主偏光を照射して配向制御能を付与し、次いで、この基板を副照射領域に搬送して配向制御能を付与した配向膜に副偏光を照射してプレチルト角を付与する。【選択図】        図１
2004333992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための液晶表示装置の製造方法であって、
前記配向膜を塗布した基板を主照射領域と副照射領域に順次搬送するステージに載置し、
単一の光源装置から出射された光束を偏光処理して２種の異なる偏光を生成し、
前記主照射領域に搬送された前記基板に有する配向膜に前記２種の異なる偏光の一方を照射して配向制御能を付与し、
次いで、前記基板を前記副照射領域に搬送して前記配向制御能を付与した前記配向膜に前記２種の異なる偏光の他方を照射してプレチルト角を付与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】
前記２種の異なる偏光の各光束を平行とし、前記主照射領域と前記副照射領域を前記基板の搬送方向幅に相当する間隔で配置し、
前記２種の異なる偏光の他方の偏光の照射時には、前記副照射領域に搬送された前記基板の基板面を前記他方の偏光の光束に対して前記プレチルト角の付与に対応する角度に傾斜させ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】
前記主照射領域と前記副照射領域を前記基板の搬送方向幅に隣接させて配置し、
前記基板を前記２種の異なる偏光の一方の偏光の光束に対して直角な方向で前記主照射領域と前記副照射領域とに順次搬送し、
前記２種の異なる偏光の他方の偏光の光束を前記副照射領域において前記基板に対して前記プレチルト角の付与に対応する角度で傾斜させ、
前記２種の異なる偏光の照射を行う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】
液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための液晶表示装置の製造装置であって、
前記配向膜を塗布した基板を載置するステージと、
前記ステージの搬送と、載置した前記基板の基板面の傾斜を制御するステージ搬送制御装置と、
前記ステージに載置された前記基板に有する配向膜に所定の偏光を照射する偏光照射装置とを有し、
前記偏光照射装置は、
前記基板に有する配向膜に配向制御能を付与する主照射領域と、該配向制御能を付与した前記配向膜にプレチルト角を付与する副照射領域を前記ステージの搬送方向に併置して有すると共に、
単一の光源装置と、
前記光源装置から出射される光束から主偏光と副偏光を取り出す偏光ユニットと、
前記ステージ上に載置されて前記主照射領域を所定方向に移動する前記基板に有する配向膜に対して、前記偏光ユニットから取り出された前記主偏光を照射して配向制御能を付与する第１の照射手段と、
前記主照射領域を通過し、前記副照射領域を移動する前記基板の基板面に対して前記プレチルト角の付与に対応する角度に傾斜させた該基板の配向膜に前記偏光ユニットから取り出された前記副偏光を照射する第２の偏光照射手段と、
を備え、
前記配向膜を有する前記基板を前記主照射領域と前記副照射領域を通過させることにより、前記配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを付与することを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項５】
前記光源装置は、光源と該光源からの光束をその光軸に沿った平行光とするコリメータレンズを有し、
前記偏光ユニットは、
前記コリメータレンズの光軸に沿った後段に順次配置されて該コリメータレンズから出射する光束に対してブリュスター角で傾斜され、前記コリメータレンズに近接する１また複数に副偏光を反射する反射面を有する多数の偏光素子と、
前記偏光素子を通過した主偏光の波長を変更する第１の波長変更フィルタと、
前記反射面を有する偏光素子で反射した副偏光を前記主偏光と略平行な方向に反射させる反射鏡と、
前記反射鏡で反射した副偏光の偏光方向を変更する偏光方向変更波長板と、
前記反射鏡で反射した副偏光の波長を変更する第２の波長変更フィルタと、
を具備することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項６】
液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための液晶表示装置の製造装置であって、
前記配向膜を塗布した基板を載置するステージと、
前記ステージの搬送を制御するステージ搬送装置と、
前記ステージに載置された前記基板に有する配向膜に所定の偏光を照射する偏光照射装置とを有し、
前記偏光照射装置は、前記基板に有する配向膜に配向制御能を付与する主照射領域と、該配向制御能を付与した前記配向膜にプレチルト角を付与する副照射領域を前記ステージの搬送方向に併置して有すると共に、
単一の光源装置と、
前記光源装置から出射される光束から主偏光と副偏光を取り出す偏光ユニットと、
前記ステージ上に載置されて前記主照射領域を所定方向に移動する前記基板に有する配向膜に対して、前記偏光ユニットから取り出された前記主偏光を照射して配向制御能を付与する第１の照射手段と、
前記主照射領域を通過し、前記副照射領域を移動する前記基板の基板面に対して前記プレチルト角に相当する角度で該基板の配向膜に前記偏光ユニットから取り出された前記副偏光を照射する第２の偏光照射手段と、
