(57)【要約】【課題】  耐光性及び耐熱性に優れた無機配向膜を、高効率、高歩留まりに簡便な工程で形成する方法を提供する。【解決手段】  本発明の配向膜の形成方法は、基板Ｐ（基体）上に配置した配向膜形成用液体材料６５を乾燥固化して配向膜を形成する方法であって、配向膜形成用液体材料６５を、液体吐出手段たる吐出ヘッド６０から前記基板Ｐの表面に対し斜め方向に吐出して配置する材料配置工程（ａ）と、前記基板Ｐ上の配向膜形成用液体材料６５を乾燥させ、部分的に厚さの異なる乾燥膜６２を形成する乾燥工程と、を有すしている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、
配向膜形成用液体材料を、液体吐出手段から前記基体表面に対し斜め方向に吐出して配置する材料配置工程と、
前記基体上の配向膜形成用液体材料を乾燥させ、部分的に厚さの異なる乾燥膜を形成する乾燥工程と、
を有することを特徴とする配向膜の形成方法。
【請求項２】
前記配向膜形成用液体材料を前記液体吐出手段から吐出するに際して、
略水平に支持した前記基体に対して、前記液体吐出手段から重力方向と交差する方向に前記配向膜形成用液体材料を吐出配置することを特徴とする請求項１に記載の配向膜の形成方法。
【請求項３】
前記配向膜形成用液体材料を前記液体吐出手段から吐出するに際して、
前記基体を水平方向に対し傾けた状態で、前記配向膜形成用液体材料の吐出配置を行うことを特徴とする請求項１に記載の配向膜の形成方法。
【請求項４】
基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、
配向膜形成用液体材料を液体吐出手段から吐出して前記基体上に配置する材料配置工程と、
前記基体を水平方向から傾けて支持することで当該基体上の配向膜形成用液体材料を傾斜させ、当該傾斜状態の前記配向膜形成用液体材料を乾燥固化することで、部分的に厚さの異なる乾燥膜を形成する乾燥工程と、
を有することを特徴とする配向膜の形成方法。
【請求項５】
基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、
配向膜形成用液体材料を液体吐出手段から吐出して前記基体上に配置する材料配置工程と、
前記基体上の配向膜形成用液体材料を乾燥させて乾燥膜とする乾燥工程と、
前記乾燥膜上にさらに前記配向膜形成用液体材料を吐出配置し、その後当該乾燥膜上の前記配向膜形成用液体材料を乾燥させることで、部分的に異なる厚さを有する積層構造の乾燥膜を形成する積層工程と
を有することを特徴とする配向膜の形成方法。
【請求項６】
前記積層工程を複数回繰り返し行うことを特徴とする請求項５に記載の配向膜の形成方法。
【請求項７】
前記材料配置工程において前記配向膜形成用液体材料を前記基体上に間欠的に配置し、前記乾燥工程で、前記配向膜形成用液体材料を乾燥させて乾燥膜を形成した後に、
隣接する前記乾燥膜の間の前記基体上の領域に前記配向膜形成材料を吐出配置する第２の材料配置工程を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項８】
前記乾燥工程と前記第２の材料配置工程とを、交互に複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項７に記載の配向膜の形成方法。
【請求項９】
前記基体上に、複数の凸状部を平面的に配列してなる表面形状の前記乾燥膜を形成することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１０】
前記複数の凸状部を、平面視略ハニカム状に配列して形成することを特徴とする請求項９に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１１】
前記複数の凸状部を、平面視で偏心した位置に頂点部を有する形状とするとともに、前記複数の凸状部における前記頂点部の偏心方向が前記基体の面方向で略同一方向となるように前記凸状部を配列形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１２】
前記基体上に有機材料又は無機材料からなる第１配向膜を形成する工程を有し、前記第１配向膜上に、前記配向膜形成用材料を用いてなる第２配向膜を形成することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１３】
前記基体上に配向膜形成用液体材料を用いてなる第１配向膜を形成した後に、
前記第１配向膜を覆う第２配向膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１４】
前記基体上に前記乾燥膜を形成した後、焼成処理により前記乾燥膜を配向膜に変換する工程を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１５】
前記配向膜形成用液体材料として、分子中のシリコン原子に直接結合してなる有機基を有するシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とを含む液体材料を用いることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１６】
前記配向膜形成用液体材料として、液晶分子に対する親和性を付与する親和性付与基と、液晶分子に対する配向規制力を付与する配向性付与基とを分子中に有する有機シリコン化合物を含む液体材料を用いることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法。
【請求項１７】
液晶層を挟持して対向する一対の基板と、該一対の基板の内面側にそれぞれ設けられた配向膜とを具備した液晶装置の製造方法であって、
請求項１から１６のいずれか１項に記載の配向膜の形成方法を用いて、少なくとも一方の前記基板上に前記配向膜を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の製造方法により得られたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の液晶装置を備えたことを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向膜の形成方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、及びデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタのライトバルブや電子機器の表示部に液晶装置が用いられている。液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持した構成を備えており、前記液晶と当接する前記基板の内面には、液晶の初期配向状態を制御するための配向膜が形成されている。前記配向膜としては、ポリイミド等の有機配向膜が一般的であるが、耐熱性、耐光性の点で十分なものとはいえなかった。そこで、光や熱の影響を受けにくい配向膜として、酸化シリコン等の無機材料からなる無機配向膜を用いることが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−３３９８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の技術では、ゾルゲル法を用いて形成した酸化シリコン膜にラビング処理を施して無機配向膜を形成しているが、ゾルゲル法により酸化シリコン膜を形成する工程での材料利用効率が低く、また基板上の不要な位置にまで酸化シリコン膜が形成されてしまうため、無機配向膜を部分的に除去する処理や表面改質処理が必要になり、製造コストの増加や工程の複雑化が問題となる。また、ラビング処理を行うと、無機配向膜の表面に付着したラビングクロス片等により歩留まりが低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、耐光性及び耐熱性に優れた無機配向膜を、高効率、高歩留まりに簡便な工程で形成する方法を提供することを目的としている。また本発明は、耐光性及び耐熱性に優れた液晶装置、及び当該液晶装置を具備したデバイスを、簡便な工程で製造する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、配向膜形成用液体材料を、液体吐出手段から前記基体表面に対し斜め方向に吐出して配置する材料配置工程と、前記基体上の配向膜形成用液体材料を乾燥させ、部分的に厚さの異なる乾燥膜を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする配向膜の形成方法を提供する。
上記配向膜の形成方法によれば、液体吐出手段の液体吐出方向を、基板法線方向からずらした斜め方向として液体吐出動作を行うので、極めて容易に基体上に液体材料を傾斜形状にて配置することが可能である。そして、かかる傾斜形状の液体材料を乾燥させることで部分的に厚さの異なる乾燥膜を形成するので、表面形状によって液晶の配向制御を行う配向膜を、正確な形状に制御しつつ簡便な工程で効率よく形成することができる。また、液体吐出手段からの液体材料の吐出方向によって基体上の液体材料の形状を容易に制御できるため、ラビング処理を行わなくても所定方向の配向規制力を具備した配向膜を形成することが可能である。
