JP2013160975A - Liquid crystal device, manufacturing method of the same and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、液晶装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and an electronic apparatus including the liquid crystal device.
液晶装置は、一対の基板間に挟持された液晶層を有している。液晶装置の製造過程において液晶層に不純物が混じると、不純物の影響で初期的な表示欠陥が生じたり、焼き付きなど長期間に渡っての表示品質の確保が困難になるといった信頼性に纏わる課題が生ずるおそれがあった。 The liquid crystal device includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates. When impurities are mixed in the liquid crystal layer in the manufacturing process of the liquid crystal device, there are problems related to reliability such as initial display defects due to the impurities and difficulty in ensuring display quality over a long period of time such as burn-in. There was a risk of it occurring.
このような不純物による液晶層の汚染を低減するために、特許文献1〜特許文献3には、一対の基板間に液晶を注入するにあたって、専用の流入経路を設け、流入経路の配向膜に不純物をトラップさせ、表示領域に不純物を到達させ難くする方法が開示されている。 In order to reduce the contamination of the liquid crystal layer due to such impurities, Patent Documents 1 to 3 provide a dedicated inflow path for injecting liquid crystal between a pair of substrates, and the impurity in the alignment film of the inflow path A method is disclosed in which impurities are trapped to make it difficult for impurities to reach the display region.
しかしながら、例えば液晶装置が小型化すると十分な専用の流入経路を設けることが困難になり、流入経路の配向膜に不純物を効率的にトラップすることができなくなるという課題があった。
また、不純物をトラップさせる配向膜として上記特許文献に示されているポリイミド系の有機配向膜を用いた場合、有機配向膜は外光や照明装置などの光によって劣化し易く、有機配向膜の劣化に伴って一旦トラップされた不純物が表示領域に拡散して、表示品質を低下させるおそれがあった。
However, for example, when the liquid crystal device is downsized, it becomes difficult to provide a sufficient dedicated inflow path, and there is a problem that impurities cannot be efficiently trapped in the alignment film in the inflow path.
In addition, when the polyimide-based organic alignment film shown in the above-mentioned patent document is used as an alignment film for trapping impurities, the organic alignment film is easily deteriorated by light from outside light or a lighting device, and the organic alignment film is deteriorated. As a result, the impurities once trapped may diffuse into the display region, resulting in a reduction in display quality.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る液晶装置は、一対の基板と、所定の間隔をおいて対向配置された前記一対の基板を接着する第1シール部と、接着された前記一対の基板間に液晶を注入するために前記第1シール部に設けられた第1注入口と、前記第1シール部よりも内側に配置され、前記第1シール部の前記第1注入口が設けられた辺部以外の辺部側において画素領域に連通する第2注入口を有して前記液晶の迂回進入経路を前記第1シール部との間で構成する第2シール部と、前記一対の基板の前記液晶側にそれぞれ設けられた無機配向膜と、を有し、前記一対の基板の少なくとも一方において、前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記画素領域における前記無機配向膜よりも、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が向いた部分を多く有することを特徴とする。 Application Example 1 A liquid crystal device according to this application example includes a pair of substrates, a first seal portion that bonds the pair of substrates opposed to each other at a predetermined interval, and the pair of bonded substrates A first injection port provided in the first seal portion for injecting liquid crystal into the first seal portion, and a side disposed inside the first seal portion and provided with the first injection port of the first seal portion A second seal portion having a second inlet that communicates with the pixel region on the side of the side other than the portion, and forming a detour approach path for the liquid crystal between the first seal portion and the pair of substrates. An inorganic alignment film provided on each of the liquid crystal sides, and in at least one of the pair of substrates, the inorganic alignment film in the bypass approach path is more detoured than the inorganic alignment film in the pixel region. Resistant to the liquid crystal entering direction in the path And having many parts alignment direction is oriented in the direction that.
この構成によれば、迂回進入経路における無機配向膜が、画素領域よりも液晶の進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が向いた部分を多く有する。したがって、第1シール部と第2シール部とにより単に液晶の迂回進入経路を構成する場合に比べて、迂回進入経路における液晶の進入速度が低下して、液晶中に不純物が含まれていた場合には、当該不純物を無機配向膜に効率的にトラップさせることができる。
また、無機配向膜は、ポリイミドなどの有機配向膜を用いる場合に比べて、照射される光によって劣化し難いので、一旦トラップされた不純物が光の照射によって拡散することを防ぐことができる。
ゆえに、画素領域に不純物が拡散し難く、不純物に起因する初期的な表示不具合が低減されると共に、耐光性に優れ高い信頼性を有する液晶装置を提供できる。
なお、ここで言う不純物とは、液晶自体に本来含まれない金属などの無機物や樹脂などの有機物、またはこれらの混合物、あるいはこれらのイオン性物質を指す。
According to this configuration, the inorganic alignment film in the bypass approach path has more portions in which the alignment processing direction is directed in a direction against the liquid crystal entry direction than in the pixel region. Therefore, when the liquid crystal entry speed is reduced and the liquid crystal contains impurities compared to the case where the first seal portion and the second seal portion simply constitute the liquid crystal bypass approach route. In this case, the impurities can be efficiently trapped in the inorganic alignment film.
In addition, since the inorganic alignment film is less likely to be deteriorated by the irradiated light as compared with the case where an organic alignment film such as polyimide is used, the impurities once trapped can be prevented from diffusing by the light irradiation.
Therefore, it is difficult for impurities to diffuse into the pixel region, an initial display defect due to the impurities can be reduced, and a liquid crystal device having excellent light resistance and high reliability can be provided.
Note that the impurities referred to here refer to inorganic substances such as metals, organic substances such as resins, mixtures thereof, or ionic substances that are not originally included in the liquid crystal itself.
[適用例2]上記適用例に係る液晶装置であって、前記一対の基板のそれぞれにおいて、前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が向いた部分を有することが好ましい。
この構成によれば、迂回進入経路における液晶の進入速度低下処理が一対の基板のそれぞれの無機配向膜に施されているので、迂回進入経路においてより効率的に不純物がトラップされる。
Application Example 2 In the liquid crystal device according to the application example described above, in each of the pair of substrates, the inorganic alignment film in the bypass approach path resists an entrance direction of the liquid crystal in the bypass approach path. It is preferable to have a portion in which the orientation processing direction is oriented in the direction.
According to this configuration, since the approach speed reduction process of the liquid crystal in the bypass approach path is performed on each of the inorganic alignment films of the pair of substrates, impurities are trapped more efficiently in the bypass approach path.
[適用例3]上記適用例に係る液晶装置において、前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して反対方向に配向処理方向が向いた部分を有することが好ましい。
この構成によれば、迂回進入経路における液晶の進入速度が低下し易く、より効率的に不純物がトラップされる。
Application Example 3 In the liquid crystal device according to the application example described above, the inorganic alignment film in the bypass approach path has a portion in which the alignment treatment direction is opposite to the liquid crystal entrance direction in the bypass approach path. It is preferable.
According to this configuration, the approach speed of the liquid crystal in the bypass approach path is likely to decrease, and impurities are trapped more efficiently.
[適用例4]上記適用例に係る液晶装置において、前記画素領域は、平面視で略長方形であり、前記第1注入口および前記第2注入口は、前記画素領域の長辺に沿った部分に設けられ、前記迂回進入経路のうち前記画素領域の短辺に沿った部分における前記無機配向膜の配向処理方向が前記液晶の進入方向に対して反対方向に向いていることが好ましい。
この構成によれば、第1注入口から進入した液晶は画素領域の長辺に沿った部分を回り込んでから、無機配向膜の配向処理方向が液晶の進入方向に対して反対方向に向いている短辺側の迂回進入経路に入る。したがって、画素領域の短辺に沿った部分に第1注入口が存在する場合に比べて、配向処置方向が液晶の進入方向に対して反対方向に向いている部分に入るまでに液晶の進入速度を低下させることができる。すなわち、より効率的に不純物がトラップされる。
Application Example 4 In the liquid crystal device according to the application example, the pixel region is substantially rectangular in plan view, and the first injection port and the second injection port are portions along the long side of the pixel region. It is preferable that the alignment treatment direction of the inorganic alignment film in a portion along the short side of the pixel region in the detour approach path is opposite to the liquid crystal entrance direction.
