(57)【要約】【課題】多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成することによって、焼き付きの発生を抑制した液晶装置の製造方法を提供する。【解決手段】一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、一対の基板の少なくとも一方の液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層４０と、配向層４０の下層に設けられた多孔質層４１と、を形成する際に、多孔質層４１の面上に有機シラン化合物を含む塗液Ｌを塗布し、多孔質層４１内に塗液Ｌが浸透した状態で塗膜Ｐを形成し、塗膜Ｐを乾燥させた後、焼成することによって、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みの配向層４０を形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、前記配向層の下層に設けられた多孔質層と、を形成する際に、
前記多孔質層の面上に前記有機シラン化合物を含む塗液を塗布し、前記多孔質層内に前記塗液が浸透した状態で塗膜を形成し、前記塗膜を乾燥させた後、焼成することによって、前記多孔質層の面上に前記多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みの前記配向層を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記多孔質層をゾルゲル法で形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記配向層の平均厚みを、１〜１０ｎｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記空孔の平均孔径を、２〜５０ｎｍとすることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
前記多孔質層として、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＩＴＯの中から選ばれる無機酸化膜を形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項６】
一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、前記配向層の下層に設けられた多孔質層と、を備え、
前記配向層は、前記多孔質層内に前記有機シラン化合物が浸透した状態で、前記多孔質層の面上に前記多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みで形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】
前記多孔質層は、少なくとも電極の一部を形成していることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
【請求項８】
請求項１〜５の何れか一項に記載の方法を用いて製造された液晶装置又は請求項６又は７に記載の液晶装置を備え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、液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ用途の液晶表示素子（液晶装置）において、デジタルサイネージ（電子看板）用途の拡大に伴い、耐光性寿命の向上が望まれている。
【０００３】
液晶表示素子には、液晶の配向を制御する配向層が必要である。高耐光性を有する配向層としては、例えば、ポリシロキサン系垂直配向材料を用いることが提案されている（特許文献１を参照。）。しかしながら、このようなポリシロキサン系垂直配向材料を配向層に用いた液晶表示素子では、焼き付きが発生する場合があった。
【０００４】
一方、有機シラン分子が基板と化学吸着することで形成される配向層が知られている（非特許文献１を参照。）。このような有機シラン化合物からなる配向層は、基板と強固に結合し、ナノ（ｎｍ）レベルの超薄膜となることが特徴である。また、配向層を超薄膜にすることで、焼き付き抑制の効果を得ることができる。
【０００５】
また、斜方蒸着法で形成された無機配向膜の表面をシランカップリング材（有機シラン化合物）により処理することが提案されている（特許文献２を参照。）。特許文献２には、シランカップリングによる表面処理に気相法と液相法とを適用できることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、液相法の中でも、塗布法を用いる場合、成膜過程における溶媒の揮発に伴ってＣ１０（デシルトリメトシキシラン）が濃縮されるため、有機シラン化合物の重合反応が進んでしまう。このとき、無機配向膜におけるｎｍオーダーのカラム間の空隙は、有機シランの重合体によって埋まってしまうことがある。その結果として、液晶分子にプレチルト角が生じなくなる場合がある。
【０００７】
また、複数の空孔を有する無機化合物からなる下地膜（多孔質層）の上に、有機シラン化合物からなる配向膜（配向層）を形成することが提案されている（特許文献３，４を参照。）。
【０００８】
しかしながら、有機シラン化合物からなる配向層を、例えばスピンコート法やディップコート法、フレキソ印刷法といった塗布法で形成した場合、有機シラン分子を含む塗液が形成面上ではじいてしまい、凝集して液滴となってしまうことがあった。この凝集した液滴がそのまま固化した場合、形成された配向層の表面に残るため、液晶層の配向不良を引き起こし、表示不良として視認されることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００７／１０２５１３号
【特許文献２】特開２００７−１２７７５７号公報
【特許文献３】特開２００７−３２８２５１号公報
【特許文献４】特開２００６−３０８４３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】日本液晶学会 学会誌「液晶」，第１６巻，第３号（２０１２）Ｐ１９７−２０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成することによって、焼き付きの発生を抑制した液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一つの態様に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、一対の基板の少なくとも一方の液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、配向層の下層に設けられた多孔質層と、を形成する際に、多孔質層の面上に有機シラン化合物を含む塗液を塗布し、多孔質層内に塗液が浸透した状態で塗膜を形成し、塗膜を乾燥させた後、焼成することによって、多孔質層の面上に多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みの配向層を形成することを特徴とする。
【００１３】
