(57)【要約】【課題】斜方蒸着配向膜による配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が配向膜を導通することを抑制して長期信頼性を実現する。【解決手段】透明電極基板３０および画素電極基板４０のそれぞれについて、垂直配向液晶４５に接する面側に、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａを介して斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂが積層形成されている。垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａが下地膜として形成されていることで、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂによる配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂを導通することを抑制して長期信頼性を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極基板と、金属膜により形成された複数の反射型の画素電極を有する画素電極基板とが垂直配向液晶を介して互いに対向配置された反射型液晶表示素子であって、
前記画素電極基板と前記透明電極基板とのそれぞれの前記垂直配向液晶に接する面側に、少なくとも、
基板面に対して垂直方向から蒸着形成された垂直蒸着膜と、
前記垂直蒸着膜の上に、基板面に対して斜め方向から蒸着形成された斜方蒸着配向膜と
が順に積層形成され、
前記画素電極基板側の前記垂直蒸着膜が前記画素電極の上面に対し前記画素電極間の溝部の底面が低く膜形成された状態において、前記斜方蒸着配向膜が蒸着形成されている
ことを特徴とする反射型液晶表示素子。
【請求項２】
前記垂直蒸着膜および前記斜方蒸着配向膜は、酸化珪素による蒸着膜である
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項３】
前記画素電極基板は、複数の反射型の画素電極を有し、
前記画素電極の上面全体および隣接する前記画素電極間の溝部分全体に、酸化物もしくは窒化物による膜、またはそれらの積層膜がさらに積層形成され、その上に、前記垂直蒸着膜および前記斜方蒸着配向膜が積層形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項４】
反射型液晶表示素子を備え、この反射型液晶表示素子によって変調された光を用いて映像表示を行う液晶表示装置であって、
前記反射型液晶表示素子が、
金属膜により形成された複数の反射型の画素電極を有する画素電極基板と、
前記画素電極基板に対向するように配置された透明電極基板と、
前記画素電極基板と前記透明電極基板との間に注入された垂直配向液晶と
を備え、
前記画素電極基板と前記透明電極基板とのそれぞれの前記垂直配向液晶に接する面側に、少なくとも、
基板面に対して垂直方向から蒸着形成された垂直蒸着膜と、
前記垂直蒸着膜の上に、基板面に対して斜め方向から蒸着形成された斜方蒸着配向膜と
が順に積層形成され、
前記画素電極基板側の前記垂直蒸着膜が前記画素電極の上面に対し前記画素電極間の溝部の底面が低く膜形成された状態において、前記斜方蒸着配向膜が蒸着形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
光源と、
前記光源から発せられ、前記反射型液晶表示素子によって変調された光をスクリーンに投射する投射手段と
を備え、
反射型液晶プロジェクタとして構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
透明電極基板と、金属膜により形成された複数の反射型の画素電極を有する画素電極基板とが垂直配向液晶を介して互いに対向配置された反射型液晶表示素子を製造する方法であって、
前記画素電極基板の製造工程と前記透明電極基板の製造工程とのそれぞれについて、
前記垂直配向液晶に接する面側に、基板面に対して垂直方向から垂直蒸着膜を蒸着形成する工程と、
前記垂直蒸着膜を形成した後、前記垂直蒸着膜の上に、基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜を蒸着形成する工程と
を含み、
前記画素電極基板側の前記垂直蒸着膜を膜形成する工程において、前記画素電極の上面に対し前記画素電極間の溝部の底面が低くなるように前記垂直蒸着膜を膜形成し、前記画素電極基板側の前記斜方蒸着配向膜を蒸着形成する工程において、前記画素電極の上面に対し前記溝部の底面が低くなっている状態で前記斜方蒸着配向膜を蒸着形成する
ことを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記画素電極基板の製造工程と前記透明電極基板の製造工程とのそれぞれについて、
基板面の法線方向と蒸着源からの蒸着物質の入射方向とを一致させ、真空状態で前記垂直蒸着膜の形成を行い、その後、真空状態を維持した状態で、前記基板面の法線方向が前記蒸着物質の入射方向に対して所定の角度となるように前記各基板を傾けることで、前記基板面に対して斜め方向から前記斜方蒸着配向膜を蒸着形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の反射型液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記垂直蒸着膜および前記斜方蒸着配向膜は、酸化珪素による蒸着膜である
ことを特徴とする請求項６に記載の反射型液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記画素電極基板は、複数の反射型の画素電極を有し、
前記画素電極基板の製造工程について、前記画素電極の上面全体および隣接する前記画素電極間の溝部分全体に、酸化物もしくは窒化物による膜、またはそれらの積層膜を積層形成する工程をさらに含み、
それにより形成された膜の上に、前記垂直蒸着膜および前記斜方蒸着配向膜を積層形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の反射型液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型の画素電極を有する反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびにその反射型液晶表示素子を利用して映像表示を行う反射型液晶プロジェクタ等の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクションディスプレイの高精細化、小型化、および高輝度化が進むにつれて、そのディスプレイデバイスとして、小型、高精細が可能で高い光利用効率が期待できる反射型デバイスが注目され実用化されている。反射型デバイスとしては、対向配置された一対の基板間に液晶を注入したアクティブ型の反射型液晶表示素子が知られている。この場合、一対の基板としては、一方が、ガラス基板上に透明電極が積層形成された透明電極基板、もう一方が、例えばＣＭＯＳ（Complementary-Metal Oxide Semiconductor）型の半導体回路からなるシリコン（Ｓｉ）基板を活用した駆動素子基板が用いられている。駆動素子基板の上には、光の反射と液晶への電圧印加を行うための、金属の反射型の画素電極が配置され、これにより全体として画素電極基板を構成している。反射型の画素電極は、一般にはＬＳＩ（Large Scale Integrated）プロセスで用いられている、アルミニウムを主成分とした金属材料で構成されている。
【０００３】
