JP2008107594A - 配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光配向材料層に照射する直線偏光の偏光方向を高い精度で設定可能な配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法を提供すること。
【解決手段】光源２と、光源２から照射された光を一の偏光方向を有する直線偏光に変換する偏光子５ａを保持する偏光子保持部５と、直線偏光が照射されるマザー基板２０を固定するためのステージ３と、直線偏光のうち透過した直線偏光を検出する検出器１４とを備え、ステージ３が、検光子１３と共にステージ３と平行な面内で、偏光子５ａに対して相対的に回転可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶表示装置に用いられる配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、液晶分子の配列状態を電界の作用により変化させ、これに伴う光学特性の変化を利用して画像の表示を行っている。一般的に、液晶表示装置は、液晶層を一対の基板で挟持しており、一対の基板のそれぞれに液晶分子の初期配向方向を規定するための配向膜が設けられている。この配向膜は、例えばポリイミドなどの樹脂材料層の表面をラビング布などで一定方向に摩擦するラビング処理を施すことによって形成されている。
ラビング処理によれば、容易に配向膜を形成することができるが、樹脂材料層の表面を摩擦することから静電気や埃の発生により、配向処理後に洗浄する必要があると共に、静電気により基板に設けられた例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子などが破壊される場合がある。

そこで、近年、光配向処理など、ラビング処理のような接触式でなく、非接触で液晶分子の初期配向方向を規定する配向処理を施す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この光配向処理では、光配向機能を発現させる光配向基を有する光配向材料層に特定の偏光方向を有する偏光紫外線を照射することで光配向処理を行っている。ここで、光配向材料層を構成する光配向材料としては、例えばシンナモイル基、クマリン基、カルコン基、ベンゾフェノン基などを誘導体として含有する樹脂材料のように光二重化反応によって配向される光配向材料や、アゾ基などを誘導体として含有する樹脂材料のように光異性化反応によって配向される光配向材料などが挙げられる。
特開２００４−２８７３３６号公報

しかしながら、上記従来の配向膜の形成方法においても、以下の課題が残されている。すなわち、上述のように特定の偏光方向を有する偏光紫外線を光配向材料層に照射するが、配向処理による配向方向が偏光紫外線の偏光方向に依存するため、液晶分子を所望の配向状態とするためにも偏光紫外線の偏光方向を高い精度で設定することが望まれている。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、光配向材料層に照射する直線偏光の偏光方向を高い精度で設定可能な配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶表示装置の製造装置は、直線偏光を光配向材料層が設けられた基板に照射して光配向膜を形成する配向膜の製造装置であって、光源と、光源から照射された光を一の偏光方向を有する直線偏光に変換する偏光子を保持する偏光子保持部と、前記直線偏光が照射される前記基板を固定するためのステージと、前記直線偏光のうち検光子を透過した直線偏光を検出する検出器とを備え、前記ステージが、前記検光子と共に前記ステージと平行な面内で、前記偏光子に対して相対的に回転可能であることを特徴とする。

この発明では、ステージ及び検光子を偏光子に対して相対的に回転させ、検光子を透過する直線偏光の強度を検出することで、直線偏光の光配向材料層に対する偏光方向を高い精度で設定することができる。
すなわち、ステージ及び検光子を偏光子に対して相対的に回転させると、検光子を透過する直線偏光の強度が回転角度に応じて変化する。そこで、検光子を透過する光の強度を検出することで、光配向材料層の面内における直線偏光の偏光方向を精度よく判別できる。例えば、検光子で検出された光強度が最大値となっているときは偏光子により変換された直線偏光の偏光方向と検光子の透過軸とが一致していることになり、光強度が最小値となっているときは直線偏光の偏光方向と検光子の透過軸とが直交していることになる。これにより、直線偏光の光配向材料層に対する偏光方向を判別できる。
したがって、光配向材料層へ照射する直線偏光の偏光方向を高い精度で設定でき、光配向材料層に所望の配向方向を発現させることがより確実に行える。

