JP2006323252A - Liquid crystal apparatus, method for manufacturing liquid crystal apparatus, and projection display apparatus - Google Patents

Liquid crystal apparatus, method for manufacturing liquid crystal apparatus, and projection display apparatus Download PDF

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豊 土屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal apparatus having both of favorable alignment characteristics and high reliability. <P>SOLUTION: The liquid crystal apparatus has a liquid crystal 50 held between a pair of substrates 10, 20, and is characterized in that: at least one substrate 10 of the pair of substrates has an alignment layer 1 on the surface in the liquid crystal 50 side; the alignment layer 1 essentially comprises an inorganic material component; and a liquid crystal substance is disposed and aligned on at least a part of at least the surface of the alignment layer 1 in the liquid crystal layer 50 side. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、投射型表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and a projection display device.

一般に、液晶プロジェクタ(投射型表示装置)のライトバルブや携帯電話等のディスプレイとして用いられる液晶装置には、その液晶層を挟持する基板の最表面に、液晶分子の配列を制御するための配向膜が形成されている。この配向膜としては、ポリイミド等の有機膜をラビング処理したもの(有機配向膜)が広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−100212号公報
In general, a liquid crystal device used as a light valve of a liquid crystal projector (projection display device) or a display such as a mobile phone has an alignment film for controlling the alignment of liquid crystal molecules on the outermost surface of a substrate sandwiching the liquid crystal layer. Is formed. As this alignment film, a film obtained by rubbing an organic film such as polyimide (organic alignment film) is widely used (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-100212 A

しかしながら、このような有機配向膜は、配向力に優れる反面、熱や光に弱く、長期間の使用によってその配向力が次第に低下してしまうという問題がある。例えば高強度の光が照射されるプロジェクタに搭載した場合、配向膜は光源からの光や熱によって次第に変性されてゆき、液晶分子を所望の配向方向に配列できなくなる場合がある。また、このような光劣化が生じると、その分解生成物によって液晶の性能等に悪影響を及ぼすことがある。   However, such an organic alignment film is excellent in the alignment force, but is weak against heat and light, and has a problem that the alignment force gradually decreases with long-term use. For example, when it is mounted on a projector that is irradiated with high-intensity light, the alignment film is gradually modified by light or heat from the light source, and liquid crystal molecules may not be aligned in a desired alignment direction. Further, when such light deterioration occurs, the decomposition product may adversely affect the performance of the liquid crystal.

この問題を解決するための手段として、前記配向膜に無機材料で形成された配向膜(無機配向膜)を用いる技術が提案されている。無機配向膜は、一般に、斜方蒸着法により形成される。しかしながら、無機配向膜は、有機材料で構成された有機配向膜に比べて、耐光性や耐熱性に優れるものの、液晶分子を配向させる能力が低いという問題がある。また、無機配向膜は液晶との相互作用が弱いため、液晶の配向安定性を確保することが難しいという問題もある。   As a means for solving this problem, a technique using an alignment film (inorganic alignment film) formed of an inorganic material for the alignment film has been proposed. The inorganic alignment film is generally formed by oblique deposition. However, although the inorganic alignment film is excellent in light resistance and heat resistance as compared with an organic alignment film composed of an organic material, there is a problem that the ability to align liquid crystal molecules is low. Further, since the inorganic alignment film has a weak interaction with the liquid crystal, there is a problem that it is difficult to ensure the alignment stability of the liquid crystal.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、良好な配向特性と高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、良好な表示特性と高い信頼性とを兼ね備えた投射型表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal device having both good alignment characteristics and high reliability, and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide a projection type display device having both good display characteristics and high reliability by including such a liquid crystal device.

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を有し、前記配向膜は無機材料成分を主体として構成され、前記配向膜の少なくとも前記液晶側の表面であって、該表面の少なくとも一部に液晶性物質が配置されて配向していることを特徴とする。ここで、液晶性物質とは具体的には液晶化合物又は液晶性を有する高分子をいうが、自身が何らかの配向処理によって配向し、その配向によって液晶層の液晶分子を配向させられるものであればどのようなものでもよい。本発明では、これらを含んで液晶性物質と総称する。また、「無機材料成分を主体として構成され」とは、前記配向膜中の前記無機材料成分の含有量が50wt%を越えているという意味である。   In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and the liquid crystal side surface of at least one of the pair of substrates is disposed on the surface on the liquid crystal side. The alignment film is composed mainly of an inorganic material component, and is at least a surface of the alignment film on the liquid crystal side, and a liquid crystalline substance is disposed on at least a part of the surface and aligned. It is characterized by being. Here, the liquid crystal substance specifically refers to a liquid crystal compound or a polymer having liquid crystallinity, as long as it is aligned by some kind of alignment treatment and can align the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer. It can be anything. In the present invention, these are collectively referred to as liquid crystalline substances. Further, “consisting mainly of an inorganic material component” means that the content of the inorganic material component in the alignment film exceeds 50 wt%.

この構成によれば、液晶性物質由来の良好な配向特性と無機材料成分由来の高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置を提供することができる。一般に、配向特性と信頼性とはトレードオフの関係となるため、両方の特性を同じ配向膜で同時に実現することはできなかったが、本発明では、この2つの特性を配向膜中の別々の部分で実現させることで、両方の特性を同時に満たすことが可能となっている。   According to this configuration, it is possible to provide a liquid crystal device having both good alignment characteristics derived from a liquid crystalline substance and high reliability derived from an inorganic material component. In general, since alignment characteristics and reliability are in a trade-off relationship, both characteristics cannot be realized at the same time with the same alignment film. However, in the present invention, these two characteristics are separated from each other in the alignment film. By realizing this in part, it is possible to satisfy both characteristics simultaneously.

なお、配向特性という点では、液晶性物質以外の有機材料を配向膜の表面に配向分散させることも可能である。例えば、ポリイミドを配向膜の表面に含有させることもできる。しかし、最近では、液晶材料の開発が進み、ポリイミドよりも耐光性が高く、投射型表示装置で用いるような高強度の光にも十分に耐え得るような液晶材料も得られるようになっている。このため、耐光性が未だ十分でないポリイミドを用いるよりも、耐光性が十分に保証されている液晶材料(液晶性物質)を用いる方が、信頼性の点から、より好ましいものといえる。しかも、このような液晶性物質は、液晶層との間で良好な親和性を示すため、より優れた配向安定性を発揮することが期待される。   In terms of alignment characteristics, organic materials other than liquid crystalline substances can be aligned and dispersed on the surface of the alignment film. For example, polyimide can be included in the surface of the alignment film. However, recently, development of liquid crystal materials has progressed, and liquid crystal materials that have higher light resistance than polyimide and can sufficiently withstand the high-intensity light used in projection display devices have been obtained. . For this reason, it can be said that it is more preferable from the viewpoint of reliability to use a liquid crystal material (liquid crystalline substance) whose light resistance is sufficiently ensured than to use polyimide whose light resistance is not yet sufficient. In addition, since such a liquid crystalline substance exhibits a good affinity with the liquid crystal layer, it is expected to exhibit better alignment stability.

