(57)【要約】【課題】所望の表示特性を得ることができる液晶装置を提供する。【解決手段】液晶装置は、正の誘電異方性を有し、ほぼ水平に配向可能な液晶分子と、所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含み、液晶分子を所定のプレチルト角で配向させる無機配向膜と、を備え、斜方柱は、該斜方柱の先端に向かって除々に細くなる形状を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の誘電異方性を有し、ほぼ水平に配向可能な液晶分子と、
所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含み、前記液晶分子を所定のプレチルト角で配向させる無機配向膜と、を備え、
前記斜方柱は、該斜方柱の先端に向かって除々に細くなる形状を有する液晶装置。
【請求項２】
前記斜方柱は、第１の辺と、該斜方柱の軸に対して前記第１の辺の反対側に前記第１の辺と対向するように配置された第２の辺と、前記第１の辺と前記第２の辺とを結ぶ頂部とを含み、
前記第１の辺及び前記第２の辺は、ほぼ直線である請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１の辺と前記第２の辺とがなす角度は、４５度以下である請求項２記載の液晶装置。
【請求項４】
前記頂部は、曲面を含み、
前記頂部の曲率半径は、１０ｎｍ以下である請求項２又は３記載の液晶装置。
【請求項５】
前記斜方柱の幅は、１００ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれか一項記載の液晶装置。
【請求項６】
前記液晶分子と接する前記無機配向膜の表面粗さＲａは、２．５ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか一項記載の液晶装置。
【請求項７】
前記無機配向膜は、前記斜方柱の表面に、前記斜方柱よりも細い複数の針部材を有する請求項１〜６のいずれか一項記載の液晶装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の液晶装置を有するライトバルブを備え、前記ライトバルブを用いて画像を形成するための光を投射する電子機器。
【請求項９】
基板上に、電極と、所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含み、正の誘電異方性を有する液晶分子を所定のプレチルト角で配向させる無機配向膜と、を備え、
前記斜方柱は、該斜方柱の先端に向かって除々に細くなる形状を有する電子デバイス用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置、電子機器、及び電子デバイス用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置は、液晶分子を配向させる配向膜を備えている。配向膜として、ポリイミド等の有機材料からなる高分子膜をラビング処理したものを用いる場合が多いが、近時においては、耐熱性及び耐光性の向上等を目的として、例えば酸化珪素等の無機材料からなる配向膜、すなわち無機配向膜を用いることが提案されている。下記特許文献には、無機配向膜を備えた液晶装置に関する技術の一例が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１６０７１１号公報
【特許文献２】特開２０００−０４７２１１号公報
【特許文献３】特開２００５−０８４１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
無機配向膜は、所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含む。例えば、無機配向膜を用いる場合の液晶分子の配向性は、斜方柱の形状等、無機配向膜の構造に応じて変化する可能性がある。例えば、斜方柱の形状によっては、液晶分子の配向がそろわなかったり、配向が不安定になったりするなど、液晶分子の配向性が低下する可能性がある。液晶装置を用いて画像を表示する場合、例えば、画像のコントラスト等は液晶分子の配向性の影響を受ける可能性がある。したがって、液晶分子の配向性が低下すると、液晶装置は、所望の表示特性を得ることができなくなる可能性がある。
【０００４】
本発明は、所望の表示特性を得ることができる液晶装置、電子機器、及び電子デバイス用基板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】
【０００５】
