JP2005292685A - 液晶装置、プロジェクタおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 配向膜の劣化を防止することが可能な液晶装置を提供する。
【解決手段】 一対の基板１０，２０により液晶層５０が挟持された液晶装置６０であって、液晶層５０に電界を印加する透明電極９，２１の表面に撥水層８０，９０を形成し、その撥水層８０，９０の表面に、液晶層５０の液晶分子を配向させる有機配向膜１６，２２を形成した。なお撥水層８０，９０の表面に、親水処理が施されていることが望ましい。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液晶装置、プロジェクタおよび電子機器に関するものである。

液晶プロジェクタ等の投射型表示装置における光変調手段として、液晶装置が用いられている。液晶装置は、一対の基板により液晶層を挟持して構成されている。その一対の基板の液晶層側には、液晶層に対して電界を印加する電極が形成されている。この電極は、ＩＴＯ等の透明導電性材料で構成されている。その電極の上層側には、液晶分子の配向状態を規制する配向膜が形成されている。この配向膜は、ポリイミド等の有機材料で構成されている。

液晶プロジェクタでは、光源から照射された光が光変調手段である液晶装置に入射する。そして、液晶装置における非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて、光源光が変調される。これにより、画像光が形成されて、スクリーン上に拡大投射されるようになっている。
特開昭５２−２７６５４号公報 特開昭５３−１３１０６１号公報

しかしながら、有機材料からなる配向膜や液晶層の内部には、微量の水分が含まれている。また、一対の基板を連結するシール剤を通して、液晶層の内部に水分が浸入する場合がある。これらの水分が透明電極の表面に付着した状態で、光源から照射された波長４００〜４５０ｎｍ程度の光が液晶装置に導入されると、透明電極が光触媒反応を起して、非常に反応性の高いヒドロキシラジカルを発生させる。このヒドロキシラジカルにより、透明電極の表面に形成された有機配向膜が分解されるという問題がある。これに伴って、液晶分子を配向規制することが不可能になり、表示品質が悪化して、液晶プロジェクタの信頼性を低下させることになる。

なお、特許文献１および特許文献２には、液晶装置の透明電極上に無機材料からなる保護膜を設ける構成が記載されている。しかしながら、無機材料には撥水効果がなく、水分に起因した配向膜の劣化を防止することは困難である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、配向膜の劣化を防止することが可能な液晶装置の提供を目的とする。
また、信頼性に優れたプロジェクタおよび電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶装置は、一対の基板により液晶層が挟持された液晶装置であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され前記液晶層に電界を印加する透明導電膜の表面に、撥水層が形成されていることを特徴とする。
そして、前記撥水層の表面に、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、透明導電膜の表面に撥水層が形成されているので、透明導電膜に対する水分の付着を防止することが可能になり、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を防止することができる。また、撥水層の表面に有機配向膜が形成されているので、ヒドロキシラジカルに起因する配向膜の劣化を防止することができる。

また、前記撥水層の表面に、親水処理が施されていることが望ましい。
この構成によれば、撥水層に対する有機配向膜の密着性を向上させて、有機配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。

また、前記撥水層と、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜との間に、表面エネルギが前記撥水層より小さく前記有機配向膜より大きい密着層が形成されていることが望ましい。
一般に、隣接する膜の表面エネルギ差を小さくすることにより密着性が向上するので、表面エネルギが撥水層より小さく有機配向膜より大きい密着層を形成することにより、撥水層に対する有機配向膜の密着性を向上させることができる。これにより、有機配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。

また、前記撥水層が、前記液晶層の液晶分子を配向させる配向膜として機能することが望ましい。
この構成によれば、別途配向膜を形成する必要がないので、液晶装置の製造コストを低減することができる。また、吸水性が低く酸化されにくい撥水層によって配向膜を構成することにより、配向膜の劣化を防止することができる。

また、前記撥水層は、ＰＴＦＥからなることが望ましい。
構造的に安定したＰＴＦＥによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって透明導電膜に対する水分の付着を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。特に、ＰＴＦＥによって形成された撥水層を配向膜として機能させれば、長期間にわたって配向膜の劣化を防止することができる。

一方、本発明のプロジェクタは、上述した液晶装置を光変調手段として採用したことを特徴とする。
プロジェクタの光変調手段には光源から照射された強い光が入射するが、上述した液晶装置は配向膜の劣化を防止することができるので、長期間にわたって液晶装置を光変調手段として機能させることができる。したがって、信頼性に優れたプロジェクタを提供することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、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。なお本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶の配向が変化するしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。

