(57)【要約】  【課題】表面に段差がある箇所においても適切に配向膜を形成し、光漏れや配向異常による表示性能の低下を防止し、コントラスト特性が良好な液晶表示素子を提供する。  【解決手段】液晶表示素子１０においては、対向基板１０２にオンチップスペーサ（ＯＣＳ）１１４が形成されている。このＯＣＳ１１４およびその周辺領域は、斜め蒸着では影になり配向膜が形成されないため、オフセット印刷、スピンコート、インクジェットなどの方式により別途第１の配向膜１１８を形成する。その他の第２の配向膜１１９およびＴＦＴアレイ基板１０１の配向膜１１６は、斜め蒸着により形成する。これにより、段差があっても基板の対向面の全面に漏れなく配向膜が形成される。したがって、リバースチルトドメインの発生を防ぎ、清浄なチルト領域とリバースチルトドメインとの境界に生じるディスクイリネーションラインの発生を防ぎ、光漏れやコントラストの低下を防止することができる。  【選択図】  図２
2005070530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有する液晶表示素子であって、
前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域において、当該対向面の他の領域に形成されている前記配向膜とは異なる種類の配向膜が形成されていることを特徴とする
液晶表示素子。
【請求項２】
前記異なる種類の配向膜が形成されている領域は、前記液晶層の厚さを一定に維持するためのスペーサあるいは配線パターンにより生じる段差、および、当該段差の周辺の領域であることを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記異なる種類の配向膜が形成されている領域は、前記対向面の前記他の領域の配向膜を蒸着により形成した場合に、前記段差に起因して配向膜が形成されない領域であることを特徴とする
請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記異なる種類の配向膜は、オフセット印刷、スピンコートあるいはインクジェットのいずれかの方式を用いて配向膜材料を塗布し形成された配向膜であることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記異なる種類の配向膜は、直線偏光した光の照射、ラビングあるいはイオンビームの照射のいずれかの方法を適用して形成された配向膜であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記異なる種類の配向膜は、無機材料により形成された配向膜であることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記対向面の他の領域に形成された配向膜は、ＩＶ属元素の単体、混合物または化合物を含む材料により形成された配向膜であることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項８】
対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域に前記配向膜を形成する工程と、前記対向面の他の領域に前記配向膜を形成する工程とを有し、前記２つの工程においては異なる方法により前記配向膜を形成することを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記対向面の他の領域には、蒸着により配向膜材料を積層し前記配向膜を形成し、
前記表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域には、蒸着以外の他の方式により配向膜材料を積層し前記配向膜を形成する
請求項８に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域には、オフセット印刷、スピンコートあるいはインクジェットのいずれかの方式を用いて配向膜材料を積層し前記配向膜を形成する
請求項８または９に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域においては、積層された前記配向膜材料に直線偏光した光の照射、ラビングあるいはイオンビームの照射のいずれかの方法を適用して配向膜を形成する
請求項８〜１０のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
前記表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域には、無機材料により前記配向膜を形成する
請求項８〜１１のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記対向面の他の領域には、ＩＶ属元素の単体、混合物または化合物を含む材料により前記配向膜を形成する
請求項８〜１２のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１４】
