(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板とを所定の間隙を介してシール材で貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記第１の基板と前記第２の基板の間隙のうち前記シール材で区画された領域内に電気光学物質を充填する充填工程とを有する電気光学装置の製造方法において、前記貼り合わせ工程を行なう前に、前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板表面にスピンコート法により配向膜を塗布する配向膜塗布工程と、スピンコート法で形成した前記配向膜のうち、前記シール材の形成領域下の配向膜の前記シール材幅方向の一部を当該シール材の形成領域に沿って除去する配向膜除去工程とを行なうものであり、
前記配向膜除去工程において、前記シール材の形成領域下の前記配向膜のうち、その内周側および外周側では前記配向膜を部分的に残すとともに、前記部分的に残す配向膜の間の部分では前記配向膜を除去し、前記シール材の形成領域よりも外周側の領域および内周側の領域では前記配向膜を残すことにより、前記シール材の形成領域よりも内周側の配向膜と外周側の配向膜とが前記シール材の形成領域下において分断されるように前記配向膜を除去することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜除去工程では、スピンコート法で塗布した前記配向膜の所定領域に対して大気圧プラズマを照射することにより、当該所定領域の配向膜を除去することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜除去工程では、前記大気圧プラズマとして酸素プラズマを発生させることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜除去工程では、前記大気圧プラズマとして間接放電方式により酸素プラズマを発生させることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜を加熱、焼成する焼成工程を行なうことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜にラビング処理を施すラビング工程を行なうことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記配向膜塗布工程を行なう前に、前記配向膜塗布工程で配向膜を塗布する基板表面に大気圧プラズマを照射する前処理工程を行なうことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記前処理工程では、前記大気圧プラズマとして窒素プラズマを発生させることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記前処理工程では、前記大気圧プラズマとして間接放電方式により窒素プラズマを発生させることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記前処理工程では、プラズマ照射装置のプラズマガンにラインガン用ノズルチップを用いて大気圧プラズマを照射し、前記配向膜除去工程では、前記前処理工程で用いたプラズマ照射装置のラインガン用ノズルチップをスポットガン用ノズルチップに交換して大気圧プラズマを照射することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置等の電気光学装置の製造方法、電気光学装置およびこの電気光学装置を光変調手段として用いた投射型表示装置に関するものである。さらに詳しくは、電気光学装置において、基板間で電気光学物質を配向させるための配向膜の形成技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置のうち、例えば、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の電気光学装置（液晶装置）では、図１２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）との間に液晶などの電気光学物質５０を挟持しており、各基板表面に形成した配向膜２４、３２によって電気光学物質５０の配向を制御している。このような電気光学装置１を製造するにあたっては、まず、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の各々に配向膜２４、３２を形成した後（配向膜形成工程）、この配向膜２４、３２に対してラビング処理を行う。次に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール材５２によって所定の間隙を介して貼り合わせた後（貼り合わせ工程）、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隙のうち、シール材５２で区画された領域内に電気光学物質５０を充填する（充填工程）。
【０００３】
このようにして製造した電気光学装置１において、シール材５２と重なる領域に配向膜２４、３２が形成されていると、シール材５２とＴＦＴアレイ基板１０や対向基板２０との間に配向膜２４、３２が介在することになる。ここで、配向膜２４、３２はポリイミド樹脂などから形成され、このポリイミド樹脂は比較的、水分を通しやすい性質を有しているため、基板同士をシール材５２を介して接着したとき、対向基板２０とシール材５２との間５２２、およびＴＦＴアレイ基板１０とシール材５２との間５２１において配向膜２４、３２を通って水分が装置外から基板間に入り込むおそれがある。
【０００４】
そこで、従来は、フレキソ印刷によって、基板上の必要な領域のみ、すなわちシール材５２で区画された領域内のみに配向膜２４、３２を塗布した構成になっている。このフレキソ印刷によれば、所定の領域だけに選択的に配向膜２４、３２を塗布でき、かつ、生産性にも優れているという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気光学装置１においては、配向膜２４、３２をフレキソ印刷で塗布しているため、配向膜２４、３２を均一な膜厚で塗布することができないという問題点がある。このような膜厚の不均一性があると、電気光学物質５０の配向が不均一になって表示の品位が低下する。特に、この種の電気光学装置１を投射型表示装置の光変調手段として用いると、このような配向の不均一性は、そのまま表示のムラやシミとして拡大投射されてしまう。このような問題点は、投射型表示装置において表示の輝度が高まるにつれて、より顕在化してくる。
【０００６】