このような反射型液晶表示素子では、透明電極基板上に設けられた透明電極と駆動素子基板上に設けられた反射型の画素電極とに電圧を加えることで、液晶に対して電圧が印加される。このとき、液晶はそれらの電極間の電位差に応じて光学的な特性が変化し、入射した光を変調させる。この変調により階調表現が可能となり、映像表示が行われる。
【０００４】
このような反射型液晶表示素子のうち、特に、垂直配向液晶を注入したアクティブ型の反射型液晶表示デバイスは、コントラストが高く、応答速度も速いため、プロジェクションデバイスとして近年注目されている。ここでいう、「垂直配向液晶材料」とは、負の誘電異方性（液晶分子の長軸に平行な誘電率ε（‖）と垂直な誘電率ε（⊥）との差Δε（＝ε（‖）―ε（⊥））が負）を有する液晶材料であり、印加電圧がゼロの時に基板面にほぼ垂直に液晶分子が配向し、ノーマリ・ブラックモードの表示を与えるものである。
【０００５】
垂直配向液晶は、その分子長軸が、印加電圧がゼロの時にほぼ各基板面に対して垂直方向に配向し、電圧を印加すると面内に傾くことで透過率が変化するものである。駆動時に液晶分子の傾斜する方向が一様でないと明暗のむらが生じてしまうため、これを避けるために、あらかじめわずかなプレティルト角を一定方向に与えて垂直配向させる必要がある。その方向は画素電極の対角方向（４５°方向）である。プレティルト角があまり大きいと垂直配向性が劣化し、黒レベルが上昇してコントラストを低下させる。従って、一般には基板面の法線方向に対して、画素電極の対角方向に１°〜５°くらいの間でプレティルト角を制御する。
【０００６】
垂直配向液晶材料の配向方法には、ポリイミドに代表される有機配向膜を用い、これをラビングして配向制御する方法と、酸化珪素に代表される無機配向膜を用い斜方蒸着法にて配向制御する方法の２種類がある。昨今では、プロジェクタの高輝度化を実現するため、照明ランプのパワーを上げ表示パネルにかなり高強度の光を照射する傾向にあり、このため前者の有機系の配向膜は光により劣化することが問題になってきている。
【０００７】
一方、後者の酸化珪素からなる斜方蒸着膜は無機材料であるためポリイミドのような光による劣化がなく、高い信頼性を実現できることから注目されている。酸化珪素の斜方蒸着膜で配向膜を形成する場合、プレティルト角の制御は、斜方蒸着時の基板への蒸着粒子の入射角度を変えることによりコントロールする。通常、その実用的な角度は基板法線方向に対して、４５°〜６５°くらいである。
【０００８】
反射型液晶表示素子に関する従来技術としては、例えば以下の文献記載のものがある。
【特許文献１】特開平１１−１７４４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図９は、従来の配向膜の構造の一例として、透明電極基板側の膜構造を走査電子顕微鏡により観察した断面写真を示している。この膜構造は、ガラス基板上に透明電極としてのＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜を成膜し、その上に直接、配向膜として斜方配向蒸着により酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を成膜したものである。この断面写真から、斜方蒸着された酸化珪素膜は、その蒸着方向に傾いた柱状構造を形成していることが分かる。このような構造により垂直液晶にプレティルト角を付与することができると考えられているが、一方で、この構造は、断面写真を見ても分かるように隙間が多く、必ずしも緻密な膜ではない。このため、液晶セルとして駆動中に電極から発生するイオン、液晶セルの中に存在するイオン、あるいは光によって液晶セル内に発生したイオンや不純物が、その酸化珪素膜を容易に通りやすく、比較的比抵抗が低い膜となる。画素電極基板側の配向膜にも同様のことがいえる。
【００１０】
このため、液晶セルとして長期の駆動を行った場合に、イオンが液晶セル内に導入され、セル内にイオンの偏りができ、いわゆる焼き付き現象を起こす。イオンの偏りを補正するために、液晶を挟んだ両側で、配向膜の厚さの比を変えたり、異なる誘電体層を挿入して、偏ったイオンで発生する電気的な非対称性を電気的に補正することで抑制する手法も考えられる。しかしながら、前者はもともと斜方蒸着による配向膜が緻密でないことが要因なので効果が薄い。また後者は、誘電体層と配向膜との界面で新たなイオンの焼き付き現象を起こすという問題が考えられることや、製造上別の材料を別途成膜する必要があること等の問題があり、実用性に乏しい。
【００１１】
ところで、上記特許文献１には、電極と配向膜との間に配向膜とは異なる材料の他の層を形成した構造のデバイスが記載されている。上記特許文献１には、液晶とガラス基板の界面で発生する光反射を抑制する構成として、ガラス基板の内側面上に、透明電極層と、配向層および透明電極層より小さく、かつ液晶層またはガラス基板より大きい屈折率を有する１または複数の透明な中間層とからなる積層構造を備えた液晶表示デバイスに関する技術が開示されている。具体的な実施例としては、ＩＴＯ電極膜の上に中間層としてＡｌ2Ｏ3膜が成膜され、その上に配向膜としてＳｉＯ2の斜方蒸着膜が形成された構造が記載されている。
【００１２】
しかしながら、この特許文献１記載の技術は、光反射の抑制を目的とした光学的な見地からの技術であり、本発明が問題としているイオンの導通等の問題を解決するものではない。また、イオンの導通等の問題は、上記したように透明電極基板側のみならず、画素電極基板側でも起こる問題であるが、特許文献１記載の技術は透明電極基板側のみの技術である。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、斜方蒸着配向膜による配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が配向膜を導通することを抑制して長期信頼性を実現することができる反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による反射型液晶表示素子は、透明電極基板と、金属膜により形成された複数の反射型の画素電極を有する画素電極基板とが垂直配向液晶を介して互いに対向配置された反射型液晶表示素子であって、画素電極基板と透明電極基板とのそれぞれの垂直配向液晶に接する面側に、少なくとも、基板面に対して垂直方向から蒸着形成された垂直蒸着膜と、垂直蒸着膜の上に、基板面に対して斜め方向から蒸着形成された斜方蒸着配向膜とが順に積層形成され、画素電極基板側の垂直蒸着膜が画素電極の上面に対し画素電極間の溝部の底面が低く膜形成された状態において、斜方蒸着配向膜が蒸着形成されているものである。
【００１５】
本発明による液晶表示装置は、上記した本発明による反射型液晶表示素子によって変調された光を用いて映像表示を行うようにしたものである。
【００１６】
本発明による反射型液晶表示素子の製造方法は、透明電極基板と、金属膜により形成された複数の反射型の画素電極を有する画素電極基板とが垂直配向液晶を介して互いに対向配置された反射型液晶表示素子を製造する方法であって、画素電極基板の製造工程と透明電極基板の製造工程とのそれぞれについて、垂直配向液晶に接する面側に、基板面に対して垂直方向から垂直蒸着膜を蒸着形成する工程と、垂直蒸着膜を形成した後、垂直蒸着膜の上に、基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜を蒸着形成する工程とを含み、画素電極基板側の垂直蒸着膜を膜形成する工程において、画素電極の上面に対し画素電極間の溝部の底面が低くなるように垂直蒸着膜を膜形成し、画素電極基板側の斜方蒸着配向膜を蒸着形成する工程において、画素電極の上面に対し溝部の底面が低くなっている状態で斜方蒸着配向膜を蒸着形成するものである。
【００１７】
本発明による反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置において、垂直蒸着膜および斜方蒸着配向膜としては、例えば酸化珪素による蒸着膜が形成される。
【００１８】
