(57)【要約】【課題】  マルチドメイン方式の液晶表示素子を、光配向処理工程を用いて製造する。【解決手段】  液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料の膜を、電極を有する第１の基板表面に形成する。第１の基板表面に形成された配向材料の膜に、第１の基板の法線方向から傾いた方向から光を照射し、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域を形成する。液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質及び液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰性を有する配向材料の膜を、電極を有する第２の基板表面に形成する。第１の基板と第２の基板とを、配向材料の膜が形成された面を向き合わせて対向配置し、第１及び第２の基板間に液晶層を形成する。【選択図】            図２
2005148442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料の膜を、電極を有する第１の基板表面に形成する工程と、
（ｂ）前記第１の基板表面に形成された配向材料の膜に、前記第１の基板の法線方向から傾いた方向から光を照射し、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域を形成する工程と、
（ｃ）液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質及び液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰性を有する配向材料の膜を、電極を有する第２の基板表面に形成する工程と、
（ｄ）前記第１の基板と前記第２の基板とを、配向材料の膜が形成された面を向き合わせて対向配置し、前記第１及び第２の基板間に液晶層を形成する工程と
を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）が、
前記第１の基板表面に形成された配向材料の膜の一部に、前記第１の基板の法線方向から傾いた第１の方向から光を照射する第１の照射工程と、
前記第１の基板表面に形成された配向材料の膜の一部であって、前記第１の照射工程で光が照射されていない配向材料の膜の一部に、前記第１の基板の法線方向から傾き、前記第１の方向とは異なる第２の方向から光を照射する第２の照射工程と
を含む請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）が、
前記第１の基板表面に形成された配向材料の膜に、前記第１の基板の法線方向から傾いた第３の方向から光を照射する第３の照射工程と、
前記第３の照射工程において、前記第３の方向から光が照射された配向材料の膜の一部に、前記第１の基板の法線方向から傾き、前記第３の方向とは異なる第４の方向から光を照射する第４の照射工程と
を含む請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の方向と前記第２の方向とが、前記第１の基板の法線方向に関して対称な方向である請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記第３の方向と前記第４の方向とが、前記第１の基板の法線方向に関して対称な方向である請求項３に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記第４の照射工程において前記第４の方向から光を照射する時間が、前記第３の照射工程において前記第３の方向から光を照射する時間より長い請求項３または５に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｃ）に続けて、
（ｅ）前記第２の基板表面に形成された配向材料の膜に、前記第２の基板の法線方向から傾いた方向から光を照射し、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域であって、前記工程（ｂ）において、前記第１の基板表面に形成された２種類の微小領域と、垂直配向からのプレティルト角が等しい２種類の微小領域を形成する工程
を含み、
前記工程（ｄ）において、更に、前記第１の基板表面上の微小領域と前記第２の基板表面上の微小領域のプレティルト角が揃うように位置合わせをして、前記第１の基板と前記第２の基板とを対向配置する請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１の基板表面に形成する膜が、ＣＨ側鎖を有する材料で形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２の基板表面に形成する膜が、液晶骨格を有する側鎖を含む材料で形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料で形成され、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域を有する第１の膜を含む第１の基板と、
液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質及び液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰性を有する配向材料で形成された第２の膜を含む第２の基板であって、前記第１の膜と前記第２の膜とが向き合うように、前記第１の基板と対向配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶層と
