(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ（ＣＦ）が配設されたＣＦ基板とのそれぞれが、紫外線の照射によって配向処理されたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とを有し、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれは、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれの表面自由エネルギが等しくなるように、照射される紫外線の照射量が異なることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ（ＣＦ）が配設されたＣＦ基板とのそれぞれが、紫外線の照射によって配向処理されたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とを有し、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれは、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれで配向する液晶のプレチルト角が等しくなるように、照射される紫外線の照射量が異なることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】
該ＣＦ側配向膜に対する紫外線の照射量の方が、ＴＦＴ側配向膜に対する紫外線の照射量よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれの表面自由エネルギが等しくなり、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれで配向する液晶のプレチルト角が等しくなるように、紫外線の照射量を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示素子を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
薄膜トランジスタが配設されたＴＦＴ基板とカラーフィルタが配設されたＣＦ基板間に液晶層を挟持する液晶表示装置の製造方法であって、
上記ＴＦＴ基板と上記ＣＦ基板上に同一条件で配向膜を形成する工程と、
上記ＴＦＴ基板と上記ＣＦ基板上の上記配向膜に紫外線を照射し、配向処理を行う工程とを有し、
さらに、上記紫外線を照射する工程において、ＣＦ基板側配向膜に対する紫外線照射量と、ＴＦＴ基板側配向膜に対する紫外線照射量とを異ならせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
上記ＣＦ基板側配向膜に対する上記紫外線照射量は、上記ＴＦＴ基板側配向膜に対する上記紫外線照射量より多いことを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶であることを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線の照射によって配向膜の配向処理を行う液晶表示素子に係り、特にＴＦＴ基板とＣＦ基板のそれぞれの配向膜に対して、表示性能を阻害する焼き付きを抑制する配向処理がなされた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には液晶表示素子が組み込まれている。この液晶表示素子は、液晶層に電界が印加できるように電極が設けられた一対の基板に所定の厚みで液晶層が挟持された構成になっている。
液晶表示素子は、液晶層の厚み方向を透過または反射する光を、液晶分子を電界効果によって動かすことにより透光／遮光する、いわば光シャッタである。従って、液晶層の厚みが均一であることは勿論であるが、液晶分子がどのように配列しているか、電界によってどのように配列が変わるかが必須の要件となる。
【０００３】
液晶の場合には、液晶分子の配列を配向と呼び、電界が掛かってない状態における液晶の配向は、液晶を挟持する基板の表面に設けられた配向膜によって規定される。
他方、液晶表示装置は、軽薄短小を満たす表示装置としてＣＲＴに置き替わる勢いで発展しているが、視角が狭い不具合を有している。そこで、視角を広げる検討が絶え間なく続けられており、配向膜による液晶の配向方向の検討もその一つである。
【０００４】
図３は液晶表示素子の模式的な断面図である。この図３に示した液晶表示素子５は、アクティブマトリックス型、あるいはＴＦＴ型のカラー表示が可能な液晶表示素子に属するものであり、一対のガラス基板の一方の内表面には駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられてＴＦＴ基板１１、他方の内表面にはカラーフィルタ（ＣＦ）が設けられてＣＦ基板２１と呼ばれる。
