JP2009288483A - Liquid crystal device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus - Google Patents

Liquid crystal device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus Download PDF

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Hidenobu Ota
英伸 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable good display characteristics to be obtained while preventing alignment defects in an effective pixel region. <P>SOLUTION: A non-pixel region N adjacent to an effective pixel region S is provided, and a light shielding film 11 is formed so that the effective pixel region S and the non-pixel region N are surrounded with an edge frame portion 11a and lattice portions 11b extend like stripes along one direction, and an inorganic alignment film is formed in a part of the effective pixel region S and the non-pixel region N, and furthermore, film-forming particles of the inorganic alignment film are deposited on a substrate surface from an oblique direction so that the film thickness of the inorganic alignment film is made gradually thinner toward one end side in one direction in the non-pixel region N. In this case, a part shadowed by the edge frame portion 11a is generated in the non-pixel region N adjacent to the effective pixel region S, and thus, the inorganic alignment film can be formed on the effective pixel region S with an approximately uniform film thickness without being affected by steps due to the edge frame portion 11a and the lattice portions 11b even when the inorganic alignment film is not deposited on the shadowed part or a non-uniform film thickness is caused on the shadowed part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。   The present invention relates to a liquid crystal device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.

従来より、液晶装置は、液晶プロジェクタなどの投射型表示装置に搭載されるライトバルブや、携帯電話の表示パネルなどの直視型表示装置に搭載される液晶表示パネルなどに用いられている。   Conventionally, a liquid crystal device is used for a light valve mounted on a projection display device such as a liquid crystal projector, a liquid crystal display panel mounted on a direct view display device such as a display panel of a mobile phone, and the like.

一般に、液晶装置は、互いに対向配置された一対の基板の間に液晶層が挟み込まれてなると共に、一対の基板の液晶層と対向する面に、それぞれ電極と配向膜とを備えている。そして、これら一対の基板の間に封入された液晶層の液晶分子を配向膜によって所定のプレティルト角で配向させると共に、電極の間に印加される駆動電圧によって液晶分子の配向状態を変化させて表示を行うようになっている。   In general, a liquid crystal device includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates arranged to face each other, and includes an electrode and an alignment film on surfaces of the pair of substrates facing the liquid crystal layer. Then, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer sealed between the pair of substrates are aligned at a predetermined pretilt angle by the alignment film, and the alignment state of the liquid crystal molecules is changed by the driving voltage applied between the electrodes. Is supposed to do.

このうち、配向膜としては、ポリイミド等からなる有機膜を成膜し、その表面を布等により所定の方向にラビングしたものが、液晶配向制御機能に優れることから、従来より広く用いられている。しかしながら、投射型表示装置等に搭載されるライトバルブの場合、照射される光の強度が強いために、配向膜が光や熱により次第に分解されてしまうことがある。特に、配向膜として、光や熱により分解されやすいイミド結合を有するポリイミド膜を用いた場合に顕著である。この場合、配向膜の液晶配向制御機能が低下してしまい、電圧無印加時に液晶分子を所定のプレティルト角で配向させることができなくなり、表示品質が低下するなどの問題が発生してしまう。   Among these, as an alignment film, an organic film made of polyimide or the like is formed, and the surface thereof is rubbed in a predetermined direction with a cloth or the like. . However, in the case of a light valve mounted on a projection display device or the like, since the intensity of irradiated light is strong, the alignment film may be gradually decomposed by light or heat. This is particularly noticeable when a polyimide film having an imide bond that is easily decomposed by light or heat is used as the alignment film. In this case, the liquid crystal alignment control function of the alignment film is deteriorated, and it becomes impossible to align liquid crystal molecules at a predetermined pretilt angle when no voltage is applied, thereby causing problems such as deterioration in display quality.

そこで、このような問題を解決するために、配向膜として酸化珪素などの無機材料からなる無機配向膜を用い、この無機配向膜の表面形状効果により液晶分子を配向させる液晶装置が提案されている。この無機配向膜は、ポリイミド等の有機膜からなるものに比べて、耐光性や耐熱性に優れており、液晶装置の耐久性を向上させることが可能である。   In order to solve such problems, there has been proposed a liquid crystal device that uses an inorganic alignment film made of an inorganic material such as silicon oxide as the alignment film and aligns liquid crystal molecules by the surface shape effect of the inorganic alignment film. . This inorganic alignment film is superior in light resistance and heat resistance as compared with an organic film such as polyimide, and can improve the durability of the liquid crystal device.

ところで、配向膜の下地となる基板表面には、画素電極やカラーフィルタ、遮光膜などを積層することよって段差部が形成されている。無機配向膜は、蒸着法やスパッタ法などを用いて成膜粒子(無機材料)を基板表面に対して斜め方向から堆積させることにより成膜される。   By the way, a step portion is formed on the surface of the substrate serving as the base of the alignment film by laminating a pixel electrode, a color filter, a light shielding film, and the like. The inorganic alignment film is formed by depositing film-forming particles (inorganic material) from an oblique direction with respect to the substrate surface using vapor deposition or sputtering.

しかしながら、このような段差部が形成された面上に成膜粒子を斜め方向から堆積させた場合、段差部の影となる部分において成膜粒子が堆積され難い領域、或いは全く堆積されない領域が発生してしまう(例えば、特許文献1を参照。)。そして、このような領域では、液晶分子の配向規制力が弱まる、或いは配向規制力が生じないため、光漏れや透過率の低下によるコントラスト比の低下などを招くことになる。   However, when film-forming particles are deposited on the surface on which such a stepped portion is formed from an oblique direction, a region where the film-forming particles are difficult to deposit or a region where no deposit is deposited is generated in the shadowed portion of the stepped portion. (For example, refer to Patent Document 1). In such a region, the alignment regulating force of the liquid crystal molecules is weakened or the alignment regulating force is not generated, so that the contrast ratio is lowered due to light leakage or a decrease in transmittance.

そこで、このような無機配向膜の成膜不良を防ぐために、液晶装置を構成する一対の基板のうち、画素電極及びスイッチング素子がマトリックス状に配列されてなるアレイ基板側の基板表面を平坦化し、その平坦化された面上に配向膜を形成することが提案されている(特許文献2を参照。)。   Therefore, in order to prevent such a poor formation of the inorganic alignment film, the substrate surface on the array substrate side in which the pixel electrodes and the switching elements are arranged in a matrix shape is flattened among the pair of substrates constituting the liquid crystal device, It has been proposed to form an alignment film on the planarized surface (see Patent Document 2).

しかしながら、配向膜の下地として平坦化層を兼ねた下地膜を形成しておき、この下地膜で段差部をある程度無くした後に、その上に無機配向膜を形成する場合は、下地膜を成膜するための装置と配向膜を成膜するための装置とを別に用意する必要があり、製造コストが嵩むといった問題がある。   However, if a base film that also serves as a planarizing layer is formed as the base of the alignment film, and the stepped portion is eliminated to some extent in this base film, and then an inorganic alignment film is formed thereon, the base film is formed. Therefore, it is necessary to prepare a device for forming the alignment film and a device for forming the alignment film separately, and there is a problem that the manufacturing cost increases.

