(57)【要約】【課題】  液晶ディスプレイ装置は、基板、液晶層、基板と液晶層の間に配される液晶配向層並びに液晶配向層と液晶の間に配されるバリア層を備える。第２の基板は、液晶配向層及び液晶配向層上に形成されるバリア層を備える。特定の実施形態において、基板は反射型ディスプレイのバックプレーンであり、第２の基板は、透明電極層を備える透明基板である。バリア層は、不純物の吸着及び／又は吸収に起因する汚染物質から液晶配向層を保護する。例示的な実施形態において、バリア層は、シラン或いはシラザン試薬を用いて形成される。必要に応じて、液晶配向層の表面は、バリア層の形成前或いはバリア層を形成する代わりに、プラズマ洗浄される。【選択図】  図３Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
液晶層と、
前記基板と前記液晶層の間に配される液晶配向層と、
前記液晶配向層と前記液晶層の間に配されるバリア層からなることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記基板が、反射型ディスプレイのバックプレーンであることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記反射型ディスプレイのバックプレーンが、シリコン基板と、
少なくとも１つの集積回路層と、
複数のピクセルミラーからなることを特徴とする請求項２記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記基板が、透明基板であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記透明基板上に形成された透明電極層を更に備えることを特徴とする請求項４記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記バリア層が、前記液晶配向層に直接的に形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記液晶層が、前記バリア層に直接的に接触することを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記液晶ディスプレイ装置が、垂直方向に配向されたネマティック液晶ディスプレイ装置であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記液晶配向層が、薄膜層であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記液晶配向層が、酸化被膜層を備えることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記酸化被膜層が、SiO又はSiO2のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１０記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記バリア層が、前記液晶配向層よりも、不純物の吸収或いは吸着のうち少なくとも一方に対して高い抵抗性を備えることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記バリア層が、前記液晶配向層の異方特性を前記液晶層に伝達することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記バリア層が単分子層であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記バリア層が、シラン又はシラザンのうち一方から形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記バリア層が、オクチルエトキシシラン又はヘキサメチルジシラザンのうち一方から形成されることを特徴とする請求項１５記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記バリア層が、シランで形成されることを特徴とする請求項１５記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記第１の基板が配される側とは反対側の前記液晶層の面上に配される第２の基板と、
該第２の基板と前記液晶層の間に配される第２の液晶配向層と、
前記第２の液晶配向層と前記液晶層の間に配される第２のバリア層を更に備えることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記基板が、反射型ディスプレイのバックプレーンであり、