【０００６】
本発明の配向膜の形成方法では、前記配向膜形成用液体材料を前記液体吐出手段から吐出するに際して、略水平に支持した前記基体に対して、前記液体吐出手段から重力方向と交差する方向に前記配向膜形成用液体材料を吐出配置することもできる。
この形成方法によれば、液体吐出手段の液体吐出方向を変更するのみで、基体上に配された後の液体材料の形状制御を行うことができる。基体は水平位置に保持するので、基体搬送系や処理装置における基体支持部の変更が不要であり、装置への負荷が小さいという利点がある。
【０００７】
あるいは、前記配向膜形成用液体材料を前記液体吐出手段から吐出するに際して、前記基体を水平方向に対し傾けた状態で、前記配向膜形成用液体材料の吐出配置を行うこともできる。
上記液体吐出手段の吐出方向を斜めにする方法では、基体を水平位置に保持するため、液体材料の形状保持性が良好なものでない場合に、液体材料の表面張力によって基体上に配置した液体材料の形状が変化してしまうおそれがある。そこで本形成方法を用いれば、基体上に配置した液体材料の自重を利用して液体材料の形状を保持することができるので、液体材料が低粘度のものである場合等に有効な形成方法である。
【０００８】
次に、本発明の配向膜の形成方法は、基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、配向膜形成用液体材料を液体吐出手段から吐出して前記基体上に配置する材料配置工程と、前記基体を水平方向から傾けて支持することで当該基体上の配向膜形成用液体材料を傾斜させ、当該傾斜状態の前記配向膜形成用液体材料を乾燥固化することで、部分的に厚さの異なる乾燥膜を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
この形成方法は、基体上に配置した液体材料の形状制御を、液体材料の吐出配置後に基体の傾斜角度によって行うものである。この形成方法によれば、基体の傾斜角度によって基体上での液体材料の形状を容易に調製でき、またその形状が基体の面内で均一なものとなるので、液晶を均一に配向させることができる配向膜を形成することができる。また本形成方法を用いた場合にも、一定方向に液晶を配向させ得る表面形状を備えた配向膜を形成できるので、ラビング処理は不要である。
【０００９】
次に、本発明の配向膜の形成方法は、基体上に配置した配向膜形成用液体材料を乾燥固化して無機材料を主体としてなる配向膜を形成する方法であって、配向膜形成用液体材料を液体吐出手段から吐出して前記基体上に配置する材料配置工程と、前記基体上の配向膜形成用液体材料を乾燥させて乾燥膜とする乾燥工程と、前記乾燥膜上にさらに前記配向膜形成用液体材料を吐出配置し、その後当該乾燥膜上の前記配向膜形成用液体材料を乾燥させることで、部分的に異なる厚さを有する積層構造の乾燥膜を形成する積層工程とを有することを特徴とする。
この形成方法では、基体上に液体材料を配置して第１の乾燥膜を形成した後、この第１の乾燥膜上に液体材料を配置して乾燥させ、第２の乾燥膜を積層する。すなわち、積層構造の乾燥膜（積層膜）の形成に際して、各層の乾燥膜の高さや大きさを調整することで、積層膜全体の形状を制御し、得られる配向膜の形状を制御するようになっている。この形成方法によっても、簡便な工程で所望の表面形状を備えた配向膜を形成でき、またラビング処理を行うことなく液晶を所定方向に配向させることができる配向膜を形成することができる。
【００１０】
本発明の配向膜の形成方法では、前記積層工程を複数回繰り返し行うこともできる。このような形成方法とすれば、積層構造の乾燥膜の形状制御をより正確に緻密に行うことが可能になり、所望の配向性を有する配向膜の形成が容易になる。
【００１１】
本発明の配向膜の形成方法は、前記材料配置工程において前記配向膜形成用液体材料を前記基体上に間欠的に配置し、前記乾燥工程で、前記配向膜形成用液体材料を乾燥させて乾燥膜を形成した後に、隣接する前記乾燥膜の間の前記基体上の領域に前記配向膜形成材料を吐出配置する第２の材料配置工程を有する形成方法とすることもできる。
液体材料を基体上に配置して当該基体上の所定領域に選択的に機能膜を形成するプロセスにおいては、基体上に配した液体材料同士の接触により、意図しない領域に液体材料が濡れ広がったり、集まったりすることがある。本発明に係る形成方法においても、基体上に吐出配置した液体材料同士が接触すると、形成する乾燥膜の平面形状の制御が不十分なものとなることが考えられ、この場合には所望の表面形状に制御された乾燥膜、配向膜を形成するのが困難になる。そこで本形成方法では、基体上の一定の平面領域に一様な配向膜を形成するに際して、液体材料を間欠的に配置して基体上での液体材料同士の接触を防止し、当該液体材料を乾燥させて乾燥膜とした後、改めて基体上に液体材料を配置するようにしている。これにより、基体上における液体材料の形状制御、及び乾燥膜の形状制御を良好なものとなる。
【００１２】
本発明の配向膜の形成方法では、前記乾燥工程と前記第２の材料配置工程とを、交互に複数回繰り返して行うこともできる。すなわち、液体材料を基体上に間欠的に配置する工程と基体上の液体材料を乾燥させる工程とを順次繰り返して行うことで、基体上にほぼ隙間無く乾燥膜を形成することができ、基体上の所定領域を覆い、均一な表面形状を具備した乾燥膜を形成することができる。これにより、面方向で均一な配向特性を具備した配向膜を基体上に形成することができる。
【００１３】
本発明の配向膜の形成方法では、前記基体上に、複数の凸状部を平面的に配列してなる表面形状の前記乾燥膜を形成することが好ましい。あるいは、本発明の配向膜の形成方法では、前記基体上に、複数の凸条を幅方向に配列してなる表面形状の前記乾燥膜を形成することもできる。
上記表面形状の配向膜を形成するならば、液晶の配向制御性に優れた配向膜を基体上に形成することができる。
【００１４】
本発明の配向膜の形成方法では、前記複数の凸状部を、平面視略ハニカム状に配列して形成することもできる。すなわち前記凸状部の配置は、平面視千鳥状であってもよい。この形成方法によれば、前記凸状部が緻密に配列された乾燥膜を形成でき、良好な配向性を具備した配向膜を形成することができる。
【００１５】
本発明の配向膜の形成方法では、前記基体上に有機材料又は無機材料からなる第１配向膜を形成する工程を有し、前記第１配向膜上に、前記配向膜形成用材料を用いてなる第２配向膜を形成することもできる。
この形成方法によれば、基体上に形成した第１配向膜上に前記無機材料を主体としてなる第２配向膜を形成するので、第２配向膜の表面形状による配向規制力に加えて、第１配向膜の配向規制力も液晶に作用させる配向膜を形成することができる。また、上層側の第２配向膜については第１配向膜を覆うように形成する必要はなく、第１配向膜上で島状に形成されていればよいので、基体上の液体材料の形状制御によって配向膜の形状制御を行う本発明の形成方法に好適である。
【００１６】
本発明の配向膜の形成方法では、前記基体上に配向膜形成用液体材料を用いてなる第１配向膜を形成した後に、前記第１配向膜を覆う第２配向膜を形成する工程を有する方法も採用することもできる。この形成方法によれば、第１配向膜上に第２配向膜を形成するので、表面形状によって液晶の配向制御を行う第１配向膜の配向規制力を保持しつつ、第２配向膜の配向規制力でさらに良好に液晶を配向させ得る配向膜となる。
【００１７】
本発明の配向膜の形成方法では、前記基体上に前記乾燥膜を形成した後、焼成処理により前記乾燥膜を配向膜に変換する工程を有していてもよい。液体材料の種類によっては、加熱処理や光照射処理によって乾燥させるのみで配向膜として機能する乾燥膜を得られるので、この場合には上記乾燥膜を配向膜に変換する工程は不要である。
【００１８】
本発明の配向膜の形成方法では、前記配向膜形成用液体材料として、分子中のシリコン原子に直接結合してなる有機基を有するシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とを含む液体材料を用いることが好ましい。この形成方法によれば、耐光性に優れ、また液晶の配向状態を規制する機能に優れた配向膜を簡便な工程で形成することができる。
【００１９】
本発明の配向膜の形成方法では、前記有機基は、芳香環を含む官能基であることが好ましい。これにより、得られる配向膜と液晶との親和性を高めることができ、液晶の配向制御をさらに良好なものとした配向膜を形成することができる。
【００２０】
本発明の配向膜の形成方法では、前記シラン化合物は、前記有機基以外に、アルコキシル基及び／又はハロゲン基を有するものであることが好ましい。これにより、シラン化合物の加水分解処理を容易に行えるようになり、液体材料の調製を容易なものとすることができる。
【００２１】
本発明の配向膜の形成方法では、前記テトラアルコキシシランは、テトラエトキシシランであることが好ましい。これにより、加水分解処理が容易になり、また最終的に得られる配向膜をより緻密で安定したものとすることができる。
【００２２】
本発明の配向膜の形成方法では、前記配向膜形成用液体材料として、液晶分子に対する親和性を付与する親和性付与基と、液晶分子に対する配向規制力を付与する配向性付与基とを分子中に有する有機シリコン化合物を含む液体材料を用いることもできる。
