(57)【要約】【課題】  良好な配向特性と高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶装置は、一対の基板１０，２０間に液晶５０を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板１０の前記液晶５０側の面に配向膜１を有し、前記配向膜１は、共通の母材を有する複数の層１Ａ，１Ｂ，１Ｃからなり、前記複数の層１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、前記母材中に占める有機材料成分の比率が、前記基板１０側の層１Ａから前記液晶５０側の層１Ｃに向けて大きくなるように構成されている。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を有し、
前記配向膜は、共通の無機材料成分を有する複数の層からなり、
前記複数の層は、前記共通の無機材料成分中に占める有機材料成分の比率が、前記基板側の層から前記液晶側の層に向けて大きくなるように構成されていることを特徴とする、液晶装置。
【請求項２】
前記複数の層のうち、最も前記基板側に配置される層が、無機材料成分を主体とする無機配向膜によって構成され、最も前記液晶側に配置される層が、有機材料成分を主体とする有機配向膜によって構成されていることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記無機配向膜は、前記基板の材料成分と同じ無機材料成分を主体として構成されていることを特徴とする、請求項２記載の液晶装置。
【請求項４】
前記配向膜の前記有機材料成分は、有機金属材料によって構成されており、
前記有機金属材料は、その分子内に、前記液晶との親和性を向上させる親和性付与基と前記液晶の配向を制御する配向性付与基の少なくともいずれか一方を有することを特徴とする、請求項２又は３記載の液晶装置。
【請求項５】
前記親和性付与基は、ビニル基、アルキレン基、シアノアルキル基のうち、少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
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の分岐アルキル基のうち、少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４又は５記載の液晶装置。
【請求項７】
前記配向膜は、ゾル・ゲル法によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載の液晶装置。
【請求項８】
一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を形成する工程を有し、
前記配向膜の形成工程は、共通の母材を有する複数の層を、その母材中に占める有機材料成分の比率が前記基板側の層から前記液晶側の層に向けて大きくなるように、順次形成する工程を含むことを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【請求項９】
前記複数の層のうち、最も前記基板側に配置される層が、無機材料成分を主体とする無機配向膜によって形成され、最も前記液晶側に配置される層が、有機材料成分を主体とする有機配向膜によって形成されることを特徴とする、請求項８記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
前記無機配向膜は、前記基板の主成分と同じ無機材料成分を主体として構成されていることを特徴とする、請求項９記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
前記配向膜の形成工程は、金属アルコキシドを縮重合させ、その分子内に、前記液晶との親和性を向上させる親和性付与基と前記液晶の配向を制御する配向性付与基の少なくともいずれか一方を有する配向膜形成用液体を調製する工程と、前記配向膜形成用液体を硬化させて前記配向膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかの項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
前記配向膜の形成工程は、前記複数の層のうち、最も前記液晶側に配置される層を形成する前に、それよりも前記基板側に配置される層の表面を配向処理する工程を含むことを特徴とする、請求項１１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
前記配向膜形成用液体は、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み、前記シラン化合物として、前記有機基を構成する炭素原子が直接ケイ素原子に結合してなるものを用いることを特徴とする、請求項１１又は１２記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１４】
前記有機基は、芳香環を含む官能基であることを特徴とする、請求項１３記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれかの項に記載の液晶装置又は請求項８〜１４のいずれかの項に記載の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えたことを特徴とする、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶プロジェクタ（投射型表示装置）のライトバルブや携帯電話等のディスプレイとして用いられる液晶装置には、その液晶層を挟持する基板の最表面に、液晶分子の配列を制御するための配向膜が形成されている。この配向膜としては、ポリイミド等の有機膜をラビング処理したもの（有機配向膜）が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２４４０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような有機配向膜は、配向力に優れる反面、熱や光に弱く、長期間の使用によってその配向力が次第に低下してしまうという問題がある。例えば高強度の光が照射されるプロジェクタに搭載した場合、配向膜は光源からの光や熱によって次第に変性されてゆき、液晶分子を所望の配向方向に配列できなくなる場合がある。また、このような光劣化が生じると、その分解生成物によって液晶の性能等に悪影響を及ぼすことがある。
【０００４】
