JP2007218988A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶分子を一方向に配向させ、配向状態を均一にした液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、互いに対向配置される第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層５０が挟持され、第１基板１０の液晶層５０側には第１電極１２が設けられ、第２基板２０の液晶層５０側には第２電極１８が設けられている。第１基板１０の液晶層５０側には、第１面２２ａと第２面２２ｂとを有する突条部２２が複数設けられ、隣接する突条部２２のうち一方の突条部２２の第１面２２ａと他方の突条部２２の第２面２２ｂとが連設された境界には谷部２６が設けられている。突条部２２の第１面２２ａ及び第２面２２ｂの少なくとも一方の面には水平配向膜１６が設けられ、突条部２２，２２間の谷部２６には垂直配向膜１４が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び投射型表示装置に関する。

近年、液晶表示素子を用いて映像を拡大して大画面に表示する装置として、液晶プロジェクタが広く知られている。この液晶プロジェクタにおいては、１インチ以下の液晶パネルを数十センチほどの大きさに拡大してスクリーンに投影するので、画面の均一性（滑らかさ）が非常に重要となっている。

画面の均一性を図る方法として、配向膜にラビングを施すことで、液晶分子を一定方向に均一に配向させる方法が広く利用されている。
水平配向モードの液晶では、まず、基板上に形成した電極上にポリイミド等の配向膜を塗布した後、レーヨン布を巻きつけたローラを回転させてポリイミド配向膜表面をラビングする。これにより、一定方向に傾斜する溝部がポリイミド配向膜表面に等間隔に形成される。そして、このラビングにより形成した溝部に液晶分子を配置することで、液晶分子を一方向に傾斜させて、液晶分子のプレチルト角を一方向に制御している。
しかしながら、この方法では、ポリイミド配向膜表面のラビングされる度合いが画面全体で不均一になりやすい。そのため、プロジェクタなどにより液晶パネルの画面を拡大してスクリーンに投影した場合、スジ状のムラが顕著に観察される。

そこで、この問題を解決する手段として、光配向法による配向膜の形成方法が提案されている。
配向膜の形成方法としては、まず、直線偏光された紫外光源によりネガ型感光性ポリイミド表面を露光、現像処理する。そして、配向膜の高分子が照射された偏光方向に重合させることで、液晶分子の配向方位を特定させ配向方向を一定方向に配向させる（特許文献１参照）。これにより、欠陥のない均一な液晶分子の配向を得ることができる。
特開平５−３４６９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の配向膜の形成方法では、紫外光の照射量にばらつきが生じる場合があり、液晶分子を一方向に均一に配向させることが困難であった。そのため、光配向法による配向膜の形成方法では、信頼性に問題があり、実用段階にいたっていないという現状があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶分子を一方向に配向させ、配向状態を均一にした液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置であって、前記第１基板の前記液晶層側には、第１面と第２面とを有する突条部が複数設けられ、隣接する前記突条部のうち、前記一方の突条部の第１面と、前記他方の突条部の第２面とが連設されてなる谷部が設けられ、前記突条部の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面の少なくとも一部には水平配向膜が設けられ、前記突条部間の前記谷部の少なくとも一部には垂直配向膜が設けられたことを特徴とする。

また本発明の液晶装置は、前記突条部が前記第１電極表面を加工されてなるものであることも好ましい。
また本発明の液晶装置は、前記第１電極の下層には感光性材料からなる絶縁層が設けられ、前記突条部が前記絶縁層表面を加工されてなるものであり、前記第１電極が、前記絶縁層の表面形状に沿って設けられたことも好ましい。