これに対して、成膜室と、この成膜室内にて基板に無機材料を物理的蒸着法で蒸着するための蒸着手段とを備え、成膜室内の、蒸着手段における蒸着源の略上方に、配向膜の下地となる下地膜の形成エリアを有し、成膜室内の、蒸着手段における蒸着源の斜め上方に、配向膜の形成エリアを有し、配向膜の形成エリアに、無機材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部を有した遮光板を設けて、異なる基板に対して、同じ蒸着手段により下地膜の形成と配向膜の形成とを平行して行うことが提案されている(特許文献3を参照。)。しかしながら、この場合も、装置が複雑化するため製造コストが嵩むといった問題がある。   On the other hand, a film forming chamber and a vapor deposition means for vapor-depositing an inorganic material on the substrate in the film forming chamber by a physical vapor deposition method are provided. , Having a base film forming area to be the base of the alignment film, having an alignment film forming area obliquely above the vapor deposition source in the vapor deposition means in the film forming chamber, and having an inorganic material in the alignment film forming area It is proposed to provide a light-shielding plate with slit-shaped openings for selective vapor deposition, and to perform the formation of the base film and the alignment film in parallel by the same vapor deposition means on different substrates. (See Patent Document 3). However, even in this case, there is a problem that the manufacturing cost increases because the apparatus becomes complicated.

一方、表面に段差部を有する下地層が形成された基板に一方向から無機材料を斜方蒸着して第一の無機斜方蒸着膜を形成した後に、この第一の無機斜方蒸着膜の蒸着方向とは面内方位が異なる方向から無機材料を斜方蒸着して、段差部の近傍領域と第一の無機斜方蒸着膜上に第二の無機斜方蒸着膜を形成する方法が提案されている(特許文献4を参照。)。   On the other hand, an inorganic material is obliquely vapor-deposited from one direction on a substrate having a base layer having a stepped portion on the surface to form a first inorganic oblique vapor-deposited film, and then the first inorganic oblique vapor-deposited film is formed. Proposed a method of obliquely depositing inorganic material from a direction different from the deposition direction in the in-plane direction, and forming a second inorganic obliquely deposited film on the region near the step and the first inorganic obliquely deposited film (See Patent Document 4).

また、反射型画素電極の上面全体及び画素間溝の底面全体に垂直蒸着膜を蒸着形成し、その垂直蒸着膜を介して反射型画素電極の上面全体及び隣接する画素間溝の一部の領域に、画素電極基板の基板面に対して斜め方向から斜方蒸着配向膜を蒸着形成することによって、画素間溝の構造に起因する配向不良、配向むらを抑制することが提案されている(特許文献5を参照。)。   Further, a vertical vapor deposition film is formed on the entire top surface of the reflective pixel electrode and the entire bottom surface of the inter-pixel groove, and the entire upper surface of the reflective pixel electrode and a part of the adjacent inter-pixel groove are formed through the vertical vapor deposition film. Furthermore, it has been proposed to suppress alignment defects and alignment unevenness due to the structure of the inter-pixel grooves by forming an obliquely deposited alignment film from an oblique direction with respect to the substrate surface of the pixel electrode substrate (Patent). (Ref. 5).

しかしながら、これら特許文献4,5に開示される方法では、段差部の影となる領域での成膜不良を防ぐことができるものの、斜方蒸着を異なる方向から2回以上行う必要があり、成膜工程の増加により製造コストが嵩むといった問題が発生してしまう。   However, although the methods disclosed in Patent Documents 4 and 5 can prevent a film formation failure in a region that is a shadow of a stepped portion, it is necessary to perform oblique vapor deposition twice or more from different directions. The increase in the membrane process causes a problem that the manufacturing cost increases.

これに対して、一対の基板の少なくとも一方におけるストライプ状の段差を有する基板表面に対して、所定の蒸着角度による斜方蒸着を、基板表面の面内において段差の延在方向を基準として、段差に起因する液晶分子の配向不良が生じない範囲で設定された蒸着方向に沿って行い、配向膜を形成する方法も提案されている(特許文献6を参照。)。
特開2003−165175号公報 特開2004−184495号公報 特開2007−25116号公報 特開2002−277879号公報 特開2005−77900号公報 特開2005−326679号公報
In contrast, oblique deposition at a predetermined deposition angle is performed on a substrate surface having a stripe-shaped step in at least one of a pair of substrates, with the step extending in the plane of the substrate surface as a reference. There has also been proposed a method of forming an alignment film along the vapor deposition direction set within a range in which the alignment failure of the liquid crystal molecules due to the above does not occur (see Patent Document 6).
JP 2003-165175 A JP 2004-184495 A JP 2007-25116 A JP 2002-277879 A JP-A-2005-77900 JP 2005-326679 A

しかしながら、特に水平配向用の無機配向膜を形成する場合には、成膜粒子の基板表面に対する入射角度を極めて低い角度に設定する必要があり、サブミクロンオーダーの段差部であっても影となる部分が生じるため、上述した無機配向膜の成膜不良が生じることがある。   However, particularly when forming an inorganic alignment film for horizontal alignment, it is necessary to set the incident angle of the film-forming particles to the substrate surface to an extremely low angle. Since the portion is generated, the above-described poor formation of the inorganic alignment film may occur.

ここで、図12は、従来の対向基板の要部を拡大して示す平面図であり、図13は、図12に示す対向基板の切断線III−III’による断面図である。
図12に示すように、アレイ基板と対向する対向基板100の内面には、有効画素領域Sの周囲を遮光する縁枠部101aと、この縁枠部101aの内側において隣接する画素の間を一の方向に沿って遮光するストライプ状の格子部101bとを有する遮光膜(BM:ブラックマトリックス)101が設けられている。
Here, FIG. 12 is an enlarged plan view showing a main part of the conventional counter substrate, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the counter substrate taken along line III-III ′ shown in FIG.
As shown in FIG. 12, on the inner surface of the counter substrate 100 facing the array substrate, there is an edge frame portion 101a that shields the periphery of the effective pixel region S, and a space between adjacent pixels on the inner side of the edge frame portion 101a. A light-shielding film (BM: black matrix) 101 having a stripe-shaped lattice portion 101b that shields light along the direction is provided.

この場合、図13に拡大して示すように、格子部101bに沿った方向から斜方蒸着により無機配向膜102の成膜粒子を堆積させたとしても、有効画素領域Sの最端に位置する画素領域Dに縁枠部101aの影となる部分が生じてしまい、この部分において無機配向膜102の未付着領域X’や、無機配向膜102の膜厚が不均一となる領域Y’が発生することになる。   In this case, as shown in an enlarged view in FIG. 13, even if the deposited particles of the inorganic alignment film 102 are deposited by oblique vapor deposition from the direction along the lattice portion 101b, it is positioned at the extreme end of the effective pixel region S. In the pixel region D, a shadowed portion of the edge frame portion 101a is generated, and an unattached region X ′ of the inorganic alignment film 102 and a region Y ′ in which the film thickness of the inorganic alignment film 102 is nonuniform are generated in this portion. Will do.

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、有効画素領域での配向不良を防ぎつつ、良好な表示特性を得ることを可能とした液晶装置及びその製造方法、並びにそのような液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, a liquid crystal device capable of obtaining good display characteristics while preventing alignment defects in the effective pixel region, a manufacturing method thereof, and An object is to provide an electronic apparatus including such a liquid crystal device.

上記目的を達成するために、本発明に係る液晶装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟み込まれた液晶層とを備え、面内にマトリックス状に配列された複数の画素により有効画素領域が構成されてなる液晶装置であって、少なくとも一方の基板の液晶層と対向する面には、有効画素領域の周囲を遮光する縁枠部及び複数の画素のうち一の方向に配列した画素列の各間を遮光する格子部を含む遮光膜と、液晶層の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜とが設けられ、画素列の少なくとも一の方向の一端側には、有効画素領域に隣接した非画素領域が設けられ、縁枠部が有効画素領域及び非画素領域の外側を囲むように、格子部が一の方向に沿ってストライプ状に延びるように遮光膜が形成され、無機配向膜が有効画素領域及び非画素領域の一部に形成され、なお且つ、非画素領域において無機配向膜の膜厚が一の方向の一端側に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a liquid crystal device according to the present invention includes a pair of substrates disposed opposite to each other, and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and in a matrix form in a plane. A liquid crystal device in which an effective pixel region is configured by a plurality of arranged pixels, and an edge frame portion and a plurality of pixels that shield the periphery of the effective pixel region on a surface of at least one substrate facing the liquid crystal layer A light shielding film including a lattice portion that shields light between each of the pixel columns arranged in one direction, and an inorganic alignment film that aligns the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at a predetermined pretilt angle. A non-pixel region adjacent to the effective pixel region is provided on one end side in the direction of the grid, and the lattice portion is striped along one direction so that the edge frame portion surrounds the effective pixel region and the non-pixel region. A light-shielding film is formed to extend The inorganic alignment film is formed in a part of the effective pixel region and the non-pixel region, and the thickness of the inorganic alignment film in the non-pixel region is gradually reduced toward one end in one direction. It is characterized by.