を備え、
前記配向膜を有する前記基板を前記主照射領域と前記副照射領域を通過させることにより、前記配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを付与することを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項７】
前記光源装置は、光源と該光源からの光束をその光軸に沿った平行光とするコリメータレンズを有し、
前記偏光ユニットは、
前記コリメータレンズの光軸に沿った後段に順次配置されて該コリメータレンズから出射する光に対してブリュスター角で傾斜され、前記コリメータレンズに近接する１また複数に副偏光を反射する反射面を有する多数の偏光素子と、
前記偏光素子を通過した主偏光の波長を変更する第１の波長変更フィルタと、
前記反射面を有する偏光素子で反射した副偏光を前記基板に有する配向膜に前記プレチルト角の付与に対応する角度に反射させる反射鏡と、
前記反射鏡で反射した副偏光の偏光方向を変更する偏光方向変更波長板と、
前記反射鏡で反射した副偏光の波長を変更する第２の波長変更フィルタと、
を具備す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装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に塗布した有機高分子膜等の配向膜の表面に偏光を照射して一定の方向の光学的な異方性を付与する液晶表示装置の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止画や動画を含めた各種の画像を表示するデバイスとして液晶表示装置が広く用いられている。この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に液晶層を挟持した、所謂液晶パネルを有する。この液晶パネルの基板にマトリクス状に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。特に、後者の形式の液晶表示装置はアクティブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等から液晶表示装置の主流となっている。
【０００３】
従来のアクティブマトリクス型の液晶表示装置には、液晶の配向方向を制御する方式の違いにより、二枚の基板の一方に形成した画素電極と他方の基板に形成した対向電極との間に液晶層の配向方向を制御する電界を印加する、所謂縦電界方式（ＴＮ方式とも言う）と、二枚の基板の一方に画素電極と対向電極を形成し、基板面と略平行な方向に電界を印加して液晶層の配向方向を制御する、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）とに大きく分類される。
【０００４】
液晶層を構成する液晶分子を所定の方向に配向させる方法の代表例として、基板上にポリイミド系等の有機高分子薄膜を成膜し、これをラビング処理して液晶配向制御能を持たせた有機配向膜が実用化されている。また、基板に成膜したポリイミド系等の有機高分子薄膜の配向膜に光を照射することにより液晶配向制御能を持たせる光配向と称する技術も知られている（「特許文献１」、「特許文献２」、「特許文献３」、「特許文献４」参照）。
【０００５】
また、特にＴＮ方式では、配向膜に配向制御能と共に非駆動状態における液晶分子の配向軸を基板面に対して所定の角度傾斜させる、所謂プレチルト角の付与が必要である。従来の光配向技術では、基板面に光配向物質を塗布し、第１の装置を用いて光源からの光束を偏光処理して得られる偏光を配向膜に照射して配向制御能を付与する。その後、配向膜の面（基板面）と偏光照射方向を上記プレチルト角に相当する角度に配置した第２の装置を用いて偏光を照射することでプレチルト角を付与させるのが一般的である。なお、光配向技術による配向膜へのプレチルト角の付与に関する従来技術を開示したものとしては「特許文献５」を挙げることができる。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第４９７４９４１号明細書、
【特許文献２】
特開平５−３４６９９号公報
【特許文献３】
特開平６−２８１９３７号公報
【特許文献４】
特開平７−２４７３１９号公報
【特許文献５】
特開平１０−１４２６０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、偏光を用いた従来の光配向では、光配向物質からなる配向膜を塗布した基板に直線偏光した紫外線を照射することで配向制御能を付与し、次に上記光束とは偏光方向が異なる光束を角度を変えて照射することによりプレチルト角を付与している。したがって、配向制御能を付与するための光束とプレチルト角を発現させるための光束との２種の光束を用いた二重照射を必要とするため、これらの処理に長い時間がかかる。また、２種の偏光照射を行う装置を別々に設置しているため装置間の基板搬送系も複雑となり、さらに光源からの光を偏光処理して配向制御能付与のための偏光として一方の偏光（例えば、ｐ波）のみが利用され、他方の偏光（例えば、ｓ波）は利用されないため、光源からの光を有効に利用するものではなかった。
【０００８】
