JP2007033967A - 液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 配向能力が高く、配向安定性及び信頼性に優れた配向膜を容易に形成することのできる液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器を提供する。
【解決手段】 対向する一対の基板の間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の対向する面側にＩＴＯ電極１１を形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の電極の表面にＡｌ膜１３を形成する工程と、Ａｌ膜１３に対してイオンビームを照射することにより当該Ａｌ膜１３に微細な異方的形状を付与する工程と、Ａｌ膜１３について多孔質処理する工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器に関するものである。特に、本発明は、安定なプレチルト角を有する液晶分子配向を簡便に実現することができる液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器に関する。

一般に、液晶プロジェクタ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が広く使用されている。しかし、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った。例えば光束密度が２〜１０（ｌｍ／ｍｍ^２）程度の高強度の光が照射されるプロジェクタに搭載した場合には、配向膜は光源からの光や熱によって次第に分解されてしまい、液晶分子を所望のプレチルト角に配列できなくなる場合がある。

これに対して、前記配向膜に無機配向膜を用い、この無機配向膜の形状効果によって液晶を配向させる技術が提案されている。例えば特許文献１では、斜方蒸着法により基板に対して斜めに配列した柱状構造物を形成する方法が開示されている。このような無機配向膜は、ポリイミド等の有機配向膜に比べて耐光性や耐溶剤性に優れており、液晶装置の信頼性を向上させることが可能である。
特開昭５７−１１２７１４号公報

