特許 5723519 配向基板、これの製造方法、及びこれを有する液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5723519

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月27日

(54)【発明の名称】配向基板、これの製造方法、及びこれを有する液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1337 20060101AFI20150507BHJP

   G02F 1/1343 20060101ALI20150507BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1337 525

   G02F1/1343

【請求項の数】12

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2009-182365(P2009-182365)

(22)【出願日】2009年8月5日

(65)【公開番号】特開2010-39492(P2010-39492A)

(43)【公開日】2010年2月18日

【審査請求日】2012年3月23日

(31)【優先権主張番号】10-2008-0076892

(32)【優先日】2008年8月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】崔 洛 初

(72)【発明者】

【氏名】安 賢 九

(72)【発明者】

【氏名】徐 奉 成

(72)【発明者】

【氏名】金 ▲ヨン▼ 究

(72)【発明者】

【氏名】丁 閔 ▲シック▼

(72)【発明者】

【氏名】鄭 泰 成

(72)【発明者】

【氏名】成 秉 勳

(72)【発明者】

【氏名】金 性 耳

【審査官】 小林 俊久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９８８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４５７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０６９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１７１７９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０８６４７４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の単位画素領域が定義され、各前記単位画素領域は行方向及び前記行方向に実質的に直交する列方向に沿って少なくとも２つずつマトリックス形態で配列された複数のサブ画素領域で区分される基板と、
前記基板上に形成され、表面から突出された高分子チェーンが各前記サブ画素領域に対応する部分毎に複数のプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）方向に傾くように配向ベクトルが形成され、前記配向ベクトルが境界に接する隣接したサブ画素領域間に互いに異なるように形成される配向膜を含み、
前記配向ベクトルの各々は、前記行方向に対応するｘ−成分、前記列方向に対応するｙ−成分、及び前記行方向及び前記列方向と直交する方向に対応するｚ−成分を有し、
前記行方向に隣接したサブ画素領域は同様の方向のx−成分及び反対方向のy−成分を有し、前記列方向に隣接したサブ画素領域は反対方向のx−成分及び同様の方向のy−成分を有することを特徴とする配向基板。
各サブ画素領域の配向膜それぞれは、１次露光及び２次露光により各配向ベクトルを有するように形成されており、
２次露光エネルギーは１次露光エネルギーより小さく、２次露光の入射角度は１次露光の入射角度と同程度か、又は小さい配向基板。

【請求項2】

前記１次露光エネルギーに対する前記２次露光エネルギーの露光比値は、０．５以上１．０未満の範囲である、請求項１に記載の配向基板。

【請求項3】

１次露光エネルギーと２次露光エネルギーとの露光比は、１．０：０．５である、請求項１に記載の配向基板。

【請求項4】

１次露光エネルギーは１００ｍＪよりは５０ｍＪに近接しており、２次露光エネルギーは５０ｍＪよりは２５ｍＪに近接している、請求項１に記載の配向基板。

【請求項5】

前記１次露光エネルギーに対する前記２次露光エネルギーの露光比値は、０．４〜０．５の範囲である、請求項１に記載の配向基板。

【請求項6】

前記高分子チェーン（ｐｏｌｙ ｃｈａｉｎｓ）は前記行方向及び前記列方向にプレチルト角を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）処理されることを特徴とする請求項１に記載の配向基板。

【請求項7】

各単位画素領域は、第１行に配列された第１サブ画素領域及び第２サブ画素領域と第２行に配列された第３及び第４サブ画素領域を具備し、前記４つのサブ画素領域で、各前記投影された配向ベクトルは、前記行方向と実質的に＋４５°、−４５°、＋１３５°及び−１３５°をなす方向のうち、互いに異なるように選択されたいずれかの１つであることを特徴とする請求項１に記載の配向基板。

【請求項8】

前記４つのサブ画素領域で前記投影された配向方向は、時計回り方向または反時計回り方向に回転するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の配向基板。

【請求項9】

前記第２及び第３サブ画素領域の前記投影された方向は、前記＋の行方向に対して＋４５°及び−１３５°方向に向かい、前記第１及び第４サブ画素領域の前記投影された方向は、前記＋の行方向に対して＋１３５°及び−４５°方向に向かうことを特徴とする請求項７に記載の配向基板。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれかに記載の配向基板の製造方法であって、
複数の単位画素領域が定義され、各前記単位画素領域は、行方向及び前記行方向に実質的に直交する列方向に沿って少なくとも２つずつマトリックス形態に配列された複数のサブ画素領域に区分された基板を提供する段階と、
前記基板上に光反応性高分子膜を形成する段階と、
前記光反応性高分子膜に偏光された光を斜めに照射して各前記サブ画素領域毎に前記光反応性高分子膜の表面から突出された高分子チェーンが複数のプレチルト角方向に傾くように配向ベクトルが形成された配向膜を形成する段階と、を含み、
前記配向ベクトル各々は、前記行方向に対応するｘ−成分、前記列方向に対応するｙ−成分、及び前記行方向及び前記列方向と直交する方向に対応するｚ−成分を有し、
前記行方向に隣接したサブ画素領域は同様の方向のx−成分及び反対方向のy−成分を有し、前記列方向に隣接したサブ画素領域は単体方向のx−成分及び同様の方向のy−成分を有することを特徴とする配向基板の製造方法。

【請求項11】

前記配向膜、各前記サブ画素領域で、前記行方向及び前記列方向にプレチルト角を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）されることを特徴とする請求項１０に記載の配向基板の製造方法。

【請求項12】

前記配向膜を形成する段階は、前記単位画素領域の一部を遮る遮蔽領域及び前記単位画素領域の他の部分を露出させる透過領域を有するマスクを採用して前記光を前記光反応性高分子膜に照射して遂行することを特徴とする請求項１０に記載の配向基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配向基板、これの製造方法、及びこれを有する液晶表示装置に関する。より詳しくは、配向膜を配向する方式によってマルチドメインを形成させる配向基板、これの製造方法、及びこれを有する液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、液晶表示装置は現在最も広く使われている平板表示装置の１つとして、画素電極と共通電極など、電場生成電極（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている２枚の表示板とその間に介在された液晶層及び前記表示板の外面に付着されている偏光子を含む。

【0003】

このような液晶表示装置の中でも、電場が印加されていない状態で液晶分子の長軸を表示板に対して垂直をなすように配列した垂直配向方式（ｖｅｒｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｍｏｄｅ）の液晶表示装置がコントラスト比が大きく、基準視野角が広くて脚光を浴びている。

【0004】

垂直配向方式の液晶表示装置で広い基準視野角を具現するために具体的な方法としては、前記電場生成電極に切開部、即ち、スリットを形成する方法と前記電場生成電極上に突起を形成する方法などがある。前記切開部及び前記突起は、前記液晶分子が傾く方法（ｔｉｌｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を決定するため、これらを適切に配置して液晶分子の傾斜方向をいくつかの方向に分散させることによって基準視野角を広めることができる。

【0005】

しかし、前記電場生成電極に形成されたスリット及び突起は、画素の透過率を低下させる要因になる。従って、前記スリット及び突起にような要素を設けること無く液晶表示装置の視野角を大きくし、透過率を向上させることのできる技術が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、本発明の技術的課題は前述の技術的要求に着眼したもので、本発明の実施形態は透過率及び視野角を向上させる配向基板を提供する。