この問題を解決するための手段として、前記配向膜に無機材料で形成された配向膜（無機配向膜）を用いる技術が提案されている。無機配向膜は、一般に、斜方蒸着法により形成される。しかしながら、無機配向膜は、有機材料で構成された有機配向膜に比べて、耐光性や耐熱性に優れるものの、液晶分子を配向させる能力が低いという問題がある。このため、無機配向膜を用いた液晶装置では、配向力の不足による配向むらやコントラストの低下等を招く虞があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、良好な配向特性と高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、良好な表示特性と高い信頼性とを兼ね備えた投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を有し、前記配向膜は、共通の無機材料成分を有する複数の層からなり、前記複数の層は、前記共通の無機材料成分中に占める有機材料成分の比率が、前記基板側の層から前記液晶側の層に向けて大きくなるように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、配向膜中の有機材料成分の比率が基板側から液晶側に向けて大きくなっているため、配向膜全体の無機材料成分の比率を高めながら、液晶と接する部分だけは配向特性の良好な有機材料成分の比率の高い組成とすることができる。このため、良好な配向特性と高い信頼性を兼ね備えた液晶装置を提供することができる。一般に、配向特性と信頼性とはトレードオフの関係となるため、両方の特性を同じ配向膜で同時に実現することはできなかったが、本発明では、この２つの特性を配向膜中の別々の層で実現させることで、両方の特性を同時に満たすことが可能となっている。
【０００７】
本発明においては、前記複数の層のうち、最も前記基板側に配置される層が、無機材料成分を主体とする無機配向膜によって構成され、最も前記液晶側に配置される層が、有機材料成分を主体とする有機配向膜によって構成されているものとすることができる。この場合、前記無機配向膜は、前記基板の材料成分と同じ無機材料成分を主体として構成されていることが好ましい。
この構成によれば、より信頼性が高く、より配向特性の良好な液晶装置を提供することができる。また、無機配向膜を基板の材料成分と同じ無機材料成分を主体として構成した場合には、無機配向膜と基板との密着性が良くなり、より信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【０００８】
ここで、「主体とする」とは、無機材料成分と有機材料成分とを比較して、一方が他方よりも多いことを意味する。例えば、無機配向膜では、無機材料成分の方が有機材料成分よりも多く含まれており、有機配向膜では、有機材料成分の方が無機材料成分よりも多く含まれている。無機材料成分と有機材料成分との比率は、配向膜に入射される光の強度、必要とされる配向特性及び耐光性等の観点から適切な値に設定される。本発明においては、有機材料成分を一部に含む配向膜であっても、無機材料成分を主体とするものであれば（すなわち無機リッチな配向膜であれば）、無機配向膜と呼び、逆に無機材料成分を一部に含む配向膜であっても、有機材料成分を主体とするものであれば（すなわち有機リッチな配向膜であれば）、有機配向膜と呼ぶ。
【０００９】
本発明においては、前記配向膜の前記有機材料成分は、有機金属材料によって構成されており、前記有機金属材料は、その分子内に、前記液晶との親和性を向上させる親和性付与基と、前記液晶の配向を制御する配向性付与基とを有するものとすることができる。
この構成によれば、耐光性に優れ、かつ、配向特性に優れた液晶装置を提供することができる。
【００１０】
本発明においては、前記親和性付与基は、ビニル基、アルキレン基、シアノアルキル基のうち、少なくとも１種であることが好ましい。
この構成によれば、液晶との親和性をより効果的に向上させることができ、液晶をより安定した状態で配置することができる。
【００１１】
本発明においては、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の分岐アルキル基のうち、少なくとも１種であることが好ましい。
この構成によれば、液晶の配向方向及びプレチルト角をより効果的に所望のものとすることができ、より優れた配向特性を示すことができる。
【００１２】
本発明においては、前記配向膜は、ゾル・ゲル法によって形成されているものとすることができる。
この構成によれば、配向膜が液相法であるゾル・ゲル法を用いて形成されるため、斜方蒸着法等の気相法を用いる従来の方法に比べて、プロセスを簡略化することができる。一方、同じ液相法を用いるという点では、ゾル・ゲル法以外の方法を用いることも可能である。例えば、特許文献１に示されるように、配向膜材料を溶剤に溶解させ、これをノズルを介して塗り重ねることもできるが、この場合には、塗り重ねた層の境界部分で溶剤による再溶解が生じ、精密な層構造が形成できないという問題がある。しかし、本発明のように、ゾル・ゲル法を用いれば、このような再溶解の問題は生じないため、無機配向膜と有機配向膜とを精度よく配置することができる。
【００１３】
本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を形成する工程を有し、前記配向膜の形成工程は、共通の母材を有する複数の層を、その母材中に占める有機材料成分の比率が前記基板側の層から前記液晶側の層に向けて大きくなるように、順次形成する工程を含むことを特徴とする。
この方法によれば、配向膜全体の無機材料成分の比率を高めながら、液晶と接する部分だけは配向特性の良好な有機材料成分の比率の高い組成とすることができる。このため、良好な配向特性と高い信頼性を兼ね備えた液晶装置を提供することができる。
【００１４】
本発明においては、前記複数の層のうち、最も前記基板側に配置される層が、無機材料成分を主体とする無機配向膜によって形成され、最も前記液晶側に配置される層が、有機材料成分を主体とする有機配向膜によって形成されるものとすることができる。この場合、前記無機配向膜は、前記基板の材料成分と同じ無機材料成分を主体として構成されていることが好ましい。
この方法によれば、より信頼性が高く、配向特性が良好な液晶装置を提供することができる。また、無機配向膜を基板の材料成分と同じ無機材料成分を主体として構成した場合には、無機配向膜と基板との密着性が良くなり、より信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００１５】
本発明においては、前記配向膜の形成工程は、金属アルコキシドを縮重合させ、その分子内に、前記液晶との親和性を向上させる親和性付与基と、前記液晶の配向を制御する配向性付与基とを有する配向膜形成用液体を調製する工程と、前記配向膜形成用液体を硬化させて前記配向膜を形成する工程とを含むものとすることができる。
この方法は、一般にゾル・ゲル法と呼ばれるものである。ゾル・ゲル法は、セラミックスを作製する比較的新しい方法である。ゾル・ゲル法では、ゾルと呼ばれる溶液から出発し、加水分解・縮重合を経てゼリー状の固体であるゲルを作製する。そして、熱処理を行なうことによって、内部に残された溶媒を取り除き、更に緻密化を促進させることによってセラミックスを得る。このため、原料を溶融し、再固化させるような方法に比べて、プロセス温度を低く抑えることができ、また、斜方蒸着法等の気相法を用いる場合に比べて、製造装置の小型化及びプロセスの簡略化を図ることができる。また、ゾル・ゲル法は、液相からの作製法であることから、原子を分子レベルで均質に混合することが可能であり、組成の制御も容易である。
また、化学反応を利用して低温で作製することができることから、有機材料と無機材料との複合化が可能になる。有機・無機複合材料は、有機材料と無機材料の双方の特性を併せ持つ新規な材料であり、本発明においても、有機材料の特性である良好な配向性と、無機材料の特性である高い信頼性を併せ持つ新規な配向膜の形成が容易に可能となる。
