JP2011158530A - Liquid crystal device and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device including an alignment layer having high homogeneity and a method for producing the liquid crystal device. <P>SOLUTION: A porous film 30 is formed on a substrate 10. A vapor deposition particle 16a is deposited physically on the surface of the porous film 30 to form the alignment layer 16. The alignment layer 16 is formed from many columnar crystallizations 16b. Each columnar crystallization 16b is formed by advancing crystallization by using one of many pores 30H formed on the surface of the porous film 30 or a projecting wall part (an acute projection 30a) formed between the adjacent pores as a starting point. There is a variation in the shapes or the densities of pores 30H and each of the pores 30H functions only the starting point of crystallization of each columnar crystallization 16b. Therefore, the shapes or the densities of the columnar crystallizations 16b are hardly affected by the porous film 30 being a substratum and the shapes or the densities of the columnar crystallizations 16b become uniform generally as the whole of the alignment layer. In other words, alignment properties become uniform as the whole of the alignment layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal device and a method for manufacturing the liquid crystal device.

液晶装置の配向膜は、ポリイミド等の有機材料からなる有機配向膜と、酸化シリコン等の無機材料からなる無機配向膜とに大別することができる。これらの配向膜はそれぞれ一長一短があり、それぞれの特性に応じて適した用途に用いられるが、最近では、耐光性に優れた無機配向膜が、プロジェクター用途のみならず直視型ディスプレイの配向膜としても利用されるようになってきている。以下、関連する先行技術について説明する。   The alignment film of the liquid crystal device can be roughly classified into an organic alignment film made of an organic material such as polyimide and an inorganic alignment film made of an inorganic material such as silicon oxide. These alignment films have advantages and disadvantages, and are used for applications suitable for their characteristics. Recently, inorganic alignment films with excellent light resistance have been used not only for projector applications but also as alignment films for direct-view displays. It is getting used. The related prior art will be described below.

(1)特許文献1
特許文献1には、化学研磨によって平坦化した基板の表面に斜め方向に無機材料を蒸着(斜方蒸着)し、基板の表面に斜め方向に結晶が成長した多孔質膜(無機配向膜)を形成する方法が開示されている。多孔質膜は、多数の柱状のカラム(結晶体)によって形成される。液晶分子は、カラムの表面に沿って、若しくは、カラムとカラムとの間に形成される溝に沿って配向する。
(1) Patent Document 1
Patent Document 1 discloses a porous film (inorganic alignment film) in which an inorganic material is vapor-deposited obliquely (oblique deposition) on the surface of a substrate flattened by chemical polishing, and crystals are grown obliquely on the surface of the substrate. A method of forming is disclosed. The porous film is formed by a large number of columnar columns (crystals). The liquid crystal molecules are aligned along the surface of the column or along a groove formed between the columns.

(2)特許文献2
特許文献2には、アルコキシド基を含む表面処理材の上に配向性高分子膜を斜方蒸着し、配向性高分子膜を下地の表面処理材によって配向させて、有機配向膜とする方法が開示されている。表面処理材は、配向性高分子膜を配向させるための配向膜として機能する。配向性高分子膜は、表面処理材によって配向機能を付与されているため、ラビング等の処理を行わなくても配向膜として機能する。
(2) Patent Document 2
Patent Document 2 discloses a method of forming an organic alignment film by obliquely depositing an oriented polymer film on a surface treatment material containing an alkoxide group, and orienting the oriented polymer film with an underlying surface treatment material. It is disclosed. The surface treatment material functions as an alignment film for aligning the alignment polymer film. Since the alignment polymer film is provided with an alignment function by the surface treatment material, it functions as an alignment film without performing a process such as rubbing.

(3)特許文献3
特許文献3には、ゾルゲル法を用いて基板上に多孔質膜を形成し、その表面を高屈折膜で覆った液晶装置が開示されている。高屈折率膜は、多孔質膜の上部を覆って形成されており、多孔質膜と高屈折率膜は散乱反射膜として機能する。
(3) Patent Document 3
Patent Document 3 discloses a liquid crystal device in which a porous film is formed on a substrate using a sol-gel method and the surface thereof is covered with a high refractive film. The high refractive index film is formed so as to cover the upper part of the porous film, and the porous film and the high refractive index film function as a scattering reflection film.

(4)特許文献4
特許文献4には、層間絶縁膜にフォトリソグラフィ技術を用いてテーパー状の溝を形成し、その後、斜方蒸着を行って無機配向膜を形成する方法が開示されている。層間絶縁膜の表面には、一方向に延びる直線的な溝が形成される。斜方蒸着によって形成される柱状のカラムは、この溝の尾根部又は谷部を起点として結晶化が進み、それを起点として基板の面方向全体に配向膜が形成されていく。
(4) Patent Document 4
Patent Document 4 discloses a method in which a tapered groove is formed in an interlayer insulating film using a photolithography technique, and then oblique deposition is performed to form an inorganic alignment film. A linear groove extending in one direction is formed on the surface of the interlayer insulating film. In the columnar column formed by oblique deposition, crystallization progresses starting from the ridge or valley of the groove, and an alignment film is formed over the entire surface of the substrate starting from that.

(5)特許文献5
特許文献5には、ゾルゲル法を用いて基板上に多孔質膜を形成し、イオンビームを斜め方向から照射して多孔質膜の一部を削り取り、若しくは、削り取った多孔質膜の粒子を基板上に再付着させて、イオンビームの照射方向に沿った多数の溝を有する無機配向膜を形成する方法が開示されている。溝の延在方向は、イオンビームの照射方向によって制御される。液晶分子は、溝の表面に沿って配向し、液晶分子の配向状態をイオンビームの照射角度によって制御することができる。
(5) Patent Document 5
In Patent Document 5, a porous film is formed on a substrate by using a sol-gel method, and an ion beam is irradiated from an oblique direction to scrape off a part of the porous film, or the particles of the scraped porous film are removed from the substrate. A method of forming an inorganic alignment film having a large number of grooves along the ion beam irradiation direction by reattaching the film is disclosed. The extending direction of the groove is controlled by the irradiation direction of the ion beam. The liquid crystal molecules are aligned along the surface of the groove, and the alignment state of the liquid crystal molecules can be controlled by the ion beam irradiation angle.

(6)特許文献6
特許文献5には、斜方蒸着法を用いて基板上に多孔質膜を形成し、イオンビームを基板に平行な方向から照射して多孔質膜の一部を削り取り、若しくは、削り取った多孔質膜の粒子を基板上に再付着させて、基板に平行な溝を有する無機配向膜を形成する方法が開示されている。液晶分子は、溝の表面に沿って配向する。そのため、液晶分子を基板に平行な方向に配向(水平配向)させることができる。
(6) Patent Document 6
In Patent Document 5, a porous film is formed on a substrate using an oblique vapor deposition method, and an ion beam is irradiated from a direction parallel to the substrate to scrape off a part of the porous film, or the porous film that has been scraped off. A method is disclosed in which particles of a film are redeposited on a substrate to form an inorganic alignment film having grooves parallel to the substrate. The liquid crystal molecules are aligned along the surface of the groove. Therefore, liquid crystal molecules can be aligned (horizontal alignment) in a direction parallel to the substrate.

(7)特許文献7
特許文献7には、ゾルゲル法を用いて基板上に多孔質膜を形成し、イオンビームを斜め方向から照射して多孔質膜の一部を削り取り、若しくは、削り取った多孔質膜の粒子を基板上に再付着させて、イオンビームの照射方向に沿った多数の細孔を有する無機配向膜を形成する方法が開示されている。液晶分子は、細孔の表面に沿って配向し、液晶分子の配向状態をイオンビームの照射角度によって制御することができる。
(7) Patent Document 7
In Patent Document 7, a porous film is formed on a substrate using a sol-gel method, and a part of the porous film is scraped off by irradiation with an ion beam from an oblique direction, or particles of the porous film that have been scraped off are cut into the substrate. A method of forming an inorganic alignment film having a large number of pores along the irradiation direction of the ion beam by being reattached thereon is disclosed. The liquid crystal molecules are aligned along the surface of the pores, and the alignment state of the liquid crystal molecules can be controlled by the irradiation angle of the ion beam.

特開2007−206212号公報JP 2007-206212 A 特開2007−140019号公報JP 2007-140019 A 特開2005−18027号公報JP 2005-18027 A 特開2008−225033号公報JP 2008-225033 A 特開2009−48143号公報JP 2009-48143 A 特開2008−191264号公報JP 2008-191264 A 特開2005−31196号公報JP-A-2005-31196

(1)特許文献1
特許文献1では、化学研磨によって平坦化された基板の表面に多数の柱状のカラムを形成している。基板の表面を平坦化することは、液晶層の層厚を均一に制御するためには好適である。しかし、カラムを成長させるためには、基板上に結晶化(析出)を行うための起点(核)を形成することが必要であり、起点の数が少ないほど柱状のカラムは成長し難くなる。特許文献1では、基板の表面を化学研磨によって高度に平坦化しているので、結晶化の起点が少なくなり、斜方蒸着で発生、成長させるカラムの形状(傾斜角、径、膜厚)や密度にばらつきが発生し易い。そのため、配向膜に部分的な特性のばらつきが発生し、配向膜の均質性が損なわれるという課題がある。
(1) Patent Document 1
In Patent Document 1, a large number of columnar columns are formed on the surface of a substrate flattened by chemical polishing. Flattening the surface of the substrate is suitable for uniformly controlling the thickness of the liquid crystal layer. However, in order to grow the column, it is necessary to form starting points (nuclei) for crystallization (precipitation) on the substrate. The smaller the number of starting points, the more difficult the columnar column grows. In Patent Document 1, since the surface of the substrate is highly planarized by chemical polishing, the starting point of crystallization is reduced, and the shape (tilt angle, diameter, film thickness) and density of the column generated and grown by oblique deposition are increased. Variations are likely to occur. For this reason, there is a problem that the alignment film partially varies in characteristics and the uniformity of the alignment film is impaired.

