(57)【要約】【課題】  配向膜の水分を効率的に除去することのできる液晶装置の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の液晶装置の製造方法は、第１基板と第２基板の少なくとも一方に配向膜を形成する工程（工程Ｓ１）と、前記第１基板と前記第２基板とをシール材を介して貼り合わせる工程（工程Ｓ３）と、前記第１基板と前記第２基板との間に乾燥媒体を供給する工程（工程Ｓ４）と、前記乾燥媒体を排出し、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を供給する工程（工程Ｓ６）とを有することを特徴とする。【選択図】    図７
2007041105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板の少なくとも一方に配向膜を形成する工程と、
前記第１基板と前記第２基板とをシール材を介して貼り合わせる工程と、
前記第１基板と前記第２基板との間に乾燥媒体を供給する工程と、
前記乾燥媒体を排出し、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を供給する工程とを有することを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記乾燥媒体として、乾燥した極性溶媒を用いることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記乾燥媒体を排出した後、前記液晶を供給する前に、前記第１基板と前記第２基板との間を前記液晶と同じ液晶によって共洗いすることを特徴とする、請求項２記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記乾燥媒体を排出した後、前記液晶を供給する前に、前記第１基板と前記第２基板との間に乾燥したガスを供給することを特徴とする、請求項２記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
前記乾燥媒体として、乾燥したガスを用いることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項６】
前記乾燥媒体の供給時に、前記第１基板又は前記第２基板を加熱することを特徴とする、請求項５記載の液晶装置の製造方法。
【請求項７】
液晶を保持する一対の基板と、
前記一対の基板の前記液晶側の面に設けられ、各々の配向方向が同じである一対の配向膜と、
前記一対の基板間に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給口と、
前記一対の基板間から前記乾燥媒体を排出する乾燥媒体排出口とを有し、
前記乾燥媒体供給口と前記乾燥媒体排出口とを結ぶ方向が、前記一対の配向膜の配向方向と同じ方向に配置されていることを特徴とする、液晶装置。
【請求項８】
液晶を保持する一対の基板と、
前記一対の基板の前記液晶側の面に設けられ、各々の配向方向は異なる一対の配向膜と、
前記一対の基板間に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給口と、
前記一対の基板間から前記乾燥媒体を排出する乾燥媒体排出口とを有し、
前記乾燥媒体供給口と前記乾燥媒体排出口とを結ぶ方向が、前記一対の配向膜の各々の配向方向の中央方向と同じ方向に配置されていることを特徴とする、液晶装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の液晶装置の製造方法により製造されてなる液晶装置又は請求項７若しくは８記載の液晶装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶装置は一対の基板間に液晶を挟持した構成を備えており、前記液晶と当接する前記基板の内面には、液晶の初期配向状態を制御するための配向膜が形成されている。この種の液晶装置では、配向膜に水分が付着すると、配向膜自体の劣化又は配向膜のアンカリング力の低下により、表示品質が低下するため、係る水分を除去するための技術が種々提案されている。例えば特許文献１には、配向膜の乾燥をスピンドライ又はエアーナイフ方式で実施することが記載されている。
【特許文献１】特開平６−３６７１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、上記の方法を用いても、配向膜の水分を十分に除去するには至っていない。すなわち、配向膜に含まれる水分には、配向膜の形成過程で付着するものと、配向膜形成後に液晶装置を組み立てる過程で付着するものの双方が含まれる。上述の方法では、配向膜形成過程で付着する水分は除去できるものの、その後に再び付着する水分、すなわち液晶装置を組み立てる過程で付着する水分については除去することができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より効率的に配向膜の水分を除去することのできる液晶装置の製造方法及びこのような製造方法に適した構造を有する液晶装置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】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置の製造方法は、第１基板と第２基板の少なくとも一方に配向膜を形成する工程と、前記第１基板と前記第２基板とをシール材を介して貼り合わせる工程と、前記第１基板と前記第２基板との間に乾燥媒体を供給する工程と、前記乾燥媒体を排出し、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を供給する工程とを有することを特徴とする。
