(57)【要約】【課題】製造工程の簡素化を図るとともに、良好なコントラスト特性でディスクリネーション等の表示不良が防止された液晶装置と、その製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液晶装置は、第１基板および第２基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置であって、第１基板上に、複数の画素領域が配列形成され、複数の画素領域を区画する非画素領域内に形成された水平配向膜４２と、水平配向膜４２が形成された領域以外の少なくとも画素領域に対応して形成された垂直配向膜４１と、からなる第１の配向膜１１を有し、水平配向膜４２が短鎖アルキル鎖２８Ｂを主体とし、垂直配向膜４１が長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板および第２基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置であって、
前記第１基板上に、複数の画素領域が配列形成され、
前記複数の画素領域を区画する非画素領域内に形成された水平配向膜と、前記水平配向膜が形成された領域以外の少なくとも前記画素領域に対応して形成された垂直配向膜と、からなる第１の配向膜を有し、
前記水平配向膜が短鎖アルキル鎖を主体とし、前記垂直配向膜が長鎖アルキル鎖を主体とすることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記短鎖アルキル鎖が、前記第１基板の法線方向に対して傾斜した方向に配向していることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記垂直配向膜が、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖を主体とし、
前記水平配向膜が、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖を主体とすることを特徴とする請求項１または２記載の液晶装置。
【請求項４】
前記画素領域に対応して設けられた画素電極を有し、
前記水平配向膜の一部が前記画素電極に対応して形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記非画素領域が、遮光領域であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記第２基板上に、垂直配向膜からなる第２の配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項７】
第１基板および第２基板間に液晶層を挟持し、複数の画素領域と該複数の画素領域を区画する非画素領域を有する液晶装置の製造方法であって、
前記第１基板の前記液晶層側に、前記非画素領域となる領域内に短鎖アルキル鎖を主体とした水平配向膜を形成する水平配向膜形成工程と、前記水平配向膜が形成された領域以外の少なくとも前記画素領域に対応して長鎖アルキル鎖を主体とした垂直配向膜を形成する垂直配向膜形成工程と、を有する第１の配向膜形成工程を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項８】
前記水平配向膜形成工程は、前記第１基板上に、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜する工程と、
前記配向膜パターンに対してラビング処理を施す工程と、
非画素領域に対応して設けられた遮光膜をマスクにして前記シランカップリング剤の膜に部分的に光を照射することにより前記光が照射されなかった部分のみを水平配向膜とした配向膜パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
【請求項９】
前記水平配向膜形成工程は、前記第１基板上に、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜する工程と、
前記シランカップリング剤の膜に対してラビング処理を施す工程と、を有することを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
波長１７２ｎｍの紫外光を照射することを特徴とする請求項８または９記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
前記垂直配向膜形成工程において、前記第１基板上に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜することを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２基板上の前記液晶層側に、垂直配向膜からなる第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程を備え、
該第２の配向膜形成工程では、前記第２基板上に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜することを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置を用いて映像を大画面に表示する装置として液晶プロジェクタがある。プロジェクタにおいては高輝度、高コントラストが要求されており、その点、垂直配向方式の液晶装置は高コントラストの表示が可能で、近年、プロジェクタ用の液晶装置の液晶配向方式として採用されつつある。
