(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間にネガ型の液晶が挟持されてなり、表示領域と該表示領域の外側の非表示領域とを有する液晶装置において、
前記一対の基板のうちの一方の基板上に、垂直配向膜が設けられており、
前記垂直配向膜は、無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜と、該第１の垂直配向膜上に設けられた有機薄膜からなる第２の垂直配向膜とを有し、
前記第１の垂直配向膜は、前記表示領域および前記非表示領域に形成されており、前記第２の垂直配向膜は、前記非表示領域のみに形成されており、
前記第１の垂直配向膜および前記第２の垂直配向膜の端部が、それぞれ前記シール材に接するように形成されてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間にネガ型の液晶が挟持されてなり、表示領域と該表示領域の外側の非表示領域とを有する液晶装置において、
前記一対の基板のうちの一方の基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、該複数の画素電極をそれぞれ駆動する複数のスイッチング手段と、該複数のスイッチング手段にそれぞれ接続された複数のデータ線および複数の走査線が備えられるとともに、該一対の基板のうちの他方の基板上には対向電極が備えられ、
前記一対の基板のうちの一方の基板上に、垂直配向膜が設けられており、
前記垂直配向膜は、無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜と、該第１の垂直配向膜上に設けられた有機薄膜からなる第２の垂直配向膜とを有し、
前記第１の垂直配向膜は、前記表示領域および前記非表示領域に形成されており、前記第２の垂直配向膜は、前記非表示領域のみに形成されており、
前記第１の垂直配向膜および前記第２の垂直配向膜の端部が、それぞれ前記シール材に接するように形成されてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶装置において、
前記第１の垂直配向膜は、酸化シリコンからなる斜方蒸着膜であることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間にネガ型の液晶が挟持されてなり、表示領域と該表示領域の外側の非表示領域とを有する液晶装置の製造方法において、
前記一対の基板のうちの一方の基板上の前記表示領域および前記非表示領域に、斜方蒸着法により無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜をその端部が前記シール材に隣接するように形成する工程と、
該第１の垂直配向膜上の前記非表示領域のみに、有機薄膜からなる第２の垂直配向膜をその端部が前記シール材に接するように形成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５】
請求項４に記載の液晶装置の製造方法において、
前記第２の垂直配向膜をフレキソ印刷法により形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶装置を備えた投射型表示装置であって、
光源と、該光源から出射された光を変調する前記液晶装置と、該液晶装置により変調された光を投射面に拡大投影する拡大投影光学系とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置とその製造方法に関し、特に、液晶プロジェクタの投射型ライトバルブ等に用いて好適な液晶装置における配向膜の構成とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタ等の投射型液晶表示装置には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に対応して液晶パネルを３枚使用する３板式のものと、１枚の液晶パネルと色生成手段とから構成される単板式のものがある。この投射型液晶表示装置の構成要素である液晶パネルは、例えば、アクティブマトリクス型液晶ライトバルブとその前後に配置される偏光板とから構成されている。図１３は、この種の液晶ライトバルブの構成の一例を示す断面図である。
【０００３】
液晶ライトバルブは、図１３に示すように、ガラス基板、石英基板等の透明な２枚の基板間に液晶が封入されたものであり、一方の基板をなす薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと略記する）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全体は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素を有している。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａと当該画素電極９ａを制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画像信号を供給するデータ線６ａがコンタクトホール５を通じて当該ＴＦＴ３０のソース領域１ｄに電気的に接続されている。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を順次印加するように構成されている。画素電極９ａは、コンタクトホール８を通じて画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレイン領域１ｅに電気的に接続されており、スイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号を所定のタイミングで書き込むようになっている。
【０００４】
画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号は、対向基板２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持されるが、通常、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２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加している。ここでは、蓄積容量７０を形成する方法として、容量形成用の配線である容量線３ｂが設けられている。また、画素電極９ａ上には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide)膜等の透明導電性膜から形成されている。配向膜１６は、ポリイミド膜等の有機膜から形成されるのが一般的である。
【０００５】
他方、対向基板２０には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１も画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。また、配向膜２２もＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６と同様、ポリイミド膜等の有機膜から形成されている。さらに対向基板２０には、各画素の表示領域以外の領域に遮光膜２３が設けられている。この遮光膜２３は、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’、ソース領域１ｂ、１ｄ、ドレイン領域１ｃ、１ｅ等に侵入するのを防止するためのものである。さらに、遮光膜２３は、コントラスト比の向上、色材の混色防止などの機能を有しており、いわゆるブラックマトリクスとも呼ばれている。
【０００６】