［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態に係る液晶装置につき、図１ないし図４を用いて説明する。図４に示すように、第１実施形態に係る液晶装置６０は、一対の基板１０Ａ，２０Ａにより液晶層５０が挟持され、その液晶層５０に電界を印加する電極９，２１の表面に、撥水層８０，９０が形成されているものである。なお本実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴという）素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置を例にして説明する。

（等価回路）
図１は、液晶装置の等価回路図である。透過型液晶装置の画像表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９が形成されている。また、その画素電極９の側方には、当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。このＴＦＴ素子３０のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。その各データ線６ａには、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給してもよい。

また、ＴＦＴ素子３０のゲートには、走査線３ａが電気的に接続されている。走査線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給されるようになっている。なお走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線３ａに対してこの順に線順次で印加する。また、ＴＦＴ素子３０のドレインには、画素電極９が電気的に接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて、階調表示ができるようになっている。

（平面構造）
図２は、液晶装置の平面構造の説明図である。本実施形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板上に、矩形状の画素電極９（破線９ａによりその輪郭を示す）がマトリクス状に配列形成されている。また、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極９の形成された領域がドット領域であり、マトリクス状に配置されたドット領域ごとに表示を行うことができるようになっている。

ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール５を介して、データ線６ａが電気的に接続されている。また、半導体層１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール８を介して、画素電極９が電気的に接続されている。一方、半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分には、チャネル領域１ａ’が形成されている。なお走査線３ａは、チャネル領域１ａ’との対向部分においてゲート電極として機能する。

容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略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との交点からデータ線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）とによって構成されている。また、図２中に右上がりの斜線で示した領域には、第１遮光膜１１ａが形成されている。そして、容量線３ｂの突出部と第１遮光膜１１ａとがコンタクトホール１３を介して電気的に接続され、後述する蓄積容量が形成されている。

（断面構造）
図３は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図２のＡ−Ａ’線における側面断面図である。図３に示すように、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された対向基板２０と、これらの間に挟持された液晶層５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極９、配向膜１６などを主体として構成されている。一方の対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａ、およびその内側に形成された共通電極２１や配向膜２２などを主体として構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、後述する第１遮光膜１１ａおよび第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜１２の表面には多結晶シリコン等からなる半導体層１ａが形成され、この半導体層１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分にはチャネル領域１ａ’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。なお、このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域１ｂと高濃度ソース領域１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域１ｃと高濃度ドレイン領域１ｅとが形成されている。

半導体層１ａの表面には、ゲート絶縁膜２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜２の表面に走査線３ａが形成されて、その一部がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜２および走査線３ａの表面には、第２層間絶縁膜４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４の表面にデータ線６ａが形成され、第２層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール５を介して、高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４およびデータ線６ａの表面には、第３層間絶縁膜７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜７の表面には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる画素電極９が形成されている。この画素電極９は、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール８を介して、高濃度ドレイン領域１ｅと電気的に接続されている。さらに、画素電極９の内側には、後述する撥水層（不図示）を介して、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜１６が形成されている。配向膜１６の表面にはラビング等が施され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向方向を規制しうるようになっている。

なお、本実施形態では、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、上述した蓄積容量１７が構成されている。

また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応するＴＦＴアレイ基板１０の表面に、第１遮光膜１１ａが形成されている。第１遮光膜１１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ'、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するものである。なお、第１遮光膜１１ａは、第１層間絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１３を介して、前段あるいは後段の容量線３ｂと電気的に接続されている。これにより、第１遮光膜１１ａは第３蓄積容量電極として機能し、第１層間絶縁膜１２を誘電体膜として、第１蓄積容量電極１ｆとの間に新たな蓄積容量が形成されている。

一方、データ線６ａ、走査線３ａおよびＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する対向基板２０の表面には、第２遮光膜２３が形成されている。第２遮光膜２３は、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入するのを防止するものである。また、対向基板２０および第２遮光膜２３の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の透明導電性材料からなる共通電極２１が形成されている。さらに、共通電極２１の表面には、後述する撥水層（不図示）を介して、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜２２が形成されている。配向膜２２の表面にはラビング等が施され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向方向を規制しうるようになっている。