上述したラビング処理又は光処理を配向膜に施さずに、液晶分子のプレチルト角を一定方向に制御する方法として、第１電極表面を複数の突条部からなる鋸歯状に形成する方法が提案されている。この場合、第１電極表面に水平配向膜を配置すると、液晶分子は２方向に配向される可能性がある。つまり、隣接する突条部間の谷部の延在方向に沿って配向される液晶分子（長軸方向）と、谷部の延在方向に垂直に配向される液晶分子である。これにより、液晶分子の配向方向が均一にならず、ディスクリネーションが発生するという問題があった。
この構成によれば、隣接する突条部間の谷部には垂直配向膜が設けられるため、谷部に配置される液晶分子は、垂直配向膜面に対して垂直方向に配向される。これにより、突条部の第１面及び第２面の少なくとも一方の面（以下第１面と省略する）に配置される液晶分子の谷部側の一端の配向方向が、谷部の液晶分子の配向方向によって規制される。垂直配向領域と水平配向領域の境界においては、液晶分子は垂直配向領域に対して垂直に配向しようとするため、境界面に対して垂直、すなわち谷部の延在方向に対して垂直（鋸歯形状断面に対して平行）に配向することになる。従って、液晶分子は鋸歯形状を反映したプレチルト角を有して配向することになる。
このように、従来のようにラビング処理を施すことなく液晶分子のプレチルト角を一方向に制御することができるため、ディスクリネーションの発生を防止して、均一な表示品位を実現することができる。また、ラビング処理を施さないので、例えばアクティブマトリクス型の液晶装置の場合には、スイッチング素子の静電破壊もなくなり不良率が低減される。その結果、明るくムラのない高品質な液晶装置を提供することができる。

また本発明の液晶装置は、前記複数の突条部の断面形状が鋸歯状であり、前記複数の突条部の前記第１面及び前記第２面の平面形状が長方形状であり、前記隣接する突条部間に設けられる前記谷部の延在方向が、前記第１面及び前記第２面の長手方向に対して平行であることも好ましい。

この構成によれば、第１基板の液晶層側に第１面を有する複数の突条部が鋸歯状に規則的に設けられる。従って、従来のようにラビング処理を施すことなく液晶分子のプレチルト角を一方向に制御することができるため、ディスクリネーションの発生を防止して、均一な表示品位を実現することができる。

また本発明の液晶装置は、前記突条部の前記第１面は前記第１基板面に対して鋭角に傾斜する傾斜面であり、前記突条部の前記第２面は前記第１基板面に対して略垂直な垂直面であり、前記突条部の前記傾斜面の少なくとも一部には水平配向膜が設けられ、前記隣接する突条部間の前記谷部の少なくとも一部には垂直配向膜が設けられたことも好ましい。

この構成によれば、突条部の谷部にのみ垂直配向領域が設けられるため、傾斜面の傾斜角度に基づいて液晶分子のプレチルト角を制御することができる。これにより、液晶分子の均一な配向が可能となる。

本発明は、互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置の製造方法であって、前記第１電極上に感光性材料からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に露光、現像処理を施して、第１面と第２面とを有する突条部を前記絶縁層に複数形成する工程と、前記複数の突条部を形成した前記絶縁層をマスクとして、前記マスクのパターンを反映させた複数の突条部を前記第１電極に形成する工程と、前記第１電極に形成した前記複数の突条部のそれぞれの前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面に水平配向膜を形成する工程と、前記第１電極に形成した前記複数の突条部間の前記谷部に垂直配向膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。

また本発明は、互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置の製造方法であって、前記第１基板上に感光性材料からなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に露光、現像処理を施して、第１面と第２面とを有する複数の突条部を前記絶縁層に形成する工程と、前記絶縁層上に、前記絶縁層の表面形状に沿って前記第１電極を形成し、第１面と第２面とを有する複数の突条部を前記第１電極に形成する工程と、前記第１電極に形成した前記複数の突条部の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面に水平配向膜を形成する工程と、前記第１電極に形成した前記複数の突条部間の谷部に垂直配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする。

この方法によれば、隣接する突条部間の谷部に垂直配向膜を設けるため、谷部に配置する液晶分子は、垂直配向膜及び水平配向膜の境界面に対して垂直に配向される。これにより、突条部の第１面に配置する液晶分子の谷部側の一端の配向方向が、谷部の液晶分子の配向方向によって規制される。これに伴い、第１面に配置される液晶分子は、谷部の液晶分子の配向方向を基点として、谷部の液晶分子と同じ配向方向に規制される。
従って、従来のようにラビング処理を施すことなく液晶分子のプレチルト角を一方向に制御することができるため、ディスクリネーションの発生を防止して、均一な表示品位を実現することができる。また、ラビング処理を施さないので、例えばアクティブマトリクス型の液晶装置の場合には、スイッチング素子の静電破壊もなくなり不良率が低減される。従って、明るくムラのない高品質な液晶装置を提供することができる。

また本発明の液晶装置の製造方法は、前記垂直配向膜を液滴吐出法により形成することも好ましい。
この方法によれば、隣接する突条部間の谷部に、正確かつ高精度に垂直配向膜材料を吐出することができる。また、谷部に吐出する材料の量を制御することができるため、材料の低減を図ることができ、同時に低コスト化を図ることができる。