【００１６】
本発明においては、前記配向膜の形成工程は、前記複数の層のうち、最も前記液晶側に配置される層を形成する前に、それよりも前記基板側に配置される層の表面を配向処理（ラビング処理等）する工程を含むものとすることができる。
この方法によれば、配向処理された層は液晶と接しないため、配向処理の影響（ラビスジ等）が表示特性に悪影響を及ぼすことはない。一方、液晶と接する層は、有機材料成分を多く含んでいるので、単に配向膜形成用液体を塗布しただけでも、下地の配向処理の影響によって、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、その表面を改めて配向処理しなくても十分な配向能力を発揮することができる。
【００１７】
本発明においては、前記配向膜形成用液体は、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み、前記シラン化合物として、前記有機基を構成する炭素原子が直接ケイ素原子に結合してなるものを用いるものとすることができる。
これにより、耐光性に優れ、かつ、配向特性（液晶材料の配向状態を規制する機能）に優れた配向膜を提供することができる。
【００１８】
本発明においては、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、液晶分子との親和性がさらに向上し、液晶分子の配向状態をより効果的に規制することができる。
【００１９】
本発明においては、前記シラン化合物は、前記有機基の他に、アルコキシル基又はハロゲン基を有することが好ましい。
これにより、シラン化合物の加水分解を容易に行うことができる。
【００２０】
本発明の投射型表示装置は、前述した本発明の液晶装置又は前述した本発明の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、良好な表示特性と高い信頼性とを兼ね備えた投射型表示装置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】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
以下の実施の形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素スイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば投射型表示装置のライトバルブ（光変調手段）として好適に用いることができるものである。なお、以下の説明に用いた各図においては、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ある。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本実施形態の液晶装置１００を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、液晶装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示す図である。
【００２３】
[液晶表示装置の全体構成]
図１および図２に示すように、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２４】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４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ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）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および機械的に接続するようにしてもよい。
また、液晶表示装置１００においては、使用する液晶モードの種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ(Vertical Alignment)モード、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モード、ＩＰＳ(In Plain Switching)モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）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。
【００２５】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数のドット１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらのドット１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０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ＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。また、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。符号３ｂは蓄積容量６０を構成する容量線である。
【００２６】
次に、図４に基づいて、液晶装置１００の構造を説明する。図４（ａ）は、液晶装置１００の断面構造を示す模式図、図４（ｂ）は、その配向膜の構造を示す模式図である。
本実施の形態の液晶表示装置１００は、図４（ａ）に示すように、上下に対向配置された透明のガラス等からなるＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の間に液晶層５０が挟持された基本構造を具備している。
【００２７】
ＴＦＴアレイ基板１０の内面には、マトリクス状に配置されたそれぞれの画素１００ａに対して、ＴＦＴ３０及びＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９が設けられている。実際には、データ線６ａ、走査線３ａ等の配線が形成されているが、図４（ａ）ではこれらの図示を省略している。また、ＴＦＴアレイ基板１０の内面には、これらＴＦＴ３０や画素電極９を覆うように、配向膜１が画像表示領域全体に設けられている。
【００２８】
対向基板２０の内面には、遮光膜２３が設けられている。遮光膜２３は、ＴＦＴ３０や配線等（データ線６ａ、走査線３ａ等）が形成される各画素１００ａの縁に沿って、格子状に設けられている。遮光膜２３によって照明光が遮られる領域が非照明領域であり、遮光膜２３の開口部を通して照明光が透過する領域が照明領域である。照明領域のみが表示に寄与する。対向基板２０の内面には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２１が遮光膜２３を覆うように全面に設けられており、さらに対向電極２１を覆うように、画像表示領域全体に配向膜２が設けられている。
【００２９】
これらの基板１０，２０の間には、液晶層５０が保持されている。液晶層５０を構成する液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶材料を用いても構わないが、ネマティック液晶を用いたＴＮ型液晶パネルの場合、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００３０】