この形成方法によっても、耐光性に優れ、また液晶を配向制御する機能に優れた配向膜を形成することができる。
【００２３】
本発明の配向膜の形成方法では、前記有機シリコン化合物は、アルコキシシランを縮重合させてなるポリシロキサン材料であることが好ましい。すなわち、特定の官能基を有するアルコキシシランを縮重合させて、所望の官能基を有する液体材料を容易に得られるので、例えば配向膜における親和性付与基及び配向性付与基の導入の度合いを極めて容易に制御できるようになり、液晶の特性に合わせた配向規制力を具備した配向膜を容易に得られるようになる。したがって本発明の配向膜の形成方法では、前記ポリシロキサン材料を調製するに際して、親和性付与基を有するアルコキシシランと、配向性付与基を有するアルコキシシランとを用いることが好ましい。
【００２４】
本発明の配向膜の形成方法では、前記親和性付与基は、ビニル基、アルキレン基、シアノアルキル基から選ばれる１種以上を含んでいることが好ましい。また前記配向性付与基は、フェニル基、置換フェニル基、フェニルアルキル基、置換フェニルアルキル基、炭素数が３〜１２の分岐アルキル基から選ばれる１種以上を含んでいることが好ましい。
【００２５】
本発明の液晶装置の製造方法は、液晶層を挟持して対向する一対の基板と、該一対の基板の内面側にそれぞれ設けられた配向膜とを具備した液晶装置の製造方法であって、先に記載の本発明の配向膜の形成方法を用いて、少なくとも一方の前記基板上に前記配向膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、高画質、高信頼性の液晶装置を簡便な工程で効率よく製造することができる。また配向膜についてラビング処理が不要であるため、ラビング処理時の不純物付着等による歩留まり低下を防止することができる。
【００２６】
本発明の液晶装置は、上記本発明の製造方法により得られたことを特徴とする。この構成によれば、高画質、高信頼性の液晶装置を提供することができる。
【００２７】
本発明のデバイスは、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、高画質、高信頼性の光変調手段を具備したデバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（液晶装置の概略構成）
図１は、本実施形態の配向膜の形成方法を適用して製造することができる液晶装置を示す図である。図１（ａ）は、同液晶装置の平面構成図、（ｂ）は（ａ）図のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図である。
【００３０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）１０と、対向基板２０とが平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされ、このシール材５２に囲まれた領域内に液晶層５０を封入してなる構成を備えている。シール材５２内周側に沿って平面視矩形枠状の周辺見切り５３が形成され、この周辺見切りの内側の領域が画像表示領域１０ａとなっている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の１辺（図示下辺）に沿って形成されており、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０４，１０４が形成されて周辺回路を構成している。
【００３１】
ＴＦＴアレイ基板１０の残る１辺（図示上辺）には、画像表示領域１０ａの両側の走査線駆動回路１０４，１０４間を接続する複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の各角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間の電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。本実施形態の液晶装置は、透過型の液晶装置として構成され、ＴＦＴアレイ基板１０側に配置された光源（図示略）からの光を変調し、対向基板２０側から表示光として射出するようになっている。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の内面側（液晶層側）に、複数の画素電極９が配列形成されており、これら画素電極９を覆うように配向膜１６が形成されている。対向基板２０の内面側には、周辺見切り５３及び遮光膜２３が形成され、その上に平面ベタ状の対向電極２１が形成されている。そして、対向電極２１を覆うように配向膜２２が形成されている。
上記ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の内面側にそれぞれ設けられた配向膜１６，２２は、無機配向膜であり、本実施形態の形成方法を適用することで高効率、高歩留まりに簡便な工程で形成することができるものとなっている。
【００３３】
なお、データ線駆動回路１０１あるいは走査線駆動回路１０４，１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＣＯＦ（Chip OnFilm）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、液晶装置においては、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、垂直配向モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００３４】
（配向膜の形成方法）
以下、本発明に係る配向膜の形成方法の複数の形態について、図２から図９を参照して詳細に説明する。
図２（ａ）は、本発明に係る配向膜の形成方法に好適に用いることができる液滴吐出装置の斜視構成図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す液滴吐出装置に備えられた吐出ヘッドの概略構成図である。図３は、本発明に係る配向膜の形成方法の第１実施形態を示す断面工程図である。図４は、本発明に係る配向膜の形成方法の第２実施形態を示す断面工程図である。図５は、本発明に係る配向膜の形成方法の第３実施形態を示す工程図である。図６及び図７は、本発明に係る配向膜の形成方法の第４実施形態を示す工程図である。図８は、本発明に係る配向膜の形成方法の第５実施形態を説明するための工程図である。図９は、本発明に係る配向膜の形成方法の第６実施形態を説明するための基板の断面構成図である。
【００３５】
＜液滴吐出装置＞
図２（ａ）は、液滴吐出法にを用いた配向膜の形成に好ましく用いることができる液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。液滴吐出装置ＩＪは、吐出ヘッド３０１と、Ｘ軸方向駆動軸３０４と、Ｙ軸方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。
【００３６】
ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液体材料を吐出配置される基板（基体）Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの吐出ヘッドであり、その長手方向がＹ軸方向に一致するように配置されている。複数の吐出ノズルは、吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対してインクが吐出される。
【００３７】
Ｘ軸方向駆動軸３０４には、Ｘ軸方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ軸方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ軸方向に移動する。
【００３８】
制御装置ＣＯＮＴは、吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ３０２に吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構３０８は、吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３９】
図２（ｂ）は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための吐出ヘッドの概略構成図である。
図２（ｂ）において、液体材料を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させて液体室３２１を弾性変形させる。そして、この弾性変形時の内容積の変化によってノズル３２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度を制御することができる。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００４０】
＜配向膜の形成方法＞
