JP2007041264A - 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】 電極面に配向制御構造物として突起部を設けた場合に、その突起部に起因する漏れ光の発生を抑制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。
【解決手段】 対向する一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶層３０を挟持してなる液晶装置１の製造方法であって、前記一対の基板の対向する面側に下側電極１１及び上側電極２１を形成すると共に、その下側電極１１又は上側電極２１に誘電体突起１２，２２を形成する工程と、下側電極１１、上側電極２１及び誘電体突起１２，２２の表面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜について多孔質処理して配向膜(陽極酸化膜)を形成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、誘電体突起等の突起部により垂直配向液晶を制御するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶装置において、突起部上の光漏れを抑制し、高コントラストな表示を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。

近年、垂直配向した液晶モードを備えた液晶装置が実用化されている。この種の液晶装置では、基板に対して垂直配向した液晶が電圧印加時に倒れる方向を適切に制御する必要がある。その配向制御をするために従来の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板の対向面に電極を設け、その電極に、スリット（切欠部）又は突起からなる配向制御構造物を設けることがなされている。

また、従来の液晶装置は、対向表面側に電極を有した２枚の基板が、負の誘電率異方性を有する液晶よりなる液晶層を挟んで上下に貼り合わされ、これら両電極の対向部分において形成された表示画素が複数配置されてなる液晶装置において、前記基板の液晶層との接触表面には、液晶の初期配向を垂直にする垂直配向膜が形成されており、前記基板の前記表示画素内には、前記液晶層との接触表面が隆起または陥没されてなる配向制御傾斜部が設けられ、該配向制御傾斜部により液晶の配向方向を制御したことを特徴とするものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許第３００５４１８号公報

しかしながら、上記従来の液晶装置は、配向制御手段を有し、液晶配向のマルチドメイン化を行い、広視野角な液晶装置を図っているが、配向制御傾斜部は液晶分子が基板面に対して傾斜配向しているので、クロス偏光板間で複屈折を生じ漏れ光が発生するという問題点があった。この漏れ光により、従来の液晶装置は、コントラストの低下及び視角の低減が生じてしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、電極面に配向制御構造物として突起部を設けた場合に、その突起部に起因する漏れ光の発生を抑制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。
また、本発明は、高コントラストかつ広視角な液晶装置であって、耐溶剤性、耐光性などの信頼性が優れた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、負の誘電率異方性を有する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と共に、該一対の基板の少なくとも一方の電極に、前記液晶層に対して突起した誘電体（絶縁体）からなる突起部を形成する工程と、前記電極および前記突起部の表面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜を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、多孔質処理する工程により、金属膜に多数の微細孔を形成することができ、その多数の微細孔によって液晶の配向を制御する構造とすることができる。さらに本発明の多孔質を処理する工程では、金属膜における誘電体（絶縁体）の突起部の近傍では微細孔が形成されるが、金属膜全ては陽極酸化されず、突起部の近傍以外の領域に微細孔が形成されることとすることができる。これにより、突起上の透過率を低く抑え、漏れ光を減少することができる。
すなわち、電極上の金属膜は、下地の電極と電気的に良好に接続しているので、多孔質を処理する工程（陽極酸化など）で多数の微細孔を形成することができる。一方、突起部上の金属膜は、下地の電極の間に絶縁体の突起部があり、その電極と電気的に接続していないので、多孔質を処理する工程（陽極酸化など）では微細孔が形成されない島状の領域とすることができる。
これにより、突起部では光の透過率が突起部以外の領域に比べて大幅に小さくなり、その突起部での漏れ光の量を大幅に低減することができる。したがって、本発明は、従来よりも、高コントラストかつ広視角の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、前記金属膜を多孔質処理する工程においては、該多孔質処理の後期に処理されない金属膜を部分的に残す工程を含むことが好ましい。
本発明によれば、多孔質処理の後期に処理されない金属膜を部分的に残す工程により、突起部近傍の金属膜が部分的に残り、突起上の透過率を低く抑え、漏れ光を減少することができる。

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、前記突起部が、ノボラック系樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂のいずれかからなることが好ましい。
本発明によれば、誘電体の突起部を金属膜に形成することができ、その突起部での漏れ光を大幅に低減した液晶装置を簡便に製造することができる。
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。

