JP2007155957A - 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】表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保す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】画素電極９の周辺部９ｂが１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）よりも低い導電率を有する低導電率部１６ｂであるため、当該画素電極９の周辺部９ｂでは電荷の移動が起こらない。このため、画素電極９上で移動した電荷を食い止めることができ、隣接する画素領域１２との間で電気的なリークが生じるのを回避することができる。これにより、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保することができる。
【選択図】図４

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。

液晶装置は、対向して設けられた一対の基板間に液晶層が挟持された構成になっており、この一対の基板のうち液晶側の表面には、液晶層に電圧を印加する電極や、液晶分子の配向を規制する配向膜が設けられている。配向膜は、例えばポリイミドなどの有機材料やＳｉ化合物などの無機材料から形成されている。これらの材料は、一般的に導電性が極めて低いものであることが多い。

一方で、液晶層に電圧を印加し続けると配向膜の表面にイオン性の不純物が吸着する場合がある。導電性の低い配向膜が用いられた場合、イオン性の不純物が有している電荷はほとんど移動することなく、配向膜の表面に電荷が溜まってしまうことになる。このため、当該電荷によって印加電圧を除いた後も液晶層に電界が存在し、表示が残存する、いわゆる焼き付けを起こしてしまう。

これに対して、例えば特許文献１や特許文献２には、導電性の高い材料で配向膜を形成することによって、配向膜の表面に吸着したイオン性の不純物が有している電荷を移動させることができるようにし、焼き付けを回避する技術が開示されている。
特開平６−１４８６４８号公報 特開平６−１７５１０７号公報

しかしながら、例えばアクティブマトリクス型の液晶装置において上記のような導電性の高い材料によって配向膜を形成する場合、隣接する画素間で電気的なリークが発生してしまい、表示画質の低下を招くことになる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保す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、本実施形態に係る液晶装置は、対向して設けられ、それぞれ複数の画素領域が構成される一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記画素領域の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前記配向膜について、前記画素領域の中央部が、所定の導電率よりも高い導電率を有する第１の材料からなり、前記画素領域の周縁部が、前記所定の導電率よりも低い導電率を有する第２の材料からなることを特徴とする。

本発明によれば、配向膜のうち画素領域の中央部が所定の導電率よりも高い導電率を有する第１の材料からなるので、当該画素領域の中央部で電荷の移動が可能となる。このため、配向膜表面に付着するイオン性不純物を電気的に中性にすることができ、配向膜の表面に電荷が溜まってしまうのを回避することができる。しかも、画素領域の周縁部が所定の導電率よりも低い導電率を有する第２の材料からなるので、当該画素領域の周縁部では電荷の移動が起こらない。このため、画素領域の中央部から移動してくる電荷を食い止めることができ、隣接する画素との間で電気的なリークが生じるのを回避することができる。これにより、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保することができる。

また、前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、前記配向膜が、前記画素電極に平面的に重なる領域に設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部とを有していることが好ましい。
本発明では、配向膜のうち画素電極に平面的に重なる領域、すなわち、実際に電圧が印加される領域が第１の材料からなる高導電率部であるので、配向膜に電荷が溜まるのを効率的に防ぐことができる。また、画素電極の周辺部に平面的に重なる領域が第２の材料からなる低導電率部であるので、隣接画素との間で電気的なリークが生じるのを確実に抑えることができる。

しかも、従来では一種類の材料によって配向膜を形成し画素電極に平面的に重なる部分に電流を流すことによって当該画素電極に平面的に重なる部分の導電率を向上させていたのに対して、本発明では、異なる材料（第１の材料及び第２の材料）によって配向膜を形成するので、第１の材料及び第２の材料を広い範囲で選択することができる。

例えば所定の導電率よりも格段に高い導電率を有する材料を第１の材料として選択し、所定の導電率よりも格段に低い導電率を有する材料を第２の材料として選択することによって、配向膜のうち画素領域の中央部に平面的に重なる領域と画素領域の周縁部に平面的に重なる領域との間で、導電率に大きく差をつけることができる。これにより、高導電率部においては電荷を確実に逃がすことができ、低導電率部においては画素間の電気的なリークを確実に抑えることができる。