また本発明の投射型表示装置は上記液晶装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、明るくムラのない高品質な液晶装置を備えるため、動画表示性能に優れ、かつ、信頼性にも優れた投射型表示装置を提供することができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
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の例を挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（液晶装置の概略構成図）
図１（ａ）は本実施形態の液晶装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図１（ｂ）は（ａ）図のＨ−Ｈ’線に沿う断面図、図２は同液晶装置の等価回路図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１基板）と対向基板２０（第２基板）とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側の領域に、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、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の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で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。また、図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の内側には画素電極１２（第１電極）が形成されていて、前記ＴＦＴアレイ基板１０に対向配置された対向基板２０の内側には共通電極２１（第２電極）が形成されている。

図２の等価回路図に示すように、液晶装置の表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１２がそれぞれ形成されている。また、その画素電極１２の側方には、当該画素電極１２への通電制御を行う画素スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。ＴＦＴ素子３０のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。各データ線６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給される。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、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してもよい。

ＴＦＴ素子３０のゲートには、走査線３ａが電気的に接続されている。走査線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎが供給される。なお、走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎは、各走査線３ａに対してこの順に線順次で印加される。また、ＴＦＴ素子３０のドレインには、画素電極１２が電気的に接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。

液晶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１２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１２と容量線３ｂとの間に蓄積容量７０が形成され、液晶容量と並列に接続されている。このように、液晶に電圧が印加されると、その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、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。

次に、画素電極１２表面に形成される突条部２２について説明する。
図３は、液晶装置１００の１画素の要部の概略構成を示す断面図である。なお、図３は一対の電極１０，１８間に電圧が印加されていない初期状態における液晶分子５１の状態を示す図である。図４は、画素電極１２上に形成された配向膜１４，１６の構成を示す斜視図である。なお、ＴＦＴアレイ基板１０では、説明に必要な構成を図示するため、ＴＦＴ素子の図示を省略する。また、以下の説明において、液晶分子５１の方向を示す場合には液晶分子５１の長手方向を前提として説明する。

画素電極１２を断面的に見ると、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極１２表面には断面鋸歯状の凹凸が形成されている。断面鋸歯状の凹凸は複数の突条部２２から構成されている。この突条部２２は画素電極１２の一部を構成するものである。突条部２２は、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して鋭角に傾斜する傾斜面２２ａ（第１面）と、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して略垂直な垂直面２２ｂ（第２面）とを有する。突条部２２の傾斜面２２ａの角度θ（プレチルト角）は、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して例えば２°〜１０°である。複数の突条部２２の傾斜面２２ａのそれぞれの面方向は上記角度の範囲において互いに同じ角度で平行となるように設けられている。つまり、各突条部２２に配置される液晶分子のプレチルト角が同じ角度となるように設けられている。

互いに隣接する突条部２２，２２間には、図３及び４に示すように、谷部２６が設けられている。この谷部２６は、隣接する突起部２２，２２のうち、一方の突起部２２の傾斜面２２ａと他方の突起部２２の垂直面２２ｂとの連設された境界部に設けられている。

画素電極１２を平面（斜視）的に見ると、図４に示すように、突条部２２の傾斜面２２ａ及び垂直面２２ｂは、平面視長方形状であり、傾斜面２２ａの長手方向が互いに平行となるように規則的に形成されている。各突条部２２，２２間に形成される谷部２６の延在方向は、互いに平行となるように設けられている。

次に、画素電極１２表面の突条部２２上に形成される配向膜１４，１６について説明する。
図３及び図４に示すように、画素電極１２表面の各突条部２２の傾斜面２２ａ（谷部２６を含む）上には水平配向膜１６が形成されている。水平配向膜１６は、水平配向膜１６面に対して水平方向に液晶分子５１を配向させるものである。水平配向膜１６の材料としては、例えばポリイミドの前駆体であるポリアミック酸、又はポリイミド溶液を基板表面に塗布後、２００℃前後の高温で焼成して薄膜を形成することで得られる。各突条部２２の傾斜面２２ａに形成される水平配向膜１６の幅Ｗ１は、図３に示すように、例えば６０ｎｍである。