しかしながら、このような従来の無機配向膜は成膜工程に真空プロセスを用いるため、製造装置が大掛かりなものになってしまう。また、アクティブマトリクス型の液晶装置の電極面に配向膜を形成する場合、スイッチング素子の形成位置に対応して電極表面に段差部が形成され、その段差部において斜方蒸着方向から影となる部分ができる場合がある。このような不具合は、配向膜としての信頼性低下につながり、例えば液晶装置を表示装置として用いた場合、表示不良を生じさせる原因となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、配向能力が高く、配向安定性及び信頼性に優れた配向膜を容易に形成することのできる液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器を提供することを目的とする。
また、本発明は、安定なプレチルト角を有する液晶分子配向を簡便に実現することができる液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液晶装置の製造方法は、対向する一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の対向する面側に電極を形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の電極の表面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜に対してイオンビームを照射することにより当該金属膜に（微細な）異方的形状を付与する工程と、前記金属膜について多孔質処理する工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、前記イオンビームを照射する工程及び多孔質処理する工程により、安定なプレチルト角を有する液晶分子配向を簡便に実現することができる。例えば、電極に金属膜を形成する工程の後に、その金属膜の表面に対して斜め方向からイオンビームを照射する。すると、金属膜の表面に、イオンビームの照射方向に関連した微細な異方的形状が形成される。その後、陽極酸化法を用いて金属膜を陽極酸化することなどにより、異方的形状が形成された金属膜に、多数の微細孔を形成することができる。これらにより、金属膜は、例えば、液晶層の液晶分子について、所定のプレチルト角を持った垂直配向（又は水平配向）、すなわち傾斜配向にする配向制御膜となることができる。
したがって、本発明の製造方法によって製造された液晶装置によれば、この傾斜配向によって電圧印加時の液晶の動作方向を決定することができるので、リバースチルトドメイン（液晶分子の傾倒方向の異なる領域）などの配向欠陥をなくすことができ、高画質の液晶装置を実現することができる。また、本発明によれば、配向膜として無機膜を用いることができるため、従来の液晶装置で用いられているポリイミド有機膜よりも耐溶剤性、耐光性などの信頼性を高めることができる。さらに、本発明によれば、異方的形状及び徴細孔からなる液晶配向構造を実現することができ、すなわち微細な形状で液晶配向を実現でき、液晶配向を安定化することができる。このため、長寿命の液晶ディスプレイを実現することができる。さらに、本発明によれば、イオンビームの照射によって異方的形状を形成するので、配向能力が高く、配向安定性及び信頼性に優れた配向膜を容易に形成することのできる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記イオンビームの照射が、前記金属膜の表面に対して該イオンビームが所定の角度をなすように斜めに照射するものであることが好ましい。
本発明によれば、例えば、イオンビームの照射角度を調整することにより、プレチルト角の大きさを簡便に調整することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記多孔質処理が、電解液を用いて前記金属膜を陽極酸化することにより、前記基板の表面に、前記液晶を配向させるための複数の微細孔を有する陽極酸化膜を形成する処理であることが好ましい。
一般に、金属膜を陽極酸化した場合、その陽極酸化の条件を変えることによって緻密で欠陥のない膜から多孔質な膜まで様々な膜を形成することができる。例えば大きな電流で短時間陽極酸化を行った場合には、多数の微細孔がランダムに開孔した多孔質膜が形成され、逆に小さな電流で長時間陽極酸化を行った場合には、緻密で欠陥のない膜が形成される。また、その中間の条件をとった場合には、多数の微細孔が規則的に配列した２次元配列構造を有する多孔質膜が形成されるようになる。本方法は、陽極酸化法を用いて基板の表面に多孔質の陽極酸化膜を形成し、この陽極酸化膜の表面に形成された多数の微細孔によって液晶の配向を制御するようにしたものである。
本方法によれば、液晶が微細孔の内周面に沿って確実に配向されるため、高い配向能力を実現することができる。また、この配向膜は無機材料からなるため、ポリイミド等の有機配向膜に比べて耐光性や耐溶剤性に優れており、又、微細孔で液晶配向を実現している（即ち、形状配向膜の一種である）ので、安定した配向が得られる。さらに、陽極酸化法を用いることで製造装置を小型化でき、斜方蒸着のように影になる部分がないので配向ムラが生じることもない。また、陽極酸化法を用いた場合には、前記微細孔のピッチ，サイズ，形状，深さ等を陽極酸化の条件によって調節することができるため、最適化によって安定な配向状態を容易に実現することが可能である。
さらに、本発明によれば、陽極酸化膜の表面には、多数の微細孔のみならず、イオンビームの照射により異方的形状が形成される。そこで、本発明は、安定なプレチルト角を形成し、配向能力が高く、配向安定性及び信頼性に優れた配向膜を容易に形成することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記金属膜が、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、又はこれらのいずれかの合金からなることが好ましい。
前記金属膜としては、この他にタングステン（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等のいわゆるバルブ金属と呼ばれるものやその合金を使用することができるが、この中でもアルミニウムは前記のような微細孔を形成しやすい。また、金属膜として、例えば、アルミニウムを使用した場合に形成されるポーラスアルミナの陽極酸化皮膜（配向膜）は無機膜であるため、従来技術の液晶装置で用いられているポリイミド有機膜よりも耐溶剤性、耐光性などの信頼性が優れた液晶装置を実現することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記電解液が、シュウ酸、リン酸、硫酸、クロム酸などの酸性の電解液からなることが好ましい。
本発明によれば、前記陽極酸化を良好に実行でき、高い配向能力をもつ微細孔を金属膜に形成することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記電極が透明電極であり、前記イオンビームはアルゴンイオンビームであることが好ましい。
本発明によれば、アルゴンイオンビームによって、簡便に、金属膜の表面に異方的形状を付与することができる。また、本発明においては、液晶層を挟持する一対の基板の一方基板の電極は、透明電極に代えて、高反射率の金属電極であってもよい。このようにすると、反射型の液晶装置を製造することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記金属膜が、前記異方的形状の付与及び多孔質処理が施されることにより、前記液晶層の液晶分子について所定のプレチルト角を持った垂直配向にするものとなることが好ましい。
例えば、金属膜についての多孔質処理では、金属膜の表面に、垂直方向に孔軸をもった多数の微細孔が形成される。この微細孔により、液晶分子を垂直配向することはできるが所定のプレチルト角を持った垂直配向にすることは一般に困難である。そこで、本発明は金属膜の表面に、多数の微細孔のみならず異方的形状を形成することができるので、液晶層の液晶分子について所定のプレチルト角を持った垂直配向にする液晶装置を製造することができる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記一対の基板における一方の基板の電極の表面に有機配向膜を形成する工程を備えることが好ましい。
本発明によれば、例えば、液晶層を挟持する一対の基板における一方の基板の電極には有機配向膜を形成し、他方の基板の電極には金属膜表面について異方的形状及び多孔質処理されてなる配向膜を形成することができる。そこで、本発明は、他方の基板の配向膜では、耐溶液性、耐光性などの信頼性を高めながら、液晶配向の安定性を高めることができ、長寿命の液晶装置を製造することができる。