本発明の目的は、光源の光の利用効率を向上し、短時間の処理で配向制御能とプレチルト角の付与を可能とした液晶表示装置の製造方法及びこの製造方法を実現する装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、上記従来技術における諸課題を解決することにあり、基板に塗布した配向膜に対し単一の光源装置からの光を偏光処理して取り出した２種の異なる偏光の一方の偏光を照射して配向制御能を付与すると共に、偏光処理で生成された他方の偏光を光学系を通して配向制御能を付与した配向膜に照射することでプレチルト角を付与する方法とした。これにより、光源の光を有効利用することができると共に、ＴＮ方式の液晶表示装置の基板では単一の光配向装置で配向制御能とプレチルト角の付与が基板の一搬送で可能となり、処理時間の短縮を図ることができ、またＩＰＳ方式の液晶表示装置の基板では配向制御能の向上しつつ配向膜の処理時間の短縮を図ることができる。
【００１０】
上記方法を用いてＴＮ方式の液晶表示装置の基板に塗布した配向膜に配向制御能を付与した後の当該配向膜に対する上記プレチルト角の付与は、当該配向膜を有する基板を保持するステージの角度を調節することで照射する上記他方の偏光の照射角度を変えて決める。これにより、所望のプレチルト角の付与を行うことが容易になる。また、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の基板に塗布した配向膜への配向制御能の付与では、単一の光源装置から取り出した他方の偏光も光学系を用いて配向制御能を付与した配向膜に再照射する構成とすることにより、配向制御能を向上することができ、処理時間の短縮にもつながる。
【００１１】
本発明の代表的な構成を記述すれば、以下のとおりである。すなわち、液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための本発明による液晶表示装置の製造方法に関しては、
（１）配向膜を塗布した基板を主照射領域と副照射領域に順次搬送するステージに載置し、
単一の光源装置から出射された光束を偏光処理して２種の異なる偏光（主偏光と副偏光）を生成し、
前記主照射領域に搬送された前記基板に有する配向膜に前記２種の異なる偏光の一方（例えば主偏光）を照射して配向制御能を付与し、
次いで、前記基板を前記副照射領域に搬送して前記配向制御能を付与した前記配向膜に前記２種の異なる偏光の他方（例えば副偏光）を照射してプレチルト角を付与することを特徴とする。
【００１２】
（２）前記２種の異なる偏光の光束を平行とし、前記主照射領域と前記副照射領域を前記基板の搬送方向幅に相当する間隔で配置し、
前記２種の異なる偏光の他方の偏光の照射時には、前記副照射領域に搬送された前記基板の基板面を前記他方の偏光の光束に対して前記プレチルト角に相当する角度の傾斜させることを特徴とする。
【００１３】
（３）また、前記主照射領域と前記副照射領域を前記基板の搬送方向幅に隣接させて配置し、
前記基板を前記２種の異なる偏光の一方の偏光の光束に対して直角な方向で前記主照射領域と前記副照射領域とに順次搬送し、
前記２種の異なる偏光の他方の偏光の光束を前記副照射領域において前記基板に対して前記プレチルト角に相当する角度で傾斜させ、
前記一方の偏光と前記他方の偏光の照射を行うことを特徴とする。
【００１４】
そして、液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための液晶表示装置の製造装置に関しては、
（４）前記配向膜を塗布した基板を載置するステージと、
前記ステージの搬送と、載置した前記基板の基板面の傾斜を制御するステージ搬送制御装置と、
前記ステージに載置された前記基板に有する配向膜に所定の偏光を照射する偏光照射装置とを有し、
前記偏光照射装置は、前記基板に有する配向膜に配向制御能を付与する主照射領域と、該配向制御能を付与した前記配向膜にプレチルト角を付与する副照射領域を前記ステージの搬送方向に併置して有すると共に、
単一の光源装置と、
前記光源装置から出射される光束から２種の異なる偏光（主偏光と副偏光）を取り出す偏光ユニットと、
前記ステージ上に載置されて前記主照射領域を所定方向に移動する前記基板に有する配向膜に対して、前記偏光ユニットから取り出された前記２種の異なる偏光の一方（例えば主偏光）を照射して配向制御能を付与する第１の照射手段と、
前記主照射領域を通過し、前記副照射領域を移動する前記基板の基板面に対して前記プレチルト角に相当する角度に傾斜させた該基板の配向膜に前記偏光ユニットから取り出された前記２種の異なる偏光の他方（例えば副偏光）を照射する第２の偏光照射手段と、
を備え、
前記配向膜を有する前記基板を前記主照射領域と前記副照射領域を通過させることにより、前記配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを付与することを特徴とする。
【００１５】
（５）前記光源装置は、光源と該光源からの光束をその光軸に沿った平行光とするコリメータレンズを有し、
前記偏光ユニットは、
前記コリメータレンズの光軸に沿った後段に順次配置されて該コリメータレンズから出射する光束に対してブリュスター角で傾斜され、前記コリメータレンズに近接する１また複数に前記他方の偏光を反射する反射面を有する多数の偏光素子と、
前記偏光素子を通過した前記一方の偏光の波長を変更する第１の波長変更フィルタと、
前記反射面を有する偏光素子で反射した前記他方の偏光を前記一方の偏光と略平行な方向に反射させる反射鏡と、
前記反射鏡で反射した前記他方の偏光の偏光方向を変更する偏光方向変更波長板と、
前記反射鏡で反射した前記他方の偏光の波長を変更する第２の波長変更フィルタと、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