また、本発明の配向膜の製造装置は、前記検光子が、前記偏光子と前記ステージとの光路上に設けられることが好ましい。
この発明では、検光子を偏光子とステージとの回転軸上に設けることで、検光子を用いて偏光子で変換された直線偏光の偏光方向の判別をより精度よく行える。すなわち、ステージを偏光子に対して相対的に回転させると、検光子もステージに連動して偏光子に対して相対的に回転するが、検光子を回転軸上に設けることで、ステージ及び検光子を偏光子に対して相対的に回転させたときにおける検光子の移動量を抑制できる。これにより、光配向材料層へ照射する直線偏光の偏光方向をより容易に設定できる。

また、本発明の配向膜の製造装置は、前記ステージに対して移動可能であると共に、前記光配向材料層のうち前記検光子の非形成領域と対応する領域を遮光するための遮光部材を備えることが好ましい。
この発明では、ステージ及び検光子を偏光子に対して相対的に回転させて光配向材料層へ照射する直線偏光の偏光方向を設定しているときに直線偏光が光配向材料層に照射されることを防止する。

また、本発明の配向膜の製造装置は、前記検光子が、前記ステージに設けられていることとしてもよい。
この発明では、ステージに検光子を設けることで、ステージを偏光子に対して相対的に回転させたときに、検光子をこれに連動して回転させる。

また、本発明の配向膜の製造装置は、前記検光子が、前記基板に設けられていることとしてもよい。
この発明では、ステージに固定される基板に検光子を設けることで、上述と同様に、ステージを偏光子に対して相対的に回転させたときに、検光子をこれに連動して回転させる。

また、本発明の液晶表示装置は、複数の画素領域によって構成される画像表示領域が設けられた基板と、前記基板上に形成され、直線偏光が照射された光配向膜と、前記画像表示領域外に設けられた検光子とを備えることを特徴とする。
この発明では、画像の表示を行う画像表示領域となる領域を避けて検光子を設け、光配向膜の形成時にステージを偏光子に対して相対的に回転させたときに連動して検光子を回転させる。

また、本発明の液晶表示装置は、複数の画素領域によって構成される画像表示領域が設けられた基板と、前記基板上に形成され、直線偏光が照射された光配向膜と、前記画素領域の一部に設けられている検光子とを備えることを特徴とする。
この発明では、画像の表示を行う画素領域となる領域に検光子を設け、光配向膜の形成時にステージを偏光子に対して相対的に回転させたときに連動して検光子を回転させる。

また、本発明の配向膜の製造方法は、直線偏光を光配向材料層に照射する配向膜の製造方法であって、前記光配向材料層に照射する直線偏光の偏光方向を設定する偏光方向設定工程と、偏光子を介して前記直線偏光を前記光配向材料層に照射する照射工程とを備え、前記偏光方向設定工程では、前記偏光子を透過した直線偏光のうち、検光子を透過する光を検出しながら、前記基板及び検光子を同方向に回転させて前記偏光方向を設定することを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、基板及び検光子を直線偏光に対して相対的に回転させて検光子を透過する光の強度を検出することで、光配向材料層へ照射する直線偏光の偏光方向を高い精度で設定できる。

以下、本発明による配向膜の製造装置及び配向膜の製造方法の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

〔露光装置〕
まず、本実施形態における露光装置（配向膜の製造装置）について、図面を参照しながら説明する。ここで、図１は、露光装置を示す概略構成図である。ここで、ステージ３に照射される露光光Ｌの光路と平行な方向をＺ軸方向とし、露光光Ｌの光路に対して直交する平面内の２軸をＸ軸方向、Ｙ軸方向とする。
露光装置１は、図１に示すように、光源２と、上面に後述するマザー基板（基板）２０が載置されるステージ３と、光源２からステージ３に向かう露光光Ｌの光路上に光源２に近接する側から順に配置されたシャッタ（遮光部材）４及び偏光子５ａを保持する偏光子保持部５とを備えている。

光源２は、例えば波長３６５ｎｍの紫外線を照射する超高圧水銀ランプで構成された放電ランプ１１と、放電ランプ１１で発生した露光光Ｌを集光する楕円鏡１２とを備えている。
ステージ３は、上面がマザー基板２０を載置する載置面となっており、ステージ３には、検光子１３及び検出器１４が設けられている。
検光子１３は、所定の偏光方向を有する直線偏光を透過する構成となっている。
検出器１４は、例えばフォトダイオードなどで構成されており、光電変換によって検光子１３を透過して受光した光強度を電気信号として出力する構成となっている。
また、ステージ３は、ステージ回転移動手段１５に接続されている。ステージ回転移動手段１５は、ステージ３を露光光Ｌの光路に対して直交する平面内であるＸ軸、Ｙ軸方向及び露光光Ｌの光路と平行なＺ軸方向で移動可能とすると共に、ステージ３をＸ、Ｙ、Ｚ軸の軸回りでそれぞれ回転可能としている。なお、ステージ３は、検光子１３が設けられた領域をＺ軸の軸回りでの回転中心として回転可能となっている。