この製造方法によれば、有機シラン化合物を含む塗液が毛細管現象により多孔質層内に浸透する。このとき、多孔質層の面上に形成される塗膜の厚みが多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さくすることによって、多孔質層の面上に塗布された塗液が凝集して液滴となることを防ぐことが可能である。これにより、多孔質層の面上に有機シラン化合物を含む塗膜を超薄膜で形成することができる。その後、塗膜を乾燥させた後、焼成することによって、多孔質層内に有機シラン化合物が浸透した状態で、多孔質層の面上に多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みで配向層を形成することができる。したがって、この製造方法によれば、多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成できるため、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することが可能である。
【００１４】
また、上記製造方法において、多孔質層をゾルゲル法で形成することが好ましい。
【００１５】
この製造方法によれば、多孔質層を簡易な方法で形成することができる。
【００１６】
また、上記製造方法において、配向層の平均厚みを、１〜１０ｎｍとすることが好ましい。
【００１７】
この製造方法によれば、有機シラン化合物を含む配向層を超薄膜で形成することから、製造された液晶装置の焼き付き抑制の効果を得ることができる。
【００１８】
また、上記製造方法において、空孔の平均孔径を、２〜５０ｎｍとすることが好ましい。
【００１９】
この製造方法によれば、配向層による液晶層の配向制御に悪影響を与えることなく、有機シラン化合物を含む塗液が毛細管現象により多孔質層内に浸透するのに十分な浸透性を得ることができる。
【００２０】
また、上記製造方法において、多孔質層として、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＩＴＯの中から選ばれる無機酸化膜を形成することが好ましい。
【００２１】
この製造方法によれば、耐光性寿命の向上を図りつつ、配向層に含まれる有機シラン化合物を無機酸化膜に強固に固定することができる。
【００２２】
本発明の一つの態様に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置であって、一対の基板の少なくとも一方の液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、配向層の下層に設けられた多孔質層と、を備え、配向層は、多孔質層内に有機シラン化合物が浸透した状態で、多孔質層の面上に多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みで形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成できるため、焼き付きの発生を抑制することが可能である。
【００２４】
また、上記液晶装置において、前記多孔質層は、少なくとも電極の一部を形成している構成であってもよい。
【００２５】
この構成によれば、少なくとも電極の一部を多孔質層とすることで、この部分に電極とは別に多孔質層を形成する必要がなくなるため、コスト面で有利となる。
【００２６】
本発明の一つの態様に係る電子機器は、前記何れかの方法を用いて製造された液晶装置又は何れかの液晶装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、焼き付きの発生を抑制した液晶装置を備える電子機器を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶装置の素子構造を示す等価回路図である。
【図２】図１に示す液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板の画素群の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す液晶装置の素子構造を示す断面図である。
【図４】図１に示す液晶装置の画素領域の構成を示す断面図である。
【図５】図１に示す液晶装置の多孔質層及び配向層の構造を模式的に示す断面図である。
【図６】配向層の形成工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電子機器の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る投射型液晶表示装置の一例を示す模式図である。
【図９】実施例１〜３及び比較例１の多孔質層及び配向層の構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、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。
【００３０】
［液晶装置］
先ず、本発明の一実施形態に係る液晶装置について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置である。
【００３１】
なお、図１は、本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２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構造を示す平面図である。図３は、本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図２中に示すＡ−Ａ’線断面図である。図４は、本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。また、図３及び図４においては、紙面上側が光入射側、紙面下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、図４では、スイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。
【００３２】
本実施形態の透過型液晶装置は、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素を有している。各画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０がそれぞれ形成されている。また、画像信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ素子３０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、この順に線順次に供給されるか、若しくは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００３３】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９は、ＴＦＴ素子３０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ＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、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。
【００３４】
