(57)【要約】【課題】  表示特性に優れたマルチドメイン方式の液晶表示装置を低コストの下に製造することを可能にする液晶配向用基板を提供する。【解決手段】  マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板であって、基板１と、該基板７の片面に形成された電極７と、該電極７上に設けられ、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成されて液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配向させる配向膜９と、を少なくとも備え、前記配向膜９のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域が形成されていることことにより、前記課題を解決した。【選択図】        図１      
2005107415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板であって、
基板と、該基板の片面に形成された電極と、該電極上に設けられ、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成されて液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配向させる配向膜と、を少なくとも備え、
前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域が形成されていることを特徴とする液晶配向用基板。
【請求項２】
前記絶縁材料が、ポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向用基板。
【請求項３】
前記傾斜配向規制領域が、同一周期で同一幅の規則的なジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶配向用基板。
【請求項４】
前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、前記傾斜配向規制領域のジグザグ状の屈曲部が少なくとも１つ配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶配向用基板。
【請求項５】
前記傾斜配向規制領域が、所定の間隔を隔てて複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶配向用基板。
【請求項６】
前記傾斜配向規制領域が、平面視上の形状が少なくとも１つの尖鋭部を有する形状であって、前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、複数規則的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶配向用基板。
【請求項７】
前記傾斜配向規制領域の平面視上の形状が略二等辺三角形であり、二等辺三角形の頂角に対応する箇所が、前記二等辺三角形の底角に対応する箇所よりも尖鋭であることを特徴とする請求項６に記載の液晶配向用基板。
【請求項８】
前記配向膜が疎水性領域であり、前記傾斜配向規制領域が親水性領域であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶配向用基板。
【請求項９】
マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板の製造方法であって、
片面に電極が形成された基板を準備する工程と、
前記電極上にシランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって配向膜を形成する工程と、
前記配向膜の表面に選択的に親水化処理を施して、該配向膜の表面のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液晶配向用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする請求項９に記載の液晶配向用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記配向膜に光触媒を含有させることを特徴とする請求項９に記載の液晶配向用基板の製造方法。
【請求項１２】
マルチドメイン方式の液晶表示装置であって、
表示用液晶パネルを構成する２枚の基板のうちの一方又は両方の基板の片面に電極を形成し、該電極上に、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成されて液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配向させる配向膜を設け、該配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域を形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
前記絶縁材料が、ポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記傾斜配向規制領域が、同一周期で同一幅の規則的なジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、前記傾斜配向規制領域のジグザグ状の屈曲部が少なくとも１つ配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記傾斜配向規制領域が、所定の間隔を隔てて複数形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記傾斜配向規制領域が、平面視上の形状が少なくとも１つの尖鋭部を有する形状であって、前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、複数規則的に形成されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記傾斜配向規制領域の平面視上の形状が略二等辺三角形であり、二等辺三角形の頂角に対応する箇所が、前記二等辺三角形の底角に対応する箇所よりも尖鋭であることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記配向膜が疎水性領域であり、前記傾斜配向規制領域が親水性領域であることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか１項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、液晶配向用基板及びその製造方法並びに液晶表示装置に関し、特に、マルチドメイン方式の液晶表示装置に好適な液晶配向用基板及びその製造方法、並びに液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型化や低電圧駆動が容易なフラットパネルディスプレイの１つであり、今日では、構造や動作モード等が異なる種々の液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
代表的な液晶表示装置としては、ノーマリホワイトモードのＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示装置が広く知られている。ＴＮ型液晶表示装置の製造技術は格段の進歩を遂げており、アクティブマトリックス駆動タイプのＴＮ型液晶表示装置では、正面視したときのコントラストや色再現性等の点でＣＲＴ（ブラウン管）を凌駕するまでに至っている。しかしながら、ＴＮ型液晶表示装置には視野角が狭い（視角依存特性が大きい）という大きな欠点がある。
【０００４】
近年では、視角依存特性が小さい液晶表示装置として、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）型液晶表示装置及びマルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置が開発され、それぞれ、パーソナルコンピュータ用の表示装置や液晶テレビ等として実用化されている。
【０００５】
ただし、ＩＰＳ型液晶表示装置は応答速度の向上や高精細化を図り難く、また、光学的特性のセル厚依存性が高いことから生産性を高め難い。一方、垂直配向型液晶表示装置は、液晶分子の複屈折性を利用したノーマリーブラックモードの液晶表示装置であり、ＴＮ型液晶表示装置に比べて表示のコントラストを高くし易く、黒レベル応答速度も速くし易いといった利点を有していることから、今日ではＩＰＳ型液晶表示装置よりも注目されている。
【０００６】
ここで、マルチドメイン方式の液晶表示装置とは、周知のように、個々の画素領域に平面視上含まれている多数の液晶分子が少なくとも中間調表示時に配向分割するように、換言すれば、平面視上の配向方向が互いに異なる複数の領域に分かれるように構成された液晶表示装置のことである。
【０００７】
配向膜にラビング処理を施して配向膜を作製する場合には、配向膜表面のうちで画素に対応する領域それぞれに、ラビング方向が異なる複数の微細領域を形成することによって、マルチドメイン方式の液晶表示装置に適用可能な配向膜を得ることができる。しかしながら、この場合には複数のマスクが必要であり、更には、ラビング処理で生じた塵埃を除去するための洗浄工程が必要となる。