本発明においては、前記無機材料成分が金属酸化物であるものとすることができる。
無機材料成分が金属酸化物であれば、液晶分子との相互作用(親和性)が良好であり、また後述する金属アルコキシドから容易に生成することができる。
In the present invention, the inorganic material component may be a metal oxide.
If the inorganic material component is a metal oxide, the interaction (affinity) with liquid crystal molecules is good, and it can be easily generated from a metal alkoxide described later.

本発明においては、前記基板の表面に、前記液晶性物質を配向させるための配向処理(ラビング処理等)が施されているものとすることができる。
この構成によれば、配向処理された基板の表面は液晶と接しないため、配向処理の影響(ラビスジ等)が表示特性に悪影響を及ぼすことはない。一方、この上に形成される配向膜は液晶性物質を含んでいるため、単に配向膜を形成しただけでも、下地の配向処理の影響によって、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、その表面を改めて配向処理しなくても十分な配向能力を発揮することができる。
In the present invention, the surface of the substrate may be subjected to alignment treatment (rubbing treatment or the like) for aligning the liquid crystalline substance.
According to this configuration, since the surface of the substrate subjected to the alignment treatment does not contact the liquid crystal, the influence of the alignment treatment (such as ravis) does not adversely affect the display characteristics. On the other hand, since the alignment film formed thereon contains a liquid crystalline substance, the film is formed in a state having alignment ability due to the influence of the alignment process of the base, even if the alignment film is simply formed. For this reason, sufficient orientation ability can be exhibited even if the surface is not subjected to orientation treatment again.

本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を形成する工程を有し、前記配向膜の形成工程は、金属アルコキシド若しくは金属酸化物微粒子のうち少なくとも一つと、前記液晶を配向させる液晶性物質とを含む配向膜形成用液体を調製する配向膜形成用液体調製工程と、前記配向膜形成用液体を前記基板上に塗布し、塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を硬化させる硬化工程とを含むことを特徴とする。
この方法は、一般にゾル・ゲル法と呼ばれるものである。ゾル・ゲル法は、セラミックスを作製する比較的新しい方法である。ゾル・ゲル法では、ゾルと呼ばれる溶液から出発し、加水分解・縮重合を経てゼリー状の固体であるゲルを作製する。そして、熱処理を行なうことによって、内部に残された溶媒を取り除き、更に緻密化を促進させることによってセラミックスを得る。このため、原料を溶融し、再固化させるような方法に比べて、プロセス温度を低く抑えることができ、また、斜方蒸着法等の気相法を用いる場合に比べて、製造装置の小型化及びプロセスの簡略化を図ることができる。また、化学反応を利用して低温で作製することができることから、有機材料と無機材料との複合化が可能になる。有機・無機複合材料は、有機材料と無機材料の双方の特性を併せ持つ新規な材料であり、本発明においても、有機材料(液晶性物質)の特性である良好な配向性と、無機材料の特性である高い信頼性を併せ持つ新規な配向膜の形成が容易に可能となる。
The method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and an alignment film is formed on the liquid crystal side surface of at least one of the pair of substrates. An alignment film for preparing an alignment film forming liquid comprising at least one of metal alkoxide or metal oxide fine particles and a liquid crystalline substance for aligning the liquid crystal. It includes a forming liquid preparation step, a coating film forming step of applying the alignment film forming liquid on the substrate to form a coating film, and a curing step of curing the coating film.
This method is generally called a sol-gel method. The sol-gel method is a relatively new method for producing ceramics. In the sol-gel method, a gel, which is a jelly-like solid, is produced by starting from a solution called a sol and undergoing hydrolysis and condensation polymerization. And by performing heat processing, the solvent left inside is removed and further densification is promoted to obtain ceramics. For this reason, the process temperature can be kept low compared to a method in which the raw material is melted and re-solidified, and the manufacturing apparatus is downsized compared to the case where a vapor phase method such as oblique deposition is used. In addition, the process can be simplified. In addition, since it can be manufactured at a low temperature using a chemical reaction, it is possible to combine an organic material and an inorganic material. The organic / inorganic composite material is a novel material that has the characteristics of both organic and inorganic materials. In the present invention, the organic material (liquid crystalline substance) has good orientation and the characteristics of the inorganic material. Therefore, it is possible to easily form a new alignment film having high reliability.

本発明においては、前記塗膜形成工程は、前記配向膜形成用液体を塗布する前に、予め前記基板の表面に、前記液晶性物質を配向させるための配向処理を施す工程を含むものとすることができる。
この方法によれば、配向処理された基板の表面は液晶と接しないため、配向処理の影響(ラビスジ等)が表示特性に悪影響を及ぼすことはない。一方、この上に形成される配向膜には液晶性物質が含まれているため、単に配向膜形成用液体を塗布しただけでも、下地の配向処理の影響によって、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、その表面を改めて配向処理しなくても十分な配向能力を発揮することができる。
In the present invention, the coating film forming step includes a step of performing an alignment treatment for aligning the liquid crystalline substance on the surface of the substrate in advance before applying the alignment film forming liquid. it can.
According to this method, since the surface of the substrate subjected to the alignment treatment does not come into contact with the liquid crystal, the influence of the alignment treatment (such as ravis) does not adversely affect the display characteristics. On the other hand, since the alignment film formed thereon contains a liquid crystalline substance, the film having the alignment ability can be obtained by simply applying the alignment film forming liquid under the influence of the alignment process of the base. Is formed. For this reason, sufficient orientation ability can be exhibited even if the surface is not subjected to orientation treatment again.

