(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配向特性を有する第１の単位配向領域及び前記第１の配向特性と異なる第２の配向特性を有する第２の単位配向領域が、あらゆる方向の直線に沿って混在するように、前記第１及び第２の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配置された液晶表示装置の配向膜を形成するためのマスクであって、
前記第１の配向特性を有する第１の単位配向領域から成る第１の配向領域を形成するための複数の開口と、前記第２の配向特性を有する第２の単位配向領域から成る第２の配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備え、
前記開口の各々は、前記第１の単位配向領域の所定の組合せと対応する形状を有し、
前記遮蔽部は物理的に連続しており、前記第２の単位配向領域は第１の単位配向領域によって分離されず、
前記開口及び前記遮蔽部は、前記マスクを横切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも１つの前記開口及び前記遮蔽部の両方を通るように形成されているマスク。
【請求項２】
前記マトリクスの横方向の１行又は隣接する２行に含まれる前記第１の単位配向領域と対応する前記開口の領域の面積と、前記第２の単位配向領域と対応する前記遮蔽部の領域の面積との比の値が３０〜７０％の範囲にある請求項１に記載するマスク。
【請求項３】
前記マトリクスの縦方向の１列又は隣接する２列に含まれる前記第１の単位配向領域と対応する前記開口の領域の面積と、前記第２の単位配向領域と対応する前記遮蔽部の領域の面積との比の値が３０〜７０％の範囲にある請求項１又は請求項２に記載するマスク。
【請求項４】
前記開口の総面積と前記遮蔽部の総面積との比の値が４５〜５５％の範囲にある請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するマスク。
【請求項５】
前記開口及び遮蔽部が、前記第１及び第２の単位配向領域の所定の組合せと対応する基準パターンの繰り返しで構成されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するマスク。
【請求項６】
対向して配置され、対向面に配向膜を有する１対の基板を有する液晶表示装置を製造する方法において、
配向処理によって配向膜となる基材膜を一方の表面にそれぞれ有する第１及び第２の基板を準備するステップと、
請求項１乃至５のいずれかのマスクを準備するステップと、
前記第１の基板の前記基材膜の表面に所定の方向から配向処理を施すステップと、
前記第１の基板の前記基材膜の表面に前記マスクを重ね合わせ、固定するステップと、
前記マスクの開口によって露出された前記第１の基板の基材膜に、前記所定の方向と平面角で約９０度異なる方向から配向処理を施すステップと、
前記第２の基板の前記基材膜の表面上に前記所定の方向と同一の方向から配向処理を施すステップと、
前記第２の基板の前記基材膜の表面に、前記マスクを反転させて重ね合わせ、固定するステップと、
前記マスクの前記開口によって露出された前記第２の基板の基材膜に、前記所定の方向と平面角で約９０度異なる方向と同一の方向から配向処理を施すステップと
を含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記配向膜となる基材膜が、ダイアモンド型水素添加炭素、アモルファス水素添加ケイ素、SiC、SiO2、ガラス、Si3N4、Al2 O3、CeO2、SnO2、及びZnTiO2からなる群から選択される材料で形成される請求項６に記載する液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記配向処理を施すステップが、原子ビーム、イオン・ビーム又は紫外線を照射するステップである請求項６又は請求項７に記載する液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の配向膜形成用のマスク、及び液晶表示装置の製造方法に関し、より詳しくは特に、視野角特性を改善した液晶表示装置を製造するためのマスクと液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には一般に、その画面を見る角度や方向が異なると、コントラスト比や表示色が変化するなどの視野角依存性がある。このような液晶表示装置の視野角を広げる技術の一つに、配向膜に、異なる配向特性を有する２種類の配向領域を適宜作成する方法がある。この方法は、図９に示すように、たとえば下基板の樹脂膜１に、所定の分子配向方向および所定のプレチルト角を有する配向領域２と、その方向とは１８０°異なる分子配向方向および所定のプレチルト角を有する配向領域３とを形成して、配向膜４とするものである。
