JP2002287152A - 液晶装置および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機配向膜を用いた液晶装置における液晶の
配向不良を低減し、表示不良の発生やコントラスト比の
低下を防止し得る液晶装置を提供する。 【解決手段】 本発明の液晶装置は、一対の基板の双方
に無機配向膜を有しており、液晶層のツイスト角をφ、
セルギャップをｄ、液晶分子のらせんピッチをＰとした
ときに、液晶層の液晶分子の平均プレティルト角θが５
°≦θ≦２０°の範囲内にある場合には、（０．６／３
６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．４／３６０）φ の関係を、
液晶層の液晶分子の平均プレティルト角θがθ＞２０°
の範囲内にある場合には（０．８／３６０）φ＜ｄ／Ｐ
＜（１．６／３６０）φ の関係を満たすことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置および投
射型表示装置に関し、特に、液晶プロジェクタのライト
バルブ等に用いて好適な液晶装置の構成に関するもので
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。この種の投射型液晶表示装置の構成要素
である液晶ライトバルブには、アクティブマトリクス型
の液晶パネルが多用されている。

【０００３】近年、液晶プロジェクタの高精細化、高輝
度化に伴う液晶ライトバルブの小型化に伴って、画素ピ
ッチを微細化する傾向にある。ところが、画素ピッチが
例えば２０μｍ程度に微細になってくると、ポリイミド
膜等の有機膜からなる配向膜を使用した液晶ライトバル
ブでは、配向膜の下地層の段差部に起因して配向膜にラ
ビングがかからない領域（ラビング不良領域）が生じて
しまい、この付近で液晶の配向乱れ（ディスクリネーシ
ョン）が生じ、これが表示不良の原因となることがあっ
た。この種の問題は、画素ピッチをさらに微細化すると
一層顕著になってくる。

【０００４】また、液晶プロジェクタの高輝度化に伴っ
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膜からなる配
向膜が光や熱によって劣化し、その結果、配向膜が持つ
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など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、ポリイミドの有機
膜は４００〜４５０ｎｍ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、配向
膜の劣化した付近で液晶の配向乱れが生じ、これが表示
不良につながるからである。

【０００５】そこで、このような問題を解決するため
に、配向膜を、ポリイミド等の有機膜でなく、酸化シリ
コン（ＳｉＯ）などの無機材料の斜方蒸着によって得ら
れる膜で構成し、この無機斜方蒸着膜の表面形状効果に
より液晶分子を一定方向に配向させるようにした液晶ラ
イトバルブが提案されている。この無機斜方蒸着膜から
なる配向膜は、基板をある角度で固定して一方向から無
機材料を蒸着、具体的には基板から１０°〜３０°程度
傾けた方向から無機材料を蒸着させて、基板に対して所
定の角度で配列された無機材料の柱状構造物を成長させ
る斜方蒸着法により形成することができる。このように
して形成した配向膜は、無機膜から構成されているた
め、ポリイミド等の有機膜から構成したものに比べて耐
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、画素ピッチが微細になってもポリイ
ミド等の有機膜から構成したもののようにラビング不良
部分に起因する液晶の配向乱れがない、といった利点を
有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機膜
からなる配向膜は、耐光性や耐熱性に優れる反面、有機
膜からなる配向膜と比べて液晶に対する配向規制力が弱
いという欠点を持っている。したがって、無機配向膜を
用いた液晶装置において、液晶の配向を乱そうとする何
らかの要因があるとディスクリネーションが容易に生
じ、表示不良が発生することになる。例えば、液晶ライ
トバルブを構成するアクティブマトリクス基板の表面に
薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦ
Ｔと略記する）等のスイッチング素子、データ線、走査
線等の信号線、画素電極等を形成することで凹凸がで
き、斜方蒸着時に凹凸の影となる領域で膜が形成されに
くいなどの事情により配向膜に若干の欠陥が生じること
もある。配向膜にこのような異常があった場合、有機膜
であれば配向規制力の強さで何とかカバーできる場合も
あるが、無機蒸着膜ではそれがディスクリネーションを
誘起することになる。ひいては、配向方向の異なるドメ
インで光漏れ等の表示不良が発生したり、コントラスト
比が低下したりして表示品位が低下する。

【０００７】また、ディスクリネーションを低減する手
段の一つとして、電圧無印加状態で予め液晶分子を基板
面に対して傾斜させておく、いわゆるプレティルトを付
与しておく方法がある。一般にプレティルト角を大きく
する程、ディスクリネーションの低減効果は大きくな
る。しかしながら、配向規制力がもともと弱い無機配向
膜を用いた場合にはプレティルト角を大きくすると、基
板間での液晶のらせん構造がより不安定になるため、液
晶分子のツイスト方向が部分的に逆回りになる領域、い
わゆるリバースツイストドメインが発生することがあ
り、やはり表示不良となってしまう。

【０００８】以上の問題は、ＴＦＴ素子に代表される３
端子型素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置に
限った問題ではなく、無機配向膜を用いた液晶装置であ
る限り、薄膜ダイオード（Thin-Film Diode,以下、ＴＦ
Ｄと略記する）素子等の２端子型素子を用いたアクティ
ブマトリクス型液晶装置、パッシブマトリクス型液晶装
置にも共通の問題である。