According to this configuration, the liquid crystal entering from the first injection port wraps around the portion along the long side of the pixel region, and then the alignment treatment direction of the inorganic alignment film is directed in the opposite direction to the liquid crystal entering direction. Enter the detour approach route on the short side. Therefore, compared with the case where the first injection port exists in the portion along the short side of the pixel region, the liquid crystal entry speed is reached before entering the portion where the alignment treatment direction is opposite to the liquid crystal entrance direction. Can be reduced. That is, impurities are trapped more efficiently.
[適用例5]上記適用例に係る液晶装置において、前記一対の基板のうちの一方の基板は、前記画素領域に配列した複数の画素電極と、前記画素電極ごとに対応して設けられたトランジスターとを含み、前記一方の基板において、前記迂回進入経路の前記無機配向膜の配向処理方向が前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して抗する方向に向いた部分を有することが好ましい。
この構成によれば、画素電極やトランジスターなどの画素回路が形成された一方の基板の画素領域の周辺部分には、画素回路に繋がる配線などが配置され、その表面状態が凹凸になり易い。したがって、凹凸を有する表面に形成された無機配向膜の表面にも凹凸が生じ、迂回進入経路における無機配向膜の実質的な表面積が増加して効果的に不純物がトラップされる。
Application Example 5 In the liquid crystal device according to the application example, one of the pair of substrates includes a plurality of pixel electrodes arranged in the pixel region and a transistor provided corresponding to each pixel electrode. Preferably, the one substrate has a portion in which the alignment treatment direction of the inorganic alignment film in the bypass approach path is in a direction opposite to the liquid crystal entrance direction in the bypass approach path.
According to this configuration, the wiring connected to the pixel circuit is disposed in the peripheral portion of the pixel region of the one substrate on which the pixel circuit such as the pixel electrode and the transistor is formed, and the surface state thereof tends to be uneven. Therefore, irregularities are also generated on the surface of the inorganic alignment film formed on the surface having irregularities, and the substantial surface area of the inorganic alignment film in the bypass approach path is increased, so that impurities are effectively trapped.
[適用例6]上記適用例に係る液晶装置において、前記無機配向膜は、無機材料を気相成長法により成膜して得られ、前記一対の基板の少なくとも一方において、前記画素領域における前記無機材料の成膜方位と、前記迂回進入経路における前記無機材料の成膜方位とが異なることを特徴とする。
この構成によれば、画素領域に比べて迂回進入経路における液晶の進入速度を低下させることができる。
Application Example 6 In the liquid crystal device according to the application example, the inorganic alignment film is obtained by depositing an inorganic material by a vapor deposition method, and the inorganic alignment film in the pixel region is formed on at least one of the pair of substrates. The film forming direction of the material is different from the film forming direction of the inorganic material in the detour approach path.
According to this configuration, it is possible to reduce the approach speed of the liquid crystal in the detour approach path compared to the pixel area.
[適用例7]上記適用例に係る液晶装置において、前記無機配向膜は、無機材料を気相成長法により基板上に結晶化させて得られる柱状結晶体の集合体であって、前記一対の基板のうちの少なくとも一方における前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記柱状結晶体の成長方向が前記液晶の進入方向に抗する方向に向いていることを特徴とする。
この構成によれば、画素領域に比べて迂回進入経路における液晶の進入速度をより低下させることができる。
Application Example 7 In the liquid crystal device according to the application example, the inorganic alignment film is an aggregate of columnar crystals obtained by crystallizing an inorganic material on a substrate by a vapor deposition method, The inorganic alignment film of the bypass approach path in at least one of the substrates is characterized in that the growth direction of the columnar crystals is in a direction opposite to the entrance direction of the liquid crystal.
According to this configuration, it is possible to further reduce the approach speed of the liquid crystal in the bypass approach path compared to the pixel area.
[適用例8]本適用例に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板のうち一方の基板の液晶層に面する側の少なくとも画素領域に第1無機配向膜を形成する第1無機配向膜形成工程と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層に面する側の少なくとも前記画素領域に第2無機配向膜を形成する第2無機配向膜形成工程と、前記一対の基板うちいずれか一方に、第1注入口を有する第1シール部を形成する工程と、前記第1シール部よりも内側であって、前記第1シール部の前記第1注入口が設けられた辺部以外の辺部側において前記画素領域に連通する第2注入口を有して前記液晶の迂回進入経路を前記第1シール部との間で構成する第2シール部を形成する工程と、前記一対の基板を所定の間隔をおいて対向配置し、前記第1シール部と前記第2シール部とにより接着する工程と、真空注入法を用いて前記第1注入口から前記迂回進入経路を経由して前記一対の基板の隙間に液晶を注入する液晶注入工程と、を備え、前記第1無機配向膜形成工程および前記第2無機配向膜形成工程のうち少なくとも一方は、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して配向処理方向が抗する方向が前記画素領域よりも多くなるように、前記迂回進入経路に第3無機配向膜を形成する第3無機配向膜形成工程を含むことを特徴とする。 Application Example 8 A method for manufacturing a liquid crystal device according to this application example is the first inorganic alignment film in which the first inorganic alignment film is formed in at least the pixel region on the side facing the liquid crystal layer of one of the pair of substrates. A forming step, a second inorganic alignment film forming step of forming a second inorganic alignment film in at least the pixel region on the side facing the liquid crystal layer of the other substrate of the pair of substrates, and any of the pair of substrates On the other hand, a step of forming a first seal portion having a first inlet, and a portion inside the first seal portion, other than a side portion provided with the first inlet of the first seal portion. Forming a second seal part having a second injection port communicating with the pixel region on the side of the liquid crystal and forming a detour approach path for the liquid crystal with the first seal part; and The first seal portion is arranged by opposingly arranging the substrates at a predetermined interval. A step of bonding with the second seal portion, and a liquid crystal injection step of injecting liquid crystal into the gap between the pair of substrates from the first injection port via the bypass approach path using a vacuum injection method. In at least one of the first inorganic alignment film formation step and the second inorganic alignment film formation step, the direction in which the alignment processing direction opposes the liquid crystal entering direction in the bypass approach path is more than the pixel region. A third inorganic alignment film forming step of forming a third inorganic alignment film in the bypass approach path is included so as to increase.
この方法によれば、迂回進入経路に第1無機配向膜や第2無機配向膜を形成する場合に比べて、第3無機配向膜を形成することにより迂回進入経路における液晶の進入速度を低下させることができる。したがって、液晶中に不純物が含まれていた場合には、当該不純物を第3無機配向膜に効率的にトラップさせることができる。ゆえに、画素領域に不純物が拡散し難く、不純物に起因する初期的な表示不具合が低減されると共に、有機配向膜に比べて耐光性に優れた無機配向膜を備え高い信頼性を有する液晶装置を製造することができる。 According to this method, compared with the case where the first inorganic alignment film or the second inorganic alignment film is formed in the bypass approach path, the liquid crystal entrance speed in the bypass approach path is reduced by forming the third inorganic alignment film. be able to. Therefore, when impurities are included in the liquid crystal, the impurities can be efficiently trapped in the third inorganic alignment film. Therefore, it is difficult to diffuse impurities in the pixel region, the initial display defect due to the impurities is reduced, and a highly reliable liquid crystal device including an inorganic alignment film having excellent light resistance as compared with the organic alignment film. Can be manufactured.