本発明による反射型液晶表示素子およびその製造方法、ならびに液晶表示装置では、画素電極基板と透明電極基板とのそれぞれについて、斜方蒸着配向膜の下地層として垂直蒸着膜が形成される。例えば酸化珪素の垂直蒸着膜は、斜方蒸着配向膜と比較して柱状構造を持たず緻密な膜であり比抵抗も高いため、斜方蒸着配向膜と各基板間での電気的な遮蔽層として機能する。これにより、従来のデバイスのようなイオンの流動が抑制される。その結果、長期の駆動においても、イオンの焼き付きを起こすことなく長期信頼性に優れたデバイスが実現される。また特に、各蒸着膜を同じ酸化珪素膜で形成した場合には、酸化珪素という同じ材料である下地膜の上に酸化珪素の斜方蒸着配向膜が形成されるため、従来のようにＩＴＯ電極やアルミニウム電極の上に直接配向膜が成膜される場合に比べ、膜質も良好なものとなる。
【００１９】
本発明による反射型液晶表示素子は、垂直蒸着膜の上に斜方蒸着配向膜が形成された、いわば２層構造配向膜であるが、その製造方法において、垂直蒸着膜と斜方蒸着配向膜との膜形成は、連続的に行うことが好ましい。「連続的」とは真空状態を破らず、連続して成膜するということを意味する。２つの膜を、別々の装置で成膜したり、あるいは一度真空状態を破ってから２つの目の膜を成膜する方法も可能であり、これによってもある程度の効果は得られる。しかしながら、その場合には、それらの膜の間の界面の清浄性を極めてきれいに保つ必要がある。すなわち、例えば酸化珪素は水分吸着や不純物の付着に敏感なため、垂直蒸着膜の表面の化学的安定性が重要である。これが不十分であると、膜間の接合強度が弱く剥がれたり、また構造が連続的につながらず、その界面でイオン等が逆にトラップされ新たな焼き付きを起こす可能性がある。
【００２０】
従って、画素電極基板の製造工程と透明電極基板の製造工程とのそれぞれについて、例えば、基板法線方向に対する蒸着粒子の入射角度を変えることのできる機構を備えた１台の蒸着装置を用い、真空状態を破らずに２つの膜を連続的に蒸着することが最も効果的であり効率的な製造方法として、望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の反射型液晶表示素子および液晶表示装置によれば、画素電極基板と透明電極基板とのそれぞれの垂直配向液晶に接する面側に、少なくとも、基板面に対して垂直方向から蒸着形成された垂直蒸着膜と、垂直蒸着膜を介して、基板面に対して斜め方向から蒸着形成された斜方蒸着配向膜とが順に積層形成されているので、斜方蒸着配向膜による配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が配向膜を導通することを抑制して長期信頼性を実現することができる。
【００２２】
特に、本発明の液晶表示装置によれば、本発明の反射型液晶表示素子を用いて映像表示を行うようにしたので、良好な画質の映像表示を実現できる。
【００２３】
本発明の反射型液晶表示素子の製造方法によれば、画素電極基板の製造工程と透明電極基板の製造工程とのそれぞれについて、垂直配向液晶に接する面側に、基板面に対して垂直方向から垂直蒸着膜を蒸着形成する工程と、垂直蒸着膜を形成した後、垂直蒸着膜を介して、基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜を蒸着形成する工程とを含めるようにしたので、斜方蒸着配向膜による配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が配向膜を導通することを抑制して長期信頼性を実現することができるような反射型液晶表示素子を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
＜反射型液晶表示素子の説明＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構造を示している。この反射型液晶表示素子は、互いに対向配置された一対の透明電極基板３０および画素電極基板４０と、これらの基板間に注入された垂直配向液晶４５とを備えている。
【００２６】
透明電極基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の垂直配向液晶４５に接する面側（画素電極基板４０に対向する面側）に積層された透明電極３２とを備えている。透明電極３２の垂直配向液晶４５に接する面側にはさらに、垂直蒸着膜３３Ａと斜方蒸着配向膜３３Ｂとが順に全面的に積層されている。透明電極３２は、光の透過作用のある電極材料、一般に、酸化すず（ＳｎＯ2）と酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）との固溶体物質であるＩＴＯ(Indium Tin Oxide；インジウムすず酸化膜)が用いられる。透明電極３２には、全画素領域で共通の電位（例えば接地電位）が印加されるようになっている。
【００２７】
垂直蒸着膜３３Ａは、透明電極基板３０の基板面に対して垂直方向から蒸着形成されたものである。斜方蒸着配向膜３３Ｂは、透明電極基板３０の基板面に対して斜め方向から蒸着形成されたものであり、垂直蒸着膜３３Ａを介して、透明電極３２の上面全体に積層されている。
【００２８】
画素電極基板４０は、例えば単結晶のシリコン基板４１を有し、このシリコン基板４１の垂直配向液晶４５に接する面側（透明電極基板３０に対向する面側）に、反射型画素電極４２と、垂直蒸着膜４３Ａと、斜方蒸着配向膜４３Ｂとが順に積層形成されている。シリコン基板４１には、ＣＭＯＳやＮＭＯＳなどのトランジスタＴ１とキャパシタ（補助容量）Ｃ１とからなるアクティブ型の駆動回路が形成されている。
【００２９】
反射型画素電極４２は、シリコン基板４１上に複数、マトリクス状に配置形成されている。反射型画素電極４２は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）に代表される金属膜で構成されている。反射型画素電極４２としてアルミニウム電極等の金属電極を用いた場合は、光の反射膜の機能と液晶に電圧を印加する電極として機能との両方を兼ねているが、さらに反射率を上げるために誘電体ミラーのような多層膜による反射層をアルミニウム電極等の上に形成しても良い。また、アルミニウム電極等の全面を保護する形で、酸化物あるいは窒化物の膜で覆うようにしても良い。
【００３０】
図３に、画素電極基板４０における画素間溝（隣接する画素電極間の溝部）５０付近の構造および垂直配向液晶４５の配向状態を模式的に示す。図３において、矢印８５は、斜方蒸着配向膜４３Ｂの蒸着方向を示している。垂直蒸着膜４３Ａは、画素電極基板４０の基板面に対して垂直方向から蒸着形成されたものであり、反射型画素電極４２の上面全体および画素間溝５０の底面全体に積層されている。斜方蒸着配向膜４３Ｂは、画素電極基板４０の基板面に対して斜め方向から蒸着形成されたものであり、垂直蒸着膜４３Ａを介して、反射型画素電極４２の上面全体および画素間溝５０の一部の領域５２に積層されている。
【００３１】
透明電極基板３０および画素電極基板４０のそれぞれについて、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂの下層に垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａが形成されている点が、本実施の形態の最大の特徴部分である。
【００３２】
垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａおよび斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂとしては、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）に代表される酸化珪素による蒸着膜が用いられる。この場合、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂの斜め蒸着時の蒸着角度を変えることにより、垂直配向液晶４５のプレティルト角がコントロールされる。通常、蒸着角度θは基板法線方向に対して、４５°〜６５°程度である。