光源と、前記光源から出射された光を液晶表示素子に導く集光光学系と、前記液晶表示素子で光変調した光を拡大し投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記液晶表示素子は、対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有し、前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域において、当該対向面の他の領域に形成されている前記配向膜とは異なる種類の配向膜が形成されている液晶表示素子であることを特徴とする
投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向異常を防止し、表示性能を向上させた液晶表示素子とその製造方法、および、それを用いた投影型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子は、軽量で低消費電力という特徴から、コンピュータの表示装置、テレビジョン受像機あるいはプロジェクタなどの種々の分野で利用されている。
液晶プロジェクタなどの投射型表示素子では、光源から出射される光を赤、緑、青に分離し、各色光を液晶表示素子により構成される３つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束を合わせて投射面に拡大投射している。この液晶プロジェクタなどのライトバルブとしては、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示素子が用いられる。
【０００３】
一般的にアクティブマトリクス型液晶表示素子は、スイッチング素子や表示電極が形成されたＴＦＴアレイ基板と、ＴＦＴアレイ基板に対向して設けられた対向基板とを有し、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との間に液晶材料が封入される。液晶材料が所望の電気光学的特性を呈するためには、基板間隙を表示領域全体で均一にする必要がある。基板間隙を制御するために、従来は、プラスチックビーズなどの球をスペーサとして用いていた（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、球などのスペーサを用いる方法では、球の直径の均一性や分散性が悪い、有効画素領域に位置するスペーサによって光の透過率が低下するといった問題が生じる。
そこで近年は、フォトレジスト材料からなる柱状のスペーサをいずれかの基板に形成する方法が提案されている。柱状スペーサは、非有効画素領域に選択的に形成できるため、光を効率的に利用し、非常に高精度の基板間隙制御ができるという利点があり、液晶表示素子の高精細化、高輝度化を可能とする技術として注目され、また採用されている。
【０００４】
また、液晶表示素子において、液晶材料を封入する基板表面には、液晶分子を配向させる配向膜が形成され配向処理が行われる。この配向膜として、従来よく用いられていたポリイミドなどの有機材料の替わりに、近年、ＳｉＯ２などの無機材料が用いられている。無機材料は、有機材料に比べて外界からの影響による分解や反応が少なく、信頼性が大きく寿命が長いという利点がある。また、形成方法も、従来のラビング法を用いずに配向処理できるので、工程の削減やゴミなどの不純物混入を防止することができ好ましい（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５３６３５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２２７５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無機材料で構成される配向膜は、通常、蒸着により形成している。そのため、ＴＦＴ配線などにより基板表面に段差が生じていたり、柱状のスペーサが形成されている液晶表示素子においては、配向膜が蒸着されない影の領域が発生する。すなわち、ＴＦＴ配線部の段差や柱状スペーサは突起物であり、たとえば図７に示すように、蒸着方向によっては柱状スペーサ３１０などの段差により影３２０が生じ、これが蒸着の障害となり配向膜が形成されない領域が発生する。配向膜が形成されない領域は、液晶層において、通常のプレチルト角とは逆のプレチルト角の領域となり、リバースチルトドメインとよばれる。
リバースチルトドメインは、通常、横電界の影響が出易いところに位置する場合が多く、また、正常領域と透過率が異なる。そのため、表示画面上にムラやスジなどの表示不良を生じる可能性がある。また、正常領域とリバースチルトドメインの間にディスクリネーションラインが発生し、光漏れを起こし、コントラストが低下する可能性がある。
【０００７】
そのようなリバースチルトドメインによる光漏れを防止するために、特許文献１においては、柱状スペーサ位置を変更して光漏れを目立たなくさせる方法が提案されているが、配向されない領域が存在することは根本的には改善されておらず、光漏れを完全になくすことはできない。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、配線や柱状スペーサなどによる段差が存在する領域においても適切に配向膜を形成し、光漏れや配向異常による表示性能の低下を防止することにより、コントラストなどの特性が良好な液晶表示素子とその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、コントラストなどの特性が良好な状態で所望の映像を投影表示することのできる投影型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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の液晶表示素子は、対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有する液晶表示素子であって、