本発明の投射型表示装置は、前述した本発明の液晶装置又は前述した本発明の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、良好な表示特性と高い信頼性とを兼ね備えた投射型表示装置を提供することができる。
A projection display device according to the present invention includes the above-described liquid crystal device according to the present invention or the liquid crystal device manufactured by the above-described manufacturing method according to the present invention.
According to this configuration, it is possible to provide a projection display device that has both good display characteristics and high reliability.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
以下の実施の形態では、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)を画素スイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば投射型表示装置のライトバルブ(光変調手段)として好適に用いることができるものである。なお、以下の説明に用いた各図においては、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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following embodiments, an active matrix liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used, for example, as a light valve (light modulation means) of a projection display device. In each drawing used in the following description, the scale is different for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized on the drawing.

[第1の実施の形態]
図1は、本実施形態の液晶装置100を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図2は、図1のH−H’線に沿う断面図である。図3は、液晶装置の画像表示領域において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、配線等の等価回路を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal device 100 according to the present embodiment as viewed from the counter substrate side together with each component, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display area of the liquid crystal device.

[液晶表示装置の全体構成]
図1および図2に示すように、本実施の形態の液晶表示装置100は、TFTアレイ基板10と対向基板20とがシール材52によって貼り合わされ、このシール材52によって区画された領域内に液晶層50が封入されている。シール材52の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜(周辺見切り)53が形成されている。シール材52の外側の領域には、データ線駆動回路201および外部回路実装端子202がTFTアレイ基板10の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿って走査線駆動回路204が形成されている。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204の間を接続するための複数の配線205が設けられている。また、対向基板20の角部においては、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基板間導通材206が配設されている。
[Overall configuration of liquid crystal display]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together by a sealing material 52, and the liquid crystal is in a region partitioned by the sealing material 52. Layer 50 is encapsulated. A light shielding film (peripheral parting) 53 made of a light shielding material is formed in a region inside the region where the sealing material 52 is formed. A data line driving circuit 201 and an external circuit mounting terminal 202 are formed along one side of the TFT array substrate 10 in a region outside the sealing material 52, and the scanning line driving circuit is formed along two sides adjacent to the one side. 204 is formed. On the remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 205 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 204 provided on both sides of the image display area. In addition, an inter-substrate conductive material 206 for providing electrical continuity between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 is disposed at a corner portion of the counter substrate 20.

なお、データ線駆動回路201および走査線駆動回路204をTFTアレイ基板10の上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(Tape Automated Bonding)基板とTFTアレイ基板10の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜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、液晶表示装置100においては、使用する液晶の種類、すなわち、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
Instead of forming the data line driving circuit 201 and the scanning line driving circuit 204 on the TFT array substrate 10, for example, a TAB (Tape Automated Bonding) substrate on which a driving LSI is mounted and a peripheral portion of the TFT array substrate 10 The terminal group formed in the above may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film.
Further, in the liquid crystal display device 100, depending on the type of liquid crystal to be used, that is, depending on the operation mode such as TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, and normally white mode / normally black mode. A retardation plate, a polarizing plate and the like are arranged in a predetermined direction, but are not shown here.

このような構造を有する液晶表示装置100の画像表示領域においては、図3に示すように、複数のドット100aがマトリクス状に構成されているとともに、これらのドット100aの各々には、画素スイッチング用のTFT30が形成されており、画素信号S1、S2、…、Snを供給するデータ線6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画素信号S1、S2、…、Snは、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同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、TFT30のゲートには走査線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9は、TFT30のドレイン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状態とすることにより、データ線6aから供給される画素信号S1、S2、…、Snを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号S1、S2、…、Snは、図2に示す対向基板20の対向電極21との間で一定期間保持される。また、保持された画素信号S1、S2、…、Snがリークするのを防ぐために、画素電極9と対向電極21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量60が付加されている。符号3bは蓄積容量60を構成する容量線である。   In the image display area of the liquid crystal display device 100 having such a structure, as shown in FIG. 3, a plurality of dots 100a are arranged in a matrix, and each of these dots 100a has a pixel switching area. TFT 30 is formed, and a data line 6 a for supplying pixel signals S 1, S 2,..., Sn is electrically connected to the source of the TFT 30. Pixel signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. . Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulse-sequential manner in this order at a predetermined timing. It is configured. The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the pixel signal S1, S2,..., Sn supplied from the data line 6a is obtained by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period. Write to each pixel at a predetermined timing. The pixel signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal via the pixel electrode 9 in this way are held for a certain period with the counter electrode 21 of the counter substrate 20 shown in FIG. Further, in order to prevent the held pixel signals S1, S2,..., Sn from leaking, a storage capacitor 60 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the counter electrode 21. Reference numeral 3 b denotes a capacity line constituting the storage capacity 60.

次に、図4に基づいて、液晶装置100の断面構造を説明する。
本実施の形態の液晶表示装置100は、図4に示すように、上下に対向配置された透明のガラス等からなるTFTアレイ基板10及び対向基板20の間に液晶層50が挟持された基本構造を具備している。
Next, a cross-sectional structure of the liquid crystal device 100 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment has a basic structure in which a liquid crystal layer 50 is sandwiched between a TFT array substrate 10 and a counter substrate 20 made of transparent glass or the like that are opposed to each other vertically. It has.

TFTアレイ基板10の内面には、マトリクス状に配置されたそれぞれの画素100aに対して、TFT30及びITO等の透明導電膜からなる画素電極9が設けられている。実際には、データ線6a、走査線3a等の配線が形成されているが、図4(a)ではこれらの図示を省略している。また、TFTアレイ基板10の内面には、これらTFT30や画素電極9を覆うように、配向膜1が画像表示領域全体に設けられている。   On the inner surface of the TFT array substrate 10, a pixel electrode 9 made of a transparent conductive film such as TFT 30 and ITO is provided for each pixel 100a arranged in a matrix. Actually, wiring lines such as the data line 6a and the scanning line 3a are formed, but these are not shown in FIG. 4A. An alignment film 1 is provided on the entire inner surface of the TFT array substrate 10 so as to cover the TFTs 30 and the pixel electrodes 9.