【０００９】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、配向規制力の弱い無機配向膜を用
いた液晶装置においても液晶の配向不良を低減し、これ
に起因する表示不良の発生やコントラスト比の低下を防
止し得る液晶装置を提供することを目的とする。また、
上記液晶装置を用いることにより表示品位の高い投射型
表示装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【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、互いに対向する一対の基板
間に液晶層が挟持されてなり、前記一対の基板の液晶層
側の表面に無機材料からなる配向膜がそれぞれ設けら
れ、前記液晶層の液晶分子の平均プレティルト角θが５
°≦θ≦２０°の範囲内にあり、前記液晶層の液晶分子
のツイスト角をφ、セルギャップをｄ、前記液晶層の液
晶分子のらせんピッチをＰとしたときに、 （０．６／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．４／３６０）φ …（１） の関係を満たすことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の液晶装置は、互いに対向す
る一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記一対の
基板の液晶層側の表面に無機材料からなる配向膜がそれ
ぞれ設けられ、前記液晶層の液晶分子の平均プレティル
ト角θがθ＞２０°の範囲内にあり、前記液晶層の液晶
分子のツイスト角をφ、セルギャップをｄ、前記液晶層
の液晶分子のらせんピッチをＰとしたときに、 （０．８／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．６／３６０）φ …（２） の関係を満たすことを特徴とする。

【００１２】本発明者らは、無機配向膜を用いた液晶装
置において無機配向膜の持つ配向規制力の弱さに起因す
る配向不良を対策すべく、種々の実験、検討を重ねた結
果、液晶材料の一特性である「らせんピッチ」に着目
し、液晶装置のセルギャップと液晶層のらせんピッチと
の比を所定の値の範囲に設定することによって、無機配
向膜を用いた液晶装置における配向不良を防止できるこ
とを見い出した。これにより、配向不良（ディスクリネ
ーション）に伴う光漏れ等の表示不良がなく、コントラ
スト比の低下がない液晶装置を実現することができる。
なお、ここで言う「らせんピッチ」とは、配向規制力を
付与していない状態において液晶層の液晶分子の長軸が
一方向に３６０°回転する間の液晶層の長さ（距離）の
ことを指す。上記のセルギャップｄとらせんピッチＰと
の比ｄ／Ｐの値の範囲の根拠については、後の［実施
例］の項で実験データを示して詳述する。

【００１３】本発明者らの実験データをまとめると、上
述したように、セルギャップｄとらせんピッチＰとの比
ｄ／Ｐの値は、液晶層の液晶分子の平均プレティルト角
θが５°≦θ≦２０°の場合とθ＞２０°の場合とでそ
れぞれ（１）式、（２）式で示されるように異なる範囲
で表せることがわかった。なお、本発明で「平均プレテ
ィルト角」という語句を用いたのは、無機配向膜の場
合、特に斜方蒸着法等により配向膜を形成すると、基板
の表面形状などによって配向膜を構成する柱状構造物が
均一に形成されないこともあり、基板上の場所によって
プレティルト角が異なる場合が想定されるため、基板全
体を平均化したプレティルト角を基に（１）式、（２）
式の使い分けを判断すればよい。

【００１４】無機配向膜においてプレティルト角を制御
するには種々の方法を採ることができる。典型的な例と
して、基板上に一方向から無機材料を蒸着して無機蒸着
膜を形成した後、基板面内の方向を変えて異なる角度か
ら２回目の蒸着を行い、前記無機蒸着膜上にもう１層の
無機蒸着膜を形成する配向膜の形成方法を用いると、５
°≦θ≦２０°の範囲のプレティルト角を比較的容易に
得ることができる。これを配向膜の構成として言い換え
ると、それぞれが一定方向に傾斜した無機材料の柱状構
造物からなる２層の斜方蒸着膜で構成され、双方の斜方
蒸着膜を構成する無機材料の柱状構造物の傾斜方向は、
基板面内における方位角方向が異なるような配向膜であ
れば、５°≦θ≦２０°の範囲のプレティルト角を実現
することができる。

【００１５】また、上記のように２回の蒸着を行うので
はなく、１回の蒸着のみで配向膜を形成すると、θ＞２
０°の範囲のプレティルト角を比較的容易に得ることが
できる。配向膜の構成として言い換えると、一定方向に
傾斜した無機材料の柱状構造物からなる斜方蒸着膜で構
成された配向膜であれば、θ＞２０°の範囲のプレティ
ルト角を実現することができる。

【００１６】無機配向膜の具体的な材料としては、酸化
シリコン（ＳｉＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、ＭｇＦ
（フッ化マグネシウム）などを用いることができるが、
ＳｉＯが最も一般的に用いられる。

【００１７】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。この構成によれば、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、液晶の配向不良によ
るコントラスト比の低下等がなく、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。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、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〜
図８を参照して説明する。本実施の形態の液晶装置は、
投射型液晶表示装置のライトバルブに用いることを想定
したアクティブマトリクス方式の液晶装置の例である。
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
素群の平面図である。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断
面図であり、図４は図２のＣ−Ｃ’線に沿う断面図であ
る。なお、図３、図４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。また、図３においては、液
晶層の液晶分子の配向状態は符号６１の２点鎖線で囲ま
れた部分のみ模式的に示し、他の部分の液晶分子の配向
状態は図示を略した。

