JP2007011226A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶装置等の電気光学装置において、電気光学物質と無機配向膜との光化学反応を抑制する。
【解決手段】 電気光学装置は、一対の第１及び第２基板と、一対の第１及び第２基板間に挟持された電気光学物質と、第１及び第２基板の少なくとも一方における電気光学物質に面する側の表面に、有機化合物が反応固着された無機材料から形成されており、電気光学物質の配向状態を規制する配向膜とを備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置では、例えばシール材によって貼り合わされた一対の基板間に挟持される電気光学物質の配向制御は、例えば、一対の基板のうち少なくとも一方の基板における、電気光学物質と対向する側の基板面上に形成された無機配向膜によって行われる。電気光学装置の製造時、無機配向膜は、例えば斜方蒸着法によって形成される。斜方蒸着法により基板面上に形成された無機配向膜において、その表面や内部に例えばダングリングボンドが存在することで、電気的に不安定な欠陥部分が生じ、良好な膜質が得られないことがある。このような無機配向膜における電気的に不安定な欠陥部分には、例えば水分が反応してシラノール基が形成される。電気光学装置の組立後に、無機配向膜と接する例えば液晶分子が、該シラノール基と光化学反応してしまう恐れがある。このような光化学反応が生じると、液晶分子とシラノール基との結合に起因する光漏れ等が生じることによって、電気光学装置内における表示画像の品質が劣化する。

ここで、例えば特許文献１では、斜方蒸着法によって形成された無機配向膜における高温高湿時の配向欠陥の発生を防止するために、無機配向膜の上に有機膜を積層する技術が開示されている。特許文献２では、液晶のプレチルト角を制御するために、無機配向膜の上に有機の垂直配向膜を被覆する技術が開示されている。特許文献３では、強誘電性液晶と無機配向膜との相互作用を改質するために、無機配向膜の表面を高級アルコールで湿潤処理する技術が開示されている。

特開平２−３９０２４号公報 特開平３−２５９１１６号公報 特開２０００−４７２１１号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術によれば、無機配向膜の上に有機膜を積層した二層膜であって、化学反応は生じておらず、シラノール基が存在する恐れがあるため、液晶分子とシラノール基との光化学反応を十分に防ぐことはできない。また、特許文献３に開示された技術によれば、強誘電性液晶と無機配向膜との親和性を向上させるが、液晶分子とシラノール基との光化学反応を防止することはできない。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、電気光学物質と無機配向膜との光化学反応を抑制できる電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具備してなる各種電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板と、該一対の第１及び第２基板間に挟持された電気光学物質と、前記第１及び第２基板の少なくとも一方における前記電気光学物質に面する側の表面に、有機化合物が反応固着された無機材料から形成されており、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、一対の第１及び第２基板は、例えば画素アレイ領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材によって交互に貼り合わされており、一対の第１及び第２基板間には、例えば電気光学物質としての液晶が挟持されている。電気光学装置を駆動させない状態では、無機材料からなる配向膜、即ち無機配向膜における表面形状効果により、電気光学物質は一対の第１及び第２基板間で所定の配向状態をとる。電気光学装置の駆動時には、例えば、電気光学物質に、例えば画素アレイ領域に配列された画素毎に画像信号に応じた電圧を印加することにより、電気光学物質の配向状態を変えることで、例えば光源から入射される光を変調する。そして、電気光学物質によって変調された光が表示光として出射されることにより、画像表示が行われる。

無機配向膜は、典型的には、基板上にシリカ（ＳｉＯ２）等を例えば斜方蒸着法により堆積して形成される。ここで、第１基板面上には、予め無機配向膜の下地として、例えば画素電極を駆動するための配線や駆動素子が作りこまれた積層構造が形成され、この積層構造の最上層に画素電極が画素毎に所定のパターンで島状やストライプ状に形成される。或いは、第２基板面上には、画素毎に開口領域を規定するための遮光膜が作りこまれるとともに、複数の画素電極と対向することになる対向電極が最上層に配置された積層構造が形成される。

無機配向膜は典型的には表面にシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）を有する。シラノール基は、反応性が高く、仮に何らの対策も施さねば、一対の第１及び第２基板間に狭持された電気光学物質、例えば液晶分子と反応してしまう。特に装置として使用される際に照射される光によって反応する、即ち光化学反応を生じてしまう。