【0007】

また、本発明の実施形態は前記配向基板の製造方法を提供する。

【0008】

また、本発明の実施形態は前記配向基板を含む液晶表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一特徴による配向基板は、基板及び配向膜を含む。前記基板には複数の単位画素領域が定義され、各前記単位画素領域はマトリックス形態で排列された複数のサブ画素領域に区分される。前記配向膜は、前記基板上に形成される。前記配向膜は、各前記サブ画素領域に対応する部分毎に複数のプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）方向を有するように処理されている。これによって、前記プレチルト角方向をベクトル的に合した配向方向が境界に接する隣接したサブ画素領域間に互いに異なるように形成されている。

【0010】

本発明の一実施形態で、前記配向膜は、表面の高分子チェーン（ｐｏｌｙ ｃｈａｉｎｓ）が各前記サブ画素領域で行方向及び列方向にプレチルト角を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）処理されて形成されてもよい。前記境界に接するサブ画素領域間に前記配向方向は実質的に互いに直交するように形成されてもよい。例えば、前記行方向に隣接するサブ画素領域は前記行方向へのプレチルト角方向は互いに同一で、前記列方向へのプレチルト角方向は互いに逆で、前記列方向に隣接するサブ画素領域は前記列方向へのプレチルト角方向は互いに同一で、前記行方向へのプレチルト角方向は互いに逆になるように形成されてもよい。

【0011】

前記単位画素領域の２行２列に互いに隣接する４つのサブ画素領域の配向方向は、時計回りまたは反時計回り方向に回転するように形成されてもよい。これとは異なって、前記互いに隣接する４つのサブ画素領域の配向方向は、プラスの行方向及びプラスの列方向の第１斜線方向に沿って１８０°差をなすように前記４つの画素領域の交差点を含む対と、マイナスの行方向及びプラスの列方向の第２斜線方向に沿って１８０°差をなすように前記交差点から発散する対から形成されてもよい。

【0012】

前記基板は、ベース層、ゲートライン、データライン、スイッチング素子、及び画素電極を含むアレイ基板であってもよい。これとは異なって、前記基板はベース層、カラーフィルタ、及び共通電極を含むカラーフィルタ基板であってもよい。

【0013】

本発明の別の特徴による配向基板の製造方法において、複数の単位画素領域が定義され、各前記単位画素領域は、マトリックス形態で配列された複数のサブ画素領域に区分された基板を提供する。前記基板上に光反応性高分子膜を形成する。前記光反応性高分子膜に偏光された光を斜めに照射して各前記サブ画素領域の前記光反応性高分子膜毎に複数のプレチルト角を光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）する。これによって、前記プレチルト角方向をベクトル的に合致した配向方向が決定された配向膜を形成する。

【0014】

本発明の一実施形態において、前記配向膜は前記サブ画素領域で行方向及び前記行方向と実質的に直交する列方向にプレチルト角を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）処理される。これによって、境界に接するサブ画素領域間に前記配向方向は実質的に互いに直交するように形成されてもよい。例えば、前記配向膜は前記行方向に隣接するサブ画素領域は、前記行方向へのプレチルト角方向は互いに同一で前記列方向へのプレチルト角方向は互いに逆で、前記列方向に隣接するサブ画素領域は、前記列方向へのプレチルト角方向は互いに同一で、前記行方向へのプレチルト角方向は互いに逆になるように形成されてもよい。

【0015】

前記配向膜を形成するために一部の前記サブ領域を遮る遮蔽領域及びその他を露出させる透過領域を有するマスクを採用してもよい。例えば、前記単位画素領域の２行２列に互いに隣接する４つのサブ画素領域のうち、第２列を前記マスクで遮蔽し、第１列のサブ画素領域の光反応性高分子膜にプラスまたはマイナスの列方向に第１プレチルト角を形成する。前記第１列を遮蔽し、前記第２列のサブ画素領域の光反応性高分子膜にマイナスまたはプラスの列方向に第２プレチルト角を形成する。第２行を遮蔽し、第１行のサブ画素領域の光反応性高分子膜にプラスまたはマイナスの行方向に第３プレチルト角を形成する。前記第１行を遮蔽し、前記第２行のサブ画素領域の光反応性高分子膜にマイナスまたはプラスの行方向に第４プレチルト角を形成する。

【0016】

前記各サブ画素領域で前記行方向及び前記列方向へのプレチルト角方向をベクトル的に合した配向方向は、いずれかの１つのプレチルト角方法から４０°〜５０°の範囲内に形成されることができる。前記第１プレチルト角及び前記第２プレチルト角は、第１露光エネルギーを有する光を採用して形成され、前記第３プレチルト角及び第４プレチルト角は、前記第１露光エネルギーの０．４〜２．０倍の第２露光エネルギーを有する光を採用し、好ましくは、０．４〜０．５倍の第２露光エネルギーを有する光を採用して形成されることができる。また、前記第１プレチルト角及び前記第２プレチルト角は、前記基板と第１角度を成す光を照射し形成され、前記第１プレチルト角及びだい２プレチルト角が形成されたその後に、前記第３プレチルト角及び第４プレチルト角は前記基板と前記第１角度より大きいかまたは同様の第２角度をなす光を照射して形成されてもよい。

【0017】

前記光反応性高分子膜は、ケイ皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）系列の光反応性高分子膜（ｐｈｏｔｏ−ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）及びポリイミド系列の高分子のブレンド（ｂｌｅｎｄ）を前記基板に塗布して形成してもよい。

【0018】

本発明の他の特徴による液晶表示装置にアレイ基板、対向基板、及び液晶層を含む。前記アレイ基板は、下部基板、画素電極、及び下部配向膜を含む。前記下部基板にはマトリックス形態に配列された複数のサブ画素領域に区分された単位画素領域が定義される。前記画素電極は前記単位画素領域に形成される。前記下部配向膜は前記画素電極の上に形成される。前記下部配向膜は、各前記サブ画素領域に対応する部分毎に複数のプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）方向を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）処理されている。前記プレチルト角方向をベクトル的に合した下部領域が境界を接する隣接するサブ画素領域間に互いに異なるように形成される。前記対向基板は、前記下部基板と対向する上部基板と前記上部基板上に形成された上部配向膜を含む。前記上部配向膜は、各前記サブ画素領域に対応する部分毎に複数のプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）方向を有するように光配向処理されている。前記上部配向膜は、上部配向ベクトルが前記下部配向ベクトルと各々１８０°の差をなすように形成されている。前記液晶層は、前記アレイ基板と前記対向基板と前記対向基板との間に介在される。

【0019】

本発明の一実施形態において、境界に接するサブ画素領域間に前記下部配向ベクトルは実質的に互いに直交し、対角線方向に隣接したサブ画素領域間に前記下部配向ベクトルは実質的に１８０°の差をなすように形成されてもよい。例えば、前記下部配向膜及び前記上部配向膜は、各前記サブ画素領域で行方向及び列方向にプレチルト角を有するように光配向（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）処理されたことであってもよい。