ここで、「周縁部」と「周辺部」との違いについて説明する。例えば、「画素電極の周縁部」というと、画素電極が設けられた領域の内側において画素電極の辺に沿った部分をいうものである。また、「画素電極の周辺部」というと、画素電極が設けられた領域の外側の領域において画素電極の辺に沿った部分をいうものである。このように、「周縁部」が内側の領域を意味し、「周辺部」が外側の領域を意味するものである。以下の記載においても同様である。

また、前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、前記配向膜が、前記画素電極の中央部に平面的に重なる領域に設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記画素電極の周縁部及び前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部とを有していることが好ましい。
本発明では、配向膜の低導電率部が画素電極の周辺部のみならず画素電極の周縁部にも及んでいるので、当該低導電率部を形成する際には、例えば画素電極の端辺に正確に位置を合わせる必要は無く、位置のマージンを確保することができる。これにより、高導電率部及び低導電率部を形成する際の位置合わせが容易になる。

また、前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、前記配向膜が、前記画素電極の周縁部及び前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部と、前記画素電極及び前記低導電率部を覆うように設けられ前記第１の材料からなる高導電率部とを有していることが好ましい。
本発明では、高導電率部が画素電極及び低導電率部を覆うように設けられているので、例えばスピンコート法などの手法によって当該導電層を容易に形成することができる。

また、前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、前記配向膜が、前記画素電極の表面及び側面を覆うように設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記高導電率部の周辺部に設けられる前記第２の材料からなる低導電率部とを有していることが好ましい。
本発明では、高導電率部が画素電極の表面のみならず側面も覆うように設けられているので、電荷が移動する範囲が広がることになる。これにより、電荷の移動が促進され、焼き付きが一層抑制されることになる。

また、前記第１の材料が、二重結合を含む置換基を有する金属アルコラート材料であり、前記第２の材料が、二重結合を含まない置換基を有する金属アルコラート材料であることが好ましい。
本発明によれば、金属アルコラート材料に二重結合を含んだ置換基を結合させるか二重結合を含まない置換基を結合させるかによって第１の材料と第２の材料とを区別して形成することができるので、配向膜の製造が容易になる。

また、前記所定の導電率が、略１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）であることが好ましい。
ここで、所定の導電率を約１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）と定めた経緯を、図２０をもとにして説明する。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、液晶装置５０１の構成を示したものである。図２０（ａ）は、液晶装置５０１の構成を示す断面図である。図２０（ｂ）は、液晶装置５０１の画素電極が設けられた部分を示す図である。

これらの図に示すように、当該液晶装置５０１は、ＴＦＴアレイ基板５１０と、対向基板５２０とが対向し、液晶層５５０を挟持するように設けられている。ＴＦＴアレイ基板５１０には、画素電極５０９と、配向膜５１６とが設けられている。対向基板５２０には、共通電極５２１と、配向膜５２０とが設けられている。

画素電極５０９と共通電極５２１間で電気的リークが起こらないためには、液晶層５５０の比抵抗ρ_１が１０^１１（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましいと知られている。本発明において問題としているリークにおいては、配向膜５１６及び配向膜５２２の膜厚ｄ_１が画素電極５０９の一辺の長さ（画素電極が矩形の場合）ｄ_２に対応し、画素電極５０９間の距離ｔ_１が、対向する基板間の距離（配向膜５１６と配向膜５２２との間の距離）ｔ_２に対応する。当該液晶装置の配向膜５１６及び配向膜５２２の膜厚ｄ_１を５０ｎｍ、画素電極５０９間の距離ｔ_１を５００μｍとし、画素電極５０９の一辺の長さｄ_２が例えば１０μｍであり、基板間の距離ｔ_２が２．５μｍとした場合を考える。すると、画素電極５０９の一辺の長さｄ_２はｄ_１の５×１０^３倍であり、基板間の距離ｔ_２はｔ_１の１／（２×１０^２）倍である。

また、液晶装置に設けられる画素電極間の電気的リークが起こるかどうかについては、上記関係を、隣接する画素電極間について当てはめて考えればよい。すなわち、上記場合における画素電極５０９と共通電極５２１との電気抵抗値をＲ_１とすると、画素電極５０９間の電気抵抗値をＲ_２が、Ｒ_１≦Ｒ_２となればよい。

ここで、Ｒ_１及びＲ_２についてそれぞれ求めると、
Ｒ_１＝２．５×１０^−６×（１／（１０^２×１０^−１２））×ρ_１
Ｒ_２＝５×１０^２×１０^−６×（１／（５×１０×１０^−９×１０×１０^−６））×ρ_２
である。
ただし、ρ_２は画素電極５０９間における比抵抗である。