この方法によれば、乾燥媒体が第１基板と第２基板との間に供給されることにより、配向膜の水分を除去することができる。この方法の水分除去は、基板を貼り合わせた後の空パネルの状態で実施するため、乾燥後に再び配向膜に水分が吸着するまでの時間が長い。このため、乾燥後の再付着が殆どなくなり、より水分を含まない信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【０００５】
本発明においては、前記乾燥媒体として、乾燥した極性溶媒を用いるものとすることができる。
この方法によれば、配向膜の表面に水素結合により強く吸着している水分であっても、溶媒和の効果により、配向膜の表面から溶媒中に水分子を移動させることができる。また、溶媒であるため、配向膜が斜方蒸着膜等のように複雑な形状を有していた場合でも、その形状の隅々にまで乾燥媒体を行き渡らせることができる。
【０００６】
本発明においては、前記乾燥媒体を排出した後、前記液晶を供給する前に、前記第１基板と前記第２基板との間を前記液晶と同じ液晶によって共洗いするものとすることができる。
この方法によれば、第１基板と第２基板との間に残留した乾燥媒体が液晶によって除去されるため、より信頼性の高い液晶装置を提供することができる。また、共洗い用に供給された液晶は、配向膜にしみ込んでいき、配向膜内部に含まれている水分を外部に排出するような働きをする。このため、乾燥媒体のみで乾燥させる場合に比べて、より多くの水分を除去することができる。
【０００７】
本発明においては、前記乾燥媒体を排出した後、前記液晶を供給する前に、前記第１基板と前記第２基板との間に乾燥したガスを供給するものとすることができる。
この方法によれば、乾燥媒体として供給した極性溶媒が第１基板と第２基板との間に残留することを防止することができる。
【０００８】
本発明においては、前記乾燥媒体として、乾燥したガスを用いるものとすることができる。このようなガスとしては、乾燥した不活性ガス又は乾燥空気を用いることができる。
この方法によれば、乾燥媒体が不純物として残留することがないので、より信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【０００９】
本発明においては、前記乾燥媒体の供給時に、前記第１基板又は前記第２基板を加熱するものとすることができる。
この方法によれば、より乾燥効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の液晶装置は、液晶を保持する一対の基板と、前記一対の基板の前記液晶側の面に設けられ、各々の配向方向が同じである一対の配向膜と、前記一対の基板間に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給口と、前記一対の基板間から前記乾燥媒体を排出する乾燥媒体排出口とを有し、前記乾燥媒体供給口と前記乾燥媒体排出口とを結ぶ方向が、前記一対の配向膜の配向方向と同じ方向に配置されていることを特徴とする。
乾燥媒体供給口と乾燥媒体排出口を結ぶ方向は、乾燥媒体が第１基板と第２基板との間を流動する方向と一致する。本発明においては、乾燥媒体の流動方向と配向膜の配向方向とが一致するので、乾燥媒体と配向膜との間の流動抵抗を最小限に抑えることができる。このため、よりスムーズに乾燥媒体を流動させることができ、効率の良い乾燥が可能になる。また、基板間に乾燥媒体を供給した場合には、その流動方向に液晶が配向する流動配向と呼ばれる現象が問題となるが、本発明の場合は、その流動配向の方向と実際に使用される液晶の配向方向とは一致するので、係る現象が表示特性に影響することはない。
【００１１】
本発明の液晶装置は、液晶を保持する一対の基板と、前記一対の基板の前記液晶側の面に設けられ、各々の配向方向は異なる一対の配向膜と、前記一対の基板間に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給口と、前記一対の基板間から前記乾燥媒体を排出する乾燥媒体排出口とを有し、前記乾燥媒体供給口と前記乾燥媒体排出口とを結ぶ方向が、前記一対の配向膜の各々の配向方向の中央方向と同じ方向に配置されていることを特徴とする。
例えばＴＮ型の液晶装置では、一対の配向膜の配向方向は互いに交差する方向となる。このため、一方の配向膜の配向方向に乾燥媒体の流動方向を一致させると、他方の配向膜との間で流動抵抗が大きくなる。本発明においては、乾燥媒体の流動方向を各配向膜の配向方向の中央方向と同じ方向としているので、このような流動抵抗を最小限に抑えることができる。このため、乾燥媒体をスムーズに流動させることができ、効率の良い乾燥が可能になる。
【００１２】
本発明の電子機器は、前述した本発明の液晶装置の製造方法により製造されてなる液晶装置又は前述した本発明の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電子機器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】
【００１３】
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、例えばプロジェクタのライトバルブ（光変調手段）として用いられるものである。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。
