JP2007140018A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、液晶装置用基板、プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光照射を受けたことで配向膜を構成する分子がラジカル化等により活性化した場合にも、当該分子を安定化させ、分子間反応や他の材料との反応を防止ないし抑制させることが可能な液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板１０，２０間に液晶層５０が挟持された構成を備え、前記基板１０，２０の液晶層５０側には配向膜４０，６０が形成されてなり、前記配向膜４０，６０が、液晶層５０を構成する液晶分子に配向性を付与する配向主体成分と、当該配向主体成分を構成する分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した分子を安定化させるラジカル捕捉剤とを含んでなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、液晶装置用基板、プロジェクタに関する。

投射型表示装置に搭載される光変調手段や、携帯電話等に搭載される直視型表示装置として用いられる液晶装置としては、例えば互いに対向配置された一対の基板間に液晶層が挟持された構成を具備し、これら基板の液晶層側にその液晶層に電圧を印加するための電極を具備してなるものがある。このような液晶装置においては、一対の基板の液晶層側最表面に、電圧無印加時における液晶分子の配列を制御するための配向膜が形成されており、電圧無印加時、電圧印加時における液晶分子の配列変化に基づいて表示が行われる構成となっている。

従来、上記のような配向膜としては、ポリイミド等からなる有機膜の表面を、布等により所定の方向にラビングしたものが、液晶配向能力（液晶配向制御機能）に優れることから広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−２１５８３２号公報

しかしながら、例えば光束密度が２ｌｍ／ｍｍ^２〜１０ｌｍ／ｍｍ^２程度の光強度の強い光が照射される投射型表示装置等に搭載する場合には、配向膜を構成するポリイミド分子が光や熱によりラジカル化する場合があった。このようなラジカル化に起因して分子間反応等が生じると、長期使用後に、電圧無印加時の液晶分子を所望のプレチルト角に配列することができないなど、液晶配向制御機能が低下する場合があり、ひいては表示品質の低下に繋がる場合もあった。このような問題は、液晶プロジェクタのように高輝度化及び小型化が進み、単位面積当たりの光強度が益々高まる状況下では、一層深刻なものとなってきている。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、光照射を受けたことで配向膜を構成する分子がラジカル化等により活性化した場合にも、当該分子を安定化させ、分子間反応や他の材料との反応を防止ないし抑制させることが可能な構成を具備した液晶装置用基板と、液晶装置及びその製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明は、そのような液晶装置を備えたプロジェクタを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持された構成を備える液晶装置であって、前記基板の液晶層側には配向膜が形成されてなり、前記配向膜が、液晶層を構成する液晶分子に配向性を付与する配向主体成分と、当該配向主体成分を構成する分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した分子を安定化させるラジカル捕捉剤とを含んでなることを特徴とする。

このような液晶装置によると、例えば光照射等を受けて配向主体成分を構成する分子（以下、配向主体分子とも言う）がラジカル化した場合にも、配向膜に含まれるラジカル捕捉剤が当該ラジカルを捕捉して、配向主体分子を安定化させることが可能となる。その結果、ラジカル化に起因する配向主体分子間の反応や、他の材料を構成する分子との間の反応が殆ど生じないものとなる。したがって、光照射を受けたことに起因して、配向膜の液晶分子に対する配向性が低下したりする等の不具合が生じ難く、ひいては当該液晶装置の表示品質の低下を防止ないし抑制することが可能となる。

前記配向主体成分としてはポリイミドを用いることができる。ポリイミドは高い配向性を有しているため配向膜として多用されている一方、光照射によりラジカル化が生じ易い欠点を有している。そこで、本発明では当該ポリイミドを配向主体成分として含む配向膜に対してラジカル捕捉剤を含有させるものとし、配向膜の耐光性向上を図るものとしている。

前記ラジカル捕捉剤としては特にフラーレンを用いることが好ましい。フラーレンは配向主体成分に対する親和性が高く、捕捉作用も強いため、当該配向主体成分の安定化効果を一層顕著に発現することができる。また、特に配向主体成分としてポリイミドを用いた場合には当該配向主体成分との親和性も高いため、配向膜中でこれらポリイミドとフラーレンとが好適に分散されて、高いラジカル捕捉作用を実現することができる。さらに、フラーレンは自身が安定な状態のままで捕捉作用を示すため、当該フラーレンが配向性等に不具合を及ぼすことも殆どない。なお、フラーレンの中でも特にＣ_６０を用いることが好ましい。配向主体成分、特にポリイミドに対する分散性が特に高いからである。

また、前記配向膜は、前記配向主体成分及び前記ラジカル捕捉剤に加えて、共役系分子構造を有する有機成分を含むものとすることができる。また、環状分子構造を有する有機成分を含むものとすることもでき、当該環状分子構造を有する有機成分は共役系分子構造を有するものであっても良い。このような有機成分は、ラジカル捕捉剤の分散媒として寄与し、当該有機成分を含ませることで配向膜中におけるラジカル捕捉剤の分散性が一層向上することとなる。