いま、ρ_１＝１０^１１（Ω・ｃｍ）であるため、この値を代入してＲ_１≦Ｒ_２からρ_２の値を求めると、
ρ_２≧２．５×１０^６となる。

これらを踏まえて、本発明では、実際に液晶装置を製造した場合、具体的数値が上の各値からずれることも考えられる。この場合であっても比抵抗ρ_２が少なくとも２．５×１０^５（Ω・ｃｍ）を下回ってしまうことが無いように、つまりマージン分を含めて比抵抗を１０^７と定めている。なお、上記の導電率は比抵抗の逆数であるから、本発明の「所定の導電率」は１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）と定められる。

本発明に係る液晶装置の製造方法は、画素領域を有する一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち一方の基板に電極を形成する工程と、前記電極が形成された前記一対の基板に配向膜を形成する工程とを具備し、前記配向膜を形成する工程が、前記画素領域の中央部に、所定の導電率よりも高い導電率を有しゾルゲル法によって作製されたゲル状の第１の材料をインクジェット法によって配置する工程と、前記画素領域の周縁部に、前記所定の導電率よりも低い導電率を有しゾルゲル法によって作製されたゲル状の第２の材料をインクジェット法によって配置する工程とを有していることを特徴とする。

本発明では、画素領域の中央部にゾルゲル法によって作製したゲル状の第１の材料をインクジェット法によって配置し、画素領域の周縁部にゾルゲル法によって作製したゲル状の第２の材料をインクジェット法によって配置する、すなわち、第１の材料と第２の材料とをインクジェット法によって塗り分けるようにしたので、配向膜の画素領域の中央部と画素領域の周縁部とが別々の材料であっても、容易に形成することができる。

また、前記第１の材料膜を形成する工程が、前記画素領域の中央部に配置されたゲル状の第１の材料を焼成する工程を有しており、前記第２の材料膜を形成する工程が、前記画素領域の周縁部に配置されたゲル状の第２の材料を焼成する工程を有していることが好ましい。
本発明では、第１の材料膜を形成する工程では、画素領域の中央部に配置されたゲル状の第１の材料を焼成する工程を有しており、第２の材料膜を形成する工程では、画素領域の周縁部に配置されたゲル状の第２の材料を焼成する工程を有しているので、第１の材料及び第２の材料のそれぞれを硬化させてから次の工程を行うことができる。これにより、配向膜の形状を安定させることができる。

また、前記電極が形成された基板に撥液膜を形成する工程を更に具備し、前記配向膜を形成する工程が、前記撥液膜のうち前記画素領域の中央部に形成された撥液膜をフォトリソグラフィ法によって除去する工程と、前記撥液膜が除去された前記画素領域の中央部に前記第１の材料膜を形成する工程と前記撥液膜のうち前記画素領域の周縁部に形成された撥液膜をフォトリソグラフィ法によって除去する工程と、前記撥液膜が除去された前記画素領域の周縁部に前記第２の材料膜を形成する工程とを有することが好ましい。
本発明では、第１の材料膜を形成する画素領域の中央部又は第２の材料を形成する画素領域の周縁部以外には撥液膜が形成されることになるので、インクジェット法によって第１の材料又は第２の材料を配置する場合には、撥液膜によってインクが弾かれることになる。これにより、当該第１の材料及び第２の材料の着弾位置の精度を高めることができる。

また、前記配向膜を形成する工程では、前記第２の材料膜を形成する工程を、前記第１の材料膜を形成する工程よりも先に行うことが好ましい。
本発明によれば、第２の材料膜を形成する工程を、第１の材料膜を形成する工程よりも先に行うので、画素領域の周縁部に配置される第２の材料が硬化した状態で第１の材料を配置することができる。このとき第２の材料が隔壁としての役割を果たすので、第１の材料を容易に形成することができる。

本発明に係るプロジェクタは、上記の液晶装置を搭載したことを特徴とする。
本発明では、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保することができる液晶装置を搭載したので、表示ムラの無い高画質の画像を表示することが可能な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５２を介して貼り合わされ、このシール材５２に囲まれた領域内に液晶５０が封入された構成になっている。シール材５２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サブ画素を構成している。シール材５２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側から表示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。

