JP2007155950A - 液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶分子の配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に得ることができる液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】配向膜１６、２２が、第１の凸部５１と、当該第１の凸部５１よりも寸法が小さく長手方向が液晶分子５０ａの配向方向に沿うように設けられた第２の凸部５２とを有する無機材料からなるので、第１の凸部５１及び第２の凸部５２の２種類の凸部によって液晶層５０を構成する液晶分子５０ａの配向を規制することができる。これにより、液晶分子５０ａの配向規制力を高めることができる。また、液晶分子５０ａの配向規制力を高めることによって、所望のプレティルト角を容易に得ることが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクタに関する。

スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ等の投射型表示装置には、光源からの光を変調する光変調素子として、液晶装置が用いられている。このような液晶装置は、通常、液晶分子の配向を規制するとともに、所定のプレティルト角が得られるように設計された配向膜を有している。

配向膜を形成するには、基板上に成膜されたポリイミドなどの高分子化合物や無機化合物などの薄膜をレーヨンなどの布で一定方向に擦ってラビング処理をする手法が知られている。一方で、ラビング処理を行った場合、静電気が発生して埃などの不純物が付着しやすくなってしまい、表示の信頼性が低下してしまうという問題があった。

これに対して、例えば基板上に無機材料膜や多孔質膜などの薄膜を形成し、当該薄膜にイオンビームを照射することで、配向膜を形成する手法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００５−７７９２５号公報 特開２００５−３１１９６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の手法では、薄膜にイオンビームを照射する回数が１回のみであるため、この１回の照射で配向規制力及び所定のプレティルト角を同時に得ることは困難である。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、配向膜にラビングすることなく、液晶分子の配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に得ることができる液晶装置、液晶装置の製造方法及びプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る液晶装置は、対向する一対の基板と、前記一対の基板に挟持される液晶層と、前記一対の基板の前記液晶層側に設けられ、前記液晶層を構成する液晶分子の配向を規制する配向膜とを具備し、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた配向膜は無機材料からなり、前記配向膜は第１の凸部と、第２の凸部とを有し、前記第２の凸部は、当該第２の凸部の長手方向が前記液晶分子の配向方向に沿うように設けられ、且つ前記第２の凸部の長手方向の寸法が前記第１の凸部の長手方向の寸法よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、配向膜が、第１の凸部と、当該第１の凸部よりも長手方向の寸法が小さく当該長手方向が液晶分子の配向方向に沿うように設けられた第２の凸部とを有する無機材料からなるので、第１の凸部が液晶分子のプレティルト角に対してより強い配向規制力を有し、第２の凸部が液晶分子を一軸方向により強く配向させる配向規制力を有することになる。このように２種類の凸部によって液晶層を構成する液晶分子の配向を規制することができるため、所望のプレティルト角と一軸方向の配向規制力を同時かつ容易に得ることが可能となる。

また、前記無機材料が酸化アルミニウムであることが好ましい。
無機材料のうち酸化アルミニウムによって形成した薄膜は安定性に優れ、液晶装置の配向膜としての特性に優れている。本発明によれば、無機材料が酸化アルミニウムであるため、信頼性に優れた液晶装置を得ることができる。