本発明の第１の観点によると、正の誘電異方性を有し、ほぼ水平に配向可能な液晶分子と、所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含み、液晶分子を所定のプレチルト角で配向させる無機配向膜と、を備え、斜方柱は、その斜方柱の先端に向かって除々に細くなる形状を有する液晶装置が提供される。
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、斜方柱が、先端に向かって除々に細くなる形状を有するので、液晶分子を良好に配向させることができる。したがって、所望の表示特性を得ることができる。
【０００７】
具体的には、斜方柱が、第１の辺と、その斜方柱の軸に対して第１の辺の反対側に第１の辺と対向するように配置された第２の辺と、第１の辺と前記第２の辺とを結ぶ頂部とを含み、第１の辺及び前記第２の辺が、ほぼ直線である形状を有することが望ましい。すなわち、斜方柱は、先端が尖っている形状を有することが望ましい。こうすることにより、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。
【０００８】
また、第１の辺と第２の辺とがなす角度は、４５度以下であることが望ましい。
【０００９】
また、頂部は、完全に尖っている必要はなく、曲面を含むものであってもよい。頂部が曲面を含む場合、頂部の曲率半径は、１０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１０】
また、斜方柱の幅は、１００ｎｍ以下であることが望ましい。こうすることにより、液晶分子を所望のプレチルト角で配向させることができる。
【００１１】
また、液晶分子と接する無機配向膜の表面粗さＲａは、２．５ｎｍ以下であることが望ましい。こうすることにより、液晶分子を所望のプレチルト角で配向させることができる。
【００１２】
また、無機配向膜は、斜方柱の表面に、斜方柱よりも細い複数の針部材を有する構成を採用できる。針部材によって、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第２の観点によると、上述の第１の観点の液晶装置を有するライトバルブを備え、ライトバルブを用いて画像を形成するための光を投射する電子機器が提供される。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば、所望の表示特性を得ることができる。
【００１５】
本発明の第３の観点によると、基板上に、電極と、所定方向に傾斜する複数の斜方柱を含み、正の誘電異方性を有する液晶分子を所定のプレチルト角で配向させる無機配向膜と、を備え、斜方柱は、その斜方柱の先端に向かって除々に細くなる形状を有する電子デバイス用基板が提供される。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、所望の表示特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る液晶装置１０を模式的に示す断面図、図２は、図１の拡大図である。図１及び図２において、液晶装置１０は、アレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）１と、アレイ基板１と対向するように配置された対向基板（カラーフィルタ基板）２と、アレイ基板１と対向基板２との間に配置された液晶分子を含む液晶層３と、アレイ基板１に設けられた第１無機配向膜４と、アレイ基板１に設けられた第１偏光膜５と、対向基板２に設けられた第２無機配向膜６と、対向基板２に設けられた第２偏光膜７とを備えている。また、図１に示すように、液晶装置１０は、アレイ基板１と対向基板２とのギャップからの液晶の流出を防止するためのシール材８を備えている。
【００１９】
アレイ基板１は、ガラス基板等の基材１Ｂと、その基材１Ｂの＋Ｚ側の面（液晶層３側の面）に形成された導電膜からなる第１電極１Ｐとを有している。第１電極１Ｐは画素電極を含み、アレイ基板１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、蓄積コンデンサ、及び画素に電気信号等を供給する配線等を含む。また、アレイ基板１は、ガラス基板等の基材１Ｂ上に形成された種々の金属膜、絶縁膜、半導体層、及び不純物層等を含む。
【００２０】
第１無機配向膜４は、アレイ基板１の＋Ｚ側の表面（第１電極１Ｐの表面）に形成されている。第１偏光膜５は、アレイ基板１のうち、第１無機配向膜４が設けられた面とは反対側の面、すなわち−Ｚ側の表面に形成されている。
【００２１】