この液晶装置では、有効画素領域において縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、無機配向膜を均一に形成することができる。したがって、この液晶装置では、有効画素領域での配向不良を防ぎつつ、良好な表示特性を得ることが可能である。   In this liquid crystal device, the inorganic alignment film can be uniformly formed without being affected by the stepped portion due to the edge frame portion or the lattice portion in the effective pixel region. Therefore, in this liquid crystal device, it is possible to obtain good display characteristics while preventing alignment failure in the effective pixel region.

また、前記非画素領域は、一の方向の一端側に少なくとも1画素分設けることが好ましい。これにより、無機配向膜の未付着や不均一な膜厚が生じることを許容した非画素領域を十分に確保することができ、有効画素領域においては縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、無機配向膜を均一に形成することができる。   The non-pixel region is preferably provided for at least one pixel on one end side in one direction. As a result, it is possible to sufficiently secure a non-pixel region that allows non-adhesion of the inorganic alignment film and non-uniform film thickness to occur, and in the effective pixel region, the effect of the step portion due to the edge frame portion or the lattice portion is affected. An inorganic alignment film can be formed uniformly without receiving.

また、前記無機配向膜は、一の方向に沿って液晶層の液晶分子を水平配向させる水平配向用の無機配向膜であってもよい。
この場合、成膜粒子の基板表面に対する入射角度を極めて低い角度に設定した場合でも、縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、有効画素領域において無機配向膜を均一に形成することができる。
The inorganic alignment film may be a horizontal alignment inorganic alignment film that horizontally aligns liquid crystal molecules in a liquid crystal layer along one direction.
In this case, even when the incident angle of the film-forming particles with respect to the substrate surface is set to an extremely low angle, the inorganic alignment film is uniformly formed in the effective pixel region without being affected by the stepped portion by the edge frame portion or the lattice portion. be able to.

さらに、前記無機配向膜によって液晶層の液晶分子を配向させるプレティルト角は基板表面に対して10゜以下であってもよい。
この場合も、縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、有効画素領域において無機配向膜を均一に形成することができる。
Furthermore, the pretilt angle at which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned by the inorganic alignment film may be 10 ° or less with respect to the substrate surface.
Also in this case, the inorganic alignment film can be uniformly formed in the effective pixel region without being affected by the stepped portion by the edge frame portion or the lattice portion.

また、本発明に係る液晶装置の製造方法は、少なくとも一方の基板の液晶層と対向する面に、有効画素領域の周囲を遮光する縁枠部及び複数の画素のうち一の方向に配列した画素列の各間を遮光する格子部を含む遮光膜を形成する工程と、液晶層の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜を形成する工程とを有し、画素列の少なくとも一の方向の一端側に、有効画素領域に隣接した非画素領域を設けて、縁枠部が有効画素領域及び非画素領域の外側を囲むように、格子部が一の方向に沿ってストライプ状に延びるように遮光膜を形成し、無機配向膜を有効画素領域及び非画素領域の一部に形成し、なお且つ、非画素領域において無機配向膜の膜厚が一の方向の一端側に向かって徐々に薄くなるように、無機配向膜の成膜粒子を基板表面に対して斜め方向から堆積させることを特徴とする。
この液晶装置の製造方法では、無機配向膜の成膜粒子を基板表面に対して斜め方向から堆積させた場合でも、有効画素領域の外側に位置する非画素領域に縁枠部の影となる部分が生じるため、この部分に無機配向膜の未付着や不均一な膜厚が生じたとしても、有効画素領域においては縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、無機配向膜を均一に形成することができる。
したがって、この液晶装置の製造方法では、有効画素領域での配向不良を防ぎつつ、良好な表示特性を得ることが可能な液晶装置を、複雑な製造工程や製造装置を用いることなく、安価に製造することができる。
In addition, in the method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, pixels arranged in one direction among a plurality of pixels and an edge frame portion that shields the periphery of the effective pixel region on a surface facing the liquid crystal layer of at least one substrate. Forming a light-shielding film including a lattice portion that shields light between each of the columns, and forming an inorganic alignment film that aligns liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at a predetermined pretilt angle, and includes at least one of the pixel columns A non-pixel region adjacent to the effective pixel region is provided on one end side in the direction, and the lattice portion extends in a stripe shape along one direction so that the edge frame surrounds the effective pixel region and the outside of the non-pixel region. In this way, the light shielding film is formed, the inorganic alignment film is formed in a part of the effective pixel region and the non-pixel region, and the thickness of the inorganic alignment film gradually increases toward one end in one direction in the non-pixel region. Particles of inorganic alignment film so as to be thin And wherein the depositing obliquely to the substrate surface.
In this method of manufacturing a liquid crystal device, even when film-forming particles of an inorganic alignment film are deposited obliquely with respect to the substrate surface, a portion that is a shadow of an edge frame portion in a non-pixel region located outside the effective pixel region Therefore, even if the inorganic alignment film is not attached or non-uniform in thickness in this part, the inorganic alignment film is not affected by the stepped portion by the edge frame portion or the lattice portion in the effective pixel region. It can be formed uniformly.
Therefore, in this method of manufacturing a liquid crystal device, a liquid crystal device capable of obtaining good display characteristics while preventing alignment defects in the effective pixel region can be manufactured at low cost without using a complicated manufacturing process or manufacturing device. can do.

また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、前記非画素領域を一の方向の一端側に少なくとも1画素分設けることが好ましい。
これにより、無機配向膜の未付着や不均一な膜厚が生じることを許容した非画素領域を十分に確保することができ、有効画素領域においては縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、無機配向膜を均一に形成することができる。
In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, it is preferable that the non-pixel region is provided for at least one pixel on one end side in one direction.
As a result, it is possible to sufficiently secure a non-pixel region that allows non-adhesion of the inorganic alignment film and non-uniform film thickness to occur, and in the effective pixel region, the effect of the step portion due to the edge frame portion or the lattice portion is affected. An inorganic alignment film can be formed uniformly without receiving.

また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、前記無機配向膜をスパッタ法又は蒸着法により成膜することができる。
この場合も、有効画素領域においては縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、無機配向膜を均一に形成することができる。
In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, the inorganic alignment film can be formed by sputtering or vapor deposition.
Also in this case, in the effective pixel region, the inorganic alignment film can be uniformly formed without being affected by the step portion due to the edge frame portion or the lattice portion.

また、前記成膜粒子の基板表面に対する入射角度を10゜以下とすることもできる。
この場合も、縁枠部や格子部による段差部の影響を受けることなく、有効画素領域において無機配向膜を均一に形成することができる。
Further, the incident angle of the film-forming particles with respect to the substrate surface can be set to 10 ° or less.
Also in this case, the inorganic alignment film can be uniformly formed in the effective pixel region without being affected by the stepped portion by the edge frame portion or the lattice portion.

また、本発明に係る電子機器は、上記何れかの液晶装置を備えることを特徴とする。
これにより、低コストで表示品位の高い電子機器を提供することができる。
In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the above liquid crystal devices.
Thereby, an electronic device with high display quality can be provided at low cost.