（６）さらに、液晶層と接する基板面に塗布された配向膜を有し、前記配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための本発明による液晶表示装置の製造装置は、
前記配向膜を塗布した基板を載置するステージと、
前記ステージの搬送を制御するステージ搬送装置と、
前記ステージに載置された前記基板に有する配向膜に所定の偏光を照射する偏光照射装置とを有し、
前記偏光照射装置は、前記基板に有する配向膜に配向制御能を付与する主照射領域と、該配向制御能を付与した前記配向膜にプレチルト角を付与する副照射領域を前記ステージの搬送方向に併置して有すると共に、
単一の光源装置と、
前記光源装置から出射される光束から主偏光と副偏光を取り出す偏光ユニットと、
前記ステージ上に載置されて前記主照射領域を所定方向に移動する前記基板に有する配向膜に対して、前記偏光ユニットから取り出された前記主偏光を照射して配向制御能を付与する第１の照射手段と、
前記主照射領域を通過し、前記副照射領域を移動する前記基板の基板面に対して前記プレチルト角に相当する角度で該基板の配向膜に前記偏光ユニットで分離された前記副偏光を照射する第２の偏光照射手段と、
を備え、
前記配向膜を有する前記基板を前記主照射領域と前記副照射領域を通過させることにより、前記配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを付与することを特徴とする。
【００１７】
（７）前記光源装置は、光源と該光源からの光束をその光軸に沿った平行光とするコリメータレンズを有し、
前記偏光ユニットは、
前記コリメータレンズの光軸に沿った後段に順次配置されて該コリメータレンズから出射する光に対してブリュスター角で傾斜され、前記コリメータレンズに近接する１また複数に副偏光を反射する反射面を有する多数の偏光素子と、
前記偏光素子を通過した主偏光の波長を変更する第１の波長変更フィルタと、
前記反射面を有する偏光素子で反射した副偏光を前記基板に有する配向膜に前記プレチルト角に相当する角度に反射させる反射鏡と、
前記反射鏡で反射した副偏光の偏光方向を変更する偏光方向変更波長板と、
前記反射鏡で反射した副偏光の波長を変更する第２の波長変更フィルタと、
を具備することを特徴とする。
【００１８】
なお、本発明は、上記構成および後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、２種の異なる偏光の一方を主偏光、他方を副偏光として説明する。図１は本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の構成を説明する概念図であり、図１（ａ）は光学系の概念図、図１（ｂ）は配向膜を塗布した基板の平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の光学系における偏光素子及び副偏光を反射させる反射鏡の平面図である。また、図２は本発明の第１実施例を説明するための図１の（ａ）を矢印Ａ方向からみた光学系の詳細構成の説明図である。本実施例は偏光方向と配向方向（配向制御能の方向）が平行である場合を示す。
【００２０】
図１（ａ）において、参照符号ＰＬＰは偏光照射装置、ＳＵＢは配向膜を塗布した基板、ＳＴＧは基板を載置して搬送するステージである。ＬＰＵは光源装置であり、光源装置ＬＰＵと偏光ユニットＰＬＺで構成される。光源装置ＬＰＵは光源（水銀灯など）、集光鏡ＣＲＭ、平面鏡ＦＴＭ、インテグレータレンズＩＧＬ、コリメータレンズＣＴＬから構成される。偏光ユニットＰＬＺは副偏光を利用するための反射鏡ＲＦＭを有する。
【００２１】
配向膜を塗布した基板ＳＵＢは、図１（ｂ）の平面図に示したように一方向（図の縦方向）サイズがａで、他方向（同横方向）サイズがｂである。また、図１（ｃ）の平面図に示したように偏光ユニットＰＬＺと反射鏡ＲＦＭのサイズは、一方向がｙで他方向がｘである。図１（ａ）における符号ａは図１（ｂ）の基板サイズａ、符号ｙは反射鏡ＲＦＭのサイズｙに対応する。以下、図１の詳細構成を図２により説明する。
【００２２】
図２において、偏光ユニットＰＬＺは主偏光（ここではｐ波）を通過させて利用する副偏光（ここではｓ波）を反射する反射面を有する１または複数（ここでは３枚）の偏光素子ＰＬＺａと主偏光を通過させ、反射した副偏光は利用しない多数の偏光素子ＰＬＺｂで構成される。３枚の偏光素子ＰＬＺａは、反射する副偏光を通過させる間隔で配置される。他の偏光素子ＰＬＺｂは反射した副偏光は利用しないため近接して配置される。偏光素子ＰＬＺａを３枚とすることで反射した副偏光の約５５％を利用できる。これらの偏光素子ＰＬＺａとＰＬＺｂは光源装置を構成するコリメータレンズから出射する光束の光軸に対してブリュースター角φで傾斜させ、当該光束の幅ｘ／２を含むようなサイズとされている。なお、遮光板ＳＨＰは偏光素子ＰＬＺｂから反射する副偏光を遮蔽するために設けられている。偏光素子ＰＬＺｂを通過した主偏光は波長変更フィルタＷＬＦ１を通して主照射領域に指向される。図中、主偏光の偏光方向を矢印ＰＤ１で、副偏光の偏光方向を矢印ＰＤ２で示す。
【００２３】
偏光素子ＰＬＺａで反射した副偏光は反射鏡ＲＦＭで主偏光の光軸に平行な方向に反射され、偏光方向変更波長板ＰＬＳＰと波長変更フィルタＷＬＦ２を通して副照射領域に指向される。図中、ステージＳＴＧ１が位置する領域が主照射領域、副偏光の照射が始まる位置以降の領域が副照射領域である。主照射領域と副照射領域の間隔Ｌは基板ＳＵＢのサイズｂに略等しい。