[適用例9]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第3無機配向膜を形成した後に、前記第1無機配向膜または前記第2無機配向膜を形成することが好ましい。
この方法によれば、画素領域に第3無機配向膜の一部が形成されたとしても、その後、第1無機配向膜または第2無機配向膜が形成されるので、画素領域において所望の配向状態を確実に実現することができる。
Application Example 9 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example, it is preferable that the first inorganic alignment film or the second inorganic alignment film is formed after the third inorganic alignment film is formed.
According to this method, even if a part of the third inorganic alignment film is formed in the pixel region, the first inorganic alignment film or the second inorganic alignment film is subsequently formed. Can be realized reliably.
[適用例10]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記液晶注入工程は、前記一対の基板を略水平に保持した状態で行われ、前記第3無機配向膜形成工程は、前記一対の基板のうち前記液晶注入工程で下方側に位置する基板に対して行われることが好ましい。
この方法によれば、第3無機配向膜の効果に加えて重力の働きを効果的に利用して迂回進入経路における液晶の進入速度を低下させることができる。
Application Example 10 In the method of manufacturing a liquid crystal device according to the application example, the liquid crystal injecting step is performed in a state where the pair of substrates are held substantially horizontally, and the third inorganic alignment film forming step is performed in the pair. Of these substrates, it is preferable to be performed on the substrate located on the lower side in the liquid crystal injection step.
According to this method, in addition to the effect of the third inorganic alignment film, the action of gravity can be effectively used to reduce the speed of liquid crystal entering in the bypass approach path.
[適用例11]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第3無機配向膜形成工程が施される基板は、前記画素領域に配列した複数の画素電極と、前記画素電極ごとに対応したトランジスターとを含むことを特徴とする。
この方法によれば、画素電極やトランジスターなどの画素回路が形成された基板の画素領域の周辺部分には、画素回路に繋がる配線などが形成され、その表面状態が凹凸になり易い。したがって、凹凸を有する表面に形成された第3無機配向膜の表面にも凹凸が生じ、迂回進入経路における第3無機配向膜の実質的な表面積が増加して効果的に不純物をトラップすることができる。
Application Example 11 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, the substrate on which the third inorganic alignment film forming step is performed corresponds to a plurality of pixel electrodes arranged in the pixel region and the pixel electrodes. And a transistor.
According to this method, the wiring connected to the pixel circuit is formed in the peripheral portion of the pixel region of the substrate on which the pixel circuit such as the pixel electrode and the transistor is formed, and the surface state is likely to be uneven. Accordingly, the surface of the third inorganic alignment film formed on the surface having the unevenness is also uneven, and the substantial surface area of the third inorganic alignment film in the bypass approach path is increased, thereby effectively trapping impurities. it can.
[適用例12]上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第3無機配向膜は、気相成長法を用いて基板上に無機材料を結晶化させて得られる柱状結晶体の集合体からなり、前記第3無機配向膜形成工程は、前記柱状結晶体が前記液晶の進入方向に抗する方向に成長するように前記第3無機配向膜を形成することを特徴とする。
この方法によれば、第1無機配向膜や第2無機配向膜が形成される画素領域に比べて、第3無機配向膜が形成された迂回進入経路における液晶の進入速度をより低下させることができる。
Application Example 12 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example, the third inorganic alignment film is an aggregate of columnar crystals obtained by crystallizing an inorganic material on a substrate using a vapor phase growth method. The third inorganic alignment film forming step is characterized in that the third inorganic alignment film is formed so that the columnar crystal grows in a direction against the liquid crystal entering direction.
According to this method, compared with the pixel region in which the first inorganic alignment film or the second inorganic alignment film is formed, it is possible to further reduce the liquid entry speed in the detour approach path in which the third inorganic alignment film is formed. it can.
[適用例13]本適用例に係る電子機器は、上記適用例の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、不純物に起因する初期的な表示不具合が低減されると共に、耐光性に優れ高い信頼性を有する液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
Application Example 13 An electronic apparatus according to this application example includes the liquid crystal device according to the application example described above.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus including a liquid crystal device that has excellent light resistance and high reliability while reducing initial display defects due to impurities.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
(第1実施形態)
本実施形態では、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor;TFT)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
(First embodiment)
In this embodiment, an active matrix liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used as, for example, a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection type display device (liquid crystal projector) described later.
<液晶装置>
まず、本実施形態の液晶装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1(a)は第1実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図1(b)は図1(a)に示す液晶装置のH−H’線に沿う概略断面図、図2(a)および(b)は第1実施形態の液晶装置における無機配向膜の配向処理方向を示す概略平面図、図3は画素領域における無機配向膜および液晶分子の配向状態を示す概略断面図、図4は迂回進入経路における無機配向膜の配向状態を示す概略断面図である。
<Liquid crystal device>
First, the liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1A is a schematic plan view illustrating the configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line HH ′ of the liquid crystal device illustrated in FIG. (A) And (b) is a schematic plan view which shows the alignment process direction of the inorganic alignment film in the liquid crystal device of 1st Embodiment, FIG. 3 is a schematic sectional drawing which shows the alignment state of the inorganic alignment film and a liquid crystal molecule in a pixel area | region, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the alignment state of the inorganic alignment film in the detour approach path.
図1(a)および(b)に示すように、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板10および対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層50とを有する。素子基板10および対向基板20は、透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a
本発明における一方の基板としての素子基板10は他方の基板としての対向基板20よりも大きく、両基板は、対向基板20の外縁沿って配置された第1シール部41と、第1シール部41よりも内側に配置された第2シール部43とを介して接着され、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層50が構成されている。第1シール部41および第2シール部43は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。第1シール部41および第2シール部43には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
The
第2シール部43の内側に複数の画素Pが配列した画素領域Eが設けられている。また、第1シール部41と画素領域Eとの間に画素領域Eを取り囲んで見切り部21が設けられている。見切り部21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。なお、画素領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pに加えて、複数の画素Pを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図1では図示省略したが、画素領域Eにおいて複数の画素Pをそれぞれ平面的に区分する遮光部(ブラックマトリックス;BM)が対向基板20に設けられている。
A pixel region E in which a plurality of pixels P are arranged is provided inside the
素子基板10の第1の辺部に沿った第1シール部41との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、第1の辺部に対向する第2の辺部に沿った第1シール部41と第2シール部43との間に検査回路103が設けられている。さらに、第1の辺部と直交し互いに対向する第3および第4の辺部に沿った第1シール部41と第2シール部43との間にそれぞれ走査線駆動回路102が設けられている。第2の辺部の第1シール部41と第2シール部43との間には、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105が設けられている。
A data
これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路102に繋がる配線は、第1の辺部に沿って配列した複数の外部接続端子104に接続されている。以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部に沿った方向をY方向として説明する。なお、検査回路103の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路101と画素領域Eとの間において第1シール部41と第2シール部43との間に設けてもよい。
Wirings connected to the data line driving
図1(b)に示すように、素子基板10の液晶層50側の表面には、画素Pごとに設けられた、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなる透光性の画素電極15およびスイッチング素子である薄膜トランジスター(以降、TFTと呼称する)30と、信号配線と、これらを覆う無機配向膜18とが形成されている。また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における基板としての素子基板10は、少なくとも基材10aと、基材10a上に形成された画素電極15、TFT30、信号配線、無機配向膜18を含むものである。
As shown in FIG. 1B, a light-transmitting pixel made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) provided for each pixel P on the surface of the
素子基板10に対向配置される対向基板20は、少なくとも基材20aと、基材20a上に形成された見切り部21と、これを覆うように成膜された平坦化層22と、平坦化層22を覆うように設けられた共通電極23と、共通電極23を覆う無機配向膜24とを含むものである。
The
見切り部21は、図1(a)に示すように画素領域Eを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置に設けられている。これにより対向基板20側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が画素領域Eに入射しないように遮蔽して、画素領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
The parting
平坦化層22は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部21を覆うように設けられている。このような平坦化層22の形成方法としては、例えばプラズマCVD法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層22を覆うと共に、図1(a)に示すように対向基板20の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板10側の配線に電気的に接続している。
The
画素電極15を覆う無機配向膜18および共通電極23を覆う無機配向膜24は、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法(蒸着法やスパッタ法など)を用いて成膜することで得られ、負の誘電異方性を有する液晶分子を膜面に対して略垂直配向させるものである。
The
このような液晶装置100は透過型であって、画素Pが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。本実施形態ではノーマリーブラックモードが採用されている。
Such a
本実施形態の液晶装置100は、上述したように一対の基板が第1シール部41と第2シール部43とによって接着された二重シール構造が採用されている。外側の第1シール部41のデータ線駆動回路101に沿った長辺部に第1注入口42が設けられている。内側の第2シール部43の検査回路103に沿った長辺部に第2注入口44が設けられている。第1シール部41と第2シール部43とにより画素領域Eを取り囲んだ液晶の迂回進入経路45が構成されている。詳しくは後述するが、負の誘電異方性を有する液晶(液晶分子)は、真空注入法を用いて第1注入口42から注入され、迂回進入経路45を経て第2注入口44から画素領域Eに充填される。第1注入口42は、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂からなる封止材108によって封止されている。
また、液晶中に不純物が含まれていた場合、液晶注入時に当該不純物を上記迂回進入経路45の無機配向膜によって効率的にトラップできるように、画素領域Eにおける無機配向膜18,24と、迂回進入経路45における無機配向膜の配向状態を異ならせている。
なお、「不純物」とは、液晶自体に本来含まれない金属などの無機物や樹脂などの有機物、またはこれらの混合物、あるいはこれらのイオン性物質を指し、主に液晶装置100の製造の過程で注入前の液晶に含まれるものを指す。
As described above, the
Further, when impurities are contained in the liquid crystal, the impurities can be effectively trapped by the
The “impurity” refers to an inorganic substance such as a metal that is not originally included in the liquid crystal itself, an organic substance such as a resin, a mixture thereof, or an ionic substance thereof. It refers to what is contained in the previous liquid crystal.