【０００５】
ＴＦＴ基板１１において、ＴＦＴ１は複数の表示画素に対応してマトリックス状に配列された画素電極１４のそれぞれを個別に駆動するためのものである。そして、画素電極１４とＴＦＴ１の全表面を覆うようにＴＦＴ側配向膜１２が設けられている。また、ＴＦＴ基板１１の外表面にはＴＦＴ側偏光板１５が配設されている。
【０００６】
ＣＦ基板２１において、ＣＦ２は複数のＴＦＴ１に対向する位置にＲＧＢが規則的に配置されている。ＣＦ２は、材料や製造方法にもよるが、ＲＧＢごとに段差があって凹凸が激しい。また、ＣＦ２は、一般に、ＲＧＢごとに染料ないしは顔料によって高分子材料をカラーリングした構成なので、構成材料の溶出を防ぐ必要がある。
【０００７】
そのため、ＣＦ２の表面には保護膜２３が被着されている。この保護膜２３は透過性が良いことはもちろんであるが、密着性や耐性、レベリング性の良いことが必要である。保護膜２３の上には、共通電極２４として透明導電膜が全面に被着されている。透明導電膜には、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化すず膜）が良く用いられる。
【０００８】
さらに、共通電極２４の全面上には、ＣＦ側配向膜２２が設けられている。また、ＣＦ基板２１の外表面にはＣＦ側偏光板２５がＴＦＴ側偏光板１５に対向して配設されている。
ＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２とでは下地が全く異なっているが、一般には膜厚が数十ｎｍの同一の構成材料で形成される。配向膜１２、２２は、液晶表示素子としての性能向上やＣＦ２の耐熱性、高プレチルト角、用途の多用化に伴って無機物、有機物の多種多様の材料が提案されているが、例えば、ポリイミド系やポリアミド酸系の有機配向膜などからなり、ＴＦＴ側配向膜１２はＴＦＴ１（画素電極１４）の上に、ＣＦ側配向膜２２はＣＦ２＋保護膜２３＋共通電極２４の上に被着される。そして、ＴＦＴ側とＣＦ側の配向膜１２、２２は双方共に配向処理が施される。
【０００９】
液晶３は、スペーサ４によって数μｍの間隔に対向封着されたＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１の空隙に注入されている。ところで、注入された液晶３は、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１とのそれぞれの内表面に設けられたＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２に接触すると、ＴＦＴ側とＣＦ側の配向膜１１、２１のそれぞれに施された配向処理に従って規則的に配向する。
【００１０】
液晶表示素子５の背面側（下側）から入射した実線矢印で示した光６は、液晶３の層に電界が印加されていると液晶表示素子５の表面側（上側）の点線矢印で示したように遮光される。それに対して、光６は液晶３の層に電界が印加されていないと液晶３の分子は配向し、入射した光６は層中で旋光して液晶表示素子５の表面側（上側）の実線矢印で示したように透光する。このような液晶表示素子５の動作は、ノーマリイホワイトといわれる所以である。
【００１１】
従来、ＴＦＴ側とＣＦ側の配向膜１１、２１の配向処理法としては、斜方蒸着、グレーティング、ラビングなどが知られているが、現状ではラビングが多用されている。ラビング処理は、文字通り機械的に配向膜の表面を擦る方法で、実作業としてはラビングロールと呼ばれる表面に植毛されて毛羽立ったロールを回転させながら配向膜の表面を所定の方向に擦る処理である。
【００１２】
配向処理された配向膜に接触した液晶分子が配向する機構は、明快には説明されてはいない。しかし、ラビング処理を行うことによって、配向膜の表面にはラビング方向に均一な数百Åの微細な間隔でマイクログルーブが存在することが確認されており、他の処理の場合でもマイクログルーブと呼ばれる超微細な溝に沿って液晶分子が配向するものと考えられている。
【００１３】
図６は配向処理による液晶の配向の模式図である。液晶表示素子５を構成する２枚の基板は、こゝではＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１と呼ぶこととし、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１のそれぞれの最内表面にはＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２が設けられている。こゝで例示したＴＦＴ側とＣＦ側の配向膜１２、２２のそれぞれのラビング処理の方向は、矢印で示したように、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１とでは角度が９０°ずれている。