【０００３】
配向膜４に配向領域２と配向領域３とを配置する形態として、たとえば特開平５ー２３２４４１号は図１０に示すように、画素単位で配向領域（Ａ）２と配向領域（Ｂ）３とを市松模様状に配置することを開示している。この発明によれば、液晶表示装置が縦又は横の線を表示するときは、異なる配向特性を有する配向領域（Ａ）２と配向領域（Ｂ）３とによって線を表示することになるため、その線の視野角を広げることができる。ところが、液晶表示装置が、配向領域（Ａ）２のみ又は配向領域（Ｂ）３のみを通る１画素幅の細い斜線を表示するときは、配向特性が一種類であるため、視野角依存性を改善することができない。
【０００４】
さらに、樹脂膜１に配向領域（Ａ）２と配向領域（Ｂ）３とを市松模様状に形成するには、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを樹脂膜１上に形成した後、イオン・ビームの照射などにより形成することができる。しかし、フォトリソグラフィー法はレジストの塗布、露光、現像の後、配向処理をし、さらにレジストの除去の各工程を繰り返す必要がある。このため、配向膜４の製造に時間とコストを要するだけでなく、レジストの除去工程で、配向膜４の配向面を損傷する可能性があるなどの問題があった。
【０００５】
この問題を解決するには、フォトレジストを使用せずに、所定の開口パターンを備えたマスクを用いるのが好ましい。すなわち、マスクを樹脂膜１上に重ねて配向処理をし、マスクの開口内の樹脂膜１に所定の分子配向方向を与えるとともに、異なる種類の配向領域を形成する箇所を遮蔽するのである。上述の配向膜４を形成するマスクの場合、たとえば配向領域（Ａ）２に対応する箇所を開口させ、配向領域（Ｂ）３に対応する箇所を遮蔽した市松模様状のマスクを作成することになる。しかし、液晶表示装置の開口率が高く、且つ画素ピッチが２００μｍ程度である場合、個々の配向領域（Ｂ）３を遮蔽する矩形のマスク領域同士を接続する対角の部分の幅を１０μｍ以下にする必要がある。しかし、このようなマスクを、液晶パネル大の面積で精度良く製作することは非常に困難である。
【０００６】
市松模様状のマスクを製作する上での困難を解決するには、たとえば図１１に示すように、行ごと又は列ごとに、画素単位又はカラー表示装置ではサブ画素単位に、直線状に配向特性を変える方法が考えられる。この場合、たとえば配向領域（Ａ）２に対応する箇所にスリット状の開口を有し、配向領域（Ｂ）３に対応する箇所を遮蔽する遮蔽部が形成されたマスクを作製することになる。しかし、配向膜全域にわたる長さのスリットと遮蔽部（遮蔽部及びスリットの幅：数１０μｍ×長さ：数１００mm）をマスクに設けることは、強度的に問題がある。また、液晶表示装置をコンピューターの表示装置として利用する場合、１つの画素幅からなる直線を表示する可能性があるが、この液晶表示装置で配向領域（Ａ）２のみ、又は配向領域（Ｂ）３のみで直線を表示する場合、その直線の視野角特性は改善されない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液晶表示装置にどのような方向の線分や、単色の領域あるいは文字を表示させても、表示像の視野角依存性を改善した液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、配向膜に異なる配向特性を有する複数種類の配向領域を形成するのに適したマスクを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
液晶表示装置は、第１の配向特性を有する第１の単位配向領域及び前記第１の配向特性と異なる第２の配向特性を有する第２の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配置された配向膜を含み、前記第１及び第２の単位配向領域があらゆる方向の直線に沿って混在するように、前記第１及び第２の単位配向領域が配設されている。液晶表示装置は１画素で一つの点を表し、またカラー表示の場合は３個のサブ画素で一つの点を表す。１の単位配向領域は、１又は複数の画素、あるいは１又は複数のサブ画素で構成され、１の配向領域は、１の単位配向領域又は複数の単位配向領域の集合で構成される。配向特性は、液晶の種類によって異なるが、ツイステッドネマティック液晶である場合、分子配向方向及びプレチルト角の組み合わせによって決定付けられる。２種類以上の単位配向領域は、少なくとも液晶表示装置が表示し得る線分の中に含まれていればよいが、その線分は短い方が好ましい。
【００１０】