以下、本発明を適用した液晶装置及びその製造方法、並びに電子機器について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, a liquid crystal device to which the present invention is applied, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

(液晶装置)
先ず、本発明の実施形態に係る液晶装置について、図1〜図3を参照して説明する。
なお、図1は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成を示す平面図である。図2は、図1に示す液晶パネルの切断線I−I’による断面図である。図3は、液晶パネルの対向基板を示す断面図である。
(Liquid crystal device)
First, a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the liquid crystal panel according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG. 1 taken along a cutting line II ′. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the counter substrate of the liquid crystal panel.

本発明の実施形態に係る液晶装置は、例えばTFTアクティブマトリクス駆動方式を採用した駆動回路内蔵型の液晶パネルである。具体的に、この液晶パネルは、図1及び図2に示すように、互いに対向して配置されたTFTアレイ基板1と対向基板2とを備えている。また、TFTアレイ基板1と対向基板2の間には、液晶層3が設けられている。この液晶層3は、TFTアレイ基板1及び対向基板2の周縁をシール材4により封止して形成した空間に液晶を封入することにより形成されている。   The liquid crystal device according to the embodiment of the present invention is a liquid crystal panel with a built-in driving circuit that employs, for example, a TFT active matrix driving method. Specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the liquid crystal panel includes a TFT array substrate 1 and a counter substrate 2 that are arranged to face each other. A liquid crystal layer 3 is provided between the TFT array substrate 1 and the counter substrate 2. The liquid crystal layer 3 is formed by sealing liquid crystal in a space formed by sealing the peripheral edges of the TFT array substrate 1 and the counter substrate 2 with a sealing material 4.

シール材4は、両基板1,2を貼り合わせるため、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板1上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材4中には、TFTアレイ基板1と対向基板2との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。   The sealing material 4 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like to bond the substrates 1 and 2 together. After being applied on the TFT array substrate 1 in the manufacturing process, the sealing material 4 is cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like. It is a thing. Further, a gap material such as glass fiber or glass bead is dispersed in the sealing material 4 in order to set the distance (inter-substrate gap) between the TFT array substrate 1 and the counter substrate 2 to a predetermined value.

また、液晶パネルの面内には、マトリックス状に配列された複数の画素により有効画素領域(画像表示領域)Sが構成されている。また、有効画素領域Sの周辺領域のうち、シール材4が配置された領域の外側には、TFTアレイ基板1の一辺に沿ってデータ線駆動回路5及び外部回路接続端子6と、この一辺に隣接する2辺に沿って走査線駆動回路7とが設けられている。さらに、有効画素領域Sの両側に設けられた二つの走査線駆動回路7間をつなぐため、TFTアレイ基板1の残る一辺に沿って複数の配線8が設けられている。   In addition, an effective pixel region (image display region) S is configured by a plurality of pixels arranged in a matrix in the plane of the liquid crystal panel. Further, in the peripheral area of the effective pixel area S, outside the area where the sealing material 4 is disposed, the data line driving circuit 5 and the external circuit connection terminal 6 along one side of the TFT array substrate 1, A scanning line driving circuit 7 is provided along two adjacent sides. Furthermore, in order to connect the two scanning line driving circuits 7 provided on both sides of the effective pixel region S, a plurality of wirings 8 are provided along the remaining side of the TFT array substrate 1.

TFTアレイ基板1の対向面上には、画素スイッチング用TFTや走査線データ線等の配線の上層に画素電極9が設けられている。そして、TFTアレイ基板1の対向面上には、液晶層3の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜10が設けられている。この無機配向膜10は、スパッタ法又は蒸着法により斜め成膜された無機材料、例えばSiO、SiO、Al等からなる。 On the opposing surface of the TFT array substrate 1, pixel electrodes 9 are provided in an upper layer of wiring such as pixel switching TFTs and scanning line data lines. An inorganic alignment film 10 that aligns liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 at a predetermined pretilt angle is provided on the opposing surface of the TFT array substrate 1. The inorganic alignment film 10 is made of an inorganic material, such as SiO 2 , SiO, Al 2 O 3 or the like, which is formed obliquely by sputtering or vapor deposition.

なお、TFTアレイ基板1の対向面上には、データ線駆動回路5や走査線駆動回路7等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。   On the opposite surface of the TFT array substrate 1, in addition to the data line driving circuit 5, the scanning line driving circuit 7, etc., a sampling circuit for sampling the image signal on the image signal line and supplying it to the data line, a plurality of data A precharge circuit for supplying a precharge signal of a predetermined voltage level to the line in advance of the image signal, an inspection circuit for inspecting the quality, defects, etc. of the electro-optical device during manufacturing or at the time of shipment are formed. May be.

一方、対向基板2の対向面上には、図1及び図2に示すように、遮光膜11が設けられている。この遮光膜11は、有効画素領域Sの周囲を遮光する枠状の縁枠部11aと、有効画素領域S内にマトリックス状に配置された複数の画素のうち、一の方向(例えば液晶パネルの幅方向)に配列した画素列の各間を遮光するように、一の方向にストライプ状に延びる格子部11bとを有しており、この縁枠部11aの内側において格子部11bが一の方向と直交する方向(液晶パネルの高さ方向)に複数並んで設けられている。なお、このような遮光膜11の一部又は全部は、TFTアレイ基板1側に設けられてもよい。また、上記一の方向は、液晶パネルの高さ方向に設定することも可能である。   On the other hand, a light shielding film 11 is provided on the opposing surface of the opposing substrate 2 as shown in FIGS. The light-shielding film 11 has a frame-shaped edge frame portion 11a that shields the periphery of the effective pixel region S and a plurality of pixels arranged in a matrix in the effective pixel region S (for example, a liquid crystal panel). A grid portion 11b extending in a stripe shape in one direction so as to shield light between the pixel columns arranged in the width direction), and the grid portion 11b is in one direction inside the edge frame portion 11a. Are provided in a row in a direction perpendicular to the height (the height direction of the liquid crystal panel). A part or all of such a light shielding film 11 may be provided on the TFT array substrate 1 side. Further, the one direction can be set in the height direction of the liquid crystal panel.

また、遮光膜11の上には、図3に示すように、対向電極12が設けられている。この対向電極12は、画素電極9と同様、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。そして、この対向電極12の更に上には、液晶層3の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜13が設けられている。この無機配向膜13は、スパッタ法又は蒸着法により斜め成膜された無機材料、例えばSiO、SiO、Al等からなる。 On the light shielding film 11, a counter electrode 12 is provided as shown in FIG. The counter electrode 12 is made of a transparent conductive film such as an ITO film, for example, like the pixel electrode 9. Further, an inorganic alignment film 13 for aligning liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 at a predetermined pretilt angle is provided on the counter electrode 12. The inorganic alignment film 13 is made of an inorganic material, such as SiO 2 , SiO, or Al 2 O 3 , which is formed obliquely by sputtering or vapor deposition.

対向基板2の4つのコーナーには、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材14が配置されている。これに対応して、TFTアレイ基板1にも、これら4つのコーナーに対向する領域において上下導通端子(図示せず。)が設けられている。これらにより、TFTアレイ基板1と対向基板2との間が電気的に導通可能となっている。   Vertical conduction members 14 functioning as vertical conduction terminals between the two substrates are disposed at the four corners of the counter substrate 2. Correspondingly, the TFT array substrate 1 is also provided with vertical conduction terminals (not shown) in regions facing these four corners. As a result, the TFT array substrate 1 and the counter substrate 2 can be electrically connected.