図３は、液晶装置１００の画素領域の平面構造を示す図である。ここでは、液晶５０中から配向膜１６を見たときの図を例に挙げて説明する。
同図に示すように、配向膜１６は、平面形状が矩形の高導電率部１６ａと、当該高導電率部１６ａの周囲に設けられた低導電率部１６ｂとを有している。
また、各画素電極９は略正方形に形成されており、その一辺の長さｄは約１０μｍになっている。

高導電率部１６ａは、例えば置換基に共役二重結合を含む金属アルコラートから形成されており、画素電極９に平面的に重なる領域に設けられている。つまり、当該画素電極９に平面的に重なる領域が、画素領域の中央部となる。共役二重結合を含む金属アルコラートとしては、例えばポリアルキン、チオフェン・エチレン重合体、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフランなどが挙げられる。

高導電率部１６ａでは電荷の移動が可能になっており、この高導電率部１６ａの導電率は例えば１０^−７を上回る導電率になっている。なお、金属アルコラート材料中にドーパントを添加することによって導電性を上げることも可能である。ドーパントとしては、例えばヨウ素（Ｉ）、ホウ素（Ｂ）、五フッ化砒素（ＡｓＦ_５）などが挙げられる。

低導電率部１６ｂは、例えば置換基に共役二重結合を含まない金属アルコラートから形成されており、画素電極９の周辺部９ｂに設けられている。この画素電極９の周辺部９ｂは、同時に、画素領域１２の外周に沿った部分（周縁部）になっている。つまり、当該画素電極９の周辺部９ｂが、「画素領域の周縁部」となる。低導電率部１６ｂでは電荷の移動がほとんど無い状態になっている。この低導電率部１６ｂの導電率は例えば１０^−７を下回る導電率になっている。

図４は、図３におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。ここでは、液晶装置１００のＴＦＴアレイ基板１０側の断面及び対向基板２０側の断面を示している。
ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９の周辺部９ｂには、基板面１０ａ及び液晶５０にそれぞれ面するように低導電率部１６ｂが設けられている。高導電率部１６ａは、画素電極９及び液晶５０にそれぞれ面するように設けられている。また、高導電率部１６ａの縁と画素電極９の縁とがほぼ一致している。したがって、高導電率部１６ａは、画素電極９に電気的に接続された構成になっている。

一方、対向基板２０側の配向膜２２については全面が高導電率部になっている。電極が共通電極２１であるため隣接画素間のリークの問題は無い。
なお、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１６と、対向基板２０側の配向膜２２との間の距離ｔは、約２．５μｍになっている。

（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。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。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、配向膜２２を形成する。ここで、配向膜２２を形成する工程について、図５〜図８を参照して具体的に説明する。図５〜図８は、配向膜２２を形成する過程を示す図である。
まず、置換基として共役二重結合を含まない金属アルコラートを溶媒に溶解させて加水分解・縮重合を経てゾル状態にする。このゾル状態にした金属アルコラート４０を、図５に示すように、例えばインクジェット法によって画素電極９の周辺部９ｂに塗布する。
次に、図６に示すように、画素電極９の周辺部９ｂに塗布された金属アルコラート４０を焼成する。焼成によって溶媒が蒸発しゲル状態となり、金属アルコラート４０が硬化して、低導電率部１６ｂが形成される。

次に、置換基として共役二重結合を含んだ上述の金属アルコラートを溶媒に溶解させてゾル状態にする。必要に応じて、上述したドーパントを添加しても構わない。このゾル状態にした金属アルコラート４１を、図７に示すように、例えばインクジェット法によって画素電極９上に塗布する。
次に、図８に示すように、画素電極９上に塗布された金属アルコラート４１を焼成する。焼成によって溶媒が蒸発しゲル状態になり、金属アルコラート４１が硬化して、高導電率部１６ａが形成される。

次に、このように形成した配向膜１６に対してラビング処理を実行し、各表示領域の周縁部に当該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５２を矩形枠状に形成する。このシール材５２は、ディスペンサ等を用いて、例えば表示領域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、当該共通電極２１上に配向膜２２を形成する。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。形成した配向膜２２には、ラビング処理を実行する。

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。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５２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５２に紫外線（ＵＶ）を照射して硬化させる。

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。

このように、本実施形態によれば、配向膜１６のうち画素電極９上に、所定の導電率、例えば、１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）よりも高い導電率を有する高導電率部１６ａを設けたので、当該高導電率部１６ａで電荷の移動が可能となる。このため、配向膜１６表面に付着するイオン性不純物を電気的に中性にすることができ、配向膜１６の表面に電荷が溜まってしまうのを回避することができる。