【００１４】
［第１の実施の形態］
［液晶装置の構成］
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１および図２に示すように、本実施の形態の液晶装置１００は、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０とを備えている。また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、互いに対向する面の周縁部に矩形枠状に設けられたシール材５２により貼り合わされており、前記両基板１０，２０とシール材５２とに囲まれる領域（セルギャップ内）に、電気光学物質である液晶５０が封入（保持）されている。
【００１５】
シール材５２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が形成されており、この遮光膜５３の内側の領域には、複数の画素が平面視マトリクス状に配列された平面視矩形状の画像表示領域１００Ａ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１００Ａ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。
【００１６】
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。
【００１７】
図３は、液晶装置１００の画像表示領域１００Ａにおいてマトリクス状に形成された複数の画素１００ａにおける各種素子、配線等の等価回路を示す図である。
図３に示すように、画像表示領域１００Ａには、複数の画素１００ａがマトリクス状に形成されているとともに、これらの画素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。
【００１８】
次に、図４および図５に基づいて、本実施形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の画素部の構造について詳細に説明する。図４は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図４に示すように、液晶装置１００のＴＦＴアレイ基板１０上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９（点線部９ａにより輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続されており、画素電極９は、コンタクトホール８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。画素電極ピッチは、２０μｍ程度以下、好ましくは１５μｍ程度以下とされている。また、半導体層１ａのうち後述のチャネル領域（図中右上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａ自体がゲート電極として機能する。
【００１９】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有している。そして、図４中右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。より具体的には、第１遮光膜１１ａは、画素部において半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴをＴＦＴアレイ基板の側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（図中下向き）に突出した突出部とを有している。第１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先端と重なっている。この重なった箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられている。すなわち、本実施の形態では、第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３により前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続されている。
【００２０】
次に断面構造を見ると、図５に示すように、本実施の形態の液晶装置は、一対の透明基板を有しており、その一方の基板をなすＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された他方の基板をなす対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０には、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性膜からなる画素電極９が設けられ、ＴＦＴアレイ基板１０上の各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御するＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁する絶縁薄膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００２１】