【０００３】
しかし、垂直配向方式では液晶が基板表面に対して垂直に立っており、電圧印加時に倒れる方位方向での相互作用が弱い。しかも、画素電位を印加すると、画素電極端から基板面に平行な方向に、横方向の電界が発生する。そのため、この横方向の電界に起因して、液晶が倒れてしまい、ディスクリネーションを生じることがあった。ディスクリネーションが生じると、これが明暗のムラやコントラストの低下、残像等の表示欠陥として視認されてしまう。
【０００４】
そのため、画素領域では液晶を垂直配向させて、良好なコントラスト特性を確保し、画素領域周辺の、主に非表示領域では液晶を水平配向させ、液晶の配向を規制することでディスクリネーションを防止することが考えられる。このような構成の液晶装置は、例えば特許文献１に開示されており、無機配向膜を斜方蒸着法によって形成し、その厚さを変化させることで無機配向膜の配向角を制御して配向膜上の液晶の方位角を制御している。
【特許文献１】特開２００５−１０７３７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構造を実現するにあたって、画素領域の周縁に画素領域内側の配向膜よりも強い配向規制力を備えた領域（水平配向領域）を形成する必要があるが、この領域に、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより水平配向膜をパターン形成し、その後、水平配向膜上からレジストを剥離液により除去する際に、配向膜表面が損傷を受けて画素領域周縁における液晶の配向が安定しないという問題があった。また、垂直配向膜形成時に水平配向膜を保護する保護膜が必要になったり、該保護膜を除去する際に垂直配向膜にダメージを与えてしまうという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、製造工程の簡素化を図るとともに、良好なコントラスト特性でディスクリネーション等の表示不良が防止された液晶装置と、その製造方法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】
【０００７】
本発明の液晶装置は、第１基板および第２基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置であって、前記第１基板上に、複数の画素領域が配列形成され、前記複数の画素領域を区画する非画素領域内に形成された水平配向膜と、前記水平配向膜が形成された領域以外の少なくとも前記画素領域に対応して形成された垂直配向膜と、からなる第１の配向膜を有し、前記水平配向膜が短鎖アルキル鎖を主体とし、前記垂直配向膜が長鎖アルキル鎖を主体とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、水平配向膜と垂直配向膜の双方がアルキル鎖で形成されているので、レジストが不要でセルフパターニングすることができ、これによって、レジストの剥離やそれに用いられる剥離液に起因する不具合（配向膜のダメージ）の発生を防止することができる。
【０００９】
また、前記短鎖アルキル鎖が、前記第１基板の法線方向に対して傾斜した方向に配向していることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、短鎖アルキル鎖が基板の法線方向に対して傾斜した方向に配向していることで、所定のプレチルトが付与された水平配向膜となっている。そのため、電圧無印加時において、短鎖アルキル鎖によって液晶を一軸配向させることができる。
【００１１】
また、前記垂直配向膜が、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖を主体とし、前記水平配向膜が、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖を主体とすることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖によって、蒸着によって得た配向膜よりも優れた垂直配向能を有する配向膜となっている。また、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖によって、所定のプレチルトを発現した配向膜とすることができる。
【００１３】
また、前記画素領域に対応して設けられた画素電極を有し、前記水平配向膜の一部が前記画素電極に対応して形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、水平配向膜の一部が画素電極に対応して形成されているので、電圧無印加時に画素電極の周縁部（水平配向膜）上では液晶を所定の方位角で配向させることができ、電圧印加時に液晶が揃った方向に倒れて配向するようになる。つまり、垂直配向膜上の液晶は、水平配向膜上の液晶によって倒れる方向が規制され、画素電極端から発生する横電界の影響を抑止して一定の方向に配向するようになる。よって、表示領域での液晶の配向不良が防止されてディスクリネーションが防止される。