配向膜１，２は、それぞれ有機材料成分の比率が異なる複数の層を含んでいる。
図４（ｂ）は、配向膜の断面構造を示す模式図である。図４（ｂ）では、配向膜１の構造のみを示すが、配向膜２の構造もこれと同様の構造となっている。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、配向膜１は、基板１０側から順に第１配向層１Ａ、第２配向層１Ｂ、第３配向層１Ｃが積層された３層構造となっている。配向層１Ａ〜１Ｃは、ゾル・ゲル法によって連続的に形成されたものであり、配向膜１Ａ〜１Ｃは、互いに共通の母材を有するものとなっている。この母材には、基板１０の材料成分と同じＳｉＯ２等の無機材料が用いられている。各配向層１Ａ〜１Ｃの前記母材中に占める有機材料成分の比率は、基板１０側の配向層１Ａから液晶５０側の配向層１Ｃに向けて大きくなるように構成されている。本実施形態の場合、第１配向層１Ａと第２配向層１Ｂは、それぞれ無機材料成分を主体とする無機リッチな配向膜（以下、無機配向膜という）によって構成されており、第３配向層１Ｃは、有機材料成分を主体とする有機リッチな配向膜（以下、有機配向膜という）によって構成されている。具体的には、第１配向層１Ａは、母材である無機材料成分のみによって構成され、第２配向層１Ｂは、母材である無機材料成分を６０％、有機材料成分を４０％含む無機・有機複合材料によって構成されており、第３配向層１Ｃは、母材である無機材料成分を２０％、有機材料成分を８０％含む無機・有機複合材料によって構成されている。このように、配向膜１中の有機材料成分の比率を基板１０側から液晶５０側に向けて大きくすることで、配向膜表面の配向特性を良好にしながら、配向膜全体の無機材料成分の比率も高めることができる。また、基板１０側の配向層１Ａを無機材料中心の組成としているので、配向膜１と基板１０との密着性も良好なものとなる。
【００３２】
ここで、「主体とする」とは、無機材料成分と有機材料成分とを比較して、一方が他方よりも多いことを意味する。例えば、無機配向膜では、無機材料成分の方が有機材料成分よりも多く含まれており、有機配向膜では、有機材料成分の方が無機材料成分よりも多く含まれている。無機材料成分と有機材料成分との比率は、それぞれの配向膜に入射される光の強度、必要とされる配向特性及び耐光性等の観点から適切な値に設定される。
【００３３】
これらの配向層１Ａ〜１Ｃは、無機材料成分と有機金属材料の何れか若しくは両方によって構成されている。本実施形態では、これらの配向層１Ａ〜１Ｃをゾル・ゲル法で形成することを想定しており、従って、前記有機金属材料としては、一般式：Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属、Ｒ：アルキル基）で表される金属アルコキシドを念頭においているが、他の有機金属材料を用いても構わない。
【００３４】
金属Ｍとしては、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｓｒ，Ｌａ等の種々の材料を用いることができる。また、アルキル基Ｒとしては、Ｃ１〜Ｃ５のアルキル基を代表例として挙げることができる。
本実施形態では、金属ＭをＳｉとし、前記有機金属材料として有機ケイ素材料を用いている。
【００３５】
有機ケイ素材料は、ポリシロキサンと有機化合物との複合材料からなる。この有機ケイ素材料は、優れた化学的安定性を有しており、従来のような有機材料のみで構成された配向膜に比べて、優れた耐光性を有するものとなる。また、このような有機ケイ素材料のうち、本実施形態では特に、その分子内に、官能基として液晶との親和性を向上させる親和性付与基と、液晶の配向状態を制御する配向性付与基とを有するものを用いている。
【００３６】
親和性付与基としては、例えば、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、アルキリデン基等が挙げられる。特に、ビニル基、アルキレン基、アルキリデン基、シアノアルキル基のうち、少なくとも１種または２種以上を有しているものが好ましい。これにより、高い親和性が得られる。
【００３７】
配向性付与基としては、例えば、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が挙げられる。特に、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の分岐アルキル基のうち、少なくとも１種または２種以上を有しているものが好ましい。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示すことができる。さらに、上述した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、置換フェニルアルキル基を有する有機ケイ素材料を用いた場合、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ものとなる。
【００３８】
上述したような有機ケイ素材料として、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を用いるのが好ましい。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を得ることができる。
【００３９】
このような有機ケイ素材料の重量平均分子量は、５００〜５００００であるのが好ましく、７００〜５００００であるのがより好ましい。これにより、光学的にも物理的にも安定な配向膜とすることができる。
上記のような配向膜１，２は、その平均厚さが、０．０１μｍ〜１０μｍであるのが好ましく、０．０１μｍ〜０．１μｍであるのがより好ましく、０．０２μｍ〜０．０５μｍであるのがさらに好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、有機ケイ素材料の組成等によっては、配向膜としての機能が十分に発揮されない場合がある。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、ＴＦＴにより駆動できなくなる可能性がある。
【００４０】
［液晶装置の製造方法］
次に、配向膜の形成方法に着目しながら、液晶装置１００の製造方法について説明する。図５は、配向膜の形成方法を示す工程フローである。
なお、配向膜１と配向膜２の形成工程は、基本的に同じ工程である。このため、ここでは主に配向膜１を形成する場合について説明する。また、以下の説明では、代表的に、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で構成される配向膜の形成方法について説明する。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態の配向膜の形成方法は、配向膜形成用液体を調製する配向膜形成用液体調製工程（工程Ｓ１、工程Ｓ４、工程Ｓ７）と、得られた前記配向膜形成用液体を基板に塗布し、塗膜を形成する塗膜形成工程（工程Ｓ２、工程Ｓ５、工程Ｓ８）と、形成された前記塗膜を硬化させる硬化工程（工程Ｓ３、工程Ｓ６、工程Ｓ９）とを有している。工程Ｓ１〜Ｓ３は、第１配向層（第１無機配向膜）１Ａを形成するための工程であり、工程Ｓ４〜Ｓ６は、第２配向層（第２無機配向膜）１Ｂを形成するための工程であり、工程Ｓ７〜Ｓ９は第３配向層（有機配向膜）１Ｃを形成するための工程である。