シャッタ４は、シャッタ保持手段１６によって露光光Ｌの光路に対して垂直な平面（ＸＹ面）内で移動可能となっている。
偏光子５ａは、光源２から照射された露光光Ｌを一の偏光方向を有する直線偏光に変換してステージ３に向けて出射する構成となっている。また、偏光子５ａは、偏光子保持部５により着脱自在に保持されている。
なお、光源２と偏光子５ａとの間に、光源２からの露光光Ｌを偏光子５ａに導く照明光学系を設けてもよい。この照明光学系は、例えば露光光Ｌの光路を変更するミラーやコリメータレンズ、波長選択フィルタ、オプティカルインテグレータ、フィールドレンズ、ハーフミラー、リレーレンズなどの光学素子を用いて構成される。

マザー基板２０は、図１及び図２に示すように、ガラスなどの透光性材料で構成された基板本体を基体とした下地基板２１と、下地基板２１の表面に形成された光配向材料層２２とを備えている。
光配向材料層２２は、所定の偏光方向を有する直線偏光を照射して光配向材料層２２内の分子が一方向に配列することにより、光配向膜（配向膜）２３を構成する。ここで、光配向材料層２２に用いられる光配向材料としては、例えばシンナモイル基、クマリン基、カルコン基、ベンゾフェノン基などを誘導体として含有する樹脂材料のように光二重化反応によって配向される光配向材料や、アゾ基などを誘導体として含有する樹脂材料のように光異性化反応によって配向される光配向材料などが挙げられる。
そして、このマザー基板２０は、後述する液晶表示装置３０の素子基板３１や対向基板３２として用いられるものであって、切断することによって個々の液晶表示装置３０の素子基板３１や対向基板３２を構成する。また、マザー基板２０には、図２（ａ）に示すように、液晶表示装置３０の後述する画像表示領域と対応する画像表示領域予定部２４が間隔をあけて複数マトリックス状に設けられている。また、各画像表示領域予定部２４には、図２（ｂ）に示すように、後述するサブ画素領域（画素領域）と対応するサブ画素領域予定部（画素領域予定部）２５が間隔をあけて複数マトリックス状に設けられている。

〔液晶表示装置〕
次に、上述した露光装置１により製造された光配向膜２３を有する液晶表示装置を、図３を参照しながら説明する。ここで、図３は、液晶表示装置の断面模式図である。
液晶表示装置３０は、画像表示領域を構成する複数のサブ画素領域（画素領域）がマトリックス状に配置されており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素領域によって１つの画素が構成されている。
そして、液晶表示装置３０は、素子基板３１と、素子基板３１と対向配置された対向基板３２と、素子基板３１及び対向基板３２で挟持された液晶層３３とを備えている。そして、液晶表示装置３０は、素子基板３１及び対向基板３２をシール材３４で貼り合わせており、このシール材３４によって液晶層３３が素子基板３１と対向基板３２との間で封止される。

素子基板３１は、平面視でほぼ矩形状であって例えばガラスなどの透光性材料で構成された基板本体を基体としており、このガラス基板上に種々の金属膜や絶縁膜、半導体層、不純物層などが形成されている。また、素子基板３１には、フォトリソグラフィ法やインクジェット法などの所定の手法を用いてガラス基板上に形成された画素電極、薄膜トランジスタ及び蓄積容量などを含む画素部分と、画素に電気信号などを供給する配線部分とを備えている。そして、素子基板３１の内側の面（液晶層３３側の面）には、液晶層３３を構成する液晶分子の配向を制御する光配向膜２３が形成されている。

