CN102445789A - 液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备。本发明提供一种具有基板、介电常数各向异性为负的液晶层的液晶装置，所述基板具备：第一像素电极；与所述第一像素电极在第一方向相邻的第二像素电极；与所述第一像素在与所述第一方向交叉的第二方向相邻的第三像素电极；第一取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的第一间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第二方向取向；第二取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第三像素电极之间的第二间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第一方向取向；以及第三取向膜，其覆盖所述像素电极，并且设置于所述第一间隙和所述第二间隙，使所述液晶分子沿所述基板的法线取向。

Description

液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备
技术领域
本发明涉及液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备。
背景技术
在液晶显示面板等液晶装置中，作为用于对液晶分子进行取向限定的取向膜，使用了物理斜向蒸镀法的无机取向膜的开发取得进展。尤其是垂直取向(VA)模式下具有常黑特性的液晶装置能够获得较高的对比度，所以很有希望。在VA模式的液晶装置中使用例如包含介电常数各向异性为负的液晶分子的液晶层。
液晶层由具备通常以矩阵状配置的像素电极的第一基板和具有相对电极的第二基板夹持。像素电极和相对电极分别具备使液晶分子在基板的法线方向取向的取向膜。以下也将该法线方向记载为纵向。
在将物理斜向蒸镀法用于取向膜的形成的情况下，如果第一基板上存在台阶(凸部)，则在其阴影处会出现不形成取向膜的区域。于是，已知如下技术：如专利文献1所示，从两个方向进行斜向蒸镀，在成为阴影的区域也进行蒸镀，抑制显示斑块等。
而且，由第一、第二基板夹持了液晶层的面板体由正交偏振(crossednicols)配置的一对偏振板夹持。两偏振板的吸收轴在第一基板的俯视图上配置为相对于液晶分子倾斜的方向取45°的角度。将像素电极和相对电极设为同电位(没有纵向电场)的情况下，进行黑显示。
在像素电极和相对电极之间施加了电压(具有纵向电场)的情况下，进行白显示。通过调整该电位差改变液晶分子的取向方向来进行中间灰度的显示。
在相邻的像素电极施加进行黑显示和白显示的电压的情况下，在进行黑显示和白显示的像素电极间的间隙产生在俯视图上与该间隙的较长方向交叉(正交)的电场(横向电场)。横向电场在与某一偏振板的吸收轴大致平行的方向产生，所以会在本来进行白显示的像素电极产生黑区域。而且，该黑区域不仅在像素电极间，还在白显示部分内产生条纹状的黑区域，所以白显示部的亮度降低，对比度降低。因此，存在显示品质劣化的问题。专利文献2说明了如下方法：通过在相对电极(共用电极)形成共用电极缺口部缓和横向电场的方法。此外，还公知使用黑矩阵隐藏该区域的方法。
专利文献1：日本特开2010-26274号公报
专利文献2：日本特开2009-168924号公报
然而，在专利文献1中，没有记载解决对于横向电场产生的问题。此外，在专利文献2中，通过形成共用电极缺口部，缓和了横向电场，但存在需要形成具有具备共用电极缺口部的图案的第二基板，制造工序增多的问题。除此之外，在使用专利文献2记载的技术的情况下，需要进行具有具备共用电极缺口部的图案的第二基板和具备像素电极的第一基板的对位，但第一、第二基板大型化的情况下，对位变得困难。因此，存在应对基板的大型化变得困难的问题。此外，在使用了黑矩阵的情况下，存在开口率本身降低的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题的至少一部分做出的，可以作为以下方式或适用例来实现。
(适用例1)本适用例的液晶装置，具有基板、介电常数各向异性为负的液晶层，所述基板具备：第一像素电极；与所述第一像素电极在第一方向相邻的第二像素电极；与所述第一像素在与所述第一方向交叉的第二方向相邻的第三像素电极；第一取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的第一间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第二方向取向；第二取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第三像素电极之间的第二间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第一方向取向；以及第三取向膜，其覆盖所述像素电极，并且设置于所述第一间隙和所述第二间隙，使所述液晶分子沿所述基板的法线取向，在所述第一间隙，具备所述第一取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分，并且在所述第二间隙，具备所述第二取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分。