各基板はこのような構成であり、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがそれぞれ基板の周縁部においてシール材を介して所定間隔で貼着され、このＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０間とシール材により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜の作用により所定の配向状態をとる。液晶プロジェクタでは、高いコントラスト比を実現するために垂直配向モードを採用する場合は、配向膜１６、２２は垂直配向状態をとる有機膜をラビング処理し、電界無印加状態で液晶分子は数度のプレチルト角を持った垂直配向状態となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年、液晶プロジェクタの高精細化、高輝度化、低価格化に伴う液晶ライトバルブの小型化に伴って、ライトバルブに入射させる光の強度が強くなってきている。そのためポリイミド膜等の有機垂直配向膜を使用した液晶ライトバルブでは、光や熱によって配向膜が劣化し、その結果、配向膜による液晶分子の配向規制力が低下して、液晶分子の配向状態が乱れ、コントラスト比が低下する等の表示不良が生じることがある。このような問題が生じる原因は、ポリイミド等の有機膜は４００ｎｍから４５０ｎｍ付近の可視光領域で若干の吸収があるため、この吸収に起因して配向膜が劣化し、図１３の符号５９で示した箇所のように配向膜の劣化した付近で液晶の配向異常が生じ、これが表示不良につながるからである。
【０００８】
そこで、このような問題を解決するために、垂直配向膜を、ポリイミド等の有機膜でなく、液晶分子を配向させることが可能な所定の表面形状を有する、酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機材料からなる無機斜方蒸着膜により構成することが提案されている。このようして形成された垂直配向膜は無機材料からなるため耐光性や耐熱性に優れ、液晶ライトバルブの耐久性を向上することができるという利点を有している。
ところが、無機斜方蒸着膜からなる垂直配向膜は、電極等を形成した基板を傾斜させた状態で回転させ、このとき回転速度を変更しながら蒸着を行う回転斜方蒸着法などを採用せざるを得ず、その結果、回転速度等の製造条件のコントロールが難しく、また、無機垂直配向膜形成用の装置も複雑なものを用いなければならず、配向膜の形成工程が複雑化するという問題点があった。
【０００９】
そのため、基板を回転させることなく、基板をある角度で固定して一方向から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結晶を成長させる単純な斜方蒸着により目的とする配向膜が得られればよいが、ポリイミドなどの配向性高分子からなる有機垂直配向膜では、配向性高分子と液晶分子との分子相互作用によって液晶分子の配向状態を規制するのに対し、単純な斜方蒸着により形成した無機斜方蒸着膜からなる配向膜では、表面形状効果によってのみ液晶分子の配向状態を規制するため、角度や膜厚等の蒸着条件を最適化しても、配向性高分子からなる配向膜に比較して液晶分子の配向規制力が弱いという問題点があった。
そのため、図１４に示すように無機斜方蒸着膜からなる配向膜６０を形成した場合には、基板間（液晶セル内）に液晶を注入した直後には図１４の（ａ）で示したように液晶層５０内の液晶分子を所定の配向状態（初期配向状態）に規制することができるものの、時間の経過とともに、図１４の（ｂ）に示すように、紫外線硬化型樹脂接着剤等からなるシール材５１の影響によりシール材近傍などから液晶分子の配向状態が乱れ始め、液晶分子の初期配向状態（図１４の（ａ）で示す状態）、すなわち電圧無印加時における液晶分子の配向状態を維持できず、表示品質が悪化するという恐れがある。
【００１０】
なお、以上の問題は、ＴＦＴ素子に代表される３端子型素子やＴＦＤ（Thin-Film Diode）素子に代表される２端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置に限った問題ではなく、パッシブマトリクス型の液晶装置など、いかなる液晶装置においても生じる問題である。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いることなく、配向膜の耐久性を向上させ、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を抑制し得る液晶装置、およびその製造方法、ならびにこの液晶装置を用いた表示品位の高い投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、上記一対の基板の液晶層側の表面に垂直配向膜がそれぞれ設けられ、これら垂直配向膜のうち少なくとも一方の垂直配向膜は、基板の少なくとも表示領域に形成された無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜と、該第１の垂直配向膜の液晶層側の表面で、シール材近傍の周辺部領域に形成された有機薄膜からなる第２の垂直配向膜とを有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の液晶装置では、電圧無印加時は、液晶装置の少なくとも表示領域は上記無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜の表面形状効果により液晶分子の配向状態を規制でき、シール材近傍の周辺部領域は上記有機膜からなる第２の垂直配向膜の配向性高分子と液晶分子との分子相互作用によって液晶分子の配向状態を規制できる構造になっている。なお、本明細書において、「電圧無印加時」、「電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意味している。
【００１４】
すなわち、従来の液晶装置は、光や熱によって劣化し易い有機膜からなる垂直配向膜のみから液晶分子の配向状態を規制しており、あるいは、液晶分子の配向規制力が弱く、時間の経過とともにシール材近傍などから液晶分子の配向状態が乱れ易い単純な斜方蒸着法から形成した無機斜方蒸着膜からなる垂直配向膜のみから液晶分子の配向状態を規制していたのに対し、本発明の液晶装置では、強い光や熱が照射される少なくとも表示領域（実際に画像表示を行う有効表示領域）は、耐光性や耐熱性が優れた無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜により液晶分子の配向状態を規制し、液晶分子の配向規制力が乱れ易いシール材近傍の周辺部は、液晶分子の配向規制力が強く、しかも強い光や熱が照射されないならば非常に安定して配向状態を規制できる有機膜からなる第２の垂直配向膜により液晶分子の配向状態を規制している。この第２の垂直配向膜が形成されたシール材近傍の周辺部は、有効表示領域より外側の非表示領域（例えば額縁領域）にあるため殆ど光や熱は照射されないため、液晶分子の配向状態を安定して規制することができる。
【００１５】
また、第１の垂直配向膜を構成する無機斜方蒸着膜は、基板をある角度で固定して一方向から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結晶を成長させる単純な斜方蒸着に形成できるものであるので、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いなくても済み、垂直配向膜形成用の装置として複雑なものを用いなくても済み、また、垂直配向膜の形成工程が複雑化するといった問題を改善できる。
従って、本発明の液晶装置によれば、簡単な配向膜形成方法により、耐久性が向上した垂直配向膜が形成されており、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を防止できる。
【００１６】
本発明の液晶装置において、第１の垂直配向膜及び第２の垂直配向膜は、シール材の下側、あるいはさらにシール材の外側まで延在して設けられていてもよいが、第２の垂直配向膜は有効表示領域を狭めないようにするためと、光や熱により劣化しないために、できるだけ有効表示領域にはみ出ていないことが好ましく、具体的には、シール材からの距離が２ｍｍ以下の領域、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下の周辺領域に設けられていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の液晶装置は、互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間に液晶が挟持されてなり、該一対の基板のうちの一方の基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、該複数の画素電極をそれぞれ駆動する複数のスイッチング手段と、該複数のスイッチング手段にそれぞれ接続された複数のデータ線および複数の走査線が備えられるとともに、該一対の基板のうちの他方の基板上には対向電極が備えられ、上記一対の基板の液晶層側の表面に垂直配向膜がそれぞれ設けられ、これら垂直配向膜のうち少なくとも一方の垂直配向膜は、基板の少なくとも表示領域に形成された無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜と、該第１の垂直配向膜の液晶層側の表面で、シール材近傍の周辺部領域に形成された有機薄膜からなる第２の垂直配向膜とを有していることを特徴とするものであってもよい。