【００３３】
この反射型液晶表示素子で用いられる垂直配向液晶４５は、その分子長軸が、印加電圧がゼロの時にほぼ各基板面に対して垂直方向に配向し、電圧を印加すると面内に傾くことで透過率が変化するものである。駆動時に液晶分子の傾斜する方向が一様でないと明暗のむらが生じてしまうため、これを避けるために、あらかじめわずかなプレティルト角を一定方向（一般にはデバイスの対角方向）に与えて垂直配向させる必要がある。プレティルト角があまり大きいと垂直配向性が劣化し、黒レベルが上昇してコントラストを低下させる。従って、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂにより、一般には１°〜５°くらいの間にプレティルト角が制御される。
【００３４】
図２は、この反射型液晶表示素子の駆動部の構成を示している。駆動部は、各画素内に形成される画素駆動回路６１と、表示領域６０の周辺に配置される、データドライバ６２および走査ドライバ６３等のロジック部とを備えている。データドライバ６２には、信号線６４を介して外部からの画像信号Ｄが入力される。画素駆動回路６１は、各反射型画素電極４２の下層に形成され、一般にスイッチングトランジスタＴ１と液晶に電圧を供給する補助容量Ｃ１とを有して構成されている。トランジスタＴ１には、垂直配向液晶４５の駆動電圧に対応した耐圧が要求され、一般にロジック部よりも高い耐圧プロセスで作製される。
【００３５】
画素駆動回路６１において、列方向にはデータ線７１が複数配置され、行方向には走査線７２が複数位置されている。各データ線７１と各走査線７２との交差点が、１画素に対応している。各トランジスタＴ１のソース電極は、データ線７１に接続され、ゲート電極は、走査線７２に接続されている。各トランジスタＴ１のドレイン電極は、各反射型画素電極４２と補助容量Ｃ１とに接続されている。各データ線７１は、データドライバ６２に接続され、このデータドライバ６２から画像信号が供給される。各走査線７２は、走査ドライバ６３に接続され、走査ドライバ６３から走査信号が順次供給される。
【００３６】
次に、この反射型液晶表示素子の製造方法について説明する。なお、この反射型液晶表示素子の特徴部分は、透明電極基板３０および画素電極基板４０における垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａおよび斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂの構造にあるので、特に、これらの膜形成の方法を詳しく説明する。また、それらの膜形成の方法は、基本的に透明電極基板３０および画素電極基板４０共に同じであるから、以下では主に画素電極基板４０における膜形成の方法を代表して説明する。
【００３７】
図５（Ａ），（Ｂ）は、これらの膜形成に用いられる真空蒸着装置を示している。なお、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の真空蒸着装置を図のＸ１方向から見た状態を示している。画素電極基板４０として、シリコン基板４１上に反射型画素電極４２が形成されたものを洗浄後、真空蒸着装置８０に導入する。なお、反射型画素電極４２は、例えば半導体プロセスにおいて、シリコン基板４１上に例えばアルミニウム等の金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて正方状に電極加工することにより形成される。
【００３８】
真空蒸着装置８０としては、基板の法線に対する蒸着粒子８３の入射方向を変えることができるよう、例えば基板回転機構を有するものを用いる。真空蒸着装置８０の内部は、膜形成時には真空状態に保たれる。このような基板回転機構を有する真空蒸着装置８０内において、まず、画素電極基板４０の基板面の法線方向と蒸着源８１からの蒸着粒子８３の入射方向とを一致させ（第１の蒸着位置）、基板面に対し垂直方向から垂直蒸着膜４３Ａの形成を行う。蒸着粒子８３としては、例えば酸化珪素を用いる。垂直蒸着膜４３Ａは、基板面に対し垂直方向から蒸着されるので、図３に示したように、反射型画素電極４２の上面全体および画素間溝５０の底面全体に形成される。
【００３９】
その後、真空状態を維持した状態で、基板面の法線方向が蒸着粒子８３の入射方向に対して所定の角度θとなるように、画素電極基板４０を角度θ回転させて傾けることで（第２の蒸着位置）、基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜４３Ｂを蒸着形成する。蒸着源８１は、垂直蒸着膜４３Ａの形成時と同じものを使用し、蒸着粒子８３として、垂直蒸着膜４３Ａと同様、例えば酸化珪素を用いる。このようにして、基板面の法線方向に対して例えば４５°〜６５°の入射角度θで斜方蒸着配向膜４３Ｂを斜方蒸着する。面内入射方向は、従来と同様、画素の対角方向とし、液晶分子のプレティルト角度が１°〜５°くらいになるように設計する。斜方蒸着配向膜４３Ｂは、基板面に対して斜め方向から蒸着されるので、図３に示したように、垂直蒸着膜４３Ａを介して反射型画素電極４２の上面全体と画素間溝５０の一部の領域５２に形成される。画素間溝５０において、斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されていない領域５１では、垂直蒸着膜４３Ａが液晶に接することとなる。
【００４０】
なお、透明電極基板３０においては、透明電極３２が基板面全体に形成されているので、垂直蒸着膜３３Ａが透明電極３２上に全体形成される。そして、斜方蒸着配向膜４３Ｂがその垂直蒸着膜３３Ａ上に全体形成される。
【００４１】
以上のように、垂直蒸着膜４３Ａと斜方蒸着配向膜４３Ｂとの膜形成は、１台の真空蒸着装置８０内で連続的に行うことが好ましい。「連続的」とは真空状態を破らず、連続して成膜するということを意味する。２つの膜を、別々の装置で成膜したり、あるいは垂直蒸着膜４３Ａを形成後、一度真空状態を破ってから斜方蒸着配向膜４３Ｂを成膜する方法も可能であり、これによってもある程度の効果は得られる。しかしながら、その場合には、それらの膜の間の界面の清浄性を極めてきれいに保つ必要がある。すなわち、例えば酸化珪素は水分吸着や不純物の付着に敏感なため、垂直蒸着膜４３Ａの表面の化学的安定性が重要である。これが不十分であると、膜間の接合強度が弱く剥がれたり、また構造が連続的につながらず、その界面でイオン等が逆にトラップされ新たな焼き付きを起こす可能性がある。
【００４２】
図６に、以上の方法で実際に膜形成した膜構造の断面写真を示す。これは、反射型画素電極４２としてのアルミニウム電極の上に、酸化珪素からなる垂直蒸着膜と斜方蒸着膜とを形成したものである。真空状態を破らずに連続して成膜したため、垂直蒸着膜の表面には水分吸着等の問題が起こらず、膜の連続性が極めて良好な状態で斜方蒸着膜が形成されていることが分かる。
【００４３】
この手法によれば、図６に示すように、垂直蒸着膜から斜方蒸着膜まで一連の構造を持った膜が形成される。いうならば、この配向膜は、垂直下地膜と斜方蒸着膜とが一体になった酸化珪素配向膜といえ、従来の斜方蒸着膜のみの構成とはまったく異なるものである。
【００４４】
垂直蒸着膜４３Ａと斜方蒸着配向膜４３Ｂとの膜形成を連続的に行う場合、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように蒸着源８１と基板の設置位置との間にシャッタ８２を配置し、このシャッタ８２を図示しない基板回転機構と連動させて開閉させるようにすると良い。すなわち、まずシャッタ８２を開けた状態で垂直蒸着膜４３Ａの形成を行った後、シャッタ８２を閉じて一旦蒸着粒子８３を遮蔽する。その間に基板を基板回転機構によって回転させ、再びシャッタ８２を開け、斜方蒸着配向膜４３Ｂの形成を行う。このように、シャッタ８２などを用いて一旦蒸着粒子８３を遮蔽して斜方蒸着配向膜４３Ｂの形成を行うことが好ましいが、これに限らず、シャッタ８２を設けずに、垂直蒸着しながら途中で基板を回転させて連続的に斜方蒸着へと移行するような方法も可能である。