据此，在第一和第二像素电极间的第一间隙，具备使液晶分子沿作为间隙的较长方向即第二方向取向(水平取向)的第一取向膜，在第一和第三像素电极间的第二间隙，具备使液晶分子沿作为间隙的较长方向即第一方向取向(水平取向)的第二取向膜，在像素电极上具备使液晶分子沿基板的法线取向(水平取向)的第三取向膜。
这样，通过具有第一取向膜、第二取向膜、第三取向膜这三个取向膜，在第一和第二间隙，在俯视图上没有遗漏地具有取向膜，由此能够消除使液晶分子取向的力不起作用的区域。
在相邻的像素电极间的电位差大(例如某像素电极为电源电位，相邻的像素电极为接地电位)的情况下，在与像素电极间的间隙的较长方向交叉的方向产生电场(横向电场)。通过具有使液晶分子沿间隙的较长方向水平取向的第一取向膜或第二取向膜，抑制由于横向电场使得液晶分子与间隙的较长方向交叉而取向的向错。因此，能够实现对比度高、且获得鲜明的轮廓，所以能够提供显示品质优异的液晶装置。在此，“上”定义从第一基板朝向液晶层的方向。
(适用例2)上述适用例的液晶装置，其特征在于，所述第一取向膜是使用从所述第二方向的物理斜向蒸镀法的第一无机取向膜，所述第二取向膜是使用从所述第一方向的物理斜向蒸镀法的第二无机取向膜，所述第三取向膜是使用从与所述第一方向和所述第二方向交叉的方向的物理斜向蒸镀法的第三无机取向膜。
根据上述适用例，能够分别在像素电极间配置使液晶分子沿相邻的像素电极间的间隙的较长方向水平取向的第一无机取向膜和第二无机取向膜。而且，从与第一方向和第二方向交叉的方向使用物理斜向蒸镀法，能够以自我调整的方式使第一无机取向膜(水平取向膜)或第二无机取向膜(水平取向膜)在像素电极之间(阴影)露出。因此，能够抑制横电场引起的向错的发生。在此，作为物理蒸镀法，可以例示电子束蒸镀法、电阻加热蒸镀法、溅射法、离子镀法等方法。
(适用例3)上述适用例的液晶装置，其特征在于，所述第三取向膜，在所述像素电极上以覆盖所述第一取向膜和第二取向膜的方式设置。
根据上述适用例，在像素电极上，使液晶分子沿基板的法线垂直取向的第二取向膜覆盖第一取向膜。即，在像素电极上，液晶分子沿基板的法线垂直取向。另一方面，在像素电极间的至少一部分区域，使液晶分子沿间隙的较长方向水平取向的第一取向膜露出。因此，能够抑制由于相邻的像素电极间的电场(横电场)使得液晶分子与间隙的较长方向交叉地取向的向错的产生。
(适用例4)本适用例的液晶装置的制造方法，其特征在于，该液晶装置具有基板、介电常数各向异性为负的液晶层，所述基板具备：第一像素电极；与所述第一像素电极在第一方向相邻的第二像素电极；与所述第一像素在与所述第一方向交叉的第二方向相邻的第三像素电极，所述液晶装置的制造方法包括：在所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的第一间隙，形成使所述液晶层中的液晶分子沿所述第二方向取向的第一取向膜的工序；在所述第一像素电极和所述第三像素电极之间的第二间隙，形成使所述液晶层中的液晶分子沿所述第一方向取向的第二取向膜的工序；以及在所述第一间隙和所述第二间隙以及所述像素电极上，形成使所述液晶分子沿所述基板的法线取向的第三取向膜的工序，在所述第一间隙，具备所述第一取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分，并且在所述第二间隙，形成所述第二取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分。
据此，包括：在第一和第二像素电极间形成使液晶分子沿作为间隙的较长方向即第二方向取向(水平取向)的第一取向膜的工序(第一取向膜形成工序)，在第一和第三像素电极间形成使液晶分子沿作为间隙的较长方向即第一方向取向(水平取向)的第二取向膜(第二取向膜形成工序)，在像素电极上形成使液晶分子沿基板的法线取向(水平取向)的第三取向膜的工序(第三取向膜形成工序)。
通过包括形成第一取向膜、第二取向膜、第三取向膜这三个取向膜的工序，在第一和第二间隙，在俯视图上没有遗漏地具有取向膜，由此能够消除使液晶分子取向的力不起作用的区域。
在相邻的像素电极间的电位差大(例如某像素电极为电源电位，相邻的像素电极为接地电位)的情况下，在与像素电极间的间隙的较长方向交叉的方向产生电场(横向电场)。
通过使用形成使液晶分子沿间隙的较长方向水平取向的第一取向膜或第二取向膜的工序，能够提供：能够抑制由于横向电场使得液晶分子与间隙的较长方向交叉而取向的向错的液晶装置的制造方法。
(适用例5)上述适用例的液晶装置的制造方法，其特征在于，所述第一取向膜使用从所述第二方向的物理斜向蒸镀法形成，所述第二取向膜使用从所述第一方向的物理斜向蒸镀法形成，所述第三取向膜使用从与所述第一方向和所述第二方向交叉的方向的物理斜向蒸镀法形成。
根据上述适用例，能够分别在像素电极间配置使液晶分子沿相邻的像素电极间的间隙的较长方向水平取向的第一无机取向膜和第二无机取向膜。第一取向膜通过从第二方向的物理斜向蒸镀法在像素电极之间形成。第二取向膜通过从第一方向的物理斜向蒸镀法在像素电极之间形成。而且，在从第一方向的物理斜向蒸镀法中，通过像素电极作为自我调整掩膜发挥功能，沿成为像素电极的阴影的第二方向的部分保持在进行了从第一方向的物理斜向蒸镀法之后也沿第二方向取向的取向膜露出的状态。
而且，通过使用物理斜向蒸镀法从与第一方向和第二方向交叉的方向形成使液晶分子沿基板的法线垂直取向的第二取向膜，由此使第一取向膜在作为第一间隙的像素电极间(阴影)露出、使第二取向膜在作为第二取向膜的像素电极间(阴影)露出的状态下，能够在第一间隙、第二间隙、像素电极上形成第三取向膜。