(2)特許文献2
特許文献2の配向膜は、有機材料からなる有機配向膜である。そのため、プロジェクターのように耐光性が要求される用途には適用できない。また、有機配向膜と無機配向膜は、材料、構造、配向メカニズムなどが全く異なるものである。例えば、有機配向膜は、スピンコート法等により基板上に一様に形成されるものであるのに対し、無機配向膜は、柱状のカラムを基板上に疎らに配置させたものである。そのため、有機配向膜には、無機配向膜におけるような配向膜の均質性という課題、すなわち、柱状のカラムを基板上に均一な密度で配置するという課題は存在せず、その課題を解決する指針を与えるものでもない。例えば、特許文献2の有機配向膜は、表面処理材と配向性高分子膜の2層構造となっているが、表面処理材と配向性高分子膜はいずれも基板上に一様に形成されるものであり、表面処理材は配向性高分子膜を成膜するための結晶化の起点ではない。よって、特許文献2の有機配向膜を単純に無機配向膜に置き換えても、無機配向膜の均質性を高める構造とはならない。
(2) Patent Document 2
The alignment film of Patent Document 2 is an organic alignment film made of an organic material. Therefore, it cannot be applied to uses that require light resistance such as a projector. The organic alignment film and the inorganic alignment film are completely different in material, structure, alignment mechanism, and the like. For example, the organic alignment film is formed uniformly on the substrate by a spin coating method or the like, while the inorganic alignment film is formed by sparsely arranging columnar columns on the substrate. Therefore, the organic alignment film does not have the problem of the uniformity of the alignment film as in the inorganic alignment film, that is, the problem of arranging the columnar columns at a uniform density on the substrate, and a guideline for solving the problem It does not give. For example, the organic alignment film of Patent Document 2 has a two-layer structure of a surface treatment material and an oriented polymer film, but both the surface treatment material and the oriented polymer film are uniformly formed on the substrate. Therefore, the surface treatment material is not the starting point of crystallization for forming the oriented polymer film. Therefore, even if the organic alignment film of Patent Document 2 is simply replaced with an inorganic alignment film, the structure of the inorganic alignment film is not improved.

(3)特許文献3
特許文献3の液晶装置は、基板の表面に多孔質膜と高屈折率膜の2層構造を有する膜を備えている。多孔質膜は多数の細孔を有するために低屈折率膜となり、この低屈折率の多孔質膜と高屈折率膜とによって散乱反射膜が形成されている。高屈折率膜は液晶層と接する面に形成されているが、その表面形状は不明であり、配向膜として十分に機能することも開示されていない。
(3) Patent Document 3
The liquid crystal device of Patent Document 3 includes a film having a two-layer structure of a porous film and a high refractive index film on the surface of a substrate. Since the porous film has a large number of pores, it becomes a low refractive index film, and a scattering reflective film is formed by the low refractive index porous film and the high refractive index film. Although the high refractive index film is formed on the surface in contact with the liquid crystal layer, the surface shape is unknown, and it is not disclosed that it functions sufficiently as an alignment film.

(4)特許文献4
特許文献4の配向膜は、溝の尾根部若しくは谷部を起点に柱状のカラムが成長している。この場合、起点(尾根部や谷部)は直線状に形成されるため、起点に沿った方向のカラムの形状や密度は均一になる可能性があるが、それと直交する方向、すなわち、尾根部や谷部のない部分のカラムの形状や密度が均一になるか否かは不明である。例えば、尾根部と尾根部との間隔、若しくは、尾根部と谷部との間隔が大きい場合には、表示領域の全面で均質な配向膜を得ることは難しくなる。
(4) Patent Document 4
In the alignment film of Patent Document 4, a columnar column grows starting from the ridge or valley of the groove. In this case, since the starting point (ridge part or valley part) is formed in a straight line shape, the shape and density of the column in the direction along the starting point may be uniform, but the direction perpendicular to it, that is, the ridge part It is unclear whether the shape and density of the column in the part without the valleys will be uniform. For example, when the interval between the ridge portion and the ridge portion or the interval between the ridge portion and the valley portion is large, it is difficult to obtain a uniform alignment film over the entire display region.

(5)特許文献5
特許文献5の液晶装置では、多孔質膜の表面に形成された溝によって液晶分子を配向させている。溝の密度はイオンビームの照射条件によって制御することができるが、表示領域全体に数nm〜数十nm間隔で高密度に溝を形成するためには、装置が大型化し、製造コストも大きくなる。
(5) Patent Document 5
In the liquid crystal device of Patent Document 5, liquid crystal molecules are aligned by grooves formed on the surface of the porous film. The density of the grooves can be controlled by the ion beam irradiation conditions. However, in order to form the grooves with high density at intervals of several nanometers to several tens of nanometers in the entire display region, the apparatus becomes large and the manufacturing cost increases. .

(6)特許文献6
特許文献5の液晶装置では、斜方蒸着によって形成した柱状のカラムをイオンビームで加工して液晶分子を配向させるための溝を形成している。そのため、溝の形状(例えば深さ)や密度は、斜方蒸着によって形成されるカラムの形状や密度に依存する。しかし、斜方蒸着法で形成するカラムは必ずしも均一に形成されないため、特許文献6の方法では必ずしも無機配向膜の均質性を高めることはできない。また、イオンビームを用いて多数の溝を形成するため、装置が大型化し、製造コストが大きくなる。
(6) Patent Document 6
In the liquid crystal device of Patent Document 5, a columnar column formed by oblique vapor deposition is processed with an ion beam to form grooves for aligning liquid crystal molecules. Therefore, the shape (for example, depth) and density of the groove depend on the shape and density of the column formed by oblique deposition. However, since the column formed by the oblique deposition method is not necessarily formed uniformly, the method of Patent Document 6 cannot necessarily improve the homogeneity of the inorganic alignment film. In addition, since a large number of grooves are formed using an ion beam, the apparatus becomes large and the manufacturing cost increases.

(7)特許文献7
特許文献7の液晶装置では、ゾルゲル法で形成した多孔質膜の細孔にイオンビームを照射し、その細孔の形状を作り変えているため、細孔の密度は、ゾルゲル法で形成した当初の多孔質膜の細孔の密度とあまり変わらない。そのため、配向膜の均質性は、ゾルゲル法で形成される多孔質膜の細孔の均一性に依存する。しかし、ゾルゲル法で形成する多孔質膜の細孔はランダムに形成されるため、特許文献7の方法では必ずしも無機配向膜の均質性を高めることはできない。また、イオンビームで多数の細孔を加工するため、装置が大型化し、製造コストが大きくなる。
(7) Patent Document 7
In the liquid crystal device of Patent Document 7, since the ion beam is irradiated to the pores of the porous film formed by the sol-gel method and the shape of the pores is changed, the density of the pores is initially formed by the sol-gel method. It is not much different from the density of the pores of the porous membrane. Therefore, the homogeneity of the alignment film depends on the uniformity of the pores of the porous film formed by the sol-gel method. However, since the pores of the porous film formed by the sol-gel method are randomly formed, the method of Patent Document 7 cannot necessarily improve the homogeneity of the inorganic alignment film. Further, since a large number of pores are processed with an ion beam, the apparatus becomes large and the manufacturing cost increases.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、均質性の高い配向膜を備えた液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal device including an alignment film with high homogeneity and a method for manufacturing the liquid crystal device.

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、表面に複数の細孔を有する多孔質膜と、前記多孔質膜の表面に形成された複数の柱状の結晶体を有する配向膜と、を備えていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention includes a porous film having a plurality of pores on the surface, an alignment film having a plurality of columnar crystals formed on the surface of the porous film, It is characterized by having.

この構成によれば、柱状の結晶体は、多孔質膜の表面に形成される多数の細孔、若しくは、細孔と細孔との間を仕切る突起状の壁部(以下、尖鋭突起物ということがある)を起点として結晶化が進む。細孔の形状や密度にはばらつきが存在するが、本発明では、そのような細孔をそのまま配向膜として利用するのではなく、それを柱状結晶体の結晶化の起点とするのみなので、柱状結晶体の形状や密度は下地の多孔質膜の影響を受け難くなり、概ね配向膜全体で柱状結晶体の形状や密度は細孔がない場合と比較してより均一なものとなる。よって、本発明によれば、配向特性が配向膜全体で均一な液晶装置を提供することができる。   According to this configuration, the columnar crystal body has a large number of pores formed on the surface of the porous film, or a protruding wall portion (hereinafter referred to as a sharp projection) that partitions the pores. Crystallization proceeds from the starting point. Although there are variations in the shape and density of the pores, in the present invention, such pores are not used as an alignment film as they are, but are only used as starting points for crystallization of columnar crystals. The shape and density of the crystal body are hardly affected by the underlying porous film, and the shape and density of the columnar crystal body are generally more uniform in the entire alignment film than in the case where there are no pores. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal device having uniform alignment characteristics over the entire alignment film.

前記配向膜と前記多孔質膜は、いずれもシリコン酸化物又は金属酸化物によって形成されていることが望ましい。   It is desirable that both the alignment film and the porous film are formed of silicon oxide or metal oxide.

この構成によれば、配向膜と多孔質膜との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the adhesion between the alignment film and the porous film is improved, and the yield is improved.

前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成されており、前記多孔質膜は、互いに異なる材料で形成された複数の多孔質膜を積層したものからなり、前記複数の多孔質膜のうち前記配向膜と接する部分の多孔質膜は、前記配向膜と主成分が同じ材料によって形成され、前記複数の多孔質膜のうち前記電極と接する部分の多孔質膜は、前記電極を構成する金属の酸化物を主成分として形成されていることが望ましい。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and the porous film is formed by laminating a plurality of porous films formed of different materials, and the plurality of porous films Of these, the porous film in the portion in contact with the alignment film is formed of the same material as the main component of the alignment film, and the porous film in the portion in contact with the electrode among the plurality of porous films constitutes the electrode. It is desirable that the main component is a metal oxide.