そこで、配向膜２４、３２をフレキソ印刷に代えて、スピンコート法で塗布する方法が考えられる。このスピンコート法では、配向膜２４、３２を形成するためのポリイミド樹脂、あるいはポリイミド前駆体をガンマブチロラクトンやブチルセロソルブなどの溶剤に溶かした薬液（配向剤）を、回転する基板の中心に垂らし、遠心力によって基板の表面全体に展開する方法である。このため、スピンコート法によれば、配向膜２４、３２を均一に塗布できるので、高い品位の表示を行なうことができる。しかしながら、スピンコート法では配向膜２４、３２を選択的に塗布することができないため、図１３に示すように、シール材５２と基板との間５２１、５２２に配向膜２４、３２が介在することになる。従って、シール材５２と基板との間５２１、５２２において配向膜２４、３２を通って水分が侵入するという問題が発生する。このような耐湿性能の低下を防止する方法として、ポリイミド樹脂に代えて、耐湿性能の高い他の樹脂材料を用いて配向膜２４、３２を形成すればよいが、スピンコート法での成膜が可能で、かつ、配向膜２４、３２として液晶を適正に配向させる材料はまだ見出されていないのが現状である。また、スピンコート法では、薬液を遠心力によって基板の表面全体に展開するため、大量の薬液が基板上から零れ落ちる。このため、薬品の使用量が多いという問題点もある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板上に配向膜を均等な厚さで、かつ、選択的に形成することにより、表示の品位が高く、かつ、耐湿性能も高い電気光学装置の製造方法、電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた投射型表示装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の課題は、配向膜をスピンコート法により形成するための薬液と基板表面との濡れ性を高めることにより、薬液の使用量を低減することのできる電気光学装置の製造方法、電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた投射型表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、第１の基板と第２の基板とを所定の間隙を介してシール材で貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記第１の基板と前記第２の基板の間隙のうち前記シール材で区画された領域内に電気光学物質を充填する充填工程とを有する電気光学装置の製造方法において、前記貼り合わせ工程を行なう前に、前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板表面にスピンコート法により配向膜を塗布する配向膜塗布工程と、スピンコート法で形成した前記配向膜のうち、前記シール材の形成領域下の配向膜の前記シール材幅方向の一部を当該シール材の形成領域に沿って除去する配向膜除去工程とを行なうものであり、前記配向膜除去工程において、前記シール材の形成領域下の前記配向膜のうち、その内周側および外周側では前記配向膜を部分的に残すとともに、前記部分的に残す配向膜の間の部分では前記配向膜を除去し、前記シール材の形成領域よりも外周側の領域および内周側の領域では前記配向膜を残すことにより、前記シール材の形成領域よりも内周側の配向膜と外周側の配向膜とが前記シール材の形成領域下において分断されるように前記配向膜を除去することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、スピンコート法により配向膜を形成するため、配向膜を均一な膜厚で形成することができるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させることができる。従って、ムラやシミのない品位の高い表示を行なうことができる。また、配向膜は、シール材と重なる領域ではシール材の形成領域に沿って全体あるいは部分的に除去されているので、シール材と第１の基板および第２の基板との間には配向膜が介在しない。従って、シール材と第１の基板との間、あるいはシール材と第２の基板の間において、配向膜を通って外部から水分が侵入することを回避できる。それ故、本発明を適用した電気光学装置は耐湿性能が高い。
【００１１】
本発明において、前記配向膜除去工程では、前記シール材の形成領域下の領域、および該形成領域より外周側に形成された配向膜も除去することがある。
【００１２】
また、本発明において、前記配向膜除去工程では、前記シール材の形成領域より外周側に形成された配向膜、および前記シール材の形成領域下の配向膜のうち外周部の配向膜を除去することもある。
【００１３】
また、本発明において、前記配向膜除去工程では、前記シール材の形成領域において、該シール材の形成領域の幅寸法の３０％以上に相当する領域の配向膜を除去することが好ましい。たとえば、シール材の形成領域の幅寸法の３０％から８０％に相当する領域の前記配向膜を除去することが好ましい。このように構成すると、シールと配向膜が接触配置されるため、シール材近傍まで配向の均一性を保持することが可能となる。またシール材の形成領域において３０％以上配向膜が除去されるので、十分に水分の浸透を防ぐことも可能となる。
【００１４】
言い換えれば、本発明では、前記配向膜除去工程において、シール材の内側の配向膜とシール材の外側の配向膜とがシール材の形成領域下において分断されるように配向膜を除去することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、前記配向膜除去工程では、シール材の外側の配向膜からシール材の内側の配向膜へ水分が伝わらないように、シール材の形成領域下において配向膜を除去することを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記配向膜除去工程では、スピンコート法で塗布した前記配向膜の所定領域に対して大気圧プラズマを照射することにより、当該所定領域の配向膜を除去することが好ましい。このような大気圧プラズマの照射であれば、真空装置内での処理と違って、枚葉連続処理を容易に行なえ、かつ、大きなスペースが不要であるので、製造ラインに組み込みやすい。しかも、大気圧プラズマであれば、電極膜や遮光膜などを損傷しないので、必要な領域を効率よく処理できる。
【００１７】
本発明において、前記配向膜除去工程では、前記大気圧プラズマとして酸素プラズマなどを発生させる。たとえば、前記大気圧プラズマとして酸素ガス間接放電方式により酸素プラズマを発生させる。このような間接放電方式によれば、ヘリウム直接放電タイプなどと違って、必要な部分を選択的に処理できるガン構造を実現でき、かつ、ランニングコストが低いという利点がある。
【００１８】