【０００８】
配向膜を作製するにあたってラビング処理が不要なマルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置として、例えば特許文献１には、対向電極の所定箇所、すなわち画素電極の中央部と向き合う箇所に開口部を設け、これによって、液晶分子を２方向又は４方向に配向分割する液晶表示装置が記載されている。
【０００９】
また、特許文献２には、特定形状の構造物、すなわち、鋸歯状の連続した凹凸構造面を有し、その凹凸構造面が、画素中央部が高く画素端部に向かって低くなるような構造単位からなるか、若しくは、画素端部が高く画素中央部に向かって低くなるような構造単位からなる構造物を配向膜として設けた垂直配向型液晶表示装置が記載されている。この垂直配向型液晶表示装置では、前記構造物の存在によって傾斜方向が異なる複数の傾斜面が各画素領域中の配向膜全体に形成され、傾斜面上の液晶分子の配向方向が当該傾斜面の傾斜方向によって規制されることから、各画素領域において液晶分子が複数方向に配向分割される。
【００１０】
特許文献３には、１画素あたり複数の凸部又は凹部が形成された構造物（膜）を電極上に設け、その上にラビング処理が不要な垂直配向膜を形成した垂直配向型液晶表示装置が記載されている。この垂直配向型液晶表示装置でも、前記特許文献２に記載された垂直配向型液晶表示装置と同様に、構造物の存在によって、傾斜方向が異なる複数の傾斜面が各画素領域中の配向膜全体に形成され、傾斜面上の液晶分子の配向方向が当該傾斜面の傾斜方向によって規制されることから、各画素領域において液晶分子が複数方向に配向分割される。また、特許文献３には、上述の構造物を設けることに加えて、対向電極の所定箇所にスリットを設けて、前述した特許文献１に記載されている垂直配向型液晶表示装置と同様に電圧印加時に電界が傾斜した部分を生じさせてもよい旨も記載されている。
【特許文献１】特開平６−３０１０３６号公報
【特許文献２】特開平７−１９９１９３号公報
【特許文献３】特開平１１−２４２２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されている垂直配向型液晶表示装置には、応答速度が比較的遅いという問題があり、特に、各液晶分子の配向が電圧を印加していない状態から印加した状態に変化するときの応答速度が遅いという問題がある。
【００１２】
特許文献２に記載されている垂直配向型液晶表示装置では、個々の画素に形成されている前述の傾斜面が当該画素の全体に亘っており、電圧を印加しないときには傾斜面上の液晶が全て当該傾斜面に沿って配向することから、完全な黒表示を得ることができずにコントラストが低下するという問題がある。
【００１３】
また、特許文献２に記載されている垂直配向型液晶表示装置において液晶分子の配向方向を十分に規制するためには、前述の傾斜面を急峻にすることが必要であり、そのためには前述した構造物を厚肉にすることが必要となることから、他の問題も生じる。すなわち、特許文献２では前記構造物の材料としてレジストが挙げられているが、レジストは誘電体であるため、誘電体製の構造物を厚肉にすると液晶表示装置の動作中に当該構造物中に電荷が蓄積され、その結果として、構造物に蓄積された電荷のために電極間に電圧を印加しても液晶分子の配向方向が変化しないという現象、いわゆる焼き付きといわれる現象が生じ易くなる。
【００１４】
更に、特許文献２に記載されている上述の構造物を形成するためには、レジスト塗布、プレベーク、露光、現像、ポストベークという工程を付加しなければならず、製造コストを上昇させる要因になる。
【００１５】
これら焼き付き現象の発生及び製造コストの上昇は、前述した構造物（膜）を使用する特許文献３記載の垂直配向型液晶表示装置においても問題となる。特許文献３には、前述の構造物に微細な孔を多数形成することによって焼き付き現象の発生を抑制し得ることが記載されているが、このような微細孔の形成は製造コストの更なる上昇をまねく。
【００１６】
本発明の第１の目的は、表示特性に優れたマルチドメイン方式の液晶表示装置を低コストの下に製造することを可能にする液晶配向用基板を提供することにある。
【００１７】
本発明の第２の目的は、表示特性に優れた液晶表示装置を低コストの下に製造することを可能にする液晶配向用基板の製造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の第３の目的は、表示特性に優れたものを低コストの下に製造すること可能なマルチドメイン方式の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
基板界面の濡れ性（表面エネルギー）と液晶分子の配向状態については、式Δγ＝γS−γLで表される関係が見出されている（L.T．Creagh and A.R.Kmetz：SID1972、 International Symposium． Digest、 P.90（1972））。ここで、式中のγS は固体の臨界表面エネルギーを、γL は液体の表面自由エネルギーをそれぞれ表し、液晶分子はΔγ＞０のとき垂直配向となり、Δγ＜０のとき水平配向となる。したがって、例えばネガ型液晶は、配向膜表面が疎水性である場合には垂直配向し、親水性である場合には水平配向する。
【００２０】
本件発明者らは、この知見に基づいて、配向膜表面に疎水性領域と親水性領域とを形成することによってマルチドメイン方式の液晶表示装置を作製するという着想を得、本発明を完成するに至った。
【００２１】
前記第１の目的を達成する本発明の液晶配向用基板は、マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板であって、基板と、該基板の片面に形成された電極と、該電極上に設けられ、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成されて液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配向させる配向膜と、を少なくとも備え、前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に傾斜配向規制領域を形成したので、電源をオンしたとき（電圧を印加したとき）、傾斜配向規制領域上の液晶分子が配向膜上の液晶分子より先に傾斜する。このとき、傾斜配向規制領域上の液晶分子は、配向膜と傾斜配向規制領域との境界に沿って傾斜し、この傾斜配向規制領域上の液晶分子を起点として配向膜上の液晶分子が傾斜する。そのため、電圧オン時における応答を速くすることができる。しかし、基板との密着や撥水性が高く、入手が容易な材料であるシランカップリング剤の配向膜は、単層膜に近いため、液晶パネル内に異物などが混入した場合、２枚の基板がショートし、正常に電圧が印加されず、表示不良を起こすことが考えられるが、本発明では、シランカップリング剤と絶縁材料例えば後述するポリイミド樹脂とを混合した混合物によって配向膜を形成するので、液晶セル内に異物などが混入したとしても２枚の基板がショートすることがない。また、傾斜配向規制領域が形成された配向膜は、配向膜の表面に親水化処理を施すことによって得ることができるので、低コストの下に比較的容易に製造することができる。また、配向膜を特段厚くする必要もないので、焼き付き現象の発生を容易に抑制することができる。
【００２３】
本発明の液晶配向基板において、（ａ）前記絶縁材料が、ポリイミド樹脂であること、（ｂ）前記傾斜配向規制領域が、同一周期で同一幅の規則的なジグザグ状に形成されていること、（ｃ）前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、前記傾斜配向規制領域のジグザグ状の屈曲部が少なくとも１つ配置されていること、（ｄ）前記傾斜配向規制領域が、所定の間隔を隔てて複数形成されていること、（ｅ）前記傾斜配向規制領域が、平面視上の形状が少なくとも１つの尖鋭部を有する形状であって、前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、複数規則的に形成されていること、（ｆ）前記傾斜配向規制領域の平面視上の形状が略二等辺三角形であり、二等辺三角形の頂角に対応する箇所が、前記二等辺三角形の底角に対応する箇所よりも尖鋭であること、（ｇ）前記配向膜が疎水性領域であり、前記傾斜配向規制領域が親水性領域であること、が好ましい。ここで、本明細書でいう「尖鋭部」とは、広がり角が６０°未満の領域の先端部を意味する。
【００２４】
前記第２の目的を達成する本発明の液晶配向用基板は、マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板の製造方法であって、片面に電極が形成された基板を準備する工程と、前記電極上にシランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって配向膜を形成する工程と、前記配向膜の表面に選択的に親水化処理を施して、該配向膜の表面のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、電極上にシランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって配向膜を形成し、かつ、この配向膜の表面に選択的に親水化処理を施すという比較的容易な方法によって本発明の液晶配向用基板を得ることができる。その結果、液晶配向用基板を効率的に製造することができ、歩留まりの低下を防止することができると共に、コストダウンに寄与することができる。