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像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通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。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００３５】
本実施形態の透過型液晶装置は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという。）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が、マトリクス状に複数並んで設けられている。また、各画素電極９の縦横の境界に各々沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００３６】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述するソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されている。画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述するドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述するチャネル領域（図２中の左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されている。走査線３ａは、チャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００３７】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面視で走査線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２中の上向き）に突出した突出部（すなわち、平面視でデータ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中の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。
【００３８】
本実施形態の透過型液晶装置は、図３及び図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板（液晶装置用基板）１０と、これに対向配置される対向基板（液晶装置用基板）２０との間に液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなる。なお、本実施形態の透過型液晶装置は、垂直配向モードの表示装置である。
【００３９】
ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された画素電極９及び配向層４０とを主体として構成されている。対向基板２０は、例えばガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１及び配向層６０とを主体として構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側の表面（内面）には、画素電極９が設けられ、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画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。
【００４０】
画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有している。具体的には、走査線３ａと、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’と、走査線３ａ及び半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜２と、データ線６ａと、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及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及び高濃度ドレイン領域１ｅとを有している。
【００４１】
また、走査線３ａ及びゲート絶縁膜２を含む基板本体１０Ａの上には、高濃度ソース領域１ｄへと通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへと通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。すなわち、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。
【００４２】
さらに、データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４を含む基板本体１０Ａの上には、高濃度ドレイン領域１ｅへと通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第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。
【００４３】
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜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７０が構成されている。
【００４４】
ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側の表面（内面）のうち、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止する。
【００４５】
また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。
【００４６】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、この第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３を介して前段又は後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。
【００４７】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、配向層４０が形成されている。配向層４０は、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するものである。
【００４８】
一方、対向基板２０において、基板本体２０Ａの液晶層５０側の表面（表面）には、第２遮光膜２３が設けられている。第２遮光膜２３は、データ線６ａ、走査線３ａ、及び画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０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を覆うことによって、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止する。