本発明において、前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜を加熱、焼成する焼成工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、焼成処理を終えた配向膜がプラズマ照射によって劣化することがない。
【００１９】
本発明において、前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜にラビング処理を施すラビング工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、ラビング処理を終えた画像表示領域の配向膜に対して、漏れたプラズマが照射されて配向膜の配向力が損なわれることを防止することができる。
【００２０】
本発明において、前記配向膜塗布工程を行なう前に前記基板の表面に大気圧プラズマを照射する前処理工程を行なうことが好ましい。このような前処理工程を行なうと、配向膜を形成するための薬液（配向剤）と基板表面との濡れ性、親和性が高まるので、基板上に垂らした薬液のうち、基板から零れる薬液の量を減らすことができる。従って、薬液使用量を低減することができる。また、大気圧プラズマであれば、真空装置内での処理と違って、連続処理を行なうことができるので、生産ラインに組み込みやすいという利点がある。
【００２１】
本発明において、前記前処理工程では、前記大気圧プラズマとして窒素プラズマなどを発生させる。たとえば、前記大気圧プラズマとして窒素ガス間接放電方式により窒素プラズマを発生させる。このような間接放電方式によれば、ヘリウム直接放電タイプなどと違って、広い面積を同時に処理できるガン構造を実現でき、かつ、ランニングコストが低いという利点がある。
【００２２】
このような方法で製造した電気光学装置は、配向膜が均一に塗布されるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させる。従って、フレキソ印刷で塗布した配向膜と比較して品位の高い表示を行なうことができる。それ故、本発明を適用した電気光学装置は、たとえば、光源と、該光源から出射された光を光変調手段に導く導光光学系と、前記光変調手段により変調された光を拡大投射する拡大投射光学系とを有する投射型表示装置において、前記光変調手段として用いるのに適当している。
【００２３】
また、本発明を適用した電気光学装置については、光源と、該光源から出射された光を複数の色光に分離する色光分離手段と、該色分離手段によって分離された各色光をそれぞれ変調する光変調手段と、該光変調手段によりそれぞれ変調された色光を合成する色合成手段と、該色合成手段により合成された光を拡大投射する拡大投射光学系とを有するカラー投射型表示装置において、前記光変調手段として用いるのに適している。
【００２４】
この場合に、本発明を適用した電気光学装置を全ての光変調手段として用いてもよいが、たとえば、赤色光用、緑色光用、青色光用の光変調手段のうち、最も視感度の高い緑色光用の光変調手段に対してのみ、本発明を適用した電気光学装置を用いてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［実施の形態１］
（電気光学装置の全体構成）
先ず、本発明を適用した電気光学装置（液晶装置）の全体構成について、図１および図２を参照して説明する。ここでは、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置を例にとる。
【００２７】
図１は、本発明を適用した電気光学装置のＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板の側から見た平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ´の断面図である。図３は、この電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。なお、図３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しめてある。また、図３においては、集光の様子を理解し易く描くために、マイクロレンズおよびＴＦＴの配置関係を実際の配置関係とは異ならしめてある。
【００２８】
図１、図２および図３において、本形態の電気光学装置１は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）とが対向配置されている。この対向基板２０の下側の面（カバーガラスとの接着面）には、多数のマイクロレンズ５００が形成されており、対向基板２０はマイクロレンズアレイ板として構成されている。このようにしてマイクロレンズ５００が形成された対向基板２０の下側の面には、接着剤２１０により、第１の基板としてのカバーガラス２００が接着されている。接着剤２１０は、マイクロレンズ５００より小さい屈折率を有するアクリル系の光硬化性の接着剤からなり、両者間の屈折率の違いにより、マイクロレンズ５００は、集光レンズとしての機能を果たす。ここで、マイクロレンズ５００はそれぞれ、入射した光をＴＦＴアレイ基板１０に形成されている画素電極９ａのそれぞれに集光するようにマトリクス状に形成され、かつ、カバーガラス２００には、複数のマイクロレンズ５００の相互の境界にそれぞれ対向する位置に遮光膜２３が形成されている。画素電極９ａは、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）から形成されている。
【００２９】
シール材５２は、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０に全面接着されたカバーガラス２００とを貼り合わせてパネル５とするための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、ＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、カバーガラス２００と対向基板２０との貼り合わせ基板を重ねた状態で、紫外線照射、加熱等により硬化させたものである。電気光学装置１が投射型表示装置用のように小型で、拡大表示を行うものであれば、シール材５２中には、両基板内の距離（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が配合される。また、電気光学装置１が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行うものであれば、このようなギャップ材は、液晶層５０の中に点在させる場合もある。
【００３０】
本形態の電気光学装置１では、シール材５２の形成領域の内側には、この領域に沿って画像表示領域１０ａを規定する見切り用の遮光膜５３が対向基板２０の側に形成されている。ここで、シール材５２には、その途切れ部分によって液晶注入口１０８が形成され、この液晶注入口１０８は液晶の注入を終えた後、シール材５２と同一あるいは異なる材料からなる封止材１０９で塞がれている。