【００１４】
双方の基板１１、２１の間隙に注入されたネマチック型の液晶３の分子配列は、電場が印加されていないＯＦＦ状態では、図６（Ａ）に示したように、ＴＦＴ基板１１からＣＦ基板２１に向かって厚み方向に９０°捩じれた配向となる。ツイストネマチック（捩れネマチック、ＴＮ）方式と呼ばれる所以である。両基板１１、２１の外表面のそれぞれには、ＴＦＴ側偏光板１５とＣＦ側偏光板２５が、偏波面がラビング方向と平行になるように配設されている。
【００１５】
ＴＦＴ側偏光板１５で直線偏光されてＴＦＴ基板１１から入射した光６は、液晶３の分子の捩れ角に従って９０°旋光してＣＦ基板２１から出射し、ＣＦ側偏光板２５を通して液晶表示素子５の外に出力する。
一方、電場が印加されたＯＮ状態では、図６（Ｂ）に示したように、液晶３の分子配列は、電場の方向に直列する。そのため、ＴＦＴ側偏光板１５で直線偏光されてＴＦＴ基板１１から入射した光６は、液晶層に入射したあとそのままＣＦ基板２１から出射し、入射した光６に対して透明である。それに対して、偏波面がＣＦ側偏光板２５と直交しているために液晶表示素子５の外に出力できず、入射した光６に対して不透明である。
【００１６】
スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式と呼ばれる場合には、液晶の複屈折効果を利用しており、例えば、液晶の捩れ角が、例えば、１８０〜２７０°と大きく、偏光板の配置方向も異なるが、こゝでは詳述しない。
ところで、近時、ラビング不要の配向処理技術が提案されてきており、紫外線を配向膜の表面に照射させることによって配向させる方法について検討が行われている。液晶表示装置は、軽薄短小を満たす表示装置としてＣＲＴに置き替わる勢いで発展している。しかし、ＣＲＴなどの自身で発光する能動的な表示装置に対して、光源を他に求める受動的な液晶表示装置は、視野角が狭い不具合を有している。そのため、視野角を広げる検討が絶え間なく続けられており、紫外線を照射して配向処理した配向膜による液晶の配向方向を分割する検討も視野角を広げることを指向している。
【００１７】
図４は紫外線照射による液晶配向の模式的な説明図である。紫外線照射による配向処理では、図４（Ａ）のように紫外線７を配向膜８に対して斜めから照射する。なお、こゝでは、液晶に負の誘電率異方性を有する液晶を用い、配向膜８には垂直配向性を有する材料を例示している。紫外線７を照射すると、配向膜８を構成する高分子材料のうち、紫外線照射方向と交差するアルキル側鎖８１は切断されるが、紫外線照射方向に平行な方向に存在するアルキル側鎖８２は残る。この残ったアルキル側鎖８２に沿って図４（Ｂ）に示したように液晶３の分子が配向する。
【００１８】
紫外線照射による配向処理法は、従来のラビング処理法と比較して、例えば、配向膜をラビングロールによって機械的に擦ることに起因する汚染や損傷による放電破壊などの不具合が解決される。
ところで、図３において、一般に、模式的に示したＴＦＴ型でカラー表示の可能な液晶表示素子５は、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１との組合せによって構成されているため、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１とでは構成が異なる。
【００１９】
そのため、図７に示した表面自由エネルギの紫外線照射量依存性から分かるとおり、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１のそれぞれの基板上に設けられた配向膜、つまりＴＦＴ側配向膜１１とＣＦ側配向膜２１とでは、同一条件で成膜しても表面自由エネルギの値が異なったものとなる。
こゝで、配向膜の表面自由エネルギは、配向膜の表面における水（Ｈ2 Ｏ）およびジヨードメタン（ＣＨ2 Ｉ2 ）の接触角を測定し、表面張力として算出したものである。こゝでは、ＳＩ単位系で、長さ当たりの力、つまりＮ／ｍ（ニュートン／メートル）で表す。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜の表面自由エネルギの違いは、電界を印加した際にＴＦＴ基板とＣＦ基板とにおける電荷の溜まり具合に差を生じることに関連がある。すなわち、配向膜に紫外線を照射して配向処理を行った場合には、図４で述べたとおり、紫外線によって配向膜を構成する高分子材料の側鎖の切断が伴うために、さらに電荷が溜まり易くなる。この配向膜における電荷の溜まりに起因して焼き付きと呼ばれる不具合が起こる。