【００１９】図１に示すように、本実施の形態の液晶装
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９
ａを制御するための画素スイッチング用の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Ｓ
１、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、ＴＦＴ
３０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ＴＦＴ３０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。

【００２０】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。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。

【００２１】次に、図２に基づいて、本実施形態の液晶
装置のＴＦＴアレイ基板の画素部（画像表示領域）内の
平面構造について詳細に説明する。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（点線部９ａ’により輪郭が示
されている）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１
ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されてい
る。画素電極ピッチは、２０μｍ程度以下、好ましくは
１５μｍ程度以下とされている。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が配置されており、走査線
３ａ自体がゲート電極として機能する。

【００２２】容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直
線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、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（図中上
向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、デ
ータ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有してい
る。そして、図２中右上がりの斜線で示した領域には、
複数の第１遮光膜１１１が設けられている。より具体的
には、第１遮光膜１１１は、画素部において半導体層１
ａのチャネル領域を含むＴＦＴをＴＦＴアレイ基板の側
から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３
ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に伸び
る本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線
６ａに沿って隣接する後段側（図中下向き）に突出した
突出部とを有している。第１遮光膜１１１の各段（画素
行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下
において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先
端と重なっている。この重なった箇所には、第１遮光膜
１１１と容量線３ｂとを相互に電気的に接続するコンタ
クトホール１３が設けられている。すなわち、本実施の
形態では、第１遮光膜１１１は、コンタクトホール１３
により前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続さ
れている。

【００２３】次に断面構造を見ると、図３に示すよう
に、本実施の形態の液晶装置は、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た他方の基板をなす対向基板２
０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０には、例えば
インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯ
と略記する）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ＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０はＬＤＤ
（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３
ａ、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。

【００２４】また、上記走査線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１
ｄ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
２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６
ａ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。さらに、データ線６ａ上および第２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３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２層間絶縁膜４
および第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９ａに電気的に接続されている。これ
ら第３層間絶縁膜７や画素電極９ａは後述する無機配向
膜３６の下地層となっており、この下地層の表面は走査
線３ａや容量線３ｂによる段差部８０を有している。下
地層の表面にできる段差部８０の高さＺは、画素ピッチ
が１５μｍ程度の場合、２００ｎｍから６００ｎｍ程度
のものができている。

【００２５】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、第１蓄積容量電極１ｆとされ
ている。

【００２６】さらに、蓄積容量７０においては、図２、
図３から分かるように、第１遮光膜１１１は、第２蓄積
容量電極としての容量線３ｂの反対側において第１蓄積
容量電極１ｆに第１層間絶縁膜１２を介して第３蓄積容
量電極として対向配置されることにより（図３の右側の
蓄積容量７０参照）、蓄積容量がさらに付与されるよう
に構成されている。

【００２７】また、ＴＦＴアレイ基板１０表面の各画素
スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置には、メタル
層Ｍ１とバリア層Ｂ１とからなる第１遮光膜１１１が設
けられている。第１遮光膜１１１とＴＦＴ３０との間に
は、例えば高絶縁性ガラス、酸化シリコン膜、窒化シリ
コン膜等からなる第１層間絶縁膜（絶縁体層）１２が設
けられている。さらに、第１層間絶縁膜１２は、ＴＦＴ
アレイ基板１０の全面に形成されており、第１遮光膜１
１１パターンの段差を解消するために表面を研磨し、平
坦化処理を施してある。

【００２８】また、図２、図３に示したように、ＴＦＴ
アレイ基板１０に第１遮光膜１１１を設けるのに加え
て、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１１
は、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続する
ように構成されている。したがって、各第１遮光膜１１
１が、次段の容量線に電気的に接続される場合と比較し
て、画素部の開口領域の縁に沿って、データ線６ａに重
ねて容量線３ｂおよび第１遮光膜１１１が形成される領
域の他の領域に対する段差が少なくて済む。このように
画素部の開口領域の縁に沿った段差が少ないと、当該段
差に応じて引き起こされる液晶のディスクリネーション
を低減できるので、画素部の開口領域を広げることが可
能となる。

【００２９】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
画素部の開口領域以外の領域に第２遮光膜２３が設けら
れている。さらに、第２遮光膜２３上を含む対向基板２
０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２
１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２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ＴＦ
Ｔ３０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。

【００３０】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３層間絶縁
膜７上および画素電極９ａ上、すなわち表面に段差部８
０を有する上記の下地層上に無機材料を斜方蒸着してな
る無機配向膜３６が設けられている。ここでの段差部８
０は、具体的には容量線３ｂ上に形成された画素電極９
ａの凸部８１とこの凸部８１の近傍の画素電極９の凹部
８２による段差等である。この無機配向膜３６は、第１
の無機斜方蒸着膜３６ａと、第２の無機斜方蒸着膜３６
ｂとからなるものである。