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なった場合には、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なった場合には、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、斜方蒸着のように蒸着源からの角度依存性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、誘電体（絶縁体）の突起部の近傍では微細孔が形成されるが、突起部の近傍以外の領域に微細孔が形成されることとすることができる。そこで、本発明は、突起部での漏れ光の量を大幅に低減することができ、従来よりも高コントラストかつ広視角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、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を多孔質処理してなる配向膜を形成することができる。そこで、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、突起部での漏れ光の量を大幅に低減でき、従来よりも高コントラストかつ広視角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、従来よりも高コントラストかつ広視角の液晶装置を実現することができる。また、例えば、金属膜として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は無機膜であるため、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が優れた液晶装置を提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明の液晶装置は、対向する一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶層を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板の対向する面側に形成された電極と、前記電極における液晶層側に形成された誘電体（絶縁体）からなる突起部と、前記電極および前記突起部の表面上に、液晶を配向させるための複数の微細孔が形成された金属膜とを有し、前記金属膜は、前記突起部の表面上に多孔質処理されない部分を有することを特徴とする。
本発明によれば、突起部での漏れ光の量を大幅に低減でき、従来よりも高コントラストかつ広視角の液晶装置を実現することができる。また、例えば、金属膜として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陽極酸化皮膜は無機膜であるため、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が優れた液晶装置を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、高コントラストかつ広視角の液晶装置を備え、また、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］［液晶装置］
図１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。図１に示す液晶装置１は、ガラス等からなる２枚の基板（下側基板１０と上側基板２０）、該基板の内面に設けられた液晶駆動用の透明電極であるＩＴＯ電極（下側電極１１と上側電極２１）、液晶制御用のノボラック系樹脂からなる誘電体突起（突起部：配向制御構造物）１２，２２、Ａｌ（アルミニウム）を酸溶液中で陽極酸化することで作成したポーラスアルミナの配向膜１３，２３、誘電率異方性が負のネマティック液晶Ｌからなる。すなわち、ネマティック液晶Ｌからなる液晶層３０は、下側基板１０と上側基板２０とで挟持されている。

なお、誘電体突起１２、２２は、例えば幅が５μｍ、突起の高さが０．５μｍ程度のものである。また、誘電体突起１２，２２は、その材質が絶縁体であればよい。

このような構成により、下側電極１１と上側電極２１との間に電圧を印加すると、誘電体突起１２，２２によって液晶の倒れる方向（動作方向）を制御することができる。

つまり、係る構成の液晶装置１では、液晶層３０を構成する液晶分子Ｌは、両電極１１，２１に電圧が印加されていない状態（非選択状態、初期配向状態）では、配向膜１３，２３の配向規制力によって基板１０，２０に対して概ね垂直方向に配向し、前記両電極間に電圧が印加される（選択状態とされる）と、基板１０，２０の面方向に向かって倒れるように動作する。よって、この液晶装置１を、偏光方向をクロスした２枚の偏光板で挟み込めば、非選択状態において黒表示、選択状態において白表示を実現することができる。

しかしながら、従来技術のように、突起部にポリイミドからなる垂直配向性配向膜を形成すると、突起傾斜部では液晶分子が基板面に対して傾いて配向するので、この液晶パネルをクロス偏光板間に配置すると複屈折により漏れ光が生じてしまう。

そこで、本発明の液晶装置では、誘電体突起１２，２２を形成したＩＴＯ電極（下側電極１１と上側電極２１）上にＡｌ膜（金属膜）をスパッタ法で形成した後、例えば、硫酸水溶液中で陽極酸化してポーラスアルミナの配向膜（陽極酸化膜）１３，２３を形成している。この場合、ＩＴＯ電極１１，２１上のＡｌ膜は、下地のＩＴＯ電極１１，２１と電気的に接続しているので、Ａｌ膜の全てが陽極酸化によりアルミナになる。このポーラスアルミナ膜は光透過率が例えば９８％である。しかし、誘電体突起１２，２２上のＡｌ膜は、陽極酸化の終期に島状に孤立（電気的に絶縁されて）してしまいＡｌ膜の全てがアルミナにならず、Ａｌのままの部分が残る。このため表面はポーラスアルミナであるが誘電体突起１２，２２の表面近傍はＡｌ膜が島状の薄膜として残り、その光透過率は４０％程度となる。このため、液晶装置１は、誘電体突起１２，２２の近傍の光漏れ部Ａにおける光漏れを低減することが可能になる。