図2(a)および(b)は第1実施形態の液晶装置における無機配向膜の配向処理方向を示す概略平面図である。具体的には、図2(a)に示すように、素子基板10側では、画素領域Eよりも一回り大きな第1領域E1に本発明における第1無機配向膜としての無機配向膜18が形成されている。無機配向膜18の配向処理方向は、四角形の基材10aの右上から左下に向かう実線の矢印で示す方向である。Y方向と当該配向処理方向とがなす角度θaはおよそ45度である。当該配向処理方向は、無機配向膜18を成膜するときの成膜方向における方位にほぼ合致している。
2A and 2B are schematic plan views showing the alignment treatment direction of the inorganic alignment film in the liquid crystal device of the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 2A, on the
第1領域E1を取り囲む周辺領域である第2領域E2に本発明における第3無機配向膜としての無機配向膜19が形成されている。無機配向膜19の配向処理方向は、Y方向に沿って基材10aの下方から上方に向かう実線の矢印で示す方向である。
An
図2(b)に示すように、対向基板20側では、画素領域Eよりも一回り大きな第3領域E3に本発明における第2無機配向膜としての無機配向膜24が形成されている。無機配向膜24の配向処理方向は、四角形の基材20aの左下から右上に向かう破線の矢印で示す方向である。Y方向と当該配向処理方向とがなす角度θaは素子基板10側と同じくおよそ45度である。当該配向処理方向は、無機配向膜24を成膜するときの成膜方向における方位にほぼ合致している。
As shown in FIG. 2B, on the
第3領域E3を取り囲む周辺領域である第4領域E4に本発明における第3無機配向膜としての無機配向膜25が形成されている。無機配向膜25の配向処理方向は、Y方向に沿って基材20aの下方から上方に向かう破線の矢印で示す方向である。
なお、図2(b)は対向基板20を液晶層50と反対側から見たときの無機配向膜24,25の配向処理方向を示すものである。
In the fourth region E4, which is a peripheral region surrounding the third region E3, an
2B shows the alignment treatment direction of the
素子基板10側の無機配向膜18と対向基板20側の無機配向膜24とは互いに180度反転した配向処理方向を有するものであって、1軸垂直配向処理と呼ばれている。それぞれの配向処理方向は、上述した方向に限定されない。例えば、無機配向膜18と無機配向膜24の配向処理方向を入れ替えてもよい。また、基材の左上から右下に向かう、あるいは右下から左上に向かう配向処理方向として、当該配向処理方向とY方向とがなす角度θaを45度としてもよい。
The
図3は画素領域Eにおける無機配向膜18,24と液晶層50における液晶分子LCの配向状態を示すものである。図3に示すように、素子基板10の画素電極15を覆う無機配向膜18は、例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られた酸化シリコンの柱状結晶体18aの集合体である。基材10aの法線と実線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θbは、およそ45度である。柱状結晶体18aが基材10aの表面から成長する方向と法線とがなす角度θcは必ずしも上記角度θbと同じにならず、この場合は、およそ20度である。このような無機配向膜18の膜面において負の誘電異方性を有する液晶分子LCは長軸が上記成膜方向側に傾いたプレチルトを有して略垂直配向している。基材10aの法線と液晶分子LCの長軸とがなすプレチルト角θpはおよそ4度である。言い換えれば、液晶分子LCのプレチルト角θpがおよそ4度となるように、柱状結晶体18aの基材10aに対する成長の角度θc、つまり成膜時の角度θbが制御されている。
FIG. 3 shows the alignment state of the liquid crystal molecules LC in the
同様に、対向基板20側の共通電極23を覆う無機配向膜24は、例えば酸化シリコンを斜方蒸着して得られた酸化シリコンの柱状結晶体24aの集合体である。基材20aの法線と破線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θbは、およそ45度である。無機配向膜24の膜面(柱状結晶体24a)に対して液晶分子LCは成膜方向側にプレチルトを有した状態で略垂直配向している。柱状結晶体18a,24aの成長方向は断面視で平行しており交差していない。以降、柱状結晶体をカラムと称して説明する。
Similarly, the
このような無機配向膜18,24を有する一対の基板によって液晶層50が挟持されたものを液晶パネル110と呼ぶ。液晶パネル110の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子81,82が配置されて用いられる。
基材10a(あるいは基材20a)の法線方向から見た液晶分子LCのプレチルトの所定の方向は、図2(a)および(b)に示したように無機配向膜18,24における斜方蒸着の平面的な成膜方向と同じである。このような1軸垂直配向処理の上記所定の方向は、液晶装置100の光学設計条件に基づいて適宜設定される。本実施形態では、上記所定の方向は光の入射方向と射出方向とに配置される偏光素子81,82の透過軸または吸収軸に対して45°の角度で交わっている。これにより、画素電極15と共通電極23との間に所定電位を与えて液晶層50を駆動したときに最大のコントラストが得られる構成となっている。
A structure in which the
The predetermined direction of the pretilt of the liquid crystal molecules LC viewed from the normal direction of the
一方、迂回進入経路45における無機配向膜19,25の状態は、図4に示すように、カラム19a,25aの成長方向が断面視では交差している。したがって、液晶装置100の短辺に沿った液晶の迂回進入経路45では、図4の矢印で示す方向に液晶が注入されて(進入して)行くので、カラム19a,25aの成長方向に対して液晶の進入方向が抗する方向(液晶の注入抵抗が高くなる方向)となる。つまり、液晶の進入方向と逆向きの方向にカラム19a,25aが傾斜している。液晶装置100の長辺に沿った液晶の迂回進入経路45では、図4の紙面に対して法線方向に液晶が進入する。それゆえに、迂回進入経路45の短辺側における液晶の進入速度は長辺側に比べて遅くなる。また、平面的に迂回進入経路45を含めた領域に無機配向膜18,24が形成されている場合に比べて、画素領域Eと迂回進入経路45における配向処理方向を異ならせることにより、迂回進入経路45における液晶の進入速度を遅くできる。液晶の進入速度が遅くなる(低下する)ことで、液晶中に不純物が含まれていた場合には、無機配向膜19,25に不純物を十分にトラップさせ、画素領域Eに不純物が拡散することを抑制できる。
On the other hand, in the state of the
迂回進入経路45における液晶の進入速度を低下させるという観点では、迂回進入経路45における無機配向膜19,25の配向処理方向が液晶の進入方向に対して抗する方向に向いた部分が画素領域Eに比べて多いことが好ましく。図2に示すように、液晶の進入方向に対して反対方向に向いた部分を有することがより好ましい。