しかるに、本発明の電気光学装置によれば、無機配向膜の電気光学物質に面する側の表面に有機化合物が反応固着されている。ここで、反応固着するとは、化学的反応により有機化合物が官能基と結合することをいう。例えば、無機配向膜の表面が有する反応活性の高いシラノール基は、例えばイソプロパノール等の有機化合物と脱水反応することにより結合されている。よって、無機配向膜の表面の反応活性は低減されている。従って、無機配向膜と液晶分子との光化学反応を抑制或いは無くすことができる。即ち、シラノール基を反応活性サイトとして、無機配向膜と電気光学物質とが光反応を起こすことを防止することができる。言い換えれば、反応活性サイトであるシラノール基を化学修飾することにより、無機配向膜の表面を改質することができる。

以上説明したように、無機配向膜と電気光学物質との光化学反応を抑制することができる。よって、無機配向膜と電気光学物質との光化学反応に起因した表示不良を低減或いは無くすことができる。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有する。

この態様によれば、有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有しているので、例えば３００〜４００ｎｍ程度以下の短波長吸収帯域を殆ど或いは全く有していないようにすれば、例えばプロジェクタとして使用される際の光を吸収しないようにできるので、配向膜の表面付近における液晶分子とシラノール基との光化学反応を一層確実に抑制することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記有機化合物は、アルコール類である。

この態様によれば、有機化合物は、アルコール類であり、例えば水酸基或いはシラノール基と脱水或いは縮合反応しやすいので、無機配向膜に確実に反応固着することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記有機化合物は、シラン化合物である。

この態様によれば、有機化合物は、シラン化合物であり、例えば水酸基或いはシラノール基と反応しやすいので、無機配向膜に確実に反応固着することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記有機化合物は、脂肪酸類である。

この態様によれば、有機化合物は、脂肪酸類であり、例えば水酸基或いはシラノール基と脱水或いは縮合反応しやすいので、無機配向膜に確実に反応固着することができる。

本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備する。

本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。

本発明の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板と、該一対の第１及び第２基板間に狭持された電気光学物質とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の基板上に、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜を、無機材料から形成する配向膜形成工程と、前記配向膜における前記電気光学物質に面する側の表面に、有機化合物を反応固着する反応固着工程と、前記第１及び第２基板を貼り合わせる貼合工程とを含む。

上述した本発明の電気光学装置を製造することができる。ここで特に、無機配向膜の電気光学物質に面する側の表面に有機化合物を反応固着するので、耐光性の高い電気光学装置を製造することができる。

本発明の電気光学装置の製造方法の一の態様では、前記反応固着工程の前に、前記表面の不純物を除去する不純物除去工程と、前記不純物が除去された後に、前記表面に水酸基を生成する水酸基生成工程と、前記水酸基が生成された後に、前記表面に前記有機化合物を吸着させる吸着工程とを更に含み、前記有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有する。

この態様によれば、不純物除去工程、水酸基生成工程及び吸着工程を更に含む。これらの工程は、例えば上述した反応固着工程の前に行う前工程として行われる。

先ず、不純物除去工程によって、上述した配向膜生成工程によって形成した無機配向膜の電気光学物質に面する側の表面に吸着した或いは化学反応により結合した例えば空気中の水分や有機物等の不純物を例えばＯ２プラズマにより除去する。

次に、水酸基生成工程によって、無機配向膜の電気光学物質に接触する側の表面を例えば純水に浸漬することにより表面に殆ど或いは完全に均一に水酸基或いは典型的にはシラノール基を生成する。

次に、吸着工程によって、無機配向膜の表面に例えばイソプロパノール等の有機化合物を吸着させる。

以上説明した不純物除去工程、水酸基生成工程及び吸着工程を反応固着工程の前工程として行うので、無機配向膜の電気光学物質に面する側の表面に有機化合物を殆ど或いは完全に均一に反応固着させることができる。よって、一層耐光性の高い電気光学装置を製造することができる。

更に、反応固着させる有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有しているので、例えば３００〜４００ｎｍ程度以下の短波長吸収帯域を殆ど或いは全く有していないようにすれば、配向膜の表面付近における電気光学物質、例えば液晶分子とシラノール基との光化学反応を一層確実に抑制することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

先ず、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、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みた平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。尚、以下で参照する各図においては、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、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

図１及び図２において、本実施形態の電気光学装置では、本発明に係る「第１基板」の一例としてのＴＦＴアレイ基板１０と本発明に係る「第２基板」の一例としての対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材５６が散布されている。図２には、ギャップ材５６として略球状のガラスビーズを、シール材５２に混入した構成を示してある。尚、ギャップ材５６を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及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いる。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図２には図示を省略してあるが、この積層構造の最上層に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。そして、画素電極９ａ上には、例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる配向膜１６が設けられている。