本実施形態の配向膜の形成方法は、その基本工程として、図３に示すように、配向膜を形成するための液体材料（配向膜形成用液体材料）６５を吐出ヘッド（液体吐出手段）６０から吐出して基板（基体）Ｐ上に配置する材料配置工程（（ａ）図）と、基板Ｐ上に配された前記液体材料６５を乾燥固化させて乾燥膜６２に変換する乾燥工程（（ｂ）図）と、を有している。すなわち、基板Ｐ上に液体材料６５を吐出配置する際に、基板Ｐ上での液体材料の形状を適切に制御することで、液体材料６５を乾燥固化して得られる乾燥膜６２の形状を制御するものである。
【００４１】
そして、基板Ｐ上に乾燥膜６２を形成した後、必要に応じて加熱処理、光照射処理を施すことで、乾燥膜６２を配向膜に変換することができ、その結果、基板Ｐ上に所望の形状を具備した配向膜を形成することができる。なお、液体材料６５に対し行われる乾燥工程によって、配向膜としての乾燥膜６２を得ることもでき、この場合には乾燥膜６２をさらに配向膜に変換する処理は不要である。
【００４２】
ポリイミド等の有機配向膜では、表面をラビング処理することで配向膜表面に所定方向の配向規制力を付与しているが、シリコン酸化物等の無機材料を主体とする無機配向膜では、その配向規制力は配向膜の表面形状に起因するものが主であり、所望の方向、角度をもって液晶分子を配向させるには、表面形状の適切な制御が不可欠である。そこで本実施形態の配向膜の形成方法では、基板Ｐ上に配置される液体材料６５の形状を制御することで、形成される乾燥膜６２の表面形状を制御し、もって得られる配向膜の形状を制御するようになっている。これにより、所望の配向規制力を具備した配向膜を簡便な工程により得ることができる形成方法となっている。
【００４３】
吐出ヘッド６０は、先に記載の液滴吐出装置ＩＪの吐出ヘッド３０１を示すものであるが、吐出ヘッド３０１に限らず、圧縮空気等を用いて液体材料を細孔から押し出すディスペンサの液体吐出部であってもよい。さらにこれらの装置に限らず、基板Ｐ上の所定位置に選択的に液体材料を配置することが可能な装置であれば、本実施形態の配向膜形成方法に適用することができる。
【００４４】
配向膜形成に用いる液体材料６５としては、ゾルゲル法等の液相法によってシリコン酸化物を主体としてなる無機材料構造物を形成可能なものであれば問題なく用いることができる。詳細は後述するが、本実施形態の場合では、分子中のシリコン原子に直接結合してなる有機基を有するシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とを含む液体材料、あるいは、液晶分子に対する親和性を付与する親和性付与基と、液晶分子に対する配向規制力を付与する配向性付与基とを分子中に有する有機シリコン化合物を含む液体材料を好適なものとして挙げることができる。
【００４５】
乾燥工程では、基板Ｐ上に配置した液体材料６５に、加熱処理や光照射処理が施される。この工程により、液体材料６５中の液体成分の除去や、液体材料６５に含まれる有機物の縮重合による硬化が成され、液体材料６５を固体の乾燥膜６２（あるいは配向膜）に変換することができる。
【００４６】
＜第１実施形態＞
まず、図３に示す第１実施形態の配向膜の形成方法は、基板Ｐ表面に対して斜め方向に前記液体材料を吐出配置することで基板Ｐ表面における液体材料の形状を制御し、形成する配向膜の形状制御を行うものである。なお、材料配置工程で液体材料６５を塗布される基板Ｐの表面には、適宜表面処理を施して液体材料６５に対する基板表面の親和性の制御を行っておくことが好ましい。
【００４７】
本実施形態の形成方法では、図３（ａ）に示す材料配置工程において、液体材料を配置する基板Ｐを水平位置（ＸＹ面方向）に支持するとともに、基板Ｐに対して、吐出ヘッド６０をその吐出方向がＺ軸方向（基板Ｐの法線方向）から角度αだけ傾いた状態となるように配置する。そして、かかる傾斜状態に支持された吐出ヘッド６０から液体材料６５を斜め方向に吐出することで、図示のように、基板Ｐ上においてＹ軸方向に傾斜した断面形状を有する凸状の液体材料６５を得ることができる。前記凸状の液体材料６５は、その頂点部６５ａが＋Ｙ側に偏心した状態となり、頂点部６５ａの図示左側（−Ｙ側）に斜面部６５ｓを有する形状となっている。また上記材料配置工程において、吐出ヘッド６０を＋Ｙ方向に走査しつつ所定間隔で液体材料６５を間欠的に吐出すれば、図３（ａ）に示すように、凸状を成す液体材料６５を基板Ｐ上に連続的に配列することができる。
【００４８】
なお、本実施形態の場合、基板Ｐ上に配される液体材料６５は、乾燥工程においても基板Ｐ上での形状を良好に保持していなければならないから、基板上に斜方配置しても自身の表面張力で略半球状に戻らない程度の粘度に調製されて材料配置工程に用いられる。
【００４９】
その後、続く乾燥工程で基板Ｐ上に配置された液体材料６５を乾燥固化（必要に応じて焼成）すると、図３（ｂ）に示すように、頂点部６２ａが＋Ｙ側へ偏心し、頂点部６２ａの−Ｙ側に斜面部６２ｓが形成された凸状の乾燥膜６２を基板Ｐ上に形成することができる。その後、必要な場合には乾燥膜６２に加熱処理や光照射処理等を施すことで、凸状部を平面的に配列してなる表面形状の配向膜を基板Ｐ上に得ることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、図４に示す第２実施形態の配向膜の形成方法では、吐出ヘッド６０を水平位置（液体材料の吐出方向がほぼ重力方向となる位置）に支持する一方、基板Ｐを水平位置から角度θだけ傾けた状態で配置する。このようにして基板Ｐと吐出ヘッド６０とを配置した状態で、図４に示すように吐出ヘッド６０から液体材料６５を吐出して基板Ｐ上に配置すると、基板Ｐ上に配された液体材料６５は、自身の重さで図示下側（−Ｚ側）に偏った粒状となり、先の第１実施形態と同様に、頂点部６５ａが＋Ｙ側へ偏心し、それに伴い頂点部６５ａの−Ｙ側に斜面部６５ｓを有する凸状の液体材料６５となる。
その後、乾燥工程にて、基板Ｐ上に配置した液体材料６５を乾燥固化することで、図３（ｂ）と同様の形状を備えた乾燥膜６２を基板Ｐ上に形成することができ、第１実施形態と同様の形状を有する配向膜を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、傾斜配置した基板Ｐ上に液体材料６５を塗布しているが、材料配置工程において、水平位置に支持した基板Ｐに対して液体材料６５を吐出配置した後、基板Ｐを角度θだけ傾けることで、液体材料６５を図４に示す形状にすることもでき、基板Ｐを傾斜状態に保持したまま後段の乾燥工程を行えば、図４（ｂ）と同様の形状を有する乾燥膜６２を得ることが可能である。
【００５２】
＜第３実施形態＞
次に、図５に示す第３実施形態の配向膜の形成方法では、図５（ａ）に示すように、基板Ｐを水平位置に支持し、吐出ヘッド６０はその液体吐出方向をＺ軸方向（重力方向）に向けた状態で基板Ｐ上に配置する。そして、吐出ヘッド６０をＹ軸方向に走査しつつ液体材料６５を吐出ヘッド６０から基板Ｐ上に吐出配置する。すると、基板Ｐは水平位置に支持されているので、基板Ｐ上の液体材料６５は図示のように略半球状となる。
【００５３】
次に、基板Ｐを乾燥工程に供することで、液体材料６５を乾燥固化させ、図５（ｂ）に示すように基板Ｐ上に乾燥膜６８を形成する。乾燥膜６８を形成したならば、次に、図５（ｃ）に示すように、吐出ヘッド６０から乾燥膜６８上にさらに液体材料６６を吐出する。またこのとき、液体材料６６を、乾燥膜６８の中央部から図示右側（＋Ｙ側）へ若干ずれた位置の乾燥膜６９上に配置する。
【００５４】
次いで、基板Ｐを乾燥工程に供することで液体材料６６を乾燥固化させ、図５（ｄ）に示すように、基板Ｐ上に乾燥膜６８と乾燥膜６９との積層膜６７を形成する。このようにして得られた積層膜６７は、大きさの異なる乾燥膜６８，６９が積層された構造であって、上層側（＋Ｚ側）に形成される乾燥膜６９は、下層側の乾燥膜６８より小さく、かつ乾燥膜６８の中央部から＋Ｙ側へずれた位置に配されているので、積層膜６７全体として、その頂点部６７ａが＋Ｙ側へ偏心して配置され、頂点部６７ａの−Ｙ側に斜面部６７ｓを有する形状となっている。すなわち、先の第１実施形態に係る乾燥膜６２と同等の形状を具備したものとなっているので、必要に応じて積層膜６７に加熱処理、光照射処理等を施すことで、先の実施形態と同様、所望の形状の配向膜を基板Ｐ上に得ることができる。
なお、先の乾燥工程で乾燥膜６８，６９が配向膜に変換されている場合には、液体材料６６に対する乾燥工程で、配向膜としての積層膜６７が得られるので、最終の加熱処理や光照射処理は不要である。また、本実施形態では、材料配置工程と乾燥工程とを２回繰り返し行うことで積層膜６７を形成する場合について説明したが、さらに複数回繰り返して上記各工程を実施し、３層構造以上の積層膜を形成してもよいの羽茂論である。積層数を増やすことで、形成される積層膜の形状制御をより細かく行うことができ、また高さ調整も自在に行うことができる。
【００５５】
本実施形態の場合、先の第１実施形態、第２実施形態と異なり、基板Ｐ上に配置した液体材料を傾斜形状に保持する必要がないので、比較的低粘度の液体材料を用いることができ、吐出ヘッド６０からの吐出動作を円滑に行うことができる。特に、液滴吐出法を用いて液体材料を基板Ｐ上に配置する場合には、吐出ノズルの目詰まり等が生じ難く、製造効率、歩留まりの点で有利である。
【００５６】
＜第４実施形態＞