From the viewpoint of reducing the approach speed of the liquid crystal in the
また、図4に示すように液晶の進入方向に対してカラム19a,25aの成長方向が抗する方向に向くように無機配向膜19,25を形成することが好ましい。
In addition, as shown in FIG. 4, it is preferable to form the
さらには、第1シール部41と第2シール部43とにより構成される迂回進入経路45は、図1(a)あるいは図2(a)に示すように、素子基板10に設けられた走査線駆動回路102や検査回路103あるいはこれらを電気的に接続させる配線などの周辺回路が形成された領域を含んでいる。周辺回路が設けられた領域は、表示に寄与しない領域であって、素子基板10の表面において画素領域Eよりも凹凸が生じている。したがって、図4においては図示省略したが、迂回進入経路45における無機配向膜19の液晶層50側の表面は、図3の無機配向膜18の液晶層50側の表面よりも凹凸が大きくなり、無機配向膜19の実質的な表面積が増えるので、不純物に対するトラップ能力が上がる。特に、迂回進入経路45の短辺側は、走査線駆動回路102がそれぞれ形成された領域を含み、且つ液晶の進入方向に対して配向処理方向が反対を向いているので、長辺側に比べて不純物のトラップ能力が上がる。
Further, the
<液晶装置の製造方法>
次に、本実施形態の液晶装置100の製造方法について、図5〜図9を参照して説明する。素子基板10における画素電極15、TFT30、データ線駆動回路101、走査線駆動回路102、検査回路103、信号配線などは、公知の方法を用いて形成することができる。同様に、対向基板20における見切り部21、平坦化層22、共通電極23も公知の方法を用いて形成することができる。ここでは、本発明の特徴部分である無機配向膜18,19,24,25の形成方法について説明する。
<Method for manufacturing liquid crystal device>
Next, a method for manufacturing the
図5は液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。図5に示すように、本実施形態の液晶装置100の製造方法は、素子基板10側において、画素電極形成工程(ステップS1)と、第3無機配向膜形成工程(ステップS2)と、第1無機配向膜形成工程(ステップS3)と、シール形成工程(ステップS4)とを有している。対向基板20側において、共通電極形成工程(ステップS5)と、第4無機配向膜形成工程(ステップS6)と、第2無機配向膜形成工程(ステップS7)とを有している。また、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせる工程(ステップS8)と、貼り合わされた素子基板10と対向基板20との間に真空注入法を用いて液晶を注入・封止する液晶注入・封止工程(ステップS9)とを有している。
FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing the liquid crystal device. As shown in FIG. 5, in the method for manufacturing the
前述したように、画素電極15や共通電極23を形成する工程(ステップS1やステップS5)は、ITOなどの透明導電膜を成膜して、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングする公知の方法を適用することができる。
As described above, the step of forming the
第1〜第4無機配向膜を形成する工程(ステップS2,S3,S6,S7)は、酸化シリコンなどの無機材料を気相成長法を用いて成膜する方法を採用することができる。
図6は斜方蒸着装置の構成を示す概略図である。気相成長法の1つである斜方蒸着法では、例えば図6に示すような斜方蒸着装置300を用いる。
In the step of forming the first to fourth inorganic alignment films (steps S2, S3, S6, S7), a method of forming an inorganic material such as silicon oxide using a vapor phase growth method can be employed.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the oblique deposition apparatus. In the oblique vapor deposition method which is one of the vapor phase growth methods, for example, an oblique
斜方蒸着装置300は、内部を減圧可能なチャンバー301と、チャンバー301の底部に設けられた蒸着源302とを有している。蒸着源302には、無機配向膜を構成するところの酸化シリコンなどの無機材料が例えばペレットとして装着され、これを減圧下で加熱して蒸発させる。チャンバー301の蒸着源302の上方には、複数のワークWを配置することが可能となっている。具体的には、ワークWの被蒸着面が蒸着源302に向かう垂線に対して傾斜するように、ワークWはチャンバー301に配置される。蒸着源302に向かう垂線と、被蒸着面の法線とがなす角を仰角と呼ぶ。もちろん、前述した蒸着方向における平面的な方位の角度θa(45度;図2(a)および(b)参照)と、被蒸着面に対する蒸着方向の角度θb(45度;図3、図4参照)とが得られるようにワークWは上記仰角が設定されて配置される。本実施形態では、蒸着方向の角度θbと上記仰角とが同じとなるように設定されている。
The oblique
蒸着源302から蒸発した無機材料はワークWに到達して結晶化する。このような斜方蒸着を所定の時間行うことで、無機材料の結晶が成長して柱状結晶体(カラム)となり、カラムの集合体である無機配向膜が形成される。
The inorganic material evaporated from the
なお、蒸着源302の垂線に対して所定の仰角θbを与えてワークWを傾斜させるので、被蒸着面に対する蒸着方向の角度θbは、ワークWの大きさにも寄るが蒸着源302から遠ざかるほど小さくなる。言い換えれば、ワークWに対する蒸着方向の角度θbは必ずしも一定ではない。蒸着方向の角度θbを一定とするために、例えば、ワークWの被蒸着面に対向するように配置されたスリット状の開口部を有する遮蔽板(図示省略)を設け、蒸着源302から飛来する膜成分のビーム平行度を上げる手段がとられる。
Since the workpiece W is tilted by giving a predetermined elevation angle θb to the perpendicular of the
図7(a)および(b)は素子基板側の無機配向膜形成工程を示す概略平面図である。
図5の第3無機配向膜形成工程(ステップS2)では、図7(a)に示すように画素電極15やTFT30を始めする画素の回路構成が形成された基材10aに対し、全面に亘って第3無機配向膜としての無機配向膜19を形成する。膜厚が50nm〜100nmとなるように無機配向膜19を形成する。斜方蒸着の平面的な方位は、基材10aのY方向に沿った下方から上方に向かう方向である。基材10aに対する蒸着方向の角度θbは前述したように45度である。これにより、素子基板10側においてカラム19aの集合体である無機配向膜19が形成される(図4参照)。
7A and 7B are schematic plan views showing an inorganic alignment film forming step on the element substrate side.