前記第２の基板が透明基板であることを特徴とする請求項１８記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記液晶層の周縁部周りに配されるガスケットを備え、
該ガスケットが、前記バリア層と前記第２のバリア層のうち少なくとも一方に隣接することを特徴とする請求項１８記載の液層ディスプレイ装置。
【請求項２１】
基板を用意する段階と、
該基板上に液晶配向層を形成する段階と、
該液晶配向層上にバリア層を形成する段階と、
該バリア層上に液晶層を形成する段階からなることを特徴とする液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記基板が、反射型ディスプレイのバックプレーンであることを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記基板が、透明基板であることを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２４】
前記液晶配向層上に前記バリア層を形成する段階が、前記液晶配向層上に直接的に前記バリア層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２５】
前記バリア層上に前記液晶層を形成する段階が、前記バリア層に直接的に接触する液晶層を供給する段階を含むことを特徴とする請求項２４記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２６】
前記液晶層を形成する段階が、ネマティック液晶層を形成する段階を含み、
前記液晶配向層を形成する段階が、垂直に配向した液晶ディスプレイ装置に使用するのに好適な配向層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２７】
前記液晶配向層を形成する段階が、薄膜状の配向層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２８】
前記液晶配向層を形成する段階が、酸化被膜を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２９】
前記酸化被膜層が、SiO又はSiO2のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２８記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３０】
前記バリア層を形成する段階が、前記液晶配向層よりも、不純物の吸収或いは吸着のうち少なくとも一方に対して高い抵抗性を備える層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３１】
前記バリア層を形成する段階が、前記液晶配向層の異方特性を前記液晶層に伝達する層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３２】
前記バリア層を形成する段階が、前記液晶配向層上に単分子層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３３】
前記バリア層を形成する段階が、シラン又はシラザンのうち少なくとも一方を用いて前記バリア層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３４】
前記バリア層を形成する段階が、オクチルトリエトキシシラン又はヘキサメチルジシラザンのうち少なくとも一方を用いる段階を備えることを特徴とする請求項３３記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３５】
前記バリア層を形成する段階が、シランを用いて前記バリア層を形成する段階を含むことを特徴とする請求項３３記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３６】
第２の基板を用意する段階と、
該第２の基板上に第２の液晶配向層を形成する段階と、
前記液晶配向層上に第２のバリア層を形成する段階と、
前記第２のバリア層を備える第２の基板を、搭載する段階を備え、
前記第２のバリア層が、前記液晶層を備えるバリア層に対向し、
前記液晶層が、前記第２のバリア層と前記バリア層の間に配されることを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３７】
前記基板が、反射型ディスプレイのバックプレーンであり、
前記第２の基板が透明基板であることを特徴とする請求項３６記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３８】
前記基板と前記第２の基板の間に、液晶保持用ガスケットを配する段階を更に備え、