得られた液晶表示装置が最小線幅である１画素の連なりで直線を表示する場合、１画素が１単位配向領域であるときも、複数画素が１単位配向領域であるときも、最小線幅の直線を構成する単位配向領域の連なりには異なる２種類以上の単位配向領域が含まれる。したがって、液晶表示装置に、あらゆる方向の線分や、単色の領域あるいは文字を表示させても、その線分などは少なくとも２種類の配向特性を有する単位配向領域によって表示されることになるため、表示像の視野角依存性が改善される。
【００１１】
本発明のマスクは、第１の配向特性を有する第１の単位配向領域及び前記第１の配向特性と異なる第２の配向特性を有する第２の単位配向領域が、あらゆる方向の直線に沿って混在するように、前記第１及び第２の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配置された液晶表示装置の配向膜を形成するためのマスクにして、前記第１の配向特性を有する第１の単位配向領域から成る配向領域を形成するための複数の開口と、前記第２の配向特性を有する第２の単位配向領域から成る配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備え、前記開口の各々は、前記第１の単位配向領域の所定の組合せと対応する形状を有し、前記遮蔽部は物理的に連続しており、前記開口及び前記遮蔽部は、前記マスクを横切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも１つの前記開口及び前記遮蔽部の両方を通るように形成されている。
【００１２】
得られたマスクの遮蔽部は物理的に連続しており、特に、マスクを構成する部材の最小幅が配向領域の幅とされている。このため、マスクの面積の大小あるいはマスク内の位置に関わらず強度を維持することができる。したがって、マスクの製造が容易にでき、また、マスクの繰り返し使用に耐えることができる。さらに、配向処理の方法として、原子ビームなどの照射に限定されず、マスクに機械的外力が加わるラビング法にも、本発明のマスクを使用することができる。
【００１３】
さらに、本発明の液晶表示装置の製造方法は、対向して配置され、対向面に配向膜を有する１対の基板を有する液晶表示装置を製造する方法において、
配向処理によって配向膜となる基材膜を一方の表面にそれぞれ有する第１及び第２の基板を準備するステップと、
第１の配向特性を有する第１の単位配向領域から成る配向領域を形成するための複数の開口と、前記第２の配向特性を有する第２の単位配向領域から成る配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備えるマスクを準備するステップと、
前記第１の基板の前記基材膜の表面に所定の方向から配向処理を施すステップと、
前記第１の基板の前記基材膜の表面に前記マスクを重ね合わせ、固定するステップと、
前記マスクの開口によって露出された前記第１の基板の基材膜に、前記所定の方向と平面角で約９０度異なる方向から配向処理を施すステップと、
前記第２の基板の前記基材膜の表面上に前記所定の方向と同一の方向から配向処理を施すステップと、
前記第２の基板の前記基材膜の表面に、前記マスクを反転させて重ね合わせ、固定するステップと、
前記マスクの前記開口によって露出された前記第２の基板の基材膜に、前記所定の方向と平面角で約９０度異なる方向と同一の方向から配向処理を施すステップと、
を含む。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、対をなす少なくとも２種類の配向領域を有する配向膜を、マスクを反転させることを除いて、それぞれ同じ配向処理を施すことによって容易に形成することができる。特に、原子ビームなどを利用することによって、微細な配向パターンを備えた配向膜を正確に形成することができる。また、上述の本発明のマスクを使用することにより、原子ビームなどの照射に限定されず、ラビングにも使用することができ、配向処理方法の組み合わせも可能となり、応用が広がる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る液晶表示装置の配向膜形成用のマスク、及び液晶表示装置の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１６】
図１（ａ）に一例を示すように、本発明に係る液晶表示装置の配向膜１０は、第１の配向特性を有する第１の単位配向領域６及びその第１の配向特性と異なる第２の配向特性を有する第２の単位配向領域８がマトリクスの行列位置に混在して配置され、それら第１及び第２の単位配向領域６、８があらゆる方向の直線に沿って混在するように、第１及び第２の単位配向領域６、８が配設されている。そして、１又は複数の第１の単位配向領域６によって第１の配向領域１２が構成され、また、１又は複数の第２の単位配向領域８によって第２の配向領域１４が構成される。また、この配向膜１０における配向領域１２，１４から成る配置パターンは、同図１（ｂ）に示す最小の単位である基準パターン１６の繰り返しで現される。