【００１５】
また、前記非画素領域が、遮光領域であることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、非画素領域を遮光領域とすることで、画素間領域すなわち画素領域を囲むようにして、遮光領域に対応した水平配向膜を得ることができる。これにより、画素電極端部における液晶の配向不良を防止することが可能となる。
【００１７】
また、前記第２基板上に、垂直配向膜からなる第２の配向膜が形成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、電圧無印加時において、第２基板の垂直配向膜と第１基板の垂直配向膜との間の液晶は基板面に対して実質的に垂直に配向し、第２基板の垂直配向膜と第１基板の水平配向膜との間では、水平配向膜上の液晶が基板面に対して所定のプレチルトで配向することになる。
【００１９】
本発明の液晶装置の製造方法は、第１基板および第２基板間に液晶層を挟持し、複数の画素領域と該複数の画素領域を区画する非画素領域と有する液晶装置の製造方法であって、前記第１基板の前記液晶層側に、前記非画素領域となる領域内に短鎖アルキル鎖を主体とした水平配向膜を形成する水平配向膜形成工程と、前記水平配向膜が形成された領域以外の少なくとも前記画素領域に対応して長鎖アルキル鎖を主体とした垂直配向膜を形成する垂直配向膜形成工程と、を有する第１の配向膜形成工程を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、第１の配向膜が、短鎖アルキル鎖を主体とする水平配向膜と、長鎖アルキル鎖を主体とする垂直配向膜とからなることから、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の斜方蒸着によって形成する垂直配向膜よりも優れた垂直配向能を有したものとなり、基板面に対して液晶を略垂直（９０度）で配向させることができる。
【００２１】
また、前記水平配向膜形成工程は、前記第１基板上に、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜する工程と、前記配向膜パターンに対してラビング処理を施す工程と、非画素領域に対応して設けられた遮光膜をマスクにして前記シランカップリング剤の膜に部分的に光を照射することにより前記光が照射されなかった部分のみを水平配向膜とした配向膜パターンを形成する工程と、を有することが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、遮光膜をマスクにしたセルフアライメントによって水平配向膜を形成しているので、別途レジストマスク等を用いる必要がなく、レジスト残渣によるコンタミの発生が防止され、これに起因する液晶の配向不良をなくすことができる。また、レジストを用いないことから製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
また、前記水平配向膜形成工程は、前記第１基板上に、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜する工程と、前記シランカップリング剤の膜に対してラビング処理を施す工程と、を有することが好ましい。
【００２４】
本発明によれば、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤によって成膜された薄膜に対してラビング処理を行うことによって、短鎖アルキル鎖を基板面に対して傾斜した方向に配向させることができる。これによって、所定のプレチルトを有した水平配向膜を得ることができる。
【００２５】
また、波長１７２ｎｍの紫外光を照射することが好ましい。
【００２６】
本発明によれば、露光領域の短鎖アルキル鎖を略完全に除去することができるので、露光領域すなわち画素領域に、シランカップリング剤によって垂直配向膜を形成することが可能となる。
【００２７】
また、前記垂直配向膜形成工程において、前記第１基板上に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜することが好ましい。
【００２８】
本発明によれば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の斜方蒸着によって形成する垂直配向膜よりも優れた垂直配向能を有したものとなり、基板面に対して液晶を略垂直（９０度）で配向させることができる。また、簡単且つ容易に成膜することが可能となる。
【００２９】
また、前記第２基板上の前記液晶層側に、垂直配向膜からなる第２の配向膜を形成する第２の配向膜形成工程を備え、該第２の配向膜形成工程では、前記第２基板上に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜することが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、電圧無印加時において、第２基板の垂直配向膜と第１基板の垂直配向膜との間の液晶は基板面に対して実質的に垂直に配向し、第２基板の垂直配向膜と第１基板の水平配向膜との間では、水平配向膜上の液晶が基板面に対して所定のプレチルトで配向することになる。また、第２基板側の垂直配向膜もアルキル鎖を含むシランカップリング剤によって形成することによって、製造工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について、ＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００３２】