前記ガスケットの一部が、前記バリア層に隣接し、前記ガスケットの他の部分が前記第２のバリア層に隣接することを特徴とする請求項３６記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３９】
前記バリア層を形成する前に、前記配向層に対するプラズマ洗浄工程を実行する段階をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項４０】
基板と、
液晶層と、
前記基板と前記液晶層の間に配される液晶配向層と、
前記液晶配向層が、汚染物質を吸収すること及び吸着することのうち少なくとも一方を防ぐ手段を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、液晶ディスプレイ（LCD: Liquid Crystal Display）装置に関する。より詳しくは、ＬＣＤ装置の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、ＬＣＤディスプレイ装置の製造工程並びにこの製造工程により製造されたＬＣＤディスプレイ装置に関し、このＬＣＤディスプレイ装置並びにその製造方法は、製造工程中において発生する不良品（ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）ライトバルブの突発故障を含む）の出現率を低減する。
【背景技術】
【０００２】
反射型及び透過型の液晶ディスプレイ（LCD: Liquid Crystal Display）装置は、ビデオプロジェクタ、背面投射型テレビ、コンピュータディスプレイなどの高品質な像を作り出す手段に用いられる。既知のＬＣＤ装置は、その大きさ、重量及び多くの電気製品の総合的なコストの面で低減が図られているが、同時に、作り出される像の品質も、陰極線管（CRT: Cathode Ray Tube）などといった従来の代替的手段と比して、向上が図られている。
【０００３】
図１は、既知のＬＣＤディスプレイ装置の種類のうち１つである反射型ＬＣＯＳライトバルブ（１００）を示す。
ディスプレイ装置（１００）は、シリコン基板（１０２）上に形成される。また、ディスプレイ装置（１００）は、集積回路（１０４）、絶縁層（１０６）、複数のピクセルミラー（１０８）、平坦化層（１１０）、保護コーティング（１１２）、下方液晶配向層（１１４）、液晶層（１１６）、上方液晶配向層（１１８）、透明電極層（１２０）、透明基板（例えば、ガラス）（１２２）及び反射防止コーティング（１２４）を備える。
図１に示される層の厚さは、等倍率で示すものではなく、誇張して描かれ、明瞭に視覚的理解を促すものとしている。
【０００４】
ミラー（１０８）は、絶縁層（１０６）内に形成された複数のビアを介して集積回路（１０４）に接続する。平坦化層（１１０）及び保護層（１１２）は、平滑であり比較的頑健な表面を、更に上に積層される装置の層に提供する。ミラー（１０８）上の平坦化層（１１０）及び保護層（１１２）の厚さは、略光学的薄膜コーティングの厚さに等しい。配向層（１１４及び１１８）は、層（１１６）の液晶が適切に配向することを補助する。透明電極（例えば、インジウムスズ酸化物）が、ガラス基板（１２２）の底面上に形成される。また、反射防止コーティング（１２４）は、ガラス基板（１２２）上面に形成される。配向層（１１８）は、透明電極（１２０）上に形成される。
【０００５】
装置作動時において、光は、装置（１００）の全ての上側の層（１２４，１２２，１２０，１１８，１１６，１１４，１１２及び１１０）を通過し、ピクセルミラー（１０８）にぶつかる。その後、光は、ミラー（１０８）の上面から反射し、上側の層（１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２及び１２４）を通過して、装置から外に出る。
光の偏向は、液晶層によって変化し、この偏向は、液晶層（１１６）を横切る電場に依存する。透明電極（１２０）に特定の電圧が印加された場合において、液晶層（１１６）を横切る電場は、回路層（１０４）によってピクセルミラー（１０８）上に生ずる電圧により制御されることとなる。したがって、入射光の空間的に画素化された部分の偏向は、個別に、変調されることとなる。
【０００６】
配向層（１１４及び１１８）は、液晶層（１１６）のネマティック液晶を配向する手段をもたらす。この配向は、表面内で局所的非対称性を引き起こすことによりなされる。表面の非対称性は、液晶分子を表面上で固定する。結果として、液晶の全体的な配向性は、表面配向により制御されることとなる。
【０００７】
配向層を形成する既知の方法のうちの１つは、ポリイミド層を形成する段階、このポリイミド層の形成の後、機械的に所定方向に向けてポリイミド層を擦り、表面の非対称性を作り出す段階を備える。ポリイミド配向層の一般的な限界の１つとして、高い光強度の照明の下では、非常に安定性に欠くことを挙げることができる。