【0020】

互いに隣接した４つのサブ画素領域で前記下部配向ベクトルは、時計周りまたは反時計回り方向に回転するように形成されており、前記上部配向ベクトルは、逆時計周りまたは時計回り方向に回転するように形成されてもよい。これとは異なって、前記４つのサブ画素領域で前記下部配向ベクトルは第１斜線方向に沿って互いに１８０°の差をなし、前記４つのサブ画素領域の交差点に受け入れる対と、第２斜線方向に沿って１８０°の差をなすように前記交差点から発散する対に区分されることができる。

【発明の効果】

【0021】

前述の配向基板、これの製造方法、及びこれを有する液晶表示装置によると、画素電極または共通電極のような電界生成電極にスリットパターンまたは突起パターンを形成せずとも単位画素領域上の配向膜をマルチドメイン（Ｍｕｌｔｉ Ｄｏｍａｉｎ）化してもよい。従って、単位画素領域の透過率が向上され、光配向の際に発生するプレチルト角（Ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）によって液晶表示装置の応答速度が向上される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態１による液晶表示装置の斜視図である。

【図2】図１に示す液晶表示装置の単位画素を示す平面図である。

【図3】図２に示す液晶表示装置をＩ-Ｉ’線に沿って切断した断面図である。

【図4】図１〜図４に示したアレイ基板の製造方法を説明するフローチャートである。

【図5】アレイ基板に露光工程を説明する断面図である。

【図6】図５に示すマスクの斜視図である。

【図7】露光方向及び光配向方向を示す斜視図である。

【図8】光配向工程前後の下部配向膜の化学構造を示す平面図である。

【図9】下部配向膜が光配向されることを示す斜視図である。

【図10】下部配向膜を形成する光配向工程を示す斜視図である。

【図11】下部配向膜を形成する光配向工程を示す斜視図である。

【図12】下部配向膜を形成する光配向工程を示す斜視図である。

【図13】下部配向膜を形成する光配向工程を示す斜視図である。

【図14】光配向工程によって形成された下部配向膜の配向方向を示す平面図である。

【図15】光配向工程によって形成された下部配向膜と上部配向膜の配向方向を示す平面図である。

【図16】液晶表示装置の配向方向を示す平面図である。

【図17】図１６に示した液晶表示装置をＩＩ―ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。

【図18】図１６に示した液晶表示装置に対して遅延を測定する方位を示した平面図である。

【図19】行方向にプレチルト角が形成された液晶表示装置の平面図である。

【図20】図１９に示した液晶表示装置の液晶の配向方向を示す断面図である。

【図21】図１９及び図２０に示した液晶表示装置の方位によって算出されたセルギャップを示すグラフである。

【図22】サブ画素領域に１次及び２次照射される紫外線の露光エネルギーを変更させながら液晶表示装置の方位によって算出された遅延値を示すグラフである。

【図23】サブ画素領域に１次及び２次照射される紫外線の露光エネルギーを変更させながら液晶表示装置の方位によって算出された遅延値を示すグラフである。

【図24】サブ画素領域に１次及び２次照射される紫外線の露光エネルギーを変更させながら液晶表示装置の方位によって算出された遅延値を示すグラフである。

【図25】サブ画素領域に１次及び２次照射される紫外線の露光エネルギーを変更させながら液晶表示装置の方位によって算出された遅延値を示すグラフである。

【図26】１次露光エネルギーに対する２次露光エネルギーの比と最小遅延が観測される液晶表示装置の方位の関係を示すグラフである。

【図27】１３５°に近接する配向方向を有するための１次露光エネルギーに対する２次露光エネルギーの比の範囲を示すグラフである。

【図28】光配向工程によって形成されら実施形態２による下部配向膜の配向方向を示す平面図である。

【図29】光配向工程によって形成された実施形態２による上部配向膜の配向方向を示す平面図である。

【図30】図２８に示した下部配向膜及び図２９に示した上部配向膜が結合された液晶表示装置の配向方向を示す平面図である。

【図31】実施形態３によるアレイ基板の単位画素領域の平面図である。

【図32】実施形態４によるアレイ基板の単位画素領域の平面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0023】

以下、図面を参照しつつ、本発明の表示装置の望ましい実施形態をより詳しく説明する。

【0024】

本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定実施形態を図面に例示し、本明細書に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、ないしは代替物を含むことと理解されるべきである。

【0025】

各図面を説明しながら類似する参照符号を、類似する構成要素に対して使用した。添付図面において、構造物のサイズは本発明の明確性に基づくために実際より拡大して示した。

【0026】

第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するにあたって使用することができるが、各構成要素は使用される用語によって限定されるものではない。各用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用されるものであって、例えば、明細書中において、第１構成要素を第２構成要素に書き換えることも可能であり、同様に第２構成要素を第１構成要素とすることができる。単数表現は文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。

【0027】

本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、１つまたはそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。

【0028】

また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含んで、ここにおいて使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、一般的に理解されることと同一な意味を有する。一般的に使用される辞書において定義する用語と同じ用語は関連技術の文脈上に有する意味と一致する意味を有することと理解されるべきで、本明細書において明白に定義しない限り、理想的或いは形式的な意味として解釈しない。
＜実施形態１＞

【0029】

図１は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１００の斜視図である。

【0030】

図１を参照すると、本実施形態による液晶表示装置１００は、アレイ基板１０１、対向基板２０１、及び液晶層３０１を含む。

【0031】

互いに対向する前記アレイ基板１０１及び前記対向基板２０１がこれらの縁に沿って形成された密封材によって接合されており、前記アレイ基板１０１、前記対向基板２０１、及び前記密封材によって定義された空間に液晶が封入されて前記液晶層３０１をなす。

【0032】

前記アレイ基板１０１と前記対向基板２０１は、本実施形態による配向基板であり、前記アレイ基板１０１及び前記対向基板２０１は、前記液晶層３０１を有する液晶分子を初期配向させる。

【0033】

前記対向基板２０１は、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタを具備することができる。前記アレイ基板１０１は、スイッチング素子を具備することができ、スイッチング素子を利用したアクティブマトリックス駆動方式で駆動されることができる。

【0034】

図２に示すように前記アレイ基板１０１は、略長方形状を有する。前記アレイ基板１０１の横方向に並行な方向を第１方向（ｘ）と定義し、前記アレイ基板１０１の縦方向に並行な方向を第２方向（ｙ）と定義する。本明細書で、行方向は前記第１方向（ｘ）及び前記第１方向（ｘ）の逆方向である第３方向を全て称する。例えば、前記第１方向（ｘ）はプラスの行方向に対応し、前記第３方向（−Ｘ）はマイナスの行方向に対応する。列方向は、前記第２方向（ｙ）及び前記第２方向（ｙ）の逆方向である第４方向（−Ｙ）を全て称する。例えば、前記第２方向（ｙ）はプラスの列方向に対応し、前記第４方向（−Ｙ）はマイナスの列方向に対応する。

【0035】

図２は、図１に示す液晶表示装置１００の単位画素領域ＰＡ上の構成の一例を示す拡大平面図である。図３は、図２に示す前記液晶表示装置１００をＩ-Ｉ’線に沿って切断した断面図である。