対向基板３２は、素子基板３１と同様に、平面視でほぼ矩形状であって例えばガラスなどの透光性材料で構成された基板本体を基体としており、このガラス基板上にブラックマトリックスやカラーフィルタ層、保護膜及び共通電極などが形成されている。また、対向基板３２の内側の面には、光配向膜２３が形成されている。この光配向膜２３は、液晶分子の配向方向が素子基板３１に形成された光配向膜２３による配向方向と直交するように形成されている。
液晶層３３は、例えば正の誘電率異方性を有する液晶を用いたＴＮ（Twisted Nematic）モードで動作する構成となっている。

〔光配向膜の製造方法〕
次に、上述した構成の露光装置１を用いた光配向膜２３の製造方法について説明する。まず、上述した下地基板２１上に光配向材料層２２を形成する。光配向材料層２２は、光配向材料を水や極性有機溶媒などの溶媒に溶解させた溶液を下地基板２１上に塗布し、これを乾燥させて溶媒を除去することで形成される。
なお、マザー基板２０が液晶表示装置３０の素子基板３１を構成する場合には、上記基板本体の上面に、画素電極、ＴＦＴ素子及び蓄積容量などを含む画素部分と、画素に電気信号などを供給する配線部分とをフォトリソグラフィ法やインクジェット法などの所定の手法を用いて形成する。これにより、素子基板３１を構成する下地基板２１が形成される。その後、上述した光配向材料層２２を形成する。また、マザー基板２０が対向基板３２を構成する場合には、基板本体の上面に、ブラックマトリックスやカラーフィルタ層、保護膜及び共通電極などを形成する。これにより、対向基板３２を構成する下地基板２１が形成される。その後、上述した光配向材料層２２を形成する。

そして、光配向材料層２２が形成されたマザー基板２０をステージ３上に載置し、ステージ３により支持固定する。
ここで、ステージ回転移動手段１５によりステージ３を移動させると共に、シャッタ移動手段によりシャッタ４を移動させることで、マザー基板２０の光配向材料層２２に光源２からの露光光Ｌが照射されないようにすると共に、ステージ３に設けられた検光子１３を露光光Ｌの光路上に位置させる。

この状態で、光配向材料層２２に照射する直線偏光の偏光方向を設定する偏光方向設定工程を行う。ここでは、光源２から露光光Ｌを照射すると、露光光Ｌが偏光子５ａを透過した後に検光子１３に入射する。ここで、露光光Ｌは、偏光子５ａによって偏光子５ａの透過軸と平行な偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、検光子１３に入射した直線偏光は、検光子１３の透過軸と平行な偏光方向を有する偏光成分のみが透過し、検出器１４に到達する。この検出器１４は、受光した光強度を電気信号として出力する。

次に、ステージ回転移動手段１５により、ステージ３を露光光Ｌと平行な軸回り（Ｚ軸回り）で回転させる。ステージ３をＺ軸回りで回転させると、偏光子５ａにより変換された直線偏光の偏光方向と検光子１３の透過軸とのなす角が変化する。これにより、検光子１３を透過して検出器１４に到達する光強度が変化する。ここで、偏光子５ａにより変換された直線偏光の偏光方向と検光子１３の透過軸とのなす角度と、検出器１４で検出される光強度との関係を、図４に示す。なお、図４には、検出器１４で検出される光強度の最大値を１と規格化した光強度を示している。

したがって、ステージ３上に支持固定されたマザー基板２０の光配向材料層２２に対して偏光子５ａにより変換された直線偏光の偏光方向と平行な方向で直線偏光を照射したい場合には、検出器１４で検出される光強度が最大となるようにステージ３をステージ３に対して直交する軸であるＺ軸回りで回転させる。同様に、光配向材料層２２に対して直線偏光の偏光方向と直交する方向で直線偏光を照射したい場合には、検出器１４で検出される光強度が最小となるようにステージ３をＺ軸回りで回転させる。また、光配向材料層２２に対して直線偏光の偏光方向から４５°傾けた方向で直線偏光を照射したい場合には、検出器１４で検出される光強度が最大となるようにステージ３をＺ軸回りで回転させた後、ステージ３をＺ軸回りでさらに４５°回転させる。なお、検光子１３の偏光方向と後の工程で液晶表示装置３０の画素となる領域の端辺方向のなす相対位置とは固定される。
以上のようにして、光配向材料層２２に対して照射する直線偏光の偏光方向を設定する。