また、上記走査線３ａ上、絶縁薄膜２上を含むＴＦＴアレイ基板１０上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が形成された第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。これら第３層間絶縁膜７や画素電極９は配向膜１６の下地層となっている。
【００２２】
また、ゲート絶縁膜となる絶縁薄膜２を走査線３ａの一部からなるゲート電極に対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量６０が構成されている。
【００２３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置には、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａとＴＦＴ３０との間には、例えば高絶縁性ガラス、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる第１層間絶縁膜（絶縁体層）１２が設けられている。さらに、第１層間絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されており、第１遮光膜１１１パターンの段差を解消するために表面を研磨し、平坦化処理を施してある。
【００２４】
他方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板１０上のデータ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３上を含む対向基板２０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられている。対向電極２１もＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９と同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。第２遮光膜２３の存在により、対向基板２０の側からの入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。
【００２５】
ＴＦＴアレイ基板１０の画素スイッチング用ＴＦＴ３０、データ線６ａ及び走査線３ａの形成領域にあたる第３層間絶縁膜７上及び画素電極９上には、配向膜１６が形成されている。この配向膜１６は、斜方蒸着法により形成された無機酸化物膜（斜方蒸着膜）を主体として構成されたものである。
【００２６】
図６は、配向膜１６が形成されている部分及びその近傍部分の斜方蒸着方向に沿った断面構造を模式的に示す図である。
図６に示すように、配向膜１６は、斜方蒸着法により形成された無機酸化物膜１６ａを主体として構成されている。斜方蒸着法とは、対象となる基板をある角度で固定して一方向から酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板に対して所定の角度で配列された柱状構造物（以下、カラムともいう）を成長させるものである。無機酸化物膜１６ａには、このようにして形成された多数のカラムが疎に形成されており、隣接するカラムの間に細孔１６Ｈが空いた状態となっている。
【００２７】
各細孔１６Ｈの軸は、ＴＦＴアレイ基板１０に対して傾斜した状態で一軸配向している。ここで、各細孔１６Ｈの軸が一軸配向しているとは、大多数の細孔１６Ｈの軸がほぼ等しい方向を向いていること（細孔１６Ｈの軸の平均的な方向が制御されていること）をいい、複数の細孔１６Ｈの中には、軸の方向が大多数のものと異なる方向を向いた細孔１６Ｈが含まれていてもよい。このように、各細孔１６Ｈが規則的に配列していることにより、無機酸化物膜１６ａは、高い構造規則性を有している。
このような高い構造規則性を有する無機酸化膜は一般的には斜方蒸着法により得られるが、イオンビームスパッタ法を用いて基板の斜め方向から成膜させる方法や、平坦な無機酸化膜に斜め方向からイオンビームを照射させることによっても得られる。基板に対して傾斜した状態で一軸配向した細孔が存在し、高い構造規則性を有している無機酸化膜であれば配向膜として使用できる。
【００２８】
図５に戻り、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６と対向する位置にあたる対向基板２０の対向電極２１上にも、同様の材料からなる配向膜２２が設けられている。この配向膜２２も、配向膜１６と同様、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向基板２０に、上記と同様に酸化シリコン等の斜方蒸着膜からなる無機酸化物膜２２ａを形成することにより形成されたものである。
【００２９】
再び図６に戻る。このような構成により、液晶層５０が含有する液晶分子５０ａは、垂直配向（ホメオトロピック配向）し易くなる。したがって、このような構成の配向膜１６，２２は、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）型の液晶パネルの構築に有用である。また、配向膜１６，２２が高い構造規則性を有することから、液晶分子５０ａの配向方向もより正確に一定方向（垂直方向）に揃うようになり、その結果、液晶装置１００の性能の向上も図ることができる。
【００３０】
なお、無機酸化物膜１６ａ，２２ａの細孔と基板１０，２０の上面とのなす角度θＣは、特に限定されないが、３０〜７０°程度であるのが好ましく、４０〜６０°程度であるのがより好ましい。これにより、液晶分子５０ａを所定のプレチルト角θＰでプレチルトさせた状態で確実に垂直配向させることができる。以下の説明では、液晶がプレチルトする方向、すなわち液晶分子５０ａを基板上に投影したときの液晶分子５０ａの長軸方向若しくはその平均的な方向をプレチルト方向と呼ぶ。このプレチルト方向は、配向膜を構成する柱状構造が一軸に配列する方向（本実施形態ではＹ方向）と一致する。