【００４２】
配向膜形成用液体調製工程Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７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、ポリシルセスキオキサン材料（ポリシロキサン材料）を調製するポリシルセスキオキサン材料調製工程を含む。そして、ここで得られた前記ポリシルセスキオキサン材料を含む配向膜形成用液体を調製する。
第１配向層１Ａを形成するための配向膜形成用液体調製工程Ｓ１においては、最終的に得られる第１配向層１Ａが基板１０と良好な密着力が得られるように、基板１０の材料と同一又はこれと密着性のよい無機材料成分を含む配向膜形成用液体（第１無機配向膜形成用液体）を調製する。第２配向層１Ｂを形成するための配向膜形成用液体調製工程Ｓ４においては、最終的に得られる第２配向層１Ｂ内の無機材料成分が有機材料成分よりも多くなるように（すなわち第１配向層１Ａに近い組成となるように）、配向膜形成用液体（第２無機配向膜形成用液体）を調製する。第３配向層１Ｃを形成するための配向膜形成用液体調整工程Ｓ７においては、最終的に得られる第３配向層１Ｃ内の有機材料成分が無機材料成分よりも多くなるように、配向膜形成用液体（有機配向膜形成用液体）を調製する。
【００４３】
各配向層１Ａ〜１Ｃにおける無機材料成分と有機材料成分との比率は、配向膜１に入射される光の強度、必要とされる配向特性及び耐光性等の観点から適切な値に設定される。高い耐光性が要求される場合には、第１配向層１Ａ及び第２配向層１Ｂの無機材料成分を大きくし、配向膜１全体としての無機材料成分の比率を高めるようにする。逆に、照明光の強度がそれ程大きくない場合には、各配向層１Ａ〜１Ｃの有機材料成分の比率を大きくし、配向特性の良い配向膜とすることが望ましい。
【００４４】
第１配向層１Ａは、基板１０との密着力を高める層（密着力付与層）であるため、その組成は、なるべく基板１０に近いものが好ましい。通常、基板１０にはガラスが用いられるため、第１配向層１Ａとしては、ＳｉＯ２等の無機材料を主体とするものが好適である。第３配向層１Ｃは、液晶に対して配向力を付与する配向膜本来の機能を果たすものである。このため、第３配向層１Ｃとしては、配向特性の良好な有機材料成分を多く含む組成であることが望ましい。第１配向層１Ａと第３配向層１Ｃとの中間に位置する第２配向層１Ｂは、これらの層１Ａ，１Ｃの中間の組成であることが望ましく、こうすることで、双方の層に対して密着力の高い層となる。本実施形態では第２配向層１Ｂを無機材料成分を主体とした無機配向膜としたが、第１配向層１Ａによって十分な耐光性が得られる場合には、第２配向層１Ｂを有機材料成分を主体とした有機配向膜とすることもできる。
【００４５】
本実施形態では、例えば、第１配向層１Ａを無機材料成分のみからなる層とし、第２配向層１Ｂを有機材料成分の比率が４０％、無機材料成分の比率が６０％からなる無機・有機複合層とし、第３配向層１Ｃを有機材料成分が８０％、無機材料成分の比率が２０％からなる無機・有機複合層とする。ここで、配向層１Ａ〜１Ｃの前記無機材料成分には、基板１０との密着力を高めるために、基板１０と同じ材料成分（例えばＳｉＯ２）が用いられる。各配向層１Ａ〜１Ｃは、この無機材料成分を共通の母材として含んでいる。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００４６】
＜配向膜形成用液体調製工程（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７）＞
＜ポリシルセスキオキサン材料調製工程＞
まず、最終的に得られる配向膜（配向膜１及び配向層１Ａ〜１Ｃ）内での親和性付与基、配向性付与基等の官能基を有する有機材料成分と有機基を持たない無機材料成分の存在比率が所定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、有機基を持たないアルコキシシラン、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
有機基を持たないアルコキシシランとしては、テトラアルコキシシランを用い、テトラアルコキシシランとしては例えば、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が挙げられる。
【００４９】
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。
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。
【００５０】
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、安定な配向膜をより効果的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。
【００５１】
次に、前述したような複数種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。
【００５２】
次に、得られた混合液に、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。
【００５３】
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。
【００５４】
加水分解触媒を添加した後、撹拌しつつ、所定の温度で加温し、アルコキシシランを縮重合させる。
上記所定の温度（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恐れがあり、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恐れがあり、逆に短すぎると反応が完結しない。
【００５５】
次に、必要に応じて、中和、希釈溶剤の除去、乾燥等の処理を施す。
上記のような方法を用いることにより、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。
【００５６】
＜配向膜形成用液体調製工程＞
次に、上記工程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を調製する。
配向膜形成用液体は、上記工程で得られたポリシルセスキオキサン材料をそのまま配向膜形成用液体として用いてもよいし、必要に応じて溶剤等添加してもよい。
また、配向膜形成用液体には、必要に応じて、硬化剤（重合開始剤）を添加してもよい。これにより、後述するような塗膜の硬化を容易に行うことができる。
【００５７】
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。
また、配向膜形成用液体に対して、必要に応じてろ過処理を施してもよい。これにより、配向膜形成用液体中に含まれる不純物を取り除くことができ、均一な膜厚の配向膜を効率良く形成することができる。
【００５８】