を有する液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１の膜がＣＨ側鎖を有する材料で形成されている請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第２の膜が液晶骨格を有する側鎖を含む材料で形成されている請求項１０または１１のいずれかに記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及びその製造方法に関し、特に場所により異なるプレティルト配向が液晶分子に施された液晶表示素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、垂直配向型の液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）の従来例を示す断面図である。垂直配向型ＬＣＤ５０は、一対の基板３１，３２と、両基板３１，３２間に挟持される液晶層３９、たとえば負の誘電率異方性（Δε≦０）をもつネマティック液晶材料で形成される液晶層３９とを含んで構成される。各基板３１，３２は、それぞれ、たとえば平板なガラス基板である透明基板３３，３４、透明基板３３，３４上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材で形成され、所定のパタンを有する透明電極３５，３６、透明電極３５，３６上に形成される垂直配向膜３７，３８とを含んで構成される。
【０００３】
一対の基板３１，３２は、垂直配向膜３７，３８が向き合うように平行配置され、両垂直配向膜３７，３８間に、液晶層３９が挟持される。透明電極３５，３６間には、電圧印加手段４３が接続されており、電圧印加手段４３により両透明電極３５，３６間の液晶層３９に任意の電圧を印加することができる。垂直配向膜３７，３８には、プレティルト角の付与等の配向処理が施されている。配向処理により、垂直配向膜３７，３８に接する液晶層３９の液晶分子は基板３１，３２に対してプレティルト角だけ傾くほぼ垂直な方向に配向される。また、プレティルト角により、液晶層３９に電圧が印加されたときに、液晶分子の倒れる方向が規定される。
【０００４】
一対の基板３１，３２の外側に、一対の偏光板４１，４２が、たとえば直交ニコル状態に配置される。図示のように互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を画定するとき、基板３１に向き合う偏光板４１は、たとえばＸ方向に偏光する光だけを透過させ、基板３２に向き合う偏光板４２は、たとえばＹ方向に偏光する光だけを透過させるように配置される。また、液晶層３９を挟持する一対の基板３１，３２は、基板３１，３２の法線方向がＺ方向と平行であるように、かつ、基板３１，３２の法線方向（Ｚ方向）から見たとき、電圧印加時の液晶分子がＸ方向ともＹ方向とも４５°をなす方向に倒れるように配置される。
【０００５】
垂直配向型ＬＣＤ５０においては、視角依存性を改善するために、基板３１と偏光板４１との間に視角補償フィルム４０が挿入されている。視角補償フィルム４０として、たとえば光軸がフィルムの法線方向にあり、複屈折率が負の一軸光学フィルムが用いられる。視角補償フィルム４０は、図に示したように一方の基板側にだけ配置することもできるし、両方の基板外側に配置することもできる。視角補償フィルム４０のリターデーションは液晶層３９のリターデーションの１／３〜１倍程度が適している。なお、両方の基板側に視角補償フィルム４０を配置した場合は、２枚の視角補償フィルム４０のリターデーションの和が液晶層３９のリターデーションの１／３〜１倍となることが望ましい。
【０００６】
光４５が、Ｚ方向から垂直配向型ＬＣＤ５０に入射する。偏光板４１を透過することにより、Ｘ方向の直線偏光となった光は、視角補償フィルム４０及び基板３１を経て液晶層３９に入射する。光はほぼ垂直に配向した液晶ディレクタに沿って進み、基板３２を透過後、クロスニコル配置の偏光板４２に遮られる。垂直配向型ＬＣＤ５０は、この状態で「暗」を表示することができる。
【０００７】
電圧印加手段４３により２つの透明電極３５，３６間の液晶層３９に電圧を印加すると、液晶分子が所定の方向に倒れることにより、液晶層３９に入射した光４５は基板３２から出射し、クロスニコル配置の偏光板４２を透過する。垂直配向型ＬＣＤ５０は、この状態で「明」を表示することができる。
【０００８】
図４に示す構造の垂直配向型ＬＣＤ５０は、液晶分子が倒れる方向からの視角特性が極端に悪くなるという欠点を有する。視角特性の改善のために、マルチドメイン方式の垂直配向型ＬＣＤが提案されている。
【０００９】
図５（Ａ）は、マルチドメイン（２ドメイン）方式の垂直配向型ＬＣＤのセグメントパタンを表す平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図である。
【００１０】
図５（Ａ）を参照する。セグメントパタンはたとえば電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が反対向きである２種類の微小領域が一方向に交互に現れるように分割される。図５（Ａ）においては、液晶分子が図中の上方向に倒れる微小領域と下方向に倒れる領域とが上下方向に交互に現れる例を示した。なお、各微小領域には電圧印加時に液晶分子の倒れる向きに矢印を付してある。
【００１１】
図５（Ｂ）を参照する。電圧印加手段４３で液晶層３９に電圧を印加すると、隣り合う微小領域では反対向きに液晶分子が倒れる。
【００１２】
マルチドメイン（２ドメイン）方式を採用することによって、液晶分子が倒れる方向からの極端な視角特性の低下を防ぐことができ、視角の広いＬＣＤを得ることができる。
【００１３】
図６（Ａ）〜（Ｇ）は、マルチドメイン（２ドメイン）方式の垂直配向型ＬＣＤの製造方法を説明するための概略図である。まず、図６（Ａ）〜（Ｅ）を用いて図５（Ｂ）に示すような構造を有する２ドメインのＬＣＤの製造方法を説明する。
【００１４】
図６（Ａ）を参照する。たとえば平板なガラス基板である透明基板３３上に、ＩＴＯ等の透明導電材膜をスパッタリングにより作製し所定の形状にパターニングして透明電極３５を形成する。次に、紫外線に感応し、液晶分子を平均的に表面に対して所定方向、たとえばほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料の膜３７を、透明電極３５上に形成する。たとえばプレティルト角を付与しやすいハイドロカーボン（ＣＨ）鎖のような側鎖構造をもつ紫外線感応性垂直配向膜３７を厚さ５００Åに塗布し、キュアする。垂直配向膜３７は、液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直に配向させる。垂直配向膜３７には、たとえば日産化学工業製ＳＥ−１２１１（：ＣＨ側鎖）が好ましく用いられる。