図１は、液晶装置の表示部を示す図であって、画素電極が配された第１基板の、配向膜（図示せず）が形成された面側から平面視した模式図である。
液晶装置の表示部は、画素電極９（外周９ａとする）に対応してその内側に設けられた画素領域Ｐと、画素領域Ｐを区画する遮光領域ＢＭ（非画素領域）とから構成されており、画素電極９は、その周縁部９ｂが遮光領域ＢＭに張り出して配置されている。また、第１基板１０には、少なくとも画素領域Ｐ全体を含んで垂直配向領域Ａ１が形成されており、遮光領域ＢＭに対応して水平配向領域Ａ２が形成されている。垂直配向領域Ａ１は基板面に対して液晶を実質的に垂直配向させる領域であって、水平配向領域Ａ２は基板面に対して液晶を所定のプレチルト角で配向させる領域である。
【００３３】
図２は、図１のＸ−Ｘ線断面の模式図である。
図２に示すように、液晶装置１は、第１基板１０と、第２基板２０と、これら基板１０，２０間に挟持された液晶層５０とから構成されている。第１基板１０は、ガラス等の透明な基板本体１０Ａと、この基板本体１０Ａ上に形成された遮光膜１３と、該遮光膜１３を覆うようにして形成された層間絶縁層１４と、該層間絶縁層１４上に形成された複数の画素電極９と、これら複数の画素電極９を覆うようにして形成された第１の配向膜１１などから構成されている。スイッチング素子であるＴＦＴ素子（図示せず）や、各種配線（図示せず）等は遮光膜１３上に形成されており、基板本体１０Ａ側から入射する光は遮光膜１３によって遮断される。また、遮光膜１３によって遮光領域ＢＭが規定され、遮光領域ＢＭ間の画素開口部として画素領域Ｐが規定されている。
【００３４】
本実施形態における第１基板１０上には、少なくとも画素領域Ｐを含んで垂直配向領域Ａ１が形成されており、遮光領域ＢＭには、少なくとも画素電極９の、遮光領域ＢＭに張り出してなる周縁部９ｂ上を含んで水平配向領域Ａ２が形成されている。また、垂直配向領域Ａ１に対応する画素電極９上には垂直配向膜４１が形成されており、水平配向領域Ａ２に対応する画素電極９の周縁部９ｂ上および画素電極９間において露出する層間絶縁層１４上には水平配向膜４２が形成されている。すなわち、遮光領域ＢＭの幅をａ、水平配向領域Ａ２の幅をｂ、画素電極間Ｇの幅をｃとすると、これらの関係はａ＞ｂ＞ｃとなっている。なお、遮光領域ＢＭの幅（ａ）、水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）が等しい構成であってもよい。
【００３５】
このように、少なくとも、画素電極間Ｇの幅（ｃ）よりも水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）の方が大きくなるように設定し、画素電極９の周縁部９ｂ上に水平配向膜４２の一部が配置されるように構成する。
これら垂直配向膜４１と水平配向膜４２とから本実施形態の第１の配向膜１１が構成されている。
【００３６】
ここで、第１の配向膜１１を構成している垂直配向膜４１および水平配向膜４２は、共に本実施形態の特徴的な構成となっている。図３は、水平配向膜および垂直配向膜の構成を部分的に拡大して模式的に示す斜視図である。
上述したように、第１の配向膜１１は、遮光領域ＢＭに対応して形成された水平配向膜４２と、水平配向膜４２が形成された領域以外の少なくとも画素領域Ｐに対応して形成された垂直配向膜４１とからなり、水平配向膜４２が垂直配向膜４１を取り囲む構成とされている。
図３に示すように、垂直配向膜４１は、炭素原子数１１以上の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体として構成されており、垂直配向領域Ａ１に対応する画素電極９の表面を長鎖アルキル鎖２８Ａが化学的に修飾している。本実施形態では、炭素原子数１６の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体として垂直配向膜４１が構成されている。
【００３７】
水平配向膜４２は、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖２８Ｂを主体として構成されており、水平配向領域Ａ２に対応する画素電極９（すなわち周縁部９ｂ）と、露出した層間絶縁層１４の表面を短鎖アルキル鎖２８Ｂが化学的に修飾している。短鎖アルキル鎖２８Ｂは、炭素原子数５〜１０のアルキル基を持つトリメトキシシランであって、ペンチル基（Ｃ５）、ヘキシル基（Ｃ６）、ヘプチル基（Ｃ７）、オクチル基（Ｃ８）、ノニル基（Ｃ９）、デシル基（Ｃ１０）などが挙げられる。
【００３８】
垂直配向膜４１は、炭素原子数１６の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を用いて形成され、水平配向膜４２は、炭素原子数５〜１０のうちのいずれかの炭素原子数の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を用いて形成される。
【００３９】