この構成によれば、電極と多孔質膜との密着性、多孔質膜と配向膜との密着性、並びに、電極上に積層された複数の多孔質膜同士の密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the adhesion between the electrode and the porous film, the adhesion between the porous film and the alignment film, and the adhesion between the plurality of porous films laminated on the electrode are improved, and the yield is improved. Will improve.

前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成されており、前記多孔質膜は、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜からなり、前記複数の材料のうちいずれか1つの材料は、前記配向膜と主成分が同じ材料であり、他のいずれか1つの材料は、前記電極を構成する金属の酸化物が主成分であることが望ましい。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and the porous film is a film of a mixture of a plurality of materials each made of silicon oxide or metal oxide. Any one of the materials is preferably the same material as that of the alignment film, and any one of the other materials is preferably composed mainly of an oxide of a metal constituting the electrode.

この構成によれば、電極と多孔質膜との密着性、及び、多孔質膜と配向膜との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。また、複数の多孔質膜を積層するものに比べて、多孔質膜全体の厚みを薄くすることができる。そのため、液晶層を挟む電極間に大きな寄生容量が発生しないようにすることができる。   According to this configuration, the adhesion between the electrode and the porous film and the adhesion between the porous film and the alignment film are improved, and the yield is improved. In addition, the thickness of the entire porous film can be reduced as compared with a structure in which a plurality of porous films are stacked. Therefore, a large parasitic capacitance can be prevented from occurring between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer.

前記多孔質膜は、第1電極を備えた第1基板上に形成されており、前記第1基板の前記配向膜を挟んで反対側には、液晶層を介して、表面に第2電極が形成された第2基板が配置され、前記第2電極は前記第1電極よりも仕事関数が大きく、前記多孔質膜には、前記第2電極よりも仕事関数の大きい金属成分が含まれていることが望ましい。   The porous film is formed on a first substrate provided with a first electrode, and on the opposite side of the alignment film of the first substrate, a second electrode is formed on the surface via a liquid crystal layer. The formed second substrate is disposed, the second electrode has a work function larger than that of the first electrode, and the porous film contains a metal component having a work function larger than that of the second electrode. It is desirable.

この構成によれば、第1電極と多孔質膜とを合わせた層の仕事関数を第2電極の仕事関数に近づけることができる。そのため、焼きつきやフリッカーの発生を抑制することが可能となる。   According to this configuration, the work function of the layer including the first electrode and the porous film can be brought close to the work function of the second electrode. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of burn-in and flicker.

前記多孔質膜には、平均孔径が1nm以上50nm以下となる複数の細孔が1nm以上50nm以下の間隔で形成されていることが望ましい。   In the porous film, it is preferable that a plurality of pores having an average pore diameter of 1 nm or more and 50 nm or less are formed at intervals of 1 nm or more and 50 nm or less.

この構成によれば、多孔質膜上に形成される柱状結晶体の形状や密度を均一にすることができる。これにより、配向特性の均一性がより高まる。   According to this configuration, the shape and density of the columnar crystal formed on the porous film can be made uniform. Thereby, the uniformity of the alignment characteristic is further increased.

本発明の液晶装置の製造方法は、基板上にシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる前駆体を含む溶液を塗布し、前記前駆体を加水分解及び脱水重縮合させて、前記基板上にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる多孔質膜を形成する工程と、前記多孔質膜の表面にシリコン酸化物又は金属酸化物を物理蒸着して複数の柱状の結晶体を有する配向膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   In the method for producing a liquid crystal device of the present invention, a solution containing a precursor made of silicon alkoxide or metal alkoxide is applied on a substrate, the precursor is hydrolyzed and dehydrated and polycondensed, and silicon oxide or A step of forming a porous film made of a metal oxide, and a step of physically depositing silicon oxide or metal oxide on the surface of the porous film to form an alignment film having a plurality of columnar crystals. It is characterized by including.

この構成によれば、柱状の結晶体は、多孔質膜の表面に形成される多数の細孔、若しくは、細孔と細孔との間を仕切る突起状の壁部(以下、尖鋭突起物ということがある)を起点として結晶化が進む。細孔の形状や密度にはばらつきが存在するが、本発明では、そのような細孔をそのまま配向膜として利用するのではなく、それを柱状結晶体の結晶化の起点とするのみなので、柱状結晶体の形状や密度は下地の多孔質膜の影響を受け難くなり、概ね配向膜全体で柱状結晶体の形状や密度は均一なものとなる。よって、本発明によれば、配向特性が配向膜全体で均一な液晶装置を提供することができる。また、多孔質膜は前駆体を含む溶液を塗布して形成されるので、下地に凹凸が存在しても、その凹凸の段差を平坦化することができる。そのため、液晶層の層厚が均一な液晶装置が提供できる。さらに、配向膜と多孔質膜は、いずれもシリコン酸化物又は金属酸化物によって形成されるため、配向膜と多孔質膜との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the columnar crystal body has a large number of pores formed on the surface of the porous film, or a protruding wall portion (hereinafter referred to as a sharp projection) that partitions the pores. Crystallization proceeds from the starting point. Although there are variations in the shape and density of the pores, in the present invention, such pores are not used as an alignment film as they are, but are only used as starting points for crystallization of columnar crystals. The shape and density of the crystal body are hardly affected by the underlying porous film, and the shape and density of the columnar crystal body are generally uniform throughout the alignment film. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal device having uniform alignment characteristics over the entire alignment film. In addition, since the porous film is formed by applying a solution containing a precursor, even if there is unevenness on the base, the uneven step can be flattened. Therefore, a liquid crystal device having a uniform liquid crystal layer thickness can be provided. Furthermore, since both the alignment film and the porous film are formed of silicon oxide or metal oxide, the adhesion between the alignment film and the porous film is improved, and the yield is improved.

前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程を行う前に、前記多孔質膜と前記電極との界面にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる絶縁膜を形成する工程を含むことが望ましい。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and an insulating layer made of silicon oxide or metal oxide is formed at the interface between the porous film and the electrode before performing the step of forming the porous film. It is desirable to include a step of forming a film.

この構成によれば、絶縁膜と多孔質膜との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the adhesion between the insulating film and the porous film is improved, and the yield is improved.

前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液に含まれる前駆体を順次変えながら前記溶液の塗布と前記前駆体の加水分解処理及び脱水重縮合処理とを繰り返すことにより、互いに材料の異なる複数の多孔質膜を基板上に積層し、前記複数の多孔質膜のうち前記配向膜と接する部分の多孔質膜を前記配向膜と主成分が同じ材料によって形成し、前記複数の多孔質膜のうち前記電極と接する部分の多孔質膜は、前記電極を構成する金属の酸化物を主成分として形成することが望ましい。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and in the step of forming the porous film, the solution is applied and the precursor is hydrolyzed while sequentially changing the precursor contained in the solution. By repeating the dehydration polycondensation treatment, a plurality of porous films of different materials are laminated on the substrate, and the porous film in a portion in contact with the alignment film among the plurality of porous films is mainly formed with the alignment film. It is desirable that the porous film formed of the same component and in contact with the electrode among the plurality of porous films is mainly composed of a metal oxide constituting the electrode.

この構成によれば、電極と多孔質膜との密着性、多孔質膜と配向膜との密着性、並びに、電極上に積層された複数の多孔質膜同士の密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the adhesion between the electrode and the porous film, the adhesion between the porous film and the alignment film, and the adhesion between the plurality of porous films laminated on the electrode are improved, and the yield is improved. Will improve.

前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液として、各々がシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる複数の前駆体を含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜からなる多孔質膜を形成し、前記複数の材料のうちいずれか1つの材料は、前記配向膜と主成分が同じ材料であり、他のいずれか1つの材料は、前記電極を構成する金属の酸化物と主成分が同じ材料であることが望ましい。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and in the step of forming the porous film, a solution containing a plurality of precursors each made of silicon alkoxide or metal alkoxide is used as the solution, The precursor is subjected to hydrolysis treatment and dehydration polycondensation treatment to form a porous film made of a mixture of a plurality of materials each made of silicon oxide or metal oxide, and any one of the plurality of materials One material is preferably the same material as the main component of the alignment film, and any one of the other materials is preferably the same material as the main component of the metal oxide composing the electrode.

この構成によれば、電極と多孔質膜との密着性、及び、多孔質膜と配向膜との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。また、複数の多孔質膜を積層するものに比べて、多孔質膜全体の厚みを薄くすることができる。そのため、液晶層を挟む電極間に大きな寄生容量が発生しないようにすることができる。   According to this configuration, the adhesion between the electrode and the porous film and the adhesion between the porous film and the alignment film are improved, and the yield is improved. In addition, the thickness of the entire porous film can be reduced as compared with a structure in which a plurality of porous films are stacked. Therefore, a large parasitic capacitance can be prevented from occurring between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer.

前記液晶装置は、第1電極を備えた第1基板と、第2電極を備えた第2基板との間に液晶層を挟持した構成を有し、前記第2電極は前記第1電極よりも仕事関数が大きく、前記多孔質膜は前記第1電極の表面に形成されており、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液として、シリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる前駆体と、前記第2電極よりも仕事関数の大きい金属の微粒子又は当該金属のアルコキシドとを含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、前記金属微粒子を含む多孔質膜を形成することが望ましい。   The liquid crystal device has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate having a first electrode and a second substrate having a second electrode, the second electrode being more than the first electrode. The work function is large, and the porous film is formed on the surface of the first electrode. In the step of forming the porous film, as the solution, a precursor made of silicon alkoxide or metal alkoxide, and the second Using a solution containing metal fine particles having a work function larger than that of an electrode or an alkoxide of the metal, the precursor is hydrolyzed and subjected to dehydration polycondensation to form a porous film containing the metal fine particles. desirable.