対向基板20の内面には、遮光膜23が設けられている。遮光膜23は、TFT30や配線等(データ線6a、走査線3a等)が形成される各画素100aの縁に沿って、格子状に設けられている。遮光膜23によって照明光が遮られる領域が非照明領域であり、遮光膜23の開口部を通して照明光が透過する領域が照明領域である。照明領域のみが表示に寄与する。対向基板20の内面には、ITO等の透明導電膜からなる対向電極21が遮光膜23を覆うように全面に設けられており、さらに対向電極21を覆うように、画像表示領域全体に配向膜2が設けられている。   A light shielding film 23 is provided on the inner surface of the counter substrate 20. The light-shielding film 23 is provided in a lattice shape along the edge of each pixel 100a where the TFT 30, wiring, etc. (data line 6a, scanning line 3a, etc.) are formed. A region where the illumination light is blocked by the light shielding film 23 is a non-illumination region, and a region where the illumination light is transmitted through the opening of the light shielding film 23 is an illumination region. Only the illumination area contributes to the display. On the inner surface of the counter substrate 20, a counter electrode 21 made of a transparent conductive film such as ITO is provided on the entire surface so as to cover the light shielding film 23, and further, an alignment film is formed on the entire image display region so as to cover the counter electrode 21. 2 is provided.

これらの基板10,20の間には、液晶層50が保持されている。液晶層50を構成する液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶材料を用いても構わないが、TN型液晶パネルの場合、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。   A liquid crystal layer 50 is held between the substrates 10 and 20. As the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 50, any liquid crystal material may be used as long as it can be aligned, such as nematic liquid crystal and smectic liquid crystal. For example, phenylcyclohexane derivative liquid crystal, biphenyl derivative liquid crystal, biphenyl cyclohexane derivative liquid crystal, terphenyl derivative liquid crystal, phenyl ether derivative liquid crystal, phenyl ester derivative liquid crystal, bicyclohexane derivative liquid crystal, azomethine derivative liquid crystal, azoxy derivative liquid crystal, pyrimidine derivative liquid crystal, dioxane Examples include derivative liquid crystals and cubane derivative liquid crystals. Furthermore, liquid crystal molecules in which a fluorine-based substituent such as a monofluoro group, a difluoro group, a trifluoro group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, or a difluoromethoxy group is introduced into these nematic liquid crystal molecules are also included.

配向膜1,2は、基板10の材料成分と同じSiO等の無機材料成分を主体として構成されている。この配向膜1,2は、後述の配向膜形成用液体を用いて、ゾル・ゲル法によって形成されたものである。配向膜1,2には液晶性物質が含有されており、この液晶性物質が一定の配向性を持った状態で分散(配向分散)されている。この液晶性物質は、具体的には、後述の液晶化合物又は液晶性を有する高分子をいうが、自身が何らかの配向処理によって配向し、その配向によって液晶50の液晶分子を配向させられるものであればどのようなものでもよい。この液晶性物質は、配向膜形成用液体に分散して塗布するため、配向膜中には、このような液晶性物質が均一に分散された状態で含まれているが、液晶性物質は、必ずしも配向膜全体に均一に分散されている必要はなく、少なくとも配向膜1,2の液晶50と接する面に配置されて配向していればよい。このように液晶性物質が配置されて配向していることを本明細書では「配向分散」と呼び、本実施形態の液晶装置100では、このように配向膜1,2の少なくとも表面に配向分散された液晶性物質によって、電圧無印加時(初期配向状態)の液晶50の配向状態が規定されるようになっている。 The alignment films 1 and 2 are mainly composed of the same inorganic material component such as SiO 2 as the material component of the substrate 10. The alignment films 1 and 2 are formed by a sol-gel method using an alignment film forming liquid described later. The alignment films 1 and 2 contain a liquid crystalline substance, and the liquid crystalline substance is dispersed (aligned and dispersed) in a state having a certain orientation. Specifically, this liquid crystalline substance refers to a liquid crystal compound or a liquid crystalline polymer described later, but it is aligned by some kind of alignment treatment, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal 50 can be aligned by the alignment. Anything is acceptable. Since this liquid crystalline substance is dispersed and applied in the alignment film forming liquid, the alignment film contains such a liquid crystalline substance in a uniformly dispersed state. It is not necessarily required to be uniformly dispersed throughout the alignment film, and it is only necessary that the alignment films 1 and 2 are arranged and aligned on the surface in contact with the liquid crystal 50. In this specification, the liquid crystal substance arranged and oriented in this manner is referred to as “alignment dispersion”. In the liquid crystal device 100 of the present embodiment, the orientation dispersion is provided on at least the surfaces of the orientation films 1 and 2 as described above. The alignment state of the liquid crystal 50 when no voltage is applied (initial alignment state) is defined by the liquid crystal substance thus formed.

ここで、配向膜中に含まれる無機材料成分と有機材料成分との比率は、配向膜に入射される光の強度、必要とされる配向特性及び耐光性等の観点から適切な値に設定される。例えば、投射側表示装置にライトバルブ(光変調手段)として使用する場合には、配向膜中の液晶性物質の含有量は、0.5wt%〜10wt%であることが望ましい。0.5wt%〜10wt%である理由は、0.5wt%未満では液晶性物質が配向膜の表面に配置されない場合が生じ、10wt%を越えると配向膜の耐光性がライトバルブ用としては不十分なものになる場合があるからである。   Here, the ratio of the inorganic material component and the organic material component contained in the alignment film is set to an appropriate value from the viewpoint of the intensity of light incident on the alignment film, the required alignment characteristics, light resistance, and the like. The For example, when the projection side display device is used as a light valve (light modulation means), the content of the liquid crystal substance in the alignment film is preferably 0.5 wt% to 10 wt%. The reason why it is 0.5 wt% to 10 wt% is that the liquid crystal substance may not be disposed on the surface of the alignment film if it is less than 0.5 wt%, and if it exceeds 10 wt%, the light resistance of the alignment film is not suitable for a light valve. This is because it may be sufficient.

[液晶装置の製造方法]
次に、配向膜の形成方法に着目しながら、液晶装置100の製造方法について説明する。図5は、配向膜の形成方法を示す工程フローである。
[Method of manufacturing liquid crystal device]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal device 100 will be described while paying attention to a method for forming an alignment film. FIG. 5 is a process flow showing a method for forming an alignment film.

図5に示すように、本実施形態の配向膜の形成方法は、配向膜形成用液体を調製する配向膜形成用液体調製工程(工程S1)と、得られた前記配向膜形成用液体を基板に塗布し、塗膜を形成する塗膜形成工程(工程S2)と、形成された前記塗膜を硬化させる硬化工程(工程S3)と、硬化した前記塗膜に配向処理を施す配向処理工程(工程S4)とを有している。   As shown in FIG. 5, the alignment film forming method of this embodiment includes an alignment film forming liquid preparation step (step S1) for preparing an alignment film forming liquid, and the obtained alignment film forming liquid is used as a substrate. A coating film forming step (step S2) for forming a coating film, a curing step (step S3) for curing the formed coating film, and an alignment processing step for applying an alignment treatment to the cured coating film (step S3). Step S4).