【００４９】
さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面に亘って、例えばＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成されている。また、共通電極２１の液晶層５０側には、配向層６０が形成されている。配向層６０は、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するものである。
【００５０】
ここで、上記配向層４０（６０）の構造について、図５を参照して説明する。なお、図５は、上記配向層４０（６０）の構造を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向層４０と、対向基板２０側の配向層６０とが、互いに同一の構造を有する場合を例示している。したがって、図５では、配向層４０を例に挙げて説明するものとする。
【００５１】
本実施形態の液晶装置は、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側の面に、有機シラン化合物からなる配向層４０と、配向層４０の下層に設けられた多孔質層４１とを備えている。配向層４０は、多孔質層４１内に有機シラン化合物が浸透した状態で、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径Φよりも小さい厚みＴで形成されている。
【００５２】
多孔質層４１は、複数の空孔４２を有する無機酸化物からなる。無機酸化物としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＩＴＯなどを挙げることができる。
【００５３】
このうち、多孔質層４１がＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの絶縁性の無機酸化物からなる場合には、この多孔質層４１を第３層間絶縁膜７として用いることができる。
【００５４】
一方、多孔質層４１がＩＴＯなどの導電性の無機酸化物からなる場合には、この多孔質層４１を少なくとも電極の一部、すなわち画素電極９として用いることができる。この場合、画素電極９とは別に多孔質層４１を形成する必要がなくなるため、コスト面で有利となる。
【００５５】
多孔質層４１は、複数の空孔４２を有する構造であればよい。具体的に、多孔質層４１は、無機酸化物からなる組織内に微細な空孔（メソ孔）が形成されたポーラス構造であってもよい。ポーラス構造を有する多孔質層４１の形成方法としては、例えばゾルゲル法やスプレー法などを用いることができる。ポーラス構造を有する多孔質層４１の場合、配向層４０には、斜め電界法（ＰＶＡ）や、マルチドメインＶＡ方式（ＭＶＡ）、ラビング法、光配向法などの配向方式を採用することができる。
【００５６】
また、多孔質層４１は、無機酸化物からなる柱状の組織体（カラム）の間に空孔（隙間）が形成されたカラム構造であってもよい。カラム構造を有する多孔質層４１の形成方法としては、例えば斜方蒸着法などを用いることができる。カラム構造を有する多孔質層４１の場合、配向層４０には、カラムの形状配向による配向方式を採用することができる。
【００５７】
なお、図５に示す多孔質層４１は、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、ポーラス構造の無機酸化物からなる第３層間絶縁膜７として形成されている。一方、図５に示す配向層４０は、多孔質層４１内に有機シラン化合物が浸透した状態で、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径Φよりも小さい厚みＴで形成されている。
【００５８】
また、ＩＴＯからなる多孔質層４１を形成する方法としては、スプレー法を用いて、インジウム塩と錫塩とを含む溶液を大気雰囲気中で加熱した基板に噴霧する。このとき、熱分解及び結晶化が生じることで、ＩＴＯの薄膜が形成される。また、基板の温度や噴霧の仕方といった条件によって、薄膜を多孔質化することができる。一方、ＩＴＯの微粒子を分散させた溶液を基板に塗布して塗膜を形成した後、焼成することによって、ＩＴＯからなる多孔質層４１を形成することも可能である。
【００５９】
空孔４２の孔径Φは、後述する有機シラン化合物を含む塗液が毛細管現象により多孔質層４１内に浸透するのに十分な浸透性を得るため、平均で２〜５０ｎｍとすることが好ましい。また、この範囲の孔径Φであれば、空孔４２が配向層４０による液晶層５０の配向制御に悪影響を与えることがない。なお、空孔４２の孔径Φについては、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、Ｘ線小角散乱法（ＳＡＸＳ）などを用いて測定することができる。また、多孔質層４１の非表面積及び細孔分布については、ガス吸着法により測定することができる。
【００６０】
一方、配向層４０の厚みＴは、有機シラン化合物を含む配向層４０を超薄膜で形成するため、平均で１〜１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、液晶装置の焼き付き抑制の効果を得ることができる。なお、配向層４０の厚みＴについては、例えばＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）を用いて測定することができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の液晶装置では、上述した多孔質層４１の面上に超薄膜の配向層４０を形成できるため、焼き付きの発生を抑制することが可能である。また、耐光性寿命の更なる向上を図ることが可能である。
【００６２】
［液晶装置の製造方法］
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は、本製造方法の特徴部分として、多孔質層４１の面上に配向層４０を形成する工程を示す断面図である。
【００６３】
本実施形態の液晶装置を製造する際は、先ず、上記ＴＦＴアレイ基板１０を作製する。具体的には、ガラス等からなる透光性の基板本体１０Ａを用意し、この基板本体１０Ａの面上に、上述した第１遮光膜１１ａと、第１層間絶縁膜１２と、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ａ、絶縁膜４，７、画素電極９等を公知の方法で形成する。続いて、画素電極９を含む第３層間絶縁膜７上に配向層４０を形成し、上記ＴＦＴアレイ基板１０を得る。
【００６４】
本実施形態の製造方法では、図６（ａ）に示すように、多孔質層４１（第３層間絶縁膜７）の面上に有機シラン化合物を含む塗液Ｌを例えばスピンコート法等を用いて塗布する。これにより、図６（ｂ）に示すように、多孔質層４１内に塗液Ｌが浸透した状態で塗膜Ｐを形成する。
【００６５】
ところで、一般に基板表面に対する接触角が０°よりも大きいとき、基板表面に塗布された溶液は、ある膜厚以下になるとはじくことが、下記式により説明されている。
ｅｃ＝２κ−１sin(θＥ／２)
（ｅｃ：撥水臨界厚、κ−１：毛管長、θＥ：接触角）
【００６６】
有機シラン化合物からなる配向層４０は、ナノ（ｎｍ）オーダーの超薄膜であるため、配向層４０の形成途中において溶液Ｌが“はじく現象”が生じる。この“はじく現象”は、溶液Ｌが凝集して液滴となる原因であると考えられる。