ここで、シランカップリング剤とは、一分子中に有機官能基と加水分解基とを有したもので、これによって無機物と有機物を結びつけ、材料の物理的強度や耐久性、接着性などの向上を可能にするものである。具体的には、珪素原子（Ｓｉ）に一つの有機官能基と、２〜３の無機物と反応する官能基を有したもので、以下の式によって表される。
【００４０】
【化１】
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【００４１】
使用するシランカップリング剤としては、特に限定されないものの、有機官能基が良好な撥水性を有し、且つ良好な耐光性を有するものであればよく、具体的には、化合物式における有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが好適に用いられる。また、加水分解基についても特に限定されないものの、例えばメトキシ基（−Ｏ−ＣＨ３）、エトキシ基（−Ｏ−Ｃ２Ｈ５）などが好ましい。
【００４２】
垂直配向膜４１を構成する長鎖アルキル鎖２８Ａは、画素電極９上でその直鎖が基板面に対して略垂直に起立した状態で結合するため、これによって垂直配向能を有することになる。一方、水平配向膜４２を構成する短鎖アルキル鎖２８Ｂは、後述するラビング処理によってその直鎖が基板面（基板の方線方向）に対して一方向に傾倒した状態とされているため、水平配向膜４２がプレチルト（液晶分子５２の配向規制力）を有することになる。
【００４３】
各配向膜４１，４２において、長鎖アルキル鎖２８Ａおよび短鎖アルキル鎖２８Ｂの鎖長（炭素原子数）は、上記した各配向機能（垂直配向能あるいはプレチルト）を得るべく適宜設定する。
【００４４】
図２に示される第２基板２０は、ガラス等からなる透明な基板本体２０Ａと、この基板本体２０Ａ上に形成された共通電極２１と、垂直配向膜からなる第２の配向膜２２とから構成されている。共通電極２１及び第２の配向膜２２は、画素領域Ｐ毎に区画されることなく液晶装置１の少なくとも表示領域全体に亘って設けられている。第２の配向膜２２は、上記垂直配向膜４１と同様に、炭素原子数１１以上の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とする垂直配向膜から構成されており、共通電極２１の表面を長鎖アルキル鎖２８Ａによって化学的に修飾している。本実施形態では、炭素原子数１６の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体としており、この第２の配向膜２２によって液晶５１が基板面に対して実質的に垂直配向することになる。
なお、第２基板２０側にも前記遮光膜１３および水平配向膜４２と同様の構造を形成してもよい。
【００４５】
このような構成の垂直配向膜４１および水平配向膜４２からなる第１の配向膜１１を備えた第１基板１０と、第２の配向膜２２を備えた第２基板２０との間には液晶層５０が封止されて液晶パネル５８が構成されている。
【００４６】
そして、液晶パネル５８の両側には、一対の１／４波長板８１，８２が配置され、一対の１／４波長板８１，８２の外側に一対の偏光板７１，７２が配置されている。詳細には、液晶パネル５８を挟持するようにして、第１基板１０及び第２基板２０の外側に透過軸が互いに直交する直線偏光の光の間に、透過光に対してほぼ１／４波長の光路差を生じさせる１／４波長板８１，８２がそれぞれ配置されている。また、偏光板７１，７２は、互いの偏光軸が液晶方位角に対して略４５°および略１３５°をなして配置されている。また、偏光板７１の下方には、不図示の光源ユニットが配置されている。このようにして本実施形態の液晶装置１が構成されている。
【００４７】
このような液晶装置１は、図２に示した初期配向状態（電圧無印加状態）において、垂直配向膜４１，６１間の液晶５１は基板面に対して略垂直（略９０度）に配向させられており、水平配向膜４２上の液晶５２は所定のプレチルト角で配向させられている。
【００４８】
図４は、画素電極９と共通電極２１との間に電圧を印加したときの液晶の配向を模式的に示す図である。画素電極９と共通電極２１との間に電圧を印加すると、その電圧に応じて液晶層５０の液晶が配向し、液晶装置１の厚さ方向に透過する光が変調され、液晶装置１は階調表示が可能なものとなる。このとき、本発明の液晶装置１では、水平配向領域Ａ２（水平配向膜４２上）に位置する液晶５２については、電圧無印加状態において所定のプレチルト角で配向させているので、電圧を印加した場合に揃った方向へ倒れて配向する。したがって、垂直配向領域Ａ１（垂直配向膜４１上）に位置する液晶５１は、電圧を印加された場合に倒れる方向が液晶５２に規制され、揃った方向に配向するようになる。すなわち、垂直配向領域Ａ１の、水平配向領域Ａ２近傍に位置する液晶５１は、水平配向領域Ａ２の外周部となる画素電極９の周縁部９ｂ上の液晶５２の動作に大きく影響を受け、特にその倒れる方向が周縁部９ｂ上の液晶５２の倒れる方向に規制される。これにより、垂直配向領域Ａ１の液晶５１は、全て揃った方向に倒れ、均一に配向するようになる。よって、画素電極９の端部から第１基板１０に平行な方向に横方向電界が生じても、画素領域Ｐの液晶５１が配向不良を生じることが防止される。
【００４９】
ここで、液晶５２のプレチルト角は１０〜４５度とすることが好ましい。また、４０度以下とすることがより好ましい。このようにすれば、電圧を印加された際に、液晶５２が倒れる方向は十分に規制されるので、液晶５１の配向不良がより確実に防止される。