上記目的を達成するために、本発明の液晶装置は、前記製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする。
本発明によれば、安定なプレチルト角を有する液晶分子配向構造を備えた液晶装置を低コストで提供することができる。また、本発明によれば、配向能力が高く、配向安定性及び信頼性に優れた配向膜を容易に形成することのできる液晶装置
を低コストで提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、上記液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、高画質な表示をすることができ、耐溶剤性、耐光性などの信頼性にも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いて図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、各層及び各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層及び各部材毎に縮尺を相違させてある。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための模式断面図である。そして、図１は、本製造方法における異方的形状を付与する工程を示しており、液晶層を挟持する一対の基板における一方の基板（陽極酸化により配向膜を形成しようとする基板）の模式的断面図である。図１に示すように、ガラス等の基板１０上に透明電極であるＩＴＯ電極１１を形成し、このＩＴＯ電極１１上にＡｌ（アルミ）膜１３を形成する。例えば、純度９９．９％のアルミニウムをスパッタ法で２０００［オングストローム］の厚みで形成する。

そして、Ａｌ膜１３にＡｒ（アルゴン）^＋イオンビームを斜め上方向から照射する。例えば、照射角度θを３０度とする。この照射は、基板１０を図の右方向（矢印Ｂの方向）に移動させながら、Ａｒ^＋イオンビームの出射位置は固定して行う。逆に、Ａｒ^＋イオンビームの出射位置を水平移動させて、基板１０の位置は固定して前記照射を行ってもよい。また、ある時点又は短時間でみたときに、Ａｒ^＋イオンビームの照射位置がＡｌ膜１３表面で直線なすように（線光源）、かかる照射を行うこととしてもよい。また、この直線が基板１０の移動方向（矢印Ｂの方向）に対して直交するように、かかる照射を行うこととしてもよい。

Ａｌ膜１３の表面は、Ａｒ^＋イオンビームにより微細に削られ、イオンビーム照射方向（照射角度θ）に沿った例えば（昔の洗濯板のような）鋸歯状の溝が連続的に形成される。このようにして、Ａｌ膜１３の表面に、イオンビームの照射方向に向かう異方的形状を付与する。

図２は、本製造方法における多孔質処理の工程を示す図であり、ポーラス（多孔質）なアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）陽極酸化膜を作製する工程を模式的に示したものである。図２に示すように、Ａｒ^＋イオンビームを照射したＡｌ膜１３についてアセトン等で脱脂処理を行った後、そのＡｌ膜１３について所定の電解液Ｅを用いて陽極酸化する。

陽極酸化は、例えば以下の条件で行う。電解液Ｅの液温：２０℃、印加電圧：直流１０ｍＡ／ｄｍ^２を流す電圧Ｖ、陰極Ｍ２：白金（Ｐｔ）、陽極酸化時間：１時間。このような陽極酸化処理を行うと、Ａｌ膜１３の表面には、電気分解反応によって微細な孔が、Ａｌ膜１３の面に垂直に形成されていく。そして、反応の進行に伴って、Ａｌ膜１３の表面にナノメートルスケールの小さな孔（ナノホール）が規則的に配列した酸化アルミニウムの薄い陽極酸化膜（配向膜）１２が形成される。これは、酸化によって陽極酸化膜１２の体積が増加し、これによって生じた膜中のストレスを緩和するように、前記孔が自己組織的に再配列されることによる。そして更に反応を進めていくと、前記孔は孔径を広げながら下層側に延びていき、最終的に、下地の層（ＩＴＯ電極１１）まで貫通したナノホールアレイが形成される。

図３は、陽極酸化膜（配向膜）１２の概略構造を示す模式斜視図である。この陽極酸化膜１２は、セルと呼ばれる一定サイズの円柱状のアルミナ層Ｃが細密充填した構造からなる。各セルＣの中心には均一な径の微細孔（ポア）Ｐが開孔しており、この微細孔ＰがＡｌ膜面に垂直に配向して配列するという特異な幾何学構造となっている。各微細孔Ｐのピッチ（即ち、セルＣのサイズ）、サイズ、深さ、下地のアルミニウムの残存率は、電解液Ｅの濃度、温度、陽極酸化時の電圧、電流密度、時間を変えることによって制御することができる。