【００３１】
無機酸化物膜１６ａ，２２ａは、無機酸化物を主材料として構成された膜である。一般に、無機材料は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性（光安定性）を有している。このため、無機酸化物膜１６ａ，２２ａは、有機材料で構成された配向膜に比べて、特に優れた耐光性を有するものとなる。
【００３２】
また、無機酸化物膜１６ａ，２２ａを構成する無機酸化物は、その誘電率が比較的低いものが好ましい。これにより、液晶装置１００において焼き付き等をより効果的に防止することができる。
【００３３】
このような無機酸化物としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯのようなシリコン酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３，Ｓｂ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＷＯ３、ＣｒＯ３、ＧａＯ３、ＨｆＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＮｉＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の金属酸化物が挙げられ、これらのうちの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が、特に、ＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３を主成分とするものが好ましい。ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３は、誘電率が特に低く、かつ、高い光安定性を有する。
【００３４】
［液晶装置の製造方法］
次に、液晶装置１００の製造方法について説明する。
図７は、その製造方法を示す工程フローであり、図８〜図１０はその製造工程を示す平面図である。
【００３５】
＜配向膜形成工程Ｓ１＞
まず、図８（ａ）に示すように、公知の方法により製造されたＴＦＴアレイ基板１０上に、斜方蒸着法により配向膜１６を形成する。
斜方蒸着法を用いることにより、複数の細孔１６Ｈを有する無機酸化物膜１６ａが得られる。無機材料の蒸着方向は（＋Ｙ）方向から（―Ｙ）方向に向かう方向とされている。このため、無機酸化物膜１６ａの細孔１６Ｈは、（＋Ｙ）方向に沿って一軸配向しており、この細孔１６Ｈの配向方向である（＋Ｙ）方向が、プレチルト方向として規定される。
【００３６】
ここで、蒸発源から気化した無機酸化物が、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に到達する角度を適宜設定することにより、細孔１６ＨのＴＦＴアレイ基板１０に対する角度θＣ（図６参照）を調整することができる。
【００３７】
同様に、公知の方法により製造された対向基板２０上に、斜方蒸着法により配向膜２２を形成する。
この配向膜２２の無機酸化物膜の細孔もＹ軸方向に沿って一軸配向しており、これら（＋Ｙ）方向に一軸配向した細孔を有する一対の配向膜１６，２２によって、液晶５０を（＋Ｙ）方向に所定のプレチルト角θＰでプレチルトさせた状態で垂直配向させることが可能となっている。
【００３８】
＜シール材形成工程Ｓ２＞
次に、図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上にシール材５２を形成する。
シール材５２は、画像表示領域１００Ａの周縁部に沿って略矩形枠状に形成され、そのＸ方向に沿う２つの縁辺（上辺及び下辺）の中央部にそれぞれ開口部が設けられている。この２つの開口部を結ぶ方向は、液晶のプレチルト方向であるＹ方向に一致する方向とされている。図示下辺側（−Ｙ側）の開口部は、後述する乾燥媒体供給用の開口部（乾燥媒体供給口）５２ａであり、図示上辺側（＋Ｙ側）の開口部は、乾燥媒体排出用の開口部（乾燥媒体排出口）５２ｂである。これらの乾燥媒体供給口５２ａ及び乾燥媒体排出口５２ｂは、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を供給するための液晶注入口及び液晶排出口をそれぞれ兼ねるものとなっている。
【００３９】
＜基板貼り合わせ工程Ｓ３＞
次に、図９（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせる。
ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、基板の間隔（ギャップ）を一定に保つためのビーズ状又はファイバ状のスペーサを配置しておく。このスペーサはシール材５２の中に混入させておくことが望ましい。
次に、シール材５２を硬化し、空のパネル１０１を作製する。
【００４０】
＜乾燥工程Ｓ４＞
次に、図９（ｂ）に示すように、パネル１０１のギャップ内（ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間）に乾燥媒体Ｆ１を供給する。
【００４１】