【０００８】
ポリイミド配向層の限界に対処すべく、蒸着薄膜配向層が開発されている。この蒸着薄膜層は、典型的には、酸化珪素（SiO）或いはシリカ（SiO2）の斜方蒸着により形成される。蒸着された薄膜は、高い強度の光照射の下で、非常に安定した配向を作り出すことが知られている。このことは、市販されるテレビ装置に対して非常に重要なことであり、それ故、ＬＣＯＳディスプレイに対する配向方法として好ましいものとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、蒸着薄膜配向層を組み込んだ装置には、１つの問題がある。特に、プレチルト角の経時的変化が認められ、これに起因して、ディスプレイの性能が変化することとなる。この変化は、投影される像のコントラスト及び色彩に影響を及ぼし、それ故、消費者向けの用途には受忍しがたいものと考えられる。経時的に現れるＬＣＤ装置の進行性の欠陥は、特に、費用の面で製造者にとって悩ましいものである。なぜなら、しばらく時間が経った後にＬＣＤデバイスに不良が現れたときには、その装置は、他の製品に既に組み込まれた状態となっているからである。その後、装置の欠陥は、製品の光学的性能を低減させることとなり、費用がかかる保証修理を生じせしめ及び／又は費用がかかる製品のリコールを生じせしめることとなる。
【００１０】
それゆえ、初期の像の不良を低減させるとともに将来的にも欠陥を生じさせにくいＬＣＤ装置を製造する方法が必要とされる。また、装置の生産性或いは製品寿命に悪影響を与えないＬＣＤ装置内の配向層を形成する方法が必要とされる。更に、既知の装置よりも将来的な欠陥の発生の可能性が低いＬＣＤ装置が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
熱や湿度などといった環境的ストレス要因が存在する場合、多くのＬＣＤディスプレイ装置が経時的な突発故障を一層生じやすいということを本発明者は発見した。更なる調査の結果、液晶層内部の微量の不純物が原因であることに行き着いた。本発明者は、微量の不純物（例えば、水蒸気）が、薄膜液晶配向層に吸収或いは吸着されることを見出した。不純物の吸収及び／又は吸着は、配向層の機能を阻害し、視認可能な像欠陥を生じせしめる。ある場合において、不均一な不純物堆積層が、液晶配向層に形成される。不均一な不純物堆積層は、結果として、液晶層内の液晶配向の歪みを生じさせることとなる。このため、視認可能な像欠陥及び／又は装置の突発的故障が生ずることとなる。
【００１２】
斜方蒸着された液晶配向層と液晶層の間にバリア層を備えるＬＣＤ装置を提供することにより、本発明は、従来技術に関連する問題を解決する。開示される実施形態において、ＬＣＤ装置は、基板と、液晶層と、前記基板と前記液晶層の間に配される液晶配向層と、前記液晶配向層と前記液晶層の間に配されるバリア層からなる。
【００１３】
基板は、反射型基板であっても、透過型基板であってもよい。例えば、ある実施形態において、基板は、シリコン基板上に形成された反射型ディスプレイのバックプレーンであり、回路層と複数の反射型ピクセルミラーを備える。
バリア層は、透明基板上に形成されてもよい。透明基板は、限定されるものではないが、反射型ＬＣＤの透明電極と透過型ＬＣＤ電極の透明電極であってもよい。
したがって、必要不可欠なものではないが、装置は、概して、２つのバリア層を備えることが好ましい。１つは、液晶層の一方の側の基板上に配されるバリア層であり、他のもう１つは、液晶層の反対側の基板上に配されるバリア層である。
【００１４】
バリア層は、液晶配向層を保護し、その機能を阻害することはない。バリア層は、液晶配向層よりも、不純物の吸収或いは吸着の少なくとも一方に対して高い抵抗性を有する。したがって、バリア層は、液晶配向層内／上への微量の不純物（例えば、水など）の吸収及び吸着の場面を低減することにより、配向層を保護することとなる。バリア層は非常に薄く形成され、液晶配向層の異方特性を液晶層に伝達することが可能であり、液晶配向層の機能を損なうことがない。
例えば、開示される実施形態において、バリア層は、単分子層であり、この単分子層は直接的に液晶配向層に形成され、液晶層に直接的に接触する。不純物による汚染から液晶配向層を保護することに加えて、バリア層は、液晶セルのガスケットに対する接着性を向上させる。尚、液晶セル用のガスケットは液晶層周囲に配され、基板間の液晶層を保護するものである。
【００１５】
バリア層の特定の構成は、液晶配向層の構成により適宜定められ、或いは、液晶配向層の特定の構成は、バリア層の構成により適宜定められる。開示される実施形態において、配向層は、薄膜状の酸化被膜層であり、この酸化被膜層は、SiO或いはSiO2から形成される。バリア層は、シラン（例えば、オクチルトリエトキシシラン（Octyl-Triethoxy-Silane）或いはシラザン（例えば、ヘキサメチルジシラザン（Hexamethyldisilizane））のうち一方から形成される疎水性の層である。