【００２４】
基板ＳＵＢは主照射領域から副照射領域に図中の点線で示した直線上に搬送方向ＤＸで搬送される。副照射領域では、基板ＳＵＢはステージによりプレチルト角を発現させるための角度θだけ傾斜される。副照射領域の搬送方向の幅は「＞３ｘ／２」である。したがって、配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与するための基板搬送距離は「＞（３ｘ／２）＋３ｂ」である。
【００２５】
図３は本発明による液晶表示装置の製造方法の第１実施例を説明するプロセス図である。以下、図２と共に本実施例による配向制御能とプレチルト角の付与方法を説明する。図３において、基板に配向膜を塗布し（Ｐ−１Ａ）、これをステージに載置する（Ｐ−２Ａ）。図２のＤＸ方向（＝基板の搬送（スキャン）方向）にステージを移動させ、図２のステージＳＴＧ１の位置すなわち主照射領域に搬送し（Ｐ−３Ａ）、主偏光による照射を開始する（Ｐ−４Ａ）。ＤＸ方向にｂ（＝ＤＸ方向に対する基板ＳＵＢのサイズ）＋ｘ／２（光束の幅）だけ移動した時点で主偏光の照射を終了する（Ｐ−５Ａ）。
【００２６】
ステージ搬送制御装置ＳＣＭにより配向制御能を付与した基板ＳＵＢ（図２のＳＵＢ１に示した位置）を載置したステージを所定のプレチルト角の付与に必要とする角度θ（副偏光の光束入射角度即ち副走査角度の光軸＝９０°−θ、例えばθ＝３０°）に傾け（Ｐ−６Ａ）、ステージを傾けたまま搬送方向（ＤＸ方向）に移動し、副照射領域に進入させる（Ｐ−７Ａ）。基板ＳＵＢが副偏光の照射領域に進入した時点で副偏光の照射を開始する（Ｐ−８Ａ）。このとき、主照射領域では次の基板の主偏光の照射を開始する。この一連の動作は順次行われるように基板を載置した複数のステージ同士をステージ搬送制御装置が一定間隔で移動させる。ステージがＤＸ方向にｂｃｏｓθ＋ｘ／２移動した時点で副偏光の照射を終了する（Ｐ−９Ａ）。配向膜に配向制御能の付与後にプレチルト角を付与した基板は、次の処理のための他のステージに移載される。空になったステージは別の搬送路を通して最初の位置に戻され、再び配向膜を塗布した基板を載置し、上記した一連の処理に投入される（Ｐ−１０Ａ）。これにより、主照射領域と副照射領域を基板１枚の間隔で配置でき、基板に塗布された配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを一搬送で付与することができるため、省スペースでスループットを向上できる。
【００２７】
図４は本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第２実施例の構成を説明する図２と同様の光学系の詳細構成の説明図である。本実施例は偏光方向と配向制御能の方向が直角である場合を示す。光学系を含めた装置全体の配置構成は図２と同様であり、各構成も図２と同様なので繰り返しの説明はしない。本実施例では、光源装置から出射する光束を偏光処理した偏光の偏光方向と配向膜に付与する配向方向とが直角の場合を示す。
【００２８】
偏光の偏光方向と配向膜に付与する配向方向とが直角である場合は、ステージ搬送制御装置ＳＣＭは主照射領域での主偏光の照射を終了して配向制御能を付与した基板を９０°回転して基板ＳＵＢの縦横を反転させ、副照射領域に進入させると共に、θだけ傾ける。
【００２９】
図５は本発明による液晶表示装置の製造方法の第２実施例を説明するプロセス図である。以下、図４と共に本実施例による配向制御能とプレチルト角の付与方法を説明する。図５において、基板に配向膜を塗布し（Ｐ−１Ｂ）、これをステージに載置する（Ｐ−２Ｂ）。図４のＤＸ方向（＝基板の搬送（スキャン）方向）にステージを移動させ、図４のステージＳＴＧ１の位置すなわち主照射領域に搬送し（Ｐ−３Ｂ）、主偏光による照射を開始する（Ｐ−４Ｂ）。ＤＸ方向にｂ（＝ＤＸ方向に対する基板ＳＵＢのサイズ）＋ｘ／２（光束の幅）だけ移動した時点で主偏光の照射を終了する（Ｐ−５Ｂ）。
【００３０】
ステージ搬送制御装置ＳＣＭにより配向制御能を付与した基板ＳＵＢ（図２のＳＵＢ２に示した位置）を載置したステージを主偏光の光軸を中心に９０°回転させ（Ｐ−６Ｂ）、所定のプレチルト角の付与に必要とする角度θ（副偏光の光束入射角度即ち副走査角度の光軸＝９０°−θ、例えばθ＝３０°）に傾ける（Ｐ−７Ｂ）。ステージを傾けたまま搬送方向（ＤＸ方向）に移動し、副照射領域に進入させる（Ｐ−８Ｂ）。基板ＳＵＢが副偏光の照射領域に進入した時点で副偏光の照射を開始する（Ｐ−９Ｂ）。このとき、主照射領域では次の基板の主偏光を開始する。この一連の動作は順次行われるように基板を載置した複数のステージ同士をステージ搬送制御装置が一定間隔で移動させる。ステージがＤＸ方向にａｃｏｓθ＋ｘ／２移動した時点で副偏光の照射を終了する（Ｐ−１０Ｂ）。配向膜に配向制御能の付与後にプレチルト角を付与した基板は、次の処理のための他のステージに移載される。空になったステージは別の搬送路を通して最初の位置に戻され、再び配向膜を塗布した基板を載置し、上記した一連の処理に投入される（Ｐ−１１Ｂ）。これにより、主照射領域と副照射領域を基板１枚の間隔で配置でき、基板に塗布された配向膜に配向制御能と所定のプレチルト角とを一搬送で付与することができるため、省スペースでスループットを向上できる。
【００３１】