＜塗膜形成工程（Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８）及び硬化工程（Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９）＞
次に、上記工程で得られた配向膜形成用液体を基板１０上に塗布し、配向膜形成用液体で構成された塗膜を形成する。そして、形成された塗膜を硬化させ、配向膜を形成する。
本実施形態では、３層の配向層１Ａ〜１Ｃを形成するため、これらの塗膜形成工程と硬化工程とをそれぞれ３回ずつ行なう。
【００５９】
まず、塗布装置を用いて、基板１０に対して、第１配向層形成用の配向膜形成用液体を塗布する。
配向膜形成用液体を塗布する方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法、インクジェット法等が挙げられる。これらの方法は、必要に応じて、選択して又は組み合わせて用いることができる。
本実施形態では、基板全面に塗膜を形成するので、塗布方法としてスピンコート法が用いられ、塗布装置としてスピンコータが用いられる。
【００６０】
次に、配向膜形成用液体の塗膜を硬化し、基板１０の全面に、無機材料成分のみからなる第１配向層（第１無機配向膜）１Ａを形成する。
塗膜の硬化は、例えば、加熱処理、エネルギー線照射処理等を施すことにより行うことができる。エネルギー線としては、例えば、可視光線、紫外線、放射線、赤外線等が挙げられる。このような処理を施すことにより、塗膜中において、前述したような硬化反応基同士が、ラジカル重合、カチオン重合、重縮合等し、塗膜が硬化して、配向膜が形成される。
【００６１】
塗膜の硬化は、特に、塗膜を構成する配向膜形成用液体中に含まれる水分や溶媒等を除去した後（塗膜に対して乾燥処理を施した後）に行うのが好ましい。これにより、膜厚の安定した配向膜を効率良く形成することができる。
また、塗膜の硬化は、例えば、エネルギー線を照射して塗膜を仮硬化させた後に、加熱処理により本硬化することにより行ってもよい。すなわち、塗膜の硬化は、塗膜を、一旦、比較的低いエネルギーで仮硬化させた後に、完全に硬化させるものであってもよい。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。
【００６２】
次に、塗布装置を用いて、基板１０に対して、第２配向層形成用の配向膜形成用液体を塗布する。この配向膜形成用液体の塗布は、上述の第１配向層形成用の配向膜形成用液体の塗布と同様に、スピンコート法を用いて行なうものとする。
なお、配向膜形成用液体には溶剤が含まれているので、先に形成した第１配向層１Ａの再溶解が問題となるが、本実施形態では、第１配向層１Ａをゾル・ゲル反応によって硬化させているので、このような再溶解は生じない。このため、第１配向層１Ａと第２配向層１Ｂとを所望の位置に精度よく配置することができる。
【００６３】
次に、配向膜形成用液体の塗膜を硬化し、第１配向層１Ａ上に、無機材料成分を主体とする第２配向層（第２無機配向膜）１Ｂを形成する。塗膜の硬化条件は、第１配向層形成用の配向膜形成用液体の塗膜を硬化する場合と同様である。さらに、同様の手順を用いて、基板１０に対して、第３配向層形成用の配向膜形成用液体を塗布し、これを硬化して、第２配向層１Ｂ上に、有機材料成分を主体とする第３配向層（有機配向膜）１Ｃを形成する。
【００６４】
以上により、無機配向膜と有機配向膜とを含む多層構造の配向膜１を備えたＴＦＴアレイ基板１０が形成される。配向膜１（すなわち、最も液晶５０側に配置される第３配向層１Ｃの表面）には、必要に応じてラビング等の配向処理を施すことができる。これにより、得られる配向膜の配向特性をより優れたものとすることができる。
【００６５】
次に、同様の方法を用いて、対向基板２０の表面に、第１配向層（第１無機配向膜）２Ａ，第２配向層（第２無機配向膜）２Ｂ，第３配向層（有機配向膜）２Ｃからなる配向膜２を形成する。第１配向層２Ａ，第２配向層２Ｂ，第３配向層２Ｃにおける無機材料成分と有機材料成分との比率、調製する配向膜形成用液体の組成及び形成手順等は、それぞれ第１配向層１Ａ，第２配向層１Ｂ，第３配向層１Ｃにおけるそれと同じである。そして、これらの基板１０，２０を枠状に設けたシール材５２を介して貼り合わせ、そのシール材５２の枠内に液晶を充填する。その後、基板１０，２０の外面側に必要に応じて偏光板等を貼着する。
以上により、液晶装置１００が完成する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態の液晶装置１００においては、配向膜中の有機材料成分の比率が基板側から液晶側に向けて大きくなるように構成されている。このため、配向膜全体の無機材料成分の比率を高めながら、液晶５０と接する部分だけは配向特性の良好な有機材料成分の比率の高い組成とすることができ、これにより、良好な配向特性と高い信頼性を兼ね備えた液晶装置の提供が可能となる。一般に、配向特性と信頼性とはトレードオフの関係となるため、両方の特性を同じ配向膜で同時に実現することはできなかったが、本発明では、この２つの特性を配向膜中の別々の層で実現させることで、両方の特性を同時に満たすことが可能となっている。
【００６７】
また、配向膜１，２が、液相法であるゾル・ゲル法によって形成されているので、斜方蒸着法等の気相法を用いる従来の方法に比べて、プロセスを簡略化することができる。また、化学反応を利用して低温で作製することができることから、有機材料と無機材料との複合化も可能になり、本実施形態のような無機材料成分と有機材料成分とを含んだ配向膜１，２の形成が容易に行なえるようになる。一方、同じ液相法を用いるという点では、ゾル・ゲル法以外の方法を用いることも可能である。例えば、特許文献１に示されるように、配向膜材料を溶剤に溶解させ、これをノズルを介して塗り重ねることもできるが、この場合には、塗り重ねた層の境界部分で溶剤による再溶解が生じ、精密な層構造が形成できないという問題がある。しかし、本実施形態のように、ゾル・ゲル法を用いれば、このような再溶解の問題は生じないため、無機配向膜と有機配向膜とを精度よく配置することができる。
さらに、配向膜１，２に、液晶との親和性を向上させる親和性付与基と、液晶の配向を制御する配向性付与基とが含まれているので、耐光性に優れ、かつ、配向特性に優れた液晶装置を提供することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、配向膜１，２を３層構造としたが、配向膜１，２は２層構造又は４層以上の多層構造であっても構わない。この場合においても、配向膜中の有機材料成分の比率を基板側から液晶側に向けて大きくなるように構成することで、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
図６は、その製造工程を示す工程フローであり、第１実施形態の図５に対応する図である。本実施形態の液晶装置の製造方法は、基本的な部分は第１実施形態の液晶装置の製造方法と同じであり、異なるのは、配向膜に対する配向処理を、第２配向層の形成後、第３配向層の形成前に行ない、第３配向層形成後に行なわないようにした点のみである。このため、第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