なお、基板１０には、必要に応じて、画素スイッチング用の回路やカラーフィルタ等を形成することができる。Ａｌ膜１３としては、他の金属膜として、タングステン（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等のいわゆるバルブ金属と呼ばれるものやその合金を使用することができる。中でもアルミニウムは規則的な細孔配列構造を形成し易いため、本例ではアルミニウムを用いている。また、前記電解液Ｅとしては、シュウ酸、リン酸、硫酸、クロム酸等の弱酸性の電解液が好適である。本例では、０．３Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）の硫酸水溶液を用いている。

図４は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。本液晶装置は図４に示すように、図１から図３で説明した方法を用いて、下側の基板１０と上側の基板２０とのＩＴＯ電極１１，２１の上に、陽極酸化膜（配向膜）１２，２２を形成している。そして、これらの基板１０，２０を用いて空セルを作製し、この空セルの中にネマティック液晶ＬＣを充填（例えば真空注入）する。以上により、図４に示す液晶装置（液晶セル）１が製造される。

この配向膜１２、２２により、液晶ＬＣの液晶分子をイオンビーム照射方向に傾斜配向をした状態とすることができる。この傾斜配向によるプレチルト角は、例えば水平線に対して８９．５度から８５度程度にすることができる。そして、液晶ＬＣはセル内で均一な傾斜配向になっているため、電圧印加によってリバースチルトドメインの発生がなく、この液晶セルを２枚の偏光方向をクロスにした偏光板で挟み込めば、電圧ＯＦＦ時に白表示、電圧ＯＮ時に黒表示を実現することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、イオンビームの照射方向に異方的形状を付与した陽極酸化膜（配向膜）を使用することによって、ネマティック液晶を配向膜面に対して垂直から傾斜させて安定に配向させることができる。この傾斜配向によって電圧印加時の液晶の動作方向を決定することができるので、リバースチルトドメインなどの配向欠陥をなくすことができ、高画質の液晶装置を実現することができる。また、このポーラスアルミナ陽極酸化膜は無機膜であるため、従来技術の液晶装置で用いられているポリイミド有機膜よりも耐溶剤性、耐光性などの信頼性が優れており、さらに異方的形状と徴細孔で液晶配向を実現しているので（微細な形状で液晶配向を実現）、液晶配向が安定している。このため、長寿命の液晶ディスプレイを実現することができる。

なお、図１に示すＡｒ^＋イオンビーム（線光源）の照射角度θは、液晶分子のプレチルト角（基板面からの角度）とは線形の関係（例えば正比例関係）にはならず、照射角度θと液晶分子のプレチルト角との関係は実験的に求めることができる。また、第１実施形態では、液晶分子の垂直配向からのチルト角を付与する例について示しているが、本発明は液晶分子の水平配向からのチルト角を付与する場合に同様に適用できるものである。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。本実施形態の液晶装置２は、ＩＴＯ電極１１，２１上に酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜１４，２４を介してイオンビームによる異方的形状付きアルミナ陽極酸化膜（配向膜）１２，２２を形成したガラス等の基板１０，２０で、液晶層を挟持した構成となっている。すなわち、本実施形態の液晶装置２における第１実施形態の液晶装置１との相違点は、ＩＴＯ電極１１，２１と配向膜１２，２２との間に酸化シリコン膜１４，２４が形成されている点である。そして、本実施形態の液晶装置２においても第１実施形態と同様な方法で、異方的形状と微細孔を持つアルミナ陽極酸化皮膜として配向膜１２，２２を形成している。ただし、本実施形態では、陽極酸化における電解液として０．５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）のシュウ酸（Ｈ_２Ｃ_２Ｏ_４）水溶液を用いた。

図５において、上下基板間には、長軸方向の誘電率をε／／_、短軸方向の誘電率をεとし、誘電率異方性が「Δε＝ε／／−ε＞０」のネマティック液晶ＬＣが真空注入されている。ネマティック液晶ＬＣの液晶分子は電圧ＯＦＦ時にＩＴＯ電極１１，２１に対して平行から４５度の角度で傾斜したチルト配向をしており、電圧ＯＮ時には誘電率異方性が正であるので基板とほぼ垂直になろうとする。この液晶装置２を２枚の偏光方向をクロスにした偏光板で挟み込めば、電圧ＯＦＦ時に白表示、電圧ＯＮ時に黒表示を実現することができる。