【００３１】
また、シール材５２が形成された領域の外側の周辺領域には、データ線駆動回路１０１および外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成され、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が形成されておいる。さらにまた、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一箇所にには、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上下導通材１０６が設けられている。
【００３２】
図３において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０や走査線、データ線、容量線等の配線が形成された後の画素電極９ａの表面に、スピンコート法により成膜されたポリイミド系材料からなる配向膜３２が形成されている。
【００３３】
また、カバーガラス２００上には、対向電極２１の他、各画素毎に非開口領域を規定する一般にブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜２３が形成され、この表面には、スピンコート法により成膜されたポリイミド系材料からなる配向膜２４が形成されている。
【００３４】
これらの配向膜３２、２４はそれぞれ、ポリイミド系の樹脂材料を塗布し、焼成した後、液晶層５０中の液晶を所定方向に配向させると共に、液晶に所定のプレチルト角を付与するように配向処理が施されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、配向膜３２、２４間で、所定の配向状態をとる。遮光膜２３は、表示画像におけるコントラストの向上を図る機能を有している。
【００３５】
なお、ＴＦＴアレイ基板１０の方にも、後述する走査線および容量線に沿って縞状の遮光膜１１ａが形成されている。この遮光膜１１ａは、ＴＦＴのチャネル領域を含む領域をＴＦＴアレイ基板１０の側からそれぞれ覆っている。このようにＴＦＴ３０の下側に遮光膜１１ａを形成すれば、ＴＦＴアレイ基板１０の側から裏面反射（戻り光）や複数の電気光学装置１をプリズム等を介して組み合わせて１つの光学系を構成する場合に、他の電気光学装置１からプリズム等を突き抜けて来る光などが当該電気光学装置１のＴＦＴ３０に入射するの未然に防ぐことができる。
【００３６】
本形態の電気光学装置１は、後述する投射型表示装置において、各色に分離された色光が入射するため、カラーフィルタが形成されていないが、カバーガラス２００の表面にカラーフィルタが形成される場合もある。この場合に、遮光膜２３は、カラーフィルタを形成する色材の混色を防止する機能も有する。
【００３７】
（電気光学装置の画像表示領域の構成）
図４を参照して、本形態の電気光学装置１の画素部を説明する。図４は、電気光学装置１の画像表示領域１０ａを構成する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、配線等の等価回路である。
【００３８】
図４に示すように、本形態の電気光学装置１において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９ａを制御するためのＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画素信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線準次に供給しても構わないし、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良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線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９ａ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を一定期間だけそのスイッチを開くことにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素信号９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより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。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、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され、全体として電気光学装置１からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。
【００３９】
（配向膜２４、３２の形成領域）
このように構成した電気光学装置１において、本形態では、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０のいずれにおいても、配向膜２４、３２は、シール材５２の形成領域の内側領域のみに形成されている。すなわち、配向膜２４、３２は、シール材５２と重なる領域、およびシール材５２より外周側の領域には形成されていない。
【００４０】
従って、シール材５２とＴＦＴアレイ基板１０との間５２１、およびシール材５２と対向基板２０との間５２２には、配向膜２４、３２が介在していない。このため、シール材５２を介してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた以降、シール材５２とＴＦＴアレイ基板１０との間５２１、およびシール材５２と対向基板２０との間５２２で配向膜２４、３２を通って水分が外部からシール材５２の形成領域の内側に侵入するということがない。それ故、本形態の電気光学装置１は耐湿性能が高い。
【００４１】
また、本形態の電気光学装置１では、その製造方法を以下に説明するように、配向膜２４、３２は、スピンコート法によって塗布されたものである。このようなスピンコート法によれば、フレキソ印刷法と比較して、配向膜２４、３２を均一な厚さに塗布できるので、液晶層５０においては、配向膜２４、３２の膜厚ばらつきに起因する液晶の配向不良が発生しない。それ故、本形態の電気光学装置１を、後述する投射型表示装置の光変調手段と用いても、ムラやシミのない、品位の高い表示を行なうことができる。
【００４２】
（電気光学装置の製造方法）
次に、本形態の電気光学装置１の製造方法のうち、特徴的な工程について説明する。
【００４３】