【0036】

図１〜図３を参照すると、本実施形態による前記アレイ基板１０１は、下部基板、画素電極１７０、及び下部配向膜１８０を含む。前記下部基板は、下部ベース基板１１０、複数のゲートライン１１１、データライン１２１、薄膜トランジスタＴＦＴを含んでもよい。

【0037】

前記下部ベース基板１１０上にはマトリックス形態で複数の単位画素領域ＰＡが定義される。前記単位画素領域ＰＡは、前記液晶層３０１が独立的に制御される個別領域単位に定義される。前記単位画素領域ＰＡは、前記対向基板２０１の前記Ｒ、Ｇ、及びＢカラーフィルタに各々対応してもよい。

【0038】

本実施形態において、前記単位画素領域ＰＡは、マトリックス形態に配列された複数のサブ画素領域に区分されてもよい。図２において、前記単位画素領域ＰＡは、４つのサブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）に区分されている。例えば、サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）は、第１サブ画素領域（ＳＰＡ１１）、前記第１サブ画素領域（ＳＰＡ１１）の右側に隣接する第２サブ画素領域（ＳＰＡ１２）、前記第１サブ画素領域（ＳＰＡ１１）の下部に隣接する第３サブ画素領域（ＳＰＡ２１）、及び前記第２サブ画素領域（ＳＰＡ１２）の下部に隣接し、前記第３サブ画素領域（ＳＰＡ２１）の右側に隣接する第４サブ画素領域（ＳＰＡ２２）を含んでもよい。本実施形態において、前記単位画素領域ＰＡは、略長方形状を有する。これとは別に、前記単位画素領域ＰＡの形状は、Ｖ字、Ｚ字形状など、多様に変形してもよい。

【0039】

図４は、図１〜図４に示したアレイ基板１０１の製造方法を説明するフローチャートである。

【0040】

本実施形態による前記アレイ基板１０１の製造方法において、まず前述のように単位画素領域ＰＡが定義された基板を提供する（ステップＳ１０）。

【0041】

図２及び図３を参照すると、前記下部ベース基板１１０、前記ゲートライン１１１、前記データライン１２１、及び前記薄膜トランジスタＴＦＴを含む前記下部基板上に前記画素電極１７０を形成して前記基板を提供する。

【0042】

具体的に、まず、ガラス質の前記下部ベース基板１１０上にスパッタ法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法でゲート金属物質を蒸着して、ゲート金属層を形成し、前記ゲート金属層をパターニングして前記ゲートライン１１１及び前記ゲートライン１１１から突出されたゲート電極１１２を形成する。前記ゲートライン１１１は前記下部ベース基板１１０上に略前記第１方向（ｘ）に前記単位画素領域ＰＡの間に互いに並行に延長されている。

【0043】

ストレージライン（図示せず）が前記ゲートライン１１１と同一に前記ゲート金属層から形成されることができる。

【0044】

その後、図２及び図３に示すように、ゲート絶縁膜１３１及び半導体パターン１３３を形成する。前記ゲート絶縁膜１３１は、前記ゲートライン１１１上に形成される。前記ゲート絶縁膜１３１上に半導体物質を蒸着して半導体層を形成し、前記半導体層をエッチングして前記半導体パターン１３３を形成する。前記半導体パターン１３３は、ゲート絶縁膜１３１上に前記ゲート電極１１２に対応するように形成される。

【0045】

続いて、前記ゲート絶縁膜１３１上にデータ金属物質を蒸着してデータ金属層を形成し、前記データ金属層をパターニングして前記データライン１２１、ソース電極１２２、及びドレイン電極１２４を形成する。

【0046】

前記データライン１２１は前記ゲート絶縁膜１３１上に略前記第２方向（ｙ）に延長されている。前記ソース電極１２２は、前記ゲートライン１１１と前記データライン１２１の交差点付近のデータライン１２１から突出して形成され、前記ゲート電極１１２上の前記半導体パターン１３３上に延長される。

【0047】

前記ドレイン電極１２４は、前記半導体パターン１３３上で前記ソース電極１２２と対向するように配置され、前記下部基板１０２上に定義された前記画素領域ＰＡ内部へ一部が延長される。

【0048】

前記ゲート電極１１２、前記ゲート絶縁膜１３１、前記半導体パターン１３３、前記ソース電極１２２、及び前記ドレイン電極１２４は前記薄膜トランジスタＴＦＴを構成する。

【0049】

その後、前記データライン１２１が形成された前記下部ベース基板１１０を覆うパッシベーション膜１３５を形成する。前記パッシベーション膜１３５上に有機絶縁膜１４０を形成する。前記有機絶縁膜１４０及びパッシベーション膜１３５には前記ドレイン電極１２４の一部を露出させるコンタクトホールが形成されている。

【0050】

続いて、前記有機絶縁膜１４０上にＩＴＯまたはＩＺＯのような透明な伝導性物質を蒸着して透明伝導性物質層を形成し、前記透明伝導性物質層をパターニングして前記画素電極１７０を形成する。前記画素電極１７０は、前記コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極１２４に接触している。

【0051】

その後、前記画素電極１７０が形成された下部基板上に光反応性高分子膜を形成する（ステップＳ２０）。

【0052】

前記光反応性高分子膜は、ケイ皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）系列の光反応性高分子（ｐｈｏｔｏ−ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）とポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系列の高分子との混合物を前記画素電極１７０上に塗布し、これを硬化させて形成されることができる。

【0053】

例えば、前記ケイ皮酸エステル系列の光反応性高分子及びポリイミド系列の高分子を、１：９〜９：１（ｗ／ｗ）に混合して有機溶媒に溶解させ、前記有機溶媒に溶解された前記高分子を前記下部基板上にスピンコーティング塗布することができる。その後、前記下部基板上にコーティングされた高分子を硬化させて前記光反応性高分子膜１８１を形成することができる。

【0054】

図５は、アレイ基板１０１に露光工程を説明する断面図である。図６は、図５に示すマスクＭＳの斜視図である。

【0055】

その後、図５に示すように、前記光反応性高分子膜１８１に紫外線ＵＶを照射することによって、光反応性高分子膜１８１のサイドチェーン（側鎖）が、各前記サブ画素領域毎に複数のプレチルト角に傾くように光配向して前記下部配向膜１８０を形成する（ステップＳ３０）。

【0056】

例えば、図５に示す露光設備を使用して前記光反応性高分子膜１８１が形成された基板１０２の露光領域を紫外線でスキャンできる。前記露光設備は、例えば、紫外線ランプ１０、反射板（２１，２３）、偏光板３０、及びマスクＭＳを含んでもよい。

【0057】

前記紫外線ランプ１０は、光反応性高分子膜１８１を露光するための紫外線ＵＶを出射する。前記反射板（２１，２３）は前記紫外線ＵＶを反射して露光領域へガイドする。前記偏光板３０は、前記紫外線ＵＶを偏光させる。前記偏光された紫外線ＵＶは、前記光反応性高分子膜１８１上部に配置されたマスクＭＳによってフィルタリングされた後、前記光反応性高分子１８１に照射されてもよい。