以上のように構成される液晶パネルでは、画素電極9と対向電極12との間に電界が印加されていない状態において、無機配向膜10及び無機配向膜13により、液晶層3の液晶分子が所定の配向状態をとるようになっている。そして、画素電極9と対向電極12との間に電界が印加されることによって、液晶分子の配向状態を変化させる。   In the liquid crystal panel configured as described above, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 are predetermined by the inorganic alignment film 10 and the inorganic alignment film 13 in a state where no electric field is applied between the pixel electrode 9 and the counter electrode 12. The orientation state is taken. Then, an electric field is applied between the pixel electrode 9 and the counter electrode 12 to change the alignment state of the liquid crystal molecules.

(液晶装置の製造方法)
次に、上記液晶パネルの製造工程について図4にフローチャート及び図5〜図9を参照して説明する。
なお、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
(Manufacturing method of liquid crystal device)
Next, the manufacturing process of the liquid crystal panel will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and FIGS.
Note that the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not necessarily limited thereto, and can be implemented with appropriate modifications within a range that does not change the gist thereof. .

上記液晶パネルは、図4に示すように、TFTアレイ基板1上に積層構造を形成する工程(ステップS1)と、この工程と並行して又は相前後して、対向基板2上に積層構造を形成する工程(ステップS2)と、これら積層構造が形成されたTFTアレイ基板1と対向基板2とを対向させ、シール材4により貼り合わせる工程(ステップS3)と、両基板1,2間に形成された空間に、例えば、正の誘電率異方性をもち、TNモード(Twisted Nematic)の液晶材料を注入し、所定厚の液晶層3を形成する工程(ステップS4)とを経ることによって作製される。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal panel has a step of forming a laminated structure on the TFT array substrate 1 (step S <b> 1) and a step of forming the laminated structure on the counter substrate 2 in parallel with or before or after this step. A process of forming (step S2), a process of attaching the TFT array substrate 1 on which these laminated structures are formed, and the counter substrate 2 to each other and bonding them with a sealing material 4 (step S3), and forming between the substrates 1 and 2 For example, a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and having a positive dielectric anisotropy and injecting a TN mode (Twisted Nematic) liquid crystal material is injected into the formed space to form a liquid crystal layer 3 having a predetermined thickness (step S4). Is done.

ステップS1においては、例えば以下の工程を経ることによって、TFTアレイ基板1上に積層構造を形成する。
すなわち、上記TFTアレイ基板1を作製する際は、先ず、TFTアレイ基板1となるガラス基板ないし石英基板を用意し、その上に、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜からなる走査線をスパッタリング、フォトリソグラフィ及びエッチングによりパターン形成する。更にその上に、例えば常圧又は減圧CVD法等によりNSGからなる下側絶縁膜を形成する。
In step S1, a laminated structure is formed on the TFT array substrate 1, for example, through the following steps.
That is, when the TFT array substrate 1 is manufactured, first, a glass substrate or a quartz substrate to be the TFT array substrate 1 is prepared, and a metal such as Ti, Cr, W, Ta, Mo, and Pd, or a metal is formed thereon. A scanning line made of a metal alloy film such as silicide is patterned by sputtering, photolithography and etching. Further thereon, a lower insulating film made of NSG is formed by, for example, normal pressure or low pressure CVD.

次に、下地絶縁膜上にポリシリコン膜を形成し、これにフォトリソグラフィ及びエッチング等を施すことにより、所定パターンを有する半導体層を形成する。この半導体層の表面を熱酸化し、ゲート絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチング等により、ゲート電極を形成する。更に、ゲート電極をマスクとして不純物イオンをドープして、半導体層内にソース領域及びドレイン領域を形成することにより、画素スイッチング用TFTが形成される。   Next, a polysilicon film is formed on the base insulating film, and a semiconductor layer having a predetermined pattern is formed by photolithography and etching. The surface of the semiconductor layer is thermally oxidized to form a gate insulating film, and then a gate electrode is formed by photolithography and etching. Further, impurity ions are doped using the gate electrode as a mask to form a source region and a drain region in the semiconductor layer, thereby forming a pixel switching TFT.

次に、TFT上にNSG膜からなる第1層間絶縁膜を形成した後、ポリシリコン膜にリン(P)を熱拡散して下部電極を形成し、高温酸化シリコン膜(HTO膜)や窒化シリコン膜からなる誘電体膜、導電性ポリシリコン膜からなる容量電極を積層させ、蓄積容量を形成する。   Next, after forming a first interlayer insulating film made of an NSG film on the TFT, phosphorus (P) is thermally diffused into the polysilicon film to form a lower electrode, and a high temperature silicon oxide film (HTO film) or silicon nitride is formed. A dielectric film made of a film and a capacitor electrode made of a conductive polysilicon film are laminated to form a storage capacitor.

次に、NSG膜からなる第2層間絶縁膜を形成した後、データ線等を形成する。次に、第3層間絶縁膜を形成した後、その上面をCMP処理により平坦化する。具体的には、例えば研磨プレート上に固定された研磨パッド上に、シリカ粒を含んだ液状のスラリー(化学研磨液)を流しつつ、スピンドルに固定した基板表面を回転接触させることにより、第3層間絶縁膜の上面を研磨する。   Next, after forming a second interlayer insulating film made of an NSG film, data lines and the like are formed. Next, after forming a third interlayer insulating film, the upper surface thereof is planarized by CMP treatment. Specifically, for example, by rotating a liquid surface containing a silica particle (chemical polishing liquid) on a polishing pad fixed on a polishing plate and rotating the substrate surface fixed to the spindle, the third The upper surface of the interlayer insulating film is polished.

次に、第3層間絶縁膜上に、スパッタ等によりITO膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチングを行なうことにより、画素電極9を形成する。更に、TFTアレイ基板1上の全面に、SiO、SiO、Al等の無機材料を斜方蒸着し、50nm(500Å)程度の膜厚の無機配向膜10を形成する。 Next, an ITO film is deposited on the third interlayer insulating film by sputtering or the like, and the pixel electrode 9 is formed by performing photolithography and etching. Further, an inorganic material such as SiO 2 , SiO, Al 2 O 3 is obliquely deposited on the entire surface of the TFT array substrate 1 to form the inorganic alignment film 10 having a thickness of about 50 nm (500 mm).

この場合に適用される蒸着装置は、例えば図5に示すような真空蒸着用の蒸着装置である。なお、図5は、蒸着装置の概略構成を示す断面図である。この蒸着装置は、蒸発源90と、蒸着基板を所定の角度θで支持するように構成された内部を密閉可能なペルジャー91とを備えている。そして、蒸発源90からの直進方向を示すX1軸に対し、TFTアレイ基板1の中心軸X2は角度θ(0°<θ<90°)で傾くように配置される。つまり、このときには蒸発材料の進行方向からTFTアレイ基板1の基板面が角度θだけ傾いている。その結果、TFTアレイ基板1に蒸着した材料は、所定角度の柱状結晶が配列するように成長する。こうして得られる無機配向膜10は、表面形状効果により液晶層3の液晶分子を配向させることができる。なお、無機配向膜10は、無機材料からなることで耐光性や耐熱性に優れ、ライトバルブとしての電気光学装置の耐久性向上に寄与する。   The vapor deposition apparatus applied in this case is, for example, a vacuum vapor deposition apparatus as shown in FIG. In addition, FIG. 5 is sectional drawing which shows schematic structure of a vapor deposition apparatus. This vapor deposition apparatus includes an evaporation source 90 and a pelger 91 capable of sealing the inside and configured to support a vapor deposition substrate at a predetermined angle θ. The central axis X2 of the TFT array substrate 1 is arranged to be inclined at an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the X1 axis indicating the straight direction from the evaporation source 90. That is, at this time, the substrate surface of the TFT array substrate 1 is inclined by the angle θ from the traveling direction of the evaporation material. As a result, the material deposited on the TFT array substrate 1 grows so that columnar crystals with a predetermined angle are arranged. The inorganic alignment film 10 thus obtained can align the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 by the surface shape effect. The inorganic alignment film 10 is made of an inorganic material and thus has excellent light resistance and heat resistance, and contributes to improving the durability of the electro-optical device as a light valve.