【００２１】
液晶表示素子における焼き付きは、以下のように定義する。つまり、図５には焼き付きを定義するためのテストパターンを示す。こゝで示したテストパターン９は、液晶表示素子がノーマリィブラック表示の例なので、交差ハッチングした黒表示部９１が電圧の印加されていないＢoff の「パターン非表示部」、ハッチングのない白表示部９２が電圧を印加したＢonの「パターン表示部」となっている。テストパターン９は、黒表示部９１と白表示部９２を市松模様状に並べたものである。
【００２２】
焼き付きを調べるためには、配向膜を設けた液晶表示素子の試料に、図５に示したテストパターン９を所定の時間電界を印加して表示し、電界の印加前後における輝度を測定して（１）式によって算出する。
焼き付き＝（Ｂon１／Ｂon０）／（Ｂoff１／Ｂoff０）    ・・・（１）
こゝで、
・Ｂon１：パターン表示部における表示後の輝度
・Ｂon０：パターン表示部における表示前の輝度
・Ｂoff１：パターン非表示部における表示後の輝度
・Ｂoff０：パターン非表示部における表示前の輝度
つまり、（１）式においては、所定の時間表示した後において、パターン非表示部における表示前後の輝度の変化率を基準とし、パターン表示部における表示前後の輝度の変化率の比を取ったものである。
【００２３】
その結果、例えば、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜の表面自由エネルギに違いがあると、４８時間後の焼き付きが１０％にもなることが分かった。
さらに、配向膜を紫外線照射によって配向処理すると、プレチルト角、つまり液晶の分子が配向膜と接触して配向する際の角度も影響を受ける。図８にはプレチルト角の紫外線照射量依存性を示す。この図８から分かるように、紫外線の照射量が増えるとプレチルト角が低下する傾向がある。しかし、ＴＦＴ側配向膜１２をＴＦＴ基板上に、ＣＦ側配向膜２２をＣＦ基板上に、それぞれ同一条件で設けてもプレチルト角には大きな差があり異なった振る舞いをする。
【００２４】
ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とで異なったプレチルト角を示すのは、一方の配向膜がＴＦＴ上に設けられ、他方の配向膜がＣＦ上に設けられており、それぞれの配向膜と下地との界面の違いが影響しているものと考えられる。
プレチルト角は、値が小さいと液晶の応答速度が遅くなり、値が大きいとコントラストが悪くなる傾向があり、好ましいプレチルト角が存在する。
【００２５】
このように、紫外線照射による配向膜の配向処理では、照射量によって表面自由エネルギやプレチルト角が影響を受け、液晶表示素子としての性能を大きく左右する不具合がある。
そこで本発明は、アクティブマトリックス型のカラー液晶表示素子に用いられるＴＦＴ基板とＣＦ基板のそれぞれに設けられた配向膜を紫外線の照射によって配向処理するに際して、紫外線の照射量を制御することによって焼き付きを低減した液晶表示素子とその液晶表示素子を有する液晶表示装置を提供することを目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上で述べた課題は、請求項１においては、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ（ＣＦ）が配設されたＣＦ基板とのそれぞれが、紫外線の照射によって配向処理されたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とを有し、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれは、照射される紫外線の照射量が異なる液晶表示素子によって解決される。
【００２７】
つまり、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とのそれぞれのＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とに対しては、紫外線を照射して行う配向膜処理の紫外線の照射量が異なるようにしている。そして、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれの下地が異なることに起因して、同一条件で紫外線を照射して配向処理を行った際に、両配向膜の表面自由エネルギが異なったり、プレチルト角が異なったりして、焼き付きが誘起されることを防ぐようにしている。
【００２８】
次いで、請求項２においては、
該ＣＦ側配向膜に対する紫外線の照射量の方が、ＴＦＴ側配向膜に対する紫外線の照射量より少なくとも大きいことによって解決される。