そして、光配向材料層２２に直線偏光を照射する照射工程を行う。ここでは、ステージ回転移動手段１５によりステージ３を移動させ、露光光Ｌの光路上に光配向材料層２２を位置させる。そして、シャッタ保持手段１６によりシャッタ４を移動させ、偏光子５ａにより変換された直線偏光を光配向材料層２２に照射する。この後、マザー基板２０を移動させながら直線偏光をマザー基板２０の各ショット領域に照射する。これにより、光配向材料層２２内の分子が一方向に配列され、光配向膜２３が構成される。
ここで、光配向材料が例えばクマリン基を有する誘導体のように光二重化反応によって配向される光配向材料では、直線偏光の偏光方向に沿って分子が配列される。また、光配向材料が例えばアゾ基を有する誘導体のように光異性化反応によって配向される光配向材料では、直線偏光の偏光方向に対して直交する方向に配向される。なお、これら以外の光配向材料においても、誘導体の種類に応じて定められた所定の一方向に分子が配列される。
このように、光配向材料層２２中の分子を一方向に配列させることで、光配向膜２３を製造する。

なお、液晶表示装置３０は、以下の工程を経ることによって製造される。素子基板３１を構成するマザー基板２０と対向基板３２を構成するマザー基板２０とをシール材３４により貼り合わせて液晶層３３を封止した後、切断して個々の液晶表示装置３０ごとに分割する。以上のようにして、液晶表示装置３０を製造する。

以上のように、本実施形態における露光装置１及び光配向膜２３の製造方法によれば、ステージ３を回転させることで、例えば検出器１４で検出される光強度が最大値となっているときには偏光子５ａにより変換された直線偏光の偏光方向と検光子１３の透過軸とが平行であると判断できる。これにより、光配向材料層２２へ照射する直線偏光の偏光方向を高い精度で設定することができる。したがって、液晶表示装置３０を製造したときに液晶分子の初期配向方向を所望の方向とすることがより確実に行える。このため、液晶表示装置３０のコントラストが向上する。
ここで、検光子１３が露光光Ｌの光路上に移動可能となっており、ステージ３を回転させたときにおける検光子１３の移動量が抑制されるので、光配向材料層２２に照射する直線偏光の偏光方向をより容易に設定できる。また、シャッタ４により、偏光方向設定工程において光配向材料層２２に露光光Ｌが照射されることを防止できる。

［第２の実施形態］
次に、本発明における配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法の第２の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態とマザー基板の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。ここで、図５は、露光装置を示す部分的に拡大した概略構成図である。

本実施形態における露光装置５０では、図５に示すように、マザー基板５１に検光子５２が設けられており、装置内に検光子が設けられていない。ここで、検光子５２は、マトリックス状に配置された複数の画像表示領域予定部２４の間に設けられており、下地基板５４に形成されたワイヤグリッドなどによって構成されており、所定の偏光方向を有する直線偏光を透過する。
そして、ステージ５３には、マザー基板５１を支持固定したときに露光光Ｌの光軸に沿った平面視でマザー基板５１に設けられた検光子５２と重なるように検出器１４が設けられている。
また、シャッタ（図示略）は、マザー基板５１に設けられた検光子５２と対応する領域に開口が形成されており、光配向材料層２２のうち検光子５２が形成された領域を除いた他の領域を覆うことが可能となっている。

次に、上述した構成の露光装置５０を用いた光配向膜２３の製造方法について説明する。まず、上述した実施形態と同様に、光配向材料層２２が形成されたマザー基板５１をステージ５３により支持固定する。ここで、ステージ５３を移動させ、検光子５２を露光光Ｌの光路上に位置するように移動させる。また、上記シャッタにより光配向材料層２２のうち検光子５２の形成領域を除く他の領域を遮光する。
この状態で、偏光方向設定工程を行う。ここでは、光源２から露光光Ｌの照射を行うと、偏光子５ａによって変換された直線偏光が検光子５２に入射し、検光子５２を透過して検出器１４に到達する。そして、ステージ５３を露光光Ｌと平行な軸回り（Ｚ軸回り）で回転させ、上述した実施形態と同様に、光配向材料層２２に対して照射する直線偏光の偏光方向を設定する。その後、照射工程を行い、光配向膜２３を製造する。
そして、上述した実施形態と同様に、液晶表示装置を製造する。したがって、本実施形態における液晶表示装置（図示略）では、画像表示領域外に検光子５２が設けられている。