図５（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置１の製造方法を示す工程断面図である。図６は、図１に示す電気光学装置１を製造するのに用いたプラズマ照射装置の概略構成図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜塗布工程で形成した配向膜２４の形成領域を示す対向基板２０の平面図、その断面図、配向膜塗布工程で形成した配向膜３２の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板１０の平面図、およびその断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置１の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜２４の形成領域を示す対向基板２０の平面図、その断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜３２の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板１０の平面図、およびその断面図である。
【００４４】
まず、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にＴＦＴ３０や画素電極９ａなどを形成する一方、対向基板２０に対して対向電極３２などを形成した後、配向膜２４、３２を形成する前に、図５（Ａ）に示すように、前処理工程として、プラズマ照射装置２０００を用いてＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に大気圧プラズマを照射する。本形態では、大気圧プラズマとして、図６を参照して後述するプラズマ照射装置において窒素ガス間接放電方式で発生させた窒素プラズマを用いる。その結果、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面に吸着していた異物が除去され、これらの基板表面と、配向膜２４、３４を形成するための薬液との濡れ性が向上する。たとえば、配向膜２４、３４を形成するための薬液としてガンマブチロラクトンやブチルセロソルブを配合した薬液と基板との接触角は、プラズマ照射なしで３７°だったものが、プラズマ照射によって６°にまで小さくなる。
【００４５】
この前処理工程では、図６に示すプラズマ照射装置２０００を用いる。このプラズマ照射装置２０００では、移動テーブル２２００の上にアルミナ製のステージ２００１が配置され、このステージ２００１の上にＴＦＴアレイ基板１０や対向基板２０などの基板２００２が配置される。また、ステージ２００１の真上位置には、ステージ２００１との間にプラズマを発生させるプラズマガン２１００が配置されている。
【００４６】
このプラズマガン２１００では、ケーシング部材２０２２内に、ホルダー部材２０１０によって保持された電極２００７、２００８が配置されている。これらの電極２００７、２００８のうち、電極２００８はアース電極とされている一方、電極２００７には、リード２０２１から高周波電圧が印加されるようになっている。電極２００７、２００８の間には、ガス導入部２００３のガス導入管２０２３からガスが供給される放電管２００４が通っており、この放電管２００４内で、処理ガスの搬送、放電、反応ガスの輸送が行われる。この放電管２００４は保護部材２００９によって保持、固定され、この保護部材２００９は、中間部材２０１１によって位置決めされた状態にある。
【００４７】
また、放電管２００４の下端には、ノズルホルダー２００６に保持されたノズルチップ２００５が配置され、このノズルチップ２００５からステージ２００１上の基板２００２に向けてプラズマを放出する。このノズルチップ２００５と電極２００７、２００８との間には絶縁部材２０１２が配置されている。なお、ケーシング部材２０２２には、電極２００７、２００８を冷却するための空気を供給するための冷却口２０１３が形成されているととにもに、電極２００７、２００８を冷却した後の空気を排出するための排気口２０１４も形成されている。
【００４８】
ここで、プラズマガン２１００、ステージ２００１、テーブル２２００などは全て大気圧下に配置される。従って、このプラズマ照射装置２０００で発生するプラズマは大気圧プラズマと称せられ、かつ、このような間接放電によってプラズマを放出させる方式は、一般に、間接放電方式と称せられる。
【００４９】
このプラズマガン２１００においてノズルチップ２００５を交換すれば、プラズマガン２１００をラインガンあるいはスポットガンとして用いることができる。たとえば、図５（Ａ）を参照して説明した前処理工程のように、基板２００２（基板１０、２０）の全面に大気圧プラズマを照射するときには、ラインガン用のノズルチップ２００５を用い、図５（Ｃ）を参照して後述する配向膜除去工程のように、基板２００２上の特定領域に大気圧プラズマを照射するときには、スポットガン用のノズルチップ２００５を用いる。
【００５０】
また、大気圧プラズマとして、図５（Ａ）を参照して説明した前処理工程のように、窒素プラズマを発生させるときには、ガス導入管２０２３から窒素ガスを供給し、図５（Ｃ）を参照して後述する配向膜除去工程のように、酸素プラズマを発生させるときには、ガス導入管２０２３から酸素ガスを供給する。
【００５１】
このように構成したプラズマ照射装置２０００において、図５（Ａ）を参照して説明した工程では、プラズマガン２１００に対しては、横寸法が基板２００２の横寸法と略等しいノズルチップ２００５を用い、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の全面を一括して処理する。従って、ＴＦＴアレイ基板１０、およびこのＴＦＴアレイ基板１０より一回り小さな対向基板２０については、テーブル２２００上でステージ２００１を片道移動させるだけで、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体にプラズマを照射することができる。
【００５２】
このようにして前処理工程を終えたＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０は、図５（Ｂ）に示す配向膜形成工程に移送される。この配向膜形成工程においては、図示を省略するが、スピンコータ装置（図示せず）において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０は、スピンコート法により配向膜２４、３２が塗布される。すなわち、このスピンコート法では、配向膜２４、３２を形成するためのポリイミド樹脂を溶剤に溶かした薬液を回転する基板（ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０）の中心に垂らして、遠心力によって基板の表面全体に展開する。このため、スピンコート法では、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の表面全体に配向膜２４、３２（右下がりの斜線を付した領域）が形成される。