【００１５】
図６（Ｂ）は、垂直配向膜３７に、紫外線を照射し配向処理を施す際に使用する遮光手段であるマスク５５の概略的な平面図である。マスク５５は、同一幅で平行ストライプ状（短冊状）の開口部５５ａと遮光部５５ｂとが交互に現れる構成を有する。
【００１６】
図６（Ｃ）を参照する。マスク５５を配向膜３７上に配置し、紫外線を斜め方向（透明基板３３の法線方向から傾いた方向）から照射する。紫外線の照射方向は、たとえば垂直配向膜３７の法線方向（透明基板３３の法線方向）から４５°傾いた方向である。紫外線は、たとえば波長２５４ｎｍに中心波長をもつバンドパスフィルタを通して垂直配向膜３７に照射される。たとえば単位面積（１ｃｍ２）当たりの照度は１．３５ｍＷで照射時間は３分である。
【００１７】
図６（Ｄ）を参照する。次にマスク５５を、図６（Ｃ）に示した状態から、開口部５５ａ（または遮光部５５ｂ）の長さ方向と直交する方向へ半ピッチ（開口部５５ａまたは遮光部５５ｂの幅）だけずらす位置合わせをして垂直配向膜３７上に配置し、１回目の照射とは異なる斜め方向（透明基板３３の法線方向から傾いた方向）から、紫外線を照射する。図６（Ｃ）に示す状態では遮光部５５ｂが当接されていた垂直配向膜３７上の領域には新たに開口部５５ａが当接され、開口部５５ａが当接されていた領域には新たに遮光部５５ｂが当接される。このため紫外線は、図６（Ｃ）を用いて説明した工程で紫外線が照射されなかった領域に照射（密着露光）される。２回目の紫外線照射は、１回目の紫外線照射方向ベクトルと垂直配向膜３７の法線方向（透明基板３３の法線方向）ベクトルで張られる面内において、垂直配向膜３７の法線方向（透明基板３３の法線方向）に関して、１回目の照射とは反対側の方向、たとえば対称な方向から行われる。照射する紫外線の単位面積当たりの照度及び照射時間は、図６（Ｃ）に示した１回目の紫外線照射のそれらと等しい。このような光配向処理により２種類のプレティルト角の付与された基板３１を得る。
【００１８】
続いて図６（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した工程と等しい工程により、２種類のプレティルト角の付与された、垂直配向型ＬＣＤのもう一方の基板３２を作製する。
【００１９】
図６（Ｅ）を参照する。一対の基板３１，３２を、プレティルト角が両基板３１，３２間で揃うように（後工程で両基板３１，３２間に液晶を注入したとき、液晶分子の配向方向（配向領域）が両基板３１，３２間で揃うように）位置合わせをして対向配置し接着する。接着は、たとえば紫外線硬化型のメインシール剤を塗布した両基板３１，３２を、ギャップコントロール剤を介して重ね合わせ、紫外線を照射してメインシール剤を硬化させることにより行う。ギャップコントロール剤には、たとえば直径４．０μｍの触媒化成工業製シリカビーズが好ましく用いられる。接着後、両基板３１，３２を所定の大きさに切断し、真空注入法で両基板３１，３２間に液晶（たとえばメルク製  Δｎ＝０．１５）を注入し、注入口を封止して液晶層３９を形成し、液晶表示素子を得る。この液晶表示素子の外側に、偏光板４１，４２及び視角補償フィルム４０を配置する。このようにして、電圧印加時に液晶分子が反対方向に倒れる２種類の短冊状微小領域をもった２ドメインの垂直配向型ＬＣＤを作製する。
【００２０】
図６（Ｆ）は、開口部５６ａと遮光部５６ｂとが格子状（市松模様状）に形成されている遮光手段であるマスク５６を示す平面図である。図６（Ｂ）に示した開口部５５ａと遮光部５５ｂとが平行ストライプ状に形成されているマスク５５の代わりに、マスク５６を用いて密着露光を行ってもよい。
【００２１】
図６（Ｇ）は、マスク５６を用いて、図６（Ｃ）及び（Ｄ）の露光工程を行った場合に作製される２ドメイン方式の垂直配向型ＬＣＤのセグメントパタンを示す平面図である。セグメントパタンはたとえば電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が反対向きである２種類の微小領域が直交する２方向（図の上下方向及び左右方向）に交互に現れるように分割される。なお、各微小領域には電圧印加時に液晶分子の倒れる向きに矢印を付してある。
【００２２】
上述の垂直配向型ＬＣＤの製造方法と比較し、マスク処理工程を少なくした方法も提案されている。図６（Ｃ）に示す第１回目の紫外線照射においてはマスクを使用せず、垂直配向膜３７の全面に紫外線を照射し、図６（Ｄ）に示す第２回目の照射時にはマスクを用いて紫外線を露光する。（たとえば特許文献１参照。）
しかしながら、両基板３１，３２のそれぞれに光配向処理を行ってプレティルト角の異なった２種類の微小領域（２ドメイン）を形成するのは、工程的に煩雑である。また、コストを上昇させる要因となる。更に両基板３１，３２に形成した微小領域をプレティルト角（液晶分子の配向方向）が揃うように、高精度で位置合わせを行うことが必要である。位置合わせの精度が不足している場合は、液晶分子の配向方向が規定されなくなるため、表示品質が著しく悪化する。
【００２３】
このため本願発明者は、先の出願において、一方の基板にのみ光配向処理を施してプレティルト角を付与し、もう一方の基板には光配向処理によるプレティルト角の付与を行わないことを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提案した。（たとえば特許文献２参照。）これにより製造工程の簡素化や位置合わせ精度の緩和が実現される。
【００２４】
光配向処理を施す配向膜としては、側鎖型の配向膜等を用いることが多い。しかし、光配向によりプレティルト角を付与しやすい配向膜を用いて作製した液晶表示素子が、液晶のネマティック−アイソトロピック相転移温度を超える温度まで加熱され、その後冷却された場合、冷却によってアイソトロピック相から液晶相、たとえばネマティック相に戻った液晶に配向欠陥が生じることがある。