かかる構成の液晶装置においても、簡単な配向膜形成方法により、耐久性が向上した垂直配向膜が形成されており、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を防止できる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持し、画像表示領域を形成した液晶装置において、
前記画像表示領域に形成された無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜と、前記画像表示領域の周囲に形成された有機薄膜からなる第２の垂直配向膜とを備えたことを特徴とするものであってもよい。
かかる構成の液晶装置においても、簡単な配向膜形成方法により、耐久性が向上した垂直配向膜が形成されており、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を防止できる。
本発明の液晶装置において、上記第１の垂直配向膜としては、酸化シリコンからなる斜方蒸着膜を用いることができる。
また、本発明の液晶装置において、上記第２の垂直配向膜としては、ポリイミド等の高分子樹脂材料、界面活性剤、カップリング剤、金属錯体を用いることができる。
【００１９】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向してシール材によって貼り合わされた一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶装置の製造方法において、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の上記液晶層側の表面の少なくとも表示領域となる領域に斜方蒸着法により無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜を形成する工程と、該第１の垂直配向膜の液晶層側の表面で、シール材の近傍となる周辺部領域に有機薄膜からなる第２の垂直配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
かかる構成の液晶装置の製造方法によれば、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いることなく、配向膜の耐久性を向上させ、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を抑制し得る本発明の液晶装置を製造することができる。
【００２０】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶を挟持し、画像表示領域を形成した液晶装置の製造方法において、
前記画像表示領域に斜方蒸着法により無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜を形成する工程と、前記画像表示領域の周囲に有機薄膜からなる第２の垂直配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
かかる構成の液晶装置の製造方法においても、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いることなく、配向膜の耐久性を向上させ、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を抑制し得る本発明の液晶装置を製造することができる。
上記のいずれかの構成の本発明の液晶装置の製造方法においては、上記第２の垂直配向膜をフレキソ印刷法により形成するのが好ましい。フレキソ印刷法は第２の垂直配向膜の形状に応じた型を用い、該型に第２の垂直配向膜材料を塗布後、この型を第１の垂直配向膜が形成された基板に押しつけることにより、第２の垂直配向膜を容易に形成できるので、フォトレジストの塗布、フォトマスクを用いて露光、現像を行うフォトリソグラフィー法を用いなくても済み、配向膜形成工程を簡略化できる。
【００２１】
また、本発明の投射型表示装置は、上記のいずれかの構成の本発明の液晶装置を備えた投射型表示装置であって、光源と、該光源から出射された光を変調する上記液晶装置と、該液晶装置により変調された光を投射面に拡大投影する拡大投影光学系とを有することを特徴とする。
かかる構成の本発明の投射型表示装置によれば、上記のいずれかの構成の本発明の液晶装置を用いたことにより、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態の液晶装置の構成］
本発明の第１の実施形態の液晶装置の構成について、図１から図３を参照して以下説明する。図１は、液晶装置の画像表示領域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。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平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。図４は、本実施形態の液晶装置に設けられた第１と第２の垂直配向膜とシール材との位置関係を説明するため図で、（ａ）は液晶装置を上面側（対向基板側）から見た平面図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。図５は、シール材近傍の第１の垂直配向膜と第２の垂直配向膜を示す拡大図である。
なお、図３乃至図５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。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置において、画像表示領域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と当該画素電極９ａを制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画像信号を供給するデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソース領域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、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレイン領域に電気的に接続されており、スイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、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。
【００２４】
画素電極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（後述する）に形成された対向電極（後述する）との間で一定期間保持される。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。例えば画素電極９ａの電圧は、蓄積容量７０によりソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持される。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。本実施の形態では、蓄積容量７０を形成する方法として、半導体層との間で容量を形成するための配線である容量線３ｂを設けている。また、容量線３ｂを設ける代わりに、画素電極９ａと前段の走査線３ａとの間で容量を形成しても良い。