(适用例6)本适用例的电子设备，其特征在于，包括上述记载的液晶装置。
据此，该电子设备包括能够再现鲜明的轮廓的液晶装置，所以能够提供画质优异的电子设备。
(适用例7)本适用例的电子设备，其特征在于，包括上述记载的液晶装置的制造方法形成的液晶装置。
据此，该电子设备包括使用了用于获得抑制了像素电极间的漏光的液晶装置的制造工序的液晶装置，所以能够提供能够再现鲜明的轮廓的电子设备。
附图说明
图1(a)是液晶装置的俯视图、(b)是图1(a)的H-H′线截面图。
图2是表示液晶装置的电结构的等价电路图。
图3(a)是表示像素的结构的俯视图，(b)是图3(a)的A-A′线截面图。
图4(a)是表示像素电极和取向膜的对应关系的俯视图，(b)是图4(a)中的A-A′线截面图，(c)是图4(a)中的与A-A′线正交的B-B′线截面图。
图5(a)是表示不施加电场的情况下的液晶分子的取向的立体图，图5(b)是表示施加了电场的情况下的液晶分子的取向的立体图。
图6(a)是用于表示发生了向错的状态的俯视图，(b)是用于表示抑制了向错的状态的俯视图。
图7是表示具有图6(a)的构造的像素电极相邻时进行了白显示和黑显示时的光透过率与坐标之间的关系、具有图6(b)的构造的像素电极相邻时进行了白显示和黑显示时的光透过率与坐标之间的关系的曲线图。
图8(a)～(e)是用于说明液晶装置的制造方法的工序截面图以及俯视图。
图9(a)～(d)是用于说明液晶装置的制造方法的工序截面图以及俯视图。
图10(a)～(f)是用于说明电子设备的示意图。
标号说明
3a扫描线、3b电容线、6a数据线、10元件基板、10a基板本体、11栅极绝缘膜、12层间绝缘膜、15像素电极、15a像素电极、15b像素电极、15c像素电极、16接触孔、18取向膜、20相对基板、23共用电极、29取向膜、30TFT、30薄膜晶体管、30a半导体层、30d漏极电极、30e扩张部、30g栅极电极、30s源极电极、36保持电容、40X第一方向取向膜、40Xa露出区域、40Y第二方向取向膜、40Ya露出区域、42垂直取向膜、50液晶层、52密封件、53分型部、100液晶装置、101数据线驱动电路、102端子部、104扫描线驱动电路、105布线、106上下导通部、110偏振板、111偏振板、115液晶分子、117低亮度区域、230便携电话、231天线部、232声音输出部、233声音输入部、234操作部、240摄像机、240Y接收图像部、242操作部、243声音输入部、250计算机、251相机部、252操作部、260头戴显示器、261带、262光学系统收纳部、270投影机、271框体、272光源、273合成光学系统、274镜、275镜、276屏幕、280投影机、281光学系统、282框体、283屏幕、G1像素。
具体实施方式
下面基于附图说明将本发明具体化后的各实施方式。
(液晶装置的结构)
使用图1、图2、图3对本实施方式的液晶装置的结构中，对具备薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)作为像素的开关元件的有源矩阵型的液晶装置进行说明。
图1是表示液晶装置的结构的概略图，图1(a)是俯视图，图1(b)是图1(a)的H-H′线截面图。图2是表示液晶装置的电结构的等价电路图。图3(a)是表示像素的结构的俯视图，图3(b)是图3(a)的A-A′线截面图。
如图1(a)和(b)所示，本实施方式的液晶装置100具有：作为基板的元件基板10、相对基板20、由元件基板10和相对基板20夹持的液晶层50。在此，“上”(Z方向)定义为从元件基板10朝向液晶层50的方向。
而且，作为第一方向的X方向定义为从作为第一像素电极的像素电极15a朝向作为第二像素电极的像素电极15b的方向，作为第二方向的Y方向定义为从像素电极15a朝向作为第三像素电极的像素电极15c的方向。
在像素电极15a和像素电极15c之间的作为第一间隙的间隙的较长方向，形成有用于使液晶分子115在X方向水平取向的、在X方向延伸的、作为第一取向膜的第一方向取向膜40X。
在像素电极15a和像素电极15b之间的作为第二间隙的间隙的较长方向，形成有用于使液晶分子115在Y方向水平取向的、在Y方向延伸的、作为第二取向膜的第二方向取向膜40Y。
关于第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y的详细情况将后述。像素电极(15a，15b，15c)是用于便于表示像素电极15的相对位置关系而设置的标号，除了表示相对的位置关系之外，与像素电极15等价。
元件基板10比相对基板20大一圈，两个基板经由密封件52接合。而且，在其间隙封入包含具有负的电介质各向异性的液晶分子115的液晶，构成液晶层50。
如图1(a)所示，元件基板10沿其一边具有数据线驱动电路101。而且，排列有与之电连接的多个端子部102。在与元件基板10的该一边交叉(正交)的两个边沿各自的边设置有扫描线驱动电路104。而且，在俯视图上，在夹持相对基板20的位置，与该一边平行的边上设置有连结两个扫描线驱动电路104的多条布线105。
在以框状配置的密封件52的内侧同样以框状设置有分型部53。分型部53使用具有遮光性的金属材料或者树脂材料。
如图1(b)所示，在元件基板10的液晶层50侧的表面配置有按每个像素设置的像素电极15以及作为开关元件的TFT30、信号布线、覆盖它们的取向膜18。