【００２６】
本発明の液晶配向基板の製造方法において、前記親水化処理が光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われること、前記配向膜に光触媒を含有させること、が好ましい。
【００２７】
これらの発明によれば、露光光として比較的長波長の紫外光を用いることが可能になるので、露光光の光源装置として比較的安価なものを使用することができる。その結果として、液晶配向用基板の製造コストを抑えることが容易になる。
【００２８】
前記第３の目的を達成する本発明の液晶表示装置は、マルチドメイン方式の液晶表示装置であって、表示用液晶パネルを構成する２枚の基板のうちの一方又は両方の基板の片面に電極を形成し、該電極上に、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配向させるシランカップリング剤の配向膜を形成し、該配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域を形成したことを特徴とする。
【００２９】
この発明の液晶表示装置は、表示用液晶パネルを構成する２枚の液晶配向用基板のうちの一方又は両方として前述した本発明の液晶配向用基板を用いたマルチドメイン方式の液晶表示装置である。したがって、本発明の液晶表示装置は、２枚の基板がショートすることがない液晶表示装置を、極めて容易な工程により製造できると共に低コストの下に製造することが可能である。
【００３０】
本発明の液晶表示装置において、（i）前記絶縁材料が、ポリイミド樹脂であること、（ii）前記傾斜配向規制領域が、同一周期で同一幅の規則的なジグザグ状に形成されていること、（iii）前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、前記傾斜配向規制領域のジグザグ状の屈曲部が少なくとも１つ配置されていること、（iv）前記傾斜配向規制領域が、所定の間隔を隔てて複数形成されていること、（v）前記傾斜配向規制領域が、平面視上の形状が少なくとも１つの尖鋭部を有する形状であって、前記配向膜のうちで画素に対応する個々の領域内に、複数規則的に形成されていること、（vi）前記傾斜配向規制領域の平面視上の形状が略二等辺三角形であり、二等辺三角形の頂角に対応する箇所が、前記二等辺三角形の底角に対応する箇所よりも尖鋭であること、（vii）前記配向膜が疎水性領域であり、前記傾斜配向規制領域が親水性領域であること、が好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明の液晶配向用基板によれば、シランカップリング剤の配向膜は、単層膜に近いため、液晶パネル内に異物などが混入した場合、２枚の基板がショートし、正常に電圧が印加されず、表示不良を起こすことが考えられるが、本発明では、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって絶縁膜を形成するので、液晶パネル内に異物などが混入したとしても２枚の基板がショートすることがない。また、傾斜配向規制領域が形成された配向膜は、配向膜の表面に親水化処理を施すことによって得ることができるので、低コストの下に比較的容易に製造することができる。また、配向膜を特段厚くする必要もないので、焼き付き現象の発生を容易に抑制することができる。
【００３２】
本発明の液晶配向用基板の製造方法によれば、露光処理によって前記の親水性領域を形成することができるので、製造コストを抑え易くなる。
【００３３】
本発明の液晶表示装置によれば、表示用液晶パネルが上述した本発明の液晶配向用基板を用いて形成されるので、２枚の基板がショートすることがない液晶表示装置を、極めて容易な工程により製造できると共に低コストの下に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
最初に、本発明の特徴についてさらに詳しく説明する。
【００３５】
本発明の特徴は、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって配向膜が形成され、この配向膜の表面のうちで画素に対応する個々の領域内の一部に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域が形成されていることにある。本発明をこのように構成した理由は、ＶＡ方式の液晶表示装置の配向膜の材料として、垂直配向用ポリイミド゛が使われるのが一般的であるが、シランカップリング剤、界面活性剤、なども用いることができる。中でも、シランカップリング剤は、基板との密着や撥水性が高い材料が多く入手できる材料系であるからである。すなわち、シランカップリング剤の配向膜は、シランカップリング剤の側鎖が基板法線方向に無数に配置されることで、各液晶分子が、その縦方向の溝に刺さるように配列されるので、垂直配向をとる。
【００３６】
シランカップリング剤の配向膜は、絶縁膜としての機能を有せず単層膜に近いため、液晶セル内に異物などが混入した場合、２枚の基板がショートし、正常に電圧が印加されず、表示不良を起こすことが考えられるが、本発明では、シランカップリング剤と絶縁材料例えばポリイミド樹脂とを混合した混合物によって配向膜を形成するので、配向膜は、疎水性と絶縁性の２つの特性を備えたものとなるので、液晶セル内に異物などが混入したとしても２枚の基板がショートすることなく、親水疎水のパターンを形成することができる。
【００３７】
なお、本発明の液晶配向基板において、少なくとも１枚用いて空セルを作製し、その中にネガ型液晶を充填して縦電界型の表示用液晶表示パネルを製造した場合、上下（２枚）の基板間に電圧が印加されていない状態下では、個々の画素領域における配向膜の疎水性領域上の液晶分子（表示用液晶パネルを平面視したときに疎水性領域と完全に重なる液晶分子を意味する。以下同じ。）は垂直配向しようとし、配向膜の傾斜配向規制領域である親水性領域上の液晶分子（表示用液晶パネルを平面視したときに親水性領域と完全に重なる液晶分子を意味する。以下同じ。）は傾斜配向又は水平配向しようとする。しかしながら、液晶は弾性体であり、局所的な配向歪みは内部エネルギーを増大させる要因となる。このため、局所的に配向歪みが生じた場合には、歪みを是正して安定を保とうとする。その結果として、前記の疎水性領域及び傾斜配向規制領域である親水性領域のいずれか一方が他方に比べて十分に小さければ、大きい方の領域の作用が支配的になって、液晶分子は略一様に配向する。すなわち、個々の画素領域において疎水性領域を親水性領域（傾斜配向規制領域のこと。以下同じ。）に比べて十分に大きくすることにより、電圧を印加しないときには液晶分子が略一様に垂直配向した、換言すれば黒表示が良好で表示のコントラストが高い垂直配向型表示用液晶パネルを得ることができる。
【００３８】
また、この表示用液晶パネルでは、傾斜配向規制領域上の液晶分子が傾斜配向又は水平配向し易い状態にあるので、上下の基板間に電圧が印加されたときには傾斜配向規制領域上の液晶分子が先ず傾斜配向する。そして、当該傾斜配向に伴う液晶の変形が疎水性領域上の液晶にも伝播するので、電圧印加と相俟って、全ての液晶分子を比較的短時間で、疎水性領域内の液晶分子のダイレクタを、傾斜配向規制領域に沿って傾斜配向させることが可能である。
【００３９】
次に、本発明の液晶配向用基板、液晶配向用基板の製造方法、及び液晶表示装置について、図面を参照しつつ順次説明する。
【００４０】
１．液晶配向用基板及び配向膜
（第１形態）
図１（ａ）は、本発明に係る第１形態の液晶配向用基板における構成部材の平面配置を概略的に示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したＩ−Ｉ線断面を概略的に示す。
【００４１】
図１に示すように、液晶配向用基板１０は、ネガ型液晶を用いたアクティブマトリックス駆動方式の垂直配向型液晶表示装置において表示用液晶パネルの表示面側の基板として用いられるものである。当該液晶配向用基板１０は、透光性基板１、カラーフィルターアレイ３、遮光層（ブラックマトリクス）５、透明電極パターン７及び配向膜９を有している。
【００４２】
透光性基板１の片面にカラーフィルターアレイ３と遮光層５とが形成され、これらを覆うようにして透明電極パターン７が、また、当該透明電極パターン７を覆うようにして配向膜９が、それぞれ形成されている。なお、図１（ａ）においては、カラーフィルターアレイ３及び遮光層５の配置を判り易くするために、透明電極パターン７及び配向膜９の図示を省略している。
【００４３】
透光性基板１は、例えばガラスや透明プラスチック等によって形成されている。カラーフィルターアレイ３は、所望色のカラーフィルターを一定のパターンの下に多数配置することによって形成される。個々のカラーフィルターは、例えば染料又は顔料を含有若しくは分散させた樹脂（カラーレジン）によって形成することができる。
【００４４】
液晶配向用基板１０では、赤色のカラーレジンによって形成された赤色カラーフィルター３Ｒと、緑色のカラーレジンによって形成された緑色カラーフィルター３Ｇと、青色のカラーレジンによって形成された青色カラーフィルター３Ｂとをストライプ状に配置することによって、カラーフィルターアレイ３が形成されている。個々のカラーフィルター３Ｒ、３Ｇ、３Ｂが、それぞれ、１つの画素に対応する。１つの赤色カラーフィルター３Ｒと、その隣の緑色カラーフィルター３Ｇと、その隣の青色カラーフィルター３Ｂとが、１つの絵素を構成する。