この構成によれば、第1電極と多孔質膜とを合わせた層の仕事関数を第2電極の仕事関数に近づけることができる。そのため、焼きつきやフリッカーの発生を抑制することが可能となる。   According to this configuration, the work function of the layer including the first electrode and the porous film can be brought close to the work function of the second electrode. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of burn-in and flicker.

前記多孔質膜を形成する工程は、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して前記基板上にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる多孔質膜を形成した後、前記多孔質膜の表面にイオンビームを照射し、前記イオンビームによって前記多孔質膜の一部を削り取り、若しくは、削り取った前記多孔質膜の粒子を前記基板上に再付着させて、前記イオンビームの照射方向に沿った複数の溝を形成する工程を含むことが望ましい。   In the step of forming the porous film, the precursor is hydrolyzed and dehydrated and polycondensed to form a porous film made of silicon oxide or metal oxide on the substrate. Irradiating the surface with an ion beam, scraping off a part of the porous film by the ion beam, or reattaching the particles of the porous film scraped off along the substrate, along the irradiation direction of the ion beam. It is desirable to include a step of forming a plurality of grooves.

この構成によれば、多孔質膜の表面に形成される溝の延在方向をイオンビームによって任意に制御することができる。多孔質膜の表面に形成される柱状結晶体の成長方向は、多孔質膜の溝の延在方向に依存する。液晶分子は柱状結晶体に沿って配向するため、液晶分子の配向方向(プレチルト角)はイオンビームの照射方向によって制御することができる。また、イオンビームによって細孔の孔径を小さくすることもでき、それにより、柱状結晶体の結晶化も更に均一化することが可能となる。   According to this configuration, the extending direction of the groove formed on the surface of the porous film can be arbitrarily controlled by the ion beam. The growth direction of the columnar crystals formed on the surface of the porous film depends on the extending direction of the grooves of the porous film. Since the liquid crystal molecules are aligned along the columnar crystal, the alignment direction (pretilt angle) of the liquid crystal molecules can be controlled by the irradiation direction of the ion beam. Further, the pore diameter can be reduced by the ion beam, and thereby the crystallization of the columnar crystal can be made more uniform.

液晶装置の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a liquid crystal device. 第1実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 1st Embodiment. 第1実施形態の配向膜の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the alignment film of 1st Embodiment. 第1実施形態の多孔質膜のSEM写真である。It is a SEM photograph of the porous membrane of a 1st embodiment. 従来の配向膜の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional alignment film. 第2実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 2nd Embodiment. 第3実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 3rd Embodiment. 第4実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 4th Embodiment. 第5実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 5th Embodiment. 第6実施形態の配向膜及び多孔質膜を含む素子基板の断面図である。It is sectional drawing of the element substrate containing the orientation film and porous film of 6th Embodiment. 第6実施形態の多孔質膜のSEM写真である。It is a SEM photograph of the porous membrane of a 6th embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used for explanation, in order to show characteristic parts in an easy-to-understand manner, dimensions and scales of structures in the drawings may be different from actual structures.

[第1実施形態]
図1は、液晶装置100の構成を示す図である。図1(a)は、液晶装置100の平面構成図、図1(b)は図1(a)のH−H’線に沿う断面構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the liquid crystal device 100. FIG. 1A is a plan configuration diagram of the liquid crystal device 100, and FIG. 1B is a cross-sectional configuration diagram taken along the line HH ′ in FIG.

液晶装置100は、素子基板(第1基板)10と対向基板(第2基板)20とを備えている。素子基板(第1基板)10と対向基板(第2基板)20とは、平面視略矩形枠状のシール材52を介して貼り合わされている。シール材52には、液晶を注入するための開口部55(液晶注入口)が形成されており、該開口部55が封止材54により封止されている。シール材52及び封止材54に囲まれた領域内には、液晶層50が封入されている。シール材52及び封止材54の内周側に沿って平面視矩形枠状の額縁53が形成されており、額縁53の内側の領域が表示領域11となっている。   The liquid crystal device 100 includes an element substrate (first substrate) 10 and a counter substrate (second substrate) 20. The element substrate (first substrate) 10 and the counter substrate (second substrate) 20 are bonded together via a sealing material 52 having a substantially rectangular frame shape in plan view. An opening 55 (liquid crystal injection port) for injecting liquid crystal is formed in the sealing material 52, and the opening 55 is sealed with a sealing material 54. A liquid crystal layer 50 is sealed in an area surrounded by the sealing material 52 and the sealing material 54. A frame 53 having a rectangular frame shape in plan view is formed along the inner peripheral side of the sealing material 52 and the sealing material 54, and a region inside the frame 53 is a display region 11.

表示領域11の内側には、複数の画素12がマトリクス状に設けられている。画素12は、表示領域11の最小表示単位を構成している。シール材52の外側の領域には、素子基板10の1辺(図示下辺)に沿って、データ線駆動回路101および外部回路実装端子102が形成されており、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。   A plurality of pixels 12 are provided in a matrix in the display area 11. The pixel 12 constitutes the minimum display unit of the display area 11. A data line driving circuit 101 and an external circuit mounting terminal 102 are formed along one side (lower side in the drawing) of the element substrate 10 in a region outside the sealing material 52, and two sides adjacent to the one side are formed. A scanning line driving circuit 104 is formed along each of them to form a peripheral circuit.

素子基板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、素子基板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。   On the remaining one side (illustrated upper side) of the element substrate 10, a plurality of wirings 105 are provided to connect between the scanning line driving circuits 104 on both sides of the display area 11. In addition, an inter-substrate conductive material 106 for providing electrical continuity between the element substrate 10 and the counter substrate 20 is disposed at each corner of the counter substrate 20.

素子基板10の液晶層50側には、複数の画素電極(第1電極)9が配列形成されている。画素電極9は、画素12ごとに設けられている。素子基板10には、複数のスイッチング素子(図示略)が設けられている。スイッチング素子は、例えば薄膜トランジスターにより構成され、画素12ごとに設けられている。スイッチング素子のソース領域は、図示略のデータ線を介してデータ線駆動回路101と電気的に接続されている。スイッチング素子のゲート電極は、図示略の走査線を介して走査線駆動回路104と電気的に接続されている。スイッチング素子のドレイン領域は、画素電極9と電気的に接続されている。   A plurality of pixel electrodes (first electrodes) 9 are arranged on the liquid crystal layer 50 side of the element substrate 10. The pixel electrode 9 is provided for each pixel 12. The element substrate 10 is provided with a plurality of switching elements (not shown). The switching element is formed of, for example, a thin film transistor, and is provided for each pixel 12. The source region of the switching element is electrically connected to the data line driving circuit 101 via a data line (not shown). The gate electrode of the switching element is electrically connected to the scanning line driving circuit 104 via a scanning line (not shown). The drain region of the switching element is electrically connected to the pixel electrode 9.

画素電極9上には、第1配向膜16が形成されている。対向基板20の液晶層50側に、額縁53および遮光膜23が形成されている。額縁53および遮光膜23の上に表示領域11の全面を覆う共通電極(第2電極)21が形成されている。共通電極21上には、第2配向膜22が形成されている。液晶層50に電界が印加されていない状態の液晶層50の配向状態は、第1配向膜16および第2配向膜22により制御されている。   A first alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9. A frame 53 and a light shielding film 23 are formed on the liquid crystal layer 50 side of the counter substrate 20. A common electrode (second electrode) 21 that covers the entire surface of the display region 11 is formed on the frame 53 and the light shielding film 23. A second alignment film 22 is formed on the common electrode 21. The alignment state of the liquid crystal layer 50 in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer 50 is controlled by the first alignment film 16 and the second alignment film 22.

液晶装置100は、反射型の液晶装置として構成されている。画素電極9はアルミニウム(Al)や銀(Ag)等の高反射率の金属材料からなる反射電極として構成されており、共通電極21はインジウム錫酸化物(以下、ITOという)等の透明導電性材料からなる透明電極として構成されている。   The liquid crystal device 100 is configured as a reflective liquid crystal device. The pixel electrode 9 is configured as a reflective electrode made of a highly reflective metal material such as aluminum (Al) or silver (Ag), and the common electrode 21 is a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO). It is configured as a transparent electrode made of a material.

表示すべき画像の画像信号は、液晶装置100の外部から外部回路実装端子102を介して供給される。データ線駆動回路101は、画像信号に含まれる画素ごとの階調値を示す画像データに基づいて、液晶層50を駆動する駆動電圧波形をスイッチング素子に出力する。走査線駆動回路104は、画像信号に含まれる画素の表示タイミングを示すデータに基づいて、スイッチング素子のゲート電極に電圧を印加し、スイッチング素子のオンオフを制御する。   An image signal of an image to be displayed is supplied from the outside of the liquid crystal device 100 via the external circuit mounting terminal 102. The data line driving circuit 101 outputs a driving voltage waveform for driving the liquid crystal layer 50 to the switching element based on the image data indicating the gradation value for each pixel included in the image signal. The scanning line driving circuit 104 applies a voltage to the gate electrode of the switching element based on data indicating the display timing of the pixel included in the image signal, and controls on / off of the switching element.