加えて、化学成分を用いて、試薬が官能基化されてもよい。例えば、NH2、OH、COOHなどといった化学成分を添加して、オクチルトリエトキシシランなどのトリエトキシ基を有するシランとすることができる。試薬の修飾は、バリア層の調整特性（限定するものではないが、液晶表面相互作用、水分吸収、接着性など）を向上させる。
【００１６】
液晶ディスプレイ装置の製造方法も開示される。
この方法は、基板を用意する段階と、該基板上に液晶配向層を形成する段階と、該液晶配向層上にバリア層を形成する段階と、該バリア層上に液晶層を形成する段階からなる。
特定の方法において、２つの基板が用意される。一方の基板は、反射型ディスプレイのバックプレーンであり、他の基板は透明基板であり、透明電極として好適に用いることができる。個別に、各基板上に液晶配向層が形成される。また、個別にバリア層が、各液晶配向層上に形成される。その後、液晶層が、一方の基板のバリア層上に形成される。そして、他方の基板が搭載され、各基板のバリア層が液晶層を介して互いに対向し、液晶層はバリア層の間に挟まれることとなる。
【００１７】
特定の方法において、バリア層は直接的に液晶配向層上に形成され、液晶層は直接的にバリア層に接触することとなる。液晶配向層を形成する段階は、例えば、SiO或いはSiO2の薄膜状の酸化被膜層を形成する段階を含む。この薄膜は、典型的には、傾斜角を以って供給される。
【００１８】
バリア層を形成する段階は、液晶配向膜の異方特性を液晶層に伝達する能力を備える層を形成する段階を含む。また、バリア層を形成する段階は、液晶配向層よりも、不純物の吸収或いは不純物の吸着のうち少なくとも一方に対して高い抵抗性を有する層を形成する段階を含む。
例えば、ある特定の方法において、液晶配向層が酸化被膜層であり、バリア層は、疎水性の化学物質である。疎水性の化学物質は、蒸気を主体とした工程を用いて供給される。他の実施形態として、バリア層を形成する段階が、シラン（例えば、オクチルトリエトキシシラン）或いはシラザン（例えば、ヘキサメチルジシラザン）を用いて、液晶層上に単分子層を形成する段階を含む。
【００１９】
必要に応じて、液晶配向層は、バリア層を形成する前にプラズマ洗浄を施されてもよい。プラズマ洗浄を行なうことにより、装置の欠陥が生じる場面を低減し、ＬＣＤ装置の機能を発揮する寿命を増大させることができることを本発明者は見出した。実際に、程度の差はあるが、追加のバリア層を設ける必要がなくなるという利点を生じせしめる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の利点は、少なくとも一定程度もたらされる。なぜなら、バリア層及び／プラズマ洗浄工程は、液晶配向層を、汚染物の吸収と吸着のうち少なくとも一方から保護する手段を提供するからである。
本発明は、装置の信頼性の向上をもたらす。この信頼性の向上は、製造工程の間に生ずる微量の不純物の吸収及び／又は吸着によって汚染される場面を低減することによりもたらされる。
本発明は更に、ＬＣＤ装置の信頼性、性能及び使用可能な寿命を向上させる。この信頼性、性能及び寿命の向上は、装置使用寿命の間の不純物の吸収及び／又は吸着により液晶配向層が汚染されることを引き続き防止することにより図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の図面を参照しつつ、本発明について説明する。尚、図中の同様の符号は、略同様の部材を指し示すものである。
本発明は、従来技術に関連する課題を解決するものであり、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の液晶層を保護する手段を提供する。この保護手段は、液晶配向層の異方特性の装置の液晶層への伝達を妨げる汚染から、液晶層を保護する。
以下の記述において、多くの特定の詳細が説明される（バリア層の特定の形成方法、特定のディスプレイ・タイプ、バリア層を形成する特定種の試薬など）。これら多くの特定の詳細な説明を通じて、本発明の全体を理解することが可能である。しかしながら、本発明が、これらの特定の詳細な説明から離れて実施可能であること当業者は理解すべきである。
その一方で、既によく知られているＬＣＤディスプレイの製造の実施形態の詳細（例えば、基板の製造方法、液晶の種類、液晶セルの組立、電気的な接続など）及びＬＣＤディスプレイの部品に関する説明は省略されている。なぜなら、これら既知の事項の詳細な説明は、本発明を不必要に不明瞭なものとするからである。
【００２２】