しかも、画素電極９の周辺部９ｂに、上記の１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）よりも低い導電率を有する低導電率部１６ｂを設けたので、当該画素電極９の周辺部９ｂでは電荷の移動が起こらない。このため、高導電率部１６ａから移動してきた電荷を食い止めることができ、隣接する画素領域１２との間で電気的なリークが生じるのを回避することができる。これにより、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保することができる。

また、従来では一種類の材料によって配向膜を形成し、画素電極に平面的に重なる部分に電流を流すことによって当該画素電極に平面的に重なる部分の導電率を向上させていたのに対して、本実施形態では、異なる材料によって高導電率部１６ａ、低導電率部１６ｂを形成するので、当該材料を広い範囲で選択することができる。したがって、材料の選択によっては導電率に大きく差をつけることも可能となる。これにより、高導電率部１６ａにおいては電荷を確実に逃がすことができ、低導電率部１６ｂにおいては画素間の電気的なリークを確実に抑えることができる。

［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。本実施形態では、配向膜の製造方法が第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。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説明する。

（液晶装置の製造方法）
本実施形態では、第１実施形態と同様、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して個々の液晶装置に分離する方法を例に挙げて説明する。
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。

次に、配向膜１６を形成する。ここで、配向膜１６を形成する工程について、図９〜図１３を参照して具体的に説明する。図９〜図１３は、配向膜を形成する過程を示す図である。
まず、配線、画素電極９、ＴＦＴ素子の形成されたＴＦＴアレイ側マザー基板上に、例えばフッ素系のシランカップリング剤によって撥水処理をし、図９に示すように撥液膜４２を形成する。

次に、図１０に示すように、撥液膜４２のうち画素電極９の周辺部９ｂに形成されている部分をフォトリソグラフィ法によって除去する。具体的な方法として、当該画素電極９の周辺部９ｂのパターンと同じパターンで開口部が形成されたマスクをＴＦＴアレイ側マザー基板に被せて紫外線を照射し、紫外線の照射された部分の撥液膜４２を処理液によって除去する。

次に、置換基として共役二重結合を含まない金属アルコラートを溶媒に溶解させてゾル状態にする。このゾル状態にした金属アルコラートを、図１１に示すように、例えばインクジェット法によって撥液膜４２が除去された画素電極９の周辺部９ｂに塗布し、当該金属アルコラートを焼成する。焼成によって溶媒が蒸発してゲル状態になり、金属アルコラートが硬化して、低導電率部１６ｂが形成される。

次に、図１２に示すように、画素電極９の周辺部９ｂの撥液膜４２を除去したときと同一の手法により、撥液膜４２のうち画素電極９上に形成されている部分をフォトリソグラフィ法によって除去する。

次に、置換基として共役二重結合を含んだ上述の金属アルコラートを溶媒に溶解させてゾル状態にする。このゾル状態にした金属アルコラートを、図１３に示すように、例えばインクジェット法によって画素電極９上に塗布し、当該金属アルコラートを焼成する。焼成によって溶媒が蒸発してゲル状態になり、金属アルコラートが硬化して、高導電率部１６ａが形成される。

このように、本実施形態によれば、インクジェット法によって低導電率部１６ｂを形成する場合に、低導電率部１６ｂが形成される画素電極９の周辺部９ｂ以外の領域には撥液膜４２が形成されることになるので、当該ゲル状態にした金属アルコラートの着弾位置の精度を高めることができる。

［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、配向膜の構成が第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。

図１４は、本実施形態に係る液晶装置２００のＴＦＴアレイ基板２１０側の配向膜の平面構成を示す図である。図中、破線で囲まれた領域が画素領域である。
同図に示すように、配向膜２１６は、平面形状が円形の高導電率部２１６ａと、当該高導電率部２１６ａの周囲に設けられた低導電率部２１６ｂとを有している。

高導電率部２１６ａは、第１実施形態と同様に、例えば置換基に共役二重結合を含む金属アルコラートから形成されており、画素電極２０９が設けられた領域内に収まる領域に設けられている。つまり、当該領域が、画素領域の中央部となる。当該高導電率部２１６ａでは電荷の移動が可能になっており、この高導電率部２１６ａの導電率は１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）を上回る導電率になっている。