【0058】

前記マスクＭＳには、図６に示すように前記単位画素領域ＰＡの一部に対応する透過領域５１が形成されている。前記透過領域５１が、一部のサブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）に対応するように、前記マスクＭＳが配置されてもよい。従って、前記偏光された紫外線ＵＶは、前記マスクＭＳの前記透過領域５１を通じて前記サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）の光反応性高分子膜１８１に照射されてもよい。

【0059】

図７は、下部配向膜１８０を基準平面に露光方向及び光配向方向を説明するための斜視図である。

【0060】

図７を参照すると、前記紫外線ＵＶのエネルギー及び入射角（Θ）は、前記光反応性高分子膜１８１の配向程度に大きな影響を及ぼす。

【0061】

図７において前記入射角（Θ）は、前記光反応性高分子膜１８１の法線方向と前記紫外線ＵＶからなる角と定義される。従って、前記光反応性高分子膜１８１と前記紫外線ＵＶがなす角度は、「９０−Θ」と表示され、これを「露光角度」と定義する。前記第１方向（ｘ）、即ちプラスの行方向を基準に前記紫外線ＵＶの前記光反応性高分子膜１８１への投影線までの角度を「方位角（Φ）」と定義する。

【0062】

図８は、光配向工程前後の下部配向膜１８０の化学構造を示す平面図である。図９は、下部配向膜１８０表面の高分子チェーン１８５が光配向されることを示す斜視図である。

【0063】

本実施形態において、前記光反応性高分子膜１８１は、図８に示したのと同様の、ポリイミドメインチェーン（PIメインチェーン）を含み、前記ポリイミドメインチェーンにはサイドチェーン、即ち、前記高分子チェーン１８５が接続されている。前記高分子チェーン１８５は、前記光反応性高分子膜１８１の表面に露出されている。前記高分子チェーン１８５は、前記サイドチェーンが方向性を有する二重結合を具備する。前記二重結合の方向性によって入射される紫外線ＵＶが特定方向へ偏光された場合のみに前記サイドチェーンが互いに光重合反応できる。

【0064】

例えば、前記サイドチェーンの方向と垂直な方向の偏光軸を有する紫外線ＵＶが入射されると、前記サイドチェーンは光重合反応する。具体的に図８に示したように隣接するチェーンが反応して、図９に示したように、前記サイドチェーンが前記紫外線ＵＶの入射方向に少々傾くようになる。即ち、前記高分子チェーン１８５は、下部ベース基板１１０に対してプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）ほど傾くようになる。

【0065】

前記高分子チェーン１８５が前記プレチルト角ほど傾くため、前記下部配向膜１８０上に液晶が置かれると、前記液晶の方向子（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が前記下部ベース基板１１０に対して前記プレチルト角ほど傾くことができる。

【0066】

前記高分子チェーン１８５が傾く角度は、光配向工程によって前記下部配向膜の法線から約数度（ｄｅｇｒｅｅ）ほど傾くことができる。

【0067】

図１０〜図１３は、下部配向膜１８０を形成する光配向工程を示す斜視図である。

【0068】

本実施形態においては、各前記サブ画素領域の前記光反応性高分子膜１８１に複数のプレチルト角方向が形成される。

【0069】

まず、図１０に示したように、第１露光工程が遂行される。前記第１露光工程において、第１マスクＭＳ１を採用して前記単位画素領域ＰＡの一部を、プラスの列方向Ｙに傾いて入射する第１光ＵＶ１に露出させる。前記第１マスクＭＳ１は、４つの隣接するサブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）に対応して配置され、第１列に配列された第１及び第３サブ画素領域はオープンさせ、第２列に配列された第２及び第４サブ画素領域は遮蔽する。従って、第１及び第３サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ２１）の高分子チェーン１８５は、前記第１光ＵＶ１に露出され、プラスの列方向に第１プレチルト角１８２を有するように光配向される。

【0070】

その後、図１１に示したように、第２露光工程が遂行される。前記第２露光工程において、第２マスクＭＳ２を採用して前記単位画素領域ＰＡの他の一部を、マイナスの列方向（−Ｙ）に傾いて入射する第２光ＵＶ２に露出させる。前記第２マスクＭＳ２は、前記第１列に配列された第１及び第３サブ画素領域は遮蔽させ、前記第２列に配列された第２及び第４画素領域は、オープンさせる。従って、第２及び第４サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ２２）の高分子チェーンは、前記第２光ＵＶ２に露出され、マイナスの列方向へ第２プレチルト角１８４を有するように光配向される。

【0071】

続いて、図１２に示したように、第３露光工程が遂行される。前記第３露光工程において、第３マスクＭＳ３を採用して、前記単位画素領域ＰＡの一部を、プラスの行方向（Ｘ）に傾いて入射する第３光に露出させる。前記第３マスクＭＳは、前記第１行に配列された第１及び第２サブ画素領域はオープンさせ、前記第２行に配列された第３及び第４サブ画素領域は遮蔽させる。従って、第１及び第２サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２）の高分子チェーンは、第３光ＵＶ３に露出され、プラスの行方向（Ｘ）へ第３プレチルト角１８６を有するように光配向される。

【0072】

最後に、図１３に示したよういに、第４露光工程が遂行される。前記第４露光工程において、第４マスクＭＳ４を採用して、前記単位画素領域ＰＡの一部を、マイナスの行方向（−Ｘ）に傾いて入射する第４光に露出させる。前記第４マスクＭＳ４は、前記第１行に配列された第１及び第２サブ画素領域は遮蔽させ、前記第２行に配列された第３及び第４サブ画素領域はオープンさせる。従って、第３及び第４サブ画素領域（ＳＰＡ２１，ＳＰＡ２２）の高分子チェーンは、第４光ＵＶ４に露出され、マイナスの行方向（−Ｘ）へ第４プレチルト角１８８を有するように光配向される。

【0073】

図１４は、光配向工程によって形成された下部配向膜１８０の配向方向を示す平面図である。

【0074】

前記第１〜第４露光工程によって、前記下部配向膜１８０が形成される。前記下部配向膜において、各サブ画素領域の光反応性高分子膜１８１の高分子チェーンは、図１４に示したように、各サブ画素領域に沿って他の方向にプレチルト角を有する。例えば、前記第１サブ画素領域ＳＰＡ１１にある高分子チェーンは、第１及び第３露光工程によってベクトル「Ａ１」によって示される方向及び角度に傾き、前記第２サブ画素領域ＳＰＡ１２にある高分子チェーンは、第２及び第３露光工程によってベクトル「Ａ２」によって示される方向及び角度に傾くことができる。また、前記第３サブ画素領域ＳＰＡ２１にある高分子チェーンは、第１及び第４露光工程によってベクトル「Ａ４」によって示される方向及び角度に傾き、前記第４サブ画素領域ＳＰＡ２２にある高分子チェーンは、第２及び第４露光工程によってベクトル「Ａ４」に示される方向及び角度に傾くことができる。

【0075】

前記液晶層３０１の液晶分子が前記下部配向膜１８０の上部に置かれると、前記液晶分子は、前記サブ画素領域毎に前記下部配向膜１８０の高分子チェーンが傾いた第１〜第４ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）の方向及び角度に配向される。