図６は本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第３実施例の構成を説明する光学系の要部構成の説明図である。本実施例は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置を構成する基板に配向制御能を付与するための装置構成である。ＩＰＳ方式の液晶表示装置の基板に有する配向膜には原則としてプレチルト角の付与を要しない。本実施例では、副偏光も配向制御能の付与に用いることで光源の光を効率よく利用できる。
【００３２】
図７は本発明の製造方法の第３実施例を説明するプロセス図である。以下、図６と共に本実施例による配向制御能の付与方法を説明する。図７において、基板に配向膜を塗布し（Ｐ−１Ｃ）、これをステージに載置する（Ｐ−２Ｃ）。図６のＤＸ方向（＝基板の搬送（スキャン）方向）にステージを移動させ、図６のステージＳＴＧ１の位置すなわち主照射領域に搬送し（Ｐ−３Ｃ）、主偏光による照射を開始する（Ｐ−４Ｃ）。副照射領域は主照射領域にＤＸ方向で基板ＳＵＢが重ならないように最小間隔で隣接して配置されている。ＤＸ方向にｘ／２（光束の幅）だけ移動した時点で副偏光の照射を開始する（Ｐ−５Ｃ）。このとき、主偏光の照射は継続している。基板を搬送しつつ副偏光の照射を平行して行い、副偏光の照射による配向制御能を付与する。基板に有する配向膜の全域に副偏光の照射が行われた時点で副偏光の照射を終了する（Ｐ−６Ｃ）。
【００３３】
配向制御能を付与した基板は次の処理のための他のステージに移載される。空になったステージは別の搬送路を通して最初の位置に戻され、再び配向膜を塗布した基板を載置し、上記した一連の処理に投入される（Ｐ−７Ｃ）。なお、副偏光の照射を受けて搬送される基板に続いて、次の基板が主照射領域に進入し、主偏光の照射を受ける。これにより、主照射領域と副照射領域を基板が重ならないように最小間隔で配置でき、基板に塗布された配向膜に主副の両偏光で配向制御能を付与でき、光源の光の利用効率が向上し、かつ一搬送で付与することができるため、省スペースでスループットを向上できる。
【００３４】
図８は本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第４実施例の構成を説明する図２と同様の光学系の詳細構成の説明図である。本実施例は偏光方向と配向制御能の方向が平行である場合を示し、基板に有する配向膜に副偏光を照射する角度を光学系で調整するようにしたものである。装置全体の配置構成は図２と同様であり、各構成も図２と同様なので繰り返しの説明はしない。本実施例では、反射鏡ＲＦＭの角度を副偏光を照射する基板に対して直角となるように配置する。
【００３５】
図９は本発明の製造方法の第４実施例を説明するプロセス図である。以下、図８と共に本実施例による配向制御能の付与方法を説明する。図９において、基板に配向膜を塗布し（Ｐ−１Ｄ）、これをステージに載置する（Ｐ−２Ｄ）。図８のＤＸ方向（＝基板の搬送（スキャン）方向）にステージを移動させ、図８のステージＳＴＧ１の位置すなわち主照射領域に搬送し（Ｐ−３Ｄ）、主偏光による照射を開始する（Ｐ−４Ｄ）。基板をＤＸ方向に移動させ、副偏光の照射を開始する（Ｐ−５Ｄ）。移動距離は基板に最も近い偏光素子ＰＬＺａと基板までの距離による（基板に最も近い偏光素子ＰＬＺａと基板までの距離をＬとすると√３／２が移動距離となる）。一連の動作は順次行われ、ステージの間隔は基板同士が重ならないように最小間隔で配置される。基板を搬送しつつ副偏光の照射を行い、副偏光の照射による配向制御能を付与する。基板に有する配向膜の全域に副偏光の照射が行われた時点で副偏光の照射を終了する（Ｐ−６Ｄ）。
【００３６】
配向制御能を付与した基板は次の処理のための他のステージに移載される。空になったステージは別の搬送路を通して最初の位置に戻され、再び配向膜を塗布した基板を載置し、上記した一連の処理に投入される（Ｐ−７Ｄ）。なお、副偏光の照射を受けて搬送される基板に続いて、次の基板が主照射領域に進入し、主偏光の照射を受ける。これにより、基板に塗布された配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与でき、光源の光の利用効率が向上し、かつ一搬送で付与することができるため、省スペースでスループットを向上できる。
【００３７】
図１０は本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第５実施例の構成を説明する図８と同様の光学系の詳細構成の説明図である。本実施例は偏光方向と配向制御能の方向が平行である場合を示し、基板に有する配向膜に副偏光を照射する角度を光学系で調整するようにしたものである。装置全体の配置構成は図８と同様であり、各構成も図８と同様なので繰り返しの説明はしない。本実施例では、反射鏡ＲＦＭの角度を副偏光を照射する基板に対してプレチルト角に対応する角度（ここでは３０度）となるように配置する。
【００３８】
図１１は本発明の製造方法の第５実施例を説明するプロセス図である。以下、図１０と共に本実施例による配向制御能の付与方法を説明する。図１１において、基板に配向膜を塗布し（Ｐ−１Ｅ）、これをステージに載置する（Ｐ−２Ｅ）。図１０のＤＸ方向（＝基板の搬送（スキャン）方向）にステージを移動させ、図１０のステージＳＴＧ１の位置すなわち主照射領域に搬送し（Ｐ−３Ｅ）、主偏光による照射を開始する（Ｐ−４Ｅ）。基板をＤＸ方向に移動した時点で副偏光の照射を開始する（Ｐ−４Ｅ）。一連の動作は順次行われ、ステージの間隔は基板同士が重ならないように最小間隔で配置される。基板を搬送しつつ副偏光の照射を行い（Ｐ−５Ｅ）、副偏光の照射による配向制御能を付与する（Ｐ−６Ｅ）。