以上のように、本実施形態における露光装置５０及び液晶表示装置並びに光配向膜２３の製造方法においても、上述と同様の作用、効果を奏する。

［第３の実施形態］
次に、本発明における配向膜の製造装置及び液晶表示装置並びに配向膜の製造方法の第３の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態とマザー基板の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。ここで、図６は、露光装置を示す部分的に拡大した概略構成図である。

本実施形態における露光装置６０では、図６に示すように、マザー基板６１に検光子６２が設けられており、装置内に検光子が設けられていない。ここで、検光子６２は、画像表示領域予定部２４を構成してマトリックス状に配置された複数のサブ画素領域予定部２５の１つであるダミー部６３Ａに設けられている。また、検光子６２は、上述と同様に、下地基板６５に設けられたワイヤグリッドなどによって構成されており、所定の偏光方向を有する直線偏光を透過する。
そして、ステージ６４には、マザー基板６１を支持固定したときに露光光Ｌの光路に沿った平面視でマザー基板６１に設けられた検光子６２と重なるように検出器１４が設けられている。このダミー部６３Ａは、画像表示領域予定部２４を構成する複数のサブ画素領域予定部２５のうち画像表示領域予定部２４の端部の１つであって、マザー基板６１から液晶表示装置３０を形成した場合において上述した画像表示領域を区画する周辺遮光膜（図示略）によって遮光されるものによって構成されている。
また、シャッタ（図示略）は、マザー基板６１に設けられた検光子６２と対応する領域に開口が形成されており、光配向材料層２２のうち検光子６２が形成された領域を除いた他の領域を覆うことが可能となっている。

次に、上述した構成の露光装置６０を用いた光配向膜２３の製造方法について説明する。まず、上述した実施形態と同様に、光配向材料層２２が形成されたマザー基板６１をステージ６４により支持固定する。ここで、ステージ６４を移動させ、検光子６２を露光光Ｌの光路上に位置するように移動させる。また、上記シャッタにより光配向材料層２２のうち検光子６２の形成領域を除く他の領域を遮光する。
この状態で、上述した実施形態と同様に、偏光方向設定工程及び照射工程を行い、光配向膜２３を製造する。
そして、上述した実施形態と同様に、液晶表示装置を製造する。したがって、本実施形態における液晶表示装置（図示略）では、複数の画素領域のうち画像表示領域の端部における１つであって上記周辺遮光膜により遮光される１つに検光子６２が設けられている。

以上のように、本実施形態における露光装置６０及び液晶表示装置並びに光配向膜２３の製造方法においても、上述と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、ダミー部６３Ａをマザー基板６１から液晶表示装置を形成した場合において上記周辺遮光膜によって遮光されるサブ画素領域予定部２５によって構成されているが、図６に示すように、周辺遮光膜によって遮光されないサブ画素領域予定部２５をダミー部６３Ｂとして検光子６２を設けてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、露光装置が、ステージを検光子と共にステージと平行な面内で回転させることで光配向材料層へ照射される直線偏光の偏光方向の設定を行っているが、ステージを固定して偏光子を回転させることにより偏光方向の設定を行う構成としてもよく、ステージ及び偏光子の双方を回転する構成としてもよい。
そして、露光装置は、偏光方向設定工程において検光子と対応する領域を除く光配向材料層への直線偏光の照射を防止するシャッタを備えているが、シャッタを備えない構成としてもよい。このとき、光配向材料として、例えばアゾベンゼン誘導体を含有する樹脂材料のように可逆性を有する光配向材料を用いることが好ましい。このように可逆性を有する光配向材料を用いると、一の偏光方向を有する直線偏光が照射された後で他の偏光方向を有する直線偏光を照射することにより、光配向材料層に対して他の偏光方向に応じた配向方向を生じさせることができる。このため、偏光方向設定工程において光配向材料層に所望する偏光方向と異なる偏光方向を有する直線偏光が照射されても、偏光方向の設定後における偏光方向に応じた配向方向が光配向材料層に生じる。