【００２５】
図２に示すように、液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａが設けられており、画素電極９ａ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９ａ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。また、半導体層１ａのうち後述のチャネル領域（図中右下がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されている。
【００２６】
次に、断面構造を見ると、図３に示すように、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る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は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなるものである。ＴＦＴアレイ基板１０には、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる画素電極９ａが設けられ、ＴＦＴアレイ基板１０上の各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。画素スイッチング用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。
【００２７】
また、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１層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第１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１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２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１層間絶縁膜４および第２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９ａに電気的に接続されている。なお、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同一のＡｌ膜や走査線３ｂと同一のポリシリコン膜を中継して電気的に接続する構成としてもよい。
【００２８】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を採っても良いし、ゲート電極をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであっても良い。
また本実施の形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の走査線３ａの一部からなるゲート電極をソース・ドレイン領域間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）あるいはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース・ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造あるいはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００２９】
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７０が構成されている。より詳細には、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ線６ａおよび走査線３ａの下に延設され、同じくデータ線６ａおよび走査線３ａに沿って延びる容量線３ｂ部分に絶縁薄膜２を介して対向配置されて、第１蓄積容量電極１ｆとされている。特に、蓄積容量７０の誘電体としての絶縁薄膜２は、高温酸化によりポリシリコン膜上に形成される画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜の場合、薄くかつ高耐圧の絶縁膜とすることができ、蓄積容量７０は比較的小面積で大容量の蓄積容量とすることができる。
【００３０】
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、すなわち各画素の非表示領域に第１遮光膜２３が設けられている。さらに、第１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９ａと同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。第１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。さらに、第１遮光膜２３は、コントラストの向上、色材の混色防止などの機能、いわゆるブラックマトリクスとしての機能を有している。
【００３１】
そして、本実施の形態の場合、ＴＦＴアレイ基板１０の画素スイッチング用ＴＦＴ３０、データ線６ａおよび走査線３ａの形成領域にあたる第２層間絶縁膜７上および画素電極９ａ上に垂直配向膜１６が設けられている。この垂直配向膜１６は、図４〜図５に示すように、有効表示領域（画素領域）に形成された酸化シリコン等の無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜１６ａと、第１の垂直配向膜１６ａの液晶層５０側となる側の表面で、後述のシール材５１近傍の周辺部領域に形成されたポリイミド等の有機膜からなる第２の垂直配向膜１６ｂを有している。即ち、第２の垂直配向膜１６ｂは、第１の垂直配向膜１６ａの表面の周縁部のみ覆っている。この第２の垂直配向膜１６ｂが形成されたシール材５１近傍の周辺部は、有効表示領域より外側の非表示領域（少なくとも額縁領域）にあるため殆ど光や熱は照射されないため、液晶分子の配向状態を安定して規制することができる。
【００３２】
第１の垂直配向膜１６ａは、基板をある角度で固定して一方向から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結晶を成長させる単純な斜方蒸着に形成されたものである。この第１の垂直配向膜１６ａの厚みは、１０〜５０ｎｍ程度である。
また、第２の垂直配向膜１６ｂの厚みは、３０〜５０ｎｍ程度である。第２の垂直配向膜１６ｂは有効表示領域を狭めないようにするためと、光や熱により劣化しないために、できるだけ有効表示領域にはみ出ていないことが好ましく、具体的には、シール材５１からの距離が２ｍｍ以下の領域、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下の周辺領域に設けられていることが望ましい。
【００３３】
他方、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垂直配向膜２２が設けられている。この垂直配向膜２２は、図４に示すように、有効表示領域（画素領域）に形成された酸化シリコン等の無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜２２ａと、第１の垂直配向膜２２ａの液晶層５０側となる側の表面で、後述のシール材５１近傍の周辺部領域に形成されたポリイミド等の有機膜からなる第２の垂直配向膜２２ｂを有している。即ち、第２の垂直配向膜２２ｂは、第１の垂直配向膜２２ａの表面の周縁部のみ覆っている。この第２の垂直配向膜２２ｂが形成されたシール材５１近傍の周辺部は、有効表示領域より外側の非表示領域（額縁領域）にあるため殆ど光や熱は照射されないため、液晶分子の配向状態を安定して規制することができる。