<配向膜形成用液体調製工程(S1)>
まず、金属アルコキシドを主原料とするゾル溶液を調製し、これに液晶性物質を混合して配向膜形成用液体を調製する。
金属アルコキシドは、一般式:M(OR)(M:金属、R:アルキル基)で表される材料である。金属Mとしては、Si,Al,Ti,In,Zn,Sn,V,Sr,La等の種々の材料を用いることができる。また、アルキル基Rとしては、C1〜C5のアルキル基を代表例として挙げることができる。本実施形態では、金属MをSiとして、有機ケイ素材料を用いる。有機ケイ素材料は、ポリシロキサンと有機化合物との複合材料からなる。この有機ケイ素材料は、優れた化学的安定性を有しており、従来のような有機材料のみで構成された配向膜に比べて、優れた耐光性を有するものとなる。
<Liquid preparation step for alignment film formation (S1)>
First, a sol solution containing a metal alkoxide as a main raw material is prepared, and a liquid crystalline substance is mixed therewith to prepare an alignment film forming liquid.
The metal alkoxide is a material represented by a general formula: M (OR) n (M: metal, R: alkyl group). As the metal M, various materials such as Si, Al, Ti, In, Zn, Sn, V, Sr, and La can be used. Moreover, as the alkyl group R, a C1-C5 alkyl group can be mentioned as a representative example. In the present embodiment, the metal M is Si, and an organic silicon material is used. The organosilicon material is composed of a composite material of polysiloxane and an organic compound. This organosilicon material has excellent chemical stability, and has excellent light resistance as compared to an alignment film composed only of a conventional organic material.

また、金属アルコキシドに代えて、金属酸化物微粒子を主原料とするゾル溶液を調整し、これに液晶性物質を混合して配向膜形成用液体を調製することも出来る。この場合、膜の機械的強度は金属アルコキシドを主原料とする膜に劣るが、有機物であるアルコキシドを含まないため、より優れた耐光性を有する配向膜とすることができる。
さらに、金属アルコキシドと金属酸化物微粒子との混合系に調整することにより、膜強度と耐光性とを併せ持った配向膜とすることもできる。
Further, instead of the metal alkoxide, a sol solution containing metal oxide fine particles as a main material can be prepared, and a liquid crystal substance can be mixed therewith to prepare an alignment film forming liquid. In this case, the mechanical strength of the film is inferior to that of a film mainly composed of a metal alkoxide, but since it does not contain an alkoxide that is an organic substance, an alignment film having better light resistance can be obtained.
Furthermore, by adjusting to a mixed system of metal alkoxide and metal oxide fine particles, an alignment film having both film strength and light resistance can be obtained.

液晶性物質としては、液晶層50に含まれる液晶化合物と同様の液晶化合物を用いることができる。この液晶化合物は、剛直な基A−X−Bと、末端の柔軟な基Y,Zを有し、それ自身液晶相を発現する化合物である。このような液晶化合物としては、下記の一般式(1)及び表1に示すようなものが挙げられる。   As the liquid crystal substance, a liquid crystal compound similar to the liquid crystal compound included in the liquid crystal layer 50 can be used. This liquid crystal compound is a compound that has a rigid group AX-B and terminal flexible groups Y and Z and itself exhibits a liquid crystal phase. Examples of such liquid crystal compounds include those shown in the following general formula (1) and Table 1.

Figure 2006323252
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Figure 2006323252
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液晶性物質としては、無機材料成分中に分散させた高分子前駆体を重合させたものを用いてもよい。このような高分子前駆体としては、それ自身が液晶相を持つものを用いることができ、例えば液晶性の紫外線硬化型モノマー或いはそれらのオリゴマーを用いることができる。具体的には、下記表2または表3に記載した大日本インキ化学工業株式会社製のUVキュアラブル液晶を1種もしくは複数種組み合わせて使用することができる。   As the liquid crystalline substance, a polymer obtained by polymerizing a polymer precursor dispersed in an inorganic material component may be used. As such a polymer precursor, one having a liquid crystal phase itself can be used, and for example, a liquid crystal ultraviolet curable monomer or an oligomer thereof can be used. Specifically, a UV curable liquid crystal manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. described in Table 2 or Table 3 below can be used alone or in combination.

Figure 2006323252
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Figure 2006323252
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前述の配向膜形成用液体には、必要に応じて溶剤等を添加することができる。また、必要に応じて、硬化剤(重合開始剤)を添加してもよい。これにより、後述するような塗膜の硬化を容易に行うことができる。さらに、必要に応じて、配向膜形成用液体にろ過処理を施すこともでき、これにより、配向膜形成用液体中に含まれる不純物を取り除くことができ、均一な膜厚の配向膜を効率良く形成することができるようになる。   A solvent or the like can be added to the alignment film forming liquid as necessary. Moreover, you may add a hardening | curing agent (polymerization initiator) as needed. Thereby, hardening of a coating film which is mentioned later can be performed easily. Furthermore, if necessary, the alignment film forming liquid can be subjected to a filtration treatment, whereby impurities contained in the alignment film forming liquid can be removed, and an alignment film having a uniform thickness can be efficiently obtained. Can be formed.

<塗膜形成工程(S2)>
次に、上記工程で得られた配向膜形成用液体を基板10上に塗布し、配向膜形成用液体で構成された塗膜を形成する。
配向膜形成用液体を塗布する方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法、インクジェット法、フレキソコート法等が挙げられる。これらの方法は、必要に応じて、選択して又は組み合わせて用いることができる。
<Coating film formation process (S2)>
Next, the alignment film forming liquid obtained in the above step is applied onto the substrate 10 to form a coating film composed of the alignment film forming liquid.
Examples of the method for applying the alignment film forming liquid include a gravure coating method, a bar coating method, a spray coating method, a spin coating method, a knife coating method, a roll coating method, a die coating method, an ink jet method, and a flexo coating method. It is done. These methods can be selected or used in combination as required.

塗膜に対しては、電界や磁界等により、配向処理を施すことができる。硬化前の流動性を有した状態で電界や磁界等を加えることによって、塗膜中の液晶性物質の配列方向を所定の方向に揃えることができる。この段階で十分な配向特性が得られれば、硬化後の配向処理(工程S4)は省略することができる。   The coating film can be subjected to an orientation treatment by an electric field or a magnetic field. By applying an electric field, a magnetic field, or the like with fluidity before curing, the alignment direction of the liquid crystalline substances in the coating film can be aligned in a predetermined direction. If sufficient orientation characteristics are obtained at this stage, the orientation treatment after curing (step S4) can be omitted.