【００１７】
１つの単位配向領域６又は８は、通常、表示上の一単位である１画素に対応する大きさであるが、たとえば２画素を１つの単位配向領域６，８とすることも可能である。また、カラー表示の場合、３つのサブ画素の一つ一つを１つの単位配向領域６，８とすることも、あるいは２つ又は３つのサブ画素を合わせた全体として１つの単位配向領域６，８とすることもできる。画素又はサブ画素は縦横にマトリクスに配置されており、それに対応して、単位配向領域６，８もマトリクスの行列位置に混在するように配置されている。
【００１８】
配向膜１０は、ポリイミド樹脂などから成る樹脂膜、あるいはカーボン膜などから成る無機質膜、などの基材膜に配向処理が施されて形成される。基材膜は一般的に、ガラス基板などの透光性基板の上に、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などから成る透明電極などが形成され、その透明電極の上に樹脂が塗布され、あるいは無機質が被着されて形成される。具体的には、たとえばポリイミド樹脂膜の場合、その前駆体であるポリアミド樹脂を電極層の上に被着させた後、イミド化させて得られる。また、無機質膜の場合、材質としてたとえば、ダイアモンド型水素添加炭素、アモルファス水素添加ケイ素、SiC 、 SiO2 、ガラス、Si3 N 4 、Al2 O 3 、CeO 2 、 SnO2 、 ZnTiO2 などが用いられ、蒸着、スパッタ、イオンビーム成膜、化学蒸着、プラズマＣＶＤなどの手法により、成膜される。
【００１９】
基材膜に２種類の配向領域を施す配向処理は、所定の配置パターンに異なる配向特性を有する２種類の配向領域１２，１４を形成することができれば如何なる方法でもよい。すなわち、配向膜１０に２種類の配向領域を形成する方法は、たとえばレジスト法を用いてもよいが、後述するように、マスクによる方法が生産性に優れ、且つ配向膜１０に与える損傷の可能性が低いなどの点で好ましい。
【００２０】
また、配向膜１０の配向処理は、ラビング法を用いることも可能であるが、原子ビーム、イオン・ビーム、電子ビームなどのビームの照射や、紫外線の照射による方法が、所定の微細な配置パターンにしたがって、一定の分子配向方向及び一定のプレチルト角を確実に形成することができるなどの点で最も好ましい。基材膜が樹脂膜である場合は、上記いずれの方法でも配向させることができる。一方、基材膜が無機質膜である場合は、原子ビーム、イオン・ビームなどの照射によって配向させることができる。この中でも、原子ビームが最も好ましい。イオン・ビームは正又は負の電荷を有しているため、配向膜が電荷を帯びたり、あるいはビームの照射方向が安定して一定方向にならないなどの問題がある。これに対して、イオン・ビームを電気的に中性にした原子ビームがこれらの問題がなく好ましい。
【００２１】
配向膜１０に形成される２種類の配向領域１２，１４は、同一の分子配向方向及び所定の分子プレチルト角を有する配向領域１２と、その配向方向とは１８０°異なる分子配向方向及び所定のプレチルト角を有する配向領域１４とから構成されている。たとえばツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶である場合、配向領域１２の配向方向は、横方向（方位角０°）から４５°方向とされるのが好ましい。この場合、下基板の配向領域１２に対応する上基板の配向領域１２の配向方向は、下基板の配向方向４５°から９０°捻じれた１３５°方向となる。このとき、９０°方向と１８０°方向の視野角依存性が大きく現れ、それぞれの方向で最大と最小になる。
【００２２】
一方、配向領域１４の配向方向は、２２５°方向とされる。そして、下基板の配向領域１４に対応する上基板の配向領域１４の配向方向は、下基板の配向方向２２５°から９０°捻じれた３１５°方向となる。このとき、１８０°方向と９０°方向の視野角依存性が大きく現れ、それぞれの方向で最大と最小になる。したがって、液晶表示装置が直線などを表示する表示部の中に、視野角依存性が反対の配向領域１２と１４の両者が存在することによって、その表示部の視野角依存性が改善される。
【００２３】
配向膜１０に形成されている配向領域１２と１４は、液晶表示装置が任意の方向の直線を表示したとき、その直線を構成する複数の配向領域に両者が必ず含まれるように配置されている。ここで、直線とは、配向膜１０の全面にわたって、任意の位置に横、縦、斜めの各方向に描いた真っ直ぐの線を言い、配向膜１０の一部分に表示される長さの短い線分を含まない。たとえば、同図１（ａ）に基づいて説明すれば、横方向１行目の直線は図上、向かって左から単位配向領域６、８、６、６、６、８、８、…の順で構成される。また、同じく縦方向１列目の直線は図上、上から単位配向領域６、８、６、６、８、６、…の順で構成される。