本発明に係る液晶装置の製造方法は、対向する一対の基板に液晶層が挟持される液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板に無機材料膜を形成する工程と、前記無機材料膜に第１の角度で第１のイオンビームを照射する工程と、前記無機材料膜に前記第１の角度とは異なる第２の角度で第２のイオンビームを照射する工程とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、基板上に形成した無機材料膜に、まず、第１の角度で第１のイオンビームを照射し、続いて第１の角度とは異なる第２の角度で第２のイオンビームを照射するので、無機材料膜の表面に形成される凸部の傾斜の方向を精緻に形成することができる。例えば第１のイオンビーム照射によって無機材料膜表面を荒く形成し、第２のイオンビーム照射によって形状を細かく調整する、というように、第１のイオンビーム照射と第２のイオンビーム照射とを目的に応じて使い分けることも可能となる。このように、無機材料膜の表面に角度を変えながら複数回に分けてイオンビームを照射することによって、液晶分子の一軸方向の配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に有する配向膜を形成することが可能となる。また、ラビング処理を行う必要が無いため、液晶装置に埃などの不純物が付着することが無い。これにより、表示品質を維持することが可能となる。
また、前記第１の角度及び前記第２の角度が前記基板面の法線方向に対する角度であり、前記第２の角度が前記第１の角度よりも大きいことが好ましい。
本発明によれば、凸部を荒く形成する第１のイオンビームを無機材料膜に対して深く照射することができ、凸部を細かく形成する第２のイオンビームを無機材料膜に対して浅く照射することができる。これにより、無機材料膜の表面を容易に形成することができる。

また、前記無機材料膜が多孔質膜であることが好ましい。
本発明によれば、無機材料膜が多孔質膜であるため、第１のイオンビーム照射及び第２のイオンビーム照射によって照射されるイオンビームが無機材料膜表面の原子を弾き飛ばしやすくなる。すなわち照射されたイオンや弾き飛ばされた分子が多孔質膜の空孔部を埋めていくため、配向膜の形成が容易になる。

また、前記第２のイオンビームを照射する工程では、前記第２のイオンビームを加速する加速電圧が前記第１のイオンビームを加速する加速電圧よりも小さいことが好ましい。
本発明によれば、第２のイオンビームを加速する加速電圧を第１のイオンビームを加速する加速電圧よりも小さくすることによって、第１のイオンビームのエネルギーよりも第２のイオンビームのエネルギーを小さくすることができる。すなわち、イオンビームのエネルギーに強弱をつけることができる。これにより、例えばエネルギーの大きい第１のイオンビームによって無機材料膜表面を荒く形成し、エネルギーの小さい第２のイオンビーム照射によって傾斜の角度を細かく調整する、という使い分けが可能となる。

また、前記第２のイオンビームを照射する工程では、前記第２のイオンビームの電流密度が前記第１のイオンビームの電流密度よりも小さいことが好ましい。
本発明によれば、第２のイオンビームの電流密度を第１のイオンビームの電流密度よりも小さくすることによって、加速電圧を異ならせた場合と同様に、第１のイオンビームのエネルギーよりも第２のイオンビームのエネルギーを小さくすることができ、イオンビームのエネルギーに強弱をつけることができる。

本発明に係るプロジェクタは、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、液晶分子の配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に得ることができる液晶装置を備えているので、表示の信頼性が高いプロジェクタを得ることができる。

[第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶装置を例に挙げて説明する。

（液晶装置）
図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す図である。図１（ａ）は、同液晶装置の平面構成図、（ｂ）は（ａ）図のＨ−Ｈ’線に沿う断面構成図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）１０と、対向基板２０とが平面視略矩形枠状のシール材４２を介して貼り合わされ、このシール材４２に囲まれた領域内に液晶層５０が封入された構成になっている。液晶層５０としては、例えば正の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられている。シール材４２内周側に沿って平面視矩形枠状の周辺見切り５３が形成され、この周辺見切りの内側の領域が表示領域１１となっている。

画素表示領域１１内には、画素領域１２がマトリクス状に設けられている。当該画素領域１２は、画素表示領域１１の最小表示単位となる１画素を構成している。シール材４２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の１辺（図示下辺）に沿って形成されており、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０４が形成されて周辺回路を構成している。

ＴＦＴアレイ基板１０の残る１辺（図示上辺）には、表示領域１１の両側の走査線駆動回路１０４間を接続する複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の各角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間の電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。本実施形態の液晶装置１００は、透過型の液晶装置として構成され、ＴＦＴアレイ基板１０側に配置された光源（図示略）からの光を変調し、対向基板２０側から画像光として射出するようになっている。