次に、図６及び図７を参照して本発明に係る配向膜の形成方法の第４実施形態について説明する。本実施形態の形成方法は、吐出ヘッド６０として複数の吐出ノズルを具備したマルチノズルタイプの吐出ヘッドを用いて、基板Ｐ上の平面領域に配向膜を形成する方法である。
図６及び図７は、本実施形態に係る配向膜の形成方法のうち、材料配置工程を示す工程図であり、図６に、前記材料配置工程の第１工程、図７には、同、第２工程を示す。
【００５７】
図６（ａ）は、前記材料配置工程に含まれる第１工程における基板Ｐの平面構成図、図６（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う基板Ｐの断面構成図である。
吐出ヘッド６０は、図６に示すように、Ｘ軸方向に等間隔に配列された複数（図示では３本）の吐出ノズル６０ａを具備しており、図６（ｂ）に示すように、各吐出ノズル６０ａからの液体材料の吐出方向が、基板Ｐ表面に対して斜め方向となるように配置されており、液体材料の吐出動作時に、基板Ｐ上をＹ軸方向に走査するようになっている。
【００５８】
そして、図６に示す第１工程では、吐出ヘッド６０を基板Ｐ上で走査しつつ、各吐出ノズル６０ａから順次液体材料６５を基板Ｐ上に吐出配置する。基板Ｐ上に配置された液体材料６５は、吐出ヘッド６０の走査方向（＋Ｙ方向）に偏心した凸状を成してＹ軸方向に連続的に配列されたものとなる。また、複数の吐出ノズル６０ａから液体材料６５が吐出されるので、平面視では、凸状の液体材料６５が配列された第１の凸状列６５ａが、互いに平行にＹ軸方向に延びて形成される。
【００５９】
上記第１の凸状列６５ａを形成したならば、次に、図７に示す第２工程により、第２の凸状列６５ｂを基板Ｐ上に形成する。具体的には、吐出ヘッド６０を吐出ノズル６０ａの１ピッチ分だけ−Ｘ方向にずらして位置合わせし、第１工程と同様に基板Ｐ上に液体材料６５を吐出配置する。すると、第１の凸状列６５ａの間の基板Ｐ上の領域に図６（ｂ）に示したのと同様の凸状の液体材料６５が連続的に配列形成され、図７に示す第２の凸状列６５ｂが形成される。これにより、基板Ｐ表面の矩形状の領域に液体材料６５が選択的に配置される。
【００６０】
以上の第１工程及び第２工程により、基板Ｐ上の所定領域に、凸状の液体材料６５を一様に配列形成することができる。その後、液体材料６５を配置された基板Ｐを先の実施形態と同様の乾燥工程に供することで、基板Ｐ上に凸状の乾燥膜が配列された領域を形成でき、かかる乾燥膜に必要に応じて加熱処理や光照射処理を施すことで、所望の表面形状を具備した配向膜を基板Ｐ上に形成することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第１の凸状列６５ａを形成した後、続いて第２の凸状列６５ｂを形成しているが、基板Ｐ上で液体材料６５同士が接触すると、それらが一体化されてしまうことがあるので、第１の凸状列６５ａを形成した後に乾燥工程を実施し、第１の凸状列６５ａを構成する液体材料６５を乾燥膜としておくことが好ましい。
【００６２】
＜第５実施形態＞
次に、図８を参照して本発明の第５実施形態について説明する。図８は、本実施形態の形成方法における工程図であって、基板Ｐを平面視した図である。
基板Ｐ上に形成する配向膜は、所定の領域（液晶装置の画像表示領域）内で一様に形成されていることが必要であるが、表面形状を制御しつつ液相法を用いて配向膜を形成する場合には、特に、基板Ｐ上に塗布形成した凸状の液体材料６５同士が一体化してしまわないよう留意する必要がある。本実施形態の形成方法は、前記凸状の液体材料６５同士の一体化を防止しつつ基板上に均一な形状の配向膜を形成できる方法を提供するものである。
【００６３】
図８に示す吐出ヘッド６０は、複数の吐出ノズル６０ａを具備したマルチノズルタイプの吐出ヘッドであり、図６（ｂ）に示したように、基板Ｐの表面に対して斜め方向に液体材料６５を吐出できるように吐出ノズル６０ａの角度が設定されている。そして、吐出ヘッド６０は基板Ｐ上をＹ軸方向に走査しつつ吐出ノズル６０ａから液体材料６５を吐出するようになっている。
【００６４】
本実施形態の形成方法では、まず、図８（ａ）に示すように、吐出ヘッド６０を基板Ｐ上でＹ軸方向に走査しつつ液体材料６５を吐出して、基板Ｐ上に凸状の液体材料６５を所定間隔で配列する。基板Ｐ上における凸状の液体材料６５同士の間隔は、当該液体材料６５の直径と同程度の長さである。
次いで、基板Ｐ上に配置された液体材料６５に対して、加熱処理や光照射処理等による乾燥工程を行い、図８（ｂ）に示すように、基板Ｐ上の液体材料６５を乾燥させて乾燥膜６２とする。
【００６５】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板Ｐ上で配列されている乾燥膜６２の間の領域に、吐出ヘッド６０を用いて液体材料６５を吐出配置する。図８（ａ）に示した先の工程では、凸状の液体材料６５同士の間隔を液体材料６５の直径と同程度としているので、液体材料６５から液体成分を除去してなる乾燥膜６２同士のＹ軸方向の間隔は、基板Ｐ上に配置される液体材料６５の直径より大きく、したがって図８（ｂ）に示す工程において基板Ｐ上に配置される液体材料６５は、基板Ｐ上に既設の乾燥膜６２とはほとんど接触しない。
乾燥膜６２の間の領域に液体材料６５を吐出配置したならば、基板Ｐを乾燥工程に供することで、図８（ｃ）に示すように、前記液体材料６５を乾燥膜６２に変換する。
【００６６】
上記工程によって基板Ｐ上にほぼ連続的に配列された乾燥膜６２を形成したならば、次に、図８（ｃ）に示すように、吐出ヘッド６０を図示下側（−Ｘ側）に、吐出ノズル６０ａの１ピッチ分ずらして配置し、当該位置でＹ軸方向に吐出ヘッド６０を走査しつつ、基板Ｐ上に液体材料６５を吐出配置する。これにより、Ｙ軸方向に延びる乾燥膜６２の配列の間に、凸状の液体材料６５が配列される。本工程における液体材料６５のピッチは、図８（ａ）に示した工程と同様であり、Ｙ軸方向における液体材料６５同士の間隔が、当該凸状の液体材料６５の直径と同程度とされている。
次いで、上記基板Ｐを乾燥工程に供することで、図８（ｄ）に示すように、凸状の液体材料６５を乾燥膜６２に変換する。
【００６７】
次に、図８（ｄ）に示すように、前段の工程で形成した乾燥膜６２の間の領域に、吐出ヘッド６０から液体材料６５を吐出配置し、基板Ｐ上に凸状の液体材料６５を配置する。図８（ｃ）に示した工程においても、凸状の液体材料６５を所定間隔離間して配置しているから、図８（ｄ）に示す本工程でも、吐出ヘッド６０から吐出した液体材料６５が基板Ｐ上に既設の乾燥膜６２に接触することはない。
その後、基板Ｐを乾燥工程に供することで、基板Ｐ上に所定のピッチで配列された乾燥膜６２を得ることができ、かかる乾燥膜６２に、必要に応じて加熱処理や光照射処理を施すことで、凸状部を配列してなる平面形状を具備した配向膜を基板Ｐ上に形成することができる。
【００６８】
以上説明した本実施形態の配向膜の形成方法によれば、十分な間隔を空けて配置した液体材料６５を乾燥させて乾燥膜６２とした後、乾燥膜６２の間の領域を埋めるようにして再度液体材料６５の吐出配置を行うので、基板Ｐ上で液体材料６５が接触することによる凸状の液体材料６５同士の一体化を効果的に防止することができる。これにより、正確に形状を制御された凸状の液体材料６５を基板Ｐ上に配することができるので、液体材料６５を乾燥して得られる乾燥膜６２の形状を正確に制御することができ、良好に制御された表面形状を具備した配向膜を基板Ｐ上に形成することができる。
【００６９】
また本実施形態では、基板Ｐ上に平面視ハニカム状（千鳥状）を成すように液体材料６５を順次配置して乾燥膜６２を配列形成するので、基板Ｐ上に形成した乾燥膜６２と、乾燥膜６２の間の領域に吐出配置する液体材料６５との間隔を十分に確保しながらも、乾燥膜６２を基板Ｐ上で密に配列することができる。したがって本実施形態の形成方法によれば、良好に液晶を配向させることができ、また均一な配向性を有する配向膜を形成することができる。
【００７０】
＜第６実施形態＞
次に、本発明に係る配向膜の形成方法の第６実施形態について図９を参照しつつ説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の形成方法で得られる配向膜の複数の態様を示す断面構成図である。
図９（ａ）に示す配向膜８０ａは、基板Ｐ上にベタ状に形成された第１配向膜８１と、第１配向膜８１上に島状に形成された第２配向膜８２とからなる。同図に示す態様の配向膜８０ａは、基板Ｐ上に第１配向膜８１を成膜した後、第１配向膜８１上に、上記各実施形態の形成方法を用いて第２配向膜８２を形成することで作製することができる。島状の第２配向膜８２の下地となる第１配向膜８１は、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等からなるものとされ、液晶との親和性の高い材料（高誘電率のもの）を用いることが好ましい。
【００７１】
図９（ａ）に示す構成によれば、島状に形成した第２配向膜８２による配向規制力と、第２配向膜８２の間の平面領域に露出した第１配向膜８１の配向規制力の双方を液晶に作用させることができるので、良好な配向性を有する配向膜となる。
【００７２】