図２は、反射型ＬＣＤ装置（２００）の断面図である。ＬＣＤ装置（２００）は、シリコン基板（２０２）上に形成され、回路層（２０４）、絶縁層（２０６）、複数のピクセルミラー（２０８）、平坦化層（２１０）、保護用キャップ層（２１２）、液晶配向層（２１４）、液晶層（２１６）、第２の液晶配向層（２１８）、透明電極（２２０）、ガラス基板（２２２）、反射防止コーティング（２２４）を備える。尚、これら様々な層の相対的な厚さは、図２においては、等倍率で示されていない。その代わり、層の厚さは、強調して描かれており、これにより、様々な層の位置の正確に理解可能としている。
【００２３】
装置（２００）を構成する層の構造及び機能は、図１に示す装置（１００）を構成する層の構造及び機能と略同様である。しかしながら、図２は更に、汚染物（２２６）の層を示しており、この汚染物（２２６）の層は、液晶配向層（２１４及び２１８）上に形成される。
この汚染物（２２６）の層が、特定のＬＣＤ装置において、非常に高い確率で故障を引き起こす原因となっていると、本発明者は考えている。特に、汚染物質（例えば、水）は、液晶配向層（２１４及び２１８）上に吸着し、或いは、液晶配向層（２１４及び２１８）内に吸収される。この結果、液晶配向層（２１４及び２１８）の異方特性の液晶層への伝達が妨げられることとなる。結果として、層（２１６）の液晶は、適切に配向せず、それ故、電場の印加に均一に応答しないこととなる。このため、装置により作り出された像内に視認可能な欠陥（例えば、領域線）が作り出されることとなる。
【００２４】
不純物層（２２６）が、図２に視認可能に示されている。層（２２６）は、吸着／吸収された不純物の特定の構造或いは厚さを示すものではない。その一方で、不純物（２２６）が、不純物が液晶配向層（２１４及び２１８）の機能を阻害しかねないものであることを、図２に記載の事項を以って、指し示すことを意図している。もちろん、汚染物の堆積の形態は、汚染物の種類、液晶層（２１４，２１８）の組成物質及び汚染源により定まるものである。
【００２５】
図３Ａは、反射型ディスプレイのバックプレーン（３００）の断面図である。
バックプレーン（３００）は、シリコン基板（３０２）上に形成されている。バックプレーン（３００）は、集積回路（３０４）、絶縁支持層（３０６）、複数のピクセルミラー（３０８）、平坦化層（３１０）及び保護用キャップ層（３１２）を備える。製造業者から反射型ディスプレイのバックプレーンを受け取ったとき、たいていの場合、これらの層は存在している。
加えて、装置（３００）は、下方液晶配向層（３１４）を備える。下方液晶配向層（３１４）は、キャップ層（３１２）上に形成される。更に、装置（３００）は、バリア層（３１５）を備える。バリア層（３１５）は、下方液晶配向層（３１４）上に形成される。
バリア層（３１５）を除いて、反射型ディスプレイのバックプレーン（３００）は、既知の反射型ディスプレイのバックプレーンと略同様である。バリア層（３１５）は、汚染物質から液晶配向層（３１４）を保護し、液晶配向層（３１４）の異方特性を、液晶配向層の上方に横たわる液晶層（３１６）に伝達することが可能である（図３Ｃ参照）。
【００２６】
バリア層（３１５）を構成する組成物は、様々な因子により定められる。限定的なものではないが、液晶配向層（３１４）の組成物、使用することを予定している液晶材料の種類、装置が曝されるであろう汚染物質の種類などが、この因子として挙げることができる。
本明細書で説明される特定の実施形態においては、液晶配向層（３１４）は、熱的に蒸発させて形成された薄膜状の酸化被膜（例えば、SiO2やSiO）である。このような液晶配向層は、水蒸気による汚染を受けやすい。バリア層（３１５）は、疎水性の単分子層からなる。この単分子層は、水を含有する汚染物質の吸着及び／又は吸収から液晶配向層（３１４）を保護する作用を発揮する。
【００２７】
バリア層（３１５）をシラザン（例えば、ヘキサメチルジシラザン：Hexamethyldisilizane）試薬或いはシラン（オクチルトリエトキシシラン：Octyl-Triethoxy-Silane）を用いて形成することができる。なぜなら、シランは、一電子結合ではなく、三電子結合を形成する能力を有し、酸化被膜層表面に対して、概して、より高い反応性を有するからである。更に、シランは、蒸着工程或いは液相成長工程により積層可能である。しかし、蒸着工程の方が、被覆率及び安定性の面で優れていることを本発明者は見出している。
【００２８】
シランの構造は、炭素鎖及び炭素鎖に結合する３つの他の基（例えば、エトキシ基）を備えるシリコン原子を含むものと一般的に理解されている。バリア層（３１５）の形成の間、シリコンとエトキシ基の間の結合は、破壊され、シリコンは、酸化被膜層の酸素原子と新たな結合を構築する。炭素鎖はシリコン原子に結合したままであり、バリア層（３１５）の表面を形成する。