配向膜１６，２２を形成するには、まずポリイミドをスピンコートにより塗布し、約８０℃で１０分間程度乾燥させて溶剤を揮発させた後に、約１８０℃で１時間程度焼成して、ポリイミド膜を形成する。さらに、そのポリイミド膜をラビング密度４５０程度でラビング処理すれば、配向膜１６，２２が形成される。一例を挙げれば、配向膜１６，２２の厚さは、約２５０オングストロームに形成されている。なお、配向膜１６，２２の厚さは５０〜５００オングストロームとすることが好ましく、１５０〜３００オングストロームとすることがより好ましい。

そして、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０を周縁部で接着するシール剤の内側には、ネマチック液晶からなる液晶層５０が封止されている。このネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を示すものであり、非選択電圧印加時には電極に対して水平に配向し、選択電圧印加時には電極に対して垂直に配向するようになっている。なお、ＴＦＴアレイ基板１０の配向膜１６による配向規制方向と、対向基板２０の配向膜２２による配向規制方向とは、約９０°ねじれた状態で配置されている。これにより、本実施形態の液晶装置６０は、ツイステッドネマチックモードで動作するようになっている。

（撥水層）
図４は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図４は、図３に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためＴＦＴ素子等の記載が省略されている。
図４に示すように、本実施形態に係る液晶装置６０では、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる画素電極９および共通電極２１の表面を覆うように、それぞれ撥水層８０，９０が形成されている。そして、これら撥水層８０，９０の表面に、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜１６，２２がそれぞれ形成されている。これらの撥水層８０，９０は、フッ素系高分子等の撥水性を有する材料により、１０〜１００ｎｍ程度の厚さに形成されている。

具体的には、平均分子量１０００〜１００００のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を電極９，２１の表面に真空蒸着させることによって、撥水層８０，９０を形成することが望ましい。構造的に安定したＰＴＦＥによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって撥水性能を発揮することができる。なお、テフロンＡＦ（登録商標）をフッ素系溶剤（例えばフロリナートＦＣ−７５）に溶解したものを、電極９，２１の表面にスピンコートすることによって、撥水層８０，９０を形成することも可能である。この場合には、液相プロセスによって撥水層が形成されるので、製造コストを低減することができる。

ところで、ＩＴＯ等の透明な電極材料は、導電体と半導体との中間的な性質を有する。この電極材料に対して吸収波長近傍の光を照射すると、光触媒反応が起こる。そして、水分の存在下で光触媒反応が起こると、ヒドロキシラジカルが発生する。このヒドロキシラジカルは非常に反応性が高く、有機物を分解する性質を有する。
液晶装置では、配向膜１６，２２や液晶層５０等の内部に含まれていた水分や、外部からシール剤を透過して侵入した水分が、透明電極９，２１に付着する場合がある。この状態で、ＩＴＯの吸収波長である３５０ｎｍ近傍の光が透明電極９，２１に入射すると、光触媒反応によりヒドロキシラジカルが発生する。このヒドロキシラジカルにより、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜１６，２２が分解されるおそれがある。そして配向膜１６，２２が分解されると、液晶分子の配向規制が不能になり、画像光を形成することができなくなる。

これに対して、本実施形態の液晶装置では、透明電極９，２１の表面に撥水層８０，９０が形成されている。この撥水層８０，９０により、透明電極９，２１の表面に対する水分の付着を防止することができる。これに伴って、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。したがって、液晶装置の信頼性を向上させることが可能になる。一例を挙げれば、撥水層を形成しない従来の液晶装置と比べて、液晶装置の信頼性（表示品質が低下するまでの時間）を１．５倍程度に向上させることができる。

また、本実施形態の液晶装置では、前記撥水層をＰＴＦＥによって形成した。構造的に安定したＰＴＦＥによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって透明導電膜に対する水分の付着を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。また、液晶装置をプロジェクタの光変調手段（ライトバルブ）として使用した場合でも、光源からの強い光によって分解されるおそれが少なくなり、長期間にわたって撥水性能を発揮することができる。加えて、平均分子量１０００〜１００００のＰＴＦＥを採用することにより、ＰＴＦＥの真空蒸着を可能としつつ、良好な撥水性能を発揮することができる。