本実施形態では、まず、工程Ｓ１〜Ｓ６までの工程より、ＴＦＴアレイ基板１０上に第１配向層（第１無機配向膜）１Ａと第２配向層（第２無機配向膜）１Ｂを形成する。第１配向層１Ａは、無機材料成分のみからなる層であり、第２配向層１Ｂは、無機材料成分を６０％、有機材料成分を４０％含む無機・有機複合層である。これらの工程は、第１実施形態と同様である。
【００７１】
次に、第２配向層１Ｂの硬化工程（工程Ｓ６）が終了したら、第２配向層１Ｂの表面にラビング等の配向処理を施す（工程Ｓ１０）。第２配向層１Ｂには有機材料成分が含まれているため、このような配向処理によって、その有機材料成分が一方向に配向し、この上に配置される層に対して配向力を有するようになる。
【００７２】
配向処理が終了したら、第１実施形態と同様の方法により、第２配向層１Ｂの上に第３配向層形成用の配向膜形成用液体を塗布し、これを硬化して第３配向層（有機配向膜）１Ｃを形成する（工程Ｓ７〜Ｓ９）。第２配向層１Ｂは、上記の配向処理によって配向能力を有するものとなっているため、この上に配向膜形成用液体を塗布すると、その液体中に含まれる有機材料成分が、第２配向層１Ｂの配向処理の影響を受けて一方向に配向され、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、第３配向層１Ｃの表面にラビング等を行なわなくても、十分な配向能力を有する膜となる。
【００７３】
次に、同様の方法を用いて、対向基板２０の表面に、第１配向層（第１無機配向膜）２Ａ，第２配向層（第２無機配向膜）２Ｂ，第３配向層（有機配向膜）２Ｃからなる配向膜２を形成する。第１配向層２Ａ，第２配向層２Ｂ，第３配向層２Ｃにおける無機材料成分と有機材料成分との比率、調製する配向膜形成用液体の組成及び形成手順等は、それぞれ第１配向層１Ａ，第２配向層１Ｂ，第３配向層１Ｃにおけるそれと同じである。そして、これらの基板１０，２０を枠状に設けたシール材５２を介して貼り合わせ、そのシール材５２の枠内に液晶を充填する。その後、基板１０，２０の外面側に必要に応じて偏光板等を貼着する。
以上により、液晶装置が完成する。
【００７４】
本実施形態においては、配向処理された層（第２配向層）は液晶５０と接しないため、配向処理の影響（ラビスジ等）が表示特性に悪影響を及ぼすことはない。一方、液晶５０と接する層（第３配向層）は、有機材料成分を多く含んでいるので、単に配向膜形成用液体を塗布しただけでも、下地の配向処理の影響によって、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、その表面を改めて配向処理しなくても十分な配向能力を発揮することができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、配向膜１，２を３層構造としたが、配向膜１，２は２層構造又は４層以上の多層構造であっても構わない。この場合、最も液晶側に配置される層を形成する前に、それよりも基板側に配置される層の表面を配向処理することで、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００７６】
［第３の実施の形態］
本実施形態の液晶装置の基本構造は、第１実施形態又は第２実施形態の液晶装置と同じであり、異なるのは、配向膜１，２の有機材料成分を含む配向層の材料のみである。この実施形態における配向膜１，２の前記有機材料成分を含む配向層は、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配向膜形成用液体を用いて配向膜を形成する。有機基を有するシラン化合物としては、主として、ケイ素原子と酸素原子とが結合した構造を有しており、ケイ素原子の一部に、有機基が炭素原子で直接結合してなるものである。
【００７７】
この有機基としては、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等が挙げられる。有機基として芳香環を含む官能基を有しているものを用いた場合、液晶分子への規制力を向上させるとともに、液晶分子の配向方向をより確実に揃えることができるので好ましい。有機基として芳香環を含む官能基を有している場合、芳香環が炭素原子を介してケイ素原子に結合しているものを用いるのが好ましい。
【００７８】
配向膜１，２中に存在するケイ素原子の数に対する、有機基の割合（モル数）は、５％〜２０％であるのが好ましく、５％〜１０％であるのがより好ましい。有機基の割合が前記下限値未満であると、有機基の種類等によっては、液晶分子との親和性が十分に得られない場合がある。一方、有機基の割合が前記上限値を超えると、有機基の種類等によっては、後述する透明導電膜との密着性が十分に得られない場合がある。
なお、配向膜１，２が、それぞれ無機配向膜（第１配向層及び第２配向層）と有機配向膜（第３配向層）とを有し、これらの配向膜が基板側から液晶側に向けて順次積層されている点は、先の実施形態と同様である。各配向膜１，２に含まれる有機基の割合は、無機配向膜と有機配向膜とで異なる割合に調節されている。
【００７９】
上記のような配向膜１，２は、その平均厚さが０．０１μｍ〜１０μｍであるのが好ましく、０．０１μｍ〜０．１μｍであるのがより好ましく、０．０１μｍ〜０．０５μｍであるのがさらに好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、有機基の種類や割合等によっては、配向膜としての機能が十分に発揮されない場合がある。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
【００８０】
［液晶装置の製造方法］
次に、配向膜１，２の有機材料成分を含む配向層の形成方法に着目しながら、本実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。
本実施形態の配向膜の形成方法では、前述したような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配向膜形成用液体を用いて配向膜を形成する。
【００８１】
本実施形態では、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別々に調製し、混合することにより、配向膜形成用液体を調製するものとして説明する。別々に各加水分解物を調製することにより、それぞれの加水分解の程度をより適度なものに調節することができる。また、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混合比を変えることによって、有機材料成分の比率を自由に調節することができる。本実施形態では、配向膜１，２に無機配向膜と有機配向膜が含まれており、この無機配向膜及び有機配向膜に含まれる有機材料成分の比率は、前記の混合比によって調節される。
【００８２】
＜シラン化合物の加水分解物の調製＞
まず、本実施形態で用いるシラン化合物の加水分解物の調製方法について説明する。
まず、加水分解に供されるシラン化合物を用意する。
このようなシラン化合物としては、有機基を構成する炭素原子が直接ケイ素に結合してなるものを用いる。これにより、加水分解時等において、有機基が離脱するのを防止し、配向膜内に、有機基を確実に残すことができる。
また、シラン化合物は、前述した有機基以外に、加水分解可能な置換基であれば、いかなる置換基を有していてもよく、例えば、アルコキシル基、ハロゲン基等を有していてもよい。
【００８３】