スイッチング素子がオンになると、上記の駆動電圧波形が画素電極9に供給され、画素電極9に電圧が印加される。共通電極21の電位は、例えば複数の画素12で共通の共通電位に保持されている。液晶層50には、画素電極9と共通電極21との間の電位差に相当する電圧が印加される。この電圧により生じる電界によって、液晶層50の配向状態が変化する。液晶層50に入射した光は、液晶層50の配向状態に応じて画素12ごとに偏光状態が変化する。液晶層50から射出された光を偏光板(図示略)に通すことにより、画像データに応じた階調値の光が偏光板から射出される。このようにして、画像データに対応する画像を表示することが可能になっている。   When the switching element is turned on, the above driving voltage waveform is supplied to the pixel electrode 9 and a voltage is applied to the pixel electrode 9. For example, the potential of the common electrode 21 is held at a common potential common to the plurality of pixels 12. A voltage corresponding to the potential difference between the pixel electrode 9 and the common electrode 21 is applied to the liquid crystal layer 50. The alignment state of the liquid crystal layer 50 is changed by the electric field generated by this voltage. The light incident on the liquid crystal layer 50 changes its polarization state for each pixel 12 according to the alignment state of the liquid crystal layer 50. By passing the light emitted from the liquid crystal layer 50 through a polarizing plate (not shown), light having a gradation value corresponding to the image data is emitted from the polarizing plate. In this way, an image corresponding to the image data can be displayed.

図2は、素子基板10の断面図である。図2は、配向膜周辺の構造を説明するための図であり、説明上必要な構成のみ図示しているが、素子基板10には、このような構成以外にも、薄膜トランジスターや層間絶縁膜等が必要に応じて設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the element substrate 10. FIG. 2 is a diagram for explaining the structure around the alignment film, and only the configuration necessary for the description is shown. In addition to such a configuration, the element substrate 10 includes a thin film transistor and an interlayer insulating film. Etc. are provided as necessary.

素子基板10上には、画素電極9と多孔質膜30と配向膜16とが順に積層されている。多孔質膜30は、シリコン酸化物又は金属酸化物によって形成されている。多孔質膜30の表面には、平均孔径が1nm以上50nm以下となる多数の細孔が1nm以上50nm以下の間隔で形成されている。配向膜16は、シリコン酸化物又は金属酸化物によって形成された多数の柱状の結晶体(カラム)によって形成されている。結晶体の結晶成長方向は、基板法線に対して斜めに傾いた方向である。   On the element substrate 10, the pixel electrode 9, the porous film 30, and the alignment film 16 are sequentially stacked. The porous film 30 is made of silicon oxide or metal oxide. A large number of pores having an average pore diameter of 1 nm or more and 50 nm or less are formed on the surface of the porous film 30 at intervals of 1 nm or more and 50 nm or less. The alignment film 16 is formed of a number of columnar crystals (columns) formed of silicon oxide or metal oxide. The crystal growth direction of the crystal is a direction inclined obliquely with respect to the substrate normal.

図示は省略するが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。多孔質膜の構成及び配向膜22の構成は、素子基板10側の多孔質膜30の構成及び配向膜16の構成と同じである。   Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The structure of the porous film and the structure of the alignment film 22 are the same as the structure of the porous film 30 on the element substrate 10 side and the structure of the alignment film 16.

図3は、配向膜16の形成方法の説明図である。図4は、配向膜16の下地となる多孔質膜のSEM写真(平面図)である。図5は、従来の配向膜の形成方法の説明図である。なお、対向基板20側の配向膜22の形成方法も図3に示したものと同じである。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for forming the alignment film 16. FIG. 4 is an SEM photograph (plan view) of the porous film that is the base of the alignment film 16. FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional method for forming an alignment film. The formation method of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is also the same as that shown in FIG.

図3(a)に示すように、まず、ゾルゲル法を用いて素子基板10上に多孔質膜30を形成する。具体的には、多孔質膜の前駆体を含む溶液を素子基板10上に塗布し、該前駆体を加水分解及び脱水重縮合させて、素子基板10上に多孔質膜30を形成する。前駆体としては、シリコンアルコキシド(Si(OR))又は金属アルコキシド(M(OR))を用いる。Rはアルキル基等の有機物を含む官能基(有機基)であり、Mはアルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)等の金属原子である。 As shown in FIG. 3A, first, a porous film 30 is formed on the element substrate 10 using a sol-gel method. Specifically, a solution containing a porous film precursor is applied onto the element substrate 10, and the precursor is hydrolyzed and dehydrated and polycondensed to form the porous film 30 on the element substrate 10. As the precursor, silicon alkoxide (Si (OR) 4 ) or metal alkoxide (M (OR) 4 ) is used. R is a functional group (organic group) containing an organic substance such as an alkyl group, and M is a metal atom such as aluminum (Al) or magnesium (Mg).

前駆体を加水分解及び脱水重縮合させると、シリコン酸化物又は金属酸化物からなる膜が形成される。このとき、前駆体中の有機基Rが膜の外部に排出され、その排出経路として、膜の表面に平均孔径が1nm以上50nm以下の多数の細孔30Hが形成される。多孔質膜16の表面には、このような細孔30Hと、細孔30H間を仕切る突起状の壁部(尖鋭突起物)30aが1nm以上50nm以下の間隔Wで多数形成される(図4参照)。   When the precursor is hydrolyzed and subjected to dehydration polycondensation, a film made of silicon oxide or metal oxide is formed. At this time, the organic group R in the precursor is discharged to the outside of the film, and a large number of pores 30H having an average pore diameter of 1 nm to 50 nm are formed on the surface of the film as a discharge path. A large number of such pores 30H and projecting wall portions (sharp projections) 30a partitioning the pores 30H are formed on the surface of the porous film 16 at intervals W of 1 nm or more and 50 nm or less (FIG. 4). reference).

次に、図3(b)に示すように、多孔質膜30の表面にシリコン酸化物又は金属酸化物を物理蒸着する。物理蒸着を行う方法としては、斜方蒸着法やスパッタ法等が好適である。蒸着粒子16aは、多孔膜30の表面をマイグレーションし、多孔質膜30の表面の細孔30H若しくは尖鋭突起物30aを起点として結晶化が進む。その結果、図3(c)に示すように、細孔30H若しくは尖鋭突起物30aを起点として多孔質膜30の表面に多数の柱状の結晶体(カラム)16bが形成される。液晶分子は、柱状結晶体16bの表面に沿って、若しくは、柱状結晶体16bと柱状結晶体16bとの間に形成される溝に沿って配向する。そのため、柱状結晶体16bは配向膜16として機能する。   Next, as shown in FIG. 3B, silicon oxide or metal oxide is physically vapor-deposited on the surface of the porous film 30. As a method for performing physical vapor deposition, oblique vapor deposition, sputtering, and the like are suitable. The vapor deposition particles 16a migrate on the surface of the porous film 30, and crystallization proceeds from the pores 30H or the sharp protrusions 30a on the surface of the porous film 30 as starting points. As a result, as shown in FIG. 3C, a large number of columnar crystals (columns) 16b are formed on the surface of the porous film 30 starting from the pores 30H or the sharp protrusions 30a. The liquid crystal molecules are aligned along the surface of the columnar crystal body 16b or along a groove formed between the columnar crystal body 16b and the columnar crystal body 16b. Therefore, the columnar crystal body 16 b functions as the alignment film 16.

本発明の配向膜の形成方法を従来の配向膜の形成方法と比較する。図5は、特許文献1に記載された従来の配向膜の形成方法を示す図である。図5の方法では、化学研磨によって平坦化された基板110の表面にシリコン酸化物を物理蒸着する(図5(a)、図5(b))。蒸着粒子116aは基板110上をマイグレーションするが、結晶化の起点となる凹凸が存在しないため、結晶化は基板全体で均一に生じない。そのため、物理蒸着で発生、成長させる柱状結晶体116bの形状(傾斜角、径、膜厚)や密度にばらつきが発生し易く、配向膜全体で配向特性を均一化することは難しくなる(図5(c))。   The alignment film forming method of the present invention is compared with a conventional alignment film forming method. FIG. 5 is a diagram showing a conventional method for forming an alignment film described in Patent Document 1. In FIG. In the method of FIG. 5, silicon oxide is physically vapor-deposited on the surface of the substrate 110 flattened by chemical polishing (FIGS. 5A and 5B). Although the vapor deposition particles 116a migrate on the substrate 110, crystallization does not occur uniformly over the entire substrate because there is no unevenness that is the starting point of crystallization. Therefore, the shape (tilt angle, diameter, film thickness) and density of the columnar crystals 116b generated and grown by physical vapor deposition are likely to vary, and it is difficult to make the alignment characteristics uniform throughout the alignment film (FIG. 5). (C)).

一方、本実施形態の配向膜の形成方法では、多孔質膜30を下地として、その上に配向膜を物理蒸着している。そのため、結晶化の起点となる凹凸が基板上に多数存在し、結晶化が基板全体で均一に生じ易い。細孔30Hの形状や密度にはばらつきが存在するが、本実施形態の配向膜の形成方法では、そのような細孔30Hをそのまま配向膜として利用するのではなく、それを柱状結晶体16bの結晶化の起点とするのみなので、柱状結晶体16bの形状や密度は下地の多孔質膜30の影響を受け難くなり、概ね配向膜全体で柱状結晶体16bの形状や密度は均一なものとなる。よって、配向特性が配向膜全体で均一な液晶装置が提供される。   On the other hand, in the method for forming an alignment film of this embodiment, the alignment film is physically vapor-deposited on the porous film 30 as a base. For this reason, a large number of irregularities serving as starting points for crystallization exist on the substrate, and crystallization is likely to occur uniformly throughout the substrate. Although there are variations in the shape and density of the pores 30H, in the alignment film forming method of the present embodiment, such pores 30H are not used as an alignment film as they are, but are used as the alignment crystals 16b. Since it is only used as a starting point for crystallization, the shape and density of the columnar crystal body 16b are hardly affected by the underlying porous film 30, and the shape and density of the columnar crystal body 16b are generally uniform over the entire alignment film. . Therefore, a liquid crystal device having uniform alignment characteristics throughout the alignment film is provided.