【００４５】
以上のような膜の製造方法により、透明電極基板３０および画素電極基板４０のそれぞれについて、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａを介して斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂが連続的に形成される。特に画素電極基板４０においては、反射型画素電極４２の上面には、垂直蒸着膜４３Ａを介して斜方蒸着配向膜４３Ｂが全体的に形成され、画素間溝５０については、垂直蒸着膜４３Ａを介して部分的に斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成される。これらの膜構造により得られる作用、効果については後述する。
【００４６】
斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂの下層に事前に成膜する垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａの厚さは、あまりに薄いと良質な膜ができず緻密で比抵抗の高い膜とならないことから１０ｎｍ以上あることが好ましい。上限に関してはあまりに厚いと成膜時間が長くなり膜質が劣化して実用性に乏しくなるので厚さは５００ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さが実用上、特に適している。
【００４７】
ところで、以上では、反射型画素電極４２の上に直接、垂直蒸着膜４３Ａと斜方蒸着配向膜４３Ｂとが順に積層されている例について説明したが、反射型画素電極４２の上に他の膜が存在し、その膜の上に垂直蒸着膜４３Ａと斜方蒸着配向膜４３Ｂとが順に積層されている構造であっても良い。例えば、反射型画素電極４２としてアルミニウム電極を用いた場合、その表面は化学的に不安定なため、一般に酸化物もしくは窒化物からなるパッシベーション膜と称する保護膜で画素電極全体を覆う場合があるが、この場合にも本実施の形態による配向膜の構造は有効である。
【００４８】
図４は、このパッシベーション膜が積層された膜構造の例を示している。このパッシベーション膜４４は、例えばＬＳＩプロセスにおいて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの成膜技術で作成され、反射型画素電極４２の上面全体、ならびに画素間溝５０の側面、および底辺に亘って、全体にほぼ均一にオーバコートされる。このパッシベーション膜４４の上に、図３に示した膜構造と同様に、垂直蒸着膜４３Ａと斜方蒸着配向膜４３Ｂとが順に積層されていても良い。
【００４９】
その他にも、反射型画素電極４２の反射率をより向上させるために、酸化膜や窒化膜からなる屈折率の異なる膜の積層膜で誘電体ミラーを電極上に設ける場合があるが、この場合にも本実施の形態による配向膜の構造は有効である。
【００５０】
次に、以上のように構成された反射型液晶表示素子の作用、動作を説明する。
【００５１】
この反射型液晶表示素子では、透明電極基板３０側から入射し、垂直配向液晶４５を通過した入射光Ｌ１を、反射型画素電極４２の反射機能により反射させる。反射型画素電極４２において反射された光Ｌ１は、入射時とは逆方向に、垂直配向液晶４５および透明電極基板３０を通過して出射される。このとき、垂直配向液晶４５は、対向する電極間の電位差に応じて、その光学的な特性が変化し、通過する光Ｌ１を変調させる。この光変調により階調表現が可能となり、その変調された光Ｌ２が映像表示に利用される。
【００５２】
垂直配向液晶４５への電圧印加は、図２に示した画素駆動回路６１によって行われる。データドライバ６２は、信号線６４を介して入力された外部からの画像信号Ｄに応じて、データ線７１に画像信号を供給する。走査ドライバ６３は、所定のタイミングで各走査線７２に走査信号を順次供給する。これにより、走査線７２からの走査信号によって走査され、かつデータ線７１からの画像信号が印加された部分の画素が選択的に駆動される。
【００５３】
この反射型液晶表示素子では、透明電極基板３０および画素電極基板４０において、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂの下地膜として垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａが形成されていることにより、以下の作用、効果が得られる。
【００５４】
例えば酸化珪素からなる垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａは、例えば同材料の酸化珪素からなる斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂと比較して柱状構造を持たず緻密な膜であり比抵抗も高い。このため垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａは、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂと各基板間での電気的な遮蔽層として機能する。これにより、従来のデバイスのような配向膜を介したイオンの流動が抑制される。その結果、長期の駆動においても、イオンの焼き付きを起こすことなく長期信頼性に優れたデバイスが実現される。
【００５５】
また特に、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａと斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂとを同じ酸化珪素膜で形成した場合には、酸化珪素という同じ材料である下地膜の上に酸化珪素の斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂが形成されるため、従来のようにＩＴＯ電極やアルミニウム電極の上に直接配向膜が成膜される場合に比べ、膜質も良好なものとなる。また、従来のデバイスでは十分な配向規制力を発揮するためには配向膜として４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるが、本実施の形態の膜構造によれば、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂとして、３０ｎｍの膜厚でも十分な配向規制力が得られるようになる。
【００５６】
さらに、図５に示したような蒸着装置で、真空状態を破らずに連続して成膜を行うことで、成膜時において、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａの表面には水分吸着等の問題が起こらず、膜の連続性が極めて良好な状態で斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂが形成される。このような膜の連続性により、膜の界面でイオンがトラップされるような問題がまったく起こらない。また、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａは図６の断面写真に示したように、柱状構造を持たない緻密な膜であり、また比抵抗も斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂよりも高いため、液晶表示素子全体の抵抗値が高くなり、イオン等の電流が流れにくくなる。また、透明電極基板３０側と画素電極基板４０側とで、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａの膜厚を変えることで容易に電気的な対称性を制御することも可能である。