本実施形態によれば、液晶駆動用のＩＴＯ電極１１，２１とイオンビームによる異方的形状付きのポーラスなアルミナ陽極酸化膜である配向膜１２，２２との間に酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）１４，２４を形成することによって、陽極酸化時に電解液でＩＴＯ電極１１，２１を溶解する恐れを回避することができる。つまり、ＩＴＯ電極１１，２１の断線を防ぐことができる。

さらに、本実施形態によれば、異方的形状構造と微細な孔を有する酸化膜１２，２２によって、ネマティック液晶を膜に対してチルト配向させることができる。この傾斜配向によって電圧印加時の液晶の動作方向を決定することができるので、リバースチルトドメインなどの配向欠陥をなくすことができ、高画質の液晶装置を実現することができる。このポーラスアルミナ陽極酸化膜である酸化膜１２，２２は無機膜であるため、従来技術の来液晶装置で用いられているポリイミド有機膜よりも耐溶剤性、耐光性などの信頼性が優れており、さらに微細孔及び微細な異方的形状で液晶配向膜を実現しているので（微細な形状で液晶配向を実現）液晶配向が安定している。このため、長寿命の液晶ディスプレイを実現することができる。

図６は、本発明の第２実施形態の液晶装置２を３つ用いた３板式のカラー液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。３つの液晶装置２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの光をスイッチングするのに用いられている。第２実施形態の液晶装置２を全ての色に用いても構わないし、また特に光のエネルギーが高い青（Ｂ）のみに用いてもよい。

図６に示す液晶プロジェクタ１００において、１１０は光源、１１３，１１４はダイクロイックミラー、１１５，１１６，１１７は反射ミラー、１１８は入射レンズ、１１９はリレーレンズ、１２０は出射レンズ、１２２，１２３，１２４は透過型液晶ライトバルブ、１２５はクロスダイクロイックプリズム、１２６は投射レンズを示す。

光源１１０はメタルハライド等のランプ１１１とランプの光を反射するリフレクタ１１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー１１３は、光源１１０からの光束のうちの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１１７で反射されて、前記第２実施形態の液晶装置２を備えた赤色光用液晶ライトバルブ１２２に入射される。

一方、ダイクロイックミラー１１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１１４によって反射され、前記第２実施形態の液晶装置２を備えた緑色光用液晶ライトバルブ１２３に入射される。

なお、青色光は第２のダイクロイックミラー１１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ１１８、リレーレンズ１１９、出射レンズ１２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段１２１が設けられ、これを介して青色光が前記第２実施形態の液晶装置２を備えた青色光用液晶ライトバルブ１２４に入射される。赤色光用液晶ライトバルブ１２２、緑色光用液晶ライトバルブ１２３、青色光用液晶ライトバルブ１２４の前後にはそれぞれ入射側偏光板と出射側偏光板が設置されている。入射側偏光板で直線偏光となった光は液晶ライトバルブにより変調された後、出射側偏光板を通過するが、この時決められた振動方向の光しか透過できないため調光が可能となる。

各液晶ライトバルブと２枚の偏光板により調光された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム１２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって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、投写光学系である投写レンズ１２６によってスクリーン１２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

本例の投射型表示装置は、前記第２実施形態の液晶装置２を備えたものであるので、高画質な画像の投射を可能とすることができ、長寿命化を図ることもできる。なお、図６に示す例では、赤色光用、緑色光用、青色光用の各液晶ライトバルブに前記第２実施形態の液晶装置２を用いたが、係る液晶装置２は必ずしも全ての液晶ライトバルブに適用される必要はなく、少なくともいずれかの液晶ライトバルブに適用すれば、耐久性の向上を図ることができる。この場合、特に光のエネルギーが高い青色光用の液晶ライトバルブに適用するのが効果的である。

プロジェクタのように非常に強い光が入射する液晶セルの配向膜を本実施形態の陽極酸化膜にすることによって、長寿命化を図ることができる。特に光のエネルギーが高い青（Ｂ）に用いれば、非常に効果が大きい。例えば、従来、ポリイミド有機膜を配向膜に用いた場合は２０００時間程度であった寿命を１００００時間以上にすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。本実施形態の液晶装置３は、上側の基板２０にはＩＴＯ電極２１上に垂直配向性のポリイミド有機膜２５を形成し、下側の基板１０にはＡｌ反射電極１５の表面にイオンビームによる微小な異方的形状を有する陽極酸化膜（配向膜）１２を形成した基板を用いている。ここで、陽極酸化膜（配向膜）１２の形成は、第１実施形態と同様な方法により、異方的形状と微細孔を持つアルミナ陽極酸化皮膜としている。