そして、検光子は、露光光の光路上に位置するように移動した状態で回転可能となっているが、あらかじめステージの回転中心に位置してもよく、露光光の光路上に位置しなくてもよい。
また、検光子の配置位置は、ステージと共に偏光子に対して相対的に回転可能であれば、ステージやマザー基板に限られず、他の箇所であってもよい。
また、光源としては、超高圧水銀ランプに限らず、高圧水銀ランプやキセノンランプ、メタルハライドランプ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、ＹＡＧレーザなどの紫外線レーザを用いる手もよい。そして、光源から紫外線を照射しているが、光配向材料層に配向方向が発現すれば、紫外線に限られない。

また、光配向材料層の全面に同一の偏光方向を有する直線偏光を照射して配向方向を発現させているが、例えば複数のマスクを用いることによって１つのサブ画素領域予定部に複数の配向領域を設けてそれぞれ異なる偏光方向を有する直線偏光を照射して複数の配向方向を発現させてもよい。このとき、マスクは、所定の開口パターンを有しており、露光光の光路上において光源とシャッタとの間に配置されている。また、シャッタと偏光子との間に、マスクに照射されてマスクの開口パターンを透過したパターンをマザー基板の表面に結像する投影光学系が配置されている。ここで、露光装置は、マスクとマザー基板とを一次元方向に同期移動させながらマザー基板の各ショット領域に露光光の照射を行うステップ・アンド・スキャン方式を用いた、いわゆるスキャニングステッパとしてもよく、ミラープロジェクション方式を用いたＭＰＡ（Mirror Projection Mask Aligner）としてもよい。

本発明の第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図である。 マザー基板を示す概略斜視図である。 マザー基板を用いた液晶表示装置を示す概略断面図である。 偏光方向と検光子の透過軸との角度と光強度との関係を示すグラフである。 第２の実施形態における露光装置を示す部分構成図である。 第３の実施形態における露光装置を示す部分構成図である。

符号の説明

１，５０，６０ 露光装置（配向膜の製造装置）、２ 光源、４ シャッタ（遮光部材）、５ 偏光子保持部、５ａ 偏光子、１３，５２，６２ 検光子、１４ 検出器、２０，５１，６１ マザー基板（基板）、２２ 光配向材料層、２３光配向膜、２４ 画像表示領域予定部、２５ サブ画素領域予定部（画素領域予定部）、３０ 液晶表示装置

Claims (8)

1. 直線偏光を光配向材料層が設けられた基板に照射して光配向膜を形成する配向膜の製造装置であって、
   光源と、
   光源から照射された光を一の偏光方向を有する直線偏光に変換する偏光子を保持する偏光子保持部と、
   前記直線偏光が照射される前記基板を固定するためのステージと、
   前記直線偏光のうち検光子を透過した直線偏光を検出する検出器とを備え、
   前記ステージが、前記検光子と共に前記ステージと平行な面内で、前記偏光子に対して相対的に回転可能であることを特徴とする配向膜の製造装置。
2. 前記検光子が、前記偏光子と前記ステージとの光路上に設けられることを特徴とする請求項１に記載の配向膜の製造装置。
3. 前記ステージに対して移動可能であると共に、前記光配向材料層のうち前記検光子の非形成領域と対応する領域を遮光するための遮光部材を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の配向膜の製造装置。
4. 前記検光子が、前記ステージに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配向膜の製造装置。
5. 前記検光子が、前記基板に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配向膜の製造装置。
6. 複数の画素領域によって構成される画像表示領域が設けられた基板と、
   前記基板上に形成され、直線偏光が照射された光配向膜と、
   前記画像表示領域外に設けられた検光子とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
7. 複数の画素領域によって構成される画像表示領域が設けられた基板と、
   前記基板上に形成され、直線偏光が照射された光配向膜と、
   前記画素領域の一部に設けられている検光子とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
8. 直線偏光を光配向材料層に照射する配向膜の製造方法であって、
   前記光配向材料層に照射する直線偏光の偏光方向を設定する偏光方向設定工程と、
   偏光子を介して前記直線偏光を前記光配向材料層に照射する照射工程とを備え、
   前記偏光方向設定工程では、前記偏光子を透過した直線偏光のうち、検光子を透過する光を検出しながら、前記基板及び検光子を同方向に回転させて前記偏光方向を設定することを特徴とする配向膜の製造方法。

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