【００３１】第１の無機斜方蒸着膜３６ａは、第１遮光
膜１１１、第１層間絶縁膜１２、ＴＦＴ３０、第２層間
絶縁膜４、第３層間絶縁膜７、画素電極９等を形成した
ＴＦＴアレイ基板１０をある角度で固定して一方向から
酸化シリコン等の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無機材料の柱状構造物を成長させ
る第１の斜方蒸着工程により形成されたものである。な
お、図２および図４中の符号ＳＡは第１の斜方蒸着工程
で第１の無機斜方蒸着膜３６ａを形成する際の無機材料
の斜方蒸着方向である。この斜方蒸着方向ＳＡは、走査
線３ａや容量線３ｂと直交する方向で、図２の平面図に
おける下側から上側に向かう方向である。また、斜方蒸
着方向ＳＡは、図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１
０とのなす角度（蒸着角度）θ１が５°〜１０°の範囲
内が好ましい。

【００３２】第１の無機斜方蒸着膜３６ａは、段差部８
０の近傍領域８０ａ（段差部８０の影となる領域）を除
いた領域８０ｂに形成されている。この第１の無機斜方
蒸着膜３６ａは、段差部８０の近傍領域８０ａにはほと
んど形成されていない。それは、上記のような斜方蒸着
方向ＳＡから無機材料を斜方蒸着すると、段差部８０の
近傍領域８０ａ（凸部８１の斜方蒸着方向ＳＡに沿った
方向側の斜面及びその近傍）は、段差部８０の影となっ
て無機材料が蒸着されにくいからである。

【００３３】第２の無機斜方蒸着膜３６ｂは、図２、図
７に示すように、上記第１の斜方蒸着工程の無機材料の
斜方蒸着方向ＳＡとは少なくとも上記基板の面内方向に
沿った方位角方向φが異なる方向ＳＢから無機材料を斜
方蒸着させ、基板に対して所定の角度で配列された柱状
構造物を成長させる第２の斜方蒸着工程により形成され
たものである。この斜方蒸着方向ＳＢは、走査線３ａや
容量線３ｂに沿った方向で、図２の平面図の右側から左
側に向かう方向である。この斜方蒸着方向ＳＢと斜方蒸
着方向ＳＡとは、方位角方向φが９０°異なっているこ
とが好ましい。また、斜方蒸着方向ＳＢは、図７に示す
ように、ＴＦＴアレイ基板１０とのなす角度（蒸着角
度）θ２が２５°〜３０°の範囲内が好ましい。

【００３４】この第２の無機斜方蒸着膜３６ｂは、上記
第１の無機斜方蒸着膜３６ａが形成されていない上記段
差部８０の近傍領域８０ａに形成されている。この第２
の無機斜方蒸着膜３６ｂは、第１の無機斜方蒸着膜３６
ａが形成されていない上記段差部８０の近傍領域８０ａ
に形成されているが、上記下地層表面の段差部８０の形
状や配置によっては第２の斜方蒸着工程で蒸着の影とな
る部分も生じることがあるため、第２の無機斜方蒸着膜
３６ｂは第１の無機斜方蒸着膜３６ａの表面の全面に形
成されていない場合もある。すなわち第２の無機斜方蒸
着膜３６ｂは、上記段差部８０の近傍領域８０と、少な
くとも段差部８０の両側の第１の無機斜方蒸着膜３６ａ
上に形成されていればよい。したがって、上記下地層上
に形成される無機斜方蒸着膜３６は、実際には、第１の
無機斜方蒸着膜３６ａのみが形成されている部分と、第
１の無機斜方蒸着膜３６ａ上に第２の無機斜方蒸着膜３
６ｂが形成されている部分と、第２の無機斜方蒸着膜３
６ｂのみが形成されている部分が混在している。

【００３５】図５は、本実施形態の液晶装置の第１の無
機斜方蒸着膜３６ａのみが形成されている部分、および
その近傍部分の斜方蒸着方向ＳＡに沿った断面構造を模
式的に示す図である。図６は、実施形態の液晶装置の段
差部８０の近傍領域８０ａに形成された第１の無機斜方
蒸着膜３６ａが形成されている部分、及びその近傍部分
の斜方蒸着方向ＳＢに沿った断面構造を模式的に示す図
である。なお、第１の無機斜方蒸着膜３６ａ上に第２の
無機斜方蒸着膜３６ｂが形成されている部分の断面構造
は、形状が複雑になるため図示を略した。第１の無機斜
方蒸着膜３６ａは、図５に示すように、傾斜した無機材
料の柱状構造物が疎に形成されており、隣接する柱状構
造物間に隙間３７があいている。一方、第２の無機斜方
蒸着膜３６ｂは、図６に示すように、傾斜した無機材料
の柱状構造物が密に形成されて後述の液晶層５０側とな
る表面に溝構造３８を有している。また、この第２の無
機斜方蒸着膜３６ｂは少なくとも段差部８０の両側の第
１の無機斜方蒸着膜３６ａ上にも形成されており、この
部分は、図５に示す柱状構造物間の隙間３７が第２の無
機斜方蒸着膜３６ｂの柱状構造物で埋められたような構
造になっている。第１の無機斜方蒸着膜３６ａを構成す
る無機材料の柱状構造物の傾斜方向と、第２の無機斜方
蒸着膜３６ｂを構成する無機材料の柱状構造物の傾斜方
向とは、少なくとも上記基板の面内方向に沿った方位角
方向φが異なっており、好ましくは方位角方向が９０°
異なっていることが望ましい。