【００２４】
したがって、任意の直線を構成する連続した配向領域は、第１の単位配向領域６のみ、あるいは第２の単位配向領域８のみによって構成されることはなく、少なくとも第２及び第１の単位配向領域８又は６が含まれており、視野角依存性が改善される。任意の直線を構成する連続した配向領域は、常に２種類の第１及び第２の単位配向領域６、８が交互に繰り返し配置されるのが最も好ましいが、あらゆる方向の直線に対してそのような第１及び第２の単位配向領域６、８の配置を得るのは不可能である。そこで、任意の直線を構成する連続した配向領域には、少なくとも２種類の第１及び第２の単位配向領域６、８が混在して配置されるように設定される。
【００２５】
マトリクスの横方向の最小線幅を構成する１行又は隣接する２行に含まれる第１の単位配向領域６の面積と、第２の単位配向領域８の面積との比の値が約３０〜７０％、好ましくは約４５〜５５％、最も好ましくは５０％がよい。また、マトリクスの縦方向の最小線幅を構成する１列又は隣接する２列に含まれる第１の単位配向領域６の面積と、第２の単位配向領域８の面積との比の値が約３０〜７０％、好ましくは約４５〜５５％、最も好ましくは５０％がよい。さらに、第１の単位配向領域６の総面積と、第２の単位配向領域８の総面積との比の値は約３０〜７０％、好ましくは約４５〜５５％、最も好ましくは５０％がよい。横方向や縦方向の線は使用頻度が多く、たとえば表などの視野角依存性が改善される。また、第１の単位配向領域６の総面積と、第２の単位配向領域８の総面積との比の値がほぼ５０％であれば、画像などの視野角依存性が改善される。
【００２６】
第１及び第２の単位配向領域６、８は、上述の所定の条件を満たすように配向膜１０に配置されればよく、特に限定されるものではない。ただし、配向膜１０のサイズが変化する毎に、第１及び第２の単位配向領域６、８の配置を設計する必要がある。このため、第１及び第２の配向特性を有する第１及び第２の単位配向領域６、８から成る配向領域１２、１４は、たとえば上記図１（ｂ）に示すように、第１及び第２の単位配向領域６、８の所定の組合せからなる一定の基準パターン１６の繰り返しで構成されるのが好ましい。
【００２７】
このように構成された配向膜は、それぞれの配向領域が対向するように対をなして配設され、その２つの配向膜の間に液晶が封入されて液晶表示装置が構成される。得られた液晶表示装置に縦横斜めの線画などを表示させたとき、いずれの線についても１種類の配向領域のみで構成されることはなく、全体として視野角依存性が改善され、その線画の視覚角度が変わっても色やコントラストにほとんど変化が生じない。
【００２８】
以上、本発明の配向膜とその配向膜を含む液晶表示装置について、その実施形態の一例を説明したが、本発明は例示に限定されるものではない。
【００２９】
参考形態として、図２（ａ）に示すように、配向膜１８に形成される２種類の配向領域１２、１４の配置パターンは、一方の配向領域１４の配置パターンを配向膜１８の周囲を除き、対称な十字形の繰り返しからなる形状で構成することができる。この十字形の配置パターンは、縦に配向領域１４を構成する第２の単位配向領域（８）が４行並び、その両側中央部に第２の単位配向領域（８）が２行１列ずつ配置された形状をなし、その十字形の配置パターンが千鳥状に配されている。この配向膜１８の配置パターンは、同図２（ｂ）に示すような基準パターン２０又は同図２（ｃ）に示すような基準パターン２２を適宜反転させるなどによって配置した構造として得られる。
【００３０】
この配向膜１８の配置パターンにおいては、２種類の配向領域１２、１４のそれぞれ面積比が５０：５０であり、縦方向１列における第１及び第２の単位配向領域６、８の面積の比が５０：５０であり、さらに横方向に隣接する２行毎における面積比が５０：５０である。したがって、この配向膜１８を用いて製造した液晶表示装置が画像などを表示するとき、その液晶表示装置を見る角度が変わったとしても、コントラストの変化などがなく、広い視野角が得られる。また、１つの配向領域１２、１４が１つの画素である場合、１つの画素幅からなる線分をどの方向に点灯させても、１種類の配向領域１２、１４のみが点灯することはなく、線分の方向に限らず広い視野角が得られる。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、配向膜２４に形成される２種類の配向領域１２、１４の配置パターンは、一方の配向領域１４の配置パターンを前述の図２（ａ）に示した配置パターンの十字形を縦横短くした対称な形状の繰り返しからなる形状で構成することができる。この配向膜２４の配置パターンは、同図３（ｂ）に示すような対称な基準パターン２６の繰り返しとして得られる。本例においても、前述の図２に示す配置パターンと同様の作用・効果が得られる。