在相对基板20的液晶层50侧的表面具有：分型部53、配置成覆盖分型部53的共用电极23、配置成覆盖共用电极23的取向膜29。
取向膜18是后述的无机取向膜。而且，取向膜29例如是与像素电极15上的取向膜18(后述的垂直取向膜42)反向平行地取向的垂直取向膜，例如通过相对于相对基板20的基板法线具有45～65°程度的倾斜的物理斜向蒸镀法蒸镀二氧化硅(SiO2)来形成。
关于取向膜18的详细情况将后述。取向膜18例如组合了多种取向膜。
设置于相对基板20的共用电极23如图1(a)所示通过设置于相对基板20的四角的上下导通部106电连接于元件基板10侧的布线。
图2是表示液晶装置的电结构的等价电路图。如图2所示，液晶装置100具有相互绝缘并正交的作为信号线的多条扫描线3a和多条数据线6a。此外，具有以相对于扫描线3a按一定间隔平行设置的方式配置的电容线3b。
在由扫描线3a和数据线6a以及电容线3b以格子状划分的区域，设置有像素电极15、对像素电极15进行开关控制的作为开关元件的TFT30、保持电容36，这些构成像素。即，像素以矩阵状配置。
扫描线3a电连接于TFT30的栅极，数据线6a电连接于TFT30的源极。像素电极15电连接于TFT30的漏极。
数据线6a连接于数据线驱动电路101(参照图1)，将从数据线驱动电路101供给的像素信号D1，D2，...，Dn供给到像素。扫描线3a连接于扫描线驱动电路104(参照图1)，将从扫描线驱动电路104供给的扫描信号SC1，SC2，...，SCm向各像素供给。从数据线驱动电路101向数据线6a供给的图像信号D1～Dn可以依次按线顺序供给，也可以对相互相邻的多条数据线6a彼此按组供给。扫描线驱动电路104对扫描线3a在预定的定时以脉冲方式按线顺序供给扫描信号SC1～SCm。
液晶装置100构成为：作为开关元件的TFT30通过扫描信号SC1～SCm的输入在一定期间设为导通状态，由此从数据线6a供给的图像信号D1～Dn以预定的定时写入像素电极15。而且，经由像素电极15写入液晶层50的预定电平的图像信号D1～Dn在像素电极15和隔着液晶层50相对配置的共用电极23之间保持一定期间。
为了抑制保持的图像信号D1～Dn由于泄漏而变动，在像素电极15和共用电极23之间与液晶电容并列地连接有保持电容36。保持电容36设置在TFT30的漏极与电容线3b之间。
图3(a)是表示像素的结构的俯视图，图3(b)是图3(a)的A-A′线截面图。
如图3(a)所示，像素G1具有设置于通过在相互绝缘的状态下交叉的扫描线3a和数据线6a划分的区域的矩形状的像素电极15，和对像素电极15的电位进行开关控制的TFT30。
TFT30设置于扫描线3a和数据线6a的交叉点附近的扫描线3a上。TFT30具备具有夹着栅极而配置的源极、漏极以及由源极、漏极夹着的沟道的三个区域的半导体层30a，在源极设置有从数据线6a延伸出的源极电极30s。此外，在漏极设置有俯视图上大致四角形的漏极电极30d。漏极电极30d具有向像素电极15侧扩张的扩张部30e。在像素电极15，用于与漏极电极30d电连接的在俯视图上呈大致圆形的接触孔16设置在与漏极电极30d重叠的位置。
电容线3b在半导体层30a的漏极侧附近以与扫描线3a平行的方式设置。此外，具有与漏极电极30d的扩张部30e重叠的扩宽部。
如图3(b)所示，在基板本体10a上，首先配置使用了铝等金属布线材料的扫描线3a、电容线3b。设置使用了氧化硅等绝缘体的栅极绝缘膜11，使得覆盖这些扫描线3a、电容线3b。
在覆盖扫描线3a的栅极绝缘膜11上设置有半导体层30a。半导体层30a的厚度为大致50nm。覆盖扫描线3a的部分为栅极，与之相对的扫描线3a发挥栅极电极30g的作用。即，TFT30成为底栅构造。
如上所述，以与半导体层30a的源极重叠方式设置有源极电极30s，同样以与漏极重叠的方式设置漏极电极30d。配置使用了铝等金属布线材料的源极电极30s、漏极电极30d。
使用了这些金属布线材料的扫描线3a、电容线3d、源极电极30s(数据线6a)、漏极电极30d的厚度为大致500～600nm。
以覆盖这些半导体层30a、源极电极30s、漏极电极30d的方式设置有层间绝缘膜12。层间绝缘膜12为了缓和设置半导体层30a、源极电极30s、漏极电极30d的表面的阶差，以大致1～2μm程度的厚度设置。
在覆盖漏极电极30d的层间绝缘膜12具有使漏极电极30d和像素电极15导通的接触孔16。像素电极15由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等透明导电膜构成。
以上说明了作为如图1所示的液晶装置100使用透过型液晶装置的例子，但也可以是设置反射层的反射型的液晶装置。通过使用反射型的液晶装置，例如还能够控制覆盖TFT30的区域的光，所以能够提高开口率。此外，对作为图3(b)所示的TFT30的底栅型的TFT进行了说明，但这也可以使用顶栅型的TFT。通过使用顶栅型的TFT，能够先于其他构成要素对用于TFT30的半导体层进行热处理，即不会将其他构成要素暴露于高温而能够以高温形成多晶硅，所以能够将迁移率优异的多晶硅用于半导体层。
此外，通过追加滤色片能够进行彩色显示。具体而言，能够将子像素形状设为长方形，将RGB三色的子像素作为一个像素处理来实现。
(取向膜的结构)