【００４５】
遮光層５は、表示用液晶パネルにおける画素間からの光の漏れ（漏れ光）や、アクティブマトリックス駆動方式の表示用液晶パネルにおけるアクティブ素子の光劣化等を防止するために、カラーフィルターアレイ３を構成している各カラーフィルター３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの周囲に配置される。この遮光層５は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜によって形成することができる。有機材料によって遮光層５を形成することも可能である。図示の遮光層５は、アクティブ素子の光劣化等を防止するための領域５ａを多数有している。
【００４６】
透明電極パターン７は、表示用液晶パネルにおいて縦電界を形成するための電極であり、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明電極材料によって形成される。透明電極パターン７は、表示用液晶パネルにおいて共通電極（コモン電極）として使用されるものであり、その平面視上の形状は四角形である。
【００４７】
配向膜９は、表示用液晶パネルにおいて液晶分子の配向方向を制御するためのものであり、その材料としては、シランカップリング剤と絶縁材料とを混合した混合物が使用される。
【００４８】
絶縁材料としては、どのようなものでもよく、好ましくは絶縁性の高分子材料がよい。絶縁性の高分子材料としては、例えば、垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、ナイロン６、６等が挙げられ、好ましくは垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂である。垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂としては、垂直配向用のポリイミド樹脂である日産化学製のＳＥ−１２１１、ＳＥ−７５１１Ｌ等の市販の感光性樹脂等が挙げられる。
【００４９】
シランカップリング剤は、図３に示すように、表面を親水化処理することが可能なものであり、特に長い側鎖を有する疎水性の高分子材料が好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、フルオロアルキルシランＣ８Ｆ１７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃ８Ｆ１７（ＣＨ２）９Ｓｉ（ＯＣＨ３）３等が挙げられる。具体的には例えば、東芝シリコーン製の撥水膜用フッ素系シリコーン樹脂の市販品等が挙げられる。
【００５０】
シランカップリング剤と絶縁材料との混合は、特に限定されず、単に撹拌による混合でもよく、このように混合することにより表面にシランカップリング剤が位置されると考えられる。シランカップリング剤と絶縁材料との混合比は、特に限定されないが、重量％で１：１〜１：５であることが好ましい。
【００５１】
このシランカップリング剤と絶縁材料との混合物を用いて、透明電極パターン７上に透明電極パターン７を覆うようにスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段により配向膜９が形成される。このようにシランカップリング剤と絶縁材料との混合物を用いて配向膜９を形成することにより、配向膜９は、疎水性と絶縁性の２つの特性を備えたものとなる。また、配向膜９の表面にはシランカップリング剤が位置されるので、配向膜９の疎水性はシランカップリング剤によるものであるため、良好な疎水性を有するものとなる。
【００５２】
配向膜９の膜厚は、特に限定されないが、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００５３】
必要に応じて、平均粒径が５〜２０μｍ程度の酸化チタン（アナターゼ型）粒子や酸化亜鉛粒子等の光触媒を、配向膜９中に２０〜４０重量％の割合で含有させることができる。
【００５４】
本形態の液晶配向用基板１０の特徴は、配向膜９の表面のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域が形成されていることにある。以下、この点について図２及び図８を参照しつつ詳述する。なお、ダイレクタとは、液晶分子の平均的配向方向を表す単位ベクトルのことである。
【００５５】
図２及び図８には、上述した配向膜の表面に形成されている傾斜配向規制領域のうち、１つの絵素を構成しているカラーフィルター３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ及びその周囲の遮光層５それぞれの上方において、特定形状の傾斜配向規制領域５２、５５が示されている。
【００５６】
配向膜９の表面のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる、傾斜配向規制領域５２、５５が形成されている。すなわち、配向膜９の一部に傾斜配向規制領域５２、５５を形成すると共に、その傾斜配向規制領域５２、５５を形成しなかった配向膜９（配向膜の残り）を疎水性領域５３、５６として形成した。
【００５７】
傾斜配向規制領域５２、５５は、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させることができるものならばどのように構成してもよく、例えば疎水性の配向膜を親水化処理することによって得られた図４に示すような側鎖を有する親水性領域等である。このとき、傾斜配向規制領域５２、５５である親水性領域の臨界表面自由エネルギーは、概ね４０ｍＮ／ｍ以上である。
【００５８】
このように、傾斜配向規制領域５２、５５を形成することにより、傾斜配向規制領域５２、５５上の液晶分子は基板法線方向に対して傾斜して配向されるため、電源オン時（基板間に電圧が印加された時）に、傾斜配向規制領域５２、５５上の液晶分子が疎水性領域５３、５６上の液晶分子よりさきにさらに傾斜することとなる。また、傾斜配向規制領域５２、５５上の液晶分子は、疎水性領域５３、５６の液晶分子と密接しているため、基板法線方向に対して傾斜せずに平行に配向していることもある。この場合、電源オン時（基板間に電圧が印加された時）、傾斜配向規制領域５２、５５上の液晶分子が疎水性領域５３、５６上の液晶分子よりさきに傾斜することとなる。特に電源オン時においては、傾斜配向規制領域５２、５５である親水性領域の上の液晶分子は速やかに傾斜して倒れる。その結果、傾斜配向規制領域５２、５５上の液晶分子を起点として疎水性領域５３、５６上の他の液晶分子も一斉に傾斜するので、液晶の応答時間の短縮化を図れる。
【００５９】
傾斜配向規制領域５２、５５の形状は、特に限定されず、例えば、図２に示すように、ジグザグ状に形成してもよいし、また、図８に示すように、平面視略二等辺三角形状等に形成するようにしてもよい。傾斜配向規制領域５２、５５と疎水性領域５３、５６との境界（境界線）は、直線状に形成することが好ましい。
【００６０】
傾斜配向規制領域５２を図２に示すように、ジグザグ状に形成する場合には、そのジグザグ形状は、特に限定されず、周期や屈曲角度が一定しない無秩序に屈曲するジグザグ形状でもよいが、好ましくは、一定の周期で屈曲角度が略同じジグザグ形状であることがよい。
【００６１】
傾斜配向規制領域５２のジグザグ状の屈曲部の角度θ（図５参照）は、液晶分子の種類や配向パターン、偏光板等に応じて任意に決められるが、例えば、９０°であることが好ましい。
【００６２】
傾斜配向規制領域５２のジグザグ状の屈曲部間の長さ（隣接する屈曲部の間隔）Ｗ３（図５参照）は、通常、２００μｍ〜４００μｍであることが好ましく、特に好ましくは、２９０μｍ〜３１０μｍである。傾斜配向規制領域５２のジグザグ状の屈曲単位の長さＷ４（図５参照）は、通常、５０μｍ〜１５０μｍであることが好ましく、特に好ましくは、９０μｍ〜１１０μｍである。
【００６３】
傾斜配向規制領域５２は、所定の間隔を隔てて複数形成されていることが好ましい。すなわち、傾斜配向規制領域５２と疎水性領域５３とが交互に配置されることが好ましい。
【００６４】
傾斜配向規制領域５２の幅Ｗ１（図５参照）は、通常、液晶分子の種類や配向パターン、偏光板等に応じて任意に決められるが、例えば、配向のし易さの観点から１０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。傾斜配向規制領域５２の間隔（疎水性領域５３の幅）Ｗ２（図５参照）は、通常、液晶分子の種類や配向パターン、偏光板等に応じて任意に決められるが、例えば、配向のし易さの観点から２０μｍ〜９０μｍであることが好ましい。このような範囲が好ましいのは、傾斜配向規制領域５２が狭すぎる場合には液晶分子の配向のし易さが乏しくなる傾向となり、広すぎる場合には液晶分子が基板に垂直に配向しなくなる傾向となるからである。
【００６５】
このように、傾斜配向規制領域５２をジグザグ状に形成することにより、電源オン時において傾斜配向規制領域５２上の液晶分子が疎水性領域５３上の液晶分子より先に傾斜する。このとき、傾斜配向規制領域５２上の液晶分子は、疎水性領域５３と傾斜配向規制領域５２との境界に沿って傾斜し、この傾斜配向規制領域５２上の液晶分子を起点として疎水性領域５３上の疎水性領域５３における液晶分子が傾斜するので、ジグザグを形成する２つの辺に沿った少なくとも２方向に配向制御されると考えられる（図６を参照）。