他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。

そして、遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成される。また、遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図２には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。

対向基板２０の対向面上における、これら各種の構成要素が作り込まれた積層構造上には、例えばシリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる配向膜２２が形成されている。対向電極２１は、対向基板２０上の積層構造の最上層に配置されると共に、対向電極２１上に配向膜２２が形成されている。

尚、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のいずれか一方の対向面上に配向膜を形成するようにしてもよい。また、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６及び対向基板２０側の配向膜２２のいずれか一方を、ポリイミド等の有機材料により形成される有機膜にラビング処理を施すことにより得られる有機配向膜から形成するようにしてもよい。但し、無機配向膜は、有機配向膜と比較して耐光性に優れるという特性を有している。よって、電気光学装置を長寿命化させるためには、無機配向膜を用いるようにするのがよい。

また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、一対の配向膜１６及び２２間で、所定の配向状態をとる。

後に詳述するように、配向膜１６及び２２の各々の液晶層５０に面する側の表面には、有機化合物が反応固着されている。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

ここで、図３には、図２に対応する断面の構成について、特に、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された配向膜１６による液晶の配向について模式的に示してある。

図３において、ＴＦＴアレイ基板１０において液晶層５０と対向する側の基板面上に、ＴＦＴ等の各種構成要素が作りまれた積層構造９０が形成されており、この積層構造９０の最上層に画素電極９ａが画素毎に形成されている。そして、画素電極９ａ上に、無機材料の柱状構造物１６ａがＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して所定の角度をなして配列することにより、無機材料が堆積して、配向膜１６が形成されている。このように形成された配向膜１６は、表面形状効果により、液晶分子５０ａの配向状態を規制することができる。尚、図３を参照して説明した配向膜１６による液晶の配向については、対向基板２０上に形成された配向膜２２についても同様である。

次に、以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について、図４を参照して説明する。ここに図４は、電気光学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４において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、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よい。

また、ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極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１１ａ及びゲート電極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、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を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、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。

画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての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２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

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２１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。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。

次に、本実施形態に係る配向膜の表面の化学的な構造について、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、本実施形態の配向膜の表面の化学的な構造を示す模式図である。図６は、比較例における図５と同趣旨の模式図である。

図５に示すように、本実施形態では特に、配向膜１６の液晶層５０に面する側の表面には、イソプロピル基Ｒ１（−Ｃ３Ｈ７）が結合されている。

図６に比較例として示すように、シリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる配向膜１６は、外部の水分と反応しやすく、典型的には、その表面にシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）を有している。シラノール基は、反応性が高く、仮に何らの対策も施さねば、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に狭持された液晶層５０の液晶分子と反応してしまう。特に例えばプロジェクタ等の装置として使用される際に照射される光によって反応する、即ち光化学反応を生じてしまう。

しかるに、本実施形態では、上述したように配向膜１６の液晶層５０に面する側の表面には、イソプロピル基Ｒ１（−Ｃ３Ｈ７）が結合されている。即ち、配向膜１６は、その表面に有するシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）を反応活性サイトとして、例えばイソプロパノールと反応固着されている。よって、配向膜１６の表面の反応活性は低減されている。従って、配向膜１６と液晶層５０の液晶分子との光化学反応を抑制することができる。即ち、シラノール基を反応活性サイトとして、配向膜１６と液晶層５０とが光反応を起こすことを防止することができる。言い換えれば、反応活性サイトであるシラノール基を化学修飾することにより、配向膜１６の表面を改質することができる。

本実施形態では特に、配向膜１６は、イソプロパノール即ちアルコール類と反応固着されている。アルコール類は、シラノール基１６２と脱水或いは縮合反応しやすいので、配向膜１６に確実に反応固着することができる。尚、配向膜１６と反応固着する有機化合物としては、シラン化合物、脂肪酸類等もシラノール基或いは水酸基と反応しやすいので、好適に用いることができる。また、例えば３００〜４００ｎｍ程度以下の短波長吸収帯域を殆ど或いは全く有していない有機化合物を配向膜１６に反応固着すれば、例えばプロジェクタとして使用される際の光を吸収しないようにできるので、配向膜１６の表面付近における液晶分子とシラノール基１６２との光化学反応を一層確実に抑制することができる。