【００５０】
また、画素領域Ｐに対応する液晶５１と異なる配向となる液晶５２は、遮光領域ＢＭ内のみに配置しているので、画素領域Ｐに対応する画素の透過率は液晶５１のみに規定され、均一なものとなる。したがって、画素領域Ｐの透過率を所望のものとすることができる。また、画素領域Ｐに対応する液晶５１は配向不良が防止されているので、電圧無印加状態で略垂直に配向させることができる。
【００５１】
［液晶装置の製造方法］
次に、本発明に係る液晶装置の製造方法の第１の実施形態を説明する。本実施形態では、水平配向膜４２の材料として短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を用い、垂直配向膜４１の材料として長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を用いる方法を例に説明を行う。
【００５２】
（第１基板）
まず、第１基板の形成工程について、第１の配向膜１１の形成工程を中心にして説明する。図５〜図７は、第１基板１０を形成する工程の説明図である。
まず、図５（ａ）に示すように、ガラス等からなる透明な基板本体１０Ａ上にＣｒ（クロム）等からなる遮光膜１３を格子状に形成し、この遮光膜１３によって遮光領域ＢＭを規定するとともに、この遮光領域ＢＭに囲まれた領域を画素領域Ｐとする。続いて、遮光膜１３上に不図示のＴＦＴ素子やデータ線、走査線等の配線を形成し、これらを覆うようにして層間絶縁層１４を形成する。
次に、画素領域Ｐから遮光領域ＢＭに張り出して、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電体を用いて画素電極９を形成する。これらの工程は、公知の方法を用いることができる。
【００５３】
（水平配向膜形成工程）
次に、図５（ｂ）に示すように、第１基板１０の画素電極９側に、例えばＣＶＤ法（気相反応）を用いて、水平配向膜材料として、例えば炭素原子数６の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を成膜し、薄膜４２ａを形成する。
【００５４】
具体的には、水平配向膜４２が形成された第１基板１０に、例えばＮ２雰囲気にて１５０〜１８０℃程度の温度で３時間程度乾燥処理を行い、その後、画素電極９を有する基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器とともに密閉容器内に放置する。そして、この容器を例えば１５０℃以上の温度で１時間程度加熱することによって、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの液晶層側となる面に接触させる。
【００５５】
このようにすれば、短鎖アルキル基は、無機系の反応基を有していることにより、無機材料であるＩＴＯからなる画素電極９上及び画素電極９間で露出する層間絶縁層１４上に選択的に結合する。したがって、画素電極９を有した基板本体１０Ａの液晶層５０側の略全面に、短鎖アルキル鎖２８Ｂを主体とする薄膜４２ａを形成することができる。
【００５６】
その後、薄膜４２ａに対して、例えばＮ２雰囲気にて所定の温度および時間で加熱処理（アニール処理）を行うことで過剰分子を除去する。これにより、薄膜４２ａが全て同一の分子で構成された単分子膜が得られる。単分子膜の膜厚はその分子鎖（アルキル鎖長）によって規定され、ここでは、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖２８Ｂによって、例えば数ｎｍ程度の膜厚の薄膜４２ａが形成される。
【００５７】
次に、図５（ｃ）に示すように、ラビング布をローラに巻きつけたラビング処理装置５５により、基板上に形成された薄膜４２ｂに対してラビング処理を行う。ラビング処理を行うことによって、短鎖アルキル鎖２８Ｂを基板面に対して一方向に傾斜させる。鎖長が短い短鎖アルキル鎖２８Ｂは基板面に対して動き易くなっており、ラビング処理によってその殆どがラビング方向に沿って一様に傾倒することになる。このように、ラビング処理することで薄膜４２ａがプレチルト及び方位角を有することになる。
【００５８】
続いて、図５（ｄ）に示すように、薄膜４２ａに対して光パターニングを行う。つまり、基板本体１０Ａ上に形成した薄膜４２ａ（ＳＡＭ）に対して、基板本体１０Ａの裏面側（薄膜形成面とは反対の面側）からＶＵＶ光（真空紫外光）を照射して露光を行う。このとき、基板本体１０Ａと画素電極９とは透明な材料からなっているため、これらに対応する画素領域ＰではＶＵＶが透過し、画素領域Ｐのシランカップリング剤からなる薄膜が露光される。ここでは、波長１７２ｎｍのエキシマレーザーによる紫外光を照射し、薄膜４２ａの骨格であるＣ−Ｃ結合を直接励起して光分解を行う（図６（ａ））。ＶＵＶ光は、大気中の酸素によって吸収されるため、減圧雰囲気下で露光を行うことが望ましい。
【００５９】
露光を行うことにより、薄膜４２ａの、遮光領域ＢＭ以外の画素領域Ｐに対応する部分の短鎖アルキル鎖２８Ｂが分解除去される。薄膜４２ａの底部を構成するシロキサン結合は、光照射によって酸化シリコンとなるのでこの部分だけは除去されずに基板上に残ることになり、その表面は水酸基（ＯＨ）で終端化されている（図６（ｂ））。