前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域において、当該対向面の他の領域に形成されている前記配向膜（第２の配向膜）とは異なる種類の配向膜（第１の配向膜）が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成の液晶表示素子においては、たとえば液晶層の厚さを一定に維持するためのスペーサあるいは配線パターンにより生じる段差およびその周辺の領域に対しては、他の領域とは異なり、段差などがあっても適切に形成できる配向膜が形成されている。すなわち、異なる配向膜あるいは異なる形成方法による配向膜などの異なる種類の配向膜を同一基板に対して適用することにより、基板の対向面の全面に漏れなく配向膜が形成されている。より具体的には、たとえば段差のために蒸着により配向膜が形成されない領域に対しては、蒸着以外の他の方法により形成した配向膜を配置し、これにより基板の全面に配向膜が形成されるようにしている。したがって、リバースチルトドメインの発生を防ぎ、正常なチルト領域とリバースチルトドメインとの境界に生じるディスクイリネーションラインの発生を防ぎ、光漏れやコントラストの低下を防止することができる。
【００１１】
好適には、前記異なる種類の配向膜は、オフセット印刷、スピンコートあるいはインクジェットのいずれかの方式を用いて配向膜材料を塗布し形成された配向膜である。
また好適には、前記異なる種類の配向膜は、直線偏光した光の照射、ラビングあるいはイオンビームの照射のいずれかの方法を適用して形成された配向膜である。
【００１２】
また好適には、前記異なる種類の配向膜は無機材料により形成された配向膜である。
有機物は、液晶との極性相互作用によって配向状態が左右され所望の微少な傾斜が得られない可能性がある。また、金属などの導体を用いると表面に電化が流れてしまい前面で均一なＯＮ、ＯＦＦが得られなくなる可能性がある。したがって、このような配向膜材料には、無機の誘電体または半導体が好適である。
【００１３】
また、対向面の他の領域に形成された配向膜は、シリコンやゲルマニウムなどのＩＶ属元素の単体、混合物または化合物を主成分として含む材料により形成された配向膜が好適である。
【００１４】
また、本発明の液晶表示素子の製造方法は、対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域に前記配向膜を形成する工程と、前記対向面の他の領域に前記配向膜を形成する工程とを有し、前記２つの工程においては異なる方法により前記配向膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の投影型表示装置は、光源と、前記光源から出射された光を液晶表示素子に導く集光光学系と、前記液晶表示素子で光変調した光を拡大し投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記液晶表示素子は、対向面に配向膜が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して略平行に配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される液晶層とを有し、前記第１の基板の前記対向面の表面に段差が生じている箇所および当該段差の周辺の領域において、当該対向面の他の領域に形成されている前記配向膜とは異なる種類の配向膜が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、配線や柱状スペーサなどによる段差が存在する領域においても適切に配向膜を形成し、光漏れや配向異常による表示性能の低下を防止することにより、コントラストなどの特性が良好な液晶表示素子とその製造方法を提供することができる。
また、コントラストなどの特性が良好な状態で所望の映像を投影表示することのできる投影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】
【００１７】
以下、本発明を、図１〜図６を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る液晶表示素子の平面図であり、図２はその液晶表示素子の画素部の構成を示す断面図であり、図３はその画素部の構成を示す模式的な回路図であり、図４はその液晶表示装置の製造方法を説明するためのフローチャートであり、図５はその液晶表示素子の製造に用いる蒸着装置を示す図であり、図６はその液晶表示素子を適用して好適なプロジェクタの光学系の構成を示す図である。
なお、本実施形態で示す液晶表示素子は、投影型表示装置（プロジェクタ）用のアクティブマトリクス型小型液晶表示素子である。