<硬化工程(S3)>
次に、塗膜を硬化し、基板10の全面に配向膜1を形成する。
塗膜の硬化は、例えば、加熱処理、エネルギー線照射処理等を施すことにより行うことができる。エネルギー線としては、例えば、可視光線、紫外線、放射線、赤外線等が挙げられる。このような処理を施すことにより、塗膜中において、前述したような硬化反応基同士が、ラジカル重合、カチオン重合、重縮合等し、塗膜が硬化して、配向膜が形成される。
<Curing step (S3)>
Next, the coating film is cured, and the alignment film 1 is formed on the entire surface of the substrate 10.
The coating film can be cured by, for example, heat treatment, energy ray irradiation treatment, or the like. Examples of energy rays include visible light, ultraviolet light, radiation, infrared light, and the like. By performing such a treatment, the curing reactive groups as described above are radically polymerized, cationically polymerized, polycondensed, etc. in the coating film, and the coating film is cured to form an alignment film.

塗膜の硬化は、特に、塗膜を構成する配向膜形成用液体中に含まれる水分や溶媒等を除去した後(塗膜に対して乾燥処理を施した後)に行うのが好ましい。これにより、膜厚の安定した配向膜を効率良く形成することができる。
また、塗膜の硬化は、例えば、エネルギー線を照射して塗膜を仮硬化させた後に、加熱処理により本硬化することにより行ってもよい。すなわち、塗膜の硬化は、塗膜を、一旦、比較的低いエネルギーで仮硬化させた後に、完全に硬化させるものであってもよい。これにより、膜厚の安定した配向膜をより効率良く形成することができる。
The coating film is particularly preferably cured after removing moisture, solvent, and the like contained in the alignment film forming liquid constituting the coating film (after drying the coating film). Thereby, an alignment film having a stable film thickness can be efficiently formed.
Moreover, you may perform hardening of a coating film, for example, after irradiating an energy beam and pre-hardening a coating film, and carrying out the main hardening by heat processing. That is, the coating film may be cured by temporarily curing the coating film with a relatively low energy once and then completely curing it. Thereby, an alignment film having a stable film thickness can be formed more efficiently.

<配向処理工程(S4)>
次に、硬化した配向膜1に対してラビング等の配向処理を施す。
配向処理としては、ラビング以外にも、プレチルト付与のためのイオンミリングや偏光照射等を行なってもよい。これらの処理により、配向膜中の液晶性物質が配向し、液晶50に対して、一定の配向力を示すようになる。
以上により、配向膜1を備えたTFTアレイ基板10が形成される。
<Orientation treatment step (S4)>
Next, an alignment treatment such as rubbing is performed on the cured alignment film 1.
As the alignment treatment, in addition to rubbing, ion milling for applying a pretilt, irradiation with polarized light, or the like may be performed. By these treatments, the liquid crystalline substance in the alignment film is aligned and exhibits a certain alignment force with respect to the liquid crystal 50.
Thus, the TFT array substrate 10 including the alignment film 1 is formed.

次に、同様の方法を用いて、対向基板20の表面に、同様の構造を有する配向膜2を形成する。そして、これらの基板10,20を枠状に設けたシール材52を介して貼り合わせ、そのシール材52の枠内に液晶を充填する。その後、基板10,20の外面側に必要に応じて偏光板等を貼着する。
以上により、液晶装置100が完成する。
Next, the alignment film 2 having the same structure is formed on the surface of the counter substrate 20 using the same method. Then, these substrates 10 and 20 are bonded together via a sealing material 52 provided in a frame shape, and liquid crystal is filled in the frame of the sealing material 52. Thereafter, a polarizing plate or the like is attached to the outer surface side of the substrates 10 and 20 as necessary.
Thus, the liquid crystal device 100 is completed.

以上説明したように、本実施形態の液晶装置100においては、配向膜1,2が無機材料と液晶性物質との混合材料によって構成されているので、液晶性物質由来の良好な配向特性と、無機材料成分由来の高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置を提供することができる。一般に、配向特性と信頼性とはトレードオフの関係となるため、両方の特性を同じ配向膜で同時に実現することはできなかったが、本実施形態では、この2つの特性を配向膜中の別々の部分で実現させることで、両方の特性を同時に満たすことが可能となっている。また、配向膜1,2を無機材料成分主体の構成としているので、配向膜1,2と基板10,20との密着性も良好なものとなる。   As described above, in the liquid crystal device 100 of the present embodiment, since the alignment films 1 and 2 are made of a mixed material of an inorganic material and a liquid crystalline substance, the alignment characteristics derived from the liquid crystalline substance are excellent. A liquid crystal device having high reliability derived from an inorganic material component can be provided. In general, since alignment characteristics and reliability are in a trade-off relationship, both characteristics cannot be realized simultaneously with the same alignment film. However, in the present embodiment, these two characteristics are separated in the alignment film. By realizing in this part, it is possible to satisfy both characteristics simultaneously. Further, since the alignment films 1 and 2 are mainly composed of inorganic material components, the adhesion between the alignment films 1 and 2 and the substrates 10 and 20 is also good.

また、配向膜1,2が、液相法であるゾル・ゲル法によって形成されているので、斜方蒸着法等の気相法を用いる従来の方法に比べて、プロセスを簡略化することができる。また、化学反応を利用して低温で作製することができることから、有機材料と無機材料との複合化も可能になる。有機・無機複合材料は、有機材料と無機材料の双方の特性を併せ持つ新規な材料であり、本実施形態においても、有機材料(液晶性物質)の特性である良好な配向性と、無機材料の特性である高い信頼性を併せ持つ新規な配向膜1,2の形成が容易に可能となる。   In addition, since the alignment films 1 and 2 are formed by a sol-gel method that is a liquid phase method, the process can be simplified as compared with a conventional method using a vapor phase method such as oblique deposition. it can. In addition, since it can be produced at a low temperature using a chemical reaction, it is possible to combine an organic material and an inorganic material. An organic / inorganic composite material is a novel material having both characteristics of an organic material and an inorganic material. In this embodiment, the organic material (liquid crystalline substance) has a good orientation and an inorganic material. It becomes possible to easily form novel alignment films 1 and 2 having high reliability that is a characteristic.