下面说明取向膜的结构。在此，上面记载了TFT30等，所以省略说明，主要对取向膜与像素电极的对应关系进行说明。图4(a)是表示本实施方式的像素电极与取向膜的对应关系的俯视图，图4(b)是图4(a)中的A-A′线截面图，图4(c)是与A-A′线正交的B-B′线截面图。在此，在基板本体10a上形成的TFT30(参照图3(b))等省略图示。取向膜18具备沿相邻的两个像素电极(15a，15c)之间的间隙的较长方向(X方向)形成的第一方向取向膜40X。第一方向取向膜40X具有使液晶分子115在X方向水平取向的性质。而且，第一方向取向膜40X的一部分作为露出区域40Xa直接与液晶层50(参照图1)接触。
此外，具有在元件基板上在相邻的两个像素电极15a和像素电极15b的间隙形成的第二方向取向膜40Y。第二方向取向膜40Y具有使液晶分子115在Y方向水平取向的性质。而且，第二方向取向膜40Y的一部分作为露出区域40Ya直接与液晶层50(参照图1)接触。
即，像素电极15具有沿其一边的第一方向取向膜40X，具有沿与其一边不同方向(此情况下正交)的边的第二方向取向膜40Y。
在像素电极15a上具有作为第三取向膜的垂直取向膜42。垂直取向膜42在与设置于相对基板20的共用电极23之间施加了电压的情况下，具有如下性质：第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y交叉(本实施方式中设为将第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y所成的角平分的45°)，使液晶分子115以依照元件基板10的方式水平取向。在未施加电场的情况下，具有如下性质：使液晶分子115沿基板本体10a的法线大致垂直(预倾角量的偏差)地取向。
具有这样的取向性的第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y、垂直取向膜42例如从相邻的两个像素电极(15a，15c)之间的间隙的较长方向看下去的方向，使用物理斜向蒸镀法使成为取向膜材料的无机物飞来，形成作为第一无机取向膜的第一方向取向膜40X。
而且，同样地从两个像素电极(15a，15b)之间的间隙的较长方向看下去的方向，使用物理斜向蒸镀法使成为取向膜材料的无机物飞来，形成在像素电极(15a，15b)之间的间隙以另外方向取向的作为第一无机取向膜的第二方向取向膜40Y。
而且，列举如下方法：从第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y通过像素电极15隐藏的方向(例如第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y所成的角的平分线方向)通过物理斜向蒸镀法使无机物飞来，形成作为第二无机取向膜的垂直取向膜42。关于详细的制造方法将后述。
取向膜18由第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y、垂直取向膜42的三层构成。为了作图方便，将像素电极15间的间隙扩大而在图中示出。此外，像素电极15由第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y、垂直取向膜42覆盖。
如上所述，在元件基板10上使用物理斜向蒸镀法在成为像素电极15的阴影的区域形成第一方向取向膜40X露出的露出区域40Xa。同样地，形成第二方向取向膜40Y露出的露出区域40Ya。而且，在像素电极15上形成上述垂直取向膜42。
(光的控制)
下面说明使用上述液晶装置100(参照图1)控制透过光的强度的机构。图5(a)是表示未施加电场的情况下的液晶分子的取向的立体图，图5(b)是表示施加了电场的情况下的液晶分子的取向的立体图。如图5(a)、(b)所示，液晶装置100由以正交偏振配置的偏振板110，111夹持。
以沿着图4(a)中的像素电极15a和像素电极15b之间的间隙的较长方向(Y方向)的方式对齐偏振板110的吸收轴。此外，以沿着图4(a)中的像素电极15a和像素电极15c之间的间隙的较长方向(X方向)的方式对齐偏振板111的吸收轴。
在像素电极15上，形成有垂直取向膜42，使得在像素电极15和共用电极23之间施加了电压(施加了纵向电压)时，液晶分子115依照在元件基板10的俯视图上相对于偏振板110，111的吸收轴具有45°的角度的平面通过纵向电场取向。
在像素电极15和共用电极23之间未施加电压(未施加纵向电场)的状态下，如图5(a)所示，液晶分子115在液晶层50的内部沿基板本体10a的法线大致垂直(偏离预倾斜角量)地取向。
因此，入射到入射侧的偏振板110的光L几乎不产生由液晶层50引起的延迟而到达出射侧的偏振板111，在偏振板111被吸收，所以进行黑显示。
在像素电极15和共用电极23之间施加了电压(施加了纵向电压)的状态下，如图5(b)所示，液晶分子115在液晶层50内，相对于偏振板110，111的吸收轴具有45°的角度，以依照元件基板10的方式取向。
即，在像素电极15和共用电极23之间施加了十分强的纵向电场，换言之液晶分子115与元件基板10大致平行地取向的程度电压的情况下，液晶层50进行与1/2波长板同等的动作，在偏光方向旋转90°的状态下光L到达偏振板111。因此，光L透过偏振板111。因此，进行白显示(W)。中间灰度的显示通过该电场的加减改变液晶分子的取向方向来进行。
(抑制向错)
下面使用图6说明能够抑制向错的构造。