【００６７】
これに対して、本実施形態の製造方法では、毛細管現象により有機シラン化合物を含む溶液Ｌが多孔質層４１内に浸透していく。このとき、多孔質層４１の表面を覆う塗膜Ｐの厚みが、多孔質層４１内にある空孔４２の孔径より小さければ、凝集して液滴となるのを防ぐことが可能である。
【００６８】
なお、塗膜Ｐの厚みは、有機シラン化合物を含む塗液Ｌの塗布量に依存する。溶液Ｌの塗布量は、有機シラン化合物の濃度や、酸触媒の有無、溶液の粘度、塗布条件(例えば、スピンコートの回転数)などによって制御できる。
【００６９】
その後、図６（ｃ）に示すように、塗膜Ｐを乾燥（プリキュア）させた後、焼成（ポストキュア）することによって硬化させる。これにより、図６（ｄ）に示すように、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みの配向層４０を形成することができる。なお、配向層４０を形成した後は、必要に応じて配向層４０に対して配向処理を施す。
【００７０】
次に、上述したＴＦＴアレイ基板１０とは別に、上記対向基板２０を作製する。具体的には、ガラス等からなる透光性の基板本体２０Ａを用意した後、上記ＴＦＴアレイ基板１０の作製する場合と同様の方法を用いて、この基板本体２０Ａの面上に、第２遮光膜２３や共通電極２１を形成すると共に、上述した配向層４０を形成する場合と同様の方法を用いて、配向層６０を形成し、上記対向基板２０を得る。
【００７１】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール剤を介して貼り合わせる。さらに、シール剤に形成した液晶注入口から誘電異方性が負の液晶を注入して液晶パネルとした後、所定の配線を接続する。これにより、本実施形態の液晶装置を製造することができる。
【００７２】
以上のように、本実施形態の製造方法では、上述した有機シラン化合物を含む塗液Ｌが毛細管現象により多孔質層４１内に浸透する。このとき、多孔質層４１の面上に形成される塗膜Ｐの厚みが多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さくすることで、多孔質層の面上に塗布された塗液が凝集して液滴となることを防ぐことが可能である。
【００７３】
これにより、多孔質層４１の面上に有機シラン化合物を含む塗膜Ｐを超薄膜で形成することができる。その後、塗膜Ｐを乾燥させた後、焼成することによって、多孔質層４１内に有機シラン化合物が浸透した状態で、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みで配向層４０を形成することができる。
【００７４】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、多孔質層４１の面上に配向層４０をより均一な膜厚で形成できるため、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することが可能である。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＴＦＤ（Thin-Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置や、パッシブマトリクス型液晶装置等にも適用可能である。また、本実施形態では、透過型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型の液晶装置や、半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。このように、本発明は、いかなる構造の液晶装置にも適用することができる。
【００７６】
［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示す斜視図である。図７（ａ）に示す携帯電話は、携帯電話本体５００を備え、携帯電話本体５００は、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部５０１を有している。
【００７７】
図７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置６００の一例を示す斜視図である。情報処理装置６００は、図７（ｂ）に示すように、キーボードなどの入力部６０１と、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部６０２を有する情報処理装置本体６０３とを備えている。
【００７８】
図７（ｃ）は、腕時計の一例を示す斜視図である。図７（ｃ）に示す腕時計は、時計本体７００を備え、時計本体７００は、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部７０１を有している。
【００７９】
以上のように、図７（ａ）〜（ｃ）に示す各電子機器では、表示部に上記実施形態の液晶装置を適用したものであるので、焼き付きの発生を抑制し、表示品質を長期に渡って維持することが可能である。
【００８０】
なお、上記実施形態の液晶装置は、図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器以外にも、例えばデジタルサイネージ（電子看板）やプロジェクター（投射型液晶表示装置）などの耐光性寿命の向上が望まれる電子機器に対して好適に用いることができる。また、液晶レンズやそれを用いた光ピックアップ素子などの液晶デバイスに対しても、本発明を好適に用いることができる。
【００８１】
［投射型液晶表示装置］
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型液晶表示装置（プロジェクター）の構成について、図８を参照して説明する。なお、図８は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。
【００８２】
図８に示す投射型液晶表示装置は、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３，８１４と、反射ミラー８１５，８１６，８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、出射レンズ８２０と、液晶光変調装置８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投写レンズ８２６とを備えている。
【００８３】
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。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの赤色光を透過させると共に、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、上記実施形態の液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。
【００８４】