なお、透明電極の表面に無機材料からなる保護膜を設ける構成が知られている。この無機材料として、遮水性（水分の非透過性）を有するものを採用することにより、透明電極の表面に対する水分の付着を防止することも考えられる。しかしながら、無機材料からなる保護膜の表面に配向膜を形成すると、保護膜表面の水酸基と配向膜とが反応して、配向膜を劣化させるという問題がある。これに対して、本実施形態のように撥水層の表面に配向膜を形成すれば、水酸基により配向膜を劣化させることはない。また、撥水層を形成することにより、遮水層より効果的に、透明電極に対する水分の付着を防止することが可能になる。

以上には、撥水性を有する材料により撥水層を形成する構成について説明したが、透明電極の表面に形成された撥水性を有しない材料層の表面を撥水処理することによって、撥水層を形成することも可能である。具体的には、撥水処理として、ＣＦ_４ガス等を用いたフッ化処理を採用すればよい。このような撥水層を形成した場合でも、透明電極に対する水分の付着を防止することが可能になり、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を阻止して、配向膜の劣化を防止することができる。
なお、透明電極の表面に形成された撥水性を有しない材料層の表面を撥水処理する代わりに、透明電極の表面を直接に撥水処理してもよい。この場合でも、透明電極に対する水分の付着を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。そして、いずれの場合も液晶装置の信頼性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置につき、図５を用いて説明する。
図５は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図５は、図３に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためＴＦＴ素子等の記載が省略されている。
図５に示すように、第２実施形態に係る液晶装置は、撥水層８０，９０と配向膜１６，２２との間に密着層８２，９２が設けられている点で、第１実施形態の液晶装置と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

密着層８２，９２は、撥水層８０，９０と配向膜１６，２２との密着性を向上させるために形成される。そのため密着層８２，９２は、撥水層８０，９０より表面エネルギが小さく（接触角が小さい）、配向膜１６，２２より表面エネルギが大きい（接触角が大きい）材料によって構成されている。このような密着層８２，９２として、例えば、ジアミンと酸成分を共蒸着させることにより、１０〜５０ｎｍのポリイミドまたはポリ尿素膜が形成されている。

上述した第２実施形態に係る液晶装置でも、透明電極９，２１と配向膜１６，２２との間に撥水層８０，９０を形成することにより、透明電極９，２１に対する水分の付着を防止することができる。したがって、第１実施形態と同様に、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を阻止することが可能になり、配向膜１６，２２の劣化を防止することができる。
これに加えて、第２実施形態では、撥水層８０，９０と配向膜１６，２２との間に密着層８２，９２を形成する構成とした。一般に、隣接する膜の表面エネルギ差を小さくすることにより密着性が向上するので、表面エネルギが撥水層８０，９０より小さく配向膜１６，２２より大きい密着層を形成することにより、撥水層８０，９０と配向膜１６，２２との密着性を向上させることが可能になる。これにより、第１実施形態のように撥水層８０，９０の表面に直接配向膜１６，２２を形成する場合と比べて、配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。

以上には、撥水層の表面に密着層を形成する構成について説明したが、撥水層の表面を親水処理することによって、配向膜との密着性を向上させることも可能である。具体的には、親水処理として、Ｏ２プラズマ処理等を行えばよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶装置につき、図６を用いて説明する。
図６は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図６は、図３に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためＴＦＴ素子等の記載が省略されている。
図６に示すように、第３実施形態に係る液晶装置は、撥水層８０，９０が配向膜として機能し、別途配向膜を設けていない点で、第１実施形態の液晶装置と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第３実施形態に係る液晶装置では、第１実施形態と同様に、透明電極９，２１の表面に撥水層８０，９０が形成されている。そして、第３実施形態では、この撥水層８０，９０を配向膜として機能させる。そのため、撥水層８０，９０の表面には、ラビング密度４５０程度でラビング処理が施されている。この撥水層８０，９０は、平均分子量１０００〜１００００のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を電極９，２１の表面に真空蒸着させることによって形成することが望ましい。ＰＴＦＥは結晶性が高いことから、配向膜として異方性をとり易く、液晶分子を良好に配向させることができるからである。

上述した第３実施形態に係る液晶装置でも、透明電極９，２１の表面に撥水層８０，９０を形成することにより、透明電極９，２１に対する水分の付着を防止することができる。したがって、第１実施形態と同様に、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を阻止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。
これに加えて、第３実施形態では、撥水層８０，９０を配向膜として機能させる構成としたので、別途配向膜を形成する必要がない。したがって、液晶装置の製造コストを低減することができる。特に、吸水性が低く酸化されにくい撥水層８０，９０によって配向膜を構成することにより、配向膜の劣化を防止することができる。特に、構造的に安定したＰＴＦＥによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって配向膜の劣化を抑制することが可能になる。したがって、液晶装置の信頼性を向上させることができる。一例を挙げれば、撥水層を形成しない従来の液晶装置と比べて、液晶装置の信頼性（表示品質が低下するまでの時間）を２．５倍程度に向上させることができる。