【００６６】
傾斜配向規制領域５２は、例えば、画素毎に屈曲部が１つ又は２つ以上位置されるように位置決めされることが好ましい。特に好ましくは、傾斜配向規制領域５２によって疎水性領域５３上の液晶分子を配向制御する２つの傾斜領域が１つの画素領域内で略同じ割合になるように配置することが好ましい。
【００６７】
このように画素領域毎に対応して、傾斜配向規制領域５２の屈曲部が１つ又は２つ以上位置されることにより、電源オン時において各画素領域は液晶分子のダイレクタを少なくとも２方向に配向制御することになる。さらに、この配向状態は、互いに連続であるので、配向膜との間（境界）にディスクリネーションが形成されることがなく、表示品位の低下が起こらない。
【００６８】
傾斜配向規制領域５５を図８に示すように平面視略二等辺三角形状に形成する場合には、その略二等辺三角形状は、特に限定されないが、二等辺三角形の頂角に相当する部分は、底角に相当する部分よりも尖鋭である。この部分が、本発明でいう尖鋭部に相当する。
【００６９】
傾斜配向規制領域５５は、個々のカラーフィルター３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ上において規則性をもって形成されている。例えばカラーフィルター３Ｒ上においては、４本の仮想線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４それぞれの両側に複数の傾斜配向規制領域５５が一定のピッチで、かつ、二等辺三角形の底辺に相当する部分を仮想線側にして形成されており、１本の仮想線に対応する各傾斜配向規制領域５５は、当該仮想線を対称軸として略線対称に配置されている。仮想線Ｌ２は仮想線Ｌ１に平行であり、仮想線Ｌ４は仮想線Ｌ３に平行である。また、仮想線Ｌ２と仮想線Ｌ３とは互いに垂直である。そして、仮想線Ｌ１、Ｌ２と仮想線Ｌ３、Ｌ４とは、全体として１つの対称軸、すなわち、カラーフィルター３Ｒの中心を通って当該カラーフィルター３Ｒを横断する対称軸Ａｘを有している。この規則性は、カラーフィルター３Ｒ上のみならず、全てのカラーフィルター上での傾斜配向規制領域５５の配置に当てはまる。
【００７０】
各傾斜配向規制領域５５は、本形態の液晶配向用基板１０を用いて作製された垂直配向型液晶表示装置によって中間調表示を行う際に、液晶分子の傾斜方向を決定するトリガの役割を果たすものである。個々の傾斜配向規制領域５５の大きさが余りに小さいと前記トリガとしての役割を果たすことができなくなってしまう。
【００７１】
トリガとしての役割を果たすことができる傾斜配向規制領域５５の大きさは、当該傾斜配向規制領域５５の形状や疎水性領域５６の材料等によって異なる。傾斜配向規制領域５５の形状を略二等辺三角形とする場合、二等辺三角形の頂角に相当する部分を尖鋭部とし、かつ、二等辺三角形の底辺に相当する部分の幅を２０μｍとすることにより、前記トリガとしての役割を十分に果たすことが確認できている。前記の幅は概ね５〜２０μｍの範囲内で選択可能であると考えられる。
【００７２】
前記の垂直配向型液晶表示装置の各画素に電圧が印加されていないとき、傾斜配向規制領域５５上の液晶分子は水平配向しようとし、疎水性領域５６（親水性領域５５周辺の配向膜表面を意味する。以下同じ。）上の液晶分子は垂直配向しようとする。しかしながら、液晶は弾性体であり、局所的に配向歪みが生じた場合には歪みを是正して安定を保とうとする。
【００７３】
この点を考慮すると、表示品位に優れた液晶表示装置を得るうえからは、仮想線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３又はＬ４に沿った方向での親水性領域５５の配設ピッチを、前記幅の概ね１００〜３００％とすることが好ましく、概ね１００〜２５０％とすることが更に好ましい。また、疎水性領域５６の表面（配向面）に占める親水性領域５５の総面積の割合を、少なくとも各カラーフィルター３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ上においては、概ね５０％以下にすることが好ましい。
【００７４】
前述したように、各傾斜配向規制領域５５は、本形態の液晶配向用基板１０を用いて作製された垂直配向型液晶表示装置によって中間調表示を行う際に、液晶分子の傾斜方向を決定するトリガの役割を果たすので、前記の垂直配向型液晶表示装置はマルチドメイン方式の液晶表示装置となる。この理由を、図９及び図１０を用いて説明する。
【００７５】
図９は、前記の垂直配向型液晶表示装置の各画素に飽和電圧Ｖsat を印加したときの液晶分子の配向方状態を概略的に示す。図９に示すように、傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１は、概ね、傾斜配向規制領域５５の尖鋭部（二等辺三角形の頂角に相当する部分）Ｓから幅広部（二等辺三角形の底辺に相当する部分）へ向かう方向に配向する。また、傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１は、もともと水平配向しようとしているので、電圧印加に伴って疎水性領域５６上の液晶分子Ｍ２よりも先に傾斜配向し始め、傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１の傾斜配向に伴う液晶の変形が疎水性領域５６上の液晶にも伝播する。このため、疎水性領域５６上の液晶分子Ｍ２も、傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１の傾斜配向の方向と概ね同じ方向に配向する。
【００７６】
したがって、例えば図８に示した仮想線Ｌ１に対応する各傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１と、仮想線Ｌ２に対応する各傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１とは、中間調表示時には図１０（ａ）に模式的に示すように傾斜配向することになる。また、図８に示した仮想線Ｌ１に対応する各傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１と、仮想線Ｌ２に対応する各傾斜配向規制領域５５上の液晶分子Ｍ１とは、中間調表示に図１０（ｂ）に模式的に示すように傾斜配向することになる。
【００７７】
これらの結果として、例えば図８に示したカラーフィルター３Ｒを含む画素においては、中間調表示時に液晶が４つのドメインに配向分割される。同様に、カラーフィルター３Ｇを含む画素及びカラーフィルター３Ｂを含む画素においても、中間調表示時には液晶が４つのドメインに配向分割される。本形態の液晶配向用基板１０を用いて作製された垂直配向型液晶表示装置は、マルチドメイン方式の液晶表示装置となり、その視野角は広い。
【００７８】
以上説明したように、本形態の液晶配向用基板１０は、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された膜の表面に複数の傾斜配向規制領域５２、５５を形成するという比較的簡単な手法によって配向膜９を形成するものであるので、製造コストを抑え易い。また、傾斜配向規制領域５２、５５の形状、大きさ、及び配置を適宜選定することによって、当該液晶配向用基板１０を用いて作製された液晶表示装置での表示のコントラスト、応答速度及び視角特性を制御することができる。したがって、表示特性に優れたマルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置を低コストの下に製造することが可能である。
【００７９】
（第２形態）
図１１は、本発明に係る第２形態の液晶配向用基板の断面構造を概略的に示す。図示の液晶配向用基板２０は、透明電極パターン７上に配向膜９の他に複数の柱状スペーサー１２が形成され、これらの柱状スペーサー１２それぞれの表面が制御膜１５によって覆われているという点で、第１形態の液晶配向用基板１０と構造上異なる。
【００８０】
液晶配向用基板２０における他の構成は液晶配向用基板１０の構成と同様であるので、図１１に示した部材のうちで図１に示した部材と機能上共通するものには図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８１】
液晶配向用基板２０に設けられている柱状スペーサー１２の各々は、例えば感光性樹脂等の有機材料によって形成されたものであり、平面視したときに遮光層５と重なるようにして配置されている。これらのスペーサー１２は、液晶配向用基板１２と他の液晶配向用基板とを用いて表示用液晶セルを作製したときに、セルギャップを一定に保つ役割を果たす。柱状スペーサー１２の総数は、表示用液晶セル全体に亘ってセルギャップを一定に保つことができる範囲内で適宜選定可能であり、隣り合うカラーフィルター同士の間に必ず設けなければならないというものではない。
【００８２】
制御膜１５は、液晶分子をスペーサー１２の表面に沿って配列させるための膜であり、例えば親水性材料によって形成される。
【００８３】
