(57)【要約】【課題】液晶に対して任意のプレチルトを与え、かつ安定したアンカリング力を与えることにより高い表示品位を実現することが可能な液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器を提供する。【解決手段】第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置において、電極９ａ上に形成されてなり、所定の方向に延在し、かつ所定の間隔で配列された複数の溝部３１を有する下地膜３０と、該下地膜３０上に形成され、前記溝部３１の延在方向に沿って所定の角度θ０だけ傾斜して凸設される複数の柱状構造物により構成された斜方蒸着膜４０とによって構成される配向膜１６を具備する構成とした。【選択図】図３
2008225033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置であって、
前記第１の基板と前記第２の基板との少なくとも一方の基板の電極上に形成されてなり、所定の方向に延在し、かつ所定の間隔で配列された複数の溝部を有する下地膜と、
該下地膜上に形成され、前記溝部の延在方向に沿って所定の角度だけ傾斜して凸設される複数の柱状構造物により構成される斜方蒸着膜とによって構成された配向膜を具備することを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記下地膜は、透光性を有する絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板との少なくとも一方の基板の電極上に透光性を有する絶縁膜を形成する工程と、
該透光性を有する絶縁膜に、所定の方向に延在しかつ所定の間隔で配列された複数の溝部を形成する工程と、
前記溝部が形成された前記透光性を有する絶縁膜上に、前記溝部の延在方向に沿う方向から所定の角度で斜方蒸着を行うことにより、斜方蒸着膜を形成する工程と、を具備することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の液晶装置を具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持された液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示パネル等の液晶装置において液晶分子を配向規制するための配向膜として、ＳｉＯ２等の無機材料を基板表面に対し所定の角度をもって蒸着することにより形成される無機配向や、ポリイミド等の有機材料によって構成される薄膜にラビング処理を施すことによって形成される有機配向膜が知られている。
【０００３】
しかしながら、蒸着により無機配向膜を形成する場合、基板に対して均一な方向から蒸着を行わなければならないため、装置が大型になり製造コストが増大する。また、ラビングにより有機配向膜を形成する場合、ラビング処理に伴う発塵により液晶装置の不良が発生しやすくなる。
【０００４】
このような、従来の配向膜の製造時の問題点を解消するために、様々な配向膜の形成方法が提案されている。例えば、特許文献１及び２には液晶に接する膜の表面にレーザーを照射することにより凹凸を形成し、液晶に対する配向規制力を得る技術が開示されている。また、特許文献３には、液晶に接する膜の表面にスタンプ法やエッチング法により凹凸を形成し、液晶に対する配向規制力を得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−５１３１４号公報
【特許文献２】特開平９−１５２６１２号公報
【特許文献３】特開平５−１８８３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１から３に開示されているような、液晶に接する膜の表面に凹凸を形成することによって配向膜を形成した場合、液晶に対して所望のプレチルト角を与えることが困難であるという問題がある。このため、液晶の配向が乱れやすく、いわゆるディスクリネーションが発生しやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶に対して任意のプレチルトを与え、かつ安定したアンカリング力を与えることにより高い表示品位を実現することが可能な液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器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】
【０００７】
本発明の液晶装置は、第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置であって、前記第１の基板と前記第２の基板との少なくとも一方の基板の電極上に形成されてなり、所定の方向に延在し、かつ所定の間隔で配列された複数の溝部を有する下地膜と、該下地膜上に形成され、前記溝部の延在方向に沿って所定の角度だけ傾斜して凸設される複数の柱状構造物により構成される斜方蒸着膜とによって構成される配向膜を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、第１の基板と該第１の基板に対向する第２の基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記第１の基板と前記第２の基板との少なくとも一方の基板の電極上に透光性を有する絶縁膜を形成する工程と、該透光性を有する絶縁膜に、所定の方向に延在しかつ所定の間隔で配列された複数の溝部を形成する工程と、前記溝部が形成された前記透光性を有する絶縁膜上に、前記溝部の延在方向に沿う方向から所定の角度で斜方蒸着を行うことにより、斜方蒸着膜を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電子機器は、前記液晶装置を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明のこのような構成によれば、従来の表面に溝部を形成しただけの配向膜とは異なり液晶分子に任意のプレチルトを与えることが可能であり、かつ、従来の斜方蒸着膜に比して、液晶分子に対して、より安定し、かつより強い方位方向のアンカリング力を与えることが可能となる。よって、ディスクリネーションが生じ難い表示品位の高い液晶装置を提供することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、前記下地膜は、透光性を有する絶縁膜であることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、ディスクリネーションが生じ難く表示品位の高い透過式の液晶装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態に係る蒸着装置は、液晶装置用の基板に無機配向膜を形成する装置である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１４】
まず、本実施形態の液晶装置１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１はＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。ここでは、液晶装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示装置を例にとる。
【００１５】