一方、画素電極１２表面の隣接する突条部２２，２２間の谷部２６には、図３，４に示すように、垂直配向膜１４が形成されている。詳細には、突条部２２の傾斜面２２ａ上に水平配向膜１６が形成された後に形成されるため、水平配向膜１６上に形成されている。垂直配向膜１４は、液晶分子５１を垂直配向膜１４面に対して垂直方向に配向させるものである。垂直配向膜１４の材料としては、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸、又はポリイミドが好適に用いられ、その側鎖に長鎖アルキル基や剛直な平面構造を有する官能基が導入されたものが用いられる。これらの溶液を基板表面に塗布後、２００℃前後の高温で焼成して薄膜を形成することで配向膜は得られる。各突条部２２の谷部２６に形成される垂直配向膜１４の幅Ｗ２は、図３に示すように、例えば６〜１２ｎｍである。

次に、上述した水平配向膜１６及び垂直配向膜１４上に配置される液晶分子５１の配向状態について説明する。
従来の方法では、画素電極１２表面に布等を回転させながらこすりつける（ラビング）ことにより回転方向に液晶が配向するようにしている。しかし、この方法ではラビングの不均一性に起因するムラが発生し、表示品位低下を引き起こしていた。また、ラビングに伴う静電気発生によるＴＦＴ素子破壊による不良発生が問題となっていた。そのためノンラビングによる液晶配向方式が多く検討されてきた。そのうちの一つとして垂直配向膜が存在するが、この種類では方位角が固定できず、水平配向させることができないため、水平配向用の配向膜はずっとラビングによる配向手段を用いてきた。水平配向では基板表面に対して平行方向での方位（方位角）、基板表面に対して垂直方向での方位（チルト角）、を決定する必要がある。基板の断面形状で異方性を持たせることによりチルト角を付与する試みとして、断面形状が鋸歯状の複数の突条部を形成し、この表面に水平配向膜を形成する方法が提案されている。この場合、液晶分子は２方向に配向される。つまり、隣接する突条部間の谷部の延在方向に沿って（平行に）配向される液晶分子と、谷部の延在方向に垂直に配向される液晶分子である。これにより、液晶分子の配向方向が一方向にならず、ディスクリネーションが発生していた。そこで、本実施形態では、上述したように画素電極表面の突条部間に垂直配向膜を形成している。

図３及び図４に示すように、突条部２２，２２間の谷部２６に配置される液晶分子５１は、谷部２６に形成される垂直配向膜１４により、液晶分子５１が垂直配向膜１４面に対して垂直方向に配向される。つまり、液晶分子５１は、突条部２２，２２間の谷部２６の延在方向に対して平行ではなく、谷部２６の延在方向に対して垂直に配向される。
そして、突条部２２の傾斜面２２ａに配置される液晶分子５１の谷部２６側の一端の配向方向が、谷部２６の液晶分子５１の配向方向によって規制される。これに伴い、傾斜面２２ａに配置される液晶分子５１が、谷部２６の液晶分子５１の配向方向を基点として、谷部２６の液晶分子５１と同じ配向方向に規制される。即ち、突条部２２の傾斜面２２ａの水平配向膜１６面に対して水平、かつ、垂直配向膜１４面に対して垂直方向に配向される。このように、突条部２２，２２間の谷部２６に垂直配向膜１４を配置することにより、画素電極１２表面に配置される液晶分子５１が一方向に均一に配向される。
従って、本実施形態によれば、従来のようにラビング処理を施すことなく液晶分子５１のプレチルト角を一方向に制御することができるため、ディスクリネーションの発生を防止して、均一な表示品位を実現することができる。また、ラビング処理を施さないので、スイッチング素子の静電破壊もなくなり不良率が低減される。従って、明るくムラのない高品質な液晶装置を提供することができる。

（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
なお、以下の説明においては、本発明の特徴的な工程である画素電極１２及び配向膜１４，１６の形成工程について説明し、その他の工程については公知の方法が採用されるため説明を省略する。

図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）は液晶装置の製造工程を示す断面図である。
まず、ガラスや石英等の透光性材料からなるＴＦＴアレイ基板１０上に、ＴＦＴ素子を形成し、ＴＦＴ素子に電気的に接続される画素電極１２を形成する。同様にして、対向基板上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１８を形成する（図示省略）。

次に、図５（ａ）に示すように、画素電極１２上にスピンコート法により感光性レジストを塗布して、画素電極１２上にレジスト膜３２（絶縁層）を形成する。その後、図５（ｂ）に示すように、レジスト膜３２表面に電子線（露光光）を照射してレジスト膜３２表面を露光処理する。露光パターンは、上述した画素電極１２表面に形成する複数の突条部２２と同一パターンである。このとき、突条部２２の頂部２４から谷部２６に向かって（図３参照）電子線の強度が強くなるように、電子線の強度を調節する。