【００３６】第１の無機斜方蒸着膜３６ａの厚みは５ｎ
ｍ〜１６ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ま
しくは８ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内である。第１の無機斜
方蒸着膜３６ａの厚みが５ｎｍ未満であると、液晶分子
５０ａにプレティルト角θｐが付与されず、プレティル
ト角がないことがディスクリネーションの要因となって
しまい、１６ｎｍを越えると第２の無機斜方蒸着膜３６
ｂの効果が薄れ、液晶分子５０ａのプレティルト角θｐ
が２０°以上となる。

【００３７】また、第２の無機斜方蒸着膜３６ｂの厚み
は１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
第２の無機斜方蒸着膜３６ｂの厚みが１０ｎｍ未満であ
ると第２の無機斜方蒸着膜３６ｂの柱状構造物が第１の
無機斜方蒸着膜３６ａを構成する無機材料の柱状構造物
の隙間３７を埋めるという効果が小さく、液晶分子５０
ａのプレティルト角θｐが２０°以上となり、４０ｎｍ
を越えると第１の無機斜方蒸着膜３６ａを構成する無機
材料の柱状構造物の隙間３７が埋め尽くされて液晶分子
５０ａにプレティルトが付与されず、プレティルトのな
い配向状態となってしまう。よって、無機配向膜３６の
平均の厚みは、１６ｎｍ〜２２ｎｍ程度である。

【００３８】他方、ＴＦＴアレイ基板１０側の無機配向
膜３６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、ＴＦＴアレイ基板１０側と同様の構成を持
つ無機配向膜４２が設けられている。この無機配向膜４
２は、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向
基板２０をある角度で固定して一方向から酸化シリコン
等の無機材料を蒸着させ、方向を変えて２回目の斜方蒸
着を行うことにより、基板に対して配列方向が異なる柱
状構造物を成長させる２回の斜方蒸着により形成された
ものである。

【００３９】図２および図４中の符号ＳＣ、Ｓ_Dは対向
基板２０側の無機配向膜４２を形成する際の無機材料の
斜方蒸着方向である。これらの斜方蒸着方向ＳＣ、Ｓ_D
は、図８に示すように、対向基板２０とのなす角度θ３
が５°〜１０°の範囲内のもの、対向基板２０とのなす
角度θ４が２５°〜３０°の範囲内のものである。対向
基板２０側は、ＴＦＴアレイ基板１０側と比べて表面の
段差部の高さが小さいため、無機材料を斜方蒸着する際
に段差部の影となる箇所はなく、蒸着不良領域が生じな
いため、この観点からすれば、ＴＦＴアレイ基板１０側
の無機配向膜３６のように無機材料の斜方蒸着を必ずし
も２回行う必要はない。しかしながら、本実施の形態で
は後述するプレティルト角を５°〜２０°の範囲内に設
定するために、対向基板２０側もあえて２回の斜方蒸着
を行い、無機配向膜４２を形成することにする。

【００４０】これらＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２
０は、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように
配置されている。そして、これら基板１０、２０と後述
するシール材５１（図１３および図１４参照）により囲
まれた空間に誘電異方性が正の液晶が封入され、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（電圧無印加時）で無
機配向膜３６、４２の作用により所定の配向状態をと
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。

【００４１】第１の無機斜方蒸着膜３６ａのみが形成さ
れている部分の近傍の液晶分子５０ａは、電界が印加さ
れていない状態（電圧無印加時）では、図５に示すよう
に、液晶分子５０ａの長軸は斜方蒸着方向ＳＡ に沿っ
た方向を含む面に配向しており、プレティルト角θｐ
が２５°〜４５°程度となっている。このように液晶分
子５０ａが配向するのは、第１の無機斜方蒸着膜３６ａ
は、先に述べたように傾斜した柱状構造物間に隙間３７
を有する構造であり、この第１の無機斜方蒸着膜３６ａ
の液晶層５０側の表面形状効果によるものである。

【００４２】第２の無機斜方蒸着膜３６ｂが形成されて
いる段差部８０の近傍領域の液晶分子５０ａは、電界無
印加状態では、図６に示すように、液晶分子５０ａの長
軸は斜方蒸着方向ＳＢ に沿った方向を含む面に配向し
ており、プレティルト角θｐがほぼ０°の平行配向とな
っている。このように液晶分子５０ａが配向するのは、
第２の無機斜方蒸着膜３６ｂは、先に述べたように傾斜
した無機材料の柱状構造物が密に形成されて得られた溝
構造３８が液晶層５０側となる表面に有する構造であ
り、この第２の無機斜方蒸着膜３６ｂの液晶層５０側の
表面形状効果によるものである。また、この第２の無機
斜方蒸着膜３６ｂが第１の無機斜方蒸着膜３６ａ上に形
成された部分（少なくとも段差部８０の両側部分）の近
傍の液晶分子５０ａは、第１の無機斜方蒸着膜３６ａの
近傍の液晶分子５０ａのプレティルトと第２の無機斜方
蒸着膜３６ｂの液晶分子５０ａのプレティルトの間のテ
ィルト角を有しているが、この部分の液晶分子５０ａの
プレティルト角度は第１と第２の無機斜方蒸着膜３６
ａ、３６ｂの膜厚比に依存する。このように液晶分子５
０ａが配向するのは、第２の無機斜方蒸着膜３６ｂが第
１の無機斜方蒸着膜３６ａ上に形成された部分は、先に
述べたように図５に示す柱状構造物間の隙間３７が第２
の無機斜方蒸着膜３６ｂの柱状構造物で埋められたよう
な構造になっており、この構造の液晶層５０側の表面形
状効果によるものである。