さらに、前記配向膜には、前記配向主体成分に対して前記ラジカル捕捉剤が０．１重量％〜１．０重量％含有されてなるものとすることができる。配向主体成分に対するラジカル捕捉剤の含有量が０．１重量％未満の場合には、そのラジカル捕捉作用が十分に発現されない場合があり、１．０重量％を超える場合には、液晶分子に対して十分な配向性を付与できない場合があるとともに、過剰な量のラジカル捕捉剤に起因して当該配向膜に色付きが生じる場合がある。

次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造方法は、前記配向主体成分を有機液体に分散ないし溶解させて第１溶液を作成する工程と、前記第１溶液に対して前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させ、第２溶液を作成する工程と、前記第２溶液を、電極を形成した基板上に塗布した後、これを乾燥させて配向膜を得る工程と、を含むことを特徴とする。

このような方法により上述した液晶装置を好適に製造することができる。なお、配向主体成分を分散ないし溶解させるための有機液体（有機溶媒）としては、例えばγブチロラクトン等を例示することができる。また、第２溶液においてフラーレンを十分に分散させるために、フラーレンを第１溶液に混入する際に超音波を照射するものとしても良い。具体的には２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ（例えば４０ＫＨｚ）の超音波を照射することで、フラーレンが十分に分散した第２溶液を作成することができる。その結果、配向膜におけるラジカル捕捉作用が高まり、色付き問題も生じ難いものとなる。なお、第２溶液の乾燥後、必要に応じてラビング処理を施すものとしても良い。

ここで、本発明の液晶装置の製造方法では、前記第２溶液を作成する工程において、共役系分子構造を有する有機液体に前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させたものを前記第１溶液に混入して、当該第２溶液を作成するものとすることができる。また、前記第２溶液を作成する工程において、環状分子構造を有する有機液体に前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させたものを前記第１溶液に混入して、当該第２溶液を作成するものとしても良い。このような分子構造を有する有機液体（分散媒）にラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させたものを第１溶液に混入することで第２溶液を作成するものとすれば、配向膜中のラジル捕捉剤の分散性が向上することとなり、ひいてはラジカル捕捉作用を高めることが可能となる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶装置用基板は、基板と、前記基板上に形成された配向膜とを備え、前記配向膜が、配向性を付与する配向主体成分と、当該配向主体成分を構成する分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した分子を安定化させるラジカル捕捉剤とを含んでなることを特徴とする。このような液晶装置用基板によると、例えば光照射等を受けて配向主体成分を構成する分子（以下、配向主体分子とも言う）がラジカル化した場合にも、配向膜に含まれるラジカル捕捉剤が当該ラジカルを捕捉して、配向主体分子を安定化させることが可能となる。その結果、ラジカル化に起因する配向主体分子間の反応や、他の材料を構成する分子との間の反応が殆ど生じないものとなる。したがって、光照射を受けたことに起因して、配向膜の液晶分子に対する配向性が低下したりする等の不具合が生じ難いものとなる。

次に、上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源からの光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えるプロジェクタであって、前記光変調手段が、上記本発明の液晶装置からなることを特徴とする。このようなプロジェクタによると、光源の輝度を高めた場合にも、光変調手段たる液晶装置の配向膜にはラジカル捕捉膜が含まれるため表示不良が生じ難い。つまり、液晶装置の配向膜に高エネルギーの光が入射し、当該配向膜の配向主体分子がラジカル化した場合にも、ラジカル捕捉剤によりラジカル化した配向主体分子を安定化させることが可能なため、配向主体分子同士の反応や配向主体分子と液晶分子との反応が生じ難く、それに伴う配向性の低下も生じ難いものとなる。その結果、液晶の配向性が低下することに基づく表示不良も生じ難いものとなる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、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。

［液晶装置］
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。また、本実施形態の液晶装置は、本発明に係る液晶装置用基板を備えて構成されている。

図１は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図３は本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図２のＡ−Ａ’線断面図である。また、図４は本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。なお、図３及び図４においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。

本実施形態の透過型液晶装置において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０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されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。

また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０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ＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、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９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極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、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。

次に、図２に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。

データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。

容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。

次に、図３及び図４に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。なお、図４ではスイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。図３及び図４に示すように、本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板（液晶装置用基板）１０と、これに対向配置される対向基板（液晶装置用基板）２０との間に液晶層５０が挟持されている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成された画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。また、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。