【００２５】
図７は、図６（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明した製造方法によって製造した液晶表示素子について、ネマティック相からアイソトロピック相へ相転移が起こった後、再びネマティック相に転移した液晶部分を撮影した顕微鏡写真である。液晶表示素子を１２０℃まで加熱した後、室温まで冷却して撮影を行った。なお、この液晶のネマティック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃であった。液晶部分の全面に配向欠陥が生じているのがわかる。
【００２６】
液晶相、たとえばネマティック相に再転移したとき、配向欠陥を生じない（本明細書においては、配向復帰性を有する、または配向復帰可能と呼ぶ。）配向膜には光配向法によっては、十分なプレティルト角を付与することは困難であり、このため、この種の配向膜に光配向法によってプレティルト角を付与し、マルチドメイン構造の液晶表示素子を得ることは難しい。
【００２７】
配向復帰性と光配向法によるプレティルト角の付与性とを十分に両立する配向膜は、現在のところ実現されていない。将来実現されたとしても、液晶表示素子の製造においては、プレティルト角付与のための光照射時間が長くなってしまい、量産性に欠けるものとなってしまうであろうと思われる。
【００２８】
【特許文献１】特開平１１−９５２２４号公報
【特許文献２】特願２００３−１３４５８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明の目的は、マルチドメイン方式の液晶表示素子を、光配向処理工程を用いて製造する方法を提供することである。
【００３０】
また、本発明の他の目的は、マルチドメイン方式の液晶表示素子を、簡略な光配向処理工程を用いて製造する方法を提供することである。
【００３１】
更に、本発明の他の目的は、良好な再配向性を有するマルチドメイン方式の液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の一観点によれば、（ａ）液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料の膜を、電極を有する第１の基板表面に形成する工程と、（ｂ）前記第１の基板表面に形成された配向材料の膜に、前記第１の基板の法線方向から傾いた方向から光を照射し、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域を形成する工程と、（ｃ）液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質及び液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰性を有する配向材料の膜を、電極を有する第２の基板表面に形成する工程と、（ｄ）前記第１の基板と前記第２の基板とを、配向材料の膜が形成された面を向き合わせて対向配置し、前記第１及び第２の基板間に液晶層を形成する工程とを有する液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
この液晶表示素子の製造方法によれば、良好な配向性を有するマルチドメイン方式の液晶表示素子を、光配向処理工程を用いて製造することができる。
また、本発明の他の観点によれば、液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質を有し、光照射によってプレティルト角を付与することのできる配向材料で形成され、垂直配向からのプレティルト角の異なる２種類の微小領域を有する第１の膜を含む第１の基板と、液晶分子を平均的に表面に対してほぼ垂直方向に配向させる性質及び液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰性を有する配向材料で形成された第２の膜を含む第２の基板であって、前記第１の膜と前記第２の膜とが向き合うように、前記第１の基板と対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を提供することができる。
【００３３】
この液晶表示素子は、良好な配向性を有するマルチドメイン方式の液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、マルチドメイン方式の液晶表示素子を、光配向処理工程を用いて製造する方法を提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、マルチドメイン方式の液晶表示素子を、簡略な光配向処理工程を用いて製造する方法を提供することができる。
【００３６】
更に、本発明によれば、良好な再配向性を有するマルチドメイン方式の液晶表示素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本願発明者は、基板上に塗布する配向膜、及び基板に施す光配向処理の方法を異ならせて、複数の液晶表示素子のサンプル（第１〜第７のサンプル）を作製し、ドメイン配向の良好性、視認性、及び液晶相、たとえばネマティック相再転移後の配向欠陥の発生の有無について調べた。
【００３８】
図３は、複数の液晶表示素子のサンプル（第１〜第７のサンプル）について相違点をまとめた表である。各々のサンプルの有する２枚の基板のそれぞれについて、塗布された配向膜、及び各配向膜に施された光配向処理の方法を記した。また、第１〜第７の各々のサンプルについて調べた、ドメイン配向の良好性、視認性、及びネマティック相再転移後の配向欠陥の発生の有無を一覧できるようにまとめた。以下、第１〜第７のサンプルについて詳述するが、図３を適宜参照することにより、各サンプルの相違が明瞭に理解されるであろう。
【００３９】