このような構成を有する液晶配向用基板２０は、ネガ型液晶を用いたアクティブマトリックス駆動方式の垂直配向型液晶表示装置において表示用液晶パネルの表示面側の基板として用いられるものである。そして、当該液晶配向用基板１２は、既に説明したシランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された配向膜９を備えていることから、第１形態の液晶配向用基板１０と同様の技術的効果を奏する。
【００８４】
（第３形態）
図１２（ａ）は、本発明に係る第３形態の液晶配向用基板における構成部材の平面配置を概略的に示し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示したＸI−ＸI 線断面を概略的に示す。
【００８５】
図示の液晶配向用基板５０は、ネガ型液晶を用いたアクティブマトリックス駆動方式の垂直配向型液晶表示装置において表示用液晶パネルの背面側基板として用いられるものであり、当該液晶配向用基板５０は、透光性基板３１、透明電極パターン３３、走査線３５、信号線３７、スイッチング回路部３９及び配向膜４３を有している。
【００８６】
透光性基板３１の片面に透明電極パターン３３、走査線３５、信号線３７、及びスイッチング回路部３９が形成され、これらを覆うようにして保護膜（パッシベーション膜）４１が、また、当該保護膜４１（及び画素電極３３ａ）を覆うようにして配向膜４３が、それぞれ形成されている。走査線３５と信号線３７とは、層間絶縁膜３２によって電気的に分離されている。透明電極パターン３３は、層間絶縁膜３２上に形成されている。なお、図１２（ａ）においては、透明電極パターン３３、走査線３５、信号線３７及びスイッチング回路部３９の配置を判り易くするために、層間絶縁膜３２、保護膜４１及び配向膜４３の図示を省略している。
【００８７】
透光性基板３１は、例えばガラスや石英等によって形成され、層間絶縁膜３２は、例えばシリコン酸化物等の電気絶縁性物質によって形成される。
【００８８】
透明電極パターン３３は、マトリックス状に配置された多数の画素電極３３ａによって構成されており、個々の画素電極３３ａの平面視上の形状は、例えば四角形や五角形等の多角形である。図示の画素電極３３ａは、それぞれ、長方形を呈している。
【００８９】
走査線３５は、マトリックス状に配置された多数の画素電極３３ａの１つの列に１本ずつ対応するようにして配置されて前記列の長手方向に延び、信号線３７は、マトリックス状に配置された多数の画素電極３３ａの１つの行に１本ずつ対応するようにして配置されて前記行の長手方向に延びている。これらの走査線３５及び信号線３７は、例えばタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等の金属によって形成される。なお、各走査線３５は、透光性基板３１の表面上に形成され、層間絶縁膜３２によって覆われている。
【００９０】
スイッチング回路部３９は、１つの画素電極３３ａに１つずつ対応して配置されており、当該スイッチング回路部３９が対応している画素電極３３ａ並びに当該画素電極３３ａに対応している走査線３５及び信号線３７と電気的に接続されている。そして、走査線３５から信号の供給を受けて、信号線３７と画素電極３３ａとの導通を制御する。各スイッチング回路部３９は、例えば１個のアクティブ素子を用いて構成される。前記アクティブ素子としては、例えば薄膜トランジスタ等の３端子型素子やＭＩＭ（Metal Insulator Metal）ダイオード等の２端子型素子が用いられる。
【００９１】
保護膜４１は、例えばシリコン窒化物等によって形成されて、その下の部材を保護する。
【００９２】
配向膜４３は、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された膜であり、第１形態の液晶配向用基板１０での配向膜９と同様に形成したものである。
【００９３】
上述した構成を有する液晶配向用基板５０は、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された配向膜４３を備えていることから、第１形態の液晶配向用基板１０と同様の技術的効果を奏する。
【００９４】
（他の形態）
本発明の液晶配向用基板は、シランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された配向膜を用いることに最大の特徴を有するものであり、それ以外の構成は、例えば、表示用液晶パネルの表示面側基板として用いるか背面側基板として用いるかに応じて、あるいは、得ようとする液晶表示装置の駆動方式や表示形態（白黒表示、モノカラー表示、マルチカラー表示及びフルカラー表示のいずれであるか）等に応じて、適宜変更可能である。
【００９５】
また、配向膜における親水性領域の配置パターンも、得ようとする液晶表示装置における１画素あたりのドメイン数や、画素の平面視上の形状等に応じて適宜選定可能である。
【００９６】
例えば、図７に示すように、傾斜配向規制領域５２を、ジグザグ形状と三角形状の２つを組合わせて形成するようにしてもよい。すなわち、傾斜配向規制領域５２をジグザグ形状に形成すると共に、このジグザグ状の屈曲箇所を、三角形状の先端（尖鋭部）５８、５８で互いに連結するように形成するようにしてもよい。この屈曲部（尖鋭部で互いに連結するように形成した屈曲部）は、全ての屈曲部に形成するようにしてもよいし、１つおきの屈曲部に形成するようにしてもよい。１つおきの屈曲部に形成する場合には、隣接する傾斜配向規制領域５２の屈曲部とは異なる位置に形成するようにすることが好ましい。このように、屈曲箇所を、尖鋭部５８、５８で互いに連結するように形成することで、電圧オン時に尖鋭部５８を起点として傾斜配向するので、電圧に対して速やかに応答することになる。
【００９７】
また、得ようとする液晶表示装置における各画素の平面視上の形状が正方形又は正方形に近い形状である場合には、個々の画素毎に、図８に示した傾斜配向規制領域５５と同様の形状を有する４つ又は８つの傾斜配向規制領域を放射状に配置することもできる。
【００９８】
この場合、放射状に配置する傾斜配向規制領域の数を多くすれば、更に多くのドメインを形成することが可能であるが、ドメインの数は多ければ多いほどよいというものではない。偏光板の偏光方向との関係で、液晶分子の傾斜配向の方位が偏光板の透過軸及び吸収軸それぞれの方位と重なると光の利用効率が低くなるという問題が生じる。
【００９９】
光の利用効率を高めるためには、傾斜配向規制領域の配置パターンをどのようなパターンにするかに拘わらず、偏光板の透過軸及び吸収軸と重ならないようにして、液晶分子の傾斜配向の主たる方位を１画素内で４方位以下にすることが好ましく、４方位の場合には、これらの方位が９０°ずつ異なるようにすることが好ましい。
【０１００】
配向膜に形成する個々の傾斜配向規制領域の平面視上の形状は、尖鋭部を少なくとも１つ有する形状であればよく、例えば１対の尖鋭部を有する菱形状にすることもできるし、１つの尖鋭部を有する扇状とすることもできる。１つの傾斜配向規制領域にあまりの多くの尖鋭部があると、液晶分子の配向方向を当該傾斜配向規制領域によって規定することが困難になるので、１つの傾斜配向規制領域における尖鋭部の数は、１つ又は２つとすることが好ましい。
【０１０１】
２．液晶配向用基板の製造方法
本発明の液晶配向用基板の製造方法は、マルチドメイン方式の液晶表示装置の表示用液晶パネルに使用される液晶配向用基板、特に、上述した本発明の液晶配向用基板を製造するための方法として好適なものであり、次の３つの工程を含んでいる。
【０１０２】
第１は、片面に透明電極パターンが少なくとも形成された透光性基板を準備する工程（以下、「準備工程」という。）である。第２は、透明電極パターンを覆うようにシランカップリング剤と絶縁材料との混合物によって形成された配向膜を形成する工程（以下、「配向膜形成工程」という。）である。第３は、前記配向膜の表面に選択的に親水化処理を施して、該配向膜の表面のうちで画素に対応する個々の領域内に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に対して傾斜して配向させる傾斜配向規制領域を形成する工程（以下、「親水化処理工程」という。）である。以下、これらの工程を順次説明する。
【０１０３】
（準備工程）
この工程で準備する透光性基板は、前記透明電極パターンが形成されているものであり、表示用液晶パネルにおける１対の透光性基板の一方としてそのまま用いることができる構造のものである。
【０１０４】
当該透光性基板の構造をどのようなものにするかは、例えば、表示用液晶パネルの表示面側基板として用いるか背面側基板として用いるかに応じて、あるいは、得ようとする液晶表示装置の駆動方式や表示形態（白黒表示、モノカラー表示、マルチカラー表示及びフルカラー表示のいずれであるか）等に応じて、適宜選定可能であり、その製造方法は特に限定されるものではない。
【０１０５】
上述の透光性基板は、自ら作製してもよいし、市販品があるならそれを購入してもよい。
【０１０６】
（配向膜形成工程）
シランカップリング剤としては、例えば、フルオロアルキルシランＣ８Ｆ１７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃ８Ｆ１７（ＣＨ２）９Ｓｉ（ＯＣＨ３）３等が挙げられる。絶縁材料としては、例えば、垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂等が挙げられる。
【０１０７】
シランカップリング剤と絶縁材料との混合物を用いて、基板の透明電極パターン上にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段により配向膜が形成される。