乾燥溶媒Ｆ１としては、テトラヒドロフラン（THF）やアセトン等の極性溶媒が好適である。極性溶媒は、有機材料でありながら水素結合を水分子と作ることが可能なため、溶媒内に水を取り込むことができる。また、液体であるため、無機酸化物膜１６ａ，２２ａの複雑な形状の隅々にまで行き渡らせることができる。さらに、配向膜の表面に水素結合により強く吸着している水分であっても、溶媒和の効果により、配向膜の表面から溶媒中に水分子を移動させることが可能になる。
【００４２】
極性溶媒は、ギャップ内に供給する前に十分に乾燥させておく必要がある。極性溶媒の乾燥は乾燥剤を用いて行なう。例えば、テトラヒドロフラン溶媒の場合は、乾燥剤として水素化カルシウムを加えて数日間放置し、その後蒸留して使用する。アセトン溶媒の場合は、乾燥剤として酢酸カルシウム、モレキュラーシーブスを加えて数日間放置し、その後蒸留して使用する。
【００４３】
乾燥媒体供給口５２ａから供給された乾燥媒体Ｆ１は、下辺のシール材５２に沿ってＸ方向に広がりつつ、（＋Ｙ）方向に進行する。この際、供給速度を高めるために、乾燥媒体Ｆ１は、乾燥媒体排出口５２ｂで吸引しつつ、乾燥媒体供給口から加圧注入することが望ましい。
【００４４】
乾燥媒体Ｆ１がパネル１０１全体に充填されたら、そのまま１０分程度放置し、配向膜１６，２２の表面及び内部に含まれる水分を乾燥媒体Ｆ１によって十分に吸収させる。その後、乾燥媒体排出口５２ｂから乾燥媒体Ｆ１を吸引し、パネル１０１内の乾燥媒体Ｆ１を全て排出する。
【００４５】
このような乾燥媒体の供給及び排出を３回程度繰り返し、配向膜１６，２２に含まれる水分を十分に除去する。
その後、乾燥媒体供給口５２ａから乾燥窒素等の乾燥ガスを供給し、パネル１０１内に残存した乾燥媒体（極性溶媒）Ｆ１を除去する。
【００４６】
＜洗浄工程Ｓ５＞
次に、図１０（ａ）に示すように、乾燥媒体供給口５２ａからパネル１０１のギャップ内に、液晶層５０に使用される液晶と同じ液晶Ｌ１を供給し、内部を共洗いする。
この工程により、パネル１０１内に残存した乾燥溶媒Ｆ１を完全に除去することができる。
【００４７】
＜液晶注入工程Ｓ６＞
次に、図１０（ｂ）に示すように、乾燥媒体供給口５２ａからパネル１０１のギャップ内に、液晶Ｌ２を供給する。
この液晶Ｌ２は、最終的に液晶層５０を形成するものである。
乾燥媒体供給口５２ａから供給された液晶Ｌ２は、下辺のシール材５２に沿ってＸ方向に広がりつつ、（＋Ｙ）方向に進行する。この際、供給速度を高めるために、液晶Ｌ２を、乾燥媒体排出口５２ｂで吸引しつつ、乾燥媒体供給口から加圧注入することができる。
【００４８】
ギャップ内に液晶Ｌ２を注入したら、乾燥媒体供給口５２ａ及び乾燥媒体排出口５２ｂを封止材で封止する。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。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態においては、乾燥媒体Ｆ１が第１基板と第２基板との間に供給されることにより、配向膜１６，２２の水分が除去される。この方法の水分除去は、基板を貼り合わせた後の空パネル１０１の状態で実施するため、乾燥後に再び配向膜１６，２２に水分が吸着するまでの時間が長い。このため、乾燥後の水分の再付着が殆どなくなり、より水分を含まない信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００５０】
特に、乾燥媒体Ｆ１として極性溶媒を使用しているため、配向膜の表面に水素結合により強く吸着している水分であっても、溶媒和の効果により、配向膜の表面から溶媒中に水分子を移動させることができる。また、溶媒であるため、配向膜が斜方蒸着膜等のように複雑な形状を有していた場合でも、その形状の隅々にまで乾燥媒体を行き渡らせることができる。
【００５１】
また、乾燥媒体Ｆ１を供給した後に、乾燥ガスを流してパネル１０１の内部に残存した乾燥媒体Ｆ１を除去し、更に液晶Ｌ１で内部を共洗いしているので、乾燥媒体自体が不純物として残ることがない。また、共洗い用に供給された液晶Ｆ１は、配向膜１６，２２にしみ込んでいき、配向膜内部に含まれている水分を外部に排出するような働きをする。このため、乾燥媒体Ｆ１のみで乾燥させる場合に比べて、より多くの水分を除去することができる。
【００５２】
また、乾燥媒体供給口５２ａと乾燥媒体排出口５２ｂとを結ぶ方向を、配向膜１６，２２を構成する柱状構造体の配向方向（プレチルト方向）と一致する方向としているので、パネル１０１内に供給された乾燥媒体Ｆ１の流動方向と柱状構造体の配向方向とが一致し、流動抵抗が最小限に抑えられる。このため、よりスムーズに乾燥媒体Ｆ１を流動させることができ、効率の良い乾燥が可能になる。また、液晶Ｌ１，Ｌ２についても注入がスムーズになるので、工程時間が短縮される。さらに、ギャップ内に乾燥媒体Ｆ１を供給した場合には、その乾燥媒体Ｆ１の流動方向に液晶Ｌ２が配向する流動配向と呼ばれる現象が問題となるが、本実施形態の場合は、その流動配向の方向と実際に使用される液晶５０の配向方向とは一致しているので、係る現象が表示特性に影響することはない。
【００５３】
なお、本実施形態では垂直配向モードの液晶装置に対して本発明を適用したが、本発明は各々の配向方向が同じである一対の配向膜を備えた液晶装置に対して広く適用可能である。この場合、乾燥媒体供給口と乾燥媒体排出口とを結ぶ方向を、前記一対の配向膜の配向方向と同じ方向に配置することで、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１１は、配向膜の乾燥工程を示す図であって、空パネル断面構造を示す図である。この液晶装置の基本的な構造は第１実施形態のものと同じであり、異なるのは乾燥媒体供給口と乾燥媒体排出口とを基板の孔部として形成した点のみである。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。