なお、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けた無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜１６ａの斜方蒸着方向と、対向基板２０側に設けた無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜２２ａの斜方蒸着方向が反対（１８０°ずらす）になるように配置されている。
【００３４】
第１の垂直配向膜２２ａは、上記第１の垂直配向膜１６ａと同様に単純な斜方蒸着に形成されたものである。この第１の垂直配向膜２２ａの厚みは、１０〜５０ｎｍ程度である。
また、第２の垂直配向膜２２ｂの厚みは、３０〜５０ｎｍ程度である。第２の垂直配向膜２２ｂは、第２の垂直配向膜１６ｂと同様の理由から、できるだけ有効表示領域にはみ出ていないことが好ましく、具体的には、シール材５１からの距離が２ｍｍ以下の領域、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下の周辺領域に設けられていることが望ましい。
【００３５】
これらＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０は、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置され、これら基板１０、２０と後述するシール材５１（図１０および図１１参照）により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６、２２の作用により所定の配向状態をとる。
【００３６】
本実施形態の液晶装置では、電圧無印加時は、液晶装置の少なくとも表示領域（画素領域）は上記無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜１６ａ、２２ａの表面形状効果により液晶分子の配向状態を規制でき、シール材５１近傍の周辺部領域は上記有機膜からなる第２の垂直配向膜１６ｂ、２２ｂの配向性高分子と液晶分子との分子相互作用によって液晶分子の配向状態を規制できる構造になっている。
【００３７】
本実施形態の液晶装置では、強い光や熱が照射される少なくとも表示領域（実際に画像表示を行う有効表示領域）は、耐光性や耐熱性が優れた無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜１６ａ、２２ａにより液晶分子の配向状態を規制し、液晶分子の配向規制力が乱れ易いシール材５１近傍の周辺部は、液晶分子の配向規制力が強く、しかも強い光や熱が照射されないならば非常に安定して配向状態を規制できる有機膜からなる第２の垂直配向膜１６ｂ、２２ｂにより液晶分子の配向状態を規制している。この第２の垂直配向膜１６ｂ、２２ｂが形成されたシール材５１近傍の周辺部は、先に述べたように有効表示領域より外側の非表示領域（少なくとも額縁領域）にあるため殆ど光や熱は照射されないため、液晶分子の配向状態を安定して規制することができる。
【００３８】
また、第１の垂直配向膜１６ａ、２２ａを構成する無機斜方蒸着膜は、基板をある角度で固定して一方向から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結晶を成長させる単純な斜方蒸着に形成できるものであるので、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いなくても済み、垂直配向膜形成用の装置として複雑なものを用いなくても済み、また、垂直配向膜の形成工程が複雑化するといった問題を改善できる。
従って、本実施形態の液晶装置によれば、簡単な配向膜形成方法により、耐久性が向上した垂直配向膜が形成されており、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を防止できる。
【００３９】
［第１実施形態の液晶装置の製造プロセス］
次に、上記構成を有する液晶装置の第１実施形態の製造プロセスについて、図６から図９を参照して説明する。なお、図６から図９は各工程におけるＴＦＴアレイ基板１０側の各層を、図３と同様に図２のＡ−Ａ’断面に対応させて示す工程図である。また、シール材近傍の第２の垂直配向膜の形成工程については、図５を用いて説明する。
図６の工程（１）に示すように、石英基板、ハードガラス基板、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ここで、好ましくはＮ2（窒素）等の不活性ガス雰囲気下、約９００〜１３００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。すなわち、製造プロセスにおける最高温で高温処理される温度に合わせて、事前にＴＦＴアレイ基板１０を同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。
【００４０】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、このアモルファスシリコン膜に対して窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニール処理を施すことにより、ポリシリコン膜１を約５０〜２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。
【００４１】
この際、図３に示した画素スイッチング用ＴＦＴ３０として、ｎチャネル型の画素スイッチング用ＴＦＴ３０を作成する場合には、当該チャネル領域にＳｂ（アンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素の不純物イオンをわずかにイオン注入等によりドープしても良い。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素の不純物イオンをわずかにイオン注入等によりドープしても良い。なお、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜１を直接形成しても良い。あるいは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したポリシリコン膜１にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再結晶化させてポリシリコン膜１を形成しても良い。
【００４２】
次に工程（２）に示すように、図２に示したような所定パターンの半導体層１ａを形成する。すなわち、特にデータ線６ａ下で容量線３ｂが形成される領域および走査線３ａに沿って容量線３ｂが形成される領域には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａから延設された第１蓄積容量電極１ｆを形成する。
【００４３】
次に工程（３）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａとともに第１蓄積容量電極１ｆを約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３０ｎｍの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜を形成し、さらに減圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜を約５０ｎｍの比較的薄い厚さに堆積し、多層構造を持つ画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜となるとともに容量形成用の誘電体膜となる絶縁薄膜２を形成する（図３参照）。この結果、半導体層１ａおよび第１蓄積容量電極１ｆの厚さは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁薄膜２の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。このように高温熱酸化時間を短くすることにより、特に８インチ程度の大型基板を使用する場合に熱による反りを防止することができる。ただし、ポリシリコン膜１を熱酸化することのみにより、単一層構造を持つ絶縁薄膜２を形成してもよい。
なお、工程（３）において特に限定されないが、第１蓄積容量電極１ｆとなる半導体層部分に、例えば、Ｐイオンをドーズ量約３×１０12／ｃｍ2でドープして、低抵抗化させてもよい。
【００４４】