対向基板２は、ガラス基板等の基材２Ｂと、その基材２Ｂの−Ｚ側の面（液晶層３側の面）に形成された導電膜からなる第２電極２Ｐとを有している。対向基板２は、ガラス基板等の基材２Ｂ上に形成されたブラックマトリクス、着色パターン（カラーフィルタ）、及び保護膜等を含む。
【００２２】
第２無機配向膜６は、対向基板２の−Ｚ側の表面（第２電極２Ｐの表面）に形成されている。第２偏光膜７は、対向基板２のうち、第２無機配向膜６が設けられた面とは反対側の面、すなわち＋Ｚ側の表面に形成されている。
【００２３】
本実施形態においては、第１電極１Ｐを含むアレイ基板１及び第１無機配向膜４によって第１の電子デバイス用基板が形成され、第２電極２Ｐを含む対向基板２及び第２無機配向膜６によって第２の電子デバイス用基板が形成され、液晶装置１０は、一対の電子デバイス用基板を含む。
【００２４】
基材１Ｂ、２Ｂは、例えば、石英等の硝材、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂等によって形成可能である。
【００２５】
電極１Ｐ、２Ｐは、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等によって形成可能である。
【００２６】
第１無機配向膜４と第２無機配向膜６とは、液晶層３を挟むように配置されている。無機配向膜４、６は、ＳｉＯｘ（ＳｉＯ２、ＳｉＯなど）等の珪素酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、及びＩＴＯ等の金属酸化物等を含む無機材料によって形成される。
【００２７】
液晶層３の液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など、配向可能なものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶装置の場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００２８】
偏光膜（偏光板、偏光フィルム）５、７は、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等によって形成可能である。また、偏光膜５、７としては、ＰＶＡにヨウ素をドープしたもの等を用いることもできる。偏光膜５、７としては、例えば、上述の材料で形成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。偏光膜５、７の偏光軸の方向は、通常、無機配向膜４、６の配向方向に応じて決定される。
【００２９】
本実施形態においては、液晶層３の液晶分子は、正の誘電異方性を有する。すなわち、本実施形態の液晶分子は、所謂ポジ型であって、その液晶分子の長軸方向に電圧をかけたときの誘電率が、短軸方向に電圧をかけたときの誘電率よりも大きいものである。
【００３０】
無機配向膜４、６は、電圧をかけていないとき（電圧無印加時）において、液晶層３の液晶分子の配向状態を規制する。本実施形態においては、液晶分子は、電圧無印加時において、ほぼ水平に配向される。
【００３１】
図３は、無機配向膜４（６）及び液晶層３の近傍を模式的に示す側面図である。ここで、以下の説明においては、第１無機配向膜４と液晶層３の液晶分子との関係について主に説明するが、第２無機配向膜６と液晶層３の液晶分子との関係も同様である。
【００３２】
図３において、無機配向膜４は、所定方向に傾斜する複数の斜方柱（カラム、柱状構造体）４Ａを含む。斜方柱４Ａは、無機材料からなる。本実施形態においては、斜方柱４Ａを含む無機配向膜４は、酸化アルミ（Ａｌ２Ｏ３）からなる。
【００３３】
無機配向膜４は、液晶分子を所定のプレチルト角で配向（傾斜）させる。本実施形態においては、無機配向膜４は、液晶分子のプレチルト角を１５度以下にする。本実施形態においては、無機配向膜４の表面は、ＸＹ平面とほぼ平行であり、プレチルト角は、ＸＹ平面に対する液晶分子の傾斜角度を含む。本実施形態においては、液晶分子は、無機配向膜４の表面と直交する法線を含む平面内（ＸＺ平面内）において傾斜する。本実施形態においては、液晶分子は、ＸＺ平面内において、Ｚ軸に対して＋Ｘ側に傾斜する。液晶分子は、電圧無印加時において、プレチルト角１５度以下で配向される。
【００３４】
本実施形態においては、液晶分子のプレチルト角が１５度以下になるように、液晶分子と接する無機配向膜４の表面の形状が調整されている。また、本実施形態においては、液晶分子のプレチルト角が１５度以下になるように、斜方柱４Ａの形状が調整されている。
【００３５】