図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の内面側（液晶層側）に、複数の画素電極９が配列形成されており、これら画素電極９を覆うように配向膜１６が形成されている。対向基板２０の内面側には、周辺見切り５３及び遮光膜２３が形成され、その上に平面ベタ状の共通電極２１が形成されている。そして、共通電極２１を覆うように配向膜２２が形成されている。

図２は、上記の液晶装置の等価回路図である。
同図に示すように、液晶装置の表示領域１１には、複数の画素領域１２がマトリクス状に配置されており、これら画素領域１２には、それぞれ画素電極９が配置されている。また、その画素電極９の側方にはＴＦＴ素子３０が形成されている。ＴＦＴ素子３０は、該画素電極９への通電制御を行うスイッチング素子である。このＴＦＴ素子３０のソース側にはデータ線６ａが接続されている。各データ線６ａには、例えばデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ素子３０のゲート側には走査線３ａが接続されている。走査線３ａには、例えば走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給されるようになっている。また、ＴＦＴ素子３０のドレイン側には画素電極９が接続されている。

走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が一定期間だけオンにされると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して画素領域１２に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

画素領域１２に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が生成されるようになっている。

次に、液晶装置１００に設けられた配向膜１６、２２の構成を説明する。
図３は、配向膜１６、２２の構成を示す図である。図３（ａ）は、配向膜１６、２２の表面を拡大して撮影した写真である。図３（ｂ）は、配向膜１６、２２の表面の形状を模式的に表した図である。

配向膜１６、２２は、液晶層５０を構成する液晶分子の配向を規制する膜である。当該配向膜１６、２２は、例えばＡｌ_２Ｏ_３などの無機材料によって多孔質状に形成されており、当該配向膜１６、２２の膜厚ｔは約１００ｎｍになっている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、配向膜１６、２２の表面は、第１の凸部５１と、第２の凸部５２とが形成されている。第１の凸部５１及び第２の凸部５２は、少なくとも画素表示領域１１を含む領域に形成されている。第１の凸部５１は、基板面の法線方向に対して一定の方向に傾斜するように形成されている。第２の凸部５２は、第１の凸部５１よりも寸法が小さく、第１の凸部５１の表面及び当該第１の凸部５１の間の領域に形成されている。第１の凸部５１及び第２の凸部５２の長手方向の寸法は、各凸部によってわずかに異なってはいるが、平均的な寸法は、第１の凸部５１が約２００ｎｍであり、第２の凸部５２が約８０ｎｍである。第２の凸部５２は、液晶層５０を構成する液晶分子５０ａの配向を規制する方向に長手方向が形成されている。液晶分子５０ａは、第１の凸部５１と第２の凸部５２との２種類の凸部によって第２の凸部５２の長手方向に沿うように配向が規制されると共に、第１の凸部５１の傾斜に沿うようにプレティルト角が保持されている。

（液晶装置の製造方法）
次に、本発明の液晶装置１００の製造工程について説明する。図４は、液晶装置１００の製造工程を示すフローチャートである。本実施形態では、大面積のマザー基板を用いて複数の液晶装置を一括して形成し、切断することによって個々の液晶装置１００に分離する方法を例に挙げて説明する。

液晶装置１００は、対向側マザー基板及びＴＦＴアレイ側マザー基板を形成し、両基板を貼り合せて切断することによって形成する。なお、ＴＦＴアレイ側マザー基板は、ＴＦＴアレイ基板１０となる複数の矩形の表示領域を含む大判の基板であり、対向側マザー基板は、対向基板２０となる複数の矩形の表示領域を含む大判の基板である。

まず、ＴＦＴアレイ側マザー基板の形成工程について説明する。
ガラスや石英等の透光性材料からなる大判の基材に走査線、データ線等の配線を形成し、画素電極９及びＴＦＴ素子３０を形成する（ＳＴ１）。走査線やデータ線等の配線については、例えば基材の表面全体にアルミニウム等の金属をスパッタし、これをエッチングすることによって、各表示領域に対して一括的に形成することができる。