次に工程（４）に示すように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜３を堆積した後、Ｐを熱拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。または、Ｐイオンをポリシリコン膜３の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。
次に、工程（５）に示すように、ポリシリコン膜３をパターニングし、図２に示したような所定パターンの走査線３ａと容量線３ｂを形成する。これらの走査線３ａおよび容量線３ｂの膜厚は、例えば約３５０ｎｍとする。
【００４５】
次に、図７の工程（６）に示すように、図３に示した画素スイッチング用ＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１ａに、先ず低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃを形成するために、走査線３ａの一部となるゲート電極を拡散マスクとして、ＰなどのＶ族元素の不純物イオン６０を低濃度で（例えば、Ｐイオンを１×１０13〜３×１０13／ｃｍ2のドーズ量にて）ドープする。これにより、走査線３ａ下の半導体層１ａはチャネル領域１ａ’となる。この不純物イオンのドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａも低抵抗化される。
【００４６】
続いて、工程（７）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広いマスクでレジスト層６２を走査線３ａ上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素の不純物イオン６１を高濃度で（例えば、Ｐイオンを１×１０15〜３×１０15／ｃｍ2のドーズ量にて）ドープする。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、半導体層１ａに、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ並びに高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、Ｂ（ボロン）などのIII族元素の不純物イオンを用いてドープする。なお、例えば、低濃度の不純物イオンのドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、走査線３ａの一部であるゲート電極をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより容量線３ｂおよび走査線３ａもさらに低抵抗化される。
【００４７】
また、工程（６）および工程（７）を再度繰り返し、ＢイオンなどのIII族元素の不純物イオンを行うことにより、ｐチャネル型ＴＦＴを形成することができる。これにより、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴから構成される相補型構造を持つ後述するデータ線駆動回路および走査線駆動回路をＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成することが可能となる。このように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａをポリシリコン膜で形成すれば、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成時にほぼ同一工程で、データ線駆動回路および走査線駆動回路を形成することができ、製造上有利である。
【００４８】
次に、工程（８）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０における走査線３ａと容量線３ｂを覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる単層あるいは積層してなる第１層間絶縁膜４を形成する。第１層間絶縁膜４の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。
【００４９】
次に、工程（９）の段階で、高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを活性化するために約１０００℃のアニール処理を２０分程度行った後、データ線６ａに対するコンタクトホール５を、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、あるいはウェットエッチングにより形成する。また、走査線３ａや容量線３ｂを図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同一の工程により第１層間絶縁膜４に開孔する。
【００５０】
次に、図８の工程（１０）に示すように、第１層間絶縁膜４の上に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜６として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積し、さらに工程（１１）に示すように、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程等により、金属膜６をパターニングしてデータ線６ａを形成する。
次に、工程（１２）に示すように、データ線６ａ上を覆うように、例えば常圧または減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる単層あるいは積層してなる第２層間絶縁膜７を形成する。第２層間絶縁膜７の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。
【００５１】
次に、工程（１３）の段階において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０において、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に接続するためのコンタクトホール８を、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。
次に、図９の工程（１４）に示すように、第２層間絶縁膜７の上に、スパッタリング等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜９を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し、さらに工程（１５）に示すように、これをパターニングして画素電極９ａを形成する。なお、当該液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。
【００５２】
次に、工程（１６）に示すように、全面に第１の垂直配向膜１６ａとして酸化シリコン（ＳｉＯ）等からなる無機斜方蒸着膜を透明導電性膜９等が形成された基板１０をある角度で固定して基板１０の法線方向から５０°から８０°の角度で酸化シリコン等の無機斜方蒸着膜材料を蒸着させ、基板１０に対して所定の角度で配列された柱状結晶を成長させる単純な斜方蒸着により膜厚１０ｎｍから５０ｎｍ程度に形成する。
次に、第２の垂直配向膜１６ｂの形状に応じたフレキソ印刷用の型を用い、該型にポリイミド等の第２の垂直配向膜材料を塗布後、基板１０に形成された第１の垂直配向膜１６ｂ表面で、後述するシール材５１の近傍となる周辺部領域に上記フレキソ印刷用の型を押しつけて第２の垂直配向膜１６ｂを印刷し、所定温度で所定時間プレベーク後、所定温度で所定時間焼成し、図５に示すように第１の垂直配向膜１６ａの周縁部に膜厚３０ｎｍから５０ｎｍの第２の垂直配向膜１６ｂを形成する。
【００５３】
なお、この第２の垂直配向膜１６ｂは、ポリイミド等の有機膜材料を第１の垂直配向膜１６ａ上にスピンコーターを用いて膜厚３０ｎｍから５０ｎｍ程度に形成した後、フォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いて露光、現像を行い、薬品でリンス洗浄後、アセトン等の有機溶剤を用いてエッチングを行い、第２の垂直配向膜１６ｂのパターニングを行った後、残りのフォトレジストを除去し、第１の垂直配向膜１６ａの周縁部のみ（後述するシール材５１の近傍となる周辺部領域）に第２の垂直配向膜１６ｂを残存させるようにして形成してもよい。