【0076】

各サブ画素領域の前記第１〜第４ベクトルを第１下部配向ベクトルＡ１、第２下部配向ベクトルＡ２、第３下部配向ベクトルＡ３、及び第４下部配向ベクトルＡ４と各々定義される。図１４においては、図１０〜図１３で説明された第１〜第４露光工程によって前記第１〜第４下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）は、Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ａ３の順に時計回り方向に回転する形態に配列される。

【0077】

前記第１〜第４ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を下部基板に投影させた際、第１〜第４下部ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）が示す方向は、境界に接するサブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰ２１，ＳＰＡ２２）どうしで直交する。例えば、第１ベクトルＡ１と第２ベクトルＡ２とは９０°を成す。また、対角線方向に隣接するサブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰ２１，ＳＰＡ２２）どうしでは１８０°の差をなす。例えば、第１ベクトルＡ１と第４ベクトルＡ４とは１８０°を成す。前記第１〜第４下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を下部基板に投影させた際、前記第１〜第４下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）は、前記第１方向（ｘ）とプラス及びマイナスの４５°とプラス及びマイナスの１３５°のうち、互いに異なるように１ずつ選択されたいずれかの１つの角度に配置されることができる。例えば、第１ベクトルＡ１は第１方向（ｘ）と４５°をなし、第２ベクトルＡ２は第１方向（ｘ）と−４５°をなし、第３ベクトルＡ３は第１方向（ｘ）と１３５°をなし、第４ベクトルＡ４は第１方向（ｘ）と−１３５°をなす。

【0078】

再び、図１及び図３を参照すると、前記対向基板２０１は、上部基板及び上部配向膜２８０を含む。前記上部基板は、前記ベース基板２１０、遮光パターン２２０、カラーフィルタパターン２３０、オーバーコーティング層２４０、及び共通電極２７０を含んでもよい。

【0079】

前記遮光パターン２２０は、前記下部基板の前記ゲートライン１１１、前記データライン１２１、及び前記薄膜トランジスタＴＦＴに対応するように上部ベース基板２１０の下面に形成されている。

【0080】

前記単位画素領域ＰＡに対応する前記上部ベース基板２１０にカラーフィルタパターン２３０が形成される。前記カラーフィルタパターン２３０は、例えば、赤色フィルタ、緑色パターン、及び青色パターンを含んでもよい。前記赤色フィルタ、前記緑色パターン、及び前記青色パターン順に前記第１方向（ｘ）に各単位画素領域ＰＡに配置されてもよい。

【0081】

前記オーバーコーティング層２４０は、カラーフィルタパターン２３０、及び遮光パターン２２０を覆い、前記共通電極２７０は前記オーバーコーティング層２４０上部に形成されている。

【0082】

図１５は、光配向工程によって形成された上部配向膜２８０の配向方向を示す平面図である。

【0083】

図３及び図１５を参照すると、上部配向膜２８０は、前記共通電極２７０上に形成される。前記上部配向膜２８０は、各前記サブ画素領域に対応する部分毎に複数のプレチルト角（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）方向を有するように光配向処理されている。各前記サブ画素領域に対応する上部配向膜２８０の上部配向ベクトルを上部ベース基板２１０に投影させた際、前記上部配向ベクトルの投影方向は、時計回り方向に回転するように形成されている。例えば、図１５の左上、右上、右下、左下のサブ画素領域の順にプレチルト角方向が時計回りになるように形成されている。

【0084】

図１６は、液晶表示装置１００の配向方向を示す平面図である。図１７は、図１６のＩＩ―ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。

【0085】

図１６を参照すると、前記対向基板２０１を前記アレイ基板１０１と結合させ、前記上部配向膜２８０の上部配向ベクトルと前記下部配向膜１８０の下部配向ベクトルを基準面に投影させた際、各サブ画素領域（ＳＰＡ１１，ＳＰＡ１２，ＳＰ２１，ＳＰＡ２２）において、前記下部配向ベクトルの投影方向と前記上部配向ベクトルの投影方向は、互いに逆方向、即ち１８０°差をなすように配置される。

【0086】

前記アレイ基板１０１と前記対向基板２０１を結合させ、これらの間に液晶を注入させて、前記液晶層３０１を形成して前記液晶表示装置１００を製造する。

【0087】

前記液晶層３０１は、前記液晶層３０１に前記画素電極１７０と前記共通電極２７０によって電場が印加されない場合、前記アレイ基板１０１及び前記対向基板２０１に垂直配向される垂直配向（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶を含んでもよい。図１７に示したように、前記下部配向膜１８０に隣接する液晶分子は前記下部配向膜１８０の前記下部配向ベクトルに沿って傾いており、前記上部配向膜２８０に隣接する液晶分子は、前記上部配向膜２８０の上部配向ベクトルに沿って傾いている。

【0088】

再び、図３を参照すると、前記アレイ基板１０１の背面には下部偏光板１９０が付着されてもよい。前記対向基板２０１の上面には上部偏光板２９０が付着されてもよい。前記下部偏光板１９０と前記上部偏光板２９０の偏光軸は互いに直交して配置されてもよい。前記液晶分子の方位が前記偏光軸と略４５°または略１３５°をなす方向に配列されることが液晶の光フィルタとして効率が最も優秀であることが知られている。

【0089】

従って、前述の光配向方法において、前記上部配向ベクトル及び下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）が前記下部偏光板１９０及び前記上部偏光板２９０の偏光軸に対して略４５°または略１３５°をなす方向に形成されることが好ましい。

【0090】

図１８は、図１６に示した液晶表示装置１００に対して遅延を測定する方位を示した平面図である。

【0091】

図１８に示したように、同一間隔の８方向の方位で、前記液晶表示装置１００に傾いた光線を投射させて透過された光線の強度を測定して各方向の遅延値を算出することができる。前記遅延値は、セルギャップに比例するため、各方向のセルギャップを算出することができる。光が液晶分子の長手軸方向と並行に入射されると、相対的に屈折率が小さく、光が前記液晶分子の短手軸方向に入射されると、相対的屈折率が大きい。即ち、前記液晶分子の長手軸方向に光が入射する際、光の遅延値が最も小さく、従ってセルギャップも最も小さく算出される。

【0092】

下記の表（１）では、前記下部配向膜１８０と前記上部配向膜２８０の光配向工程条件を示した。前述の光配向工程において、各サブ画素領域の光反応性高分子膜は２回紫外線に露出される。表（１）においては、各サブ画素領域の光反応性高分子膜が紫外線に最初に露出されることを「１次露光」と定義し、２回目に露出されることを「２次露光」と定義する。

【0093】

【表1】

【0094】

前記表（１）において、実験１の場合は、１次露光エネルギーを５０ｍＪ、２次露光エネルギーを５０ｍＪにし、前述の光配向工程で前記上部配向膜２８０及び前記下部配向膜１９０を製造し、これを有する液晶表示装置に対して観測した実験を意味する。他の実験も１次及び２次露光エネルギーの比のみが変更され、その他は同様の方式で進行された実験であることを示す。

【0095】

下記の表（２）は前記表（１）に示した各光配向工程条件に対して入射角（Θ）を４０°にして図１８に示した８方向で入射された光線に沿って算出されたセルギャップ値である。Ｄ１〜Ｄ８は、それぞれ図１８の１〜８のそれぞれの方向で算出されたセルギャップ値である。