次に、ＴＦＴアレイ側マザー基板に配向処理を施す（ＳＴ２）。配向処理について、図５、図６を参照して具体的に説明する。図５は配向処理の工程を示すフローチャートである。図６は、配向処理の様子を示す図である。
まず、ＴＦＴアレイ側マザー基板の周囲の圧力を約４×１０^−３Ｐａ程度に減圧した状態で、ＴＦＴアレイ側マザー基板上に多孔質のＡｌ_２Ｏ_３膜（無機材料膜）を蒸着法によって約１００ｎｍの膜厚に形成する（ＳＴ２０１）。

次に、図６（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ側マザー基板５４上に形成した無機材料膜５５の表面にアルゴンイオン５６（Ａｒ^＋）のイオンビーム（第１のイオンビーム）を照射し、無機材料膜５５表面をミリングする（ＳＴ２０２：第１のイオンビーム照射工程）。このとき、ＴＦＴアレイ側基板の法線方向に対して４５°の角度（第１の角度）でイオンビームを入射させる。また、イオンビームの入射方向成分が所望する液晶のダイレクタ方向と一致するようにイオンビームの入射方向を設定する。イオンビーム射出時の引き出し電圧は１ｋＶ、照射エネルギーは１ｋｅＶ、電流密度は１ｍＡ／ｃｍ^２、イオンビーム照射時間は約４分である。また、イオンビーム照射の際にはＴＦＴアレイ側マザー基板５４の周囲の圧力を３×１０^−２Ｐａ程度に減圧する。

無機材料膜５５の表面にイオンビームが照射されると、図６（ｂ）に示すように、アルゴンイオン５６によってＡｌ_２Ｏ_３構成する原子（アルミニウム原子及び酸素原子）５７が弾き飛ばされ（スパッタされ）、イオンビームの照射方向に溝が形成される、すなわち、無機材料膜５５の表面がイオンビームの射出方向に削られた状態になる。このように無機材料膜５５の表面を削ることにより、所定の傾斜を有する第１の凸部５１（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）を形成する。また、照射されたアルゴンイオン５６や弾き飛ばされたＡｌ_２Ｏ_３分子５７は、無機材料膜５５の空孔部５８に付着し、当該空孔部５８を埋めていく。

次に、図６（ｃ）に示すように、第１のイオンビームが照射された無機材料膜５５の表面にアルゴンイオン５６のイオンビーム（第２のイオンビーム）を照射し、無機材料膜５５の表面を更にミリングする（ＳＴ２０３：第２のイオンビーム照射工程）。第２のイオンビーム照射工程では、第１のイオンビーム照射工程とはイオンビームの照射条件が異なっている。第２のイオンビーム照射工程では、ＴＦＴアレイ側基板の法線方向に対して７５°の角度（第２の角度）でイオンビームを入射させる。イオンビーム射出時の引き出し電圧は７００Ｖ、照射エネルギーは７００ｅＶ、電流密度は０．６ｍＡ／ｃｍ^２、イオンビーム照射時間は約４０秒である。また、イオンビーム照射の際にはＴＦＴアレイ側マザー基板５４の周囲の圧力を３×１０^−２Ｐａ程度（第１のイオンビーム照射工程と同条件）に減圧する。

第２のイオンビーム照射工程では、無機材料膜５５の表面に形成された第１の凸部５１及び当該第１の凸部５１の間の領域にアルゴンイオン５６が衝突する。ただ、イオンビーム射出時の引き出し電圧、照射エネルギー、電流密度が第１のイオンビーム照射工程よりも小さく、照射時間も少ないため、第２のイオンビーム照射工程では、第１のイオンビーム照射工程に比べてイオンビームのエネルギーが弱くなっている。したがって、１つのアルゴンイオン５６によって弾き飛ばされる原子も少なく、形成される溝も小さくなる。したがって、アルゴンイオン５６の衝突によって、第１の凸部５１及び当該第１の凸部の間の領域には、第１の凸部５１よりも寸法の小さい第２の凸部５２（図３参照）が形成される。
このような手順によって、無機材料膜５５に第１の凸部５１及び第２の凸部５２を形成して、配向膜１６を形成する。