次に、図９（ｂ）に示す配向膜８０ｂは、基板Ｐ上に島状に形成された第１配向膜８３と、第１配向膜８３を含む基板Ｐ上の領域を覆って形成された第２配向膜８４とを備えている。同図に示す態様の配向膜８０ｂは、上記各実施形態の形成方法を用いて第１配向膜８３を形成した後、かかる第１配向膜８３を覆うベタ状に第２配向膜８４を形成することで作製できる。島状の第１配向膜８３を覆う第２配向膜８４の構成材料としては、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等を用いることができ、液晶との親和性の高い材料（高誘電率のもの）を用いることが好ましい。
【００７３】
図９（ｂ）に示す構成によれば、島状に形成した第１配向膜８３の形状による配向規制力を、上層側に設けた第２配向膜８４の配向規制力によって高めることができるので、良好な配向性を有する配向膜となる。
【００７４】
＜液体材料＞
次に、液体材料６５の具体例を挙げて、液体材料の調製方法や基板上に配置した後の乾燥処理方法について説明する。
【００７５】
［液体材料の第１構成例］
まず、配向膜形成用の液体材料６５として、分子中のシリコン原子に直接結合してなる有機基を有するシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とを含む液体材料を用いる場合について説明する。
【００７６】
上記組成の液体材料６５を用いることで、液晶に対する配向規制力に優れた配向膜を得ることができる。シリコン酸化物をはじめとする無機材料を用いた配向膜は、その優れた化学的安定性により、優れた耐光性を奏するものであるが、ポリイミドに代表される有機配向膜に比べると、液晶との親和性が低く、十分な配向規制力を得ることが難しい。そこで上記組成の液体材料を用いると、配向膜中に有機基を導入することができるので、かかる有機基の作用により配向規制力を向上させることができる。上記配向膜中に導入される有機基としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェニル基、ベンジル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香環を有する官能基を挙げることができる。またこれらのうちでも、芳香環を含む有機基を用いることが好ましく、芳香環が炭素原子を介してシリコン原子に結合している構造の有機基がより好ましい。
【００７７】
本例の液体材料は、前記有機基を有するシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とをそれぞれ調製し、混合することで作製することができる。
シラン化合物の加水分解物を調製するのに用いるシラン化合物としては、上記有機基を構成する炭素原子が、シラン化合物中のシリコン原子と直接結合した構造を備えるものが好ましい。加水分解時に有機基が脱離するのを防止できるからである。
【００７８】
またシラン化合物は、加水分解可能な置換基として、アルコキシル基及び／又はハロゲン基を有するものであることが好ましい。アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基（ＯＭｅ）、エトキシ基（ＯＥｔ）、プロポキシ基（ＯＰｒ）、ブトキシ基（ＯＢｕ）等が挙げられる。また、ハロゲン基としては、例えば、フッ素基（Ｆ）、塩素基（Ｃｌ）、臭素基（Ｂｒ）等が挙げられる。
【００７９】
このようなシラン化合物は、一般式ＲｍＳｉＸ（４−ｍ）（３≧ｍ≧１、Ｒはメチル基（Ｍｅ）、エチル基（Ｅｔ）、フェニル基（Ｐｈ）、ベンジル基（Ｂｚ）等の有機基、Ｘは、アルコキシル基、ハロゲン基等）で表される。
このようなシラン化合物は、具体的には、例えば、ベンジルトリエトキシシラン（ＢｚＳｉ（ＯＥｔ）３）、ベンジルトリエメトキシシラン（ＢｚＳｉ（ＯＭｅ）３）、ベンジルメチルジエトキシシラン（ＢｚＭｅＳｉ（ＯＥｔ）２）、ベンジルジメチルエトキシシラン（ＢｚＭｅ２ＳｉＯＥｔ）、フェニルトリエトキシシラン（ＰｈＳｉ（ＯＥｔ）３）、フェニルトリメトキシシラン（ＰｈＳｉ（ＯＭｅ）３）、フェニルメチルジエトキシシラン（ＰｈＭｅＳｉ（ＯＥｔ）２）、フェニルトリクロロシラン（ＰｈＳｉＣｌ３）、フェニルメチルジクロロシラン（ＰｈＭｅＳｉＣｌ２）、フェニルエチルトリクロロシラン（ＰｈＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３）、４−フェニルブチルトリクロロシラン（Ｐｈ（ＣＨ２）４ＳｉＣｌ３）、４−フェニルブチルメチルジクロロシラン（Ｐｈ（ＣＨ２）４ＭｅＳｉＣｌ２）、４−フェニルブチルジメチルクロロシラン（Ｐｈ（ＣＨ２）４Ｍｅ２ＳｉＣｌ）等が挙げられる。シラン化合物の選定は、使用される液晶組成などとの組合せにより選定される。
【００８０】
上述したようなシラン化合物を用意したならば、次に、シラン化合物と希釈溶剤とを所定の割合で混合し、混合液を得る。希釈溶剤としては、シラン化合物およびその加水分解物が可溶であれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピルなどのエステル類、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）、ジオキサンなどの環状エーテル類、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類を用いることができる。
【００８１】
上記混合液を調製したならば、次に、混合液を撹拌しながら水を添加する。この時、酸触媒、塩基触媒等の加水分解触媒を同時に添加してもよい。酸触媒（固体酸触媒を含む）としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、有機スルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等）等の有機酸等が挙げられ、塩基触媒としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基、第三アミン（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジン等）等の有機塩基等が挙げられる。
その後、０〜８０℃程度の温度で１分〜２日程度撹拌することにより、シラン化合物の加水分解物が得られる。
【００８２】
一方、テトラアルコキシシランの加水分解物を調製するには、まず、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランを用意し、テトラアルコキシシランと希釈溶剤とを所定の割合で混合し、混合液を得る。希釈溶剤としては、シラン化合物及びその加水分解物が可溶であれば特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピルなどのエステル類、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）、ジオキサンなどの環状エーテル類、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族類を用いることができる。
そして、得られた混合液を上記シラン化合物と同様にして加水分解し、テトラアルコキシシランの加水分解物が得る。
【００８３】
上記手順によりシラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とを調製したならば、次に、これらの加水分解物を、最終的に得られる配向膜中における有機基の割合が所望のものとなるように、所定割合で混合し、所定温度で所定時間撹拌することにより、配向膜形成用液体材料を得る。この配向膜形成用液体材料中における、シラン化合物の加水分解物と、テトラアルコキシシランの加水分解物とのモル比は、５：９５〜９５：５であるのが好ましい。これにより、得られる配向膜の配向特性を所望のものとしつつ、光学的により安定な配向膜を形成することができる。
混合温度は、０〜８０℃程度であるのが好ましく、１０〜５０℃程度であるのがより好ましい。また、混合時間は、１分〜２日程度であるのが好ましく、１分〜５時間程度であるのがより好ましい。また必要に応じて、水や追加溶剤を添加してもよい。
【００８４】
上記手順を用いて得られる本例の配向膜形成用液体材料は、前記各実施形態の形成方法により基板上に配置した後、加熱処理により配向膜に変換することができる。すなわち、基板Ｐ上に吐出配置した液体材料６５を乾燥処理に供することで、液体材料６５に含まれる水分や溶剤を除去して乾燥膜６２とした後、５０〜３００℃程度に加熱することで、配向膜とすることができる。
【００８５】
［液体材料の第２構成例］
次に、配向膜形成用の液体材料６５として、液晶分子に対する親和性を付与する親和性付与基と、液晶分子に対する配向規制力を付与する配向性付与基とを分子中に有する有機シリコン化合物を含む液体材料を用いる場合について説明する。
上記液体材料を用いて配向膜を形成することで、親和性付与基と配向性付与基とを有する配向膜を形成することができ、液晶分子との親和性の向上により、液晶分子を配向膜に引き寄せ、液晶分子の配向状態を規制しやすくすることができ、さらに配向性付与基により液晶分子の配向状態を規制し、所望の方向及び角度をもって液晶分子を配向させることができる。その結果、優れた耐光性を有しつつ、優れた配向特性（液晶材料の配向状態を規制する機能）を有する配向膜を提供することができる。