例えば、一例として、従来のポリイミド配向膜を用いたときは光漏れによりコントラスト比が１：２０８であったが、本発明の液晶装置ではコントラスト比が１：３３３とすることができた。

また、誘電体突起部分を遮光膜で覆い、漏れ光を遮蔽する方法もあるが、この遮光膜を使用する方法では、遮光膜と誘電体突起部分との位置合わせが必要となる。しかしながら、本発明においては、配向膜（陽極酸化膜）の生成時に、誘電体突起の表面部分に金属膜を残し遮光するので、位置合わせの必要がない利点がある。

なお、誘電体突起１２，２２の誘電率と液晶Ｌの誘電率とが所定の関係を持つようにすることにより、液晶Ｌの配向制御を良好に行うことができるが、これについては、本発明の主眼とする所ではないので、その説明は省略する。

［液晶装置の製造方法］
次に、図２、図３を参照しながら、本発明の液晶装置の製造方法の一例について説明する。図２は基板に配向膜を形成する工程の一例を示す模式図、図３は陽極酸化膜の構造を示す模式図である。

本方法ではまず、図２に示すように、下側電極（ＩＴＯ電極）１１と誘電体突起１２を備えた基板１０の全面に陽極酸化可能な金属膜Ｍ１を形成し、アセトン等で脱脂処理を行なった後、所定の電解液Ｅを用いて前記金属膜Ｍ１を陽極酸化する。

ここで、基板１０や電極１１としては公知のものを用いることができる。本例では、透過表示を行なうために、例えば基板１０をガラス等の透光性基板とし、電極１１をＩＴＯ等の透光性導電膜とする。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。金属膜Ｍ１としては、アルミニウム（Ａｌ），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、本例では前記金属膜Ｍ１としてアルミニウムを用いる。この金属膜Ｍ１は、例えば、純度９９．９９％のアルミニウムをスパッタ等により基板１０上に２００ｎｍ程度堆積させることにより得られる。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る。

陽極酸化は、例えば以下の条件で行なう。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なうと、金属膜Ｍ１の表面には、電気分解反応によって微細な孔が垂直に開いていく。そして、反応の進行に伴って、金属膜Ｍ１（Ａｌ）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１３ａが形成される。これは、酸化によってアルミニウム膜（陽極酸化膜）１３ａ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（ポーラスアルミナの配向膜１３，２３）が形成される。

図３は、陽極酸化膜１３ａの概略構造を示す模式図である。この陽極酸化膜１３ａ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。また、適切な条件を選択することで、これらの微細孔Ｐが、形状，サイズ，深さ等において均一で、且つこれらが長距離にわたって一定のピッチで規則配列したホールアレイ構造を形成することが可能である。このような構造を作ることで、均一な配向が得られるようになる。なお、図４は、陽極酸化膜の実例を示す図であり、陽極酸化膜１３ａの構造をＳＥＭ写真で示したものである。図４（ａ）は、陽極酸化膜の断面形状を示し、図４（ｂ）は、陽極酸化膜の表面形状を示している。

ところで、誘電体突起１２の表面に接する金属膜Ｍ１の部分の陽極酸化については、上述した説明とは事情が異なる。誘電体突起１２に接するＡｌ膜の部分は、下側電極（ＩＴＯ電極）１１に直接接しておらず、周囲の金属膜（Ａｌ膜）Ｍ１から電流の供給を受けて陽極酸化を行うことになる。このため、陽極酸化の初期には、周囲のＡｌ膜の陽極酸化が十分になされていないため（絶縁体になっていないため）、誘電体突起１２に接するＡｌ膜の部分は、周囲から電流の供給を受けて陽極酸化を行うことができるが、陽極酸化の終期では、周囲のＡｌ膜が十分に陽極酸化され、電流の供給を受けることができなくなる。