ステップS2においては、例えば以下の工程を経ることによって、対向基板2上に積層構造を形成する。
すなわち、上記対向基板2を作製する際は、先ず、対向基板2となるガラス基板等を用意し、その全面に例えば金属クロム等をスパッタし、フォトリソグラフィ及びエッチングを行う。これにより、上述した枠状の縁枠部11aとストライプ状の格子部11bとを含む遮光膜11をパターン形成する。なお、遮光膜11の膜厚は、例えば100nm程度である。
In step S2, a laminated structure is formed on the counter substrate 2, for example, through the following steps.
That is, when the counter substrate 2 is manufactured, first, a glass substrate or the like to be the counter substrate 2 is prepared, and metal chrome or the like is sputtered on the entire surface, and photolithography and etching are performed. Thereby, the light shielding film 11 including the frame-shaped edge frame portion 11a and the stripe-shaped lattice portion 11b is patterned. The film thickness of the light shielding film 11 is, for example, about 100 nm.

ここで、画素列の一の方向の一端側には、図6に示すように、有効画素領域Sに隣接した非画素領域Nが設けられている。この非画素領域Nは、一の方向の一端側に1画素分設けられている。なお、1画素の一辺の長さは、例えば10μm程度である。したがって、非画素領域Nの幅も10μm程度確保している。そして、上記遮光膜11は、縁枠部11aが有効画素領域S及び非画素領域Nの外側を囲むように、格子部11bが一の方向に沿ってストライプ状に延びるようにパターン形成されている。   Here, a non-pixel region N adjacent to the effective pixel region S is provided on one end side in one direction of the pixel column, as shown in FIG. This non-pixel region N is provided for one pixel on one end side in one direction. Note that the length of one side of one pixel is, for example, about 10 μm. Therefore, the width of the non-pixel region N is also secured about 10 μm. The light shielding film 11 is patterned so that the lattice portion 11b extends in a stripe shape along one direction so that the edge frame portion 11a surrounds the outside of the effective pixel region S and the non-pixel region N. .

次に、対向基板2の対向面上に、例えばスパッタリングによりITO膜を約50〜200nmの厚さに堆積して、対向電極12を形成する。そして、この対向基板2の全面を覆うように、例えばSiOの成膜粒子を斜方蒸着し、膜厚50nm(500Å)程度の無機配向膜13を形成する。無機配向膜13の成膜は、上述した図5に示す蒸着装置を用いることができる。 Next, the counter electrode 12 is formed on the counter surface of the counter substrate 2 by depositing an ITO film to a thickness of about 50 to 200 nm by sputtering, for example. Then, for example, SiO 2 film-formation particles are obliquely deposited so as to cover the entire surface of the counter substrate 2 to form the inorganic alignment film 13 having a film thickness of about 50 nm (500 mm). The inorganic alignment film 13 can be formed using the above-described vapor deposition apparatus shown in FIG.

ここで、無機配向膜13の下地となる対向電極12の表面には、図7に示すように、上述した遮光膜11の格子部11aの存在によりストライプ状の段差部Hが存在する。本発明では、この段差部Hの延在方向に沿って無機配向膜13を斜め成膜する。   Here, as shown in FIG. 7, a stripe-shaped stepped portion H exists on the surface of the counter electrode 12 serving as a base of the inorganic alignment film 13 due to the presence of the lattice portion 11 a of the light shielding film 11 described above. In the present invention, the inorganic alignment film 13 is formed obliquely along the extending direction of the stepped portion H.

具体的に、無機配向膜13を成膜する際は、図8に示すように、基板表面に対する成膜粒子(無機材料)の入射方向(蒸着方向)X3を、ストライプ状の段差部Hの延在方向(上記一の方向)に沿った方向に設定する。さらに、本発明では、図9に示すように、上述した縁枠部11aの非画素領域N側から成膜粒子を入射させる。これにより、無機配向膜13は、有効画素領域S及び非画素領域Nの一部に形成され、なお且つ、非画素領域Nにおいて、その膜厚が一の方向の一端側に向かって徐々に薄くなるように形成される。なお、図9は、図6に示す対向基板の切断線II−II’による断面図である。   Specifically, when the inorganic alignment film 13 is formed, as shown in FIG. 8, the incident direction (evaporation direction) X3 of the film formation particles (inorganic material) with respect to the substrate surface is set to extend the stripe-shaped stepped portion H. The direction is set along the current direction (the one direction described above). Furthermore, in this invention, as shown in FIG. 9, the film-forming particle | grains are entered from the non-pixel area | region N side of the edge frame part 11a mentioned above. Thereby, the inorganic alignment film 13 is formed in a part of the effective pixel region S and the non-pixel region N, and in the non-pixel region N, the film thickness is gradually reduced toward one end in one direction. Formed to be. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the cutting line II-II ′ of the counter substrate shown in FIG.

このように、本発明では、無機配向膜13の成膜粒子を基板表面に対して斜め方向から堆積させた場合に、有効画素領域Sに隣接する非画素領域Nに縁枠部11aの影となる部分Xが生じるため、この部分Xに無機配向膜13の未付着や不均一な膜厚が生じたとしても、有効画素領域Sにおいては、縁枠部11aや格子部11bによる段差部Hの影響を受けることなく、無機配向膜13をほぼ均一な膜厚で形成することができる。   As described above, in the present invention, when the film-forming particles of the inorganic alignment film 13 are deposited from the oblique direction with respect to the substrate surface, the shadow of the edge frame portion 11a is formed in the non-pixel region N adjacent to the effective pixel region S. Therefore, even if the inorganic alignment film 13 is not attached to the portion X or a non-uniform film thickness is generated in the portion X, in the effective pixel region S, the step portion H of the edge frame portion 11a or the lattice portion 11b is formed. The inorganic alignment film 13 can be formed with a substantially uniform film thickness without being affected.

なお、無機配向膜13の成膜は、図7に示す蒸着角度δで行われる。この蒸着角度δは、図5に示す基板の傾斜角度θに相当し、例えば、上記液晶層3の液晶分子を水平配向させる水平配向用の無機配向膜13によって、液晶層3の液晶分子を10゜以下のプレティルト角で配向させる場合には、この無機配向膜13を成膜する際の成膜粒子の基板表面に対する入射角度(90゜−δ)を10゜以下に設定すればよい。   The inorganic alignment film 13 is formed at a deposition angle δ shown in FIG. The vapor deposition angle δ corresponds to the tilt angle θ of the substrate shown in FIG. 5. For example, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 are dispersed by 10 by the horizontal alignment inorganic alignment film 13 that horizontally aligns the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3. In the case of aligning at a pretilt angle of not more than 0 °, the incident angle (90 ° -δ) of the film-forming particles with respect to the substrate surface when forming the inorganic alignment film 13 may be set to 10 ° or less.

本発明では、このような成膜粒子の基板表面に対する入射角度を極めて低い角度に設定した場合でも、縁枠部11aや格子部11bによる段差部Hの影響を受けることなく、有効画素領域Sにおいて無機配向膜13を均一に形成することができる。   In the present invention, even when the incident angle of such film-forming particles with respect to the substrate surface is set to a very low angle, the effective pixel region S is not affected by the stepped portion H by the edge frame portion 11a or the lattice portion 11b. The inorganic alignment film 13 can be formed uniformly.