第１のサンプルは、図６（Ａ）〜（Ｅ）を用い背景技術として説明した製造方法により製造された液晶表示素子である。前述の通り、第１のサンプルの製造においては、両側の基板ともに、プレティルト角を付与しやすい配向膜を塗布した。また、両側の基板ともに、基板上にマスクを配置して光を照射する工程を２度行って、（２回目の照射時にはマスクを半ピッチずらして配置し、１回目とは異なる方向から光を照射する。）、光配向処理を施し、プレティルト角を付与した。
【００４０】
第１のサンプルに電圧を印加したところ、良好な２ドメイン配向と視認性が得られた。しかし、この液晶表示素子の第１のサンプル（液晶のネマティック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却したところ、素子全面に配向欠陥が生じ、表示性能が極端に悪化した。この点は図７に示した写真を参照して先に述べた通りである。
【００４１】
次に第２のサンプルを作製した。第２のサンプルの製造方法は、第１のサンプルの製造方法と類似している。ただし、第２のサンプルは、図６（Ａ）に示す工程において、基板上（透明電極３５上）に形成する、液晶分子を平均的に表面に対して所定方向、たとえばほぼ垂直方向に配向させる性質を有するたとえば紫外線感応性配向材料の膜として、液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰可能な、液晶構造を取り入れたような側鎖構造をもつ紫外線感応性垂直配向膜３７、たとえば日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いて作製した。また、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示した工程により作製した基板３１と対向する基板３２の作製においても、日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いた。
【００４２】
更に、配向復帰可能な紫外線感応性垂直配向膜３７、たとえば日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いたため、図６（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明した工程において、両側の基板とも紫外線の照射時間を１０分とした。その他は、第１のサンプルの製造方法と同様である。
【００４３】
第２のサンプルに電圧を印加したところ、ドメインの境界線が明確でない、ドメイン内の液晶分子の倒れる方向が制御できない等により、良好な２ドメイン配向を得ることができなかった。また、この液晶表示素子を目視で観察したところ、特に視角を傾けたときに、表示部がざらついた感じとなり、更に、数ｍｍから１ｃｍくらいの大きさの視角が異なる領域が存在するなどして、表示が甚だ見難かった。しかし、この液晶表示素子（液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却しても配向欠陥は全く生じなかった。
【００４４】
続いて本願発明者は、第３のサンプルを作製した。
【００４５】
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、第３のサンプルの製造方法を説明するための概略図である。
【００４６】
図１（Ａ）を参照する。図６（Ａ）を参照して説明した工程と等しい工程によって、透明基板３４上に所定のパタンが与えられた透明電極３６を形成し、透明電極３６上に垂直配向膜３８を形成する。材料、厚さ、形成方法についても、図６（Ａ）を用いて行った説明と等しい。
【００４７】
図１（Ｂ）を参照する。垂直配向膜３８に第１回目の紫外線照射を行う。図６（Ａ）〜（Ｅ）に示した液晶表示素子の製造方法においては、図６（Ｃ）に示した１回目の紫外線照射時にはマスク５５を用いたが、第３のサンプルの製造においては、マスク５５を用いずに紫外線を照射して、光配向処理によるプレティルト角の付与を行う。その他照射する紫外線の波長、単位面積当たりの照度、照射時間（３分間）及び照射方向は、図６（Ｃ）を用いて行った説明と等しい。
【００４８】
図１（Ｃ）を参照する。紫外線の照射された垂直配向膜３８の一部に、第２回目の紫外線照射を行う。第２回目の紫外線照射は、第１回目のそれとは異なり、垂直配向膜３８上にマスク５５を配置し、第１回目の紫外線照射とは異なる方向から紫外線を照射してプレティルト角の付与を行う。照射する紫外線の波長、単位面積当たりの照度、及び照射方向は、図６（Ｄ）を用いて行った説明と等しい。ただし、紫外線の照射時間は、第１回目の紫外線照射時の２倍の６分間である。マスクを用いて行う第２回目の紫外線照射時間を、マスクを用いないで行う第１回目の紫外線照射時間よりも長くすることで、たとえば１．２倍〜３．０倍とすることで適切にプレティルト角を付与することができる。こうして、第３のサンプルの一方の基板３２を得る。なお、所望のプレティルト角を付与するには、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す工程において、照射する紫外線の波長、強度、照射角度等の条件を選定すればよい。
【００４９】
図１（Ｄ）を参照する。図１（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明した工程とは別に、図１（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程により、透明基板３３上に所定のパタンが与えられた透明電極３５を形成し、透明電極３５上に垂直配向膜３７を形成する。材料、厚さ、形成方法も、図１（Ａ）を用いて行った説明と等しい。こうして、液晶表示素子のもう一方の基板３１を得る。基板３１には、光配向法によるプレティルト角の付与は行わない。
【００５０】
図１（Ｅ）を参照する。一対の基板３１，３２を、垂直配向膜３７，３８が形成された面を向き合わせ、２つの透明電極３５，３６の所定の電極パタンが重なり合うように位置合わせを行って接着し、両基板３１，３２間に液晶を供給して液晶層３９を得る。両基板３１，３２の接着方法、使用するギャップコントロール剤、両基板３１，３２間に注入する液晶材料、及び液晶層形成方法は、図６（Ｅ）を参照して行った説明で用いたそれらと同様である。こうして第３のサンプルを作製した。