【００１８】
第１実施形態
まず、第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
まず、第１実施形態の液晶表示素子１０の概略構成について説明する。
図１に示すように、液晶表示素子１０は、実際の画像表示に用いられる画像表示領域１１、および、その周縁の非画像表示領域１２を有する。
画像表示領域１１および非画像表示領域１２は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２が所定の間隔で対向配置されて構成される。
【００１９】
ＴＦＴアレイ基板１０１の上面（対向基板１０２との対向面）の図１に示した画像表示領域１１に相当する領域には、図３に示す同一形状の多数の画素電極１０３が格子状の配列で配置される。画素電極１０３は、図２および図３に示すように、アモルファスシリコンやポリシリコンなどからなるＴＦＴ１０６を介して信号線１０７および走査線１１３に接続される。また、図２に示すように、ＴＦＴ１０６上（画素電極１０３が形成されている領域においては画素電極１０３との間）には保護膜１１７が形成されている。また、画素電極１０３上（画素電極１０３が形成されていない領域においては保護膜１１７上）には、配向膜１１６が形成される。配向膜１１６は、後述する対向基板１０２の第２の配向膜１１９と同じく、斜め蒸着により形成される。
ＴＦＴアレイ基板１０１は、たとえば石英基板により構成され、画素電極１０３は、たとえばＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜により形成される。
これら画素電極１０３およびＴＦＴ１０６などの動作については、後に詳述する。
【００２０】
対向基板１０２の下面（ＴＦＴアレイ基板１０１との対向面）の図１に示した画像表示領域１１に相当する領域の全面には、図２に示すように、透明の対向電極１０４が形成される。
対向電極１０４のＴＦＴアレイ基板１０１側の面には、所定の配置で、ギャップ材としてのオンチップスペーサ（ＯＣＳ）１１４が形成される。ＯＣＳ１４１は、リソグラフィ工程および現像・エッチング工程などにより、図示のごとく柱状の断面を有し、ＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２との間隔を規定する高さに形成される。これにより、画像表示領域１１において、ＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２との間隔は所定の間隔に維持される。本実施形態において、ＯＣＳ１１４の幅は２μｍ〜３μｍであり、その高さは２．７±０．５μｍである。
【００２１】
また、対向電極１０４のＴＦＴアレイ基板１０１側の面には、配向膜１１８，１１９が形成される。配向膜は、第１の配向膜１１８と第２の配向膜１１９の２種類が存在する。
第１の配向膜１１８は、対向電極１０４の上面であって、斜め蒸着により形成される第２の配向膜１１９が形成され難い領域、すなわち、対向電極１０４の上面の段差が生じている部分およびその周辺の領域に形成される。本実施形態においては、図２に示すＯＣＳ１１４の表面およびその近傍の領域、および、図示しない配線による段差の周辺領域に形成される。
第１の配向膜１１８は、段差を形成している凸部や凹部よりわずかに広い領域に形成される。具体的には、図２に示す１０μｍの角柱形状のＯＣＳ１４に対しては、左右上下方向に各々２μｍ大きい１４μｍ角の大きさの領域に対して第１の配向膜１１８を形成する。また、配線に対しては、各配線の幅よりも左右２μｍ大きい領域に第１の配向膜１１８を形成する。なお、この値は、一辺１０μｍの角柱において最大２μｍの配向異常領域が発生する可能性があったという実験結果に基づく。
【００２２】
第２の配向膜１１９は、対向電極１１４上の第１の配向膜１１８が形成された領域以外の領域に形成される。第２の配向膜１１９は、斜め蒸着により形成される。
【００２３】
また、対向基板１０２においては、各画素部の開口領域（光通過領域）以外の領域の対向基板１０２と対向電極１０４との間に、遮光膜１０５が設けられる。
対向基板１０２は、たとえばガラス基板や石英基板により構成され、対向電極１０４は、たとえば画素電極１０３と同様にＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜により形成される。また、ＯＣＳ１１４は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、あるいはノボラック樹脂などにより形成される。
【００２４】
このようなＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２とは、図１に示す非画像表示領域１２において画像表示領域１１を囲むように形成されたシール部１３により接合される。図示しないが、シール部１３にも画像表示領域１１に形成されるＯＣＳ１１４と同様のＯＣＳが配置されており、これにより非画像表示領域１２においてもＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２との間隔は所定の間隔に維持される。
【００２５】
液晶表示素子１０においては、このようにして形成されたＴＦＴアレイ基板１０１、対向基板１０２およびシール部１３に囲まれた空間に液晶が封入される。