上下の基板１０，２０間には、長軸方向の誘電率をε／／_、短軸方向の誘電率をεとし、誘電率異方性が「Δε＝ε／／−ε＞０」のネマティック液晶ＬＣが真空注入されている。ネマティック液晶ＬＣの液晶分子は電圧ＯＦＦ時にＩＴＯ電極２１に対して垂直に配向し、かつ反射電極１５に対しては傾斜配向している（このような配向をハイブリッド配向と呼ぶ）。電圧ＯＮ時には、この液晶分子は誘電率異方性が正であるので、基板１０，２０と垂直になろうとする。この液晶装置３を２枚の偏光方向をクロスにした偏光板で挟み込めば、電圧ＯＦＦ時に白表示、電圧ＯＮ時に黒表示を実現することができる。

このように、陽極酸化によってＡｌ反射電極１５の表面に微細な異方的形状付きのアルミナ陽極酸化膜（配向膜１２）を形成すれば、別途陽極酸化するためにＡｌ層を用意する必要がない。また、従来のようにポリイミド有機膜を形成する必要がない。

さらに、本実施形態によれば、異方的形状構造と微細な孔を有するアルミナ陽極酸化膜によってネマティック液晶を膜に対してチルト配向させることができる。また、このポーラスアルミナ陽極酸化膜（配向膜１２）は無機膜であるため、従来技術の液晶装置で用いられているポリイミド有機膜よりも耐溶剤性、耐光性などの信頼性が優れている。さらにまた、微細孔及び微細な異方的形状で液晶配向膜を実現しているので（微細な形状で液晶配向を実現）液晶配向が安定している。このため、長寿命の液晶ディスプレイを実現することができる。

図８は、本発明の第３実施形態の液晶装置３を３つ用いた３板式のカラー液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。３つの液晶装置３は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの光をスイッチングするのに用いられている。本発明の第３実施形態の液晶装置３を全ての色に用いても構わないし、また特に光のエネルギーが高い青（Ｂ）のみに用いてもよい。

図８に示す液晶プロジェクタ２００は、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部２１０，インテグレータレンズ２２０、偏光変換素子２３０から概略構成される偏光照明装置２０１、この偏光照明装置２０１から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面２４１により反射させる偏光ビームスプリッタ２４０、偏光ビームスプリッタ２４０のＳ偏光光束反射面２４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロックミラー２４２、分離された青色光（Ｂ）を変調する反射型液晶ライトバルブ２４５Ｂ、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロックミラー２４３、分離された赤色光（Ｒ）を変調する反射型液晶ライトバルブ２４５Ｒ、ダイクロックミラー２４３を通過する残りの光の緑色光（Ｇ）を変調する反射型液晶ライトバルブ２４５Ｇ、３つの反射型液晶ライトバルブ２４５Ｒ，２４５Ｇ，２４５Ｂにて変調された光をダイクロックミラー２４３，２４２、偏光ビームスプリッタ２４０にて合成し、この合成光をスクリーン２６０に投写する投写レンズからなる投写光学系２５０から構成されている。前記３つの反射型液晶ライトバルブ２４５Ｒ，２４５Ｇ，２４５Ｂには、それぞれ前述の第３実施形態で説明した液晶装置３が用いられている。

光源部２１０から出射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ２２０により複数の中間光束に分割された後、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子２３０により偏光光束がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ２４０に至るようになっている。偏光変換素子２３０から出射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ２４０のＳ偏光光束反射面２４１によって反射され、反射された光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロックミラー２４２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ２４５Ｂによって変調される。また、ダイクロックミラー２４２の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束はダイクロックミラー２４３の赤色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ２４５Ｒによって変調される。一方、ダイクロックミラー２４３の赤色光反射層を透過した緑色光（Ｇ）の光束は反射型液晶ライトバルブ２４５Ｇにより変調される。以上のようにして反射型液晶ライトバルブ２４５Ｒ，２４５Ｇ，２４５Ｂによって色光の変調がなされる。

これらの液晶パネルの画素から反射された色光のうち、Ｓ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ２４０を通過せず、Ｐ偏光成分は通過する。この偏光ビームスプリッタ２４０を透過した光により画像が形成される。