【０１０８】
ただし、配向膜は、表面を親水化処理することが可能なものでなければならず、シランカップリング剤としては、前述した本発明の液晶配向用基板に係る第１形態の液晶配向用基板１０（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）でのシランカップリング剤と同じものが例示される。また、絶縁材料としては、前述した本発明の液晶配向用基板に係る第１形態の液晶配向用基板１０（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）での絶縁材料と同じものが例示される。また、その膜厚は、配向膜９の膜厚と同じ基準の下に選定される。
【０１０９】
（親水化処理工程）
配向膜の表面に選択的に親水化処理を施す方法としては、例えば次の３つの方法を挙げることができる。
【０１１０】
＜方法Ｉ＞
前記の配向膜が光触媒を含有していないものである場合には、図１３（ａ）に示すように、透光性基板１００と、透光性基板１００の片面に形成されたマスクパターン１０２と、マスクパターン１０２を覆う光触媒層１０４とを有するフォトマスク（紫外線マスク）１１０を用い、光触媒層１０４と前記の配向膜１４０との間隔を概ね５〜２０μｍに保ちつつ、波長３８０ｎｍ以下の紫外光ＵＶ１によって配向膜１４０を露光する。
【０１１１】
＜方法II＞
前記の配向膜が光触媒を含有しているものである場合には、図１３（ｂ）に示すように、透光性基板１２０と、透光性基板１２０の片面に形成されたマスクパターン１２２とを有するフォトマスク（紫外線マスク）１３０を用い、当該フォトマスク１３０と前記光触媒を含有している配向膜１４５との間隔を概ね５〜２０μｍに保ちつつ、波長３８０ｎｍ以下の紫外光ＵＶ１によって配向膜１４５を露光する。
【０１１２】
＜方法III＞
図１３（ｃ）に示すように、前記のフォトマスク１３０と同じ構造のフォトマスク（紫外線マスク）１３５を用い、当該フォトマスク１３５と前記の配向膜１４０との間隔を概ね５〜２０μｍに保ちつつ、波長２００ｎｍ以下の紫外光ＵＶ２によって配向膜１４０を露光する。
【０１１３】
これらの方法Ｉ〜方法IIIのいずれにおいても、マスクパターン１０２、１２２としては、配向膜１４０、１４５の表面に形成しようとする親水性領域の形状及び配置パターンに対応して複数の開口部が形成されているものを用いる。
【０１１４】
例えば、図２又は図８に示した配置パターンで親水性領域５２、５５が形成されている配向膜９を得ようとする場合には、図１４又は図１５に示すフォトマスク１５０、１６０のように、親水性領域５２、５５と形状及び大きさ（線幅Ｗ１、ピッチＬ１）が同じである開口部１５２、１６２が、親水性領域５２、５５の配置パターンと同じパターンの下に形成されているマスクパターンを用いる。マスクパターン１０２、１２２は、例えばクロム薄膜を所定形状にパターニングすることによって作製することができる。
【０１１５】
なお、方法Ｉで使用される光触媒層１０４としては、例えば、平均粒径が５〜２０μｍ程度の酸化チタン（アナターゼ型）粒子や酸化亜鉛粒子等の光触媒をバインダー樹脂（例えばシリコーン樹脂）中に２０〜４０重量％の割合で含有させたものが用いられる。光触媒層１０４の膜厚は、概ね０．０５〜０．５μｍの範囲内とすることが好ましい。
【０１１６】
いずれの方法によっても、配向膜１４０、１４５の表面のうちで露光された領域が酸化還元されて、当該領域が親水性領域に変化する。前記の酸化還元は、次のメカニズムで起こると考えられる。なお、メカニズムについての以下の説明は、露光対象物が配向膜１４０であり、かつ、この配向膜１４０がシリコーン系樹脂である場合を例にとり、行う。
【０１１７】
配向膜１４０の表面が紫外光ＵＶ１によって選択的に露光されると、フォトマスク１１０と配向膜１４０との間に活性酸素種等（活性酸素Ｏ２−や活性水酸基−ＯＨ）が生じ、この活性酸素種等が、図１６（ａ）に示すように、配向膜１４０の表面の側鎖（例えばアルキル側鎖）にアタックして当該側鎖の結合を切断する。そして、図１６（ｂ）に示すように、側鎖が切断された部分に活性酸素種等が入れ替わって結合し、ここが親水性領域に変化する。
【０１１８】
方法Ｉ及び方法IIでは、光触媒の存在によって、長波長の紫外光の照射によっても活性酸素種等を生じさせることができる。
【０１１９】
親水化処理工程での露光条件は、光触媒の有無や疎水性配向膜の材質等に応じて、臨界表面自由エネルギーが概ね４０ｍＮ／ｍ以上の親水性領域が得られるにように選定することが好ましい。
【０１２０】
以上説明した準備工程、配向膜形成工程及び親水化処理工程を含む方法により、目的とする液晶配向用基板を得ることができる。
【０１２１】
３．液晶表示装置
（第１形態）
図１７は、本発明に係る第１形態の液晶表示装置の断面構造を概略的に示す部分断面図である。図示の液晶表示装置３００は、表示用液晶パネル２００と、この表示用液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト部２５０とを備えたマルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置である。
【０１２２】
表示用液晶パネル２００は、例えば、図１等で既に説明した液晶配向用基板１０を表示面側基板とし、図１２等を用いて既に説明した液晶配向用基板５０を背面側基板とする液晶パネルである。図１７に示した部材のうちで既に説明したものについては、図１又は図１２で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１２３】
液晶配向用基板１０と液晶配向用基板５０とは、互いに間隔をあけた状態でシール材（熱硬化性樹脂）２０５によって貼り合わされている。これらの液晶配向用基板１０、５０同士の間隔（セルギャップ）は、液晶配向用基板５０の配向膜４３上に予め散布された球状スペーサー２１０によって一定に保たれており、両者の間の空隙には負の誘電率異方性を有する液晶（ネガ型液晶；例えばメルク社製のＭＬＣ−６６０８、ＭＬＣ−２０３７、ＭＬＣ−２０３８等）２１５が充填されている。
【０１２４】
また、液晶配向用基板１０の外側面上には、板状又はフィルム状の第１の偏光素子２２０が設けられ、液晶配向用基板５０の外側面上には、板状又はフィルム状の第２の偏光素子２２５が設けられている。これらの偏光素子２２０、２２５は、互いに直交ニコルの関係にある。その偏光素子２２０、２２５と基板１、１との間には、位相補償要素である位相板２２４、２２４が配設されている。
【０１２５】
上述した構成を有する本形態の液晶表示装置３００は、既に説明した本発明の液晶配向用基板１０、５０を用いて作製された表示用液晶パネル２００を備えているので、表示特性及び応答特性に優れたものを低コストの下に製造することが容易な液晶表示装置である。
【０１２６】
液晶配向用基板１０の配向膜９における親水性領域の配置パターンと液晶配向用基板５０の配向膜４３における親水性領域の配置パターンとは、平面視上、一致させることができる。
【０１２７】
（第２形態）
図１８は、本発明に係る第２形態の液晶表示装置の断面構造を概略的に示す部分断面図である。図示の液晶表示装置５００は、表示用液晶パネル４００と、この表示用液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト部２５０とを備えたマルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置である。
【０１２８】
表示用液晶パネル４００は、表示面側の液晶配向用基板として、図１１を用いて既に説明した液晶配向用基板２０が用いられているという点で、第１形態の液晶表示装置３００と異なる。他の構成は液晶表示装置３００と同様であるので、図１８に示した部材のうちで既に説明したものについては、図１１は図１７で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１２９】
このような構成を有する液晶表示装置５００は、上述した液晶表示装置３００と同様に、表示特性及び応答特性に優れたものを低コストの下に製造することが容易な液晶表示装置である。
【０１３０】
（他の形態）
本発明の液晶表示装置は、表示用液晶パネルを構成する２枚の液晶配向用基板のうちの少なくとも一方が、前述した本発明の液晶配向用基板であればよい。他の構成は、液晶表示装置の駆動方式や表示形態（白黒表示、モノカラー表示、マルチカラー表示及びフルカラー表示のいずれであるか）等に応じて、適宜変更可能である。
【実施例】
【０１３１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【０１３２】
（実施例１）
＜液晶配向用基板の製造＞
先ず、片面にカラーフィルタアレイ、遮光層及び透明電極パターンが形成された透明基板を準備する。この透明ガラス基板に形成されているカラーフィルタアレイ、遮光層及び透明電極パターンの形状は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した液晶配向用基板１０におけるカラーフィルタアレイ３、遮光層５及び透明電極パターン７の形状と同様である。
【０１３３】