【００５３】
次に、図５（Ｃ）において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に形成した配向膜２４、３２の所定領域に大気圧プラズマを照射し、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、配向膜２４、３２のうち、シール材５２との重なり領域については、シール材５２の形成領域に沿って配向膜２４、３２を除去する。また、ＴＦＴアレイ基板１０では、シール材５２の形成領域よりも外周側の領域についても配向膜３２を除去する。
【００５４】
この工程でも、プラズマを発生させるには、基本的には図６を参照して説明したプラズマ照射装置２０００を用いる。但し、この工程では、配向膜２４、３２をアッシングする必要があるため、酸素ガスを供給し、酸素プラズマを発生させる。
【００５５】
また、この工程では、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の全面にプラズマを照射する場合と違って、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、対向基板２０に対しては、シール材５２の形成領域の幅寸法に相当する幅でシール材５２の形成領域に沿ってプラズマを照射することにより配向膜２４を除去する。また、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０に対しては、シール材５２の形成領域およびそれより外周側全体の幅寸法に相当する幅でシール材５２の形成領域に沿ってプラズマを照射することにより配向膜３２を除去する。それ故、この配向膜除去工程では、先の前処理工程で用いたノズルチップ２００５をラインガン用からスポットガン用に交換する。
【００５６】
次に図５（Ｄ）に示すように、焼成工程では、配向膜除去工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０を加熱して配向膜２４、３２を焼成する。
【００５７】
次に図５（Ｅ）に示すように、ラビング工程では、焼成工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の各配向膜２４、３２をラビング布で所定の方向に擦る。
【００５８】
次に図５（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にシール材５１を塗布した後、図５（Ｇ）に示すように、このシール材５１によって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。そして、シール材５１を硬化させる。
【００５９】
次に図５（Ｈ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隙のうち、液晶注入口１０８からシール材５１により区画形成された領域内に液晶などの電気光学物質を減圧注入し、しかる後に液晶注入口１０８を封止材１０９で塞ぐ。
【００６０】
このように、本形態では、焼成処理やラビング処理を行なう前に配向膜除去工程を行なうため、配向膜除去工程において、たとえ画像表示領域１０ａの側にプラズマが漏れたとしても、漏れたプラズマによって配向膜２４、３２が劣化したまま、貼り合わせ工程に移送されることがない。すなわち、ラビング工程を行なった後の配向膜２４、３２にプラズマが照射されると、配向膜２４、３２で分子配列の乱れが発生するので、そのまま貼り合わせ工程および充填工程に回送されると液晶などの電気光学物質の配向状態が乱れるが、このような問題は本形態によれば発生しない。
【００６１】
また、本形態ではスピンコート法によって配向膜２４、３２を塗布する前に対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の表面にプラズマ照射を行なうので、これらの基板表面と、配向膜２４、３２を形成するための薬液との親和性、濡れ性が高い。従って、スピンコート法において、薬液を遠心力によって基板の表面全体に展開するとき、基板上から零れ落ちる薬液量が少なくて済む。このため、薬品の使用量を１／２位にまで低減できるという利点もある。
【００６２】
さらにプラズマとして大気圧プラズマを用いるため、真空装置内での処理と違って、枚葉連続処理を容易に行なえ、かつ、大きなスペースが不要であるので、製造ラインに組み込みやすい。しかも、大気圧プラズマであれば、電極膜や遮光膜などを損傷しないので、必要な領域を効率よく処理できる。前述したように、プラズマを照射するプラズマガンにスポットガンを搭載し、間接放電方式により酸素プラズマを発生させた場合、例えばシール部等、必要な領域の配向膜を効率よく除去できる。また、前処理工程ではプラズマガンにラインガンを搭載し、間接放電方式により窒素プラズマを発生させるので、広い領域の表面改質を効率よく処理できる。ヘリウム直接放電タイプなどと比較して、ガン構造の選択により目的に応じた処理が効率よく達成でき、かつ、ランニングコストが低いという利点がある。
【００６３】
［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図９に示す電気光学装置１の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜２４の形成領域を示す対向基板２０の平面図、その断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜３２の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板１０の平面図、およびその断面図である。
【００６４】
実施の形態１では、シール材５２と重なる領域、およびこの領域より外周側の領域について配向膜２４、３２を除去したが、図９に示すように、配向膜除去工程において、シール材５２の形成領域において、シール材５２の形成領域の幅寸法の３０％から８０％に相当する領域の配向膜２４、３２のみを除去する構成であってもよい。すなわち、本形態では、シール材５２と重なる領域（シール材形成領域下）のうち、その内周側および外周側には配向膜２４、３２が部分的に残っているとともに、シール材５２の形成領域よりも外周側の領域にも配向膜２４、３２が残っている。なお、本形態でも、実施の形態１と同様、配向膜２４、３２はスピンコート法による成膜されたものである。その他の構造は、実施の形態１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
【００６５】