配向膜２２の液晶層５０に面する側の表面についても、同様に、イソプロパノール等の有機化合物が反応固着されている。

尚、配向膜１６及び２２のいずれか一方にだけ有機化合物を反応固着された場合にも、上述した光化学反応を抑制する効果は相応に得られる。

以上説明したように、配向膜１６及び２２と液晶層５０との光化学反応を抑制することができる。よって、配向膜１６と２２と液晶層５０との光化学反応に起因した表示不良を低減或いは無くすことができる。
（電気光学装置の製造方法）
次に、上述した電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法について、図７から図９を参照して説明する。ここに、図７は、本実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。図８は、表面改質に係る各工程を詳細に説明するためのフローチャートである。図９は、表面改質に係る各工程における配向膜の表面の化学的構造を、順を追って示す模式図である。

先ず、図７において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、例えば蒸着やスパッタリング等による成膜、エッチングやフォトグラフィ等によるパターンニング、熱処理などによって、データ線６ａや走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等が作り込まれた積層構造９０（図３参照）の最上層に、例えばスパッタリングによりＩＴＯから画素電極９ａを形成する（ステップＳ１１）。

続いて、配向膜形成工程によって、例えば斜方蒸着法を、ＴＦＴアレイ基板１０に対して施すことで、ＴＦＴアレイ基板１０における画素電極９ａが形成された基板面上にシリカ（ＳｉＯ２）からなる配向膜１６を例えば約４０ｎｍの膜厚で形成する（ステップＳ１２）。尚、配向膜１６は、異方性スパッタリングや例えばインクジェット法等の塗布法によって形成してもよい。この際、蒸着源から発生されたシリカ（ＳｉＯ２）等の無機材料の蒸気流が、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面上において、積層構造９０の最表面と接触することにより、積層構造９０上に無機材料が蒸着する。そして、基板面上に蒸着した無機材料の柱状構造物１６ａが基板面に対して所定の角度をなして配列することで、無機材料が基板面上に堆積する。

次に、配向膜１６の液晶層５０に面する側の表面に、例えばイソプロパノール等の有機化合物を反応固着させて、表面の改質を行う（ステップＳ１３）。

以下に、図８及び図９を参照して、ステップＳ１３の工程について詳細に説明する。

図８に示すように、先ず、不純物除去工程によって、上述した配向膜生成工程によって形成した配向膜１６の液晶層５０に面する側の表面に吸着した或いは化学反応により結合した例えば空気中の水分や有機物等の不純物をＯ２プラズマにより除去する（ステップＳ１３１）。具体的には、図９（ａ）に示すように、配向膜生成工程によって形成した配向膜１６の液晶層５０に面する側に表面には、外部の水分との反応によるシラノール基１６２や例えば有機化合物等の不純物との反応による組成不明の炭化水素基１６３等が形成される。このような配向膜１６をＯ２プラズマ雰囲気に例えば約５分間晒すことにより、配向膜１６の表面からシラノール基１６２、炭化水素基１６３等を表面に吸着した水分や不純物とともに除去する。この際、Ｏ２プラズマ雰囲気に晒されることで、配向膜１６の表面の反応性が高められる、言い換えれば、配向膜１６の表面は反応活性状態になる。

次に、水酸基生成工程によって、配向膜１６を例えば室温で純水に浸漬させることにより、図９（ｂ）に示すように、水酸基１６４或いはシラノール基１６５を生成する（ステップＳ１３２）。この際、上述した不純物除去工程によって、シラノール基１６２、炭化水素基１６３等が表面に吸着した水分や不純物とともに除去されているので、殆ど或いは好ましくは完全に均一に水酸基１６４或いはシラノール基１６５を生成することができる。更に、配向膜１６の表面は反応活性状態になっているので、容易かつ確実に純水と反応させることができ、水酸基１６４或いはシラノール基１６５を生成することができる。

次に、窒素雰囲気中で例えば約５分間、１５０℃程度に配向膜１６を加熱して、表面の吸着水を除去する（ステップＳ１３３）。

次に、窒素雰囲気中にイソプロパノールガスを供給しつつ、イソプロパノールを配向膜１６の表面に物理的に吸着させる（ステップＳ１３４）。この際、例えば約３０分間、１５０℃〜２００℃程度に配向膜１６を加熱する。