【００５４】
他方、図３に示した対向基板２０については、ガラス基板等が先ず用意され、第１遮光膜２３および後述の額縁としての第２遮光膜（図１０および図１１参照）を、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程を経て形成する。なお、これら遮光膜は、Ｃｒ、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌなどの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。
【００５５】
その後、対向基板２０の全面にスパッタリング等により、ＩＴＯ等の透明導電性膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０側と同様、膜厚１０ｎｍから５０ｎｍ程度の第１の垂直配向膜２２ａと、この第１の垂直配向膜２２ａの周縁部（後述するシール材５１の近傍となる周辺部領域）に膜厚３０ｎｍから５０ｎｍ程度の第２の垂直配向膜２２ｂを形成する。
【００５６】
最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを斜方蒸着方向が反対（１８０°ずらす）になるように配置し、セル厚が４μｍになるようにシール材５１により貼り合わせ、空パネルを作製する。液晶としてはフッ素系のネガ型の液晶を使用し、この液晶をパネル内に封入し、表示領域（画素領域）に無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜１６ａ、２２ａと、該第１の垂直配向膜の液晶層側の表面で、シール材５１近傍の周辺部領域に形成された有機膜からなる第２の垂直配向膜１６ｂ、２２ｂが形成された本実施形態の液晶装置が得られる。
なお、本実施形態では、対向基板１０上に基板側から第１遮光膜２３、対向電極２１、配向膜２２の順に設けたため、液晶駆動電圧を高くしなくて済むという利点がある。この構成に代えて、対向電極２１、第１遮光膜２３、配向膜２２の順に設けても良い。その場合、第１遮光膜２３と配向膜２２のパターニングを一括して行うことができ、製造工程の簡略化が図れる、という利点が得られる。
【００５７】
本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いることなく、垂直配向膜の耐久性を向上させ、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を抑制し得る本実施形態の液晶装置を製造できる。
なお、上記実施形態の液晶装置およびその製造方法においては、本発明をＴＦＴ素子に代表される３端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置とその製造方法に適用した場合について説明したが、ＴＦＤ素子に代表される２端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置およびその製造方法や、パッシブマトリクス型の液晶装置及びその製造方法にも適用できる。また、本発明は透過型の液晶装置だけでなく、反射型の液晶装置にも適用可能である。
【００５８】
［液晶装置の全体構成］
次に、上記構成の液晶装置の全体構成を図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１０は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素とともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図１１は、対向基板２０を含めて示す図１０のＨ−Ｈ’断面図である。なお、図１０及び図１１では、第１の垂直配向膜、第２の垂直配向膜の記載は省略されている。
【００５９】
図１０において、ＴＦＴアレイ基板１０の上には、シール材５１がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第１遮光膜２３と同じかあるいは異なる材料からなる額縁としての第２遮光膜５３が設けられている。シール材５１の外側の領域には、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の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば、奇数列のデータ線６ａは画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は上記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。このようにデータ線６ａを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域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が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、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導通材１０６が設けられている。そして、図１１に示すように、図１０に示したシール材５１とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５１によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。
【００６０】
以上、図１から図９を参照して説明した各実施形態における液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には、さらに製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。また、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding)基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルム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、対向基板２０の投射光が入射する側および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（Twisted Nematic)モード、ＶＡ（Vertically  Aligned)モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dipersed Liquid Crystal)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、偏光手段などが所定の方向で配置される。
【００６１】
以上説明した各実施形態における液晶装置は、例えばカラー液晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用することができる。その場合、３枚の液晶装置がＲＧＢ用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。したがって、各実施形態では、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、第１遮光膜２３の形成されていない画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに、対向基板２０上に形成してもよい。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施形態における液晶装置を適用できる。さらに、対向基板２０上に１画素に１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。さらにまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンＴＦＴであるとして説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやアモルファスシリコンＴＦＴ等の他の形式のＴＦＴに対しても、各実施形態は有効である。