【００８６】
このような効果は、有機ケイ素材料が、親和性付与基、配向性付与基の一方のみを有する場合には、得られない。すなわち、親和性付与基のみを有する場合、液晶分子を配向膜の表面に十分に引きつけることはできるが、液晶分子を所定の方向に配向させるのが困難である。また、配向性付与基のみを有する場合、液晶分子との親和性が低いため、液晶分子を配向膜の表面に十分に引きつけることが困難となり、液晶分子の配向状態を規制するのが困難となる。
【００８７】
本例の配向膜形成用液体材料は、組成の異なる複数種のアルコキシシランを縮重合させることでポリシルセスキオキサン材料等のポリシロキサン材料を調製して得られるものである。前記ポリシロキサン材料に必要に応じて溶剤を添加することもできる。上記ポリシルセスキオキサン材料を用いるならば、最終的に得られる配向膜を、籠形構造または部分開裂籠形構造を有するオルガノポリシルセスキオキサンからなるものとすることができるので、これにより、任意に、親和性、配向性の比率を変化させることができ、かつ、耐熱性が高く、可視光透過特性の高い配向膜とすることができる。
【００８８】
上記ポリシルセスキオキサン材料の調製に際しては、最終的に得られる配向膜内の親和性付与基、配向性付与基等の官能基の存在比率が所望のものとなるように、それに対応する比率で、親和性付与基を有するアルコキシシラン、配向性付与基を有するアルコキシシラン、後述する成膜する際の硬化反応に寄与する硬化反応基を有するアルコキシシランの複数種のアルコキシシランを用意する。
このように複数種のアルコキシシランを用いることにより、配向膜を構成する有機ケイ素材料中における親和性付与基および配向性付与基の存在比率を容易に調整することができる。
【００８９】
親和性付与基を有するアルコキシシランとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、３−シアノプロピルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリイソプロポキシシラン、ブテニルトリメトキシシラン、ブテニルトリエトキシシラン、ブテニルイソプロポキシシラン、２−シアノエチルトリメトキシシラン、２−シアノエチルトリエトキシシラン、２−シアノエチルトリイソプロポキシシラン、３−シアノプロピルトリエトキシシラン、３−シアノプロピルトリイソプロポキシシラン、（３−シアノブチル）メチルトリメトキシシラン、（３−シアノブチル）エチルトリメトキシシラン、（３−シアノブチル）メチルトリイソプロポキシシラン等が挙げられる。
【００９０】
上記親和性付与基を有するアルコキシシランを用いて調製した液体材料によれば、最終的に得られる配向膜に、ビニル基、アルキレン基、シアノアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、アルキリデン基等の親和性付与基を導入することができる。
配向膜に導入する親和性付与基としては、上述した中でも、特に、ビニル基、アルキレン基、アルキリデン基、及びシアノアルキル基から選ばれる少なくとも１種又は２種以上とすることが好ましい。これにより、液晶分子との親和性をより効果的に向上させることができるため、液晶分子をより安定した状態で配向させることができ、配向特性を向上させることができる。
【００９１】
また、配向性付与基を有するアルコキシシランとしては、例えば、フェニルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、フェネチルトリエトキシシラン、フェネチルトリイソプロポキシシラン等が挙げられる。
【００９２】
上記配向性付与基を有するアルコキシシランを用いて調製した液体材料によれば、最終的に得られる配向膜に、フェニル基、置換フェニル基、フェニルアルキル基、置換フェニルアルキル基、炭素数が３〜１２の分岐アルキル基等の配向性付与基を導入することができる。
配向膜に導入する配向性付与基としては、上述した中でも、特に、配向膜３Ａ、４Ａは、配向性付与基として、フェニル基、置換フェニル基、フェニルアルキル基、置換フェニルアルキル基、及び炭素数が３〜１２の分岐アルキル基から選ばれる少なくとも１種または２種以上とすることが好ましい。これにより、液晶分子の配向方向がより揃ったものとなり、より優れた配向特性を得ることができる。
さらに、上述したような配向性付与基の中でも、フェニル基、置換フェニル基、フェニルアルキル基、及び置換フェニルアルキル基から選ばれる１種又は２種以上を用いるならば、液晶分子との親和性も向上するため、液晶分子が安定した状態で配置され、より優れた配向特性を有する配向膜を形成できる。
【００９３】
硬化反応基は、所定の条件下で硬化反応基同士を反応させることにより、塗膜を硬化させる機能を有する官能基である。このような硬化反応基を有するアルコキシシランを用いることにより、配向膜形成用液体材料の成膜性（成型性）を向上させることができる。その結果、物理的に安定な配向膜を効果的に形成することができるようになる。
このような硬化反応基としては、例えば、グリシドキシアルキル基、脂環式エポキシアルキル基、アクリロイルアルキル基、メタクリロイルアルキル基、ビニル基、アルキレン基、アルキリデン基、スチリル基、スチリルアルキル基等が挙げられる。上述した中でも、特に、グリシドキシアルキル基、脂環式エポキシアルキル基、メタクリロイルアルキル基を用いるのが好ましい。このような官能基を有することにより、安定な膜を容易に形成することができる。
このような硬化反応基を有するアルコキシシランとしては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシルロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００９４】
上述した複数種のアルコキシシランを用意したならば、次に、これらのアルコキシシランと、水および必要に応じて、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエンなどの炭化水素類にそれぞれ代表される希釈溶剤とを所定の割合で混合し、混合液を得る。
【００９５】
次いで、得られた混合液を撹拌しつつ、酸触媒、塩基触媒等の加水分解および重縮合触媒を添加する。なお、これらの触媒は、予め反応に用いる溶剤もしくは水に加えておいても良い。
酸触媒（固体酸触媒を含む）としては、例えば、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、有機スルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等）等の有機酸等が挙げられ、塩基触媒としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基、第三アミン（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジン等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等の有機塩基等が挙げられる。このうち塩基としての活性が高くかつ後処理の際に除去しやすい水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラアルキルアンモニウムが好ましい。
【００９６】
次に、上記加水分解触媒を添加した後、撹拌しつつ、所定の温度条件下でアルコキシシランを縮重合させる。上記縮重合時の温度（反応温度）は、５〜１４０℃であるのが好ましく、特に３０〜６０℃であるのがより好ましい。反応温度が高すぎると、硬化反応基の反応が起こるおそれがあり、逆に低すぎると反応の進行が著しく遅くなる。また、反応時間は、１〜４８時間であるのが好ましく、特に３〜１８時間であるのがより好ましい。反応時間が長すぎると、硬化反応基の反応が起こるおそれがあり、逆に短すぎると反応が完結しないからである。
その後、必要に応じて、中和、希釈溶剤の除去、乾燥等の処理を施すことで、籠形構造もしくは部分開裂籠形構造を有するポリシルセスキオキサン材料（ポリシロキサン材料）を得ることができる。
【００９７】
次に、上記手順で得られたポリシルセスキオキサン材料を含む配向膜形成用液体材料を調製する。上記ポリシルセスキオキサン材料は、場合によっては配向膜形成用液体材料としてそのまま用いることもでき、溶剤等を添加して使用してもよい。
また、配向膜形成用液体材料には、必要に応じて、硬化剤（重合開始剤）を添加すれば、硬化工程を容易に実行できるようになる。このような硬化剤としては、例えば、ベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、（チオフェノキシフェニル）ジフェニルサルフォニウムヘキサフルオロホスフェイト、ビス（ジフェニルサルフォニウム）ジフェニルチオエーテルヘキサフルオロホスフェイト等の光重合開始剤、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル等の熱重合開始剤等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９８】