【００３２】
以上、本発明に係る配向膜の一例を示したが、上述の例示に限定されるものではない。すなわち、本発明の配向膜は、第１の配向特性を有する第１の単位配向領域及びその第１の配向特性と異なる第２の配向特性を有する第２の単位配向領域がマトリクスの行列位置に混在して配置された配向膜を含み、第１及び第２の単位配向領域があらゆる方向の直線に沿って混在するように、第１及び第２の単位配向領域が配設されていればよい。したがって、この条件を満たすように２種類の配向領域が配設された配向膜は無数に得られる。このように、任意の方向の直線を構成する複数の配向領域は常に２種類の単位配向領域を含むようにすることにより、視野角依存性を改善することができる。
【００３３】
また、上述の配向膜は２種類の配向領域１２、１４を形成した場合について説明したが、たとえば配向領域１４の配置パターンのそれぞれについてプレチルト角を変えて配向処理することも可能である。さらに、下基板の配向膜と上基板の配向膜との組み合わせにおいて、配向領域１２、１４のプレチルト角を適宜変えることにより、複数種類の配向領域を配向膜に形成することができる。
【００３４】
上述の配向膜１０に形成される２種類の配向領域１２，１４は、従来公知の手法を用いて形成することができ、たとえば前述したように、フォトレジストを用いて形成することができる。このレジストを用いる方法は工程が複雑でコストが高くなるなどの欠点があるが、そのような欠点のないマスクを用いる方法が最も好ましい。
【００３５】
たとえば前記図１に示す配置パターンを有する配向領域１２、１４を形成するために、マスクに形成されるマスクパターンは、２種類の配向領域１２，１４のうちいずれか一方の配向領域１２又は１４が示す配置パターンと同一である。本例においては、配向領域１４に対応する箇所が開口とされていて、図４（ａ）に示されるマスク２８は、斜線の付された箇所が開口３０であり、斜線が付された箇所以外の下地の色で現される箇所がマスクの遮蔽部３２である。
【００３６】
同図に示されるマスク２８は、周囲にフレーム部３４を備え、その内側に第１の配向特性を有する第１の単位配向領域６から成る配向領域１２を形成するために遮蔽する遮蔽部３２と、第２の配向特性を有する第２の単位配向領域８から成る配向領域１４を形成するための開口部３０とを備え、開口３０の各々は、第２の単位配向領域８の所定の組合せと対応する形状を有し、遮蔽部３２は物理的に連続しており、開口３０及び遮蔽部３２は、マスク２８を横切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも１つの開口３０及び遮蔽部３２の両方を通るように形成されている。このマスク２８の遮蔽部３２の幅は少なくとも１つの第１の単位配向領域６の幅とされている。第１及び第２の単位配向領域６、８の幅はたとえば８０μｍ程度であり、したがって遮蔽部３２の最小線幅はそれと同じだけあり、マスク２８の製作が容易にできる。また、一定の線幅以上の幅を備えた遮蔽部３２が縦横に繋がってマスク２８を形成しているため、大面積のマスク２８を製作しても、マスク２８の中心部分の強度を充分維持でき、歪が少なく、長期間の繰り返し使用に耐えることができる。
【００３７】
上述のマスク２８は図４（ｂ）に示す基準パターン３６の繰り返しになっている。この基準パターン３６は、最小線幅が１つの単位配向領域６の幅（具体的に例示すれば、８０μｍ程度）であり、基準パターン３６及びそれによる必要とする面積のマスク２８の製作が容易に可能である。特に、大面積のマスク２８を製作しても、中心部分の強度は損なわれない。また、基準パターン３６は、それ自体の開口３０の総面積と遮蔽部３２の総面積との比が５０：５０で構成されていて、基準パターン３６を繰り返して縦横に形成することで、開口３０の総面積と遮蔽部３２の総面積との比が５０：５０のマスク２８を構成することができる。
【００３８】
さらに、基準パターン３６についても、開口３０又は遮蔽部３２のいずれかについて、単位配向領域６、８の１つ分の幅で任意の方向の直線を引いたとき、開口３０だけ、あるいは遮蔽部３２だけで直線を構成することができず、他方の遮蔽部３２又は開口３０で直線が遮られるように構成されている。したがって、かかる基準パターン３６で構成したマスク２８を用いて製造した配向膜１０を用いると、液晶表示装置として通常考えられる点灯パターン、たとえば線分、単色の領域あるいは文字を表示する場合において、視野角特性が改善される。
【００３９】