また、多孔質膜30は前駆体を含む溶液を塗布して形成されるので、下地に電極や配線等によって形成された凹凸が存在しても、その凹凸の段差を平坦化することができる。そのため、液晶層の層厚が均一な液晶装置が提供できる。さらに、配向膜16と多孔質膜30は、いずれもシリコン酸化物又は金属酸化物によって形成されるため、配向膜16と多孔質膜30との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   In addition, since the porous film 30 is formed by applying a solution containing a precursor, even if unevenness formed by an electrode, wiring, or the like exists on the base, the unevenness step can be flattened. Therefore, a liquid crystal device having a uniform liquid crystal layer thickness can be provided. Furthermore, since both the alignment film 16 and the porous film 30 are formed of silicon oxide or metal oxide, the adhesion between the alignment film 16 and the porous film 30 is improved, and the yield is improved.

[第2実施形態]
図6は、第2実施形態の液晶装置に用いられる素子基板10の断面図である。本実施形態において第1実施形態と異なる点は、多孔質膜32の下地にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる絶縁膜31を形成した点である。よって、第1実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the element substrate 10 used in the liquid crystal device of the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that an insulating film 31 made of silicon oxide or metal oxide is formed on the base of the porous film 32. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

素子基板10上には、画素電極9と絶縁膜31と多孔質膜32と配向膜16とが順に積層されている。絶縁膜31は、シリコン酸化物又は金属酸化物によって形成されている。絶縁膜31は、CVD法によって形成されるとともに化学研磨によって平坦化され、多孔質膜32よりも緻密な膜となっている。絶縁膜31は、好ましくは多孔質膜32と主成分が同じ材料によって形成される。そのため、絶縁膜31と多孔質膜32との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   On the element substrate 10, the pixel electrode 9, the insulating film 31, the porous film 32, and the alignment film 16 are sequentially stacked. The insulating film 31 is made of silicon oxide or metal oxide. The insulating film 31 is formed by a CVD method and flattened by chemical polishing, and is a denser film than the porous film 32. The insulating film 31 is preferably made of the same material as that of the porous film 32. Therefore, the adhesion between the insulating film 31 and the porous film 32 is improved, and the yield is improved.

多孔質膜32の形成方法及び配向膜16の形成方法は、第1実施形態で説明した多孔質膜30の形成方法及び配向膜16の形成方法と同じである。図示は省略したが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と絶縁膜と多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。対向基板20側の絶縁膜、多孔質膜、及び配向膜22の構成及び形成方法は、それぞれ素子基板10側の絶縁膜31、多孔質膜32、及び配向膜16の構成及び形成方法と同じである。   The formation method of the porous film 32 and the formation method of the alignment film 16 are the same as the formation method of the porous film 30 and the formation method of the alignment film 16 described in the first embodiment. Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the insulating film, the porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The configuration and formation method of the insulating film, the porous film, and the alignment film 22 on the counter substrate 20 side are the same as the configuration and formation method of the insulating film 31, the porous film 32, and the alignment film 16 on the element substrate 10 side, respectively. is there.

[第3実施形態]
図7は、第3実施形態の液晶装置に用いられる素子基板10の断面図である。本実施形態において第1実施形態と異なる点は、多孔質膜35を複数の多孔質膜(第1多孔質膜33、第2多孔質膜34)によって形成した点である。よって、第1実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the element substrate 10 used in the liquid crystal device of the third embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that the porous film 35 is formed of a plurality of porous films (first porous film 33 and second porous film 34). Therefore, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

素子基板10上には、画素電極9と第1多孔質膜33と第2多孔質膜34と配向膜16とが順に積層されている。図7では、多孔質膜35は、第1多孔質膜33と第2多孔質膜34の2層によって形成されているが、多孔質膜の構成はこれに限らず、3層以上の多孔質膜の上に配向膜16を形成しても良い。   On the element substrate 10, the pixel electrode 9, the first porous film 33, the second porous film 34, and the alignment film 16 are sequentially stacked. In FIG. 7, the porous film 35 is formed by two layers of the first porous film 33 and the second porous film 34, but the configuration of the porous film is not limited to this, and the porous film has three or more layers. The alignment film 16 may be formed on the film.

第1多孔質膜33と第2多孔質膜34は互いに異なる材料によって形成されている。多孔質膜35のうち配向膜16と接する部分の第2多孔質膜34は、配向膜16と主成分が同じ材料によって形成され、画素電極9と接する部分の第1多孔質膜33は、画素電極9を構成する金属の酸化物を主成分として形成されている。例えば、画素電極9がアルミニウムによって形成され、配向膜16がシリコン酸化物によって形成されている場合には、第1多孔質膜33はアルミニウム酸化物によって形成され、第2多孔質膜34はシリコン酸化物によって形成される。   The first porous film 33 and the second porous film 34 are made of different materials. The second porous film 34 in contact with the alignment film 16 in the porous film 35 is formed of the same material as the main component of the alignment film 16, and the first porous film 33 in contact with the pixel electrode 9 is a pixel. It is formed with a metal oxide constituting the electrode 9 as a main component. For example, when the pixel electrode 9 is made of aluminum and the alignment film 16 is made of silicon oxide, the first porous film 33 is made of aluminum oxide and the second porous film 34 is made of silicon oxide. Formed by things.

第1多孔質膜33と第2多孔質膜34は、いずれもシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドを前駆体として用いたゾルゲル法によって形成されている。すなわち、多孔質膜35を形成する工程では、溶液に含まれる前駆体を順次変えながら前記溶液の塗布と前記前駆体の加水分解処理及び脱水重縮合処理とを繰り返すことにより、互いに材料の異なる複数の多孔質膜33,34を素子基板10上に順次積層する。   Both the first porous film 33 and the second porous film 34 are formed by a sol-gel method using silicon alkoxide or metal alkoxide as a precursor. That is, in the step of forming the porous film 35, a plurality of materials having different materials can be obtained by repeating the application of the solution and the hydrolysis and dehydration polycondensation of the precursor while sequentially changing the precursor contained in the solution. The porous films 33 and 34 are sequentially stacked on the element substrate 10.

この構成によれば、画素電極9と多孔質膜35との密着性、多孔質膜35と配向膜16との密着性、並びに、画素電極9上に積層された複数の多孔質膜33,34同士の密着性が良好になり、歩留まりが向上する。   According to this configuration, the adhesion between the pixel electrode 9 and the porous film 35, the adhesion between the porous film 35 and the alignment film 16, and the plurality of porous films 33 and 34 stacked on the pixel electrode 9. Adhesion between each other is improved and the yield is improved.

配向膜16の形成方法は、第1実施形態で説明した配向膜16の形成方法と同じである。図示は省略したが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と第1多孔質膜と第2多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。対向基板20側の第1多孔質膜、第2多孔質膜、及び配向膜22の構成及び形成方法は、それぞれ素子基板10側の第1多孔質膜33、第2多孔質膜34、及び配向膜16の構成及び形成方法と同じである。   The method for forming the alignment film 16 is the same as the method for forming the alignment film 16 described in the first embodiment. Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the first porous film, the second porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The configuration and formation method of the first porous film, the second porous film, and the alignment film 22 on the counter substrate 20 side are respectively the first porous film 33, the second porous film 34, and the alignment film on the element substrate 10 side. The configuration and the formation method of the film 16 are the same.

[第4実施形態]
図8は、第4実施形態の液晶装置に用いられる素子基板10の断面図である。本実施形態において第1実施形態と異なる点は、多孔質膜36を複数の材料の混合物の膜によって形成した点である。よって、第1実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the element substrate 10 used in the liquid crystal device of the fourth embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the porous film 36 is formed by a film made of a mixture of a plurality of materials. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

多孔質膜36は、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜として形成されている。複数の材料のうちいずれか1つの材料は、配向膜16と主成分が同じ材料であり、他のいずれか1つの材料は、画素電極9を構成する金属の酸化物が主成分である。例えば、画素電極9がアルミニウムによって形成され、配向膜16がシリコン酸化物によって形成されている場合には、多孔質膜36はアルミニウム酸化物とシリコン酸化物とを含む混合物の膜として形成される。   The porous film 36 is formed as a film of a mixture of a plurality of materials each made of silicon oxide or metal oxide. Any one of the plurality of materials is the same material as that of the alignment film 16, and any one of the other materials is mainly composed of a metal oxide constituting the pixel electrode 9. For example, when the pixel electrode 9 is formed of aluminum and the alignment film 16 is formed of silicon oxide, the porous film 36 is formed as a film of a mixture containing aluminum oxide and silicon oxide.

多孔質膜36は、シリコンアルコキシド又は金属アルコキシドを前駆体として用いたゾルゲル法によって形成されている。すなわち、多孔質膜36を形成する工程では、各々がシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる複数の前駆体を含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜からなる多孔質膜36を形成する。   The porous film 36 is formed by a sol-gel method using silicon alkoxide or metal alkoxide as a precursor. That is, in the step of forming the porous film 36, a solution containing a plurality of precursors each made of silicon alkoxide or metal alkoxide is used, the precursor is subjected to hydrolysis treatment and dehydration polycondensation treatment, and each is oxidized into silicon. A porous film 36 made of a mixture of a plurality of materials made of a material or a metal oxide is formed.

この構成によれば、画素電極9と多孔質膜36との密着性、及び、多孔質膜36と配向膜16との密着性が良好になり、歩留まりが向上する。また、第3実施形態のように複数の多孔質膜を積層するものに比べて、多孔質膜全体の厚みを薄くすることができる。そのため、液晶層を挟む電極間に大きな寄生容量が発生しないようにすることができる。   According to this configuration, the adhesion between the pixel electrode 9 and the porous film 36 and the adhesion between the porous film 36 and the alignment film 16 are improved, and the yield is improved. In addition, the thickness of the entire porous film can be reduced as compared with a structure in which a plurality of porous films are stacked as in the third embodiment. Therefore, a large parasitic capacitance can be prevented from occurring between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer.