图6(a)是用于表示由于像素电极间的横向电场产生了向错的状态的俯视图。图6(b)是表示通过使用本实施方式能够抑制向错的俯视图。关于详细构造、光的控制如上所述，此处使用简化的附图进行说明。
在像素电极15a和共用电极23之间施加白用的电压(例如最大电压)，像素电极15b、像素电极15c与共用电极23同电位(未施加电压例如接地电位)的情况下，正方形的像素电极15a使液晶分子115在其对角线方向(45°)水平取向。而且，像素电极15b、像素电极15c使液晶分子115垂直取向(用◎表示)。在此情况下，在像素电极15a、像素电极15b、像素电极15c之间产生横向电场。
在产生了横向电场的情况下，通过该横向电场，液晶分子115在与本来的取向方向不同的方向取向(向错)。而且，在本来应该进行白显示的像素电极15a上，在此情况下，在按照像素电极15a，15b的方向和按照像素电极15a，15c的方向产生亮度低的低亮度区域117，对比度降低，而且轮廓显现变淡。
另一方面，在图6(b)所示的构造中，在像素电极15a和像素电极15c之间的间隙(图1)露出使液晶分子115在X方向(参照图1(a))水平取向的露出区域40Xa。此外，在像素电极15a和像素电极15c之间的间隙露出使液晶分子115在Y方向水平取向的露出区域40Ya。因此，位于像素电极15a和15b的间隙的液晶分子115沿该间隙的较长方向水平取向。同样地，位于像素电极15a和15c的间隙的液晶分子115也沿该间隙的较长方向水平取向。即，通过设置露出区域40Xa和露出区域40Ya，能够防止向错引起的对比度的降低，能够显现鲜明的轮廓。
图7是表示具有图6(a)的构造、相邻的像素电极进行白显示和黑显示时的光透过率和坐标的关系以及具有图6(b)的构造、相邻的像素电极进行白显示和黑显示时的光透过率和坐标的关系的曲线图。该曲线图使用X轴作为各自的坐标，将图6(b)所示的箭头方向作为X方向。
此外，透过率的绝对值例如随着偏振板的透过率和/或液晶层的厚度等变化，所以在此使用满足条件时的相对透过率，使用光透过率(Transmissivity)作为Y轴，Y轴的单位使用任意刻度(a.u.)。
如图7所示，在使用图6(a)的构造(Reference)的情况下，如虚线所示，在像素区域15a区域(白显示区域)产生向错，白显示区域的一部分在接近像素区域15c(黑显示区域)的位置产生透过率的降低(虚线)。相对于此，在使用图6(b)的构造(This work)的情况下，液晶分子115由于露出区域40Xa的取向性沿该间隙的较长方向强制地水平取向。因此，抑制在与该间隙的较长方向交叉的方向上产生的向错的产生。因此，如实线所示，抑制在像素电极15a区域(白显示区域)的低亮度区域117(参照图6(a))的产生，提高像素电极15a区域的亮度。
在此，针对像素电极15a区域(白显示区域)的亮度提高率，使用图7的曲线图以通过图6(a)的构造和图6(b)的构造示出的像素电极15a区域(白显示区域)的面积进行了比较。在此情况下，最大亮度的白和最小亮度的黑相邻的情况下，透过率大约提高了25％。因此，与使用以往技术的情况相比，能够实现高对比度，能够进行鲜明的轮廓显现。
(液晶装置的制造方法)
下面使用附图说明液晶装置的制造方法。图8、图9是用于说明上述液晶装置的制造方法的工序截面图以及俯视图。
首先，在基板本体10a上使用通常的制造方法形成TFT30、层间绝缘膜12、接触孔16等。到此为止的工序可以使用一般的CVD法、光刻法形成。图8(a)中示出完成了到此为止的工序后的工序截面图。在以后的工序截面图、俯视图中，由于已经说明了TFT30、接触孔16等，因此省略记载。此外，因为已经说明了电布线构造，所以省略记载。
下面形成像素电极15。关于像素电极15，ITO(铟锡氧化物)与其他透明电极相比，具有高透光率和低电阻，因此是优选的材料，但例如也可以使用氧化锡、氧化锌。此外，作为像素电极15的成膜方法，可以使用反应性磁控溅射法、真空蒸镀法等。此外，溶胶、凝胶法等也正在进行开发。
像素电极15以上述方法成膜后，例如通过使用光刻法确定的图案划分，形成在层间绝缘膜12上。图8(b)示出完成了到此为止的制造工序后的俯视图，图8(c)示出图8(b)A-A′的线工序截面图。图8(b)中还示出图8(a)与以后的附图的对应关系。像素电极15形成在层间绝缘膜12上。而且，该像素电极15与将像素电极15以矩阵状排列九个而图示的像素电极15的一个对应。
如上所述，在图8(c)中省略TFT30、接触孔16等的记载。
然后形成第一方向取向膜40X(第一取向膜形成工序)。第一方向取向膜40X使用氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、一氧化硅(SiO)等无机材料，使用物理斜向蒸镀法形成。相邻的两个像素电极(15a，15c)和X方向(参照图1)平行，形成包括使无机材料以相对于元件基板10的基板法线成预定角度(例如80°～85°)飞来并生长得到的柱状结晶的第一方向取向膜40X。作为物理斜向蒸镀法，可以使用电子束蒸镀、电阻加热蒸镀、溅射、离子镀等方法。将上述物质使用物理斜向蒸镀法设为露出的状态，由此可以得到按照基板本体10a、沿X方向具有取向性的第一方向取向膜40X。
图8(d)示出使用物理斜向蒸镀法在元件基板10形成第一方向取向膜40X的状态下的俯视图，图8(e)示出图8(d)的B-B′线工序截面图。