【００５７】
また特に、画素電極基板４０については、反射型画素電極４２の上面に、図３に示したように、垂直蒸着膜４３Ａを介して斜方蒸着配向膜４３Ｂが全体的に形成され、画素間溝５０については、垂直蒸着膜４３Ａを介して部分的に斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されていることにより、さらに以下の作用、効果が得られる。
【００５８】
例えば酸化珪素による蒸着膜の場合、その蒸着方向に液晶分子を配向させる性質があるので、垂直蒸着膜４３Ａに接している部分については、液晶分子が基板面に対して垂直に配向され、斜方蒸着配向膜４３Ｂに接している部分については、液晶分子が基板面に対して斜めにプレティルト角をつけた状態で配向される。
【００５９】
このため、図３に示したように、反射型画素電極４２の上面では、垂直蒸着膜４３Ａを介して斜方蒸着配向膜が全体的に形成されていることにより、液晶分子が、電圧印加時にその蒸着方向（一般に画素対角４５°方向）に倒れるように、例えば１°〜５°くらいのわずかなプレティルト角をつけた状態で配向される。画素間溝５０では、斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されている領域５２については、同様にプレティルト角をつけた状態で液晶分子が配向される。なお、斜方蒸着配向膜４３Ｂの下層に成膜された垂直蒸着膜４３Ａは、その上層の斜方蒸着配向膜４３Ｂには配向に関して影響せず、液晶に直接接している斜方蒸着配向膜４３Ｂで決まるプレティルト角が実現される。一方、斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されていない領域５１については、液晶分子が垂直蒸着膜４３Ａによって、基板面に対して完全に垂直方向に配向される。
【００６０】
従来の膜構造では、画素間溝５０における斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されていない領域５１については、垂直性を有さない、配向の乱れた状態となっていたため、垂直配向している反射型画素電極４２上の液晶の配向に悪影響を及ぼす。
【００６１】
これに対し、本実施の形態による膜構造では、その領域５１については、垂直蒸着膜４３Ａによって液晶が垂直方向に配向されるため、反射型画素電極４２上の液晶の垂直配向性にほとんど悪影響を及ぼさない。なお、垂直蒸着膜４３Ａによる液晶の配向と斜方蒸着配向膜４３Ｂによる液晶の配向とでは、斜方蒸着配向膜４３Ｂによる配向の方が、プレティルト角を持つ分、わずかに異なる。しかしながら、通常、プレティルト角は１°〜５°とわずかなので、事実上、それらの配向の違いは表示画質としてまったく認識できない。画素間溝５０部分の液晶は基板面に対して完全に垂直方向に配向しており、面内へ傾くことに対してエネルギー的に等価であるため、電圧印加で倒れる場合は画素面上に存在する液晶との相互作用で、垂直蒸着膜４３Ａ上の液晶分子も画素面上の液晶分子と同じ方向に倒れる。このため、結果として従来のデバイスのような配向不良はまったく見いだされない。この結果、本実施の形態では、液晶分子が全体的に均一に垂直配向した状態を安定して実現できる。このため、本実施の形態では、従来のような画素間溝周辺での配向不良が発生せず、表示領域全域に亘って安定的な垂直配向が実現される。これにより、良好な画質が実現される。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子によれば、透明電極基板３０および画素電極基板４０のそれぞれについて、垂直配向液晶４５に接する面側に、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａを介して斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂが積層形成されているので、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂによる配向特性を維持したまま、その膜構造に起因する電気的な特性を改善し、イオン等が斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂを導通することを抑制して長期信頼性を実現することができる。
【００６３】
また特に、画素電極基板４０については、反射型画素電極４２の上面全体および画素間溝５０の底面全体に垂直蒸着膜４３Ａが蒸着形成され、その垂直蒸着膜４３Ａを介して、反射型画素電極４２の上面全体および隣接する画素間溝５０の一部の領域５２に、画素電極基板４０の基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜４３Ｂが蒸着形成されているので、画素間溝５０における斜方蒸着配向膜４３Ｂが形成されていない領域５１では、垂直蒸着膜４３Ａによって液晶が垂直方向に配向される。これにより、画素間溝５０の構造に起因する配向不良、配向むらを抑制し、良好な画質を実現することができる。
【００６４】
ここで、本実施の形態と上記特許文献１（特開平１１−１７４４２７号公報）記載の技術との差異を説明する。
【００６５】
特許文献１には、具体的な実施例として、ＩＴＯ電極膜の上に中間層としてＡｌ2Ｏ3膜が成膜され、その上に配向膜としてＳｉＯ2の斜方蒸着膜が形成された構造が記載されている。本実施の形態では、その中間層に該当する垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａが、斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂと同じＳｉＯ2膜で良いが、特許文献１記載の技術の場合は、光学的な要求から、中間層は必ず屈折率がＳｉＯ2よりも大きくならなければならならず、本実施の形態のように同じ屈折率の材料で構成した場合には効果が生じない。また、この特許文献１記載の技術は、光反射の抑制を目的とした光学的な見地からの技術であり、本発明が言及している電気抵抗を増加させイオンの導通を抑制する電気的特性を視点としたものではない。さらに、特許文献１記載の技術は透明電極基板３０側だけを対象とした技術であり、画素電極基板４０側への下地膜の構成を全く言及していない。これに対して、本実施の形態は、透明電極基板３０および画素電極基板４０の両方に、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａを下地膜とした斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂを形成する２層構造を特徴とした技術であり、まったく異質のものである。
【００６６】
＜液晶表示装置の説明＞
次に、図１に示した構成の反射型液晶表示素子を使用した液晶表示装置の例について説明する。ここでは、図７に示したように、反射型液晶表示素子をライトバルブとして使用した反射型液晶プロジェクタの例について説明する。
【００６７】
図７に示した反射型液晶プロジェクタは、赤、緑および青の各色用の液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを３枚用いてカラー画像表示を行う、いわゆる３板方式のものである。この反射型液晶プロジェクタは、光軸１０に沿って、光源１１と、ダイクロイックミラー１２，１３と、全反射ミラー１４とを備えている。この反射型液晶プロジェクタは、また、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７と、合成プリズム１８と、投射レンズ１９と、スクリーン２０とを備えている。
【００６８】