多くの異なる種類のシランをバリア層（３１５）の形成に利用可能であると本発明者は予想している。限定するものではないが、バリア層（３１５）の形成に利用可能なシランとして、トリクロロシラン、トリメトキシシラン及びトリエトキシシランを挙げることができる。好ましくは、必要なものではないが、炭素鎖は、その炭素鎖長が４以上である。炭素鎖長が８であるアルキル鎖を用いると、良好な結果を得られることを、本発明者は確認している。
【００２９】
バリア層（３１５）の表面の特性は、異なる化学成分を炭素鎖に接続させることにより、用途に応じたものとすることができる。この接続させる化学成分として、-NH2、-OH及び-COOHを挙げることができるが、これらは本発明を限定するものではない。
例えば、シリコンと反対側の炭素鎖端に-NH2基を結合させることにより、層（３１６）の液晶材料とバリア層（３１５）の表面の間の結合の形成を促進させることができる。他のもう１つの例として、-NH2基は液晶層（３１６）周囲の保持ガスケットを形成するエポキシとの結合の形成を促進する。これにより、製品の使用寿命間における液晶層（３１６）への水成分の浸透を防ぐことができる。
【００３０】
つまり、バリア層（３１５）は、以下に示す性質のうちいくつか或いは全てを備えるものである。
まず、バリア層（３１５）は、水を含む汚染物質から液晶配向層（３１４）を保護する。この結果、熱や湿気といった環境的ストレス下であっても製品寿命を長くすることができる。
更に、バリア層（３１５）の表面は、化学成分の使用を介して用途に応じて調整することができ、液晶−表面の相互作用の特性を制御可能となる。
加えて、バリア層（３１５）は、液晶セルガスケット材料に対する良好な接着性をもたらす。更に言えば、バリア層（３１５）は、これらの利点をもたらす一方で、液晶配向層（３１４）の異方特性を液晶層（３１６）に伝達することが可能である。
【００３１】
図３Ｂは、透明電極（３３０）の断面図である。透明電極（３３０）は、ガラス基板（３２２）、反射防止コーティング（３２４）、透明導電層（３２０）、液晶配向層（３１８）及びバリア層（３２５）を備える。導電層（３２０）と反射防止層（３２４）は、ガラス基板（３２２）とは反対側に形成される。液晶配向層（３１８）は、導電層（３２０）上に形成され、バリア層（３２５）は液晶配向層（３１８）上に直接的に形成される。
【００３２】
液晶配向層（３１８）とバリア層（３２５）の構成それぞれは、液晶配向層（３１４）及びバリア層（３１５）の構成と略同一である。しかしながら、配向層（３１４）の異方特性（例えば、配向向き）は、特定のＬＣＤの設計に応じて、配向層（３１８）の異方特性とは異なるものとすることができる。同様に、バリア層（３１５）の特性（例えば、表面特性を所望のものとする成分の存在）は、バリア層（３２５）の特性と異なるものとすることができる。
【００３３】
図３Ｃは、組立後のＬＣＤ装置（３４０）の断面図であり、この組立後のＬＣＤ装置（３４０）は、反射型バックプレーン基板（３００）のバリア層（３１５）上に液晶層（３１６）を供給し、その後、液晶層（１１６）上に透明電極（３３０）を搭載し、バリア層（３２５）が液晶層（１１６）に最も近くなるように配することにより形成されている。したがって、液晶層（３１６）は、２つの対向するバリア層（３１５及び３２５）の間に配され、両バリア層（３１５及び３２５）に直接的に接触する。
【００３４】
液晶層（３１６）は、反射型ディスプレイのバックプレーン（３００）と透明電極（３３０）の間で、ガスケット（図示せず）によりシールされる。ガスケットは、反射型ディスプレイのバックプレーン（３００）を透明電極（３３０）に固定する役割を果たす。ガスケットは、ピクセルミラー（３０８）のアレイの周縁部周囲においてバリア層（３１５）上にエポキシを用いて形成され、液晶材料のリザーバを形成する。ガスケットにより定められる容積空間内を液晶材料が満たし、透明電極（３３０）は、ガスケットに接触するバリア層（３２５）及び液晶材料上に配される。エポキシが硬化するにつれて、ガスケットはバリア層（３１５及び３２５）に結合し、両バリア層（３１５及び３２５）の間で液晶材料をシールすることとなる。
【００３５】
図４は、本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法（４００）をまとめたフローチャートである。
第１段階（４０２）において、基板（反射型ディスプレイのバックプレーン、透明電極など）が用意される。
その後、第２の段階（４０４）において、液晶配向層が基板上に形成される。
次に、必要に応じて、第３の段階（４０６）において、液晶配向層がプラズマ洗浄される。尚、プラズマ洗浄は、配向層表面上に存在する不純物を低減させるが、バリア層の形成にとって必ずしも必要な工程ではない。