然后，形成第二方向取向膜40Y(第二取向膜形成工序)。第二方向取向膜40Y使基板本体10a旋转90°，以与Y方向平行的方式进行。在此工序中，可以得到依据基板本体10a、沿Y方向具有取向性的第二方向取向膜40Y。
图9(a)示出使用物理斜向蒸镀法在基板本体10a形成第二方向取向膜40Y的状态下的俯视图，图9(b)示出图9(a)的C-C′线工序截面图。
然后，形成垂直取向膜42(第三取向膜形成工序)。关于垂直取向膜42，在基板本体10a的俯视图上从相邻的两个像素电极(15a，15b)的间隙和相邻的两个像素电极(15a，15c)的间隙之间的角度(相对各个间隙成45°)的角度，相对于元件基板10的基板法线使二氧化硅(SiO2)倾斜45～65°程度，通过物理斜向蒸镀法形成垂直取向膜42。
图9(c)示出使用斜向蒸镀法在基板本体10a形成了垂直取向膜42的状态下的俯视图，图9(d)示出图9(c)的D-D′线工序截面图。
通过使用物理斜向蒸镀法，在成为像素电极15的阴影的区域不形成垂直取向膜42。换言之，在接近像素电极15、或者相接的区域，露出第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y。即，相对于位于像素电极15间的间隙，能够与较长方向平行地以自我调整(自对准)的方式形成水平取向膜。
而且，使用具有共用电极23的相对基板20，夹持液晶层50从而形成液晶装置100，该共用电极23由另外形成的、覆盖共用电极23的、与垂直取向膜42反向平行地垂直取向的取向膜29覆盖。
(电子设备)
下面对包括具有本实施方式的结构的液晶装置100的或者使用本实施方式的制造方法制作的液晶装置的电子设备进行说明。
图10中列举出上述液晶装置或包含使用上述液晶装置的制造方法形成的液晶装置的电子设备的例子。图10(a)是表示便携电话的适用例的示意图，便携电话230具备：天线部231、声音输出部232、声音输入部233、操作部234、以及液晶装置100。这样也可以将本发明的液晶装置作为便携电话230的显示部使用。图10(b)是摄像机的适用例的示意图，摄像机240具备接收图像部240Y、操作部242、声音输入部243、以及液晶装置100。这样本发明的液晶装置可以作为电子取景器、显示部使用。图10(c)表示便携型个人计算机的适用例的示意图，计算机250具有相机部251、操作部252、以及液晶装置100。这样本发明的液晶装置可以作为显示部使用。
图10(d)是表示头戴显示器的适用例的示意图，头戴显示器260具有带261、光学系统收纳部262以及液晶装置110。这样本发明的液晶装置可以作为图像显示器使用。图10(e)是表示背投型投影机的适用例的示意图，投影机270在框体271中具有光源272、合成光学系统273、镜274、镜275、屏幕276、以及液晶装置100。这样本发明的液晶装置可以作为图像显示器使用。图10(f)是表示正投型投影机(移动迷你投影机)的适用例的示意图，投影机280在框体282中具有光学系统281以及液晶装置100，能够将图像显示在屏幕283。作为移动迷你投影机处理的情况下，当代替屏幕283在白墙上放映时，可以省略屏幕283，能够提供更容易便携的移动迷你投影机。这样本发明的液晶装置可以作为图像显示器使用。
不限于上述例子，本发明的液晶装置可以适用于各种电子设备。例如，还可以用于带显示功能的传真装置、数码相机的取景器、便携型TV、DSP装置、PDA、电子笔记本、电光布告牌、宣传公告用显示器等。
上述液晶装置、液晶装置的制造方法、以及电子设备获得如下效果。
在使用图6(b)所示的构造的情况下，在像素电极15a和像素电极15b之间的间隙，使液晶分子115在依据该间隙的方向上水平取向的露出区域40Xa露出。此外，在像素电极15a和像素电极15c之间的间隙，使液晶分子115在依据该间隙的方向上水平取向的露出区域40Ya露出。因此，位于像素电极15a和15b的间隙的液晶分子115沿该间隙的较长方向水平取向。同样地，位于像素电极15a和15c的间隙的液晶分子115也沿该间隙的较长方向水平取向。因此，能够抑制由于横向电场液晶分子115的取向方向朝向与该间隙的较长方向脱离的方向取向的现象的发生。即，通过设置露出区域40Xa和露出区域40Ya，能够防止由向错引起的对比度的降低，能够显现鲜明的轮廓。
如图7的曲线图所示，通过在像素电极15a区域(白色显示区域)的面积上将现有技术和本实施方式相比较时，在最大亮度的白和最小亮度的黑相邻的情况下，透过率提高了大约25％。因此，与使用现有技术的情况相比，能够实现高对比度，能够显现鲜明的轮廓。
如图8(d)、(e)所示，由于与相邻的两个像素电极(15a，15c)的间隙的较长方向在基板本体10a的俯视图上平行，以相对于元件基板10的基板法线成预定角度(例如80°～85°)的方式使无机材料飞来并进行结晶生长，从而能够以自我调整的方式获得在该间隙的较长方向具有取向性的第一方向取向膜40X。
如图9(a)、(b)所示，由于与相邻的两个像素电极(15a，15b)的间隙的较长方向在基板本体10a的俯视图上平行，相对于元件基板10的基板法线成预定角度(例如80°～85°)的方式使无机材料飞来并进行结晶生长，从而能够以自我调整的方式获得在该间隙的较长方向具有取向性的第二方向取向膜40Y。除此之外，像素电极15作为自我调整掩模发挥功能，所以可以留下在与像素电极(15a，15c)的间隙的较长方向取向的第一方向取向膜40X，在与像素电极(15a，15b)的间隙的较长方向获得第二方向取向膜40Y，所以能够形成在像素电极15间的较长方向取向的第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y。