なお、配向特性という点では、液晶性物質以外の有機材料を配向膜1,2の表面に配向分散させることも可能である。例えば、ポリイミドを配向膜1,2の表面に含有させることもできる。しかし、最近では、液晶材料の開発が進み、ポリイミドよりも耐光性が高く、投射型表示装置で用いるような高強度の光にも十分に耐え得るような液晶材料も得られるようになっている。このため、耐光性が未だ十分でないポリイミドを用いるよりも、耐光性が十分に保証されている液晶材料(液晶性物質)を用いる方が、信頼性の点から、より好ましいものといえる。しかも、このような液晶性物質は、液晶50との間で良好な親和性を示すため、より優れた配向安定性を発揮することが期待される。   In terms of alignment characteristics, organic materials other than liquid crystalline substances can be aligned and dispersed on the surfaces of the alignment films 1 and 2. For example, polyimide can be included in the surfaces of the alignment films 1 and 2. However, recently, development of liquid crystal materials has progressed, and liquid crystal materials that have higher light resistance than polyimide and can sufficiently withstand the high-intensity light used in projection display devices have been obtained. . For this reason, it can be said that it is more preferable from the viewpoint of reliability to use a liquid crystal material (liquid crystalline substance) whose light resistance is sufficiently ensured than to use polyimide whose light resistance is not yet sufficient. In addition, since such a liquid crystalline substance exhibits good affinity with the liquid crystal 50, it is expected to exhibit better alignment stability.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
図6は、その製造工程を示す工程フローであり、第1実施形態の図5に対応する図である。本実施形態の液晶装置の製造方法は、基本的な部分は第1実施形態の液晶装置の製造方法と同じであり、異なるのは、配向性を付与するための処理を塗膜形成前に行なう点のみである。このため、第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a process flow showing the manufacturing process, and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. The manufacturing method of the liquid crystal device of the present embodiment is basically the same as the manufacturing method of the liquid crystal device of the first embodiment. The difference is that the treatment for imparting orientation is performed before forming the coating film. It is only a point. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、まず、塗膜を形成する前に、基板10の表面に配向処理を施す(工程S5)。この配向処理は、単に基板10の表面をラビングするのみでもよいし、予め基板10上にポリイミド等の膜を形成し、これをラビングすることによって配向性を付与してもよい。またラビングによる表面のスジをより目立たなくするためには、この後にプラズマ処理を行い不要物を除去することも有効である。   In the present embodiment, first, before the coating film is formed, the surface of the substrate 10 is subjected to an alignment process (step S5). In this alignment treatment, the surface of the substrate 10 may be simply rubbed, or a film such as polyimide may be formed on the substrate 10 in advance and the alignment may be imparted by rubbing the film. In order to make the surface streaks due to rubbing inconspicuous, it is also effective to remove unnecessary substances by performing plasma treatment thereafter.

配向処理が終了したら、第1実施形態と同様の方法により、基板10上に配向膜形成用液体を塗布する(工程S2)。基板の表面は、上記の配向処理によって配向能力を有するものとなっているため、この上に配向膜形成用液体を塗布すると、その液体中に含まれる液晶性物質が、基板10の配向処理の影響を受けて一方向に配向され、配向能力を持った状態で膜が形成される。この際、必要に応じて、電界や磁界等の外場による配向処理を施すこともできる。硬化前の流動性を有した状態では、外場の影響によって液晶性物質の配向を促すことが可能であり、これにより、単に塗膜を形成した場合に比べて、配向特性の良好な膜を形成することができる。   When the alignment process is completed, the alignment film forming liquid is applied onto the substrate 10 by the same method as in the first embodiment (step S2). Since the surface of the substrate has the alignment ability by the above-described alignment treatment, when the alignment film forming liquid is applied thereon, the liquid crystalline substance contained in the liquid is subjected to the alignment treatment of the substrate 10. A film is formed in a state where it is oriented in one direction under the influence and has orientation ability. At this time, if necessary, an orientation treatment by an external field such as an electric field or a magnetic field can be performed. In the state of having fluidity before curing, it is possible to promote the alignment of the liquid crystalline substance by the influence of the external field, and as a result, a film with good alignment characteristics can be formed compared to the case where a coating film is simply formed. Can be formed.

次に、塗膜を硬化して配向膜1を形成する(工程S3)。
硬化に際しては、塗膜中の液晶性物質の配向状態を極力損なわないようにすることが必要である。液晶性物質が光重合性の高分子前駆体からなる場合には、液晶性物質の配向状態を固定するために、紫外線照射によって塗膜を仮硬化し、その後、加熱焼成等によって本硬化することが望ましい。
硬化した配向膜に対しては、必要に応じて、ラビング、イオンミリング、偏光照射等の配向処理を施してもよい。本実施形態では、塗膜形成前に配向処理(工程S5)を施しているため、塗膜硬化後の配向処理は補助的なものであり、省略することも可能である。
Next, the coating film is cured to form the alignment film 1 (step S3).
In curing, it is necessary to prevent the alignment state of the liquid crystal substance in the coating film from being lost as much as possible. When the liquid crystalline substance is composed of a photopolymerizable polymer precursor, in order to fix the alignment state of the liquid crystalline substance, the coating film is temporarily cured by irradiation with ultraviolet rays, and then main curing is performed by heating and baking. Is desirable.
The cured alignment film may be subjected to an alignment treatment such as rubbing, ion milling or polarized light irradiation as necessary. In this embodiment, since the orientation process (step S5) is performed before the coating film is formed, the orientation process after the coating film is cured is auxiliary and can be omitted.

次に、同様の方法を用いて、対向基板20の表面に配向膜2を形成する。そして、これらの基板10,20を枠状に設けたシール材52を介して貼り合わせ、そのシール材52の枠内に液晶を充填する。その後、基板10,20の外面側に必要に応じて偏光板等を貼着する。
以上により、液晶装置が完成する。
Next, the alignment film 2 is formed on the surface of the counter substrate 20 using the same method. Then, these substrates 10 and 20 are bonded together via a sealing material 52 provided in a frame shape, and liquid crystal is filled in the frame of the sealing material 52. Thereafter, a polarizing plate or the like is attached to the outer surface side of the substrates 10 and 20 as necessary.
Thus, the liquid crystal device is completed.