【００５１】
液晶表示素子の第３のサンプルに電圧を印加したところ、良好な２ドメイン配向と視認性が得られた。しかし、１２０℃まで加熱後、室温まで冷却したところ、素子全面に配向欠陥が生じ、表示性能が極端に悪化した。これは第１のサンプルに対する結果と同様であった。
【００５２】
第４のサンプルを作製した。第４のサンプルの製造方法は、第３のサンプルの製造方法と類似している。ただし、第４のサンプルは、図１（Ａ）及び（Ｄ）に示す工程において、基板上（透明電極３５上）に形成する、液晶分子を平均的に表面に対して所定方向、たとえばほぼ垂直方向に配向させる性質を有するたとえば紫外線感応性配向材料の膜として、液晶がアイソトロピック相から液晶相に戻ったとき配向復帰可能な、液晶構造を取り入れたような側鎖構造をもつ紫外線感応性垂直配向膜３７、たとえば日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いて作製した。
【００５３】
また、配向復帰可能な紫外線感応性垂直配向膜３７、たとえば日産化学工業製ＲＮ−１２３１（液晶骨格を有する側鎖）を用いたため、図１（Ｃ）及び（Ｄ）を用いて説明した工程において、紫外線の照射時間をそれぞれ１０分及び２０分とした。その他は、第３のサンプルの製造方法と同様である。
【００５４】
第４のサンプルに電圧を印加したところ、また、この液晶表示素子を目視で観察したところ、第２のサンプルと同様の結果が得られた。更に、この液晶表示素子（液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却しても配向欠陥は全く生じなかった点も第２のサンプルの場合と同様であった。
【００５５】
次に第５のサンプルを作製した。第５のサンプルの製造方法は、第１のサンプルの製造方法と類似している。ただし、第５のサンプルは、図６（Ａ）に示す工程で日産化学工業製ＳＥ−１２１１（：ＣＨ側鎖）を用いる点は第１のサンプルと同様であるが、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示した工程により作製した基板３１と対向する基板３２の作製において、配向復帰可能な紫外線感応性垂直配向膜である日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いる点が異なっている。
【００５６】
更に、日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を用いたため、基板３２の作製においては、２度の紫外線照射工程における照射時間をともに１０分とした。その他は、第１のサンプルの製造方法と同様である。
【００５７】
液晶表示素子の第５のサンプルに電圧を印加したところ、良好な２ドメイン配向と視認性が得られた。また、第５のサンプルを（液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却しても配向欠陥は全く生じなかった。
【００５８】
続いて、第６のサンプルを作製した。第６のサンプルの製造方法は、第５のサンプルの製造方法に類似している。第５のサンプルの製造においては、対向基板３２の作製において日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を塗布焼成した後、２度の紫外線照射を行った。第６のサンプルの製造においては、日産化学工業製ＲＮ−１２３１（：液晶骨格を有する側鎖）を塗布焼成するのみで配向処理を施さない。その点だけが異なっている。
【００５９】
図２（Ａ）〜（Ｅ）は、液晶表示素子の第６のサンプルの製造方法を説明するための概略図である。
【００６０】
図２（Ａ）を参照する。図６（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程によって、透明基板３４上に所定のパタンが与えられた透明電極３６を形成し、透明電極３６上に垂直配向膜３８を形成する。材料、厚さ、形成方法も、図６（Ａ）を用いて行った説明と等しい。
【００６１】
図２（Ｂ）を参照する。垂直配向膜３８の一部に第１回目の紫外線照射を行う。図６（Ｂ）に示したマスク５５を用い、図６（Ｃ）を参照して説明した工程と同様の工程で、光配向処理によるプレティルト角の付与を行う。照射する紫外線の中心波長、単位面積当たりの照度、照射時間及び照射方向は、図６（Ｃ）を用いて行った説明と等しい。
【００６２】
図２（Ｃ）を参照する。垂直配向膜３８の一部に第２回目の紫外線照射を行う。図６（Ｄ）を参照して説明した工程と同様の工程で、第１回目の紫外線照射で、紫外線が照射されなかった領域の一部に、第１回目の紫外線照射とは異なる方向から紫外線を照射してプレティルト角の付与を行う。照射する紫外線の中心波長、単位面積当たりの照度、照射時間及び照射方向は、図６（Ｄ）を用いて行った説明と等しい。こうして、液晶表示素子の一方の基板３２を得る。なお、所望のプレティルト角を付与するには、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示す工程において、照射する紫外線の中心波長、強度、照射角度等の条件を選定すればよい。
【００６３】
図２（Ｄ）を参照する。図２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明した工程とは別に、図２（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程により、透明基板３３上に所定のパタンが与えられた透明電極３５を形成し、透明電極３５上に垂直配向膜３７を形成する。厚さ、形成方法は、図２（Ａ）を用いて行った説明と等しい。ただし、垂直配向膜３７には、配向復帰可能な垂直配向膜である、たとえば日産化学工業製ＲＮ−１２３１を用いる。こうして、液晶表示素子のもう一方の基板３１を得る。基板３１には、光配向法による配向処理は施さない。
【００６４】