【0096】

【表2】

【0097】

図１９は、マイナスの行方向に傾いた下部配向ベクトルを有するアレイ基板及びプラスの行方向に傾いた上部配向ベクトルを有する対向基板を具備する液晶表示装置の簡単な平面図である。図２０は、図１９に示した液晶表示装置の液晶の配向を示す断面図である。図１９及び図２０は、前記表（１）及び表（２）において実験５に該当する。

【0098】

図７及び図１４を参照すると、例えば、約５０ｍＪの露光エネルギーを有し、方位角（Φ）が１８０°の紫外線を照射して下部配向ベクトルを形成し、約５０ｍＪの露光エネルギーを有し、方位角０°の紫外線を照射して上部配向ベクトルを形成すると、下部配向膜１８０に隣接する液晶分子は、図２０に示したように、下部配向ベクトルに沿って傾いていると予測される。

【0099】

図２１は、図１９と図２０に示した液晶表示装置１００の方位に沿って算出されたセルギャップを示したグラフである。

【0100】

図２１で、横軸は方位角（Φ）で、縦軸は前記表（２）の実験５に示したセルギャップが表示されている。図２１で略方位角（Φ）１８０°で最小ギャップが観測された。従って、液晶分子は、予測通りに方位角（Φ）１８０°方向にプレチルト角を有し、傾いていることが確認できる。

【0101】

本実施形態において、各サブ画素領域において、前記行方向及び前記列方向に紫外線が照射され、前記行方向及び前記列方向に照射された紫外線によって配向ベクトルが決定される。前記配向ベクトルが前記下部偏光板１９０及び前記上部偏光板２９０の偏光軸と実質的に４５°または１３５°をなすように形成されるためには前記行方向に傾く程度と前記列方向に傾く程度が同一であることが好ましい。

【0102】

各サブ画素領域の光反応性高分子膜１８１には、図１０〜図１３で説明した第１〜第４露光工程を経て、前記行方向に傾いた第１紫外線及び前記列方向に傾いた第２紫外線、即ち２回の紫外線が照射される。

【0103】

すべての条件が同一の時、第１紫外線の照射より第２紫外線の照射が光反応性高分子膜１８１の光配向のためにさらに効率的であることがわかる。例えば、前記第１及び第２紫外線を照射して前記光反応性高分子膜１８１の高分子チェーンを光配向した際、前記高分子チェーンと前記列方向がなす角度は、前記高分子チェーンと前記行方向がなす角度より大きい。即ち、同一の露光エネルギーを有する前記第１及び第２紫外線が照射された高分子チェーンの配向ベクトルを基準水平面に投影した際、前記投影された配向ベクトルと前記行方向がなす角度は前記投影された配向ベクトルと前記列方向がなす角度より大きい。

【0104】

また、光反応性方分子膜１８１に照射される紫外線の露光エネルギー及び入射角度も光反応性高分子膜１８１の光配向に影響を及ぼす。例えば、前記光配向効果は、露光の露光エネルギーが大きければ大きいほど概ね増加し、前記入射角度が大きいほど概ね増加することがわかる。

【0105】

従って、本実施形態においては、前記配向ベクトルを行方向及び列方向と略４５°をなすような方向に形成するために、２次露光エネルギーは１次露光より小さくし、２次露光の入射角度は１次露光の入射角度と同様または小さくして露光する。

【0106】

例えば、１次露光で入射角（Θ）が４０°で、第１露光エネルギーを有する紫外線ＵＶを採用して露光し、２次露光においては入射角が２０°で、前記第１露光エネルギーより小さい第２露光エネルギーを有する紫外線ＵＶを採用して露光する。

【0107】

ここで、前記１次露光エネルギーと２次露光エネルギーの比を「露光比」と定義する。前記１次露光エネルギーに対する２次露光エネルギーの比を「露光比値」と定義する。

【0108】

図２２〜図２５は、液晶表示装置１００のセルギャップを測定するための光の入射方位によって算出された遅延値を示すグラフである。図２２〜図２５は、前記表（１）に示したそれぞれ実験１〜実験４の各光配向工程条件に対して前記表（２）に整理された結果と関連したグラフである。

【0109】

図２２〜図２５で、最小遅延値が観測された方位角（Φ）を実質的に液晶配向方向に決めることができる。図２２〜図２５を参照すると、前記露光比が、略１．０：０．５〜１．０：２．０の範囲で大体光配向効果が優秀であることがわかる。従って、大体前記露光比値が略０．５〜２．０の範囲で使用することができる。

【0110】

一方、液晶の配向方向をさらに精密に形成させるため、前記露光比がさらに狭い範囲に限定されることもある。図２２及び図２３を比較すると、前記露光比が１．０：１．０である場合より、１．０：０．５である場合の液晶の配向方向が１３５°により近接することがわかる。即ち、液晶の配向方向が実質的に１３５°になる露光比は１．０：０．５付近にあることがわかる。

【0111】

一方、図２３と図２５で、前記露光比は１．０：０．５と同一であるが、露光エネルギーの大きさは、図２５、即ち実験４の場合が、図２３、即ち実験２の場合より２倍である。前記実験２が前記実験４より液晶の配向方向が１３５°により近接することがわかる。従って、露光エネルギーの絶対的な大きさも配向方向の形成に影響を及ぼすことがわかる。液晶を１３５°方向に配向させるためには、１次露光エネルギーは、１００ｍＪよりは５０ｍＪに近接することが好ましく、２次露光エネルギーは５０ｍＪよりは２５ｍＪに近接することが望ましい。

【0112】

図２６は、露光比値と最小遅延が観測される液晶表示装置１００の方位の関係を示すグラフである。図２７は、露光比１．０：０．４及び１．０：０．５に対する方位角と遅延値の関係を示すグラフである。

【0113】

図２６を参照すると、前記露光比値が略０．５に近接すると配向方向が１３５°付近に形成されることがわかる。図２７を参照すると、前記露光比値が略０．４〜０．５の間で変化すると液晶の配向方向は、１３５°前後に変化することがわかる。従って、前記露光比値を略０．４〜０．５の範囲で光配向することが望ましい。

【0114】

本実施形態による配向基板、即ち前記アレイ基板１０１及び前記対向基板２０１と、これの製造方法とこれを有する液晶表示装置１００のよると、前記画素電極１７０及び前記共通電極にスリットを形成するかまたは突起を形成せずに配向膜に配向方向を複数に形成してマルチドメインを具現することができる。従って、透過率が向上された液晶表示装置１００を提供することができる。また、液晶分子がプレチルト角を有するように配列されるために垂直配向モードの液晶の応答速度が向上される。その結果、前記液晶表示装置１００の表示品質が向上される。
＜実施形態２＞

【0115】

図２８は、光配向工程によって形成される実施形態２による下部配向膜の配向方向を示す平面図である。図２９は、光配向工程によって形成された実施形態２による上部配向膜の配向方向を示す平面図である。図３０は、図２８に示した下部配向膜及び図２９に示した上部配向膜が結合された液晶表示装置５００の配向方向を示す平面図である。

【0116】

図３０を参照すると、本実施形態の液晶表示装置５００は、下部配向ベクトル及び上部配向ベクトルを除いては、実施形態１で説明された液晶表示装置１００と実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。