以上、本発明のマスクの一例を説明したが、その他、前述の図２、図３などに示す配向膜の配置パターンに対応させて、各種のマスクを構成することができる。また、マスクの材質や厚みなどは、配向方法として、ラビング法によるか、あるいは原子ビーム、イオン・ビーム、あるいは紫外線の照射によるかによって、適宜選定されるものであり、限定されない。
【００４０】
次に、本発明のマスクを使用した液晶表示装置の製造方法を、特に、配向膜の製作手順を中心に説明する。一例として、前記図１に示す配向膜１０を前記図４に示すマスクを用いて製作する例を示す。
【００４１】
液晶表示装置は下基板と上基板との間に形成されたセルギャップに液晶が充填されて構成される。下基板は、ガラス基板などの基板の上にＴＦＴ( thin film transistor )アレイなどの駆動素子と電極などが形成され、さらに最上層に配向膜が形成される。この配向膜１０は、図５（ａ）に示すように、配向膜となる基材膜３８の全面に矢印Ａの方向に原子ビームを照射して、一定方向にプレチルト角を有する配向膜４０を形成する。原子ビームの照射方向Ａは横軸（方位角０°）から平面角で１３５度の方向で、所定のプレチルト角が得られるように設定される。
【００４２】
次いで、同図（ｂ）に示すように、全面にプレチルト角が形成された配向膜４０（基材膜３８）の上に、前記図４に示すマスク２８を重ね合わせて固定する。そして、マスク２８の上から前述の１３５度の方向から平面角で９０度異なる方向、すなわち横軸（方位角０°）から平面角で４５度の方向（矢印Ｂ）から、所定のプレチルト角が得られるように原子ビームを照射する。その結果、マスク２８の遮蔽部３２で覆い隠された配向膜４０（基材膜３８）表面の配向は変化を受けないが、開口３０によって露出させられている配向膜４０（基材膜３８）表面の配向は原子ビームの照射によって４５度の方向で、所定のプレチルト角を有するように変化させられる。
【００４３】
基材膜３８（配向膜４０）の上からマスク２８を取り除くと、前記図１に示すように、配向領域１２と１４がそれぞれ所定のパターンに配設された配向膜１０が得られる。
【００４４】
一方、上基板は、ガラス基板などの透光性基板の上にカラーフィルターと透明電極などが形成され、さらに最上層に配向膜が形成される。この配向膜は、図５（ｃ）に示すように、前述と同様に、配向膜となる基材膜４２の全面に矢印Ａの方向に原子ビームを照射して、一定方向にプレチルト角を有する配向膜４４を形成する。原子ビームの照射方向は前述と同様に設定される。
【００４５】
次いで、得られた上基板の配向膜４４の上に、先に使用した図４に示すマスク２８を左右反転させて重ね合せ、固定する。そして、前述と同様に、マスク２８の上から前述の１３５度の方向から平面角で９０度異なる方向、すなわち横軸（方位角０°）から平面角で４５度の方向（矢印Ｂ）から、所定のプレチルト角が得られるように原子ビームを照射する。その結果、マスク２８の遮蔽部３２で覆い隠された配向膜４４（基材膜４２）表面のプレチルト角は変化を受けないが、開口３０によって露出させられている配向膜４４（基材膜４２）表面の配向は、原子ビームの照射によって横軸（方位角０°）から平面角で４５度の方向で、所定のプレチルト角を有するように変化させられる。得られた基材膜４２からマスク２８を取り除くと、図１に示す配向領域１２、１４の配置パターンとは左右反転した配置パターンの配向膜４６が得られる。
【００４６】
図６に示すように、得られた下基板の配向膜１０と上基板の配向膜４６とを向かい合わせ、一定のセルギャップを開けて配置し、さらにそれぞれの配置パターンが対応するように位置決めされる。そして、配向膜１０と４６の周囲を封止した後、セルギャップ内にツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶が充填され、常法により液晶表示装置が製造される。
【００４７】
得られた液晶表示装置は、２種類の配向特性の異なる配向領域１２、１４が形成されている。従来の単一の配向領域から成る液晶表示装置の場合は、図７に示すように、法線に対する天頂角で現される視角をＬ１からＬ２のように大きくすると、図８（ａ）に示すように、コントラストが逆転するリバースチルト現象が現れる方向がある。それに対し、本発明の液晶表示装置は、同図８（ｂ）に示すように、連続した表示領域の中に２種類の配向特性の異なる単位配向領域が形成されると、どの向きに視角を移動させてもリバースチルト現象が現れないようになり、視野角特性が改善される。
【００４８】
以上、本発明の液晶表示装置の製造方法を説明したが、上述の方法に限定されるものではない。たとえば、図５において、下基板の基材膜３８あるいは上基板の基材膜４２に原子ビームにより配向処理を施していたが、基材膜３８、４２が樹脂膜である場合は、その他、ラビングあるいはイオン・ビーム、電子ビームや紫外線の照射などによって配向処理をしてもよい。なお、基材膜３８、４２がカーボン膜などの無機質膜の場合は、アルゴン・イオン・ビームなどのイオン・ビーム、あるいはそれを電気的に中性にした原子ビームが用いられる。また、基材膜３８、４２の上にマスク２８を重ね合わせ、その開口３０で露出させられた基材膜３８、４２の配向方向を上書きして変更する場合、原子ビーム以外に、イオン・ビームや紫外線の照射によって配向処理を施してもよい。