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０１および対向基板１０２の外側に、それぞれ図示しない偏光子などが設けられ、液晶表示素子１０が構成される。
【００２６】
次に、このような液晶表示素子１０の画素部の構成および動作について説明する。
図２および図３に示すように、液晶表示素子１０の画像表示領域１１を構成する画素電極１０３に対しては、その近傍に、画素電極１０３をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ１０６が設けられている。ＴＦＴ１０６のソース１０８は、画素信号が供給される信号線１０７に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ１０６のゲートは、所定のタイミングで走査信号が印加される走査線１０９に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ１０６のドレイン１１０に画素電極１０３が電気的に接続されている。
【００２７】
したがって、スイッチング素子であるＴＦＴ１０６を一定期間開ける（導通状態とする）ことにより、信号線１０７から供給される画素信号が所定のタイミングで画素電極１０３に印加される。その結果、この画素信号は、この画素部の画素電極１０３と対向電極１０４との間の液晶１１１に作用し、液晶１１１にこの画素信号に対応する情報が書き込まれる。
【００２８】
画素電極１０３を介して液晶に書き込まれた画素信号は、対向基板１０２に形成された対向電極１０４との間で一定期間保持される。
液晶１１１は、印加される電圧レベルに応じて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。すなわち、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能となり、その結果、液晶表示素子１０全体として、画素信号に応じたコントラストの光が出射する。
【００２９】
また、画素電極１０３と対向電極１０４との間に保持された画素信号がリークされるのを防ぐために、図３に示すように、液晶１１１の容量と並列に、蓄積容量１１２を付加する。これにより、保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことができる。このような蓄積容量１１２を形成するために、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０１上には抵抗化されたＣｓ線１１３が設けられる。
【００３０】
次に、このような構成の液晶表示素子１０の製造方法について、特に、対向基板１０２における配向膜の形成工程を中心として図４を参照して説明する。
対向基板１０２においては、まず、図２に示した遮光層１０５および対向電極１０４を形成し、対向電極１０４上に柱状のＯＣＳ１４を形成する（ステップＳ１１０）。
ＯＣＳ１４は、まず、対向電極１０４上に透明フォトレジストとしてのＰＷＥＲ（東京応化工業株式会社製）をスピンコート法により３μｍの厚さに塗布する。次に、柱状ＯＣＳ１４を形成する位置にパターンが形成されたフォトマスクを介して紫外線を照射し、露光処理を行う。そして、現像およびエッチングを行い、柱状ＯＣＳ１４を形成する。
【００３１】
柱状ＯＣＳ１４を形成したら、次に配向膜を形成する。前述したように、対向基板１０２の液晶１１１との接触面（ＴＦＴアレイ基板１０１に対向する面）には、第１の配向膜１１８および第２の配向膜１１９の２種類の配向膜が形成される。
配向膜を形成するにあたり、まず、対向基板１０２を中性洗剤を用いて洗浄し、洗浄後１２０℃雰囲気中に２０分間放置し乾燥させる（ステップＳ１２０）。
次に、第１の配向膜１１８を形成する（ステップＳ１３０）。第１の配向膜１１８は、配線およびＯＣＳ１４、および、斜め蒸着により第２の配向膜１１９を形成する際に配線やＯＣＳ１４の影となる領域を含むその配線やＯＣＳ１４の近傍の領域に形成する。本実施形態においては、前述したように、図２に示す１０μｍの角柱形状のＯＣＳ１４に対しては、左右上下方向に各々２μｍ大きい１４μｍ角の大きさの領域に第１の配向膜１１８を形成する。また、配線に対しては、各配線の幅よりも左右２μｍ大きい範囲に第１の配向膜１１８を形成する。
【００３２】
まず、第１の配向膜１１８の形成領域にパターンが形成された版（マスク）を用いて、第１の配向膜材料であるポリイミド（ＰＩ）をオフセット印刷により対向基板１０２上に印刷し、たとえば１００℃雰囲気中に１分間放置し乾燥させる（ステップＳ１３１）。本実施形態においては、第１の配向膜材料として、日本合成ゴム株式会社製の可溶性ポリイミドＡＬ１２５６を使用する。
【００３３】
配向膜材料を印刷により形成したら、１８０℃雰囲気中で１時間ポストベークを行い、溶媒を乾燥させる（ステップＳ１３２）。
次に、第１の配向膜形成領域、すなわち、ＴＦＴ配線部、ＯＣＳ１１４およびそれらの周辺上下左右２μｍの領域に開口が形成された（光を透過する）石英のフォトマスクを対向基板１０２に重ね、ポリイミド塗布面に偏光紫外線を照射する（ステップＳ１３３）。照射する紫外線は、直線偏光させた中心波長３１３ｎｍの偏光紫外線で、これを１J／ｃｍ２の密度でポリイミド塗布面の全面に照射する。なお、保持率の観点から、紫外線照射光量は１J／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【００３４】