尚、以上の第１乃至第３実施形態において、撥水層はＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的接続を取るための電極端子や外部回路との電気的接続を行うための外部出力端子、あるいはＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合せるシール材の形成領域など、撥水層が形成されると不具合が生じる箇所には、形成しないようにしてもよい。すなわち、撥水層は少なくとも透明電極９、２１の表面を覆っていれば、どのような領域に形成しても良い。

［投射型表示装置］
次に、本発明の電子機器の具体例である投射型表示装置につき、図７を用いて説明する。図７は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。この投射型表示装置は、上述した各実施形態に係る液晶装置を、光変調手段として備えたものである。

図７において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。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とからなる。

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で反射されて、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で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、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および出射レンズ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。なお、上記各光変調手段８２２，８２３，８２４には、上記各実施形態の液晶装置が採用されている。

各光変調手段により変調された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、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。

ところで、プロジェクタでは一般に、画像光の明るさを確保するため、光強度の大きい光源が採用されている。この光源から照射された強い光が、各光変調手段における透明電極に入射すると、光触媒反応が発生し易くなる。特に、透明電極がＩＴＯで構成されている場合には、ＩＴＯの吸収波長である３５０ｎｍ近傍の青色光ないし紫外光により光触媒反応が起こる。一般にはＩＴＯの光触媒反応は４００ｎｍ以上の光では起こらないとされているが、厳密には僅かではあるが起こっている。プロジェクタで用いられる場合、非常に強い光が長時間照射されるため、この僅かな反応によってもヒドロキシラジカルは発生する。すなわち、青色用光変調手段８２４において光触媒反応が起こり、ヒドロキシラジカルが発生することになる。そして、このヒドロキシラジカルにより、青色光用光変調手段８２４の配向膜が劣化して、青色光の光変調が不能になり表示品質が悪化して、プロジェクタの信頼性を低下させることになる。

しかしながら、青色光用光変調手段には、上記各実施形態の液晶装置が採用されているので、透明電極の表面に対する水分の付着を防止することができる。これにより、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。したがって、プロジェクタの信頼性を向上させることができる。

なお従来では、ＩＴＯの吸収波長（約３５０ｎｍ）近傍の光による光触媒反応を防止するため、波長４５０ｎｍ以上の光によって青色光を構成する場合があった。そのため、青色光の再現性が不十分であった。しかしながら、青色光用光変調手段として上記各実施形態の液晶装置を採用することにより、光触媒反応を防止することが可能になる。これに伴って、波長４５０ｎｍ以下の光を含めて青色光を構成することが可能になり、青色光を忠実に再現することができるようになる。したがって、プロジェクタの表示品質を向上させることができる。

［電子機器］
図８は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、上記各実施形態の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記各実施形態の液晶装置は、携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれにおいても信頼性が高く表示品質に優れた電子機器を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

液晶装置の等価回路図である。 液晶装置の平面構造の説明図である。 液晶装置の断面構造の説明図である。 第１実施形態に係る液晶装置の説明図である。 第２実施形態に係る液晶装置の説明図である。 第３実施形態に係る液晶装置の説明図である。 プロジェクタの要部を示す構成図である。 携帯電話の斜視図である。

符号の説明

９透明電極 １０基板 １６有機配向膜 ２０基板 ２１透明電極 ２２有機配向膜 ５０液晶層 ６０液晶装置 ８０撥水層 ９０撥水層

Claims (8)

1. 一対の基板により液晶層が挟持された液晶装置であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され前記液晶層に電界を印加する透明導電膜の表面に、撥水層が形成されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記撥水層の表面に、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記撥水層の表面に、親水処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記撥水層と、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜との間に、表面エネルギが前記撥水層より小さく前記有機配向膜より大きい密着層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
5. 前記撥水層が、前記液晶層の液晶分子を配向させる配向膜として機能することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
6. 前記撥水層は、ＰＴＦＥからなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液晶装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の液晶装置を光変調手段として採用したことを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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