本実施形態においては、配向処理された面は液晶50と接しないため、配向処理の影響(ラビスジ等)が表示特性に悪影響を及ぼすことはない。一方、この上に形成される配向膜1,2は、液晶性物質を含んでいるため、単に配向膜形成用液体を塗布しただけでも、下地の配向処理の影響によって、配向能力を持った状態で膜が形成される。このため、その表面を改めて配向処理しなくても十分な配向能力を発揮することができる。   In the present embodiment, since the alignment-treated surface does not contact the liquid crystal 50, the influence of the alignment treatment (such as ravis) does not adversely affect the display characteristics. On the other hand, since the alignment films 1 and 2 formed thereon contain a liquid crystalline material, the alignment films 1 and 2 are in a state having alignment ability even if the alignment film forming liquid is simply applied. A film is formed. For this reason, sufficient orientation ability can be exhibited even if the surface is not subjected to orientation treatment again.

[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。
[Projection type display device]
Next, a projection type display device which is a specific example of the electronic apparatus of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a main part of the projection display device. This projection type display device includes the liquid crystal device according to each of the above-described embodiments as light modulation means.

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。   7, 810 is a light source, 813 and 814 are dichroic mirrors, 815, 816 and 817 are reflection mirrors, 818 is an incident lens, 819 is a relay lens, 820 is an exit lens, and 822, 823 and 824 are liquid crystal devices of the present invention. 825 is a cross dichroic prism, and 826 is a projection lens. The light source 810 includes a lamp 811 such as a metal halide and a reflector 812 that reflects the light of the lamp.

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。   The dichroic mirror 813 transmits red light contained in white light from the light source 810 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 817 and is incident on the light modulation means 822 for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 813 is reflected by the dichroic mirror 814 and is incident on the light modulating means 823 for green light. Further, the blue light reflected by the dichroic mirror 813 passes through the dichroic mirror 814. For blue light, in order to prevent light loss due to a long optical path, a light guide means 821 comprising a relay lens system including an incident lens 818, a relay lens 819, and an exit lens 820 is provided. Blue light is incident on the light modulating means 824 for blue light through the light guiding means 821. Note that the liquid crystal devices of the above-described embodiments are employed for the respective light modulation means 822, 823, and 824.

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。   The three color lights modulated by the respective light modulation means are incident on the cross dichroic prism 825. The cross dichroic prism 825 is formed by bonding four right-angle prisms. A dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in an X shape at the interface. Yes. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the screen 827 by the projection lens 826 which is a projection optical system, and the image is enlarged and displayed.

係る投射型表示装置には、上記各実施形態の液晶装置が採用されているので、高強度の光照射を行なっても配向膜の光劣化は従来ほど大きくは進行しない。したがって、長期間にわたって安定した表示を行なうことができる。   Since the projection type display device employs the liquid crystal device of each of the above-described embodiments, even when high-intensity light irradiation is performed, the photodegradation of the alignment film does not progress as much as in the past. Therefore, stable display can be performed over a long period of time.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
また、本発明の液晶装置は、投射型表示装置の光変調手段に限らず、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。
The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
The liquid crystal device of the present invention is not limited to the light modulation means of the projection display device, but is an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, Electronic devices that can be suitably used as image display means for devices such as pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, touch panels, etc., all of which are highly reliable and excellent in display quality Can be provided.

第1実施形態の液晶装置を示す平面図である。It is a top view which shows the liquid crystal device of 1st Embodiment. 図1のH−H’線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the H-H 'line | wire of FIG. 同、液晶装置の画像表示領域において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、配線等の等価回路図である。3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display region of the liquid crystal device. FIG. 同、液晶装置の断面構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the liquid crystal device. 同、液晶装置の製造方法を示す工程フローである。4 is a process flow illustrating a method for manufacturing a liquid crystal device. 第2実施形態の液晶装置の製造方法を示す工程フローである。It is a process flow which shows the manufacturing method of the liquid crystal device of 2nd Embodiment. 電子機器の一例である投射型表示装置を示す図である。It is a figure which shows the projection type display apparatus which is an example of an electronic device.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…配向膜、10…TFTアレイ基板、20…対向基板、50…液晶、100…液晶装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, ... Alignment film, 10 ... TFT array substrate, 20 ... Opposite substrate, 50 ... Liquid crystal, 100 ... Liquid crystal device

Claims (6)

一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を有し、
前記配向膜は無機材料成分を主体として構成され、前記配向膜の少なくとも前記液晶側の表面であって、該表面の少なくとも一部に液晶性物質が配置されて配向していることを特徴とする液晶装置。
A liquid crystal device having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates,
Of the pair of substrates, at least one substrate has an alignment film on the liquid crystal side surface,
The alignment film is mainly composed of an inorganic material component, and is at least a surface of the alignment film on the liquid crystal side, and a liquid crystalline substance is disposed and aligned on at least a part of the surface. Liquid crystal device.
前記無機材料成分が金属酸化物であることを特徴とする請求項1記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the inorganic material component is a metal oxide. 前記基板の表面に、前記液晶性物質を配向させるための配向処理が施されていることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein an alignment process for aligning the liquid crystalline substance is performed on a surface of the substrate. 一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の前記液晶側の面に配向膜を形成する工程を有し、
前記配向膜の形成工程は、
金属アルコキシド若しくは金属酸化物微粒子のうち少なくとも一つと、前記液晶を配向させる液晶性物質とを含む配向膜形成用液体を調製する配向膜形成用液体調製工程と、
前記配向膜形成用液体を前記基板上に塗布し、塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜を硬化させる硬化工程とを含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
A method of manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates,
A step of forming an alignment film on the liquid crystal side surface of at least one of the pair of substrates;
The step of forming the alignment film includes
An alignment film forming liquid preparation step of preparing an alignment film forming liquid comprising at least one of metal alkoxide or metal oxide fine particles and a liquid crystalline material for aligning the liquid crystal;
A coating film forming step of applying the alignment film forming liquid on the substrate and forming a coating film;
And a curing process for curing the coating film.
前記塗膜形成工程は、前記配向膜形成用液体を塗布する前に、予め前記基板の表面に、前記液晶性物質を配向させるための配向処理を施す工程を含むことを特徴とする請求項4記載の液晶装置の製造方法。   5. The coating film forming step includes a step of performing an alignment process for aligning the liquid crystalline substance on the surface of the substrate in advance before applying the alignment film forming liquid. A manufacturing method of the liquid crystal device according to the description. 請求項1〜3のいずれかの項に記載の液晶装置又は請求項4又は5記載の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えたことを特徴とする投射型表示装置。

A projection display device comprising the liquid crystal device according to claim 1 or the liquid crystal device manufactured by the manufacturing method according to claim 4 or 5.

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