図２（Ｅ）を参照する。一対の基板３１，３２を、垂直配向膜３７，３８が形成された面を向き合わせ、２つの透明電極３５，３６の所定の電極パタンが重なり合うように位置合わせを行って接着し、両基板３１，３２間に液晶を供給して液晶層３９を得る。両基板３１，３２の接着方法、使用するギャップコントロール剤、両基板３１，３２間に注入する液晶材料、及び液晶層形成方法は、図６（Ｅ）を参照して行った説明で用いたそれらと同様である。こうして液晶表示素子の第６のサンプルを作製した。
【００６５】
第６のサンプルに電圧を印加したところ、良好な２ドメイン配向と視認性が得られた。また、第６のサンプルを（液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却しても配向欠陥は全く生じなかった。
【００６６】
第６のサンプルは、一方の基板３２の液晶層３９に接する面には光配向処理により所定のプレティルト角が付与され、もう一方の基板３１には、垂直配向膜３７が塗布、キュアされただけの単純な垂直配向処理が施されている液晶表示素子である。第６のサンプルにおいては、基板３２上に光配向処理で付与される垂直配向からのプレティルト角によって２種類に区別される短冊状の微小領域が、一方向（短冊状の微小領域の幅方向、図２（Ｅ）においては左右方向）に交互に現れる。垂直配向膜３８に接する液晶分子は、各微小領域に付与されたプレティルト角だけ傾いた、垂直配向膜３８に対してほぼ垂直な配向を示す。電圧印加時には、微小領域ごとに、プレティルト角に従って液晶分子が倒れる。垂直配向膜３７に接する液晶分子は、垂直配向膜３７に対して略垂直の配向を示す。液晶分子が倒れる方向からの極端な視角特性の低下を防ぐことができるため、視角の広いＬＣＤを得ることができる
液晶表示素子の第６のサンプルの製造方法によれば、一方の基板３２のみに光配向処理を行って垂直配向からのプレティルト角の異なった２種類の微小領域（２ドメイン）を形成しているので、製造工程を簡略化することができ、低コストで２ドメイン方式の液晶表示素子を製造することができる。また、図２（Ｅ）を用いて説明した両基板３１，３２の重ね合わせ工程（接着工程）において、高精度の位置合わせの必要がないため、作業負担が軽減される。更に、位置合わせの精度不足という問題が生じないため、表示品質の悪化を少なくすることができ、高品質の液晶表示素子を製造することができる。
【００６７】
最後に、第７のサンプルを作製した。第７のサンプルの製造方法は、第３のサンプルの製造方法に類似している。第３のサンプルの製造においては、２枚の基板３１，３２ともにプレティルト角を付与しやすい配向膜（ＳＥ−１２１１：ＣＨ側鎖）を塗布焼成し、一方の基板３２にのみ光配向法による配向処理（２度の紫外線照射を１度目はマスクなしで行い、２度目はマスクを用いて行う。）を施した。
【００６８】
第７のサンプルの製造においては、一方の基板３２にのみプレティルト角を付与しやすい配向膜（ＳＥ−１２１１：ＣＨ側鎖）を塗布焼成し、光配向法による配向処理（２度の紫外線照射を１度目はマスクなしで行い、２度目はマスクを用いて行う。）を施した。もう一方の基板３１には、配向復帰可能な配向膜（ＲＮ−１２３１：液晶骨格を有する側鎖）を塗布焼成しただけで、配向処理を行わなかった。それ以外の点においては、同様の製造方法により第７のサンプルを製造した。
【００６９】
第７のサンプルに電圧を印加したところ、良好な２ドメイン配向と視認性が得られた。また、第７のサンプルを（液晶のネマチック−アイソトロピック相転移温度は９９．５℃）を１２０℃まで加熱後、室温まで冷却しても配向欠陥は全く生じなかった。
【００７０】
第７のサンプルの製造方法によれば、一方の基板３２のみに光配向処理を行って垂直配向からのプレティルト角の異なった２種類の微小領域（２ドメイン）を形成しているので、製造工程を簡略化することができ、低コストで２ドメイン方式の液晶表示素子を製造することができる。また、図１（Ｅ）を用いて説明した両基板３１，３２の重ね合わせ工程（接着工程）において、高精度の位置合わせの必要がないことに加えて、図１（Ｃ）に示す工程において、第６のサンプルの製造においては必要であった第２回目の紫外線照射時のマスクの位置合わせが不要であるため、作業負担が軽減される。位置合わせの精度不足という問題が生じないため、表示品質の悪化を少なくすることができ、高品質の液晶表示素子を製造することができる。
【００７１】
以上、第１〜第７のサンプルについて詳述した。
【００７２】
２枚の基板ともにプレティルト角を付与しやすい配向膜（ＳＥ−１２１１：ＣＨ側鎖）を塗布し、少なくとも一方の基板に光配向処理を施している第１のサンプル及び第３のサンプルは、光配向処理の方法によらず、ドメイン配向、視認性は良好であるが、ネマティック相再転移後に配向欠陥が発生している。
【００７３】
また、２枚の基板ともに配向復帰可能な配向膜（ＲＮ−１２３１：液晶骨格を有する側鎖）を塗布し、少なくとも一方の基板に光配向処理を施している第２のサンプル及び第４のサンプルは、光配向処理の方法によらず、ドメイン配向、視認性が不良である。しかし、液晶相、たとえばネマティック相転移後の配向欠陥の発生は見られなかった。
【００７４】
しかし、一方の基板にプレティルト角を付与しやすい配向膜を塗布焼成し、もう一方の基板に配向復帰可能な配向膜を塗布焼成し、少なくともプレティルト角を付与しやすい配向膜を塗布した一方の基板に配向処理を行った第５〜第７のサンプルは、ドメイン配向、視認性も良好で、かつ、ネマティック相転移後の配向欠陥の発生も見られなかった。また、配向復帰可能な配向膜を塗布したもう一方の基板に配向処理を行った場合も行わなかった場合も、同様の結果が得られた。
【００７５】
このように、液晶表示素子の一方の基板にはプレティルト角を付与しやすい配向膜を用い、もう一方の基板には配向復帰可能な配向膜を用いることで、光配向法により、良好な配向性を有するマルチドメイン方式の液晶表示素子を作製することができる。
【００７６】