図４及び図５は、無機配向膜４を模式的に示した拡大図であって、図４は、側面図、図５は、平面図である。
【００３６】
図４に示すように、無機配向膜４が形成される基板（アレイ基板）１の表面と直交する法線を含む平面内（ＸＺ平面内）において、斜方柱４Ａの形状は、Ｘ軸方向に関して非対称（左右非対称）である。本実施形態においては、斜方柱４Ａは、ＸＺ平面内において、Ｚ軸に対して＋Ｘ側に傾斜している。すなわち、斜方柱４Ａの傾斜方向と、液晶分子の傾斜方向とは、対応する。
【００３７】
本実施形態においては、ＸＺ平面内において、斜方柱４Ａの幅（太さ）Ｄｃは、ほぼ同じである。なお、斜方柱４Ａの幅Ｄｃは、ＸＺ平面内において、ほぼ基板１側を向く下面と、下面と反対側のほぼ＋Ｚ側を向く上面との、斜方柱４Ａの厚み方向の距離を含む。
【００３８】
本実施形態においては、斜方柱４Ａの幅Ｄｃは、１００ｎｍ以下である。本実施形態においては、幅Ｄｃは、複数の斜方柱４Ａの幅の平均値（平均幅）である。
【００３９】
また、本実施形態においては、斜方柱４Ａの高さＨは、１００ｎｍ以下である。本実施形態においては、斜方柱４Ａの高さＨは、斜方柱４Ａの下端（最も−Ｚ側の部分）と、上端（最も＋Ｚ側の部分）とのＺ軸方向に関する距離であって、無機配向膜４の厚みに相当する。本実施形態においては、高さＨは、複数の斜方柱４Ａの高さの平均値（平均高さ）である。
【００４０】
また、本実施形態においては、斜方柱４Ａの傾斜角度θｃは、５０度以下である。本実施形態においては、斜方柱４Ａの傾斜角度θｃは、斜方柱４Ａの上面（又は下面）とＸ軸とがなす角度である。本実施形態においては、傾斜角度θｃは、複数の斜方柱４Ａの傾斜角度の平均値（平均傾斜角度）である。
【００４１】
また、本実施形態においては、斜方柱４Ａどうしの間隔Ｌは、１００ｎｍ以下である。
本実施形態においては、斜方柱４Ａどうしの間隔Ｌは、互いに隣り合う斜方柱４Ａの上端（頂部部分）どうしの間隔（本実施形態においてはＸ軸方向に関する間隔）である。また、本実施形態にいては、間隔Ｌは、斜方柱４Ａどうしの複数の間隔の平均値（平均間隔）である。
【００４２】
また、本実施形態においては、液晶分子と接する無機配向膜４の表面粗さＲａは、２．５ｎｍである。本実施形態においては、表面粗さＲａは、算術平均粗さ（中心線平均粗さ）である。
【００４３】
図５に示すように、基板１の表面と平行な平面内（ＸＹ平面内）において、斜方柱４Ａの形状は、Ｙ軸方向に関してほぼ対称（左右対称）である。本実施形態においては、ＸＹ平面内において、斜方柱４Ａは、斜方柱４Ａの先端に向かって（＋Ｘ側に向かって）、除々に細くなる形状を有する。
【００４４】
本実施形態においては、斜方柱４Ａは、第１の辺５１と、その斜方柱４Ａの軸Ｇに対して第１の辺５１の反対側に第１の辺５１と対向するように配置された第２の辺５２と、第１の辺５１と第２の辺５２とを結ぶ頂部５３とを含む。第１の辺５１及び第２の辺５２は、ほぼ直線である。頂部５３は、曲面を含む。
【００４５】
本実施形態において、第１の辺５１と第２の辺５２とがなす角度θｈは、４５度以下である。本実施形態においては、角度θｈは、複数の斜方柱４Ａそれぞれの第１の辺と第２の辺とがなす角度の平均値（平均角度）である。
【００４６】
本実施形態においては、頂部５３の曲率半径ｒは、１０ｎｍ以下である。本実施形態においては、曲率半径ｒは、複数の斜方柱４Ａそれぞれの曲率半径の平均値（平均曲率）である。
【００４７】
また、図５に示すように、斜方柱４Ａの表面（上面）には、斜方柱４Ａよりも細い複数の針部材５４が接続されている。針部材５４は、無機材料からなる。本実施形態においては、針部材５４は、酸化アルミ（Ａｌ２Ｏ３）からなる。斜方柱４Ａと針部材５４とは一体である。
【００４８】
図６は、本実施形態に係る無機配向膜４を側方から見たＳＥＭ写真、図７は、本実施形態に係る無機配向膜４の表面を上方から見たＳＥＭ写真である。図６に示すように、斜方柱４Ａは、所定方向に傾斜している。また、図７に示すように、斜方柱４Ａは、その斜方柱４Ａの先端に向かって除々に細くなる形状である。複数の斜方柱４Ａによって、本実施形態の無機配向膜４の表面は、鱗のようになっている。また、図７に示されるように、斜方柱４Ａの表面（上面）は、図５に示されるような一定配列でなく、同一方向に形成されているのであれば、斜方柱４Ａのピッチ以下であればランダムなピッチや配置であってもよい。
【００４９】
本実施形態によれば、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。すなわち、無機配向膜４の表面の形状（斜方柱４Ａの形状を含む）を、上述したような形状にすることによって、液晶分子をＸ軸方向に主に配向（水平配向）させ、液晶分子のＹ軸方向への配向を十分に抑制することができ、良好な配向性を得ることができる。また、電圧無印加時におけるポジ型の液晶分子のプレチルト角を１５度以下にすることができる。