従って、誘電体突起１２上のＡｌ膜は、陽極酸化終期には島状に孤立してしまい、Ａｌ膜の全てが陽極酸化されず、Ａｌ部分が残る。このため、誘電体突起１２に接する金属膜Ｍ１は、表面は陽極酸化されているが誘電体突起１２の表面近傍はＡｌのままとなる。

次に、同様の方法を用いて上基板２０に配向膜２３を形成する。そして、これらの基板１０，２０を用いて空セルを作製し、この空セルの中に誘電異方性が負の液晶を充填（例えば真空注入）する。以上により、液晶装置１が製造される。

このように、本実施形態の液晶装置１においては、誘電体突起１２，２２における光透過率を低下させるようにポーラスアルミナの配向膜１３，２３を形成するようにしたので、これにより、高コントラストかつ広視角の液晶装置１を実現することができる。また、ポーラスアルミナの配向膜１３，２３は無機膜であるため、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が優れた液晶装置１を提供することができる。

［第２実施形態］［液晶装置］
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る液晶装置２を示す模式断面図である。本実施形態において、前記第１実施形態の液晶装置１（図１参照）と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５に示す液晶装置２においては、第１実施形態と同様な方法で徴細孔を持つポーラスアルミナの配向膜１３を形成した下側基板１０と、部分的にＩＴＯ電極である上側電極２１にスリットを形成し垂直配向性ポリイミド配向膜２４を形成した上側基板２０とで液晶装置を形成する。

例えば、上下基板にポリイミド配向膜を形成した液晶装置をクロス偏光板間に配置したときのコントラスト比は１：３０３であり、これに対して、本実施形態の液晶装置２をクロス偏光板間に配置したときのコントラスト比は１：４１７とすることができる。

本実施形態においても、誘電体突起１２での透過率を低下させるポーラスアルミナの配向膜１３を形成したので、高コントラストかつ広視角の液晶装置２を実現することができる。また、液晶装置２は、ポーラスアルミナの配向膜１３が無機膜であるため、従来の液晶装置で用いられるポリイミド有機膜の配向膜よりも、耐溶液性、耐光性などの信頼性を高めることができる。
また、本実施形態の液晶装置２は、一方の基板の配向膜を配向能力に優れるポリイミド等の有機配向膜としているので、信頼性を高めながら、第１実施形態の液晶装置１よりもコントラスト比及び視角を高めることができる。

［第３実施形態］［液晶装置］
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶装置について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る液晶装置３を示す模式断面図である。本実施形態において、前記第１実施形態の液晶装置１（図１参照）と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態において第１実施形態の液晶装置１と異なる点は、液晶装置３において、下側基板１０側の電極を高反射率の金属電極１４とした点のみである。このような構成により、反射型の液晶装置に本発明を適用することができる。

［第４実施形態］［電子機器］
図７は、本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図７（ａ）に示す携帯電話１００は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部１０１として備えて構成されている。図７（ｂ）に示す腕時計１１０は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部１１１として備えて構成されている。図７（ｃ）に示すパーソナルコンピュータ１２０は、上記実施形態の液晶装置１，２，３のいずれかを表示部１２１として備えて構成されている。このような構成により、高コントラストかつ寿命の長い液晶表示部を備えた電子機器を提供できる。

図８は、本発明の第１実施形態の液晶装置１（図１参照）を使用した投射型表示装置の一例である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。この図において、２１０は光源、２１３，２１４はダイクロイックミラー、２１５，２１６，２１７は反射ミラー、２１８は入射レンズ、２１９はリレーレンズ、２２０は出射レンズ、２２２，２２３，２２４は透過型液晶ライトバルブ、２２５はクロスダイクロイックプリズム、２２６は投射レンズを示す。

光源２１０はメタルハライド等のランプ２１１とランプの光を反射するリフレクタ２１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー２１３は、光源２１０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２１７で反射されて、前記第１実施形態の液晶装置１を備えた赤色光用液晶ライトバルブ２２２に入射される。