In the third inorganic alignment film forming step (step S2) of FIG. 5, as shown in FIG. 7A, the entire surface of the
次に、図5の第1無機配向膜形成工程(ステップS3)では、無機配向膜19が形成された基材10aに対して、第1領域E1に相当する開口部を有する蒸着用マスクを所定の位置で重ね合わせて、斜方蒸着装置300のチャンバー301内にセットして第1無機配向膜としての無機配向膜18を形成する。膜厚が50nm〜100nmとなるように無機配向膜18を形成する。斜方蒸着の平面的な方位は、基材10aのY方向となす角度がθaであって右上から左下に向かう配向処理方向である。基材10aに対する蒸着方向の角度θbは前述したように45度である。これにより、素子基板10側においてカラム18aの集合体である無機配向膜18が形成される(図3参照)。つまり、第1領域E1では、先に形成された無機配向膜19に積層して無機配向膜18が形成される。
Next, in the first inorganic alignment film formation step (step S3) in FIG. 5, a deposition mask having an opening corresponding to the first region E1 is predetermined for the
図5の第4無機配向膜形成工程(ステップS6)では、素子基板10側と同様にして対向基板20側に第4無機配向膜としての無機配向膜25を形成する。つまり、共通電極23が形成された基材20aに対し、全面に亘って無機配向膜25を形成する。斜方蒸着の平面的な方位は、基材20aのY方向に沿った下方から上方に向かう方向である(図2(b)参照)。基材20aに対する蒸着方向の角度θbは前述したように45度である。これにより、対向基板20側においてカラム25aの集合体である無機配向膜25が形成される(図4参照)。なお、ここで言うところの第4無機配向膜の意味するところは本発明における第3無機配向膜と同義である。ステップを分けて説明するためにあえて第4無機配向膜とした。
In the fourth inorganic alignment film forming step (step S6) in FIG. 5, the
次に、図5の第2無機配向膜形成工程(ステップS7)では、無機配向膜25が形成された基材20aに対して、第3領域E3に相当する開口部を有する蒸着用マスクを所定の位置で重ね合わせて、斜方蒸着装置300のチャンバー301内にセットして第2無機配向膜としての無機配向膜24を形成する。斜方蒸着の平面的な方位は、基材20aのY方向となす角度がθaであって左下から右下に向かう配向処理方向である(図2参照)。基材20aに対する蒸着方向の角度θbは前述したように45度である。これにより、対向基板20側においてカラム24aの集合体である無機配向膜24が形成される(図3参照)。つまり、第3領域E3では、先に形成された無機配向膜25に積層して無機配向膜24が形成される。無機配向膜24,25の膜厚もそれぞれ50nm〜100nmである。
Next, in the second inorganic alignment film formation step (step S7) in FIG. 5, a deposition mask having an opening corresponding to the third region E3 is predetermined for the
次に、図5のシール形成工程(ステップS4)では、無機配向膜18,19が形成された素子基板10側に第1シール部41と第2シール部43とを形成する。第1シール部41は、後に貼り合わされる対向基板20の外縁と重なる位置に形成する。第2シール部43は、第1領域E1と第2領域E2の境界に沿った第2領域E2側に形成する。あるいは、第1領域E1と第2領域E2の境界と重なる位置に形成する。第1シール部41および第2シール部43の形成方法としては、スクリーンなどを用いた印刷方式やシール部材をノズルから吐出しながらシールパターンを描画する定量吐出方式(ディスペンサー方式)などを採用できる。無機配向膜18,19にスクリーンなどが接触することによる配向不良などの欠陥が生じない点では、定量吐出方式(ディスペンサー方式)のほうが望ましい。なお、第1シール部41や第2シール部43を対向基板20側に形成してもよい。あるいは、第1シール部41と第2シール部43とをそれぞれ異なる基板に対して形成してもよい。
Next, in the seal formation step (step S4) in FIG. 5, the
図8(a)および(b)は貼り合わせ工程と液晶注入・封止工程を説明する概略図である。次に、図5の貼り合わせ工程(ステップS8)では、図8(a)および(b)に示すように、第1シール部41および第2シール部43が形成された素子基板10と対向基板20とを所定の位置に対向配置し貼り合わせて接着する。第1シール部41および第2シール部43にはスペーサー(図示省略)が含まれているので、例えば一対の基板のうち他方の基板を一方の基板に押しつけて圧着すれば、素子基板10と対向基板20とを所望の間隔をおいて接着することができる。
FIGS. 8A and 8B are schematic views for explaining a bonding process and a liquid crystal injection / sealing process. Next, in the bonding step (step S8) in FIG. 5, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
次に、図5の液晶注入・封止工程(ステップS9)では、まず、貼り合わされた素子基板10と対向基板20との隙間に液晶を注入する。具体的には、貼り合わされた一対の基板を素子基板10が下方に位置するようにチャンバー内にセットして減圧することにより、上記隙間を略真空状態とする。そして、図8(a)および(b)に示すように、対向基板20からはみ出した素子基板10の端子部10bに液晶50aを滴下する。液晶50aは第1シール部41の第1注入口42を塞ぐように所定量が滴下される。そして、チャンバー内を減圧した状態から大気に開放する。そうすると、上記隙間と大気との圧力差により液晶50aは、第1注入口42から迂回進入経路45に進入し、第2シール部43の第2注入口44から画素領域E内に充填される。
第1〜第4無機配向膜形成工程では、画素領域Eと迂回進入経路45とにおける配向処理方向が異なるように無機配向膜18,19,24,25を形成するので、画素領域Eに比べて迂回進入経路45における液晶50aの進入速度が遅くなる。迂回進入経路45を液晶50aが進入する間に、液晶50aに含まれた不純物は、素子基板10側の無機配向膜19と対向基板20側の無機配向膜25とによって十分にトラップされる(図4参照)。したがって、画素領域Eには不純物をほとんど含まない液晶50aが充填される。
画素領域Eが液晶50aによって十分に満たされるまで液晶注入が続行され、その後、第1注入口42を封止材108によって封止する(図1(a)参照)。これにより、液晶パネル110が出来上がる。
Next, in the liquid crystal injection / sealing step (step S <b> 9) in FIG. 5, first, liquid crystal is injected into the gap between the bonded
In the first to fourth inorganic alignment film forming steps, the
Liquid crystal injection is continued until the pixel region E is sufficiently filled with the
図9(a)はマザー基板の構成を示す概略平面図、図9(b)は(a)のJ−J’線に沿った概略断面図である。なお、図9(a)および(b)は素子基板10と対向基板20とが貼り合わされた後のマザー基板を示すものである。
図9(a)および(b)に示すように、上記のような液晶装置100の製造方法は、実際には複数の素子基板10が面付けされたマザー基板10Wを用いて行われる。
本実施形態のマザー基板10Wは、ウェハ状の例えば石英基板やガラス基板であって、一部が切りかかれたオリフラに沿ったX方向と、X方向に直交するY方向とにマトリクッス状に素子基板10が面付けされて加工が進められる。
素子基板10側における無機配向膜18,19の形成は、マザー基板10Wを用いて実施される。一方、対向基板20側における無機配向膜24,25の形成は、複数の対向基板20を支持体上に吸着固定して斜方蒸着装置300にセットする方法が挙げられる。また、素子基板10と同様にマザー基板に面付けした状態で無機配向膜24,25を形成した後に、個別の対向基板20に分割してからマザー基板10Wに面付けされた素子基板10と個々に貼り合わせる方法が挙げられる。
前述したように、液晶注入・封止工程(ステップS9)では、チャンバー内にマザー基板10Wが下方になるように配置し、Y方向に配列した複数の対向基板20の間に液晶を滴下することになる。