【００５５】
図１１に示すように、乾燥媒体供給口２０ａと乾燥媒体排出口２０ｂは、それぞれ対向基板２０に設けられた孔部として形成されている。すなわち、乾燥媒体供給口２０ａは、対向基板２０の（−Ｙ）方向側の縁辺近傍を穿孔することにより形成され、乾燥媒体排出口２０ｂは、対向基板の（＋Ｙ）方向側の縁辺近傍を穿孔することにより形成されている。乾燥媒体供給口２０ａと乾燥媒体排出口２０ｂとを結ぶ方向は、配向膜１６，２２を構成する柱状構造体の配向方向（プレチルト方向）と一致する方向に規定されている。このため、乾燥媒体Ｆ１の流動方向と、配向膜１６，２２を構成する柱状構造体の配向方向とが一致し、スムーズな流動が可能となる。このことはパネル１０１内に液晶を供給する場合についてもいえる。この乾燥媒体供給口２０ａ及び乾燥媒体排出口２０ｂは、それぞれ液晶を供給するための液晶注入口及び液晶排出口として兼用される。
【００５６】
この液晶装置の製造方法は、第１実施形態と同じである。すなわち、各基板１０，２０を貼り合わせて空のパネル１０１を作製した後、対向基板２０に設けた乾燥媒体供給口２０ａからからパネル１０１のギャップ内に乾燥媒体Ｆ１を供給し、配向膜に含まれる水分を十分に除去する。そして、配向膜が十分に乾燥されたら、乾燥媒体供給口２０ａからパネル１０１のギャップ内に液晶を供給し、封止材で乾燥媒体供給口２０ａ及び乾燥媒体排出口２０ｂを封止する。このため、乾燥後の水分の再付着が殆どなくなり、より水分を含まない信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００５７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図１２は、配向膜の乾燥工程を示す図であって、空パネル断面構造を示す図である。本実施形態は、第２実施形態の配向膜の乾燥工程を変形したものであり、液晶装置及び空パネル１０１の構造自体は第２実施形態のものと全く同じである。
【００５８】
この実施形態の配向膜の乾燥工程は、乾燥媒体Ｆ２として乾燥したガスを用い、この乾燥媒体Ｆ２を供給する際に基板１０を加熱する点に特徴を有している。
乾燥ガスとしては、乾燥した不活性ガス（例えば乾燥ヘリウムガス）又は乾燥空気を用いることができる。
基板１０の加熱温度は、１５０℃〜２００℃の範囲であることが望ましい。温度が１５０℃よりも低いと、乾燥に殆ど寄与せず、温度が２００℃を超えても、それ以上の乾燥効率の向上は望めない。また、温度が２００℃を超えると、シール材５２の劣化が生じるため、好ましくない。
乾燥ガスの流量は、１０ｍｌ／分〜１００ｍｌ／分の範囲が望ましい。
【００５９】
このように、乾燥媒体として乾燥ガスを用いた場合には、乾燥媒体Ｆ２が不純物としてパネル１０１内に残留することがないので、より信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００６０】
また、乾燥媒体Ｆ２の供給と共にパネル１０１を加熱することで、より乾燥効率を向上することができる。配向膜の表面に物理吸着している水分は室温で取り除くことが可能であるが、水素結合により強く吸着している分子は基板の温度を上げていかなければ十分に除去することができない。先の実施形態のように乾燥媒体として極性溶媒を用いた場合には、このような強く吸着している分子であっても十分に除去できたが、本実施形態では乾燥媒体として乾燥ガスを用いているので、このような加熱処理が必要になるのである。
【００６１】
［実施例］
次に、第３実施形態に係る配向膜の乾燥方法の実施例について説明する。
図１３は、基板の加熱温度と水分発生速度との関係を示す図である。図中、実線は水分発生速度を示し、点線は基板の温度履歴を示している。また、横軸は加熱時間、縦軸は、左側が水分発生速度、右側が加熱温度をそれぞれ示している。なお、本実施例では、配向膜として酸化シリコンの斜方蒸着膜を用いている。
【００６２】
図１３に示すように、基板の温度を上げていったときの水分発生速度のピークは１８０℃付近にある。このため、これ以上の温度に加熱するのが効率的である。ただし、あまり加熱温度を上げると、シール材の劣化が生じるため、１５０℃〜２００℃の範囲が最適と考えられる。
【００６３】
また、この測定におけるガス流量は５０ｍｌ／分であった。この程度の流量で水分除去ができているため、ガス流量については１０ｍｌ／分〜１００ｍｌ／分が適切であると考えられる。
【００６４】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１４は、液晶装置を構成する２枚の基板の平面図である。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、それぞれＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６１の構成及び対向基板２０側の配向膜２２１の構成を示している。
この液晶装置の基本的な構造は第１実施形態のものと同じである。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。
【００６５】