【００５０】
本実施形態においては、斜方柱４Ａは、ＸＹ平面内において、先端に向かって徐々に細くなる形状を有し、第１の辺５１と第２の辺５２とはほぼ直線である。すなわち、斜方柱４Ａは、所謂、尖塔状である。斜方柱４Ａを尖塔状にすることによって、液晶分子を良好に配向させることができる。これは、斜方柱４Ａの形状の効果によって、斜方柱４Ａどうしの間に液晶分子の少なくとも一部が入り込みやすくなり、液晶分子の配向がそろったり、配向が安定したりするからである、と考えられる。
【００５１】
また、第１の辺５１と第２の辺５２とがなす角度θｈを４５度以下にして、十分に鋭角にし、さらに、頂部５３が曲面を含む場合でも、その曲率半径を１０ｎｍ以下にすることによって、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、斜方柱４Ａの幅Ｄｃを１００ｎｍ以下にし、無機配向膜４の表面粗さＲａを、２．５ｎｍ以下にしたので、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。
【００５３】
図８は、斜方柱４Ａの幅Ｄｃと、無機配向膜４の表面粗さＲａと、液晶分子の配向状態との関係を求めた実験結果を示す図である。実験では、斜方柱４Ａの幅Ｄｃ、及び無機配向膜４の表面粗さのそれぞれが異なる無機配向膜４を複数用意（製造）し、それら各無機配向膜４のそれぞれを用いて、液晶分子が配向するか否か（プレチルト角を発現するか否か）を確認する実験を行った。図中、「○」印は、液晶分子が配向した（プレチルト角が発現した）場合を示し、「×」印は、液晶分子が配向しなかった（プレチルト角が発現しなかった）場合を示す。
【００５４】
図８に示す実験結果から分かるように、斜方柱４Ａの幅Ｄｃを１００ｎｍ以下にし、表面粗さＲａを２．５ｎｍ以下にすることによって、液晶分子が配向する（プレチルト角が発現する）ことが確認できた。
【００５５】
次に、本実施形態に係る無機配向膜４の製造方法の一例について説明する。アレイ基板１（対向基板２）上に無機配向膜４（６）を形成する方法としては、スパッタ法（例えば、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法等）、蒸着法、ゾルゲル法、自己組織化法等、種々の手法を用いることができる。
【００５６】
以下、一例として、イオンビームスパッタ法を用いて無機配向膜４（６）を形成する場合について説明する。図５は、無機配向膜４を形成するためのイオンビームスパッタ装置の一例を示す模式図である。
【００５７】
図９において、イオンビームスパッタ装置２０は、イオンビームを照射するイオン源２１と、イオンビームの照射によってスパッタ粒子を発生（照射）するターゲット２２と、真空チャンバ２３と、真空チャンバ２３内の圧力を制御する排気ポンプ等の圧力制御器２４と、無機配向膜４が形成される基板１を真空チャンバ２３内で保持するホルダ２５とを備えている。
【００５８】
イオン源２１は、フィラメント２１Ａと引き出し電極２１Ｂとを有している。また、イオン源２１には、イオン源２１にガスを供給するガス供給源２１Ｃが接続されている。
【００５９】
ターゲット２２の材料は、無機配向膜４を形成する材料によって適宜選択される。本実施形態においては、ＳｉＯ２の無機配向膜４を形成するために、ターゲット２２としてＳｉＯ２を含むものを用いる。なお、例えば、ＳｉＯの無機配向膜４を形成する場合には、ターゲット２２としてＳｉＯを含むものを用いる。
【００６０】
このようなイオンビームスパッタ装置２０を用いて無機配向膜４を形成する際、まず、真空チャンバ２３内のホルダ２５に基板１が保持され、圧力制御器２４によって真空チャンバ２３内が減圧される（ほぼ真空にされる）。そして、ガス供給源２１Ｃによってイオン源２１にガスが供給されるとともに、フィラメント２１Ａに電圧が印加される。これにより、熱電子が発生する。発生した熱電子は、供給されたガスと衝突し、ガスはイオン化される。これにより、プラズマ（イオン）が生成される。引き出し電極２１Ｂにイオンの加速電圧が印加されると、イオンが加速され、イオンビームとしてターゲット２２に照射される。イオンビームが照射されたターゲット２２は、基板１に向けてスパッタ粒子を照射する。これにより、基板１上に無機配向膜４が形成される。
【００６１】