次に、偏光紫外線を、基板の法線に対してたとえば７０°傾いた斜め方向から照射する（ステップＳ１３４）。これにより、液晶分子が、偏光紫外線の偏光方向に直交する方向に配向する第１の配向膜１１８が形成される。
なお、偏光紫外線の照射方向の傾きは７０°に限られるものではなく、基本的には基板の法線に対して傾斜していればよい。
また、プレチルト角の実現方法は、前述した偏光紫外線の斜め照射の他に、ラビングなどの方法も適用することができる。
【００３５】
次に、第２の配向膜１１９を形成する（ステップＳ１４０）。第２の配向膜１１９は、対向電極１０４上の第１の配向膜１１８が形成されていない領域に、図５に示す蒸着装置２００を用いた斜め蒸着により形成する。
蒸着源としては、一酸化珪素および二酸化珪素を含む酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタルなどの酸化物、弗化マグネシウムなどの弗化物あるいは、硫化亜鉛などの硫化物、シリコンあるいは、ゲルマニウムなどのＩＶ属元素の単体または混合物あるいは化合物を主成分とする原料などを用いてよい。本実施形態においては、１酸化珪素の粉末を用いる。
【００３６】
図５に示す蒸着装置は、蒸着材料の飛散方向に対して配向膜形成面を所望の角度に維持することのできる蒸着装置である。
蒸着装置２００は、真空チャンバー２１０および排気系２２０を有する。真空チャンバー２１０は、基板保持部２１１、回転機構２１２、蒸着源２１３、および、膜厚計２１４を有する。基板保持部２１１は、複数個の基板を配向膜形成面を同一面上にそろえて保持する。回転機構２１２は、基板保持部２１１を所望の方向に指向させて保持する。これら基板保持部２１１および回転機構２１２により、基板は、配向膜形成面が蒸着源からの蒸着材料の飛散方向に対して所定の角度になる位置に保持される。
【００３７】
また、蒸着源２１３は、スリット状の開口が形成された抵抗加熱ボートであり、膜厚計２１４は、水晶振動子膜厚計である。
排気系２２０は、メインポンプ２２１を有する。メインポンプ２２１は、拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプなどであって、本実施形態では油拡散ポンプである。
【００３８】
このような蒸着装置２００により、対向基板１０２が蒸着源２１３に対して斜めに保持され、蒸着に供されることにより、対向基板１０２の所定の第２の配向膜１１９形成領域に、第２の配向膜材料が斜め方向から堆積される。
本実施形態においては、配向膜を形成する条件は、基板に平行な方向からみた入射角を７０度、成膜時に蒸着源から基板と等距離に垂直方向に設置した膜厚計によって計測した膜厚ｄ（ｎｍ）を６０とした。
【００３９】
なお、ＴＦＴアレイ基板１０１については、図示しないが、第２の配向膜１１９を形成するのと同じ斜め蒸着により、第２の配向膜１１９と同じ膜材料を用いて、全面に配向膜１１６を形成する。
そして、このようにして形成した対向基板１０２に、液晶注入口を除いて形成されるシールパターンを光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤を用いて形成し、ＴＦＴアレイ基板１０１と重ね合わせ接合する（ステップＳ１５０）。
次に、その液晶注入口から液晶材料を注入し、注入口を紫外線硬化樹脂により封止する（ステップＳ１６０）。これにより、液晶表示素子１０が製造される。
【００４０】
このようにして製造された液晶表示素子について、配向異常領域を観察したところ、従来、ＯＣＳの周囲約２μｍの幅で配向異常領域が発生する可能性があったのに対し、配向異常は全域でほとんど観察できない状態にまで改善されていた。また、画質を観察したところ、光漏れのない良好な画質を得ることができた。
このように、第１実施形態によれば、ＯＣＳ１１４が存在する領域においても適切に配向膜を形成し、光漏れや配向異常による表示性能の低下を防止することができる。
【００４１】
第２実施形態
本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態として、前述した第１実施形態とは異なり、スピンコート方式により有機配向膜材料を対向基板１０２に積層し、第１の配向膜１１８を形成する方法について説明する。液晶表示素子の基本的な構成などのそれ以外の内容は前述した第１実施形態とほぼ同じであり、その説明は省略する。
【００４２】
第２実施形態においては、図４に示したフローチャートのステップＳ１３１において、スピンコートにより第１の配向膜材料を対向基板１０２上に塗布する。すなわち、まず、第１の配向膜材料（可溶性ポリイミドＡＬ１２５６：日本合成ゴム株式会社製）のγ−ブチロラクトンを用いた２．０ｗｔ％溶液を準備する。次に、第１の配向膜１１８を形成する箇所にのみ開口が形成された金属製マスクを作成し、これにより対向基板１０２をマスクする。そして、配向膜材料を含む溶液をスピンコートにより対向基板１０２上に塗布する。これにより、対向基板１０２上の所望の領域に、第１の配向膜の配向膜材料が積層される。