【００３９】
配向制御能を付与した基板は次の処理のための他のステージに移載される。空になったステージは別の搬送路を通して最初の位置に戻され、再び配向膜を塗布した基板を載置し、上記した一連の処理に投入される（Ｐ−７Ｅ）。なお、副偏光の照射を受けて搬送される基板に続いて、次の基板が主照射領域に進入し、主偏光の照射を受ける。これにより、基板に塗布された配向膜に配向制御能とプレチルト角を付与でき、光源の光の利用効率が向上し、かつ一搬送で付与することができるため、省スペースでスループットを向上できる。
【００４０】
ここで、本発明の各実施例で使用される波長変更フィルタＷＬＦ１，ＷＬＦ２の具体的な効果について説明する。なお、偏光方向変更波長板ＰＬＳＰおよび波長変更フィルタＷＬＦ２は、その材料等の特性に合わせて組み合わせる。
【００４１】
ＴＮ方式の液晶表示装置に配向制御能とプレチルト角を付与するとき、光源装置の光源として水銀ランプを用い、使用する配向膜の材料の吸収スペクトルが２５０乃至３００ｎｍ付近に存在する場合、その光による偏光を配向膜に照射し、また３００乃至４００ｎｍ付近の光を照射することでプレチルト角を効率よく付与することができる。２種の偏光を効率良く用い、効率のよい波長以外の光を除去するため、主偏光の光束に対しては３００ｎｍ以上の成分をカットする波長変更フィルタを用い、副偏光の光束に対しては３００ｎｍ未満の成分をカットするフィルタを用いる。配向膜に偏光を付与するための光と、プレチルト角を付与するための光では期待する効果が異なるため、このフィルタによって２種の光を簡単に生成できる。
【００４２】
ＩＰＳ方式の液晶表示装置に配向制御能する場合も同様に、使用する配向膜の材料の吸収スペクトルが２５０乃至３００ｎｍ付近に存在する場合、その光による偏光を配向膜に照射し、また３００乃至４００ｎｍ付近の光を照射することで配向制御能を高めることができる。２種の偏光を効率良く用い、効率のよい波長以外の光を除去するため、主偏光の光束に対しては３００ｎｍ以上の成分をカットする波長変更フィルタを用い、副偏光の光束に対しては３００ｎｍ未満の成分をカットするフィルタを用いる。
【００４３】
図１２は本発明の製造方法で製造される液晶表示装置の一例を説明する要部断面図である。この液晶表示装置はＴＮ方式であり、薄膜トランジスタＴＦＴを有する第１の基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ層を有する第２の基板ＳＵＢ２のそれぞれの内面に配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２が塗布されて液晶層ＬＣと接している。第１の基板ＳＵＢ１には薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁層ＧＩ、シリコン半導体層ＳＩ、ドレイン電極ＳＤ２、ソース電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ１に接続した画素電極ＩＴＯ１、パッシベーション層ＰＳＶ１を有し、パッシベーション層ＰＳＶ１の上層に配向膜ＯＲＩ１が塗布され、前記した偏光の照射で配向制御能とプレチルト角とが付与されている。なお、図１２中の参照符号ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３は各電極を構成する導体層、ＡＯＦはゲート電極の表面に有する陽極酸化膜を示す。
【００４４】
一方、第２の基板ＳＵＢ２の内面には、遮光層（ブラックマトリクス）ＢＭで区画された３色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）が塗布され、その上層にパッシベーション層ＰＳＶ２、共通電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）が形成されている。この共通電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）を覆って配向膜ＯＲＩ２が塗布され、前記した偏光の照射で配向制御能とプレチルト角とが付与されている。なお、カラーフィルタＦＩＬ（Ｂ）は図示されていない。また、第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２の外面にはそれぞれ偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が積層されている。
【００４５】
図１３は本発明の製造方法で製造される液晶表示装置の他例を説明する要部断面図である。この液晶表示装置はＩＰＳ方式であり、薄膜トランジスタＴＦＴを有する第１の基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ層を有する第２の基板ＳＵＢ２のそれぞれの内面に配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２が塗布されて液晶層ＬＣと接している。第１の基板ＳＵＢ１には薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁層ＧＩ、シリコン半導体層ＳＩ、ドレイン電極ＳＤ２、ソース電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ１に接続した画素電極ＰＸ、パッシベーション層ＰＳＶ１，ＰＳＶ２を有し、パッシベーション層ＰＳＶ２の上に対向電極ＣＴが形成され、この対向電極ＣＴを覆って配向膜ＯＲＩ１が塗布されている。この配向膜ＯＲＩ１に前記した偏光の照射で配向制御能が付与されている。なお、図１２中の参照符号ＬＣＭは液晶分子を模式的に示し、同Ｅは液晶分子ＬＣＭの配向方向を制御する電界を示す。各電極を構成する図１２に示したような電極層は省略してある。