次に、図５（ｃ）に示すように、露光処理を施したレジスト膜３２の露光パターンに基づいて現象処理を行う。この現像処理により、レジスト膜３２表面のうち、強い強度の電子線が照射された部分は多く除去され、弱い強度の電子線が照射された部分は少なく除去される。このようにして、レジスト膜３２に断面形状が鋸歯状の複数の突条部２８を形成する。このレジスト膜３２に形成する複数の突条部パターンは、上述した画素電極１２表面に形成する突条部２２のパターンと同じである。
なお、画素電極１２表面の突条部２２はレーザビーム加工法により形成しても良い。

次に、図６（ａ）に示すように、パターニングしたレジスト膜３２をマスクとして、画素電極１２表面をドライエッチングにより所定形状にパターニングする。このエッチング処理により、レジスト膜３２の膜厚が薄い部分の画素電極１２は多くエッチングされ、レジスト膜３２の膜厚が厚い部分の画素電極１２はほどんどエッチングされない。このようにして、画素電極１２表面に、レジスト膜３２と同じパターンの断面形状が鋸歯状の複数の突条部２２を形成する。また、隣接する突条部２２，２２間には谷部２６が設けられている。

次に、画素電極１２表面の突条部２２上にインクジェット装置ＩＪにより配向膜１４，１６を形成する。

ここで、配向膜の形成に用いるインクジェット装置ＩＪについて説明する。
図７に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ軸方向駆動軸３０４と、Ｙ軸方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えて構成されている。
ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによって材料インク（液体材料）が配置される基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とが一致している。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、材料インクが吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸３０４には、Ｘ軸方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ軸方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ軸方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪでは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とが相対的に走査移動しつつ液滴吐出ヘッド３０１から基板Ｐに対して液体材料を液滴状に吐出する。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている（Ｘ軸方向：走査方向、Ｙ軸方向：非走査方向）。なお、図７では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。
このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。

図８は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
図８において、液体材料（インク）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させて液体室３２１を弾性変形させる。そして、この弾性変形時の内容積の変化によってノズル３２５から液体材料が吐出されるようになっている。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御することができる。
また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度を制御することができる。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

図６に戻り、上述したインクジェット装置ＩＪを用いて、画素電極１２表面の突条部２２上に水平配向膜１６と垂直配向膜１４とを形成する。
まず、図６（ｂ）に示すように、断面形状が鋸歯状に形成された画素電極１２表面に、インクジェット装置ＩＪにより、ポリイミドを溶媒に溶解又は分散させた水平配向膜材料１６ａを吐出する。その後、水平配向膜材料１６ａに含有する溶剤を乾燥等させて、画素電極１２表面の突条部２２の谷部２６を含む傾斜面２２ａに水平配向膜１６を形成する。なお、水平配向膜１６は、突条部２２の傾斜面２２ａにポリアミック酸を吐出した後、２００℃程度の高温で焼成することによりイミド化させて形成しても良いし、可溶性ポリイミド材料を配置した後、溶媒を蒸発させることができる程度の温度（１８０℃前後）でポリイミド膜としても良い。

次に、図６（ｃ）に示すように、画素電極１２表面の突条部２２，２２間の谷部２６に、インクジェット装置ＩＪにより、ポリイミドを溶媒に溶解又は分散させた垂直配向膜材料１４ａを選択的に吐出する。この材料は谷部２６の延在方向に沿って吐出する。その後、垂直配向膜材料１４ａに含有する溶剤を乾燥等させて、画素電極１２表面の突条部２２の谷部２６に垂直配向膜１４を形成する。なお、垂直配向膜材料１４ａは、水平配向膜材料１６ａを乾燥して材料中の溶剤を揮発させた後に吐出する。

次に、図１に戻り、ＴＦＴアレイ基板１０上にシール材５２を形成する。このシール材５２には、後にＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた後に液晶層５０を注入するための液晶注入口５５を設けている。

そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール材５２によって貼り合わせ、液晶注入口５５からシール材５２によって区画された領域内にカイラル剤の入っていない液晶材料（ポジ型）５０を注入し、液晶注入口５５を封止材５４によって封止する。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のそれぞれの外面側（液晶層とは反対側）に図示しない位相差板、偏光板等を貼り合わせ液晶装置１００が製造される。