この配向膜材料に対して、第１実施形態と同様にステップＳ１３２以降の工程において、ポストベークを行い、偏光紫外線を直交方向および傾斜方向から照射し、第１の配向膜１１８を形成する。なお、ステップＳ１４０の第２の配向膜１１９の形成以降の工程も、前述した第１実施形態と同一である。
【００４３】
第１の配向膜１１８はこのようにスピンコート方式を適用して形成してもよい。このような方法により第１の配向膜１１８を形成して製造した液晶表示素子についても、配向異常は全域でほとんど観察できない状態にまで改善されており、光漏れのない良好な画質を得ることができた。また、この方法であれば、第１実施形態のオフセット印刷を用いる方法と比べて、配向膜材料の使用量を大幅に少なくすることができる。配向膜材料の粘性が低い場合に、このスピンコートを用いる方法は特に有効である。
【００４４】
第３実施形態
本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態として、前述した第１実施形態および第２実施形態とはさらに異なり、インクジェット方式により有機配向膜材料を対向基板１０２に積層し、第１の配向膜１１８を形成する方法について説明する。液晶表示素子の基本的な構成などのそれ以外の内容は前述した第１実施形態とほぼ同じであり、その説明は省略する。
【００４５】
第３実施形態においては、図４に示したフローチャートのステップＳ１３１において、インクジェット方式により第１の配向膜材料を対向基板１０２上に塗布する。すなわち、まず、第１の配向膜材料（可溶性ポリイミドＡＬ１２５６：日本合成ゴム株式会社製）のγ−ブチロラクトンを用いた２．０ｗｔ％溶液を準備する。次に、インクジェット方式により、すなわち、インクジェットのずるより、第１の配向膜１１８を形成する箇所に溶液を吐出し、その箇所に配向膜材料を付着させる。これにより、対向基板１０２上の所望の領域に、第１の配向膜の配向膜材料が積層される。なお、本実施形態で使用するインクジェットノズルは、ピエゾ式インクジェットノズルである。
この配向膜材料に対して、第１実施形態と同様にステップＳ１３２以降の工程において、ポストベークを行い、偏光紫外線を直交方向および傾斜方向から照射し、第１の配向膜１１８を形成する。なお、ステップＳ１４０の第２の配向膜１１９の形成以降の工程も、前述した第１実施形態と同一である。
【００４６】
第１の配向膜１１８はこのようにインクジェット方式を適用して形成してもよい。このような方法により第１の配向膜１１８を形成して製造した液晶表示素子についても、配向異常は全域でほとんど観察できない状態にまで改善されており、光漏れのない良好な画質を得ることができた。また、特にこのインクジェット方式によれば、第１実施形態のオフセット印刷による方法に比べて、配向膜材料の使用量を大幅に少なくすることができる。また、第２実施形態のスピンコーとによる方法に比べて、処理時間を大幅に短縮することができる。
【００４７】
第４実施形態
本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態として、無機材料を用いた第１の配向膜１１８の形成方法について説明する。液晶表示素子の基本的な構成などそれ以外の内容は前述した第１実施形態とほぼ同じであり、その説明は省略する。
【００４８】
第４実施形態においては、図４に示したフローチャートのステップＳ１３０として、たとえばチッソ製のＯＤＳ−Ｅなどの無機配向膜材料を、インクジェット方式により、第１の配向膜１１８を形成する箇所に吐出する。これにより、対向基板１０２上の所望の領域に、無機材料よりなる第１の配向膜１１８が形成される。なお、本実施形態で使用するインクジェットノズルは、ピエゾ式インクジェットノズルである。
ステップＳ１４０の第２の配向膜１１８の形成以降の工程は、前述した第１実施形態と同一である。
【００４９】
第１の配向膜１１８はこのように無機材料により形成してもよい。
このような方法により第１の配向膜１１８を形成して製造した液晶表示素子についても、配向異常は全域でほとんど観察できない状態にまで改善されており、光漏れのない良好な画質を得ることができる。また、本実施形態においては、全ての配向膜を無機材料により形成しているため、特に耐光性が高く、信頼性の高いデバイスを製造することができる。また、この方法であれば、第１の配向膜１１８をインクジェット方式による印刷工程のみで形成しているので、製造工程を簡単化することができる。
なお、無機材料により第１の配向膜１１８を形成する方法としては、第１実施形態と同様のオフセット印刷、あるいは、第２実施形態と同じスピンコートにより形成してもよい。
【００５０】
第５実施形態
本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態として、第１の配向膜１１８を、配向材料を塗布した後にイオンビームを照射して配向させることにより形成する方法について説明する。液晶表示素子の基本的な構成などの内容は前述した第１実施形態とほぼ同じであり、その説明は省略する。
【００５１】
第５実施形態においては、図４に示したフローチャートのステップＳ１３０において、まず、たとえば日本合成ゴム株式会社製の可溶性ポリイミドＪＡＬ４４５の溶媒のγ−ブチロラクトンを用いた２．０ｗｔ％溶液を準備する。次に、この溶液を、インクジェット方式により第１の配向膜１１８を形成する箇所に吐出する。本実施形態においては、ピエゾ式インクジェットノイズを用いる。その結果、対向基板１０２上の所望の領域に、配向膜材料が付着される。