次に、ＴＦＴ側アレイ基板にシール材４２を形成する（ＳＴ３）。各画素表示領域の周縁部に当該画素表示領域を囲むようにエポキシ樹脂等からなるシール材４２を矩形枠状に形成する。このシール材４２は、例えばディスペンサ等を用いて、表示領域１１の角部を開始点として一筆書きで閉環状に形成される。

次に、対向側マザー基板の形成工程について簡単に説明する。
ＴＦＴアレイ側マザー基板の場合と同様に、ガラスや石英等の透光性材料からなる大判の基材の各表示領域に共通電極２１を形成し（ＳＴ４）、当該共通電極２１上に配向膜２２を形成する（ＳＴ５）。配向膜２２の形成方法は、上述した配向膜１６の形成方法と同様の方法によって行うことができる。

次に、上記の各工程で形成したＴＦＴアレイ側マザー基板と対向側マザー基板とを貼り合わせる（ＳＴ６）。両基板を近接させ、対向側マザー基板がＴＦＴアレイ側マザー基板上のシール材４２に接着させるようにする。ＴＦＴアレイ側マザー基板と対向側マザー基板とを貼り合わせた後には、シール材４２に紫外線（ＵＶ）を照射して硬化させる（ＳＴ７）。

その後、ＴＦＴアレイ側マザー基板及び対向側マザー基板にスクライブ線を形成し、当該スクライブ線に沿ってパネルを切断し、切断された各液晶パネルの洗浄を行う。そして、洗浄した各液晶パネルに液晶を封入し、例えばＡＣＦを介してフレキシブル基板を実装して、液晶装置１００が完成する（ＳＴ８）。

ここで、無機材料膜５５に第１のイオンビーム照射工程のみ行った場合及び第２のイオンビーム照射工程のみ行った場合について説明する。
無機材料膜５５に第１イオンビーム照射工程のみ行った場合、無機材料膜５５の表面は図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、比較的寸法と傾斜角度の大きいの凸部５９のみが形成されることになる。この状態では、凸部５９による液晶分子のプレティルト角に対する配向規制力は大きいが、傾斜角度が大きいため、場所によっては一軸方向の配向規制力が不足し、液晶分子の配向が十分に規制されない部分が生じてしまう。

また、無機材料膜５５に第２のイオンビーム照射工程のみ行った場合、無機材料膜５５の表面は図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、比較的小さな寸法の凸部６０のみが形成されることになり、表面が細かくなる。この状態では、表面が細かいため一軸方向の液晶分子の配向が液晶層全体に亘って規制されるが、凸部６０の傾斜角度が小さいため、必要なプレティルト角が得られない場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、配向膜１６、２２が、第１の凸部５１と、当該第１の凸部５１よりも寸法が小さく長手方向が液晶分子５０ａの配向方向に沿うように設けられた第２の凸部５２とを有する無機材料からなるので、第１の凸部５１によるプレティルト角に対する強い配向規制力及び第２の凸部５２による一軸方向への配向規制力によって液晶分子５０ａの配向を規制することができる。これにより、所望のプレティルト角と一軸方向の配向規制力を同時かつ容易に得ることが可能となる。

また、本実施形態によれば、基板上に形成した無機材料膜５５に、まず、ＴＦＴアレイ側基板の法線方向に対して４５°の角度（第１の角度）で第１のイオンビームを照射し、続いてＴＦＴアレイ側基板の法線方向に対して７５°の角度（第２の角度）で第２のイオンビームを照射するので、無機材料膜５５の表面に形成される第１の凸部５１及び第２の凸部５２の傾斜の方向を精緻に形成することができる。