液晶装置１００は、ガラスや石英等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を挟持してなり、液晶５０の配向状態を変化させることにより、画像表示領域１０ａに対向基板２０側から入射する光を変調しＴＦＴアレイ基板１０側から出射することで、画像表示領域１０ａにおいて画像を表示するものである。
【００１６】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶５０が挟持されている。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が散らばって配設されている。
【００１７】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。なお、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００１８】
また、本実施形態においては、前記の画像表示領域１０ａの周辺に位置する非表示領域が存在する。非表示領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に露出して設けられた実装端子１０２にフレキシブルプリント基板等を接続することにより、液晶装置１００と例えば電子機器の制御装置等の外部との電気的接続が行われる。
【００１９】
また、走査線駆動回路１０４は、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、かつ額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺、すなわちデータ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に対向する辺に沿って設けられ、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられた複数の配線１０５によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに電気的に接続されている。
【００２０】
また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との電気的接続を行う上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらの上下導通材１０６に対応する領域において上下導通端子が設けられている。上下導通材１０６と上下導通端子を介して、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な接続が行われる。
【００２１】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、無機配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に無機配向膜２２が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のそれぞれ液晶５０と接する面に形成された無機配向膜１６及び２２は、詳しくは後述するが、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＭｇＦ２等の透光性を有する無機材料によって構成された薄膜である。無機配向膜１６及び２２は、液晶５０の配向を規制するための膜であり、液晶５０は一対の無機配向膜１６及び２２の間で、所定の配向状態をとる。
【００２２】
また、対向基板２０の入射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード、ＶＡ（垂直配向）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００２３】
上述した構成を有する液晶装置１００においては、液晶を配向規制するための配向膜を、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＭｇＦ２等の無機材料にて構成される薄膜である無機配向膜により形成している。無機材料によって構成される無機配向膜は、例えばポリイミド等の有機材料によって構成される配向膜に対して耐光性や耐熱性に優れるため、経年劣化がなく表示品位が低下することのない液晶装置を実現できる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、対向基板２０に形成される無機配向膜２３も同様の構成を有するものであるが、液晶装置の構成によっては、本実施形態の無機配向膜は、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板のいずれか一方にのみ形成されてもよい。
【００２５】
次に、上述した無機配向膜１６の構成を、図３及び図４を用いて説明する。図３は、図２の画素電極上に形成された無機配向膜の構成を、無機配向膜によって配向される液晶とともに概略的に示す図である。図４は、無機配向膜の溝部の延在方向に沿った断面図である。なお、無機配向膜２３の構成は、無機配向膜１６の構成と同様であるため、以下においては、無機配向膜１６の構成についてのみ説明する。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態の無機配向膜１６は、下地膜３０と該下地膜３０上に形成された斜方蒸着膜４０とにより構成されている。
【００２７】
下地膜３０は、透光性を有する絶縁膜であって、本実施形態においては、シリコン酸化膜により構成されている。下地膜３０は、その上面に、所定の方向（図３中、ｘ方向）に沿う直線状の凹部である溝部３１が、ｘ方向と直交する方向であるｙ方向に所定の間隔Ｗで配列されて形成されている。
【００２８】
溝部３１は、ｘ−ｙ平面、すなわちＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（図３中、ｚ方向）に所定の深さｈを有し、かつＴＦＴアレイ基板１０の表示領域１０ａ全体に亘って形成されている。
【００２９】
下地膜３０は、所定の厚さのシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法等によって成膜した後に、グレースケールマスクを用いたフォトリソグラフィ工程により溝部３１を凹設することで形成される。
【００３０】
斜方蒸着膜４０は、溝部３１が形成された下地膜３０上に、本実施形態ではＳｉＯ２からなる柱状構造物４１が所定の密度で多数形成されて構成されている。この柱状構造は、カラム構造とも称されるものであり、所定の条件下で蒸着法によりＳｉＯ２の分子を堆積させることで形成されるナノメートルオーダの構造である。
【００３１】
柱状構造物４１は、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（ｚ方向）に対して、所定の角度θ０だけ、溝部３１の延在する方向に傾斜するように形成されている。つまり、図４に示すように、斜方蒸着膜４０を構成する柱状構造物４１は、ｘ−ｚ平面に平行な方向に傾斜しており、ｘ−ｚ平面上においてＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（ｚ方向）に対して所定の角度θ０を成すように凸設されている。
【００３２】
斜方蒸着膜４０は、溝部３１が形成された下地膜３０上に成膜されるため、表面に溝部３１と略同一の方向に延在する溝状部４２が形成される。