次に、フルオロアルキルシラン（Ｃ８Ｆ１７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）１．５ｇ、テトラメトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）５．０ｇ、ＨＣｌ（（０．００５規定）２６．６ｗｔ％）２．３６ｇを室温で約２０時間撹拌して反応させた（溶液Ａ）。
【０１３４】
この溶液Ａとポリイミド樹脂（日産化学社製のＳＥ−７４９２）とを１：４の混合比（重量％）で混合した。この混合物を８０℃で前記の透明電極パターン上にフレキソ印刷で塗布し、その後、１８０℃で１時間焼成して、厚さ６０ｎｍの配向膜を形成した。
【０１３５】
次いで、前述した方法Ｉによって前記疎水性配向膜の表面に選択的に親水化処理を施して、当該表面に、前述した第１形態の液晶配向用基板１０の配向膜９に形成されている親水性領域５２の配置パターンと同じパターンで親水性領域を形成する。個々の親水性領域は、平面視上、図２に示す親水領域を形成するための幅Ｗ１を２０μｍとし、屈曲部までの長さＬ１を６０ｍｍとし、屈曲部の角度を１３０°とする。
【０１３６】
親水化処理を行うにあたっては、平均粒径５〜２０μｍの酸化チタン（アナターゼ型）粒子が２０〜４０重量％の割合で分散されたシリコーン樹脂を用いて光触媒層を形成し、その厚さ（マスクパターンの開口部での厚さ）は０．０５〜０．５μｍとする。また、フォトマスクと前記疎水性配向膜との間隔を約２０μｍに保ちつつ、１０ｍＷ／ｃｍ２ の紫外光（波長２００〜３７０ｎｍ）を６０〜１８０秒間照射する。
【０１３７】
このようにして前記疎水性配向膜の表面に選択的に親水化処理を施すことにより、前述した第１形態の液晶配向用基板１０と同様の構成の液晶配向用基板（以下、「第１の液晶配向用基板」という。）を得る。
【０１３８】
＜液晶表示装置の製造＞
先ず、前記第１の液晶配向用基板とは別に、アクティブマトリックス駆動方式の表示用液晶パネルにおける背面側基板（アクティブ素子が形成されている基板）として用いることができる液晶配向用基板（以下、「第２の液晶配向用基板」という。）を用意する。
【０１３９】
当該第２の液晶配向用基板は、前記第１の液晶配向用基板と共に垂直配向型表示用液晶パネルを構成することができるものであり、第２の液晶配向用基板の配向膜がシランカップリング剤によって形成されている。ここで用いたシランカップリング剤は前記の溶液Ａであり、この溶液Ａを厚さ０．０１μｍ〜１μｍスピンコートし、１５０℃で１０分間乾燥させ、厚さ６０ｎｍの疎水性の配向膜を形成した。配向膜がシランカップリング剤によって形成されている点を除けば、第２の液晶配向用基板は図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示した液晶配向用基板５０と同様の構成を有している。
【０１４０】
次に、第２の液晶配向用基板の配向膜上に、スペーサードライ散布装置（株式会社アイエヌジー社製のＳＤＩ−１２）を用いて、積水ファインケミカル社製の球状スペーサー（同社のＳＰシリーズ）を２０〜５０個／ｍｍ２の密度となるように散布する。
【０１４１】
次いで、第２の液晶配向用基板の縁部（配向膜上）に三井化学製のシール材（ＸＮ−５Ａ）をシールディスペンサ装置により塗布し、当該第２の液晶配向用基板と上述の第１の液晶配向用基板とを、配向膜が内側となるようにして貼り合わせる。
【０１４２】
貼り合わせた２枚の液晶配向用基板にプレス冶具を用いて２０ｋＰａ前後の圧力をかけて、当該２枚の液晶配向用基板同士を密着させ、この状態で、温度１８０℃、時間６０分、冷却放置時間約３０分の条件の下に熱処理して、基板間のギャップが約４．５μｍの空セルを得る。
【０１４３】
この空セルに真空注入装置を用いてメルク社製のネガ型液晶（ＭＬＣ−６６０８）を注入し、注入口を封止して、表示用液晶パネルを得る。
【０１４４】
この後、第２の液晶配向用基板の背面側にバックライト部を設置して、マルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置を得る。この液晶表示装置は、第２の液晶配向用基板の配向膜に親水性領域が形成されていない以外は、図１７に示した液晶表示装置３００と同様の構成を有する。
【０１４５】
この液晶表示装置では、黒表示、中間調表示及び白表示のいずれもが良好な画像表示を行うことができる。また、視野角は全方位に亘って十分に広く、かつ、均質である。
【０１４６】
（実施例２）
＜液晶配向用基板の製造＞
先ず、実施例１での第１の液晶配向用基板と同様の構成を有し、下記混合物Ｂを用いて配向膜を形成した以外は同じ要領で、前述した第１形態の液晶配向用基板１０と同様の構成の液晶配向用基板（以下、「第３の液晶配向用基板」という。）を製造した。
【０１４７】
混合物Ｂ
アルキルシランＣ８Ｆ１７（ＣＨ２）９Ｓｉ（ＯＣＨ３）３５．０ｇ、テトラメトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）５．０ｇ、ＨＣｌ（（０．００５規定）２６．６ｗｔ％）２．３６ｇを室温で約２０時間撹拌して反応させた（溶液Ｂ）。この溶液Ｂとポリイミド樹脂（日産化学社製のＳＥ−７４９２）とを１：４の混合比（重量％）で混合して混合物Ｂを得た。
【０１４８】
また、実施例１での第２の液晶配向用基板と同様の構成を有し、前記混合物Ｂを用いて配向膜を形成した以外は同じ要領で、前述した第２形態の液晶配向用基板５０と同様の構成の液晶配向用基板（以下、「第４の液晶配向用基板」という。）を製造した。
【０１４９】
＜液晶表示装置の製造＞
表示用液晶パネルを構成する液晶配向用基板として、前記第３の液晶配向用基板と前記第４の液晶配向用基板とを用いる以外は実施例１と同様にして、マルチドメイン方式の垂直配向型液晶表示装置を得る。この液晶表示装置は、図１７に示した液晶表示装置３００と同様の構成を有する。
【０１５０】
この液晶表示装置では、黒表示、中間調表示及び白表示のいずれもが良好な画像表示を行うことができる。また、視野角は全方位に亘って十分に広く、かつ、均質である。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】（ａ）は本発明に係る第１形態の液晶配向用基板における構成部材の平面配置の概略図であり、（ｂ）は（ａ）に示したＩ−Ｉ線断面の概略図である。
【図２】本発明の液晶配向基板に形成された配向膜の第１の形状を示す平面図である。
【図３】本発明の疎水性の配向膜表面の一例を示す図である。
【図４】本発明の親水性の配向膜表面の一例を示す図である。
【図５】本発明の傾斜配向規制領域の一例を示す図である。
【図６】電圧が印加された際における本発明の液晶配向基板上の液晶分子の様子を示す説明図である。
【図７】本発明の液晶配向基板に形成された配向膜の第１の形状の変形例を示す図であって、電圧が印加された際における液晶分子の様子を示す説明図である。
【図８】本発明の液晶配向基板に形成された配向膜の第２の形状を示す平面図である。
【図９】電圧が印加された際における図８に示した本発明の液晶配向基板上の液晶分子の様子を示す要部説明図である。
【図１０】（ａ）は中間調表示を行った際における図８に示した本発明の液晶配向基板上の液晶分子の様子をある方向からみたときの図、（ｂ）は（ａ）における液晶分子の様子を他の方向からみたときの図である。
【図１１】本発明に係る第２形態の液晶配向用基板を概略的に示す断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明に係る第３形態の液晶配向用基板における構成部材の平面配置を示す概略図であり、（ｂ）は（ａ）に示したＸI−ＸI 線断面の概略図である。
【図１３】（ａ）は本発明の液晶配向用基板の製造方法によって液晶配向用基板を製造する際に行われる露光処理の一例を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は前記露光処理の他の例を概略的に示す断面図であり、（ｃ）は前記露光処理の更に他の例を概略的に示す断面図である。
【図１４】基板の露光マスクパターンの平面図である。
【図１５】基板の露光マスクパターンの平面図である。
【図１６】（ａ）は本発明の液晶配向用基板の製造方法によって液晶配向用基板を製造する際に行われる露光処理時に活性酸素種が配向膜表面の側鎖を切断する様子を示す模式図であり、（ｂ）は前記露光処理によって配向膜表面が選択的に親水性領域に変化した様子を示す模式図である。
【図１７】本発明に係る第１形態の液晶表示装置を概略的に示す部分断面図である。
【図１８】本発明に係る第２形態の液晶表示装置を概略的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１  透明基板
７  透明電極パターン
９  配向膜
１０  液晶配向用基板
２０  液晶配向用基板
３１  透明基板
３３  透明電極パターン
４３  配向膜
５０  液晶配向用基板
５２  傾斜配向規制領域
５３  垂直配向規制領域
５５  傾斜配向規制領域
５６  垂直配向規制領域
１０４  光触媒層
１１０  フォトマスク
１３０  フォトマスク
１３５  フォトマスク
１４０  配向膜
２００  表示用液晶パネル
３００  液晶表示装置
４００  表示用液晶パネル
５００  液晶表示装置
【図１】
2005107415.tif 000003
【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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