【００４３】以上の配向膜の構成により、本実施の形態
の場合、液晶層５０の液晶分子５０ａの平均プレティル
ト角θｐが５°〜２０°の範囲内に設定されている。液
晶分子５０ａの平均プレティルト角θｐは、実際には第
１の無機斜方蒸着膜３６ａ、第２の無機斜方蒸着膜３６
ｂの膜厚比や斜方蒸着角度θ１、θ２などを調整するこ
とにより制御することができる。そして、液晶層５０と
して用いる液晶材料が持つらせんピッチＰが、液晶層５
０の液晶分子のツイスト角をφ、セルギャップをｄとし
たときに、 （０．６／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．４／３６０）φ …（１） の関係を満たすように設定されている。

【００４４】より具体的には、本実施の形態の場合、ア
クティブマトリクス型液晶装置としての通常の表示方式
としてＴＮモードが用いられており、液晶層５０のツイ
スト角φはφ＝９０°である。各基板上の無機配向膜３
６，４２の配向方向からしても、ＴＦＴアレイ基板１０
側では、図５に示したように、第１の斜方蒸着工程の蒸
着方向であるＳＡに沿った方向に液晶分子が配向し、対
向基板２０側では蒸着方向Ｓcに沿った方向に液晶分子
が配向するので、ツイスト角φが９０°となる。そし
て、セルギャップｄをｄ＝３μｍとすると（１）式は次
のように表すことができる。 ８．６（μｍ）＜Ｐ＜２０（μｍ） …（１’）

【００４５】したがって、らせんピッチＰが上記
（１’）式を満たすような液晶材料を選択することによ
って、本実施の形態の液晶装置を実現することができ
る。らせんピッチＰは、種々の液晶材料を用いた場合で
もその液晶材料に添加するカイラル剤の量を適宜調整す
ることによって制御することができる。

【００４６】本実施の形態の液晶装置においては、液晶
層５０の液晶分子５０ａの平均プレティルト角θｐが５
°〜２０°の範囲内であって、液晶装置のセルギャップ
ｄと液晶層５０のらせんピッチＰとの比ｄ／Ｐを上記
（１）式を満足する値の範囲に設定したことにより、無
機配向膜を用いた従来の液晶装置で発生していたディス
クリネーションを効果的に防止でき、これに伴う光漏れ
等の表示不良がなく、コントラスト比に優れた液晶装置
を実現することができる。また、無機配向膜３６、４２
は無機斜方蒸着膜から構成されているので、ポリイミド
等の有機膜から構成したものに比べて耐光性や耐熱性が
優れており、液晶ライトバルブに好適なものとすること
ができる。

【００４７】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態について説明する。本実施の形態の液晶装
置の基本構成は第１の実施の形態の液晶装置と全く同様
であり、異なる点は各基板上の無機配向膜の構成と液晶
材料のみである。よって、本実施の形態ではこの異なる
点のみを説明する。

【００４８】第１の実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板
１０上の無機配向膜３６、対向基板２０上の無機配向膜
４２がともに２回の斜方蒸着によって形成された傾斜方
向が異なる柱状構造物からなるものであったのに対し、
本実施の形態では、これら無機配向膜３６，４２がとも
に１回のみの斜方蒸着によって形成された傾斜方向が一
定方向に揃った柱状構造物から構成されている。すなわ
ち、第１の実施の形態の説明で用いた図２において、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０側では、無機配向膜３６形成時の斜
方蒸着方向ＳＡ に沿った方向に液晶分子の長軸方向が
配向し、対向基板２０側では、無機配向膜４２形成時の
斜方蒸着方向ＳＣ に沿った方向に液晶分子の長軸方向
が配向していると考えればよい。

【００４９】以上の配向膜の構成によって、本実施の形
態の場合、液晶層５０の液晶分子５０ａの平均プレティ
ルト角θｐが２０°以上に設定されている。液晶分子５
０ａの平均プレティルト角θｐは、実際には斜方蒸着角
度の調整により制御することができる。そして、液晶層
５０として用いる液晶材料が持つらせんピッチＰが、液
晶層５０の液晶分子のツイスト角をφ、セルギャップを
ｄとしたときに、 （０．８／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．６／３６０）φ …（２） の関係を満たすように設定されている。

【００５０】より具体的には、本実施の形態の場合も第
１の実施の形態と同様、ツイスト角φをφ＝９０°、セ
ルギャップｄをｄ＝３μｍとすると（２）式は次のよう
に表すことができる。 ７．５（μｍ）＜Ｐ＜１５（μｍ） …（２’）

【００５１】したがって、らせんピッチＰが上記
（２’）式を満たすような液晶材料を選択することによ
って、本実施の形態の液晶装置を実現することができ
る。らせんピッチＰは、その液晶材料に添加するカイラ
ル剤の量を適宜調整することによって制御することがで
きる。