例えば第１のイオンビーム照射によって無機材料膜５５の表面を荒く形成し、第２のイオンビーム照射によって傾斜の角度を細かく調整する、というように、第１のイオンビーム照射と第２のイオンビーム照射とを目的に応じて使い分けることも可能となる。このように、無機材料膜５５の表面に角度を変えながら複数回に分けてイオンビームを照射することによって、液晶分子５０ａの配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に有する配向膜１６、２２を形成することが可能となる。また、ラビング処理を行う必要が無いため、配向膜１６、２２に埃などの不純物が付着することが無い。これにより、表示品質を維持することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、配向処理の工程が第１実施形態と異なっているため、この点を中心に説明する。

本実施形態では、まず、ＴＦＴアレイ側マザー基板の周囲の圧力を約４×１０^−３Ｐａ程度に減圧した状態で、ＴＦＴアレイ側マザー基板上に多孔質のＡｌ_２Ｏ_３膜（無機材料膜）をアルコキシドゾルゲル法によって約１００ｎｍの膜厚に形成する（ＳＴ２０４）。具体的には、まず、Ａｌを有する金属アルコキシドに水、アルコールを加えてゾルにする。このゾルを加水分解してゲルを形成し、当該ゲルを乾燥、加熱処理してアルコールや水分を取り除くことによって、多孔質のＡｌ_２Ｏ_３薄膜が得られる。
このようにして得られた無機材料膜には、第１実施形態と同様に、第１のイオンビームを照射して第１の凸部５１を形成し（ＳＴ２０５）、第２のイオンビームを照射して第２の凸部５２を形成する（ＳＴ２０６）ことによって、配向膜１６、２２が得られる。

本実施形態によれば、アルコキシドゾルゲル法によって無機材料膜を形成するので、例えば蒸着法、スパッタリング法、陽極酸化法などの他の成膜方法に比べて無機材料膜の成膜に要する時間が短縮されることになる。これにより、リードタイム短縮及び当該リードタイム短縮による製造コストの削減を図ることができる。

［プロジェクタ］
次に、各実施形態の液晶装置を光変調装置として用いたプロジェクタの実施形態を説明する。
図１０は、投射型表示装置の一例としてのプロジェクタ３０２の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ３０２は、光源３０７と、フライアイレンズ３０８、３０９と、ダイクロイックミラー３１０、３１１と、反射ミラー３１２、３１３、３１４と、液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７と、クロスダイクロイックプリズム３１８と、投射レンズ３１９とを主体として構成されており、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の間欠表示型カラー液晶プロジェクタである。

光源３０７は、例えば白色光を射出する高圧水銀ランプ等のランプ３０７ａと、当該ランプ３０７ａからの光を反射するリフレクタ３０７ｂとを有している。フライアイレンズ３０８、３０９は、光源３０７からの光の照度分布を均一化する光学部品である。光源３０７側のフライアイレンズ３０８には複数の２次光源像を形成する働きがあり、スクリーン３０３側のフライアイレンズ３０９にはフライアイレンズ３０８で形成された２次光源像を重畳する働きがある。

ダイクロイックミラー３１０は、光源３０７から射出される白色光のうち、赤色光ＬＲを透過させると共に、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを反射する光学部品である。ダイクロイックミラー３１１は、光源３０７から射出される白色光のうち、緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する光学部品である。

液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７は、それぞれ照射された赤色光、緑色光、青色光を所定の画像信号に基づいて変調する変調素子である。液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７として、ここでは上述の液晶装置１００、２００が用いられている。当該液晶装置１００、２００のサイズは、例えば４．６平方センチメートル（約０．７平方インチ）程度であり、液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７として用いるのに最適な寸法に設計されている。

クロスダイクロイックプリズム３１８は、４つの直角プリズムが貼り合わされた光学素子である。クロスダイクロイックプリズム３１８の内面には、赤色光を反射する誘電体多層膜３１８ａと、青色光を反射する誘電体多層膜３１８ｂとが十字状に形成されている。各誘電体多層膜３１８ａ、３１８ｂによって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光（映像光）が形成されるようになっている。
投射レンズ３１９は、映像光をスクリーン３０３に向けて投射する光学部品である。