配向膜16の形成方法は、第1実施形態で説明した配向膜16の形成方法と同じである。図示は省略したが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。対向基板20側の多孔質膜及び配向膜22の構成及び形成方法は、それぞれ素子基板10側の多孔質膜36及び配向膜16の構成及び形成方法と同じである。   The method for forming the alignment film 16 is the same as the method for forming the alignment film 16 described in the first embodiment. Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The configuration and formation method of the porous film and the alignment film 22 on the counter substrate 20 side are the same as the configuration and formation method of the porous film 36 and the alignment film 16 on the element substrate 10 side, respectively.

[第5実施形態]
図9は、第5実施形態の液晶装置に用いられる素子基板10の断面図である。本実施形態において第1実施形態と異なる点は、多孔質膜37に画素電極9よりも仕事関数が大きい金属成分37aを含有させた点である。よって、第1実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view of the element substrate 10 used in the liquid crystal device of the fifth embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that a metal component 37 a having a work function larger than that of the pixel electrode 9 is contained in the porous film 37. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

金属成分37aは、画素電極9と多孔質膜37とを合わせた層の仕事関数を共通電極21の仕事関数に近づけるために設けられる。すなわち、アルミニウム等の金属材料からなる画素電極9の仕事関数は、ITO等の透明導電材料からなる共通電極21の仕事関数よりも小さい。そのため、長時間液晶装置を動作させると、表示画像にフリッカーが発生したり、液晶層から発生するイオン不純物の偏析によって表示画像に焼きつきを生じたりする(例えば、特開2005−49817号公報を参照)。   The metal component 37 a is provided in order to make the work function of the layer including the pixel electrode 9 and the porous film 37 close to the work function of the common electrode 21. That is, the work function of the pixel electrode 9 made of a metal material such as aluminum is smaller than the work function of the common electrode 21 made of a transparent conductive material such as ITO. Therefore, when the liquid crystal device is operated for a long time, flicker is generated in the display image, or the display image is burned out due to segregation of ionic impurities generated from the liquid crystal layer (see, for example, JP-A-2005-49817). reference).

そこで、本実施形態の液晶装置では、金属成分37aとして、共通電極21の仕事関数よりも大きい仕事関数を有する金属成分を多孔質膜37の内部に均一に含有させ、画素電極9と多孔質膜37とを合わせた層の仕事関数を共通電極21の仕事関数と許容誤差範囲内(例えば±2%の範囲内)で一致させるようにしている。これにより、焼きつきやフリッカーの発生を抑制することが可能となる。   Therefore, in the liquid crystal device of the present embodiment, as the metal component 37a, a metal component having a work function larger than the work function of the common electrode 21 is uniformly contained in the porous film 37, so that the pixel electrode 9 and the porous film are contained. The work function of the layer combined with 37 is made to coincide with the work function of the common electrode 21 within an allowable error range (for example, within a range of ± 2%). Thereby, it is possible to suppress the occurrence of burn-in and flicker.

金属成分37aとしては、仕事関数が共通電極21よりも大きい金属であるNi、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)等が用いられる。これらの金属は、粒径50nm以下のナノ粒子の形で多孔質膜37の内部に分散させても良いし、多孔質膜37を構成するシリコン酸化物のシリコン又は金属酸化物の金属の一部を当該金属成分37aで置換することにより多孔質膜37の内部に含有させても良い。   As the metal component 37a, Ni, platinum (Pt), palladium (Pd), gold (Au), or the like, which is a metal having a work function larger than that of the common electrode 21, is used. These metals may be dispersed inside the porous film 37 in the form of nanoparticles having a particle size of 50 nm or less, or a part of the silicon oxide silicon or metal oxide metal constituting the porous film 37. May be contained in the porous film 37 by substituting with the metal component 37a.

多孔質膜37は、シリコンアルコキシド又は金属アルコキシドを前駆体として用いたゾルゲル法によって形成されている。すなわち、多孔質膜37を形成する工程では、シリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる前駆体と、共通電極21よりも仕事関数の大きい金属成分37aの微粒子又は当該金属のアルコキシドとを含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、金属成分37aを含む多孔質膜37を形成する。   The porous film 37 is formed by a sol-gel method using silicon alkoxide or metal alkoxide as a precursor. That is, in the step of forming the porous film 37, a solution containing a precursor made of silicon alkoxide or metal alkoxide, fine particles of a metal component 37a having a work function larger than that of the common electrode 21, or an alkoxide of the metal is used. The precursor is subjected to hydrolysis treatment and dehydration polycondensation treatment to form a porous film 37 containing a metal component 37a.

配向膜16の形成方法は、第1実施形態で説明した配向膜16の形成方法と同じである。図示は省略したが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。対向基板20側の多孔質膜及び配向膜22の構成及び形成方法は、それぞれ素子基板10側の多孔質膜37及び配向膜16の構成及び形成方法と同じであるが、対向基板20側の多孔質膜には、金属成分37aが含まれていない点のみ異なる。   The method for forming the alignment film 16 is the same as the method for forming the alignment film 16 described in the first embodiment. Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The configuration and formation method of the porous film and the alignment film 22 on the counter substrate 20 side are the same as the configuration and formation method of the porous film 37 and the alignment film 16 on the element substrate 10 side, respectively. The only difference is that the metal film does not contain the metal component 37a.

[第6実施形態]
図10は、第6実施形態の液晶装置に用いられる素子基板10の断面図である。図11は、多孔質膜38のSEM写真(平面図)である。本実施形態において第1実施形態と異なる点は、多孔質膜38の表面にイオンビームを照射し、該イオンビームによって多孔質膜38の一部を削り取り、若しくは、削り取った多孔質膜の粒子を素子基板10上に再付着させて、イオンビームの照射方向に沿った複数の溝を形成している点である。よって、第1実施形態と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the element substrate 10 used in the liquid crystal device of the sixth embodiment. FIG. 11 is an SEM photograph (plan view) of the porous film 38. This embodiment is different from the first embodiment in that the surface of the porous film 38 is irradiated with an ion beam, and a part of the porous film 38 is scraped off by the ion beam, or particles of the porous film scraped off are removed. A plurality of grooves are formed along the ion beam irradiation direction by being reattached on the element substrate 10. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

図11(a)、図11(b)、図11(c)、図11(d)は、それぞれイオンビームの照射方向を素子基板10の板面と平行な方向から15°、30°、45°、75°だけ傾いた方向とした場合の多孔質膜38の表面のSEM写真である。素子基板10の板面と平行な方向とは、素子基板10の基板本体10A(図1参照)であるガラス基板の板面と平行な方向をいう。基板本体10Aであるガラス基板の表面は化学研磨等により平滑に形成されている。   11 (a), 11 (b), 11 (c), and 11 (d), the irradiation direction of the ion beam is 15 °, 30 °, and 45 from the direction parallel to the plate surface of the element substrate 10, respectively. It is a SEM photograph of the surface of the porous membrane 38 in the case where the direction is inclined by ° and 75 °. The direction parallel to the plate surface of the element substrate 10 refers to a direction parallel to the plate surface of the glass substrate which is the substrate body 10A (see FIG. 1) of the element substrate 10. The surface of the glass substrate which is the substrate body 10A is formed smoothly by chemical polishing or the like.

多孔質膜38の溝の延在方向は、イオンビームの照射方向に依存する。例えば、図11(a)、図11(b)、図11(c)、図11(d)の多孔質膜の溝の延在方向は、方位角方向がイオンビームの照射方向と概ね一致しており、また極角方向がイオンビームの照射角度に依存している。多孔質膜38の表面に形成される柱状結晶体の成長方向は、多孔質膜38の溝の延在方向に依存する。液晶分子は柱状結晶体に沿って配向するため、液晶分子の方位角配向方向と極角配向方向(プレチルト角)はイオンビームの照射方向によって制御することができる。また、図11に示すように、イオンビームによって細孔の孔径を小さくすることもできる。そのため、多孔質膜38の表面をイオンビームで処理せずに物理蒸着によって柱状結晶体を成長させる場合に比べて、結晶化の起点が多くなり、柱状結晶体の結晶化も更に均一化することが可能となる。また、多孔質膜38の溝の延在方向を反映して柱状結晶体にも異方性が生じることにより、液晶分子の倒れる方位角が明確になり、応答性と配向均一性を改善することが可能となる。   The extending direction of the groove of the porous film 38 depends on the irradiation direction of the ion beam. For example, the extending direction of the groove of the porous film in FIGS. 11 (a), 11 (b), 11 (c), and 11 (d) almost coincides with the irradiation direction of the ion beam. In addition, the polar angle direction depends on the irradiation angle of the ion beam. The growth direction of the columnar crystals formed on the surface of the porous film 38 depends on the extending direction of the grooves of the porous film 38. Since the liquid crystal molecules are aligned along the columnar crystal, the azimuthal orientation direction and polar angle orientation direction (pretilt angle) of the liquid crystal molecules can be controlled by the ion beam irradiation direction. As shown in FIG. 11, the pore diameter can be reduced by an ion beam. Therefore, compared to the case where the columnar crystal is grown by physical vapor deposition without treating the surface of the porous film 38 with an ion beam, the number of crystallization starting points is increased, and the crystallization of the columnar crystal is further uniformized. Is possible. In addition, anisotropy also occurs in the columnar crystal reflecting the extending direction of the groove of the porous film 38, thereby clarifying the azimuth angle at which the liquid crystal molecules are tilted and improving the responsiveness and alignment uniformity. Is possible.