【００５２】本実施の形態の液晶装置においては、液晶
層５０の液晶分子５０ａの平均プレティルト角θｐが２
０°以上であって、液晶装置のセルギャップｄと液晶層
５０のらせんピッチＰとの比ｄ／Ｐを上記（２）式を満
足する値の範囲に設定したことにより、無機配向膜を用
いた従来の液晶装置で発生していたディスクリネーショ
ンを効果的に防止でき、これに伴う光漏れ等の表示不良
がなく、コントラスト比に優れた液晶装置を実現でき
る、ポリイミド等の有機膜から構成したものに比べて耐
光性や耐熱性が優れ、液晶ライトバルブに好適な液晶装
置を実現できる、といった第１の実施の形態と同様の効
果を得ることができる。

【００５３】なお、上記実施の形態では、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
型液晶装置に本発明を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液晶装置やパッシブマトリクス型液
晶装置にも適用できる。また、本発明は透過型、反射
型、半透過反射型を問わず、いずれの液晶装置にも適用
可能である。ＴＦＴ素子としては、ポリシリコンの半導
体や、単結晶の半導体層でもよい。単結晶の半導体層を
形成する場合は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）によ
る単結晶基板を支持基板と貼り合わせた後に単結晶基板
側を薄膜化する貼り合わせ法を用いることができる。

【００５４】［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９および図１０を参照して説明
する。なお、図９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１０は、対向基板２０を含めて示す
図９のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。なお、図９およ
び図１０では、無機配向膜３６、４２の記載は省略して
いる。

【００５５】図９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２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３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。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。

【００５６】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１０に示すように、図９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。

【００５７】以上、図１から図１０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１
０４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、例えばＴＮ（Twisted Nematic)
モード、ＶＡ（Vertically Aligned)モード、ＰＤＬＣ
(PolymerDipersed 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。

【００５８】以上説明した実施の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、各実施の形態では、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２遮光膜２３の形成されていない画素電極９
ａに対向する所定の領域に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実施の
形態における液晶装置を適用できる。

【００５９】［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１１を参照して説明する。図１１に
おいて、投射型表示装置１１００は、上述した実施形態
の液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６
２Ｒ、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９
２３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、９
２５Ｇ、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。

【００６０】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９２
１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、９２
５Ｇ、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、９２５
Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。

【００６１】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。

【００６２】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、９４
５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定され
ている。

【００６３】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。

【００６４】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９
２５Ｒ、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。

【００６５】導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４
６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、９
６２Ｂ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。

【００６６】各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２
５Ｂ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、９６２
Ｇ、９６２Ｂは、図１〜図１０を用いて説明した上記実
施の形態の液晶装置である。上記実施の形態の液晶装置
を用いたことにより表示不良やコントラスト比の低下が
なく、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】本発明者らは、本発明の液晶装置において液
晶装置のセルギャップｄと液晶層のらせんピッチＰとの
比ｄ／Ｐと配向不良の抑制効果との関係を実証する実験
を行った。以下、この実験結果について説明する。

【００６９】［実施例１］上記の第１の実施の形態の液
晶装置、すなわち２層の無機斜方蒸着膜からなる配向膜
を備えた液晶装置を実際に作製した。セルギャップｄを
３μｍ、液晶層のツイスト角φを９０°とし、蒸着条件
を制御することによりプレティルト角θを種々の値に変
化させた。また、液晶材料に添加するカイラル剤の量を
調整することにより液晶のらせんピッチＰをＰ＝３０，
１５，１０，７．５（μｍ）と変化させた。プレティル
ト角θをθ＝８°とした場合の配向不良の有無を実際の
投射型表示装置に適用した際の表示状態で目視で確認し
た。その結果を表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】表１において、表示状態の欄の「Ａ」は画
素内にツイスト角が９０°以下の領域が発生したものを
示し、「Ｏ」は正常な配向を示し、「Ｂ」は２７０°の
オーバーツイスト領域が発生したものを示している。

【００７２】上では代表的な結果としてプレティルト角
θを８°とした場合の実験結果を例示したが、２層の無
機斜方蒸着膜からなる配向膜を形成した場合、プレティ
ルト角θの値の違いはあっても表１とほぼ同様の結果が
表れた。すなわち、表１から判るように、平均プレティ
ルト角θが５°〜２０°の範囲内において、液晶装置の
セルギャップｄと液晶層のらせんピッチＰとの比ｄ／Ｐ
を、０．１５＜ｄ／Ｐ＜０．３５の値、より好ましくは
０．２＜ｄ／Ｐ＜０．３の値に設定すれば、配向不良が
抑制できることがわかった。また、以上はツイスト角φ
が９０°の場合の例であるが、セルギャップｄとらせん
ピッチＰとの比ｄ／Ｐのこの傾向は液晶層のツイスト角
φと比例関係にあることが判った。よって、液晶層のツ
イスト角φを用いて一般的に表すと、（０．６／３６
０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．４／３６０）φの値に設定すれ
ば、配向不良が抑制できることがわかった。

【００７３】［実施例２］上記の第２の実施の形態の液
晶装置、すなわち単層の無機斜方蒸着膜からなる配向膜
を備えた液晶装置を実際に作製した。セルギャップｄを
３μｍ、液晶層のツイスト角φを９０°とし、蒸着条件
を制御することによりプレティルト角θを種々の値に変
化させた。また、液晶材料に添加するカイラル剤の量を
調整することにより液晶のらせんピッチＰをＰ＝２０，
１２，８．６，６．７（μｍ）と変化させた。プレティ
ルト角θをθ＝２７°とした場合の配向不良の有無を実
際の投射型表示装置に適用した際の表示状態で目視で確
認した。その結果を表２に示す。