本実施形態においては、ターゲット２２と基板１との位置関係、イオン源２１の出力、及び基板１に対するスパッタ粒子の照射時間等、製造条件を調整（最適化）することによって、基板１上の無機配向膜４の表面を所望の形状にすることができる。例えば、ターゲット２２から基板１に対して照射されるスパッタ粒子の入射角度θｓを調整することによって、上述の斜方柱４Ａの傾斜角度θｃを調整することができる。また、引き出し電極２１Ｂに印加するイオン加速電圧、あるいは基板１に対するスパッタ粒子の照射時間等、各種製造条件を調整することによって、斜方柱４Ａの幅（太さ）Ｄｃ、斜方柱４Ａどうしの間隔Ｌ、斜方柱４Ａの高さＨ、角度θｈ、曲率半径ｒ等を調整することができる。
【００６２】
また、所望の無機配向膜４を得るために、例えばホルダ２５によって基板１の温度を調整したり、真空チャンバ２３内の温度、ガス雰囲気等を調整してもよい。
【００６３】
また、基板１上に無機配向膜４を形成する方法としては、例えば特開平１１−１６０７１１号公報、特開２０００−４７２１１号公報等に開示されているような、斜方蒸着法を用いることができる。
【００６４】
図１０は、基板１上に無機配向膜４を形成するための蒸着装置３０を示す図である。図１０に示すように、蒸着装置３０は、基板１上に無機配向膜４を形成するための無機材料の蒸気を発生させる蒸着源３１と、基板１を保持するホルダ３２とを備えている。ホルダ３２は、蒸着源３１と基板１との位置関係、具体的には、蒸着源３１で発生させた無機材料の蒸気の進行方向と基板１の表面とがなす角度θｊを調整可能である。
【００６５】
そして、角度θｊ、及び蒸着時間等、製造条件を調整（最適化）することによって、基板１上の無機配向膜４の表面を所望の形状にすることができる。例えば、角度θｊを調整することによって、上述の斜方柱４Ａの傾斜角度θｃを調整することができる。また、蒸着時間等、各種製造条件を調整することによって、斜方柱４Ａの幅（太さ）Ｄｃ、斜方柱４Ａどうしの間隔Ｌ、斜方柱４Ａの高さＨ、角度θｈ、曲率半径ｒ等を調整することができる。
【００６６】
なお、斜方蒸着法を用いて基板１上に無機配向膜４を形成した後、その形成された無機配向膜４に、無機配向膜４の表面に対して傾斜方向からイオンビームを照射することによっても、所望形状の表面を有する無機配向膜４を形成することができる。
【００６７】
なお、図９、図１０を参照して説明した方法により、対向基板２上に無機配向膜６を形成することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、液晶分子の配向性の低下を抑制することができる。また、本実施形態によれば、例えば水平に配向される液晶分子のプレチルト角を無機配向膜４、６によって１５度以下にすることができるなど、液晶分子に良好な配向性を与えることができる。したがって、所望の表示特性を有する液晶装置１０を提供することができる。
【００６９】
水平に配向されるポジ型の液晶分子を用いる場合、電圧無印加時において、光が液晶層３を透過するように設定されている場合（所謂ノーマリーホワイトモードの場合）、プレチルト角が小さい方が、液晶層３を透過する光の量（透過率）を向上させることができ、液晶装置１０によって形成される画像の明るさ、コントラスト等の表示特性を向上させることができる。
【００７０】
液晶分子のプレチルト角が１５度以上の場合（例えば２０度程度の場合）、電圧無印加時においても、液晶層３を透過しようとする光の一部がその液晶層３で遮られ（透過率が低下し）、液晶装置１０によって形成される画像は、所望の明るさ、コントラスト等を得られなくなる。
【００７１】
本実施形態のように、液晶分子のプレチルト角を１５度以下に設定することによって、液晶装置１０は所望レベルの表示性能を得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、液晶分子の配向状態（プレチルト角、配向方向）を規定するための配向膜を無機材料で形成することによって、耐熱性及び耐光性を向上させることができる。
【００７３】
例えば、ポリイミド等の有機材料で形成された配向膜は、使用環境、使用時間等により劣化しやすい。また、有機材料で形成された配向膜を有する液晶装置をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合、そのライトバルブには高い照度の光が照射されるので、劣化しやすい。
【００７４】
本実施形態においては、配向膜を無機材料で形成しているので、耐熱性及び耐光性を向上することができ、長寿命で高い信頼性を有する液晶装置を適用することができる。また、配向膜の劣化を抑え、高い照度の光を用いることができるので、高輝度で画像を表示することができる。
【００７５】