低導電率部２１６ｂは、第１実施形態と同様に、例えば置換基に共役二重結合を含まない金属アルコラートから形成されており、画素電極２０９の周縁部２０９ａと、画素電極２０９の周辺部２０９ｂとを含む領域に設けられている。この当該画素電極２０９の周縁部２０９ａと画素電極２０９の周辺部２０９ｂとを含む領域は、同時に、画素領域の外周に沿った領域（周縁部）になっている。つまり、当該領域が「画素領域の周縁部」である。低導電率部２１６ｂでは電荷の移動がほとんど無い状態になっており、この低導電率部２１６ｂの導電率は例えば１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）を下回る導電率になっている。

図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ断面に沿った構成を示す図である。ここでは、液晶装置２００のＴＦＴアレイ基板２１０側の断面及び対向基板２２０側の断面を示している。
同図に示すように、高導電率部２１６ａは、画素電極２０９及び液晶２５０にそれぞれ面するように設けられている。したがって、高導電率部２１６ａは、画素電極２０９に電気的に接続された構成になっている。
また、図１４に示すように、対向基板２２０側の配向膜２２２については全面が高導電率部になっている。電極が共通電極２２１であるため隣接画素間のリークの問題は無い。

本実施形態では、配向膜２１６の高導電率部２１６ａの平面形状を円形にしたので、ＴＦＴアレイ基板２１０と対向基板２２０との間に例えばマイクロレンズアレイなどを設けた場合に有効である。すなわち、当該マイクロレンズによって集光される部分の配向膜２１６の領域が選択的に高導電率部２１６ａとなっているので、配向膜２１６の表面に溜まった電荷を効率的に移動させることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４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。本実施形態では、配向膜の製造方法が第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。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説明する。

図１６は、本実施形態に係る液晶装置３００の断面構成を示す図である。
図１６に示すように、配向膜１６の高導電率部１６ａは、画素領域１２のうち画素電極９の中央部に配置されている。また、低導電率部１６ｂは、画素領域１２のうち画素電極９の周縁部９ａ及び画素電極９の周辺部９ｂに設けられている。

このように低導電率部１６ｂが画素電極９の周辺部９ｂのみならず画素電極９の周縁部９ａにも及んでいるので、当該低導電率部１６ｂを形成する際には、例えば画素電極９の端辺に正確に位置を合わせる必要は無く、位置のマージンを確保することができる。これにより、高導電率部１６ａ及び低導電率部１６ｂを形成する際の位置合わせが容易になる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５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。本実施形態では、配向膜の製造方法が第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。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説明する。

図１７は、本実施形態に係る液晶装置４００の断面構成を示す図である。
図１７に示すように、配向膜１６の低導電率部１６ｂは、画素領域１２のうち画素電極９の周縁部９ａ及び画素電極９の周辺部９ｂに配置されている。また、高導電率部１６ａは、当該低導電率部１６ｂ及び画素電極９を覆うように配置されている。

このように、本実施形態では、高導電率部１６ａが画素電極９及び低導電率部１６ｂを覆うように配置することによって、例えばスピンコート法などの手法によって当該高導電率部１６ａを容易に形成することができる。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６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。本実施形態では、配向膜の製造方法が第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。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説明する。

図１８は、本実施形態に係る液晶装置５００の断面構成を示す図である。
図１８に示すように、配向膜１６の高導電率部１６ａは、画素電極９の上面９ｃ及び側面９ｄを覆うように設けられている。また、低導電率部１６ｂは、高導電率部１６ａの周辺部を埋めるように設けられている。

このように、本実施形態によれば、高導電率部１６ａが画素電極９の上面９ｃのみならず側面９ｄをも覆うように設けられているので、電荷が移動する範囲が広がることになる。これにより、電荷の移動が促進され、いわゆる焼き付きが一層抑制されることになる。

［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１９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、３００、４００、５００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。

上述したプロジェクタ３０２のように、光源３０７から射出される光を、液晶装置である液晶ライトバルブ３１５、３１６、３１７により変調し、投射レンズ３１９等のレンズ部品により拡大して投射する投射型表示装置においては、液晶のわずかな配向や不純物の付着による影響が拡大されて投射表示されることになる。
これに対して、本実施形態では、表示の残存が生じにくく、高い表示特性を確保することができる液晶装置１００、２００、３００、４００、５００を搭載したので、表示ムラの無い高画質の画像を表示することが可能なプロジェクタ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。