このような露光を所定時間行うことにより、露光領域（画素領域Ｐ）の短鎖アルキル鎖２８Ｂを除去する。
【００６０】
一方、遮光膜１３に対応する遮光領域ＢＭでは、ＶＵＶが透過しないので、遮光領域ＢＭと対応した位置の薄膜４２ａは露光されない。その結果、非露光領域の薄膜４２ａにおいては、その短鎖アルキル鎖２８Ｂによって基板表面が化学的に修飾されることになる。
【００６１】
上記のように、薄膜４２ａに対してＶＵＶ照射を行うことによって、図７（ａ）に示すような遮光領域ＢＭに対応した配向膜パターンを形成し、画素領域Ｐを区画する水平配向膜４２が得られる。水平配向膜４２の大きさ（幅）については、ＶＵＶを第１基板本体１０Ａに対して入射させる角度や、露光時間等によって制御可能であるが、遮光膜１３をマスクにして露光したことでセルフパターニングされているため、少なくとも遮光領域ＢＭの範囲内に収まるように形成される。
【００６２】
水平配向膜４２が形成されたことにより、第１基板１０上に水平配向領域Ａ２が規定され、水平配向領域Ａ２によって区画される領域が垂直配向領域Ａ１として規定される。
【００６３】
（垂直配向膜形成工程）
次に、図７（ｂ）に示すように、水平配向膜４２を有する第１基板１０に、例えばＣＶＤ法（気相反応）を用いて、垂直配向膜材料として、例えば炭素原子数１６の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤によって、水平配向膜４２間に露出した画素電極９上に長鎖アルキル基２８Ａ（図３）を主体とする垂直配向膜４１を形成する。
【００６４】
具体的には、水平配向膜４２が形成された第１基板１０に、例えばＮ２雰囲気にて１５０〜１８０℃程度の温度で３時間程度乾燥処理を行い、その後、水平配向膜４２を有する基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数１６の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器とともに密閉容器内に放置する。そして、この容器を例えば１５０℃以上の温度で１時間程度加熱することによって、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９上に接触させる。
【００６５】
このようにすれば、長鎖アルキル基は、無機系の反応基を有していることにより（図６（ｂ））、水平配向膜４２の有機材料とは結合することなく、短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤の分解により、画素電極９に形成されたシラノール基に選択的に結合する。したがって、垂直配向膜４１を水平配向膜４２間から露出した画素電極９上（画素領域Ｐ）に、選択的に形成することができる。
【００６６】
以上のようにして、垂直配向領域Ａ１に垂直配向膜４１を、水平配向領域Ａ２に水平配向膜４２を、それぞれ備えた第１基板１０が得られる。
【００６７】
（第２基板）
また、第１基板１０とは別に第２基板２０を形成する。図８は、第２基板を形成する工程の説明図である。
この第２基板２０は、ガラス等の透明な材料からなる基板本体２０Ａ上に、ＩＴＯ等の透明導電体を用いて共通電極２１を形成し、この共通電極２１上に長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とした垂直配向膜からなる第２の配向膜２２を形成することによって得られる。これらの工程は公知の手法を用いることができ、例えば共通電極２１の形成には蒸着法等が好適である。
【００６８】
第２の配向膜２２（垂直配向膜）は、上記した垂直配向膜４１と同様に、例えば長鎖アルキル基２８Ａを含むシランカップリング剤を用いて形成することができる。垂直配向膜を画素領域毎に区画することなく、第１基板１０側の垂直配向領域Ａ１および水平配向領域Ａ２に対応した共通電極２１上に形成し、第２の配向膜２２を得る。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１基板１０と第２基板２０とを、第１の配向膜１１および第２の配向膜２２が内側になるように貼り合わせ、図８（ｃ）に示すように、第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層５０を封入することで、液晶パネル５８を形成する。
【００７０】
以上のような液晶装置およびその製造方法によれば、単分子膜にＶＵＶを照射して光パターニングを行う、遮光膜１３をマスクにしたセルフアライメントによって水平配向膜４２を形成しているので、別途レジストマスク等を用いる必要がなく、レジスト残渣によるコンタミの発生が防止され、これに起因する液晶の配向不良をなくすことができる。また、レジストを用いないことから製造工程を簡略化することができる。
【００７１】
また、上記製造方法では、単分子膜に対して波長１７２ｎｍのＶＵＶを照射している。このように、短鎖アルキル鎖２８Ｂと酸化シリコン（ＳｉＯ２）との結合エネルギーよりも高いエネルギーのＶＵＶを照射することによって、露光領域の短鎖アルキル鎖２８Ｂを略完全に分解除去することができる。
【００７２】
また、水平配向膜４２を形成するにあたり、光パターニングする前に、シランカップリング剤を成膜してなる薄膜４２ａに対してラビング処理を施すことによって、薄膜４２ａにプレチルトを発現させるようにした。画素電極９は薄膜４２ａによって覆われているので、ラビング処理によって画素電極９にダメージが及ぶことはない。
