[发明专利]液晶显示装置的制造方法和用于配向处理的曝光装置

说明书

发明领域

本发明涉及液晶显示装置的制造方法和用于配向处理的曝光装 置。更具体地，本发明涉及一种矩阵型液晶显示装置的制造方法，该 方法可以通过在一个像素区域中形成多个象限(domain)来提供很高 的显示质量。本发明还涉及一种用于配向处理的曝光装置。

背景技术

TN(扭曲向列)模式的液晶显示装置具有显示装置所需的平衡良 好的特性。例如，该装置的驱动电压低，响应速度较快，并且由于该 装置提供原理上的单色显示，所以适合用于彩色显示。因此，这种TN 模式的液晶显示装置已经广泛用于矩阵型液晶显示装置，诸如，主动 矩阵型液晶显示装置和单纯矩阵型液晶显示装置。然而，这种TN模式 的装置也有缺点，例如，视角狭窄，对比度低。

近年来已经开发了具有高对比度的VA(垂直配向)模式的液晶显 示装置。在VA模式中，当基板之间没有施加电压时，液晶分子的配向 基本垂直于基板，另一方面，当基板之间施加有充分大于阈值电压的 电压时，液晶分子的配向基本平行于基板。已经开发出在一个像素区 域中对液晶分子的配向方向进行分割的象限分割技术。这些技术使得 一个像素区域能够具有多个其中液晶分子的配向方向不同的区域(下 文中也称为“象限”)。因此，液晶显示装置可以提供更宽的视角。

此外，实际上已经使用了其中设置有象限分割的如下VA模式的液 晶显示装置。在MVA(多象限垂直配向)模式的液晶显示装置中，作 为配向控制结构，一个基板设置有电极狭缝，另一基板设置有突出结 构，以进行象限分割；在PVA(图案化垂直配向)模式的液晶显示装 置中，作为配向控制结构，两个基板均设置有电极狭缝，以进行象限 分割。这些方式可以提供对比度高(其为VA模式的优点)并且视角宽 (其为象限分割的优点)的液晶显示装置。

然而，MVA和PVA模式的液晶显示装置在响应速度慢方面尚具有 改进空间。即，即使施加高的电压将黑态(black state)变成白态(white state)，也只有靠近电极狭缝和突出结构的液晶分子首先开始响应，而 远离配向控制结构的液晶分子则响应得晚。

为了改进该响应速度，有效的是对基板的液晶层一侧的表面上形 成的配向膜提供配向处理，从而为液晶分子预先提供预倾斜的角度。 另外，在VA模式中，预先使液晶分子稍稍朝着垂直配向膜倾斜，从而 当向液晶层施加电压时，液晶分子可以容易倾斜。结果，响应速度可 以更快。作为向液晶分子提供预倾斜角度的配向处理方法，可以提到 的有，例如，摩擦法、SiO_x倾斜沉积法和光配向(photo-alignment)法。

在MVA模式和PVA模式中，进行象限分割以加宽视角。但是， 如果进行象限分割，配向膜的配向处理工序数增加，在这方面尚有改 进空间。在光配向法中，例如，已经提出了透过光掩膜进行一次以上 曝光的象限分割方法。就制造工序的简化而言，优选地，配向处理进 行的次数很少。但一个像素区域优选具有两个或更多个象限，最优选 具有四个或更多个象限，以保证具有宽的视角。因此，需要有以少的 配向处理次数保证许多个象限的方法。

作为设置有象限分割的VA模式，已经提出了使用垂直配向膜的 VA模式，其中，在任何象限中，彼此基板上的配向方向是反平行的， 如图8(a)和8(b)中所示(在下文中也称作VAECB(垂直配向电 控制双折射)模式)。在VAECB模式中，如8(a)中所示，第一基板 侧上形成的第一偏光片35的吸收轴的方向和第二基板侧上形成的第二 偏光片36的吸收轴的方向与第一配向膜31的配向方向31a和第二配 向膜32的配向方向32b不在一条直线上并成45度角。在VAECB模式 中，在将一个像素区域分割成四个象限的在视角方面特别优异的方式 (下文中也称作4VAECB模式)中，批量生产的生产量降低，因为配 向处理在四个方向上进行，即，当显示平面上的水平方向被定义成0 度时(方位角)，45、135、225和315度，如图8(b)中所示。例如， 日本专利公开第2001-281669号公开了一种通过光配向法进行配向处 理从而提供VAECB模式的技术。但在该情形中，配向膜的曝光共计进 行8次。