図１１は、本実施形態に係る液晶装置１０を備えたプロジェクタＰＪを示す図である。図７に示すプロジェクタＰＪは、上述の実施形態に係る液晶装置１０を光変調手段であるライトバルブとして備えたものである。
【００７６】
図１１において、プロジェクタＰＪ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、射出レンズ８２０と、液晶装置１０からなる光変調手段８２２、８２３、８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備えている。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とを含む。
【００７７】
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で反射して、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で反射した緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射し、緑色光用光変調手段８２３に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射した青色光は、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および射出レンズ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。
【００７８】
各光変調手段８２２、８２３、８２４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、投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、スクリーン８２７上に画像を形成する。
【００７９】
本実施形態のプロジェクタＰＪは、上述の液晶装置１０を光変調手段として備えている。液晶装置１０の無機配向膜４、６は、耐熱性及び耐光性に優れており、光源８１０から照射される照度が高い光による劣化が抑えられる。また、プロジェクタＰＪは、上述の液晶装置１０を光変調手段として備えているので、明るく、高いコントラストの画像を形成することができる。また、プロジェクタＰＪは、吸湿に起因する品質の劣化が抑制された液晶装置１０を備えているので、そのプロジェクタＰＪ自体の吸湿に起因する品質の劣化も抑制される。
【００８０】
なお、本発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述の実施形態においては、スイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、液晶装置としては、透過型液晶装置であってもよいし、反射型液晶装置であってもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態においては、３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態に係る液晶装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１の拡大図である。
【図３】本実施形態に係る無機配向膜及び液晶層の近傍を模式的に示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る無機配向膜を模式的に示す側面図である。
【図５】本実施形態に係る無機配向膜を模式的に示す平面図である。
【図６】本実施形態に係る無機配向膜を側方から見たＳＥＭ写真である。
【図７】本実施形態に係る無機配向膜を上方から見たＳＥＭ写真である。
【図８】斜方柱の幅と無機配向膜の表面粗さＲａと液晶分子の配向性との関係を求めた実験の結果を示す図である。
【図９】本実施形態に係る無機配向膜を製造する装置の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る無機配向膜を製造する装置の一例を示す図である。
【図１１】プロジェクタの要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…第１無機配向膜、４Ａ…斜方柱、６…第２無機配向膜、１０…液晶装置、５１…第１の辺、５２…第２の辺、５３…頂部、ＰＪ…プロジェクタ
【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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