画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。

また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。

他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。

ここで、上記配向膜４０，６０は、液晶分子に対して配向性を付与するポリイミド（配向主体成分）からなる膜をラビング処理したものから構成されており、さらに当該膜中にラジカル捕捉剤を含有して構成されている。つまり、配向膜４０，６０は、配向主体成分とラジカル捕捉剤とを含有してなり、ラジカル捕捉剤として、そのポリイミド分子が光照射を受けてラジカル化した場合に、当該ラジカルを捕捉してポリイミド分子を安定化させるものを用いている。

具体的にはラジカル捕捉剤として例えばフラーレン、さらに具体的には５員環、６員環のもの、詳しくはＣ_６０に代表されるもの、その他にはＣ_７０、Ｃ_７６、Ｃ_７８、Ｃ_８０、Ｃ_８２、Ｃ_８４、Ｃ_８６、Ｃ_８８、Ｃ_９０、Ｃ_９２、Ｃ_９４、Ｃ_９６等を用いることができる。このようなラジカル捕捉剤をポリイミド膜に分散させた配向膜４０，６０を用いると、当該配向膜４０，６０に高エネルギーの光が照射され、ポリイミド分子がラジカル化した場合にも、ラジカル捕捉剤の作用により当該ポリイミド分子が分子間で反応したり、液晶分子等と反応したりすることがなくなる。その結果、光照射により配向膜４０，６０の配向性が低下することが防止ないし抑制され、当該液晶装置において表示不良が殆ど生じず、信頼性の高い表示を提供することが可能となる。

なお、ラジカル捕捉剤として用いるフラーレンのうちＣ_６０が最も好適に用いられる。配向付与成分に対する分散性が特に高く、確実にラジカル捕捉作用を発現することができるためである。また、配向膜４０，６０中の配向付与成分に対するラジカル捕捉剤の含有率は、０．１重量％〜１．０重量％（例えば０．５重量％）とされている。配向付与成分に対するラジカル捕捉剤の含有率が０．１重量％未満の場合、捕捉作用が若干発現し難い場合がある一方、１．０重量％を超えると、液晶分子に対して十分な配向性を付与できない場合があるとともに、過剰な量のラジカル捕捉剤に起因して当該配向膜４０，６０に色付きが生じ、透過率が低下する場合がある。

また、本実施形態の液晶装置が備える配向膜４０，６０には、配向主体成分及びラジカル捕捉剤の他に、有機系の分散媒が含まれている。この分散媒は、ラジカル捕捉剤を配向付与成分としてのポリイミド膜中に分散させるためのもので、例えば共役系分子構造を有する有機成分、又は環状分子構造を有する有機成分を用いることができる。

共役系分子構造を有する有機成分としては、例えばオクタトリエン、オクタジエン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を、環状分子構造を有する有機成分としては、例えばテトラヒドロフラン、シクロヘキサン、クラウンエーテル、シクロデキストリン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を用いることができる。

以上のような液晶装置は、以下のような方法により製造することができる。
まず、ガラス等からなる透光性の基板１０Ａを用意し、これに第１遮光膜１１ａ、第１層間絶縁膜１２、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ａ、絶縁膜４，７、画素電極９等を公知の方法で形成する。

そして、画素電極９を含む第３層間絶縁膜７上に配向膜４０を形成する。ここでは、以下の方法により配向膜４０を形成している。まず、ポリイミドをγブチロラクトンに分散ないし溶解させてなる液状組成物（第１溶液）と、フラーレンを分散促進成分である共役系分子構造を有する有機液体（有機成分）、又は環状分子構造を有する有機液体（有機成分）に分散ないし溶解させた液状組成物とを混合して、混合溶液（第２溶液）を得る。その後、当該混合溶液に２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ（例えば４０ＫＨｚ）の超音波を照射することで当該フラーレンを溶液中に十分に分散させる。なお、超音波照射後に余剰なラジカル捕捉剤が沈殿する場合にはこれを取り除き、上澄みの液状組成物を混合溶液として用いるものとしている。

このようにして得た混合溶液を上記画素電極９等を形成した基板１０Ａ上に塗布し、乾燥後、ラビング処理を施して配向膜４０を形成するものとしている。なお、ラジカル捕捉剤はポリイミドに対して０．１重量％〜１．０重量％（０．５重量％）混入するものとしている。また、分散促進成分である共役系分子構造を有する有機液体（有機成分）、又は環状分子構造を有する有機液体（有機成分）は、フラーレンを第１溶液に分散ないし溶解させた後に混入するものとしても良い。
以上の工程により、図３及び図４に示したＴＦＴアレイ基板１０を得る。

一方、ＴＦＴアレイ基板１０とは別に対向基板２０も作成する。ここでも、基板２０Ａを用意した後、当該基板２０Ａ上に遮光膜２３や対向電極２１等を形成するとともに、さらにその上に配向膜６０を形成し、対向基板２０を得るものとしている。なお、配向膜６０の形成方法は、上述したＴＦＴアレイ基板１０の作成と同様の方法を用いており、ラジカル捕捉剤を含むものである。