【００４９】
本発明が適用される液晶表示装置は、ツイステッドネマティック（ＴＮ:twisted  nematic ）液晶表示方式に限定されるものではなく、たとえば垂直配向（ＶＡ：vertical alignment）方式や面内スイッチング (ＩＰＳ：in  plane switching)方式などであってもよい。これらの場合、配向方向やプレチルト角、あるいは充填される液晶などは前述の例示と異なる。
【００５０】
その他、特にマスクを用いて配向処理を行う場合、微細な配置パターンに対応して基材膜を配向させることができれば、いかなる方法を用いてもよいなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、第１及び第２の単位配向領域が、あらゆる方向の直線に沿って混在するように、第１及び第２の単位配向領域が配設されている。したがって、液晶表示装置にどのような方向の線分や、単色の領域あるいは文字を表示させても、その線分などは少なくとも２種類の配向特性を有する第１及び第２の単位配向領域によって表示されることになるため、表示箇所の視野角依存性が改善される。
【００５２】
また、本発明のマスクは、第１の配向特性を有する第１の単位配向領域から成る配向領域を形成するための複数の開口と、第２の配向特性を有する第２の単位配向領域から成る配向領域が形成されるべき部分を遮蔽する遮蔽部とを備え、開口の各々は、第１の単位配向領域の所定の組合せと対応する形状を有し、遮蔽部は物理的に連続しており、開口及び遮蔽部は、マスクを横切るあらゆる方向の直線が必ず少なくとも１つの開口及び遮蔽部の両方を通るように形成されている。したがって、マスクを構成する部材の最小幅が単位配向領域の幅であるため、マスクの面積の大小あるいはマスク内の位置に関わらず強度を維持することができる。このため、マスクの製造が容易にでき、また、マスクの繰り返し使用に耐えることができる。
【００５３】
さらに、本発明の液晶表示装置の製造方法は、対をなす基板のうち、一方の基板の配向膜を、配向膜となる基材膜の全面を配向処理した後、マスクを重ねて異なる配向処理をし、他方の基板の配向膜を、同様に配向膜となる基材膜の全面を配向処理した後、マスクを反転させて重ねて異なる配向処理をする。この製造方法によって、対をなす少なくとも２種類の配向領域を有する配向膜を、それぞれ同じ配向処理を施すことによって容易に形成することができる。特に、原子ビームなどを利用することによって、微細な配置パターンを備えた配向膜を正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る配向膜の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の配向膜の基準パターンを示す模式図である。
【図２】（ａ）は配向膜の参考形態の一例を示す模式図であり、（ｂ）と（Ｃ）は（ａ）の配向膜の基準パターンを示す模式図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る配向膜の他の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の配向膜の基準パターンを示す模式図である。
【図４】（ａ）は図１（ａ）に示す配向膜を形成するためのマスクの一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の配向膜の基準パターンを示す模式図である。
【図５】本発明に係る配向膜の製造工程を示す模式図であり、（ａ）及び（ｂ）は下基板の配向膜、（ｃ）及び（ｄ）は上基板の配向膜のそれぞれの製造工程を示す模式図である。
【図６】下基板の配向膜と上基板の配向膜を重ね合わせたときの配向領域及び配向方向を説明するための模式図である。
【図７】液晶表示装置を看者が見る視角を示す説明図である。
【図８】液晶表示装置の視角特性を示す図であり、（ａ）は単一の配向領域の場合、（ｂ）は２種類の配向領域の場合を示す。
【図９】視野角依存性を改善するための分割配向法を示す模式図である。
【図１０】２種類の配向領域を形成する方法の一例を示す模式図である。
【図１１】２種類の配向領域を形成する方法の他の一例を示す模式図である。
【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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