このように構成した電気光学装置１において、シール材５２は、部分的ではあるが、ＴＦＴアレイ基板１０や対向基板２０に対して直接、接しており、シール材５２とＴＦＴアレイ基板１０との間５２１、およびシール材５２と対向基板２０との間５２２には、配向膜２４、３２が部分的にしか存在していない。このため、シール材５２を介してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた以降、シール材５２とＴＦＴアレイ基板１０との間５２１、およびシール材５２と対向基板２０との間５２２を通って水分が外部からシール材５２の形成領域の内側に侵入するということがない。本構成のようにシール領域において３０％以上配向膜が除去されていれば、十分に水分の浸透を防ぐことが可能である。それ故、本形態の電気光学装置１は耐湿性能が高い。また、このように構成した電気光学装置１において、シールと配向膜が接触配置される為、シール近傍まで配向の均一性を保持することが可能となる。
【００６６】
また、本形態の電気光学装置１では、その製造方法を以下に説明するように、配向膜２４、３２は、スピンコート法によって塗布されたものである。従って、このスピンコート法によれば、フレキソ印刷法と比較して、配向膜２４、３２を均一な厚さに塗布できるので、液晶層５０においては、配向膜２４、３２の膜厚ばらつきに起因する液晶の配向不良が発生しない。それ故、本形態の電気光学装置１を、後述する投射型表示装置の光変調手段と用いても、ムラやシミのない品位の高い表示を行なうことができる。
【００６７】
次に、本形態の電気光学装置の製造方法のうち、特徴的な工程について説明する。なお、全体的なフローについては、実施の形態１と同様、図５を参照して説明する。
【００６８】
まず、図５（Ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にＴＦＴ３０や画素電極９ａなどを形成する一方、対向基板２０に対して対向電極３２などを形成した後、配向膜２４、３２を形成する前に、前処理工程として、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に大気圧プラズマを照射して、基板と配向膜形成用の薬液との濡れ性を高める。この前処理工程も、図６に示すプラズマ照射装置において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に窒素プラズマを照射する。
【００６９】
次に図５（Ｂ）に示す配向膜形成工程において、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体にスピンコート法により配向膜２４、３２を塗布する。
【００７０】
次に、図５（Ｃ）において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に形成した配向膜２４、３２の所定領域（シール材５２の形成領域において、シール材５２の形成領域の幅寸法の３０％から８０％に相当する領域）に大気圧プラズマとして酸素プラズマを照射する。その結果、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、シール材５２と重なる配向膜２４、３２のうち、シール材５２の形成領域において、シール材５２の形成領域の幅寸法の３０％から８０％に相当する領域の配向膜２４、３２が除去される。従って、シール材５２と重なる領域のうち、その内周側および外周側に配向膜２４、３２が部分的に残るとともに、シール材５２の形成領域よりも外周側の領域にも配向膜２４、３２が残る。
【００７１】
この工程でも、プラズマを発生させるには、基本的には図６を参照して説明したプラズマ照射装置を用いる。但し、この工程では、配向膜２４、３２をアッシングする必要があるので、酸素ガスを供給して酸素プラズマを発生させる。また、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の全面にプラズマを照射する場合と違って、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０に対しては、シール材５２の形成領域の幅寸法の３０％から８０％の幅でプラズマを照射する。
【００７２】
次に図５（Ｄ）に示すように、焼成工程では、スピンコート法による配向膜形成工程、およびプラズマ照射により配向膜除去工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０を加熱して配向膜２４、３２を焼成する。
【００７３】
次に図５（Ｅ）に示すように、ラビング工程では、焼成工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の各配向膜２４、３２をラビング布で所定の方向に擦る。
【００７４】
次に図５（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０のシール材５１を塗布した後、図５（Ｇ）に示すように、このシール材５１によって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。しかる後にシール材５２を硬化させる。
【００７５】
次に図５（Ｈ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隙のうち、液晶注入口１０８からシール材５１により区画形成された領域内に液晶などの電気光学物質を減圧注入し、しかる後に液晶注入口１０８を封止材１０９で塞ぐ。
【００７６】
このように、本形態でも、焼成処理やラビング処理を行なう前に配向膜除去工程を行なうため、配向膜除去工程において、たとえ画像表示領域１０ａの側にプラズマが漏れたとしても、漏れたプラズマによって配向膜２４、３２が劣化したまま、貼り合わせ工程に移送されることがない。すなわち、ラビング工程を行なった後の配向膜２４、３２にプラズマが照射されると配向膜２４、３２で分子配列の乱れが発生し、そのまま貼り合わせ工程および充填工程に回送されると液晶などの電気光学物質の配向状態が乱れるが、このような問題は本形態によれば発生しないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７７】
［その他の実施の形態］
なお、実施の形態２では、シール材５２の形成領域下のうち、その内周側および外周側に配向膜２４、３２を部分的に残したが、シール材５２の形成領域下のうち、内周側については配向膜２４、３２を完全に除去した構成であってもよい。
【００７８】
［投射型表示装置の構成］
図１１を参照して、本発明を適用した電気光学装置１を用いた投射型表示装置の構成を説明する。
【００７９】
図１１において、投射型表示装置１１００では、透過型の電気光学装置１を含む液晶表示モジュールが各々Ｒ（赤色光）、Ｇ（緑色光）、Ｂ（青色光）用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂ（光変調装置）として用いられている。