本実施形態によれば、正確、かつ高精度に垂直配向膜１４を画素電極１２表面の突条部２２，２２間の谷部２６に形成することができる。さらに、突条部２２，２２間の谷部２６に吐出する材料の量を制御することができるため、材料の低減を図ることができ、同時に低コスト化を図ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、画素電極をパターニングして画素電極表面に複数の突条部を形成していた。これに対し、本実施形態では、画素電極下層に断面鋸歯状のレジスト膜を形成し、このレジスト膜の表面形状に沿って画素電極を形成することにより、画素電極に複数の突条部を形成する点において異なる。なお、その他の液晶装置の基本構成は、上記第１実施形態と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す断面図である。
まず、スピンコート法により感光性レジストをＴＦＴアレイ基板１０上に塗布して、基板１０上にレジスト膜３６を成膜する。なお、レジスト膜３６は、例えばＴＦＴアレイ基板上に形成されたＴＦＴを覆う層間絶縁膜上に形成しても良い。
次に、レジスト膜３６表面に電子線（露光光）を照射してレジスト膜３６表面を露光処理する。

次に、図９（ａ）に示すように、露光処理を施したレジスト膜３６の露光パターンに基づいて現象処理を行う。この現像処理により、レジスト膜３６表面に複数の突条部４０を形成し、レジスト膜３６の断面形状を鋸歯状にする。この突条部４０は、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して鋭角に傾斜する傾斜面４０ａと、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して略垂直な垂直面４０ｂとを有する。

次に、図９（ｂ）に示すように、複数の突起部４０が形成されたレジスト膜３６上にＩＴＯからなる画素電極１２を真空蒸着あるいはスパッタ薄膜形成により形成する。画素電極１２はレジスト膜３６の表面形状に沿って形成され、レジスト膜３６表面の断面鋸歯状のパターンが画素電極１２に反映される。これにより、画素電極１２には複数の突条部２２が形成される。この突条部２２は、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して鋭角に傾斜する傾斜面２２ａと、ＴＦＴアレイ基板１０面に対して略垂直な垂直面２２ｂとを有する。また、隣接する突条部２２，２２間には谷部２６が設けられる。

次に、図９（ｃ）に示すように、画素電極１２表面にインクジェット装置ＩＪにより、ポリイミドを溶媒に溶解又は分散させた水平配向膜材料１６ａを吐出する。その後、水平配向膜材料１６ａに含有する溶剤を乾燥等させて、画素電極１２表面の突条部２６の谷部２６を含む傾斜面２２ａに水平配向膜１６を形成する。

次に、図９（ｄ）に示すように、画素電極１２表面の突条部２２，２２間の谷部２６に、インクジェット装置ＩＪにより、ポリイミドを溶媒に溶解又は分散させた垂直配向膜材料１４ａを吐出する。この材料は谷部２６の延在方向に沿って吐出する。その後、垂直配向膜材料１４ａに含有する溶剤を乾燥等させて、レジスト膜３６表面の突条部２２の谷部２６に垂直配向膜１４を形成する。

このように、画素電極１２の下層に断面鋸歯状のレジスト膜３６を形成することにより、画素電極１２にレジスト膜３６表面と同じパターンを反映させることができ、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（プロジェクタ）
次に、本発明の投射型表示装置の一実施形態であるプロジェクタについて、図面を参照し説明する。図１０は、プロジェクタの要部を示す概略構成図であって、図中符号８００はプロジェクタを示している。このプロジェクタ８００は、上述した各実施形態に係る液晶装置１００を、光変調手段として備えたものである。

このプロジェクタ８００は、図１０に示すように、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３、８１４と、反射ミラー８１５、８１６、８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、出射レンズ８２０と、本発明の液晶装置からなる光変調手段８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備えている。

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。ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させると共に、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、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９及び出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。なお、上記各光変調手段８２２，８２３，８２４には、上記各実施形態の液晶装置１００が採用されている。

各光変調手段により変調された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。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には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Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により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、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。

本実施形態によれば、明るくムラのない高品質な液晶装置１００を備えるため、動画表示性能に優れ、かつ、信頼性にも優れた投射型表示装置を提供することができる。

なお、本発明の液晶装置１００は、プロジェクタの光変調手段に限らず、例えば、電子ブック、パーソナルコンピュータ、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々の画像表示手段として好適に用いることが可能である。