以上のように、本発明では、有効画素領域Sにおいて縁枠部11aや格子部11bによる段差部Hの影響を受けることなく、無機配向膜13を均一に形成することが可能である。したがって、本発明によれば、有効画素領域Sでの配向不良を防ぎつつ、良好な表示特性を得ることが可能な液晶パネルを、複雑な製造工程や製造装置を用いることなく、安価に製造することが可能である。   As described above, in the present invention, the inorganic alignment film 13 can be uniformly formed in the effective pixel region S without being affected by the stepped portion H caused by the edge frame portion 11a and the lattice portion 11b. Therefore, according to the present invention, a liquid crystal panel capable of obtaining good display characteristics while preventing alignment failure in the effective pixel region S is manufactured at low cost without using a complicated manufacturing process or manufacturing apparatus. It is possible.

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図6に示す対向基板2においては、上記格子部11bの一端が非画素領域N側に延長されて、この非画素領域Nを囲む縁枠部11aと接続された形状となっているが、遮光膜11は、このような形状に限らず、例えば図10に示すように、上記格子部11bの一端が非画素領域Nを囲む縁枠部11aと接続されることなく、有効画素領域Sの一端まで延長された形状としてもよい。
In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the counter substrate 2 shown in FIG. 6, one end of the lattice portion 11 b extends to the non-pixel region N side and is connected to the edge frame portion 11 a surrounding the non-pixel region N. The light shielding film 11 is not limited to such a shape. For example, as shown in FIG. 10, one end of the lattice portion 11 b is not connected to the edge frame portion 11 a surrounding the non-pixel region N, and the effective pixel region S It is good also as a shape extended to one end of.

なお、遮光膜11は、図6及び図10に示すように、格子部11bの隣接する画素の間から一の方向とは直交する方向に向かって僅かに突出する突出部11cが設けられているが、この突出部11cの突出量は僅かであるため、上述した無機配向膜13の成膜粒子を段差部Hの延在方向に入射させたとしても、成膜粒子が突出部11cの周囲を回り込むように堆積することで、無機配向膜13の成膜に殆ど影響を与えることはない。   As shown in FIGS. 6 and 10, the light shielding film 11 is provided with a protruding portion 11 c that slightly protrudes between adjacent pixels of the lattice portion 11 b in a direction orthogonal to one direction. However, since the protruding amount of the protruding portion 11c is very small, even if the film-forming particles of the inorganic alignment film 13 described above are incident in the extending direction of the stepped portion H, the film-forming particles around the protruding portion 11c. By depositing so as to wrap around, there is almost no influence on the formation of the inorganic alignment film 13.

また、上記蒸着方向X3は、成膜状態から段差部Hの影響を無くすという意味からすれば、段差部Hの延在方向に完全に合致させることが望ましいが、段差部Hの延在方向から多少ずれていたとしても、実質的な作用及び効果は十分に期待できる。したがって、蒸着方向X3は、形成される配向膜13の状態が、液晶層3に配向不良が生じない(すなわち、表示品質における不具合が許容範囲内である)範囲内で設定すればよい。具体的に、蒸着方向X3は、段差部の延在方向に対して±5゜以内であれば、液晶層3の配向不良に起因する表示斑は殆ど生じない。   In addition, the vapor deposition direction X3 is preferably completely matched with the extending direction of the stepped portion H in terms of eliminating the influence of the stepped portion H from the film formation state, but from the extending direction of the stepped portion H. Even if it is slightly deviated, substantial effects and effects can be sufficiently expected. Therefore, the vapor deposition direction X3 may be set within the range in which the alignment film 13 to be formed does not cause alignment failure in the liquid crystal layer 3 (that is, the defect in display quality is within an allowable range). Specifically, if the vapor deposition direction X3 is within ± 5 ° with respect to the extending direction of the stepped portion, display spots due to the alignment failure of the liquid crystal layer 3 hardly occur.

なお、TFTアレイ基板1側の無機配向膜10は、CMPを施した第3層間絶縁膜を下地面とするので、段差部による成膜不良が殆ど問題とならないことから、本発明では適用しなかったが、下地面の凹凸が問題となる場合には、上記無機配向膜13と同様の方法により形成するとよい。   The inorganic alignment film 10 on the TFT array substrate 1 side is not applied in the present invention because the third interlayer insulating film subjected to CMP is used as a base surface, and film formation failure due to a stepped portion hardly poses a problem. However, when unevenness of the base surface becomes a problem, it may be formed by the same method as the inorganic alignment film 13.

また、本発明は、上記一の方向の一端に有効画素領域Sに隣接する非画素領域Nを設けた構成に限らず、上記一の方向の両端に有効画素領域Sに隣接する非画素領域Nを設けて、これら非画素領域Nを縁枠部11aが囲むように遮光膜11を形成した構成としてもよい。   The present invention is not limited to the configuration in which the non-pixel region N adjacent to the effective pixel region S is provided at one end in the one direction, but the non-pixel region N adjacent to the effective pixel region S at both ends in the one direction. The light shielding film 11 may be formed so that the non-pixel region N is surrounded by the edge frame portion 11a.

なお、本発明は、特に水平配向用の無機配向膜を形成する場合、すなわち、成膜粒子の基板表面に対する入射角度を極めて低い角度に設定した場合に好適に用いられるが、当然のことながら垂直配向用の無機配向膜を形成する場合にも適用可能である。   The present invention is preferably used particularly when an inorganic alignment film for horizontal alignment is formed, that is, when the incident angle of the film-forming particles with respect to the substrate surface is set to an extremely low angle. The present invention is also applicable when forming an inorganic alignment film for alignment.

(電子機器)
次に、本発明を適用した電子機器の一例として、図11に示す上記液晶パネルをライトバルブに適用したプロジェクタ1100について説明する。なお、図11は、この液晶プロジェクタ1100の構成図である。
(Electronics)
Next, as an example of an electronic apparatus to which the present invention is applied, a projector 1100 in which the liquid crystal panel shown in FIG. 11 is applied to a light valve will be described. FIG. 11 is a configuration diagram of the liquid crystal projector 1100.

このプロジェクタ1100内部には、図11に示すように、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブ100R、100B及び100Gに入射される。   Inside the projector 1100, as shown in FIG. 11, a lamp unit 1102 made of a white light source such as a halogen lamp is provided. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by four mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 arranged in the light guide, and light valves 100R and 100B corresponding to the respective primary colors. And 100G.

ここで、ライトバルブ100R、100B及び100Gには、上記液晶パネルが適用されており、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの各原色信号に基づいて光変調を行う。そして、これらライトバルブ100R、100B及び100Gによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。ダイクロイックプリズム1112では、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。これにより各色の画像が合成され、投射レンズ1114を介して、スクリーン1120等にカラー画像が投写される。   Here, the liquid crystal panels are applied to the light valves 100R, 100B, and 100G, and light modulation is performed based on R, G, and B primary color signals supplied from the image signal processing circuit. The light modulated by the light valves 100R, 100B, and 100G is incident on the dichroic prism 1112 from three directions. In the dichroic prism 1112, R and B light is refracted by 90 degrees, while G light travels straight. As a result, the images of the respective colors are combined, and a color image is projected onto the screen 1120 and the like via the projection lens 1114.

本発明では、上述したライトバルブ100R、100B及び100Gに上記液晶パネルを適用することで、低コストで表示品位の高いプロジェクタ1100を提供することが可能である。   In the present invention, by applying the liquid crystal panel to the above-described light valves 100R, 100B, and 100G, it is possible to provide a projector 1100 having high display quality at low cost.