【００７４】

【表２】

【００７５】表２において、表示状態の欄の「Ａ」は画
素内にツイスト角が９０°以下の領域が発生したものを
示し、「Ｏ」は正常な配向を示し、「Ｃ」はリバースツ
イストドメインが発生したものを示し、「Ｂ」は２７０
°のオーバーツイスト領域が発生したものを示してい
る。

【００７６】上では代表的な結果としてプレティルト角
θが２７°である場合の実験結果を例示したが、単層の
無機斜方蒸着膜からなる配向膜を形成した場合、プレテ
ィルト角θの値の違いはあっても表２とほぼ同様の結果
が表れた。すなわち、表１から判るように、平均プレテ
ィルト角θが２０°以上の値において、液晶装置のセル
ギャップｄと液晶層のらせんピッチＰとの比ｄ／Ｐを、
０．２０＜ｄ／Ｐ＜０．４０の値、より好ましくは０．
２５＜ｄ／Ｐ＜０．３５の値に設定すれば、配向不良が
抑制できることがわかった。また、セルギャップｄとら
せんピッチＰとの比ｄ／Ｐのこの傾向は、液晶層のツイ
スト角φと比例関係にあることが判った。よって、液晶
層のツイスト角φを用いて表すと、（０．８／３６０）
φ＜ｄ／Ｐ＜（１．６／３６０）φの値に設定すれば、
配向不良が抑制できることがわかった。

【００７７】

【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、液晶装置のセルギャップｄと液晶層
のらせんピッチＰとの比ｄ／Ｐを最適化したことによ
り、無機配向膜を用いた従来の液晶装置で発生していた
ディスクリネーションを効果的に防止でき、これに起因
する光漏れ等の表示不良がなく、コントラスト比に優れ
た液晶装置を実現することができる。また、ポリイミド
等の有機膜から構成したものに比べて耐光性や耐熱性が
優れ、液晶ライトバルブに好適な液晶装置を実現するこ
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’線断面図である。

【図４】 図２のＣ−Ｃ’線断面図である。

【図５】 実施形態の液晶装置の第一の斜方蒸着膜が形
成された部分およびその近傍部分の斜方蒸着方向ＳＡに
沿った断面構造を模式的に示す図である。

【図６】 実施形態の液晶装置の段差部の近傍領域の第
二の斜方蒸着膜が形成された部分及びその近傍部分の斜
方蒸着方向ＳＢに沿った断面構造を模式的に示す図であ
る。

【図７】 ＴＦＴアレイ基板側の斜方蒸着方向を示す図
である。

【図８】 対向基板側の斜方蒸着方向を示す図である。

【図９】 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１０】 図９のＨ−Ｈ’断面図である。

【図１１】 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。

【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 ２０ 対向基板 ３０ 画素スイッチング用ＴＦＴ ３６，４２ 無機配向膜 ３６ａ 第一の無機斜方蒸着膜 ３６ｂ 第二の無機斜方蒸着膜 ５０ａ 液晶分子 ５０ 液晶層 ８０ 段差部 ＳＡ 斜方蒸着方向 ＳＢ 斜方蒸着方向 θ１ 蒸着角度 θ２ 蒸着角度 φ ツイスト角 θｐ プレティルト角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA15 HA13 HA18 HA24 HA28 LA02 MA02 MA18 2H090 LA06 LA09 MA11 MB06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する一対の基板間に液晶層が
   挟持されてなり、前記一対の基板の液晶層側の表面に無
   機材料からなる配向膜がそれぞれ設けられ、前記液晶層
   の液晶分子の平均プレティルト角θが５°≦θ≦２０°
   の範囲内にあり、前記液晶層の液晶分子のツイスト角を
   φ、セルギャップをｄ、前記液晶層の液晶分子のらせん
   ピッチをＰとしたときに、 （０．６／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．４／３６０）φ の関係を満たすことを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】 前記配向膜は、それぞれが一定方向に傾
   斜した無機材料の柱状構造物からなる２層の斜方蒸着膜
   で構成され、双方の斜方蒸着膜を構成する無機材料の柱
   状構造物の傾斜方向は、前記基板の面内における方位角
   方向が異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶装
   置。
3. 【請求項３】 互いに対向する一対の基板間に液晶層が
   挟持されてなり、前記一対の基板の液晶層側の表面に無
   機材料からなる配向膜がそれぞれ設けられ、前記液晶層
   の液晶分子の平均プレティルト角θがθ＞２０°の範囲
   内にあり、前記液晶層の液晶分子のツイスト角をφ、セ
   ルギャップをｄ、前記液晶層の液晶分子のらせんピッチ
   をＰとしたときに、 （０．８／３６０）φ＜ｄ／Ｐ＜（１．６／３６０）φ の関係を満たすことを特徴とする液晶装置。
4. 【請求項４】 前記配向膜は、一定方向に傾斜した無機
   材料の柱状構造物からなる斜方蒸着膜で構成されたこと
   を特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 【請求項５】 前記配向膜は、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請求項１ないし４のい
   ずれか一項に記載の液晶装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
   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。