次に、イソプロパノールガスの供給を停止し、反応固着工程によって、配向膜１６の表面にイソプロパノールを反応固着させる、即ち、図９（ｃ）に示すように、イソプロピル基１６６を生成する（ステップＳ１３５）。より具体的には、約１５０℃で約６０分間加熱することにより、配向膜１６の表面の水酸基１６４或いはシラノール基１６５とイソプロパノールとの脱水反応を生じさせる。この際、配向膜１６の表面には、液晶層５０との光化学反応を生じやすいシラノール基は殆ど或いは完全に無くなる。よって、配向膜１６と液晶層５０との光化学反応に起因する表示不良を防止することができる。更に、上述した不純物除去工程、水酸基生成工程及び吸着工程を反応固着工程の前工程として行うので、配向膜１６の液晶層５０に面する側の表面にイソプロパノールを殆ど或いは完全に均一に反応固着させることができる。よって、一層耐光性の高い電気光学装置を製造することができる。

イソプロパノールは、３００〜４００ｎｍ程度以下の短波長吸収帯域を殆ど有していない。よって、例えばプロジェクタとして使用される際の光を吸収しないようにできるので、配向膜１６の表面付近における液晶分子とシラノール基１６２との光化学反応を一層確実に抑制することができる。

尚、反応固着工程の終了後には、例えば、約１５０℃に加熱したまま、窒素雰囲気中においておくことにより、配向膜１６の表面に吸着している未反応物を脱離させる。これにより、斑なく表面改質を行うことができる。

図７において、ステップＳ１１及びステップＳ１２のＴＦＴアレイ基板１０に係る製造工程と並行して又は相前後して、対向基板２０において、例えば蒸着やスパッタリング等による成膜などによって遮光膜２３や対向電極２１等が作り込まれた積層構造が形成され（ステップＳ２１）、続いて、ステップ１２と同様に、配向膜形成工程によって、配向膜２２が形成される（ステップＳ２２）。次に、ステップ１３と同様に、表面改質工程によって、配向膜２２の液晶層５０に面する側の表面の改質を行う（ステップＳ２３）。

その後、貼合工程によって、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０において配向膜１６が形成された側と、対向基板２０において配向膜２２が形成された側とをシール材５２を介して貼り合わせる（ステップＳ３０）。

続いて、互いに貼り合わされた状態のＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に液晶を注入する（ステップＳ４０）。

以上説明したように、本実施形態の電気光学装置の製造方法によれば、上述した電気光学装置を製造することができる。ここで特に、配向膜１６及び２２の液晶層５０に面する側の表面に有機化合物を反応固着するので、耐光性の高い電気光学装置を製造することができる。

（電子機器）
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。

まず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図１０は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図１０に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

なお、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

次に、液晶装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１１は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図１１において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニット１２０６は、先に述べた液晶装置１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されている。

さらに、液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図１２は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図１２において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の液晶装置１００５を備えるものである。この反射型の液晶装置１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。

尚、図１０から図１２を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、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装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ'の断面図である。 配向膜による液晶の配向について説明するための模式図である。 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。 本実施形態の配向膜の表面を示す模式図である。 比較例における図５と同趣旨の模式図である。 本実施形態に係る電気光学装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。 表面改質に係る各工程を詳細に説明するためのフローチャートである。 表面改質に係る各工程における配向膜の表面の化学的構造を、順を追って示す模式図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。

符号の説明

９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１６、２２…配向膜、２０…対向基板、２１…対向電極、５０…液晶層、１０１…データ線駆動回路、１０４…走査線駆動回路、１６２、１６５…シラノール基

Claims (8)

1. 一対の第１及び第２基板と、
   該一対の第１及び第２基板間に挟持された電気光学物質と、
   前記第１及び第２基板の少なくとも一方における前記電気光学物質に面する側の表面に、有機化合物が反応固着された無機材料から形成されており、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜と
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記有機化合物は、アルコール類であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記有機化合物は、シラン化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
5. 前記有機化合物は、脂肪酸類であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
7. 一対の第１及び第２基板と、該一対の第１及び第２基板間に狭持された電気光学物質とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
   前記第１及び第２基板の少なくとも一方の基板上に、前記電気光学物質の配向状態を規制する配向膜を、無機材料から形成する配向膜形成工程と、
   前記配向膜における前記電気光学物質に面する側の表面に、有機化合物を反応固着する反応固着工程と、
   前記第１及び第２基板を貼り合わせる貼合工程と
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
8. 前記反応固着工程の前に、
   前記表面の不純物を除去する不純物除去工程と、
   前記不純物が除去された後に、前記表面に水酸基を生成する水酸基生成工程と、
   前記水酸基が生成された後に、前記表面に前記有機化合物を吸着させる吸着工程と
   を更に含み、
   前記有機化合物は、所定の波長吸収帯域を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の製造方法。

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