光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を含んだ白色光を発するものであり、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプなどにより構成されている。
【００６９】
ダイクロイックミラー１２は、光源１１からの光を、青色光とその他の色光とに分離する機能を有している。ダイクロイックミラー１３は、ダイクロイックミラー１２を通過した光を、赤色光と緑色光とに分離する機能を有している。全反射ミラー１４は、ダイクロイックミラー１２によって分離された青色光を、偏光ビームスプリッタ１７に向けて反射するようになっている。
【００７０】
偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、それぞれ、赤色光、緑色光および青色光の光路に沿って設けられている。これらの偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、それぞれ、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａを有し、この偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａにおいて、入射した各色光を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａは、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）は透過するようになっている。
【００７１】
液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、上述した構成の反射型液晶表示素子（図１）によって構成されている。これらの液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂには、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７の偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａによって分離された所定の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の色光が入射されるようになっている。液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射光を変調させると共に、その変調された光を偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７に向けて反射する機能を有している。
【００７２】
合成プリズム１８は、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出射され、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７を通過した所定の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の色光を、合成する機能を有している。投射レンズ１９は、合成プリズム１８から出射された合成光を、スクリーン２０に向けて投射する投射手段としての機能を有している。
【００７３】
以上のように構成された反射型液晶プロジェクタにおいて、光源１１から出射された白色光は、まず、ダイクロイックミラー１２の機能によって青色光とその他の色光（赤色光および緑色光）とに分離される。このうち青色光は、全反射ミラー１４の機能によって、偏光ビームスプリッタ１７に向けて反射される。一方、赤色光および緑色光は、ダイクロイックミラー１３の機能によって、さらに、赤色光と緑色光とに分離される。分離された赤色光および緑色光は、それぞれ、偏光ビームスプリッタ１５，１６に入射される。
【００７４】
偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、入射した各色光を、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａにおいて、互いに直交する２つの偏光成分に分離する。このとき、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａは、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに向けて反射する。
【００７５】
液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射した所定の偏光成分の色光を画素単位で変調させる。このとき、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、図１に示した反射型液晶表示素子によって構成されているので、コントラストなどの特性や画質に関して、良好な特性を実現できる。
【００７６】
液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、変調した各色光を偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７に向けて反射する。偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの反射光（変調光）のうち、所定の偏光成分（例えばＰ偏光成分）のみを通過させ、合成プリズム１８に向けて出射する。合成プリズム１８は、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７を通過した所定の偏光成分の色光を合成し、投射レンズ１９に向けて出射する。投射レンズ１９は、合成プリズム１８から出射された合成光を、スクリーン２０に向けて投射する。これにより、スクリーン２０に、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって変調された光に応じた映像が投影され、所望の映像表示がなされる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る反射型液晶プロジェクタによれば、透明電極基板３０および画素電極基板４０として、垂直蒸着膜３３Ａ，４３Ａと斜方蒸着配向膜３３Ｂ，４３Ｂとが積層された構造を有する反射型液晶表示素子（図１）を、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂとして用いるようにしたので、長期信頼性を実現できると共に、高いコントラストと良好な画質で映像表示を実現できる。
【実施例】
【００７８】
次に、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子の具体的な特性を実施例として示す。以下、実施例を説明する前に、まず、従来の反射型液晶表示素子の特性を比較例として示す。
【００７９】
［比較例１，２］
以下、比較例１，２について、まとめて説明する。比較例となる反射型液晶表示素子の試料を以下のように作製した。まず、透明電極が成膜されたガラス基板と反射型画素電極としてアルミニウム電極が形成されたシリコン駆動基板とを洗浄後、蒸着装置に導入し、配向膜として酸化珪素膜を、基板への蒸着角度５０〜５５°の範囲で斜め蒸着して形成した。配向膜の膜厚は５０ｎｍとした。液晶のプレティルト角は約２．５°になるように配向制御した。その後、配向膜が形成された各基板を対向配置して、その間に２μｍ径のガラスビーズを適当な数だけ散布して、張り合わせ、さらに、メルク社製の誘電異方性Δεが負の垂直液晶材料を注入し、これにより反射型液晶表示素子の試料を作製した。シリコン駆動基板上のアルミニウム電極の画素ピッチは９μｍ、画素間の溝幅は０．６μｍとした。また、アルミニウム電極の上に、画素電極を保護するためのＳｉＯ2系のパッシベーション膜を、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により４５ｎｍの厚さでオーバコートしたものに関しても同様な方法で作製した。