如图9(c)、(d)所示，通过使用物理斜方蒸镀法，在成为像素电极15的阴影的区域不形成垂直取向膜42。换言之，在接近像素区域15、或者相接的区域露出第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y。即，相对于位于像素电极15间的间隙，能够与较长方向平行地自我调整地形成水平取向膜。
具备相对基板20(参照图1)的共用电极23和覆盖共用电极23的取向膜29可以使用不具有图案(整面)的构造，所以能够容易地进行元件基板10和相对基板20的贴合。尤其，在元件基板10和相对基板20变大时，不需要精密的对位(校准)，所以能够提供容易制造、且具有高对比度的液晶装置100。
如(液晶装置的制造方法)所示，第一方向取向膜40X和第二方向取向膜40Y能够以大致相同的条件形成，所以不需要新的设备投资。因此能够降低制造成本。
如(液晶装置的制造方法)所示，第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y、垂直取向膜42将像素电极15作为自我调整掩模使用物理斜向蒸镀法制造，所以能够不增加光刻工序而进行制造。因此，可以不使用高额的光掩模而进行制造。此外，在元件基板10大型化的情况下，光掩模和元件基板10的校准困难，自我调整式制造不需要校准。
此外，驱动电路、驱动条件可以以与现有技术相同的条件处理，所以不需要设计、适用新的驱动电路等。因此，不需要追加新的制造方法、制造装置而容易地形成液晶装置100。
本发明不限于上述实施方式，可以在上述实施方式上增加各种变更、改良等。变形例如下所述。
(变形例)
引用图4进行说明。
在此，对在像素电极15的两边配置第一方向取向膜40X、第二方向取向膜40Y的例子进行了说明，可以仅配置在某一方。在此情况下，能够缩短制造工序，所以能够压缩制造所需的时间和成本。

Claims (7)

1.一种液晶装置，其特征在于，
具有基板、介电常数各向异性为负的液晶层，
所述基板具备：
第一像素电极；
与所述第一像素电极在第一方向相邻的第二像素电极；
与所述第一像素在与所述第一方向交叉的第二方向相邻的第三像素电极；
第一取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的第一间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第二方向取向；
第二取向膜，其设置于所述第一像素电极和所述第三像素电极之间的第二间隙，使所述液晶层中的液晶分子沿所述第一方向取向；以及
第三取向膜，其覆盖所述像素电极，并且设置于所述第一间隙和所述第二间隙，使所述液晶分子沿所述基板的法线取向，
在所述第一间隙，具备所述第一取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分，并且在所述第二间隙，具备所述第二取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，
所述第一取向膜是使用从所述第二方向的物理斜向蒸镀法的第一无机取向膜，
所述第二取向膜是使用从所述第一方向的物理斜向蒸镀法的第二无机取向膜，
所述第三取向膜是使用从与所述第一方向和所述第二方向交叉的方向的物理斜向蒸镀法的第三无机取向膜。
3.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述第三取向膜，在所述像素电极上以覆盖所述第一取向膜和第二取向膜的方式设置。 
4.一种液晶装置的制造方法，其特征在于，
该液晶装置具有基板、介电常数各向异性为负的液晶层，
所述基板配置有：第一像素电极；与所述第一像素电极在第一方向相邻的第二像素电极；与所述第一像素在与所述第一方向交叉的第二方向相邻的第三像素电极，所述液晶装置的制造方法包括：
在所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的第一间隙，形成使所述液晶层中的液晶分子沿所述第二方向取向的第一取向膜的工序；
在所述第一像素电极和所述第三像素电极之间的第二间隙，形成使所述液晶层中的液晶分子沿所述第一方向取向的第二取向膜的工序；以及
在所述第一间隙和所述第二间隙以及所述像素电极上，形成使所述液晶分子沿所述基板的法线取向的第三取向膜的工序，
在所述第一间隙，具备所述第一取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分，并且在所述第二间隙，形成所述第二取向膜与所述液晶相接的部分和所述第三取向膜与所述液晶相接的部分。
5.根据权利要求4所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，
所述第一取向膜使用从所述第二方向的物理斜向蒸镀法形成，
所述第二取向膜使用从所述第一方向的物理斜向蒸镀法形成，
所述第三取向膜使用从与所述第一方向和所述第二方向交叉的方向的物理斜向蒸镀法形成。
6.一种电子设备，包括根据权利要求1～3中任一项所述的液晶装置。
7.一种电子设备，包括使用权利要求4或5所述的液晶装置的制造方法形成的液晶装置。 
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