【0117】

図２８及び図２９を参照すると、本実施形態の配向基板、即ちアレイ基板５０１及び対向基板６０１は、各サブ画素領域で配向方向が図２８及び図２９に示したように変更されることを除いては、実施形態１で説明された配向基板と各々実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。

【0118】

本実施形態において、各前記サブ画素領域で前記下部配向ベクトルと前記上部配向ベクトルを同一の水平面に投影させた際、投影された前記下部配向ベクトルと投影された前記上部配向ベクトルは、互いに１８０°差になるように配置されている。左上の前記第１サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、前記第１方向（Ｘ）と１３５°をなす方向に形成され、右下の前記第４サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、前記第１方向（Ｘ）と−４５°をなす方向に形成される。即ち、前記第１サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルと前記第４サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、互いに逆方向に向かう。右上の前記第２サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、前記第１方向（Ｘ）と−１３５°をなす方向に形成され、左下の前記第３サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、前記第１方向（Ｘ）と４５°をなす方向に形成される。即ち、前記第２サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルと前記第３サブ画素領域の投影された下部配向ベクトルは、互いに逆方向に向かう。

【0119】

本実施形態による配向基板の製造方法は、図１０〜図１３で説明された第１〜第４露光のうち、第３露光の方向を図１２に示した方向と１８０°差をなすようにし、第４露光の方向を図１３に示した方向と１８０°差をなすようにすることを除いては実施形態１で説明した配向基板の製造方法、即ち、前記アレイ基板１０１及び前記対向基板２０１の製造方法と実質的に同一である。

【0120】

本実施形態において、図１２に示したように、第３マスクＭＳを使用して前記単位画素領域ＰＡを第３露光する。前記第３マスクＭＳは、第１行に配列された第１及び第２サブ画素領域をオープンさせ、第２行に配列された第３及び第４サブ画素領域を遮蔽させる。実施形態１と異なって、第１及び第２サブ画素領域の光反応性高分子膜は、第３光によってマイナスの行方向にプレチルト角を有するように光配向される。

【0121】

また、図１３に示したように、第４マスクＭＳを採用して前記単位画素領域ＰＡを第４露光する。前記第４マスクＭＳは、第１行に配列された第１及び第２サブ画素領域を遮蔽させ、前記第２行に配列された第３及び第４サブ画素領域はオープンさせる。実施形態１と異なって、第３及び第４サブ画素領域の光反応性高分子膜は、第４光によってプラスの行方向にプレチルト角を有するように光配向される。

【0122】

その結果、図２８に示したように、下部配向ベクトルが形成されたアレイ基板及び図２９に示した上部配向ベクトルを有する対向基板を製造することができる。前記対向基板を前記アレイ基板と結合させ、液晶を注入して液晶表示装置を製造する。
＜実施形態３＞

【0123】

図３１は、実施形態３によるアレイ基板８０１の単位画素領域ＰＡの平面図である。
図３１を参照すると、本実施形態のアレイ基板８０１は、単位画素領域ＰＡにハイピクセル８７３及びローピクセル８７１が分離されて形成することと、前記ハイピクセル８７３及び前記ローピクセル８７１に対応する領域が各々４つのサブ画素領域に区分されることを除いては、実施形態１で説明されたアレイ基板１０１と実質的に同一である。従って、対応する要素に対応する参照番号を使用し、重複される説明は省略する。

【0124】

本実施形態において前記ローピクセル８７１は、第１薄膜トランジスタＴＦＴ１と接続され、前記ハイピクセル８７３は、第２薄膜トランジスタＴＦＴ２と接続される。前記第１薄膜トランジスタＴＦＴ１及び第２薄膜トランジスタＴＦＴ２は、同一のゲートライン８１１に接続され、各々互いに異なるデータライン８２１に接続されている。

【0125】

前記ハイピクセル８７３は、前記単位画素領域ＰＡの真ん中に配置されており、２つの前記ローピクセル８７１は前記列方向に前記ハイピクセル８７３の両側に各々配置され、電気的に互いに接続される。従って、各前記ローピクセル８７１は、前記行方向へ隣接する２つのサブ画素領域に区分されている。

【0126】

本実施形態において、下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）は、前記ハイピクセル８７３から時計回り方向に配列（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）されている。また、前記ローピクセル８７１で前記下部配向ベクトルは、時計回り方向に配列（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）されている。

【0127】

本実施形態の対向基板は、各前記サブ画素領域で前記下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）に１８０°差をなすように上部配向膜が光配向して形成されたことを除いては、実施形態１で説明された対向基板２０１と実質的に同一である。

【0128】

本実施形態の液晶表示装置５００は、図３１で説明したアレイ基板８０１及び対向基板を含むことを除いては、実施形態１で説明された液晶表示装置１００と実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。

【0129】

本実施形態の配向基板の製造方法は、画素電極がローピクセル８７１及びハイピクセル８７３に形成され、下部配向膜及び上部配向膜が前述のように光配向されることを除いては、実施形態１で説明された配向基板の製造方法と実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。
＜実施形態４＞

【0130】

図３２は、実施形態４によるアレイ基板１００１の単位画素領域ＰＡの平面図である。

【0131】

図３２を参照すると、本実施形態のアレイ基板１００１は、単位画素領域ＰＡにハイピクセル１０７３及びローピクセル１０７１が分離されて形成されることと、前記ハイピクセル１０７３及び前記ローピクセル１０７１に対応する領域が各々４つのサブ画素領域に区分されることを除いては、実施形態１で説明されたアレイ基板１０１と実質的に同一である。従って、対応する要素に対応する参照番号を使用し、重複される説明は省略する。

【0132】

本実施形態において、下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）は、前記ハイピクセル１０７３及び ローピクセル１０７１に対応する下部配向膜で、全て、実施形態２と実質的に同一に配列される。

【0133】

本実施形態の対向基板は、前記下部配向ベクトル（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）が形成されることに対応して各々１８０°差をなすように上部配向ベクトルが形成されることを除いては、実施形態１で説明された対向基板２０１と実質的に同一である。

【0134】

本実施形態の液晶表示装置は、図３２で説明したアレイ基板１００１及び対向基板を含むことを除いては、実施形態１で説明された液晶表示装置１００と実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。

【0135】

本実施形態の配向基板の製造方法は、画素電極がローピクセル１０７１及びハイピクセル１０７３で形成され、下部配向膜及び上部配向膜が前述のように光配向されたことを除いては、実施形態１で説明された配向基板の製造方法と実質的に同一である。従って、重複される説明は省略する。

【0136】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0137】

本発明の実施形態による配向基板、これの製造方法、及び有する液晶表示装置によると、透過率及び応答速度が向上されて表示品質が向上される。

【符号の説明】

【0138】

１００液晶表示装置
１０１アレイ基板
１１０ 下部ベース基板
１７０画素電極
１８０下部配向膜
２０１対向基板
２１０ 上部ベース基板
２７０共通電極
２８０上部配向膜
３０１液晶層
ＰＡ 単位画素領域
ＳＰＡサブ画素領域
１０ 紫外線ランプ
３０ 偏光板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】