【００８０】
この投射型表示装置１１００において、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（光源）から投射光が発せられると、この光は、以下に説明する導光光学系を介してライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに導かれる。すなわち、ランプユニット１１０２からの投射光は、３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８（色分離手段）によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに各々導かれる。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および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００８１】
そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにより各々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２（色合成手段）により再度合成された後、投射レンズ１１１４（拡大投射光学系）を介してスクリーン１１２０にカラー画像として拡大投射される。
【００８２】
このように、本発明を適用した電気光学装置１を投射型表示装置１１００に用いた場合には、拡大投射された画像には、電気光学装置１に形成した配向膜２４、３２の不均一性に起因する表示のムラやシミが発生しないので、品位の高い表示を行なうことができる。
【００８３】
なお、図１１に示す投射型表示装置１１００では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）用の３個のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの全てについて、本発明を適用したが、Ｇ（緑色）については特に視感度が高く、ムラやシミが目立ちやすいので、このＧ（緑色）用のライトバルブ１００Ｇのみに、本発明を適用した電気光学装置１を用いてもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置では、スピンコート法により配向膜を形成するので、配向膜を均一な膜厚で形成することができるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させることができる。従って、ムラやシミのない品位の高い表示を行なうことができる。また、配向膜は、シール材と重なる領域ではシール材の形成領域に沿って全体あるいは部分的に除去されているので、シール材は配向膜を介さずに第１の基板および第２の基板に接する。従って、シール材と第１の基板との間、あるいはシール材と第２の基板の間において、配向膜を通って外部から水分が侵入することを回避できる。それ故、本発明を適用した電気光学装置は耐湿性能が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´の断面図である。
【図３】図１に示す電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】図１に示す電気光学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、配線等の等価回路である。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図１に示す電気光学装置を製造するのに用いたプラズマ照射装置の概略構成図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜塗布工程で形成した配向膜の形成領域を示す対向基板の平面図、その断面図、配向膜塗布工程で形成した配向膜の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板の平面図、およびその断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示す対向基板の平面図、その断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板の平面図、およびその断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図９に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示す対向基板の平面図、その断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板の平面図、およびその断面図である。
【図１１】本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置の光学系の構成を示す説明図である。
【図１２】従来の電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の比較例に係る電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  電気光学装置
５  パネル
１０  ＴＦＴアレイ基板（第１の基板）
１０ａ  画像表示領域
２０  対向基板（第２の基板）
２４、３４  配向膜
５０  液晶層
５２  シール材
５３  見切り用の遮光膜
２００  カバーガラス
２１０  接着剤
５００  マイクロレンズ
１１００  投射型表示装置
１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ  ライトバルブ（光変調装置）
２０００  プラズマ照射装置
【図１】
0003909547.tif 000002
【図２】
0003909547.tif 000003
【図３】
0003909547.tif 000004
【図４】
0003909547.tif 000005
【図５】
0003909547.tif 000006
【図６】
0003909547.tif 000007
【図７】
0003909547.tif 000008
【図８】
0003909547.tif 000009
【図９】
0003909547.tif 000010
【図１０】
0003909547.tif 000011
【図１１】
0003909547.tif 000012
【図１２】
0003909547.tif 000013
【図１３】
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