その後、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール剤を介して貼り合わせ、さらにシール剤に形成した液晶注入口から液晶を注入して液晶パネルとした後、所定の配線を接続して、本実施形態の液晶装置を製造するものとしている。

続いて、上記本実施形態の液晶装置を用いて耐久性加速試験を行った結果について説明する。具体的には、波長３８５ｎｍのＨｇランプを光源として用い、当該光を本実施形態の液晶装置（実施例）に照射した場合の耐久性について、ここでは光照射を継続して行った場合に配向乱れが生じ始める照射時間について試験した。なお、比較としてラジカル捕捉膜を含まない配向膜を具備した液晶装置（比較例）についても同様の耐久性試験を行った。その結果、比較例の液晶装置は耐久時間が２分であったのに対し、実施例の液晶装置は耐久時間が６分と向上した。

以上、本発明の一実施形態としての液晶装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、且つ当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、本実施形態では、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦＤ（Thin-Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置やパッシブマトリクス型液晶装置等にも適用可能である。

また、本実施形態では、透過型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型や半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。さらに、本実施形態では配向膜としてポリイミドからなるものを示したが、その他の材料からなるものであっても良く、例えば無機材料からなるものであっても良い。この場合、無機材料とラジカル捕捉剤とを上記と同様に塗布により形成する方法の他、これらを同時蒸着により形成する方法を採用することもできる。このように、本発明は、いかなる構造の液晶装置にも適用することができる。

［電子機器］
上記実施の形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図５（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

図５（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図５（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

図５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図５（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

このように図５に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、例えば過度の光照射による液晶層における配向不良等が発生し難く、表示品質を長期に渡って維持することが可能となる。

［投射型表示装置］
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置（プロジェクタ）の構成について、図６を参照して説明する。図６は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図６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は液晶光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投写レンズを示す。

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。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０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８１７で反射されて、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。

一方、ダイクロイックミラー８１３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８１４によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３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８１４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８１８、リレーレンズ８１９、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、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。

各光変調装置により変調された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８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

上記構造を有する投射型表示装置は、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えたものであるので、例えば過度の光照射による配向不良等が発生し難く、表示品質を長期に渡って維持することが可能な表示装置となる。なかでも、青色光用液晶光変調装置８２４は、波長の短い光が照射されるため、本実施形態の液晶装置を採用することで、光照射による表示不良発生の抑制効果が最も顕著となり得る。

本発明の一実施形態たる液晶装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。 図１の液晶装置についてＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図。 図１の液晶装置についてその素子構造を示す断面図。 図１の液晶装置についてその画素領域の構成を模式的に示す断面図。 本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。 本発明に係る投射型表示装置についての一例を示す図。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、１０Ａ，２０Ａ…基板本体、４０，６０…配向膜、５０…液晶層

Claims (12)

1. 互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持された構成を備える液晶装置であって、
   前記基板の液晶層側には配向膜が形成されてなり、前記配向膜が、液晶層を構成する液晶分子に配向性を付与する配向主体成分と、当該配向主体成分を構成する分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した分子を安定化させるラジカル捕捉剤とを含んでなることを特徴とする液晶装置。
2. 前記配向主体成分がポリイミドであることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記ラジカル捕捉剤がフラーレン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。
4. 前記フラーレンがＣ_６０であることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記配向膜には、共役系分子構造を有する有機成分がさらに含まれてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記配向膜には、環状分子構造を有する有機成分がさらに含まれてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶装置。
7. 前記配向膜には、前記配向主体成分に対して前記ラジカル捕捉剤が０．１重量％〜１．０重量％含有されてなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記配向主体成分を有機液体に分散ないし溶解させて第１溶液を作成する工程と、
   前記第１溶液に対して前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させ、第２溶液を作成する工程と、
   前記第２溶液を、電極を形成した基板上に塗布した後、これを乾燥させて配向膜を得る工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 前記第２溶液を作成する工程において、共役系分子構造を有する有機液体に前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させたものを前記第１溶液に混入して、当該第２溶液を作成することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置の製造方法。
10. 前記第２溶液を作成する工程において、環状分子構造を有する有機液体に前記ラジカル捕捉剤を分散ないし溶解させたものを前記第１溶液に混入して、当該第２溶液を作成することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置の製造方法。
11. 基板と、前記基板上に形成された配向膜とを備え、
    前記配向膜が、配向性を付与する配向主体成分と、当該配向主体成分を構成する分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した分子を安定化させるラジカル捕捉剤とを含んでなることを特徴とする液晶装置用基板。
12. 光源と、前記光源からの光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えるプロジェクタであって、
    前記光変調手段が、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶装置からなることを特徴とするプロジェクタ。

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