また、本発明の技術範囲は、上述した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において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では、複数の突条部２２が形成された画素電極１２表面に、まず水平配向膜１６を形成した後、突条部２２，２２間の谷部２６に垂直配向膜１４を形成した。これに対し、突条部２２，２２間の谷部２６に垂直配向膜１４を形成した後、突条部２２の傾斜面２２ａに水平配向膜１４を形成しても良い。

（ａ）は液晶装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は液晶装置の側断面図である。 液晶装置の画素の等価回路を示す図である。 液晶装置の画素電極及び配向膜の構成を示す断面図である。 液晶装置のＴＦＴアレイ基板側の配向膜の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る液晶装置の画素電極及び配向膜の製造工程を示す断面図である。 同、液晶装置の画素電極及び配向膜の製造工程を示す断面図である。 液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。 ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明する図である。 第２実施形態に係る液晶装置の画素電極及び配向膜の製造工程を示す断面図である。 プロジェクタの概略構成を示す平面図である。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、 １２…画素電極（第１電極）、 １４…垂直配向膜、 １６…水平配向膜、 １８…共通電極（第２電極）、 ２０…対向基板（第２基板）、 ２２，２８…突条部、 ２２ａ…傾斜面（第１面）、 ２２ｂ…垂直面（第２面）、 ２６，３４…谷部、 ２８…突条部、 ３２…レジスト膜（絶縁層）、 ５０…液晶層、 １００…液晶装置

Claims (9)

1. 互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置であって、
   前記第１基板の前記液晶層側には、第１面と第２面とを有する突条部が複数設けられ、
   隣接する前記突条部のうち前記一方の突条部の第１面と前記他方の突条部の第２面とが連設される境界には谷部が設けられ、
   前記突条部の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面の少なくとも一部には水平配向膜が設けられ、
   前記突条部間の前記谷部の少なくとも一部には垂直配向膜が設けられたことを特徴とする液晶装置。
2. 前記複数の突条部の断面形状が鋸歯状であり、
   前記複数の突条部の前記第１面及び前記第２面の平面形状が長方形状であり、
   前記隣接する突条部間に設けられる前記谷部の延在方向が、前記第１面及び前記第２面の長手方向に対して平行であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記突条部が前記第１電極表面を加工されてなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第１電極の下層には感光性材料からなる絶縁層が設けられ、
   前記突条部が前記絶縁層表面を加工されてなるものであり、
   前記第１電極が、前記絶縁層の表面形状に沿って設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
5. 前記突条部の前記第１面は前記第１基板面に対して鋭角に傾斜する傾斜面であり、前記突条部の前記第２面は前記第１基板面に対して略垂直な垂直面であり、
   前記突条部の前記傾斜面の少なくとも一部には水平配向膜が設けられ、
   前記隣接する突条部間の前記谷部の少なくとも一部には垂直配向膜が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置の製造方法であって、
   前記第１電極上に感光性材料からなる絶縁層を形成する工程と、
   前記絶縁層に露光、現像処理を施して、第１面と第２面とを有する突条部を前記絶縁層に複数形成する工程と、
   前記複数の突条部を形成した前記絶縁層をマスクとして、前記マスクのパターンを反映させた複数の突条部を前記第１電極に形成する工程と、
   前記第１電極に形成した前記複数の突条部のそれぞれの前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面に水平配向膜を形成する工程と、
   前記第１電極に形成した前記複数の突条部間の谷部に垂直配向膜を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
7. 互いに対向配置される第１基板と第２基板との間に液晶層が挟持され、前記第１基板の前記液晶層側に第１電極が設けられ、前記第２基板の前記液晶層側に第２電極が設けられた液晶装置の製造方法であって、
   前記第１基板上に感光性材料からなる絶縁層を形成する工程と、
   前記絶縁層に露光、現像処理を施して、第１面と第２面とを有する複数の突条部を前記絶縁層に形成する工程と、
   前記絶縁層上に、前記絶縁層の表面形状に沿って前記第１電極を形成し、第１面と第２面とを有する複数の突条部を前記第１電極に形成する工程と、
   前記第１電極に形成した前記複数の突条部の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面に水平配向膜を形成する工程と、
   前記第１電極に形成した前記複数の突条部間の谷部に垂直配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
8. 前記垂直配向膜を液滴吐出法により形成することを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
9. 請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする投射型表示装置。

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