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である。 本実施形態に係る液晶装置の回路構成を示す図である。 本実施形態に係る液晶装置の配向膜の平面構成を示す図である。 本実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図である。 本実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す工程図である。 同、工程図である。 同、工程図である。 同、工程図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す工程図である。 同、工程図である。 同、工程図である。 同、工程図である。 同、工程図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の配向膜の構成を示す図である。 本実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図である。 本発明に係るプロジェクタの構成を示す図である。 液晶装置の構成を示す図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００…液晶装置 ９…画素電極 ９ａ、２０９ａ…周縁部 ９ｂ、２０９ｂ…周辺部 ９ｃ…上面 ９ｄ…側面 １０、２１０…ＴＦＴアレイ基板 １６、２２、２１６、２２２…配向膜 １６ａ、２２ａ、２１６ａ、２２２ａ…高導電率部 １６ｂ、２２ｂ、２１６ｂ、２２２ｂ…低導電率部 ２０、２２０…対向基板 ２２…配向膜 ４０、４１…金属アルコラート ４２…撥液膜 ３０２…プロジェクタ

Claims (12)

1. 対向して設けられ、それぞれ複数の画素領域が構成される一対の基板と、
   前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、
   前記画素領域の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前記配向膜について、
   前記画素領域の中央部が、所定の導電率よりも高い導電率を有する第１の材料からなり、
   前記画素領域の周縁部が、前記所定の導電率よりも低い導電率を有する第２の材料からなる
   ことを特徴とする液晶装置。
2. 前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、
   前記配向膜が、
   前記画素電極に平面的に重なる領域に設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、
   前記配向膜が、
   前記画素電極の中央部に平面的に重なる領域に設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記画素電極の周縁部及び前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、
   前記配向膜が、
   前記画素電極の周縁部及び前記画素電極の周辺部に平面的に重なる領域に設けられ前記第２の材料からなる低導電率部と、前記画素電極及び前記低導電率部を覆うように設けられ前記第１の材料からなる高導電率部とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
5. 前記一対の基板のうち一方の基板の前記画素領域に画素電極が設けられており、
   前記配向膜が、
   前記画素電極の表面及び側面を覆うように設けられ前記第１の材料からなる高導電率部と、前記高導電率部の周辺部に設けられる前記第２の材料からなる低導電率部とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
6. 前記第１の材料が、二重結合を含む置換基を有する金属アルコラート材料であり、
   前記第２の材料が、二重結合を含まない置換基を有する金属アルコラート材料である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記所定の導電率が、略１０^−７（Ω^−１・ｃｍ^−１）であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 画素領域を有する一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板のうち一方の基板に電極を形成する工程と、
   前記電極が形成された前記一対の基板に配向膜を形成する工程と
   を具備し、
   前記配向膜を形成する工程が、
   前記画素領域の中央部に、所定の導電率よりも高い導電率を有する第１の材料をインクジェット法によって配置し、ゾルゲル法によって第１の材料膜を形成する工程と、
   前記画素領域の周縁部に、前記所定の導電率よりも低い導電率を有する第２の材料をインクジェット法によって配置し、ゾルゲル法によって第２の材料膜を形成する工程と
   を有していることを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 前記第１の材料膜を形成する工程が、前記画素領域の中央部に配置されたゲル状の第１の材料を焼成する工程を有しており、
   前記第２の材料膜を形成する工程が、前記画素領域の周縁部に配置されたゲル状の第２の材料を焼成する工程を有している
   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. 前記電極が形成された基板に撥液膜を形成する工程を更に具備し、
    前記配向膜を形成する工程が、
    前記撥液膜のうち前記画素領域の中央部に形成された撥液膜をフォトリソグラフィ法によって除去する工程と、
    前記撥液膜が除去された前記画素領域の中央部に前記第１の材料膜を形成する工程と
    前記撥液膜のうち前記画素領域の周縁部に形成された撥液膜をフォトリソグラフィ法によって除去する工程と、
    前記撥液膜が除去された前記画素領域の周縁部に前記第２の材料膜を形成する工程と
    を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
11. 前記配向膜を形成する工程では、
    前記第２の材料膜を形成する工程を、前記第１の材料膜を形成する工程よりも先に行う
    ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
12. 請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の液晶装置を搭載したことを特徴とするプロジェクタ。
    
    
    

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