一方、ダイクロイックミラー２１３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２１４によって反射され、前記第１実施形態の液晶装置１を備えた緑色光用液晶ライトバルブ２２３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２１４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２１８、リレーレンズ２１９、出射レンズ２２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段２２１が設けられ、これを介して青色光が前記第１実施形態の液晶装置１を備えた青色光用液晶ライトバルブ２２４に入射される。赤色光用液晶ライトバルブ２２２、緑色光用液晶ライトバルブ２２３、青色光用液晶ライトバルブ２２４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２２５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２２６によってスクリーン２２７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１実施形態の液晶装置１を備えたものであるので、高コントラストな画像の投射を可能とすることができ、耐光性などの信頼性を高めることもできる。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１実施形態の液晶装置１を用いたが、係る液晶装置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、耐光性の向上等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発明の陽極酸化皮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。従来、ポリイミド有機膜を配向膜に用いた場合は２０００時間であった寿命を１００００時間以上にすることができる。また、同時に高コントラストな表示を実現できる。

図９は、本発明の第３実施形態に係る液晶装置３を使用した投射型表示装置の一例である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。

本例の液晶プロジェクタは、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部３１０，インテグレータレンズ３２０、偏光変換素子３３０から概略構成される偏光照明装置３００、この偏光照明装置３００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面３４１により反射させる偏光ビームスプリッタ３４０、偏光ビームスプリッタ３４０のＳ偏光光束反射面３４１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３４２、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３４５Ｂ、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３４３、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３４５Ｒ、ダイクロックミラー３４３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３４５Ｇ、３つの反射型液晶ライトバルブ３４５Ｒ，３４５Ｇ，３４５Ｂにて変調された光をダイクロックミラー３４３，３４２、偏光ビームスプリッタ３４０にて合成し、この合成光をスクリーン３６０に投写する投写レンズからなる投写光学系３５０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３４５Ｒ，３４５Ｇ，３４５Ｂには、それぞれ前述の第３実施形態の液晶装置３（図６参照）が用いられている。

光源部３１０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３２０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３３０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３４０に至るようになっている。偏光変換素子３３０から出射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ３４０のＳ偏光光束反射面３４１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３４２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ３４５Ｂによって変調される。また、ダイクロックミラー３４２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３４３の赤色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ３４５Ｒによって変調される。一方、ダイクロックミラー３４３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３４５Ｇ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３４５Ｒ，３４５Ｇ，３４５Ｂ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３４０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３４０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、高コントラストな画像の投射を可能とすることができる。なお、図９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を用いたが係る液晶装置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発明の陽極酸化皮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。従来、ポリイミド有機膜を配向膜に用いた場合は２０００時間であった寿命を１００００時間以上にすることができる。また、同時に高コントラストな表示を実現できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態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を示す模式断面図である。 同上の液晶装置の製造方法を説明するための図である。 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。 同上の陽極酸化膜の実例を示す図である。 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。 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。 本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る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投射型表示装置の他の例を示す図である。

符号の説明

１，２，３…液晶装置、１０…下側基板、１１…下側電極（ＩＴＯ電極）、１２，２２…誘電体突起（突起部）、１３，２３…配向膜(陽極酸化膜)、１４…金属電極（反射電極）、２０…上側基板、２１…上側電極（ＩＴＯ電極）、２４…垂直配向性ポリイミド配向膜、３０…液晶層

Claims (10)

1. 対向する一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する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と共に、該一対の基板の少なくとも一方の電極に、前記液晶層に対して突起した誘電体からなる突起部を形成する工程と、
   前記電極および前記突起部の表面に金属膜を形成する工程と、
   前記金属膜を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. 前記金属膜を多孔質処理する工程においては、該多孔質処理の後期に処理されない金属膜を突起部の表面に残す工程を含む
   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. 前記電極は、透明電極であり、
   前記突起部は、ノボラック系樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂のいずれかからな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４のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
6. 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４又は５に記載の液晶装置の製造方法。
7. 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６のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれか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。
9. 対向する一対の基板間に、
   負の誘電率異方性を有する液晶層を挟持してなる液晶装置であって、
   前記一対の基板の対向する面側に形成された電極と、
   前記電極における液晶層側に形成された誘電体からなる突起部と、
   前記電極および前記突起部の表面上に、液晶を配向させるための複数の微細孔が形成された金属膜とを有し、
   前記金属膜は、前記突起部の表面上に多孔質処理されない部分を有することを特徴とする液晶装置。
10. 請求項１から７のいずれかの請求項に記載の製造方法を用いて製造された液晶装置、あるいは請求項８又は９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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