上述した中でも、有機基以外の置換基として、アルコキシル基および／またはハロゲン基を有するシラン化合物を用いるのが好ましい。これにより、シラン化合物の加水分解を容易に行うことができる。
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。
【００８４】
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としては、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。
【００８５】
次に、上述したようなシラン化合物と、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が用いられる。
【００８６】
次に、得られた混合液に、撹拌しつつ、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。
【００８７】
＜テトラアルコキシシランの加水分解物の調製＞
次に、テトラアルコキシシランの加水分解物の調製方法について説明する。
まず、加水分解に供されるテトラアルコキシシランを用意する。
テトラアルコキシシランとしては、例えば、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が挙げられる。
【００８８】
次に、上述したような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が用いられる。
次に得られた混合液を、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られる。
【００８９】
＜配向膜形成用液体の調製＞
次に、上述のようにして得られた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、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、配向膜形成用液体が得られる。
【００９０】
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。
なお、必要に応じて、水や追加溶剤を添加してもよい。
配向膜形成用液体中における、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。
【００９１】
＜硬化工程＞
次に、上記工程で得られた配向膜形成用液体を、基板１０，２０上に塗布し、配向膜形成用液体で構成された塗膜を形成する。
配向膜形成用液体を塗布する方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法等が挙げられる。
【００９２】
次に、形成された塗膜に加熱処理を施すことにより、塗膜を硬化させ、配向膜を形成する。
加熱工程における加熱温度は、５０℃〜３００℃であるのが好ましい。加熱の温度が前記下限値未満であると、配向膜形成用液体の組成等によっては、塗膜を十分に硬化するのが困難となる場合がある。一方、加熱の温度が前記上限値を超えると、配向膜形成用液体の組成等によっては、有機基が変質してしまう可能性がある。
【００９３】
塗膜の硬化は、塗膜を構成する配向膜形成用液体中に含まれる水分や溶媒等を除去した後（塗膜に対して乾燥処理を施した後）に行うのが好ましい。これにより、膜厚の安定した配向膜を効率良く形成することができる。
【００９４】
本実施形態では、同一基板上に、無機配向膜と有機配向膜とを含む複数層の配向膜を形成するため、配向膜形成用液体の調製工程、塗膜形成工程及び硬化工程は、その層数に応じて、それぞれ複数回行なわれる。
なお、塗膜を硬化させた後に、ラビング処理を施してもよい。これにより、得られる配向膜の配向特性をより優れたものとすることができる。
以上のようにして、基板１０，２０上に、配向膜１，２が形成される。
【００９５】
以上のように、本実施形態においても配向膜中の有機材料成分の比率が基板側から液晶側に向けて大きくなるように構成されているので、良好な配向特性と高い信頼性を兼ね備えた液晶装置を提供することができる。
また、本実施形態では、配向膜形成用液体の調製を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混合によって行なっているため、この混合比を変えることによって、容易に有機材料成分の比率を調節することができる。
【００９６】
［投射型表示装置］
次に、本発明の電子機器の具体例である投射型表示装置につき、図７を用いて説明する。図７は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。この投射型表示装置は、上述した各実施形態に係る液晶装置を、光変調手段として備えたものである。
【００９７】
図７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。
【００９８】
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。なお、上記各光変調手段８２２，８２３，８２４には、上記各実施形態の液晶装置が採用されている。
【００９９】
各光変調手段により変調された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。
【０１００】
係る投射型表示装置には、上記各実施形態の液晶装置が採用されているので、高強度の光照射を行なっても配向膜の光劣化は従来ほど大きくは進行しない。したがって、長期間にわたって安定した表示を行なうことができる。
【０１０１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
また、本発明の液晶装置は、投射型表示装置の光変調手段に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれにおいても信頼性が高く表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】第１実施形態の液晶装置を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】同、液晶装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】同、液晶装置の断面構造を示す模式図である。
【図５】同、液晶装置の製造方法を示す工程フローである。
【図６】第２実施形態の液晶装置の製造方法を示す工程フローである。
【図７】電子機器の一例である投射型表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１，２…配向膜、１Ａ，２Ａ…第１配向層（第１無機配向膜）、１Ｂ，２Ｂ…第２配向層（第２無機配向膜）、１Ｃ，２Ｃ…第３配向層（有機配向膜）、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、５０…液晶
【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６】
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【図７】
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