次に、上記のように構成されたプロジェクタ３０２の動作を説明する。
プロジェクタ３０２を駆動させると、ランプ３０７ａから白色光が射出される。ランプ３０７ａから直接射出された白色光及びリフレクタ３０７ｂで反射された白色光がコリメータレンズ３０７ｃにより平行光にされる。この平行光は、フライアイレンズ３０８、３０９によりその照度分布が均一化される。

照度分布が均一化された光は、ダイクロイックミラー３１０、３１１に到達し、赤色光、緑色光及び青色光の色光に分光される。各色光は、それぞれ反射ミラー３１２、３１３、３１４を介して液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７に到達し、液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７により所望のパターンに変調される。このように変調された各色光が、投射レンズ３１９によりスクリーン３０３上に投射される。

このように、本実施形態によれば、液晶分子の配向を規制する配向規制力と所定のプレティルト角とを同時に得ることができる液晶装置１００、２００を備えているので、表示の信頼性が高いプロジェクタ３０２を得ることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、無機材料としてＡｌ_２Ｏ_３を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＭｇＦ_２、ＭｇＯなどの他の無機材料によって配向膜１６、２２を形成することも勿論可能である。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す図。 本実施形態に係る液晶装置の等価回路図。 本実施形態に係る液晶装置の配向膜の構成を示す図。 本実施形態に係る液晶装置の製造工程を示すフローチャート（その１）。 本実施形態に係る液晶装置の製造工程を示すフローチャート（その２）。 本実施形態に係る液晶装置の製造の様子を示す工程図。 無機材料膜にイオンビームを照射したときの例を示す図（その１）。 無機材料膜にイオンビームを照射したときの例を示す図（その２）。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造工程を示すフローチャート。 本発明に係るプロジェクタの構成を示す図。

符号の説明

１００…液晶装置 １００、２００…液晶装置 １６、２２…配向膜 ５０…液晶層 ５０ａ…液晶分子 ５１…第１の凸部 ５２…第２の凸部 ５５…無機材料膜 ５６…アルゴンイオン ５８…空孔部 ５９、６０…凸部 ３０２…プロジェクタ

Claims (8)

1. 対向する一対の基板と、
   前記一対の基板に挟持される液晶層と、
   前記一対の基板の前記液晶層側に設けられ、前記液晶層を構成する液晶分子の配向を規制する配向膜と
   を具備し、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板に設けられた配向膜は無機材料からなり、前記配向膜は第１の凸部と、第２の凸部とを有し、
   前記第２の凸部は、当該第２の凸部の長手方向が前記液晶分子の配向方向に沿うように設けられ、且つ前記第２の凸部の長手方向の寸法が前記第１の凸部の長手方向の寸法よりも小さいことを特徴とする液晶装置。
2. 前記無機材料が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 対向する一対の基板に液晶層が挟持される液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板に無機材料膜を形成する工程と、
   前記無機材料膜に第１の角度で第１のイオンビームを照射する工程と、
   前記無機材料膜に前記第１の角度とは異なる第２の角度で第２のイオンビームを照射する工程と
   を具備することを特徴とする液晶装置の製造方法。
4. 前記第１の角度及び前記第２の角度が前記基板面の法線方向に対する角度であり、
   前記第２の角度が前記第１の角度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置の製造方法。
5. 前記無機材料膜が多孔質膜であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記第２のイオンビームを照射する工程では、前記第２のイオンビームを加速する加速電圧が前記第１のイオンビームを加速する加速電圧よりも小さいことを特徴とする請求項３乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
7. 前記第２のイオンビームを照射する工程では、前記第２のイオンビームの電流密度が前記第１のイオンビームの電流密度よりも小さいことを特徴とする請求項３乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
8. 請求項１又は請求項２に記載の液晶装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
   
   

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