続いて、第４の段階（４０８）において、バリア層が、液晶配向層上に形成される。
その後、第５の段階（４１０）において、液晶材料が、バリア層上に供給される。第５の段階（４１０）が完了すると、基板（例えば、反射型ディスプレイのバックプレーン）は、他のもう１つの基板（例えば、透明電極）との組立に関して、用意が完了した状態となる。この他のもう１つの基板は、同一又は類似の方法により、配向層及びバリア層を備えるものとなっている。他のもう１つの基板との組立を介して、ＬＣＤ装置が作り出される。
【００３６】
図５は、図４に示す方法（４００）の第４の段階（液晶配向層上にバリア層を形成する段階）（４０８）を実行する方法（５００）をまとめたフローチャートである。
第１の段階（５０２）において、液晶配向層を備える基板が、圧力制御がなされたオーブン内に配される。
続いて、第２の段階（５０４）において、オーブンが加熱されるとともに浄化される。この浄化する段階は、例えば、約１torrの圧力まで下げることと乾燥窒素を充填する段階を繰り返し、オーブン内の気圧を上下動させることを含む。
次に、第３の段階（５０６）において、バリア層用の試薬（例えば、シラン或いはシラザン）が、オーブン内に供給される。液晶配向層は、所定時間の間、試薬に曝されることとなる。
次に、第４の段階（５０８）において、オーブンは清浄化されるとともに冷却される
最後に、第５の段階（５１０）において、液晶配向層上に形成されたバリア層を備える基板が圧力制御されたオーブンから取り出される。
【００３７】
図６は、本発明に係るＬＣＤ装置を組み立てる方法（６００）をまとめたフローチャートである。
第１の段階において、２つの基板（例えば、反射型ディスプレイのバックプレーン及び透明電極）が用意される。各基板は、液晶配向層及びバリア層を備える。
続いて、第２の段階（６０４）において、２つの基板が、他の一方の基板に対して所定の位置となるように固定され、セルを形成する。このとき、２つの基板が有するバリア層は互いに対向することとなる。
最後に、第３の段階（６０６）において、液晶材料が、基板のバリア層間においてセル内に注入される。
【００３８】
本発明の特定の実施形態及び方法の説明は、完了した。記載された特徴の多くは、本発明の技術的範囲から逸脱することなしに代替され、変更され或いは省略されうるものである。例えば、異なる種類のバックプレーンの構造及び種類（例えば、製造業者は、層形成、構造及び材料を必要に応じて変更するものである）を用いて、本発明を実施することが可能である。他の例として、プラズマ洗浄工程は、必ずしも必要な工程ではないので、省略することができる。尚、このプラズマ洗浄の工程は、ＬＣＤ装置の寿命や品質に対して有益なものでもある。他の例として、配向層上にバリア層を形成するのに用いられる試薬が、特定の配向層の構造に適切なものとなるように変更されてもよいし、或いは、バリア層の所望の特徴を得るように変更されてもよい。加えて、これらの方法並びに実施形態が、これまで説明されてきた反射型ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）ライトバルブタイプに加えて、他の種のＬＣＤ装置への使用に適用されてもよい。特定の実施形態並びに方法から逸脱したこれらの或いは他の実施形態並びに方法は、当業者にとっては明らかであり、特に上述した開示内容に接した当業者にとっては、非常に明瞭なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来技術に係る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の断面図である。
【図２】装置の液晶配向層上に形成された不純物層に起因して不良品となるＬＣＤ装置の断面図である。
【図３Ａ】液晶配向層上に形成されるバリア層を備える反射型ディスプレイのバックプレーンの断面図である。
【図３Ｂ】透明電極と液晶配向層上に形成されるバリア層を支持する透明基板の逆断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａ及び図３Ｂに示される基板を組み合わせることにより形成された組立後のＬＣＤ装置の断面図である。
【図４】本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法をまとめたフローチャートである。
【図５】図４に示される液晶配向層上にバリア層を形成する方法をまとめたフローチャートである。
【図６】本発明に係る２つの基板からＬＣＤ装置を組み立てる方法をまとめたフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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