また、長鎖アルキル鎖２８Ａからなる垂直配向膜４１は、ラビング処理によって配向性を付与されないので、水平配向膜４２および垂直配向膜４１を形成した後に、これら垂直配向膜４１および水平配向膜４２に対して一括してラビング処理行うようにしてもよい。この場合にも、画素電極９上が垂直配向膜４１によって覆われているので、ラビング処理によって画素電極９にダメージが及ぶことはない。しかし、ラビング処理による垂直配向膜４１への影響をなくすために、パターン形成前の薄膜４２ａに対してラビング処理を施しておくことが望ましい。
なお、薄膜４２ａをパターン形成することで得られた配向膜パターン（図７（ａ））に対してラビング処理を行うようにしても良い。しかし、画素電極９への影響を考慮すると、薄膜４２ａをパターニングする前にラビング処理を行うことが好ましい。
【００７３】
また、前記水平配向膜４２は、遮光膜１３に規定される遮光領域ＢＭ内に形成されるようにしているため、画素領域Ｐにはみ出して形成されることがない。したがって、画素領域Ｐには、垂直配向膜４１および第２の配向膜２２のみが配置された液晶装置１を製造できる。
【００７４】
上記の製造方法によって得られた本発明の液晶装置１（液晶装置）にあっては、画素領域Ｐの液晶５１の配向不良を防止しているので、ディスクリネーション等の表示不良が防止されたものになっている。また、画素領域Ｐに対応する液晶５１は電圧無印加状態で略垂直に配向させることができるので、良好なコントラスト特性を有するものとなっている。
【００７５】
なお、本実施形態では、水平配向領域Ａ２を画素電極９の周縁部９ｂと画素電極９間とに連続して形成しているが、各画素電極９の周縁部９ｂのみに形成しても良い。また、遮光膜１３をＣｒ等によって独立して形成したが、例えば配線電極等を遮光膜１３として機能させても良い。また、本実施形態においては、水平配向膜４２の一部を画素電極９の周縁部上に形成しているが、画素電極９同士の間、すなわち画素間領域のみに形成するようにしても良い。この場合、パターニングによって画素間領域のみに水平配向膜４２が形成されるよう、遮光膜１３の幅を設定する。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７７】
例えば、先の実施形態では、基板本体１０Ａの液晶層５０側に遮光膜１３を設けたが、基板本体１０Ａの液晶層５０とは反対側に設けられていても良い。
【００７８】
また、配向膜材料の成膜法は特に限定されることなく、単分子膜が得られれば上記以外の種々の方法が採用可能であって、例えばスピンコート法、浸漬法（ディップコート法）、スプレーコート法、各種印刷法、さらにはインクジェット法等も好適に用いられる。
【００７９】
［電子機器］
上記実施の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９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００８０】
図９（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図９（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００８１】
図９（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００８２】
このように図９に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、高コントラストで、かつ表示品質が高い表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】液晶装置の表示部要部を平面視した模式図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図であって、電圧無印加時における液晶の配向を模式的に示す図。
【図３】水平配向膜および垂直配向膜の構成を拡大して模式的に示す斜視図。
【図４】電圧印加時における液晶の配向を模式的に示す図。
【図５】本発明に係る液晶装置の製造方法の説明図。
【図６】本発明に係る液晶装置の製造方法の説明図。
【図７】本発明に係る液晶装置の製造方法の説明図。
【図８】本発明に係る液晶装置の製造方法の説明図。
【図９】本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・液晶装置、９・・・画素電極、１０・・・第１基板、１１・・・第１の配向膜、１３・・・遮光膜、２０・・・第２基板、２１・・・共通電極、２２・・・第２の配向膜、２８Ａ・・・長鎖アルキル鎖、２８Ｂ・・・短鎖アルキル鎖、４１・・・垂直配向膜、４２・・・水平配向膜、５０・・・液晶層、６１・・・共通垂直配向膜、Ａ１・・・垂直配向領域、Ａ２・・・水平配向領域、Ｐ・・・画素領域、ＢＭ・・・遮光領域（非画素領域）、ＶＵＶ・・・真空紫外光
【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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