FIG. 9A is a schematic plan view showing the configuration of the mother substrate, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view taken along the line JJ ′ of FIG. 9A and 9B show the mother substrate after the
As shown in FIGS. 9A and 9B, the manufacturing method of the
The
The
As described above, in the liquid crystal injection / sealing process (step S9), the
本実施形態の液晶装置100およびその製造方法の効果は、以下の通りである。
(1)迂回進入経路45における無機配向膜19,25は、画素領域Eに比べて液晶の注入時における進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が施された部分が多い。特に迂回進入経路45の短辺側では、配向処理方向が液晶の進入方向と反対になっている(カラム19a,25aの成長方向が液晶の進入方向に対して抗する方向になっている)。画素領域Eと同様に無機配向膜18,24を迂回進入経路45に形成する場合に比べて、迂回進入経路45における液晶の進入速度が低下して、液晶中の不純物を無機配向膜19,25に効率的にトラップさせることができる。また、不純物を無機配向膜19,25にトラップさせるので有機配向膜にトラップさせる場合に比べて、照射された光による劣化を防ぎ、優れた耐光性を有する。すなわち、不純物による初期的な表示不具合を低減すると共に、高い信頼性を有する液晶装置100およびその製造方法を提供することができる。
(2)迂回進入経路45は、素子基板10側において走査線駆動回路102や検査回路103を間に挟んで第1シール部41と第2シール部43とを配置することで構成されている。したがって、これらの周辺回路による基材10a上の凹凸が無機配向膜19に反映され、無機配向膜19の実質的な表面積が増えるので、不純物のトラップ能力を向上させることができる。
(3)液晶装置100の製造方法において、画素領域Eと迂回進入経路45の配向処理方向を異ならせる方法は、先に迂回進入経路45側の無機配向膜19,25を形成した後に、蒸着マスクを用いて選択的に画素領域E側の無機配向膜18,24を形成する。したがって、先に画素領域E側の無機配向膜18,24を形成する場合に比べて、配向処理方向が異なる無機配向膜19,25を選択的に形成しないので、画素領域Eに無機配向膜19,25がはみ出すような不具合を防止できる。つまり、画素領域Eにおいて安定した液晶分子LCの配向状態を実現できる。
(4)液晶装置100の製造方法において、液晶注入は、チャンバー内において液晶パネル110を素子基板10側を下方にして略水平に配置して行うので、実質的な表面積が大きい無機配向膜19に不純物を効果的にトラップさせることができる。
The effects of the
(1) Compared with the pixel region E, the
(2) The
(3) In the method of manufacturing the
(4) In the method for manufacturing the
(第2実施形態)
<他の液晶装置およびその製造方法>
次に、本発明における他の液晶装置およびその製造方法の実施形態について、図10および図11を参照して説明する。図10は第2実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図11(a)および(b)は第2実施形態の液晶装置における無機配向膜の配向処理方向を示す概略平面図である。第2実施形態の液晶装置は、第1実施形態に対して第1注入口42および第2注入口44の位置と、迂回進入経路45における配向処理方向を異ならせたものである。なお、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
<Other liquid crystal device and manufacturing method thereof>
Next, another liquid crystal device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal device of the second embodiment, and FIGS. 11A and 11B are schematic plan views showing the alignment treatment direction of the inorganic alignment film in the liquid crystal device of the second embodiment. . In the liquid crystal device according to the second embodiment, the positions of the
図10に示すように、本実施形態の液晶装置210は、第1シール部41と第2シール部43とにより液晶の迂回進入経路45が構成された二重シール構造となっている。第1シール部41のY方向に沿った短辺側に第1注入口42が開口している。第1注入口42が設けられた短辺側と対向する短辺側の第2シール部43に第2注入口44が開口している。液晶は第1注入口42から進入し、迂回進入経路45を経て第2注入口44から画素領域Eに充填されている。第1注入口42は封止材108によって封止されている。
As shown in FIG. 10, the
図11(a)に示すように、素子基板10側では、画素領域Eよりも一回り大きな第1領域E1に無機配向膜18が形成されている。無機配向膜18の配向処理方向は、四角形の基材10aの右上から左下に向かう実線の矢印で示す方向である。Y方向と当該配向処理方向とがなす角度θaはおよそ45度である。当該配向処理方向は、無機配向膜18を成膜するときの成膜方向における方位にほぼ合致している。
As shown in FIG. 11A, the
第1領域E1を取り囲む周辺領域である第2領域E2に無機配向膜19が形成されている。無機配向膜19の配向処理方向は、X方向に沿って基材10aの左から右に向かう実線の矢印で示す方向である。
An
図11(b)に示すように、対向基板20側では、画素領域Eよりも一回り大きな第3領域E3に無機配向膜24が形成されている。無機配向膜24の配向処理方向は、四角形の基材20aの左下から右上に向かう破線の矢印で示す方向である。Y方向と当該配向処理方向とがなす角度θaは素子基板10側と同じくおよそ45度である。当該配向処理方向は、無機配向膜24を成膜するときの成膜方向における方位にほぼ合致している。
As shown in FIG. 11B, the
第3領域E3を取り囲む周辺領域である第4領域E4に無機配向膜25が形成されている。無機配向膜25の配向処理方向は、X方向に沿って基材20aの左から右に向かう破線の矢印で示す方向である。
なお、図11(b)は対向基板20を液晶層50と反対側から見たときの無機配向膜24,25の配向処理方向を示すものである。また、素子基板10における無機配向膜18,19および対向基板20における無機配向膜24,25の形成方法は、第1実施形態と同じである。
An
FIG. 11B shows the alignment treatment direction of the
本実施形態の効果は、第1実施形態の効果(2)〜(4)に加えて以下の効果を奏する。
(5)迂回進入経路45における無機配向膜19,25は、画素領域Eに比べて液晶の注入時における進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が施された部分が多い。特に迂回進入経路45の長辺側において、配向処理方向が液晶の進入方向と反対になっている(カラム19a,25aが液晶の進入方向と逆向きの方向に傾斜している)。したがって、第1実施形態に比べて、液晶中の不純物を無機配向膜19,25に効率的にトラップ可能な部分の長さを長くすることができる。また、不純物を無機配向膜19,25にトラップさせるので有機配向膜にトラップさせる場合に比べて、照射された光による劣化を防ぎ、優れた耐光性を有する。すなわち、不純物による初期的な表示不具合を低減すると共に、高い信頼性を有する液晶装置210およびその製造方法を提供することができる。
The effect of this embodiment has the following effects in addition to the effects (2) to (4) of the first embodiment.
(5) Compared with the pixel region E, the
(第3実施形態)
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器について、図12を参照して説明する。図12は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
(Third embodiment)
<Electronic equipment>
Next, the electronic apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display device as an electronic apparatus.