以上、垂直配向からのプレティルト角の異なる微小領域が、交互に平行ストライプ状（短冊状）に形成される２ドメイン方式の液晶表示素子（第１〜第７のサンプル）について説明した。たとえば図６（Ｆ）に示したような開口部５６ａと遮光部５６ｂとが格子状（市松模様状）に形成されているマスク５６を用いて、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が反対向きである２種類の微小領域が、直交する２方向に交互に現れるような２ドメイン方式の液晶表示素子を作製することもできる。図６（Ｆ）に示したようなマスク５６を用いた場合、微小領域は正方形状に形成されるが、マスクの開口部及び遮光部の形状を選定することにより、微小領域を長方形状や六角形状に形成することもできる。
【００７７】
市松模様状に形成される微小領域は、その正方形状の一辺の長さと、平行ストライプ状に形成される微小領域の幅とが等しい場合には、平行ストライプ状の微小領域に比べ視認されにくい。このため、微小領域が市松模様状に形成されている２ドメイン方式の液晶表示素子は良好な表示特性を有する。また、市松模様状に形成される領域（ドメイン）を大きめに作製すれば、領域（ドメイン）自体が模様（意匠）となり、特徴的な表示が可能となる。
【００７８】
微小領域（ドメイン）のサイズについて記す。微小領域（ドメイン）の境界付近における液晶分子は、電圧印加時に倒れる方向が不規則になり、この結果、微小領域（ドメイン）内における光の透過率が減少する。したがって、液晶表示素子が、過度に小さい領域（ドメイン）で形成されている場合、液晶表示素子の光透過率が減少してしまい、表示特性が悪化する。一方、液晶表示素子が、過度に大きな領域（ドメイン）で形成されている場合、領域（ドメイン）自体が視認されてしまい、ドメイン自体の模様（意匠）を強調する場合でなければ、良好な表示ということはできない。
【００７９】
微小領域（ドメイン）が平行ストライプ状（短冊状）に形成される場合、微小領域（ドメイン）の幅は２０μｍ〜２００μｍが好ましく、４０μｍ〜１００μｍが一層好ましい。また、微小領域（ドメイン）が格子状（市松模様状）に形成される場合、格子状（正方形状）の微小領域の一辺の長さは２０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。前述のように、市松模様状の微小領域（ドメイン）は、平行ストライプ状の微小領域（ドメイン）より視認されにくいため、平行ストライプ状の微小領域より大きめのサイズに形成することができる。市松模様等の領域（ドメイン）自体の意匠性により特徴的表示の液晶表示素子を作製する場合は、領域（ドメイン）のサイズは大きめの方が好ましい。意匠性を企図する場合、格子状（正方形状）の微小領域（ドメイン）の一辺の長さは１００〜３００μｍであることが望ましい。
【００８０】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれドットマトリックスタイプ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動の液晶表示素子の一部を示す概略的な平面図である。
【００８１】
上記の液晶表示素子（サンプル）の製造方法は、セグメントタイプの液晶表示素子だけでなく、ドットマトリックスタイプまたは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動の液晶表示素子の製造にも適用することができる。
【００８２】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
セグメントタイプ、ドットマトリックスタイプ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動等の液晶表示素子及びその製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、第３のサンプルの製造方法を説明するための概略図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、液晶表示素子の第６のサンプルの製造方法を説明するための概略図である。
【図３】第１〜第７のサンプルについて相違点をまとめた表である。
【図４】垂直配向型の液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）の従来例を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は、マルチドメイン（２ドメイン）方式の垂直配向型ＬＣＤのセグメントパタンを表す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｇ）は、マルチドメイン（２ドメイン）方式の垂直配向型ＬＣＤの製造方法を説明するための概略図である。
【図７】図６（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明した製造方法によって製造した液晶表示素子について、ネマティック相からアイソトロピック相へ相転移が起こった後、再びネマティック相に転移した液晶部分を撮影した顕微鏡写真である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれドットマトリックスタイプ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動の液晶表示素子の一部を示す概略的な平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０、１１  液晶表示素子
３１、３２  基板
３３，３４  透明基板
３５、３６  透明電極
３７、３８  垂直配向膜
３９  液晶層
４０  視角補償フィルム
４１、４２  偏光板
４３  電圧印加手段
４５  光
５０  垂直配向型ＬＣＤ
５５、５６  マスク
５５ａ、５６ａ  開口部
５５ｂ、５６ｂ  遮光部
【図１】
2005148442.tif 000003
【図２】
2005148442.tif 000004
【図３】
2005148442.tif 000005
【図４】
2005148442.tif 000006
【図５】
2005148442.tif 000007
【図６】
2005148442.tif 000008
【図７】
2005148442.tif 000009
【図８】
2005148442.tif 000010