なお、上記液晶パネルは、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装置に適用することも可能である。この場合、対向基板2上における画素電極9に対向する領域に、RGBのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。或いは、TFTアレイ基板1上のRGBに対向する画素電極9下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。さらに、対向基板2上に画素と1対1に対応するマイクロレンズを設けるようにすれば、入射光の集光効率が向上し、表示輝度を向上させることができる。さらにまた、対向基板2上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用してRGB色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板2によれば、より明るい表示が可能となる。   Note that the liquid crystal panel can also be applied to a direct-view or reflective color display device other than a projector. In this case, an RGB color filter may be formed together with the protective film in a region facing the pixel electrode 9 on the counter substrate 2. Alternatively, it is also possible to form a color filter layer with a color resist or the like under the pixel electrodes 9 facing the RGB on the TFT array substrate 1. Furthermore, if the microlens corresponding to the pixel on the counter substrate 2 is provided on a one-to-one basis, the light collection efficiency of incident light can be improved and the display luminance can be improved. Furthermore, a dichroic filter that creates RGB colors using light interference may be formed by depositing a number of interference layers having different refractive indexes on the counter substrate 2. According to the counter substrate 2 with the dichroic filter, brighter display is possible.

実施形態に係る液晶パネルの全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the liquid crystal panel which concerns on embodiment. 図1に示す液晶パネルの切断線I−I’による断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG. 1 along a cutting line I-I ′. 液晶パネルの対向基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the opposing board | substrate of a liquid crystal panel. 液晶パネルの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a liquid crystal panel. 蒸着装置の概略構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing schematic structure of a vapor deposition apparatus. 対向基板の要部を拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows the principal part of a counter substrate. 対向基板の無機配向膜の蒸着角度を表す斜視図である。It is a perspective view showing the vapor deposition angle of the inorganic alignment film of a counter substrate. 対向基板の無機配向膜の蒸着方向を表す平面図である。It is a top view showing the vapor deposition direction of the inorganic alignment film of a counter substrate. 図6に示す対向基板の切断線II−II’による断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a cutting line II-II ′ of the counter substrate shown in FIG. 6. 遮光膜の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of a light shielding film. 電子機器の一例として示す液晶プロジェクタの構成図である。It is a block diagram of the liquid crystal projector shown as an example of an electronic device. 従来の対向基板の要部を拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows the principal part of the conventional counter substrate. 図12に示す対向基板の切断線III−III’による断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the cutting line III-III ′ of the counter substrate shown in FIG. 12.

符号の説明Explanation of symbols

1…TFTアレイ基板 2…対向基板 3…液晶層 11…遮光膜 11a…縁枠部 11b…格子部 12…対応電極 13…無機配向膜 S…有効画素領域 N…非画素領域 H…段差部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... TFT array substrate 2 ... Opposite substrate 3 ... Liquid crystal layer 11 ... Light shielding film 11a ... Edge frame part 11b ... Grid part 12 ... Corresponding electrode 13 ... Inorganic alignment film S ... Effective pixel area N ... Non-pixel area H ... Step part

Claims (9)

互いに対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟み込まれた液晶層とを備え、面内にマトリックス状に配列された複数の画素により有効画素領域が構成されてなる液晶装置であって、
少なくとも一方の基板の前記液晶層と対向する面には、前記有効画素領域の周囲を遮光する縁枠部及び前記複数の画素のうち一の方向に配列した画素列の各間を遮光する格子部を含む遮光膜と、前記液晶層の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜とが設けられ、
前記画素列の少なくとも前記一の方向の一端側には、前記有効画素領域に隣接した非画素領域が設けられ、
前記縁枠部が前記有効画素領域及び前記非画素領域の外側を囲むように、前記格子部が前記一の方向に沿ってストライプ状に延びるように前記遮光膜が形成され、
前記無機配向膜が前記有効画素領域及び前記非画素領域の一部に形成され、なお且つ、前記非画素領域において前記無機配向膜の膜厚が前記一の方向の一端側に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする液晶装置。
A liquid crystal comprising a pair of substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, wherein an effective pixel region is composed of a plurality of pixels arranged in a matrix in a plane. A device,
On the surface of at least one substrate facing the liquid crystal layer, an edge frame that shields the periphery of the effective pixel region and a grid that shields between each of the pixel rows arranged in one direction among the plurality of pixels. And an inorganic alignment film that aligns the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at a predetermined pretilt angle,
A non-pixel region adjacent to the effective pixel region is provided on at least one end side in the one direction of the pixel column,
The light shielding film is formed so that the lattice portion extends in a stripe shape along the one direction so that the edge frame portion surrounds the outside of the effective pixel region and the non-pixel region,
The inorganic alignment film is formed in a part of the effective pixel region and the non-pixel region, and the film thickness of the inorganic alignment film is gradually reduced toward one end in the one direction in the non-pixel region. A liquid crystal device characterized by comprising:
前記非画素領域は、前記一の方向の一端側に少なくとも1画素分設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the non-pixel region is provided for at least one pixel on one end side in the one direction. 前記無機配向膜は、前記一の方向に沿って前記液晶層の液晶分子を水平配向させることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the inorganic alignment film horizontally aligns liquid crystal molecules of the liquid crystal layer along the one direction. 前記プレティルト角は、基板表面に対して10゜以下であること特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pretilt angle is 10 ° or less with respect to the substrate surface. 互いに対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟み込まれた液晶層とを備え、面内にマトリックス状に配列された複数の画素により有効画素領域が構成されてなる液晶装置の製造方法であって、
少なくとも一方の基板の前記液晶層と対向する面に、前記有効画素領域の周囲を遮光する縁枠部及び前記複数の画素のうち一の方向に配列した画素列の各間を遮光する格子部を含む遮光膜を形成する工程と、
前記液晶層の液晶分子を所定のプレティルト角で配向させる無機配向膜を形成する工程とを有し、
前記画素列の少なくとも前記一の方向の一端側に、前記有効画素領域に隣接した非画素領域を設けて、前記縁枠部が前記有効画素領域及び前記非画素領域の外側を囲むように、前記格子部が前記一の方向に沿ってストライプ状に延びるように前記遮光膜を形成し、
前記無機配向膜を前記有効画素領域及び前記非画素領域の一部に形成し、なお且つ、前記非画素領域において前記無機配向膜の膜厚が前記一の方向の一端側に向かって徐々に薄くなるように、前記無機配向膜の成膜粒子を基板表面に対して斜め方向から堆積させることを特徴とする液晶装置の製造方法。
A liquid crystal comprising a pair of substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, wherein an effective pixel region is composed of a plurality of pixels arranged in a matrix in a plane. A device manufacturing method comprising:
On the surface of at least one substrate facing the liquid crystal layer, an edge frame portion that shields the periphery of the effective pixel region and a lattice portion that shields between each of the pixel columns arranged in one direction among the plurality of pixels. Forming a light shielding film including:
Forming an inorganic alignment film for aligning liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at a predetermined pretilt angle,
A non-pixel region adjacent to the effective pixel region is provided on at least one end side of the pixel column in the one direction, and the edge frame part surrounds the effective pixel region and the non-pixel region. Forming the light-shielding film so that the lattice portion extends in a stripe shape along the one direction;
The inorganic alignment film is formed in a part of the effective pixel region and the non-pixel region, and the film thickness of the inorganic alignment film is gradually reduced toward one end in the one direction in the non-pixel region. As described above, a method for producing a liquid crystal device, comprising depositing film-forming particles of the inorganic alignment film from an oblique direction with respect to a substrate surface.
前記非画素領域を、前記一の方向の一端側に少なくとも1画素分設けることを特徴とする請求項5に記載の液晶装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 5, wherein the non-pixel region is provided for at least one pixel on one end side in the one direction. 前記無機配向膜をスパッタ法又は蒸着法により成膜することを特徴とする請求項5又は6に記載の液晶装置の製造方法。   The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 5, wherein the inorganic alignment film is formed by sputtering or vapor deposition. 前記成膜粒子の基板表面に対する入射角度を10゜以下とすることを特徴とする請求項7に記載の液晶装置の製造方法。   The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 7, wherein an incident angle of the film-forming particles with respect to the substrate surface is 10 ° or less. 請求項1〜4の何れか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1.
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