配向膜16の形成方法は、第1実施形態で説明した配向膜16の形成方法と同じである。図示は省略したが、対向基板20側の配向膜22の構成も素子基板10側と同じである。すなわち、対向基板20上には、共通電極21と多孔質膜と配向膜22とが順に積層されている。対向基板20側の多孔質膜及び配向膜22の構成及び形成方法は、それぞれ素子基板10側の多孔質膜38及び配向膜16の構成及び形成方法と同じである。   The method for forming the alignment film 16 is the same as the method for forming the alignment film 16 described in the first embodiment. Although not shown, the configuration of the alignment film 22 on the counter substrate 20 side is the same as that on the element substrate 10 side. That is, the common electrode 21, the porous film, and the alignment film 22 are sequentially stacked on the counter substrate 20. The configuration and formation method of the porous film and the alignment film 22 on the counter substrate 20 side are the same as the configuration and formation method of the porous film 38 and the alignment film 16 on the element substrate 10 side, respectively.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、液晶装置100を反射型液晶装置としたが、本発明は反射型液晶装置だけでなく、透過型液晶装置にも適用可能なものである。液晶装置の主な用途としては液晶プロジェクターのライトバルブ(光変調装置)が挙げられるが、直視型の液晶装置(液晶ディスプレイ)に本発明を適用しても良い。   The preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the liquid crystal device 100 is a reflective liquid crystal device, but the present invention is applicable not only to a reflective liquid crystal device but also to a transmissive liquid crystal device. A main application of the liquid crystal device is a light valve (light modulation device) of a liquid crystal projector, but the present invention may be applied to a direct-view type liquid crystal device (liquid crystal display).

9…画素電極(第1電極)、10…素子基板(第1基板)、16…第1配向膜、16b…柱状結晶体、20…対向基板(第2基板)、21…共通電極(第2電極)、22…第2配向膜、30,32,33,34,35,36,37,38…多孔質膜、30H…細孔、31…絶縁膜、37a…金属成分、100…液晶装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Pixel electrode (first electrode), 10 ... Element substrate (first substrate), 16 ... First alignment film, 16b ... Columnar crystal, 20 ... Counter substrate (second substrate), 21 ... Common electrode (second electrode) Electrode), 22 ... second alignment film, 30, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 ... porous film, 30H ... pore, 31 ... insulating film, 37a ... metal component, 100 ... liquid crystal device

Claims (12)

表面に複数の細孔を有する多孔質膜と、前記多孔質膜の表面に形成された複数の柱状の結晶体を有する配向膜と、を備えていることを特徴とする液晶装置。   A liquid crystal device comprising: a porous film having a plurality of pores on a surface; and an alignment film having a plurality of columnar crystals formed on the surface of the porous film. 前記配向膜と前記多孔質膜は、いずれもシリコン酸化物又は金属酸化物によって形成さ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 alignment film and the porous film are both formed of silicon oxide or metal oxide. 前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成されており、前記多孔質膜は、互いに異なる材料で形成された複数の多孔質膜を積層したものからなり、前記複数の多孔質膜のうち前記配向膜と接する部分の多孔質膜は、前記配向膜と主成分が同じ材料によって形成され、前記複数の多孔質膜のうち前記電極と接する部分の多孔質膜は、前記電極を構成する金属の酸化物を主成分として形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶装置。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and the porous film is formed by laminating a plurality of porous films formed of different materials, and the plurality of porous films Of these, the porous film in the portion in contact with the alignment film is formed of the same material as the main component of the alignment film, and the porous film in the portion in contact with the electrode among the plurality of porous films constitutes the electrode. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the liquid crystal device is formed using a metal oxide as a main component. 前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成されており、前記多孔質膜は、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜からなり、前記複数の材料のうちいずれか1つの材料は、前記配向膜と主成分が同じ材料であり、他のいずれか1つの材料は、前記電極を構成する金属の酸化物が主成分であることを特徴とする請求項2に記載の液晶装置。   The porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and the porous film is a film of a mixture of a plurality of materials each made of silicon oxide or metal oxide. Any one of the materials is a material whose main component is the same as that of the alignment film, and any one of the other materials is a metal oxide constituting the electrode as a main component. 2. A liquid crystal device according to 2. 前記多孔質膜は、第1電極を備えた第1基板上に形成されており、前記第1基板の前記配向膜を挟んで反対側には、液晶層を介して、表面に第2電極が形成された第2基板が配置され、前記第2電極は前記第1電極よりも仕事関数が大きく、前記多孔質膜には、前記第2電極よりも仕事関数の大きい金属成分が含まれていることを特徴とする請求項2に記載の液晶装置。   The porous film is formed on a first substrate provided with a first electrode, and on the opposite side of the alignment film of the first substrate, a second electrode is formed on the surface via a liquid crystal layer. The formed second substrate is disposed, the second electrode has a work function larger than that of the first electrode, and the porous film contains a metal component having a work function larger than that of the second electrode. The liquid crystal device according to claim 2. 前記多孔質膜には、平均孔径が1nm以上50nm以下となる複数の細孔が1nm以上50nm以下の間隔で形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶装置。   6. The porous film according to claim 1, wherein a plurality of pores having an average pore diameter of 1 nm to 50 nm are formed at intervals of 1 nm to 50 nm in the porous film. Liquid crystal device. 基板上にシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる前駆体を含む溶液を塗布し、前記前駆体を加水分解及び脱水重縮合させて、前記基板上にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる多孔質膜を形成する工程と、前記多孔質膜の表面にシリコン酸化物又は金属酸化物を物理蒸着して複数の柱状の結晶体を有する配向膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。   A porous film made of silicon oxide or metal oxide is formed on the substrate by applying a solution containing a precursor made of silicon alkoxide or metal alkoxide on the substrate and hydrolyzing and dehydrating polycondensation of the precursor. And a step of physically depositing silicon oxide or metal oxide on the surface of the porous film to form an alignment film having a plurality of columnar crystals. Method. 前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程を行う前に、前記多孔質膜と前記電極との界面にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる絶縁膜を形成する工程を含む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 porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and an insulating layer made of silicon oxide or metal oxide is formed at the interface between the porous film and the electrode before performing the step of forming the porous film. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 7, further comprising a step of forming a film. 前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液に含まれる前駆体を順次変えながら前記溶液の塗布と前記前駆体の加水分解処理及び脱水重縮合処理とを繰り返すことにより、互いに材料の異なる複数の多孔質膜を基板上に積層し、前記複数の多孔質膜のうち前記配向膜と接する部分の多孔質膜を前記配向膜と主成分が同じ材料によって形成し、前記複数の多孔質膜のうち前記電極と接する部分の多孔質膜は、前記電極を構成する金属の酸化物を主成分として形成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 porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and in the step of forming the porous film, the solution is applied and the precursor is hydrolyzed while sequentially changing the precursor contained in the solution. By repeating the dehydration polycondensation treatment, a plurality of porous films of different materials are laminated on the substrate, and the porous film in a portion in contact with the alignment film among the plurality of porous films is mainly formed with the alignment film. The component is formed of the same material, and a porous film in a portion in contact with the electrode among the plurality of porous films is formed mainly of an oxide of a metal constituting the electrode. A method for producing a liquid crystal device according to claim 1. 前記多孔質膜は、電極を備えた基板上に形成され、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液として、各々がシリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる複数の前駆体を含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、各々がシリコン酸化物又は金属酸化物からなる複数の材料の混合物の膜からなる多孔質膜を形成し、前記複数の材料のうちいずれか1つの材料は、前記配向膜と主成分が同じ材料であり、他のいずれか1つの材料は、前記電極を構成する金属の酸化物と主成分が同じ材料であ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 porous film is formed on a substrate provided with an electrode, and in the step of forming the porous film, a solution containing a plurality of precursors each made of silicon alkoxide or metal alkoxide is used as the solution, The precursor is subjected to hydrolysis treatment and dehydration polycondensation treatment to form a porous film made of a mixture of a plurality of materials each made of silicon oxide or metal oxide, and any one of the plurality of materials 8. The material according to claim 7, wherein the main component is the same material as the alignment film, and the other material is the same material as the main component of the metal oxide constituting the electrode. A method for producing a liquid crystal device according to claim 1. 前記液晶装置は、第1電極を備えた第1基板と、第2電極を備えた第2基板との間に液晶層を挟持した構成を有し、前記第2電極は前記第1電極よりも仕事関数が大きく、前記多孔質膜は前記第1電極の表面に形成されており、前記多孔質膜を形成する工程では、前記溶液として、シリコンアルコキシド又は金属アルコキシドからなる前駆体と、前記第2電極よりも仕事関数の大きい金属の微粒子又は当該金属のアルコキシドとを含む溶液を用い、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して、前記金属を含む多孔質膜を形成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 liquid crystal device has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate having a first electrode and a second substrate having a second electrode, the second electrode being more than the first electrode. The work function is large, and the porous film is formed on the surface of the first electrode. In the step of forming the porous film, as the solution, a precursor made of silicon alkoxide or metal alkoxide, and the second A porous membrane containing the metal is formed by hydrolyzing and dehydrating polycondensation the precursor using a solution containing fine metal particles having a work function larger than that of the electrode or an alkoxide of the metal. A method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 7. 前記多孔質膜を形成する工程は、前記前駆体を加水分解処理及び脱水重縮合処理して前記基板上にシリコン酸化物又は金属酸化物からなる多孔質膜を形成した後、前記多孔質膜の表面にイオンビームを照射し、前記イオンビームによって前記多孔質膜の一部を削り取り、若しくは、削り取った前記多孔質膜の粒子を前記基板上に再付着させて、前記イオンビームの照射方向に沿った複数の溝を形成する工程を含む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。   In the step of forming the porous film, the precursor is hydrolyzed and dehydrated and polycondensed to form a porous film made of silicon oxide or metal oxide on the substrate. Irradiating the surface with an ion beam, scraping off a part of the porous film by the ion beam, or reattaching the particles of the porous film scraped off along the substrate, along the irradiation direction of the ion beam. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 7, further comprising a step of forming a plurality of grooves.
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