本例の投射型表示装置は、前記第３実施形態の液晶装置３を備えたものであるので、高画質な画像の投射を可能とすることができ、長寿命化を図ることもできる。なお、図８に示す例では、赤色光用、緑色光用、青色光用の各液晶ライトバルブに前記第３実施形態の液晶装置３を用いたが、係る液晶装置３は必ずしも全ての液晶ライトバルブに適用される必要はなく、少なくともいずれかの液晶ライトバルブに適用すれば、耐久性の向上を図ることができる。この場合、特に光のエネルギーが高い青色光用の液晶ライトバルブに適用するのが効果的である。

プロジェクタのように非常に強い光が入射する液晶セルの配向膜を本実施形態の陽極酸化膜にすることによって、長寿命化を図ることができる。特に光のエネルギーが高い青（Ｂ）に用いれば、非常に効果が大きい。例えば、従来、ポリイミド有機膜を配向膜に用いた場合は２０００時間程度であった寿命を１００００時間以上にすることができる。

以上、本発明の第３実施形態について説明したが、第３実施形態の液晶装置３では、上側基板の配向膜にポリイミド有機膜２５を用いたが、さらに長寿命化を図るためには、上側基板の配向膜にもアルミナ陽極酸化膜（配向膜１２）を用いる方が望ましい。

［第４実施形態］
図９は、上記第１から第３実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを搭載した電子機器の一例を示す図である。図９（ａ）に示す携帯電話３００は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部３０１として備えて構成されている。図９（ｂ）に示す腕時計３１０は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部３１１として備えて構成されている。図９（ｃ）に示すパーソナルコンピュータ３２０は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部３２１として備えて構成されている。

このような構成により、高画質かつ寿命の長い液晶表示部を備えた電子機器を提供することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る液晶装置及び電子機器は、微細な形状で液晶分子を配向させる無機膜を採用しているので、太陽光などの強い光のもとでも、長寿命の表示装置を実現することができる。

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。例えば、前記各実施形態の液晶装置は、前述した例に限らず、その他の種々の電子機器に搭載することができる。この電子機器としては例えば、電子ブック、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があり、前記液晶装置はこれらの画像表示手段として好適に用いることができる。また、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。

例えば、上記実施形態の液晶装置１，２，３は、アクティブマトリクス型若しくはパッシブ型のいずれの構造をとってもよい。アクティブマトリクス型の構造を採る場合には、画素スイッチング素子として、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；三端子素子）又はＭＩＭ構造を有するＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ；二端子素子）のいずれを用いることもできる。また、上記実施形態の液晶装置１，２，３は、透過型若しくは反射型のいずれの構造であってもよく、さらに、これらの基板には必要に応じてカラーフィルタを設けた構成としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す模式断面図である。 同上の製造方法における多孔質処理の工程を示す図である。 同上の液晶装置の配向膜（陽極酸化膜）の構造を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。 同上の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置を示す模式断面図である。 同上の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す図である。

符号の説明

１，２，３…液晶装置、１０，２０…基板、１１，２１…ＩＴＯ電極、１２，２２…陽極酸化膜（配向膜）、１３…Ａｌ（アルミ）膜、１４，２４…酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜

Claims (10)

1. 対向する一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板の対向する面側に電極を形成する工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方の電極の表面に金属膜を形成する工程と、
   前記金属膜に対してイオンビームを照射することにより当該金属膜に異方的形状を付与する工程と、
   前記金属膜について多孔質処理する工程とを含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
2. 前記イオンビームの照射は、前記金属膜の表面に対して該イオンビームが所定の角度をなすように斜めに照射することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
3. 前記多孔質処理は、電解液を用いて前記金属膜を陽極酸化することにより、前記基板の表面に、前記液晶を配向させるための複数の微細孔を有する陽極酸化膜を形成する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記金属膜は、アルミニウム、マグネシウム、又はこれらのいずれかの合金からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
5. 前記電解液は、シュウ酸、リン酸、硫酸、クロム酸などの酸性の電解液からなることを特徴とする、請求項３又は４に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記電極は、透明電極であり、
   前記イオンビームは、アルゴンイオンビームであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
7. 前記金属膜は、前記異方的形状の付与及び多孔質処理が施されることにより、前記液晶層の液晶分子について所定のプレチルト角を持った垂直配向にするものとなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
8. 前記一対の基板における一方の基板の電極の表面に、有機配向膜を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする液晶装置。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法を用いて製造された液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
    
    

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