つまり、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とでは、例えば、表面自由エネルギを比較してみると、図１に示したように、紫外線の照射量に応じて増大する傾向にあり、しかも、ＴＦＴ側配向膜の方がＣＦ側配向膜よりもレベルが高い。
【００２９】
一方、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれによって配向する液晶のプレチルト角を比較してみると、図２で示したように、紫外線の照射量に応じて減少する傾向にあり、しかも、ＣＦ側配向膜の方がＴＦＴ側配向膜よりもレベルが高い。
従って、紫外線の照射量によって配向膜の表面自由エネルギあるいはプレチルト角の値を変化させるには、ＣＦ側配向膜に対する紫外線照射量の方をＴＦＴ側配向膜に対する紫外線の照射量よりも少なくとも大きくするようにしている。
【００３０】
次いで、請求項３においては、
ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれの表面自由エネルギが等しくなるように紫外線の照射量を制御することによって解決される。
つまり、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のそれぞれの表面に設けたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜は、下地の構成の違いによって表面自由エネルギが異なるために、電界が印加された際の電荷の溜まり具合に差が生じ、紫外線を照射する配向処理によって配向膜の構成材料の側鎖が決断されると、電荷の溜まり具合がさらに増長される。
【００３１】
そこで、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とに対する紫外線の照射量を制御して、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とのそれぞれの表面に同じ形成条件で設けたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれの表面自由エネルギを等しくし、その結果、電荷の溜まり具合も等しくなるようにして、焼き付きの発生を低減するようにしている。
【００３２】
次いで、請求項４においては、
ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれで配向する液晶のプレチルト角が等しくなるように紫外線の照射量を制御することによって解決される。
ＴＦＴ基板とＣＦ基板のそれぞれの表面に設けたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜は、下地の構成の違いによってプレチルト角が異なる。このプレチルト角の大小は、液晶表示素子としてみた場合に応答速度やコントラストに影響するもので、好ましい値が存在する。
【００３３】
そこで、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれのプレチルト角が等しくなるように、紫外線の照射量を制御するようにしている。しかも、プレチルト角が好ましい値になるように制御するようにしている。この好ましいプレチルト角は、液晶を垂直配向させる場合には経験的に８８°であることが分かっている。
最後に、請求項５においては、
請求項１記載の液晶表示素子を有する液晶表示装置によって解決される。
【００３４】
つまり、本発明になる液晶表示装置は、ＴＦＴが配設されたＴＦＴ基板とＣＦが配設されたＣＦ基板とのそれぞれが、紫外線の照射によって配向処理されたＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とを有し、該ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とのそれぞれは、照射される紫外線の照射量が異なるように構成された液晶表示素子からなる。
【００３５】
こうして、紫外線照射による配向処理を行った従来の液晶表示素子において現れる焼き付きが低減された液晶表示装置を実現できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の紫外線照射量と表面自由エネルギとの関係図であり、図２は本発明の実施例の紫外線照射量とプレチルト角との関係図であり、図３は液晶表示素子の模式的な断面図であり、図４は、焼き付きを定義するためのテストパターンである。
【００３７】
図において、１はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、２はＣＦ（カラーフィルタ）、１１はＴＦＴ基板、１２はＴＦＴ側配向膜、２１はＣＦ基板、２２はＣＦ側配向膜、２３は保護膜、２４は共通電極である。