一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は、緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。なお、青色光は、第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光及び赤色光とは異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、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、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。
【００８５】
各光変調装置により変調された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。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって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、投写光学系である投写レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００８６】
以上のような構造を有する投射型表示装置は、上記実施形態の液晶装置を液晶光変調装置８２２，８２３，８２４に適用することによって、焼き付きの発生を抑制し、表示品質を長期に渡って維持することが可能である。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００８８】
（実施例１）
実施例１では、図９（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、ゾルゲル法を用いて酸化珪素（ＳｉＯＸ）からなる組織内に微細な空孔（メソ孔）４２を有するポーラス構造の多孔質層４１を形成した。また、空孔４２の平均孔径を測定したところ、約４ｎｍであった。また、細孔分布は、６ｎｍ以下であった。
【００８９】
次いで、デシルトリメトキシシランと、有機溶媒と、酸触媒とを混合した塗液を調製し、この塗液をスピンコート法を用いて多孔質層４１の面上に塗布して塗膜を形成した。このとき、多孔質層４１内に塗液が浸透した状態で塗膜が形成されていることを確認した。その後、塗膜を乾燥し、焼成することによって、配向層４０を形成した。
【００９０】
実施例１の配向層４０について、その平均厚みを測定したところ、多孔質層４１の面上で約２ｎｍであった。これにより、多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みで配向層４０が形成されていることがわかった。また、配向層４０の表面を観察したところ、凝集した液滴の痕（以下、液滴痕という。）は見られなかった。
【００９１】
（実施例２）
実施例２では、図９（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、斜方蒸着法を用いて酸化珪素（ＳｉＯＸ）からなる柱状の組織体（カラム）４３の間に空孔（隙間）４２を有するカラム構造の多孔質層４１を形成した。また、空孔４２の平均孔径を測定したところ、約１０ｎｍであった。また、細孔分布は、５０ｎｍ以下であった。
【００９２】
次いで、デシルトリメトキシシランと、有機溶媒と、酸触媒とを混合した塗液を調製し、この塗液をスピンコート法を用いて多孔質層４１の面上に塗布して塗膜を形成した。このとき、多孔質層４１内に塗液が浸透した状態で塗膜が形成されていることを確認した。その後、塗膜を乾燥し、焼成することによって、配向層４０を形成した。
【００９３】
実施例２の配向層４０について、その平均厚みを測定したところ、多孔質層４１の面上で約２ｎｍであった。これにより、多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みで配向層４０が形成されていることがわかった。また、配向層４０の表面を観察したところ、凝集した液滴の痕（以下、液滴痕という。）は見られなかった。
【００９４】
（実施例３）
実施例３では、図９（ｃ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９として、ＩＴＯからなる多孔質層４１を形成した。具体的には、スプレー法を用いてＩＴＯからなる組織内に微細な空孔（メソ孔）４２を有するポーラス構造の多孔質層４１を形成した。また、空孔４２の平均孔径を測定したところ、約１０ｎｍであった。また、細孔分布は、５０ｎｍ以下であった。
【００９５】
次いで、デシルトリメトキシシランと、有機溶媒と、酸触媒とを混合した塗液を調製し、この塗液をスピンコート法を用いて多孔質層４１（画素電極９）の面上に塗布して塗膜を形成した。このとき、多孔質層４１内に塗液が浸透した状態で塗膜が形成されていることを確認した。その後、塗膜を乾燥し、焼成することによって、配向層４０を形成した。
【００９６】
実施例２の配向層４０について、その平均厚みを測定したところ、多孔質層４１の面上で約２ｎｍであった。これにより、多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みで配向層４０が形成されていることがわかった。また、配向層４０の表面を観察したところ、凝集した液滴の痕（以下、液滴痕という。）は見られなかった。
【００９７】
（比較例１）
比較例１では、図９（ｄ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９として、ＩＴＯからなる非多孔質層４４を形成した。次いで、デシルトリメトキシシランと、有機溶媒と、酸触媒とを混合した塗液を調製し、この塗液をスピンコート法を用いて非多孔質層４４（画素電極９）の面上に塗布して塗膜を形成した。このとき、非多孔質層４４の面上に塗布された塗液が凝集して、液滴を含む塗膜が形成されていることを確認した。その後、塗膜を乾燥し、焼成することによって、配向層４０を形成した。
【００９８】
比較例１の配向層４０について、その表面を観察したところ、複数の液滴痕Ｄが見られた。また、配向層４０の平均厚みについては、複数の液滴痕Ｄに凝集されているため、測定できなかった。
【００９９】
なお、配向層４０の平均厚み及び空孔４２の平均孔径については、先ず、基板を切断し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、加速電圧５ｋＶ、測定倍率１５万倍の条件で、観察位置を変えて１０枚の画像を取得した。
【０１００】
次に、配向層４０の平均厚みについては、取得した画像１枚につき５点、多孔質層４１の厚みと、多孔質層４１及び配向層４０の厚みとを測定し、それぞれの厚みの平均値を算出した後、その差分を配向層４０の平均厚みとした。
【０１０１】
一方、空孔４２の平均孔径については、取得した画像１枚につき１０点、多孔質層４１の表面における空孔４２の幅を測定し、それぞれの幅の平均値を空孔４２の平均孔径とした。
【符号の説明】
【０１０２】
７…第３層間絶縁膜  ９…画素電極  １０…ＴＦＴアレイ基板  ２０…対向基板  １０Ａ，２０Ａ…基板本体  ２１…共通電極  ４０，６０…配向層  ４１…多孔質層  ４２…空孔  ５０…液晶層
【図１】
2016186565.tif 000003
【図２】
2016186565.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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