【００５２】
次に、この配向膜材料にイオンビームを照射する。イオンビームは、日新イオン機器社製のイオンビーム照射機を使用した。ビーム照射条件は、ビームサイズ：２００ｍｍ×６０ｍｍ、イオン種：Ｎ２、イオンエネルギー：〜１５００ｅＶ、搬送速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、入射角：法泉方向から４０度で、１段階照射とした。
その結果、第１の配向膜１１８として、配向性のよい膜が形成された。
ステップＳ１４０の第２の配向膜１１９の形成以降の工程は、前述した第１実施形態と同一である。
【００５３】
第１の配向膜１１８はこのようにイオンビームを照射して形成してもよい。
このような方法により第１の配向膜１１８を形成して製造した液晶表示素子についても、配向異常は全域でほとんど観察できない状態にまで改善されており、光漏れのない良好な画質を得ることができる。
なお、この場合の配向膜材料としては、前述のポリイミドの他、たとえば日産化学社製のＳＥ７４９２などのポリアミック酸系の材料を用いてもよい。
【００５４】
以上説明した各実施形態の液晶表示素子を適用して好適な装置として、投影型表示装置（プロジェクタ）がある。このプロジェクタの光学系においては、図６にその構成を示すように、ランプ（光源）から発せられ光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色に色分解し液晶表示素子に導き（集光光学系）、各液晶表示素子において、導かれた光を変調し、透過率を制御している。そして、変調された各色の光をクロスプリズムにより合成し、投射レンズから出射し、スクリーンなどに所望の画像を拡大表示する（拡大投射光学系）。
このようなプロジェクタにおいては、ディスクリネーションラインの発生による光漏れやコントラストの低下が顕著に表示画像に影響を与える。したがって、本実施形態の液晶表示素子を適用することにより、リバースチルトドメインなどの配向異常による表示性能の低下を防止することができ非常に有効である。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でさらに種々に改変してよい。
たとえば、前述した第５実施形態においては、第１の配向膜１１８の形成時に配向膜材料にイオンビームを照射したが、第２の配向膜１１９の配向膜材料の積層も終わった時点で、これら薄膜材料の全体に対してイオンビームを照射するようにしてよい。そのようにすれば、全体的に配向性を向上させることができ有効である。
【００５６】
また、前述した実施形態は第１の配向膜を形成した後に第２の配向膜を形成したが、先に、たとえば斜め蒸着により第２の配向膜を形成し、後に、斜め蒸着の影部分に斜め蒸着以外の前述した種々の方式により第１の配向膜を形成するようにしてもよい。
【００５７】
また、ＯＣＳの形状は、角柱に限らず、円柱などでもよい。
また、ＯＣＳはＴＦＴアレイ基板１０１に形成してもよく、その場合、第１の配向膜１１８をＴＦＴアレイ基板１０１に形成するようにしてもよい。
また、本発明の液晶表示素子は、プロジェクタに限られず、ＥＶＦ（Electric View Finder）、携帯機器用などの任意の装置の表示素子として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の液晶表示素子の概略全体構成を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示素子の画素部の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した画素部の電気的な回路構成を示す模式的な回路図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示した製造工程で使用する蒸着装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、図１に示した液晶表示素子を使用したプロジェクタの光学系の構成を示す図である。
【図７】図７は、斜め蒸着時における影部分を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…液晶表示素子、１０１…ＴＦＴアレイ基板、１０２…対向基板、１０３…画素電極、１０４…対向電極、１０５…遮光層、１０６…ＴＦＴ、１０７…信号線、１０８…ソース、１０９…走査線、１１０…ドレイン、１１１…液晶層、１１２…蓄積容量、１１３…Ｃｓ線、１１４…オンチップスペーサ（ＯＣＳ）、１１６…ＴＦＴアレイ基板側配向膜、１１７…保護膜、１１８…第１の配向膜、１１９…第２の配向膜、２００…蒸着装置、２１０…真空チャンバー、２１１…基板保持部、２１２…回転機構、２１３…蒸着源、２１４…膜厚計、２２０…排気系、２２１…メインポンプ
【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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