【００６２】
［電子機器］
上記の本発明の実施形態の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図１２を参照して説明する。図１２において、投射型表示装置１１００は、上述した液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇおよび９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、光源装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１００の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。
【００６３】
均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。したがって、均一照明光学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
【００６４】
各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４から色合成プリズム９１０の側に出射される。
次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【００６５】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、図示しない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本例のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【００６６】
導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されている。集光レンズ９５４から出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。
各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム９１０によって合成された光が投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。
【００６７】
本例において、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂは、基板の少なくとも表示領域（画素領域）に無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜が形成され、該第１の垂直配向膜の液晶層側の表面で、シール材近傍の周辺部領域に有機薄膜からなる第２の垂直配向膜が設けられたものである。さらに、液晶装置を投射型表示装置のライトバルブに用いる場合、直視型液晶表示装置として用いる場合に比べて入射光の強度が高く、垂直配向膜の劣化が顕著に起こりやすいが、配向膜の劣化に起因する表示不良の発生を低減した本発明の実施形態の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂが設けられているので、長時間の使用によっても表示品位の高い投射型表示装置を実現することができる。
【００６８】
【実施例】
本発明者は、本発明の液晶装置の効果を実証する実験を行った。以下、この実験結果について説明する。
実施例として、第１の実施形態で示したＴＦＴ素子と透明電極が形成されたＴＦＴアレイ基板と、ブラックマトリックス（遮光膜）と透明電極が形成された対向基板の両方に基板の法線方向に対して６０度傾けた方向から酸化シリコン（ＳｉＯ）を膜厚が２０ｎｍになるように斜方蒸着を行った。この後、フレキソ印刷によりシール材から画素領域の内側へ１ｍｍ幅にポリイミドの垂直配向材を印刷し、８０℃で１０分間プレベーク後、２３０℃で１時間焼成することにより、ＳｉＯ斜方蒸着膜の表面の周縁部に垂直ポリイミド配向膜（垂直配向膜）を形成した。その後、一方の基板の液晶層側となる側の面にシール印刷により液晶注入口を残してシール部を形成し、ＴＦＴアレイ基板と対向基板を貼り合わせ液晶パネルを作製し、液晶注入口からフッ素系のネガ型の液晶をパネル内に注入し、注入口を封止材で塞ぐことにより、実施例のライトバルブを作製した。
【００６９】
このように作製した実施例のライトバルブは、８０℃で１０００時間放置しても液晶分子の初期配向が乱れることがなかった。
比較のために、ＳｉＯ斜方蒸着膜を形成せずに、基板の全面にポリイミド垂直配向膜だけ形成した液晶パネルを用いた比較例のライトバルブに５  ｌｍ／ｍｍ2  の強度の光を照射し、照射時間と液晶表示の変化を調べたところ、実施例のライトバルブは、比較例より５倍の信頼性が得られた。
以上のことから本実施例のライトバルブは、回転斜方蒸着法のような複雑な蒸着法を用いなくても、高信頼性のライトバルブが得られることがわかった。
【００７０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶装置によれば、強い光や熱が照射される表示領域は、耐光性や耐熱性が優れた無機斜方蒸着膜からなる第１の垂直配向膜により液晶分子の配向状態を規制し、液晶分子の配向規制力が乱れ易いシール材近傍の周辺部は、液晶分子の配向規制力が強く、しかも非常に安定して配向状態を規制できる有機薄膜からなる第２の垂直配向膜により液晶分子の配向状態を規制できるので、回転斜方蒸着法のような複雑な配向膜形成方法を用いることなく、配向膜の耐久性を向上させ、配向膜異常による液晶の配向不良に起因する表示不良の発生を充分に防止することができる。そして、本液晶装置の採用により、表示品位の高い投射型表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示す図である。
【図２】  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である。
【図３】  図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】  本実施形態の液晶装置に設けられた第１と第２の垂直配向膜とシール材との位置関係を説明するために図で、（ａ）は液晶装置を上面側（対向基板側）から見た平面図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図５】  シール材近傍の第１の垂直配向膜と第２の垂直配向膜を示す拡大図である。
【図６】  同、液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図７】  同、工程断面図の続きである。
【図８】  同、工程断面図の続きである。
【図９】  同、工程断面図の続きである。
【図１０】  各実施形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図１１】  図１０のＨ−Ｈ’断面図である。
【図１２】  液晶装置を用いた電子機器の一例である投射型表示装置の概略構成図である。
【図１３】  従来の液晶装置の一例を示す断面図である。
【図１４】  無機斜方蒸着膜からなる垂直配向膜を形成した従来の液晶装置のシール材近傍部分を示す概略図であり、（ａ）は基板間に液晶を注入した直後の液晶分子の初期配向状態を示す図、（ｂ）時間経過後に液晶分子の配向状態が乱れた状態を示す図である。
【符号の説明】
３ａ  走査線
６ａ  データ線
９ａ  画素電極
１０  ＴＦＴアレイ基板
１６，２２  垂直配向膜
１６ａ，２２ａ  第１の垂直配向膜（無機斜方蒸着膜）
１６ｂ，２２ｂ  第２の垂直配向膜（有機薄膜）
２０  対向基板
２１  対向電極
３０  画素スイッチング用ＴＦＴ
５０  液晶層
５１  シール材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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