上記手順を用いて得られる本例の配向膜形成用液体材料は、前記各実施形態の形成方法により基板上に配置した後、加熱処理ないし光照射処理（エネルギー線照射処理；例えば、可視光線、紫外線、放射線、赤外線等）により配向膜に変換することができる。
すなわち、基板Ｐ上に吐出配置した液体材料６５を乾燥処理に供することで、液体材料６５に含まれる水分や溶剤を除去して乾燥膜６２とした後、加熱処理ないし光照射処理を行うことで、前述した硬化反応基同士がラジカル重合、カチオン重合、重縮合等して硬化し、配向膜となる。
【００９９】
また、上記硬化工程は、基板Ｐ上の液体材料６５に対してまずエネルギー線を照射して仮硬化させ、その後に加熱処理により本硬化する工程とすることもできる。すなわち、硬化工程は、一旦、比較的低いエネルギーで仮硬化させた後に、完全に硬化させる工程であってもよい。これにより、膜厚の安定した配向膜をより効率良く形成することができる。
【０１００】
以上、本実施形態に係る液体材料６５の具体例、及び液体材料６５の種類に応じた配向膜形成方法について説明したが、配向膜形成用の液体材料６５は、上記第１、第２構成例に限定されるものではなく、液相法による配向膜の形成プロセスに用いられる液材料であれば、他のものであってもよいのは勿論である。
【０１０１】
（液晶装置の構成例）
以下、液晶装置の具体的構成例について図面を参照しつつ説明する。図１０は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の回路構成図である。図１１はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図１２は本実施形態の透過型液晶装置の構造を示す断面図であって、図１１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。以上の各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。
【０１０２】
本実施形態の透過型液晶装置において、図１０に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【０１０３】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【０１０４】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【０１０５】
次に、図１１に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。図１１に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す。）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９ａにより輪郭を示す）がマトリクス状に配列形成されており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【０１０６】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【０１０７】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図１１中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【０１０８】
次に、図１２に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。図１２に示すように、本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９、配向膜１６を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側面に形成された対向電極２１と配向膜２２とを主体として構成されている。
【０１０９】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【０１１０】
また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９と電気的に接続されている。
【０１１１】
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【０１１２】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側への戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ'及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜１６が形成されている。
【０１１３】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入するのを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、そのほぼ全面に渡って、ＩＴＯ等からなる対向電極２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜２２が形成されている。
【０１１４】
上記構成を具備した本実施形態の透過型液晶装置では、液晶層５０と当接する配向膜１６，２２が、上述した各実施形態の形成方法を用いて形成されたものであるので、良好に制御された表面形状を有し、耐光性に優れる配向膜１６，２２により、液晶層５０が良好に配向制御されて高コントラストの表示を得ることができ、また信頼性に優れたものとなっている。
【０１１５】
（デバイス）
次に、本発明のデバイスの一例であるプロジェクタについて、図１３を用いて説明する。図１３は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、上述した液晶装置を光変調手段として備えたものである。
【０１１６】
図１３において、８１０は光源、８１３，８１４はダイクロイックミラー、８１５，８１６，８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２，８２３，８２４は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。
【０１１７】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【０１１８】
各光変調手段８２２，８２３，８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【０１１９】
上述したプロジェクタは、上記各実施形態の液晶装置を光変調手段として備えている。上記実施形態の液晶装置は、液晶の配向規制力、及び耐光性に優れた配向膜を備えているので、高画質の表示が可能であり、また光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することがない。したがって本実施形態によれば、高画質、高信頼性のプロジェクタを提供することができる。
【０１２０】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能であり、これら以外のデバイスに用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す図。
【図２】液滴吐出装置の概略構成を示す図。
【図３】第１実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図４】第２実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図５】第３実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図６】第４実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図７】第４実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図８】第５実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図９】第６実施形態に係る配向膜の形成工程を示す図。
【図１０】液晶装置の回路構成図。
【図１１】液晶装置の画素平面構成を示す図。
【図１２】液晶装置の画素断面構成を示す図。
【図１３】プロジェクタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【０１２２】
ＩＪ  液滴吐出装置、Ｐ  基板（基体）、６０  吐出ヘッド（液体吐出手段）、６０ａ  吐出ノズル、６５  配向膜形成用液体材料、６２  乾燥膜、６６  液体材料、６７  積層膜、６８，６９  乾燥膜、８０ａ，８０ｂ  配向膜、８１，８３  第１配向膜、８２，８４  第２配向膜
【図１】
2006323083.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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