【００８０】
これらの試料をプロジェクタに導入し、モノスコ表示を長期にわたり表示した際の焼き付きを調べた結果、パッシベーション膜のないものは２００時間の連続駆動でわずかではあるが焼き付きが認められた。またパッシベーション膜があるものは、４００時間まで良好であった。これはアルミニウム電極の表面からイオン等が電界によって流出するが、これをパッシベーション膜が抑制しているものと考えられる。以上の観察結果を、後述の実施例の結果と共に、図８にまとめて示す。
【００８１】
また、この実験で用いた斜方蒸着ＳｉＯ2膜の断面構造を走査電子顕微鏡を用いて観察したところ、図９のような柱状構造を確認した。蒸着時の入射方向に傾いた柱状のグレイン（結晶粒）が成長しており、またグレインの間の粒界部分は図のように隙間構造を有していることが分かる。この粒界は膜を斜め方向に貫いており、イオン等を導通しやすいと考えられる。この膜の比抵抗を測定したところ、４〜６×１０11Ωｃｍという結果となった。これは、後に示す垂直蒸着のＳｉＯ2膜の２〜５分の１程度とかなり低い抵抗であることが明らかになった。
【００８２】
［実施例１，２］
以下、実施例１，２について、まとめて説明する。基本的に、配向膜以外については、上記比較例と同じ方法・仕様で、反射型液晶表示素子の試料を作製した。すなわち、透明電極が成膜されたガラス基板と反射型画素電極としてアルミニウム電極が形成されたシリコン駆動基板とを洗浄後、配向膜を以下に述べる方法で蒸着形成し、その後、それら一対の基板間に、メルク社製の誘電異方性Δεが負の垂直液晶材料を注入した反射型液晶表示素子を作製した。シリコン駆動基板の仕様も上記比較例と同じにし、画素ピッチは９μｍで、画素間の溝幅を、０．６μｍとした。アルミニウム電極の上に、パッシベーション膜が設けられたものも同様に作製した。
【００８３】
ただし、本実施例では、上記比較例とは異なり、各基板上の配向膜の構造を図１に対応する構造にした。配向膜の形成方法は次のとおりである。図５に示したように、蒸着粒子８３の入射する方向を変えることのできるような、基板回転機構を有する蒸着装置８０を用いて、洗浄した基板を、蒸着装置８０に入れ、まず蒸着源８１から基板に蒸着粒子８３が垂直に入射するような配置で、酸化珪素膜を５０ｎｍの厚さで成膜した。その後、真空状態を破らず引き続き、基板を法線方向からθ＝５５°の角度となるように傾け、同じ蒸着源８１から同じ酸化珪素膜を斜方蒸着した。膜厚は５０ｎｍとした。透明電極側の基板および画素電極側の基板共に同じ成膜条件とした。
【００８４】
図６には代表で図８の実施例１の試料の膜構造について、その断面写真（走査電子顕微鏡写真）を示す。斜方蒸着膜では明らかな柱状構造が認められるが、その下地に相当する垂直蒸着膜には柱状構造はなく斜方蒸着膜に比べ緻密な膜となっている。また、それらの膜の界面に相当する境や亀裂のようなものが認められず、垂直蒸着膜から斜方蒸着膜へは膜が連続的に形成されていることが分かる。
【００８５】
この垂直蒸着膜のみの比抵抗を別途測定したところ、１〜２×１０12Ωｃｍであり、斜方蒸着膜の２〜５倍の高い値を示すことが分かった。垂直蒸着膜と斜方蒸着膜との２層構造膜においても、同様な高い値を示した。
【００８６】
これらの試料を作成後、比較例と同様にプロジェクタに導入し、モノスコ表示を長期にわたり表示した際の焼き付きを調べたところ、いずれも１０００時間以上、焼き付きは認められなかった。この観察結果を、図８にまとめて示す。この結果は、透明電極側の基板および画素電極側の基板両方に垂直下地膜構造を適用していることが有効に効いていることは明らかである。
【００８７】
図８に示したように、シリコン駆動基板側にパッシベーション膜を設けたものの方が、より安定な結果が得られた。このパッシべーション膜はＣＶＤ法により作成したＳｉＯ2膜である。ＣＶＤ法は、通常のＬＳＩプロセスで用いられる成膜手法である。ＣＶＤ法で作成すると、図４のように画素電極全体を覆うようにパッシべーション膜が成膜される。通常、アルミニウム画素電極の厚さは１５０ｎｍ〜２５０ｎｍであるが、図のように画素電極の側面も完全に覆うように成膜される。一方、垂直蒸着膜は、図３のように、画素電極の側面には成膜されにくい。蒸着粒子は垂直方向とはいえ、直進成分以外も存在するため、仮に成膜されても非常に薄いものとなる。この側面部分は、面積的には極めてわずかであるが、この部分のアルミ金属からのイオン流出が極めてわずかではあるが存在すると考えられる。これを防ぐためにあらかじめ画素電極全体をパッシベーション膜で覆っておくことがより効果的な対策技術となることが本実験により明らかになった。このパッシべーション膜は、画素電極全体を覆うような膜であれば、酸化物以外の膜、例えば窒化物でも効果があった。
【００８８】
また、本実験においては、図５に示した蒸着装置８０において、垂直蒸着をまず行い、一旦蒸着粒子８３をシャッタ８２で遮蔽し、その間に基板を回転させて、再びシャッタ８２を開け、斜方蒸着を行って、２層構造膜を形成する手法を用いた。これで十分な効果が得られるが、これ以外にも、垂直蒸着を止めずに蒸着しながら途中で基板を回転させても良い。
【００８９】
なお、本発明は、以上の実施の形態および実施例に限定されず、さらに種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、プロジェクタとして３枚式のプロジェクタの例について説明したが、本発明は、単板式等、他の方式のプロジェクタにも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示素子の駆動回路の構成を示す説明図である。
【図３】図１に示した反射型液晶表示素子の画素電極基板における画素間溝付近の構造および垂直配向液晶の配向状態を模式的に示した断面図である。
【図４】画素電極上にパッシベーション膜を設けた場合の画素電極基板の構成例を示す断面図である。
【図５】蒸着膜を形成するための装置の構成例を示す図である。
【図６】実際に作製した画素電極基板の膜構造の断面写真を示す図である。
【図７】図１に示した反射型液晶表示素子を使用して構成された液晶表示装置の一例を示す構成図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示素子と従来の反射型液晶表示素子とにおける焼き付きの発生状況を観察した結果を示す図である。
【図９】従来の反射型液晶表示素子における配向膜の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１…光源、１９…投射レンズ、２０…スクリーン、２１…反射型液晶表示素子、２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…液晶ライトバルブ、３０…透明電極基板、３２…透明電極層、３３Ａ，４３Ａ…垂直蒸着膜、３３Ｂ，４３Ｂ…斜方蒸着配向膜、４０…画素電極基板、４１…シリコン基板、４２…反射型画素電極、４４…パッシベーション膜、４５…垂直配向液晶、８０…真空蒸着装置、８１…蒸着源、８３…蒸着粒子。
【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７】
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【図８】
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【図６】
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【図９】
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