この液晶装置では、液晶モードとしてＴＮモードが採用されている。すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６１と対向基板２０側の配向膜２２１には、互いに９０°クロスするような配向処理が施されており、これら一対の配向膜１６１，２２１によって、液晶が一対の基板１０，２０の間で９０°捩れた状態で配向されるようになっている。配向膜１６１及び配向膜２２１としては、ポリイミド等の有機配向膜が使用されるが、斜方蒸着膜であっても構わない。配向膜の配向方向（液晶を配向させる方向）は、ポリイミド等の有機配向膜であれば、その有機配向膜を構成する分子の配向方向（ラビング方向等）によって規定され、斜方蒸着膜等の無機配向膜であれば、その無機配向膜を構成する構造体（図６の柱状構造体等）の配向方向によって規定される。
【００６６】
本実施形態では、これらの配向膜１６１，２２１の配向方向が、それぞれＹ軸に対して４５°をなす方向に規定されている。Ｙ軸方向は、シール材５２に形成された乾燥媒体供給口５２ａと乾燥媒体排出口５２ｂとを結ぶ方向であり、乾燥媒体の流動方向と一致する方向である。
【００６７】
ＴＮ型の液晶装置では、一対の配向膜１６１，２２１の配向方向は互いに直交する方向となるため、一方の配向膜の配向方向に乾燥媒体の流動方向を一致させると、他方の配向膜との間で流動抵抗が大きくなる。本実施形態では、乾燥媒体の流動方向を各配向膜１６１，２２１の配向方向に対して４５°をなす方向としているので、このような流動抵抗を最小限に抑えることができる。このため、乾燥媒体をスムーズに流動させることができ、効率の良い乾燥が可能になる。
【００６８】
なお、本実施形態ではＴＮモードの液晶装置に対して本発明を適用したが、本発明は各々の配向方向が異なる一対の配向膜を備えた液晶装置に対して広く適用可能である。この場合、乾燥媒体供給口と乾燥媒体排出口とを結ぶ方向を、前記一対の配向膜の各々の配向方向の中央方向と同じ方向に配置することで、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
［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（プロジェクタ）につき、図１５を用いて説明する。図１５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。
【００７０】
図１５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
例えば、上記の実施形態では、配向膜１６，２２として斜方蒸着膜を用いたが、ポリイミド等の有機配向膜を用いた液晶装置について本発明を適用することも可能である。この場合、乾燥媒体として極性溶媒を用いると、配向膜が溶解されてしまう可能性があるので、乾燥媒体としては乾燥空気等の乾燥ガスを用いることが望ましい。
【００７６】
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】
【００７７】
【図１】第１実施形態の液晶装置を示す平面図。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図。
【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。
【図４】同、液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群を示す平面図。
【図５】図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図。
【図６】同、液晶装置の配向膜が形成された部分の断面構造を模式的に示す図。
【図７】同、液晶装置の製造方法を示す工程フロー。
【図８】同、液晶装置の製造方法を示す工程図。
【図９】図８に続く工程図。
【図１０】図９に続く工程図。
【図１１】第２実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す図。
【図１２】第３実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す図。
【図１３】基板の加熱温度と水分発生量との関係を示す図。
【図１４】第４実施形態の液晶装置の製造方法を示す図。
【図１５】電子機器の一例である投射型表示装置を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、１６…配向膜、２０…対向基板（第２基板）、２０ａ…乾燥媒体供給口、２０ｂ…乾燥媒体排出口、２２…配向膜、５０…液晶層、５２…シール材、５２ａ…乾燥媒体供給口、５２ｂ…乾燥媒体排出口、１００…液晶装置、Ｆ１…極性溶媒（乾燥媒体）、Ｆ２…乾燥ガス（乾燥媒体）、Ｌ１，Ｌ２…液晶
【図１】
2007041105.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007041105.tif 000006
【図５】
2007041105.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007041105.tif 000009
【図８】
2007041105.tif 000010
【図９】
2007041105.tif 000011
【図１０】
2007041105.tif 000012
【図１１】
2007041105.tif 000013
【図１２】
2007041105.tif 000014
【図１３】
2007041105.tif 000015
【図１４】
2007041105.tif 000016
【図１５】
2007041105.tif 000017