液晶表示素子を構成するＴＦＴ基板とＣＦ基板のそれぞれの構成は、図３に示したとおりである。すなわち、ＴＦＴ基板１１においては、ＴＦＴ１がマトリックス状に配列されており、そのＴＦＴ１の上を覆うようにＴＦＴ側配向膜１２が設けられている。また、ＣＦ基板２１においては、凹凸があるＣＦ２に対する耐性、レベリング性などを付与するために覆われた保護膜２３とその保護膜２３の上に設けられた透明なＩＴＯ（Ｉndium Ｔin  Ｏxide）膜からなる共通電極２４の上を覆うようにＣＦ側配向膜２２が設けられている。
【００３８】
こゝでは、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板２１のそれぞれに設けたＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２は同一条件で設けたものであり、ポリアミド酸系の有機配向材料を１８０℃で１時間焼成し、８０ｎｍの厚さに成膜したものである。
紫外線照射による配向処理は、図４で示したようにＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜の双方に対して、無偏光の紫外線を斜め４５°の角度で照射して行った。紫外線の照射量に対して、図１は表面自由エネルギとの関係図、図２はプレチルト角との関係図を示したものである。
【００３９】
つまり、図１は、紫外線照射による配向処理において、紫外線照射量（Ｊ、ジュール）に対する表面自由エネルギ(mＮ／ｍ、ミリニュートン／メートル）の変化を示したものであり、ＴＦＴ側配向膜１２もＣＦ側配向膜２２も共に、照射量が増すに従って、表面自由エネルギが増大する。たゞし、白四角の□で示したＴＦＴ側配向膜１２の方が白丸の○で示したＣＦ側配向膜２２よりも常に高い値を示す。
【００４０】
電荷の蓄積による焼き付きを抑えるために、ＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２のそれぞれの表面自由エネルギを等しくするためには、黒塗りの■で示したようにＴＦＴ側配向膜１２に対しては照射量：１Ｊの紫外線を照射し、ＣＦ側配向膜２２に対しては黒塗りの●で示したように照射量：３．５Ｊの紫外線を照射すると、双方とも等しく３５ mＮ／ｍの表面自由エネルギとなる。
【００４１】
次いで、こうして紫外線照射による配向処理によって得られたＴＦＴ基板とＣＦ基板とを４μｍの間隙を設けて貼り合わせ、負の誘電率異方性を有する液晶を封入して液晶表示素子に組み立てた。そして、プレチルト角の変化を調べた。
図２は、紫外線照射による配向処理を行った際の、ＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２とにおける紫外線照射によるプレチルト角（°）の変化を示したものである。図２から、ＴＦＴ側配向膜１２とＣＦ側配向膜２２共に、照射量が増すに従ってプレチルト角が減少する傾向がある、このプレチルト角が減少する傾向は、白丸の○で示したＣＦ側配向膜２２の方が白四角の□で示したＴＦＴ側配向膜１２よりもより顕著である。
【００４２】
プレチルト角は、低すぎると応答速度が遅くなり、高すぎるとコントラストが低下する傾向があり、垂直配向向けの液晶においては経験的に８８°程度が好ましい。従って、黒塗りの■で示したようにＴＦＴ側配向膜１２に対しては照射量：１Ｊの紫外線を照射し、ＣＦ側配向膜２２に対しては黒塗りの●で示したように照射量：３．５Ｊの紫外線を照射すると、双方ともプレチルト角：８８°となり、等しく好ましいプレチルト角にすることができる。
【００４３】
こうして、紫外線照射量を、ＴＦＴ側配向膜１２に対しては照射量：１Ｊ、ＣＦ側配向膜２２に対しては照射量：３．５Ｊとして、表面自由エネルギとプレチルト角を共に等しくした配向膜を有するＴＦＴ基板とＣＦ基板とで液晶表示素子を構成した。そして、図５で示したテストパターンを用いて、パターン表示時間４８時間後における焼き付きの度合い（％）を（１）式によって算出し、比較評価した。
【００４４】
比較例１として、紫外線照射量を、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜の双方に同量の照射量：３．５Ｊを照射して配向処理した後に液晶表示素子に構成したものと、比較例２として、照射量：３Ｊを照射して配向処理した後に液晶表示素子に構成したものとを比較した。
その結果、本発明になる実施例では、焼き付き：５．４％であったが、比較例１では焼き付き：９．９１％、比較例２では焼き付き：１０．４％で、本発明が焼き付きを１／２に低減する効果があることが確認できた。