【００４６】
一方、第２の基板ＳＵＢ２の内面には、遮光層ＢＭで区画された３色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）が塗布され、その上層にパッシベーション層ＰＳＶ２が形成されている。このパッシベーション層ＰＳＶ２を覆って配向膜ＯＲＩ２が塗布され、前記した偏光の照射で配向制御能が付与されている。なお、カラーフィルタＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）は図示されていない。また、第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２の外面にはそれぞれ偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が積層されている。
なお、本発明は上記したＴＮ方式、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に限って適用されるものではなく、単純マトリクス方式の液晶表示装置における配向膜の液晶配向制御能付与方法および装置としても同様に適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光処理により捨てられていた他方の偏光も配向膜のプレチルト角の付与あるいは配向制御能の特性向上に利用できる。また、単一光源装置を用いて２種の偏光を生成する構成であるため、製造装置全体の規模が小さくなり、基板の一搬送で配向制御能の付与とプレチルト角の付与、あるいは配向制御能の付与と該配向制御能の特性向上を図り、配向膜の処理時間を大幅に短縮することができ、高精度で配向不良の無い、均一かつ効果的に液晶配向制御能を付与することができ、高信頼性かつ高品質の画像表示を可能とした液晶表示装置を得るために極めて有利な偏光照射方法およびその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の構成を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１実施例を説明するための図１の（ａ）を矢印Ａ方向からみた光学系の詳細構成の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の製造方法の第１実施例を説明するプロセス図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第２実施例の構成を説明する図２と同様の光学系の詳細構成の説明図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の製造方法の第２実施例を説明するプロセス図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第３実施例の構成を説明する光学系の要部構成の説明図である。
【図７】本発明の製造方法の第３実施例を説明するプロセス図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第４実施例の構成を説明する図２と同様の光学系の詳細構成の説明図である。
【図９】本発明の製造方法の第４実施例を説明するプロセス図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の製造方法とその方法を実現のための装置の第５実施例の構成を説明する図２と同様の光学系の詳細構成の説明図である。
【図１１】本発明の製造方法の第５実施例を説明するプロセス図である。
【図１２】本発明の製造方法で製造される液晶表示装置の一例を説明する要部断面図である。
【図１３】本発明の製造方法で製造される液晶表示装置の他例を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
ＰＬＰ・・・偏光照射装置、ＳＵＢ・・・配向膜を塗布した基板、ＳＴＧ・・・基板を載置して搬送するステージ、ＬＰＵ・・・光源装置、ＰＬＺ・・・偏光ユニット、ＰＬＺａ，ＰＬＺｂ・・・偏光素子、ＬＭＰ・・・・光源（水銀灯など）、ＣＲＭ・・・集光鏡、ＦＴＭ・・・反射鏡、ＩＧＬ・・・インテグレータレンズ、ＣＴＬ・・・コリメータレンズ、ＷＬＦ１，ＷＬＦ２・・・波長変更フィルタ、ＰＬＳＰ・・・偏光方向変更波長板。
【図１】
2004333992.tif 000003
【図２】
2004333992.tif 000004
【図３】
2004333992.tif 000005
【図４】
2004333992.tif 000006
【図５】
2004333992.tif 000007
【図６】
2004333992.tif 000008
【図７】
2004333992.tif 000009
【図８】
2004333992.tif 000010
【図９】
2004333992.tif 000011
【図１０】
2004333992.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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