【００３３】
上述のような構成を有する斜方蒸着膜４０は、蒸着による成膜工程時に蒸着源４２を、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（ｚ方向）に対して、角度θ０だけ溝部３１の延在する方向に傾けた方向（図３中、Ｄ１方向）に配置して蒸着を行うことにより形成される。このような蒸着方法は、一般に斜方蒸着法、斜め蒸着法と呼ばれているものである。言い換えれば、斜方蒸着膜４０は、溝部３１の延在方向（ｘ方向）に沿う方向から、ＳｉＯ２を角度θ０で斜方蒸着することにより形成される。
【００３４】
上述のような２層の構成を有する本実施形態の無機配向膜１６は、図３に示すように、液晶分子５０ａに対して、ｚ方向に対して角度θｐのプレチルトを与え、かつ、液晶分子５０ａの傾斜する方位を、溝状部４２の延在方向に沿った方向に略均一にアンカリングする配向規制力を有する。すなわち本実施形態の無機配向膜１６の配向規制力により、液晶分子５０ａは、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（ｚ方向）に対して、角度θｐだけ溝部３１の延在する方向に傾斜するのである。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、従来の表面に溝部を形成しただけの配向膜とは異なり、蒸着角度θ０を変化させることで液晶分子に任意のプレチルトを与えることが可能であり、かつ、従来の斜方蒸着膜に比して、溝状部４２が形成されていることにより、液晶分子に対してより安定し、かつより強いアンカリング力を与えることが可能となる。よって、本実施形態の液晶装置１００によれば、ディスクリネーションが生じ難くかつコントラストの高い表示を実現することができる。
【００３６】
次に、図１から図４に示したように構成された液晶装置の製造方法、具体的には、液晶装置１００における無機配向膜１６及び２３の形成方法について説明する。なお、無機配向膜２３の形成方法は、無機配向膜１６と同様であるため、以下においては、無機配向膜１６の形成方法についてのみ説明する。また、無機配向膜１６及び２３の形成方法以外の液晶装置の製造方法については、周知であるため、その説明は省略する。
【００３７】
まず、既知の半導体薄膜、絶縁性薄膜又は導電性薄膜を積層することによって複数の薄膜が形成されたＴＦＴ基板１０の画素電極９ａ上に、プラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化膜を成膜する。次に、シリコン酸化膜に対し、グレーマスクを用いたフォトリソグラフィ工程を実施することにより、深さｈ、ピッチｗの溝部３１を形成する。
【００３８】
そして、斜方蒸着法により、溝部３１の延在方向（ｘ方向）に沿う方向から、ＳｉＯ２を角度θ０で斜方蒸着することにより、斜方蒸着膜４０を形成する。ここで、斜方蒸着時には、蒸着源４２は、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線方向（ｚ方向）に対して、角度θ０だけ溝部３１の延在する方向に傾けた方向（Ｄ１方向）に配置される。
【００３９】
以上により、本実施形態の無機配向膜１６が形成される。
【００４０】
以下、本実施形態の変形例を、図５及び図６を参照して説明する。上述した実施形態においては、図３に、溝部３１は、ｙ−ｚ平面による断面において、滑らかな波状の断面形状を有するものとして示しているが、溝部３１の断面形状はこの形態に限られるものではない。例えば、図５に示すように、溝部の断面形状は矩形状であってもよいし、また、図示しないが勾配を有するテーパ状であってもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態においては、溝部３１の深さｈは、シリコン酸化膜の厚さよりも浅いものとして説明しているが、溝部の深さｈは、シリコン酸化膜の厚さと同一であってもよい。すなわち、図６に示すように、下地膜３０は、ピッチｗで凸設された複数の凸条部３５によって構成されるものであってもよい。
【００４２】
次に、以上詳細に説明した液晶装置をライトバルブとして用いた電子機器である投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。図７は、液晶プロジェクタの構成例を示す断面図である。図７において、本実施形態における電子機器の一例である液晶プロジェクタ１１００は、液晶装置１００を、それぞれＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。この際特に、Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【００４３】
なお、本実施形態に係る電子機器は、図７を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型コンピュータ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末又はタッチパネル等の各種電子機器に適用可能である。
【００４４】
また、上述の実施形態では、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶パネルを液晶装置として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）を用いたアクティブマトリクス駆動方式や、パッシブマトリクス駆動方式を採用した液晶装置にも本発明を適用可能である。また、本発明は透過型の液晶装置に限られるものではなく、反射型や半透過半反射型の液晶装置にも本発明を適用可能である。
【００４５】
また、液晶装置は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等であっても構わない。ＬＣＯＳでは、素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には、反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。
【００４６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う蒸着装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】画素電極上に形成された無機配向膜の構成を、無機配向膜によって配向される液晶とともに概略的に示す図である。
【図４】無機配向膜の溝部の延在方向に沿った断面図である。
【図５】下地膜の変形例を説明する断面図である。
【図６】下地膜の変形例を説明する断面図である。
【図７】液晶プロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
９ａ  画素電極、  １０  ＴＦＴアレイ基板、  １６  無機配向膜  、３０  下地膜、  ３１  溝部、  ４０  斜方蒸着膜、  ４２  溝状部、  ５０ａ  液晶分子、  θｐ  プレチルト角、  θ０  蒸着角度
【図１】
2008225033.tif 000003
【図２】
2008225033.tif 000004
【図３】
2008225033.tif 000005
【図４】
2008225033.tif 000006
【図５】
2008225033.tif 000007
【図６】
2008225033.tif 000008
【図７】
2008225033.tif 000009