【００４５】
本発明によれば、紫外線照射による配向処理に際して、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれに対する表面自由エネルギおよびプレチルト角の調整において、紫外線の照射量をＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とに対して同一の条件にするのではなく、異なった照射量にすることが必要である。
一方、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜との表面自由エネルギおよびプレチルト角を双方等しく調整するためには、ＴＦＴ側配向膜よりもＣＦ側配向膜に対してより照射量を多くすることが必要である。
【００４６】
さらに、こうして紫外線照射による配向処理を行って構成した液晶表示素子は、フルカラー表示ができる液晶表示装置に適用でき、輝度の変化率を抑制した焼き付きの少ない表示が可能である。
こゝで例示したＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜とに対する紫外線の照射量の制御は、焼き付きを要請するために双方の配向膜の表面自由エネルギとプレチルト角を等しくすることを指向して行う。従って、一義的に決まるものではなく配向膜の素材や成膜条件などによって種々の変形が可能である。
【００４７】
また、こゝで例示した紫外線の照射量は、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれの表面自由エネルギもプレチルト角も等しかった。しかし、このような条件が全てに当てはまる訳ではなく、種々の変形が可能である。
さらに、こゝで例示した紫外線の照射角度：４５°は、限定するものではなく種々の変形が可能である。
【００４８】
さらに、配向処理のための紫外線の照射量がＣＦ側配向膜に対するよりも少ないＴＦＴ側配向膜に対しては、配向処理のために紫外線照射を行わない、つまり照射量：０Ｊの場合も含まれる。
さらに、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれの表面自由エネルギを等しくすることに対しては、表面自由エネルギの絶対値は問題ではなく、配向膜や液晶の配向の条件などによって種々の変形が可能である。たゞし、ＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれのプレチルト角については、応答速度とコントラストとの兼ね合いから好ましいプレチルト角が存在し、こゝでは、垂直配向用の配向膜においてはプレチルト角：８８°を好ましい角度としている。つまり、単に双方のプレチルト角が等しくなれば良いというものではなく種々の変形が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
こうして、本発明によれば、紫外線照射方法によってＴＦＴ側配向膜とＣＦ側配向膜のそれぞれを配向処理するに際して、それぞれの配向膜に対する紫外線の照射量を制御することによって、双方の配向膜の表面自由エネルギを等しくすると共に、プレチルト角を好ましい角度で等しくなるようにし、表示／非表示部分の長時間後の輝度の変化率、つまり焼き付きを低減することができる。
【００５０】
その結果、本発明は、本発明になる液晶表示素子を実装した液晶表示装置、特にＴＦＴ基板とＣＦ基板からなるフルカラー表示がで可能な液晶表示装置における表示品質の向上を図る上で寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の紫外線照射量と表面自由エネルギとの関係図である。
【図２】  本発明の実施例の紫外線照射量とプレチルト角との関係図である。
【図３】  液晶表示素子の模式的な断面図である。
【図４】  紫外線照射による液晶配向の模式的な説明図である。
【図５】  焼き付きを定義するためのテストパターンである。
【図６】  配向処理による液晶の配向の模式図である。
【図７】  表面自由エネルギの紫外線照射量依存性を示す図である。
【図８】  プレチルト角の紫外線照射量依存性を示す図である。
【符号の説明】
１  ＴＦＴ                  １１  ＴＦＴ基板      １２  ＴＦＴ側配向膜
２  ＣＦ（カラーフィルタ）  ２１  ＣＦ基板        ２２  ＣＦ側配向膜
２３  保護膜          ２４  共通電極
【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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