図12に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
As shown in FIG. 12, a
偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
The polarized
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
The
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
The red light (R) reflected by the
Green light (G) reflected by the
The blue light (B) transmitted through the
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。
The liquid
液晶ライトバルブ1210は、上述した液晶装置100または液晶装置210が適用されたものである。液晶装置100(または液晶装置210)は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
The liquid
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、製造工程中で液晶に含まれる不純物が画素領域Eに拡散しないように迂回進入経路45においてトラップされた液晶装置100(または液晶装置210)を用いているので、優れた表示品質と高い耐光性とが実現されている。
According to such a projection
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置および該液晶装置の製造方法ならびに該液晶装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. A method for manufacturing a liquid crystal device and an electronic apparatus to which the liquid crystal device is applied are also included in the technical scope of the present invention. Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)液晶の迂回進入経路45における無機配向膜19,25のカラム19a,25aの成長方向はこれに限定されない。図13は変形例1の迂回進入経路における無機配向膜のカラムの成長方向を示す概略断面図である。
素子基板10と対向基板20とのうち一方において、画素領域Eと迂回進入経路45における無機配向膜の配向処理方向(あるいはカラムの成長方向)を異ならせても、迂回進入経路45における液晶の進入速度を低下させることが可能である。具体的には、図13に示すように、例えば、迂回進入経路45において周辺回路を含んだ領域に形成される素子基板10側の無機配向膜19は上記実施形態と同じくカラム19aの成長方向が液晶の進入方向に対して抗するように形成する。その一方で、マザー基板10Wに面付けされた素子基板10対して個々に貼り合わせる対向基板20は、画素領域Eと迂回進入経路45とに亘って無機配向膜24を形成するとしてもよい。液晶装置の製造工程をそれほど複雑にせずに、液晶中の不純物を効率的に無機配向膜19,24にトラップさせることができる。
(Modification 1) The growth direction of the
Even if one of the
(変形例2)上記実施形態の迂回進入経路45における無機配向膜19,25の配向処理方向(成膜時の成膜方位)は、基材10a,20aの辺部に沿ったX方向またはY方向に限定されない。換言すれば、液晶50aの進入方向に対して必ず反対方向の部分を有することに限定されない。無機配向膜19,25の成膜時の方位ばらつきにより、反対方向からずれた部分があってもよい。
(Modification 2) The alignment treatment direction (deposition direction during film formation) of the
(変形例3)上記実施形態の迂回進入経路45を適用可能な液晶装置は、透過型に限定されない。光反射性を有する画素電極15を備えた反射型や半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。
(Modification 3) The liquid crystal device to which the
(変形例4)液晶装置100を適用可能な電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置1000に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
(Modification 4) The electronic apparatus to which the
10…一方の基板としての素子基板、15…画素電極、18…第1無機配向膜としての無機配向膜、18a…柱状結晶体(カラム)、19…第3無機配向膜としての無機配向膜、19a…柱状結晶体(カラム)、20…他方の基板としての対向基板、24…第2無機配向膜としての無機配向膜、24a…柱状結晶体(カラム)、25…無機配向膜、25a…柱状結晶体(カラム)、30…トランジスターとしての薄膜トランジスター(TFT)、41…第1シール部、42…第1注入口、43…第2シール部、44…第2注入口、45…迂回進入経路、50…液晶層、50a…液晶、100,210…液晶装置、1000…電子機器としての投射型表示装置、E…画素領域、LC…液晶分子。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
所定の間隔をおいて対向配置された前記一対の基板を接着する第1シール部と、
接着された前記一対の基板間に液晶を注入するために前記第1シール部に設けられた第1注入口と、
前記第1シール部よりも内側に配置され、前記第1シール部の前記第1注入口が設けられた辺部以外の辺部側において画素領域に連通する第2注入口を有して前記液晶の迂回進入経路を前記第1シール部との間で構成する第2シール部と、
前記一対の基板の前記液晶側にそれぞれ設けられた無機配向膜と、を有し、
前記一対の基板の少なくとも一方において、前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記画素領域における前記無機配向膜よりも、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して抗する方向に配向処理方向が向いた部分を多く有することを特徴とする液晶装置。 A pair of substrates;
A first seal portion for bonding the pair of substrates opposed to each other at a predetermined interval;
A first inlet provided in the first seal portion for injecting liquid crystal between the pair of bonded substrates;
The liquid crystal having a second injection port that is disposed inside the first seal portion and communicates with a pixel region on a side of the first seal portion other than the side provided with the first injection port. A second seal portion that constitutes a detour approach path of the first seal portion,
An inorganic alignment film provided on the liquid crystal side of the pair of substrates,
In at least one of the pair of substrates, the inorganic alignment film in the bypass approach path is aligned in a direction that opposes the liquid crystal entrance direction in the bypass approach path, rather than the inorganic alignment film in the pixel region. A liquid crystal device having a large number of portions facing in a direction.
前記迂回進入経路のうち前記画素領域の短辺に沿った部分における前記無機配向膜の配向処理方向が前記液晶の進入方向に対して反対方向に向いていることを特徴とする請求項3に記載の液晶装置。 The pixel region is substantially rectangular in plan view, and the first injection port and the second injection port are provided in a portion along a long side of the pixel region,
The alignment processing direction of the inorganic alignment film in a portion along the short side of the pixel region in the detour approach path is directed in a direction opposite to the approach direction of the liquid crystal. LCD device.
前記一方の基板において、前記迂回進入経路の前記無機配向膜の配向処理方向が前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して抗する方向に向いた部分を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液晶装置。 One of the pair of substrates includes a plurality of pixel electrodes arranged in the pixel region, and transistors provided corresponding to the pixel electrodes,
2. The one substrate has a portion in which an orientation processing direction of the inorganic alignment film in the bypass approach path is in a direction opposite to an entrance direction of the liquid crystal in the bypass approach path. 5. The liquid crystal device according to any one of items 4 to 4.
前記一対の基板の少なくとも一方において、前記画素領域における前記無機材料の成膜方位と、前記迂回進入経路における前記無機材料の成膜方位とが異なることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液晶装置。 The inorganic alignment film is obtained by depositing an inorganic material by a vapor deposition method,
6. The film formation direction of the inorganic material in the pixel region and the film formation direction of the inorganic material in the detour approach path are different from each other in at least one of the pair of substrates. The liquid crystal device according to one item.
前記一対の基板のうちの少なくとも一方における前記迂回進入経路の前記無機配向膜は、前記柱状結晶体の成長方向が前記液晶の進入方向に抗する方向に向いていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液晶装置。 The inorganic alignment film is an aggregate of columnar crystals obtained by crystallizing an inorganic material on a substrate by a vapor phase growth method,
2. The inorganic alignment film of the bypass approach path in at least one of the pair of substrates is characterized in that a growth direction of the columnar crystal body is in a direction opposite to an entrance direction of the liquid crystal. The liquid crystal device according to claim 1.
前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層に面する側の少なくとも前記画素領域に第2無機配向膜を形成する第2無機配向膜形成工程と、
前記一対の基板うちいずれか一方に、第1注入口を有する第1シール部を形成する工程と、
前記第1シール部よりも内側であって、前記第1シール部の前記第1注入口が設けられた辺部以外の辺部側において前記画素領域に連通する第2注入口を有して前記液晶の迂回進入経路を前記第1シール部との間で構成する第2シール部を形成する工程と、
前記一対の基板を所定の間隔をおいて対向配置し、前記第1シール部と前記第2シール部とにより接着する工程と、
真空注入法を用いて前記第1注入口から前記迂回進入経路を経由して前記一対の基板の隙間に液晶を注入する液晶注入工程と、を備え、
前記第1無機配向膜形成工程および前記第2無機配向膜形成工程のうち少なくとも一方は、前記迂回進入経路における前記液晶の進入方向に対して配向処理方向が抗する方向が前記画素領域よりも多くなるように、前記迂回進入経路に第3無機配向膜を形成する第3無機配向膜形成工程を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。 A first inorganic alignment film forming step of forming a first inorganic alignment film in at least the pixel region on the side facing the liquid crystal layer of one of the pair of substrates;
A second inorganic alignment film forming step of forming a second inorganic alignment film in at least the pixel region on the side facing the liquid crystal layer of the other substrate of the pair of substrates;
Forming a first seal portion having a first inlet on either one of the pair of substrates;
A second injection port that communicates with the pixel region on the side of the first seal portion on the side of the first seal portion other than the side provided with the first injection port; Forming a second seal portion that constitutes a detour approach path of liquid crystal with the first seal portion;
Arranging the pair of substrates facing each other at a predetermined interval, and bonding the first seal portion and the second seal portion;
A liquid crystal injection step of injecting liquid crystal into the gap between the pair of substrates from the first injection port via the bypass approach path using a vacuum injection method,
At least one of the first inorganic alignment film formation step and the second inorganic alignment film formation step has a direction in which the alignment treatment direction opposes the liquid crystal entering direction in the detour approach path more than the pixel region. As described above, the method for manufacturing a liquid crystal device includes a third inorganic alignment film forming step of forming a third inorganic alignment film in the bypass approach path.
前記第3無機配向膜形成工程は、前記一対の基板のうち前記液晶注入工程で下方側に位置する基板に対して行われることを特徴とする請求項8または9に記載の液晶装置の製造方法。 The liquid crystal injection step is performed in a state where the pair of substrates is held substantially horizontally,
10. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 8, wherein the third inorganic alignment film formation step is performed on a substrate located on a lower side in the liquid crystal injection step among the pair of substrates. .
前記第3無機配向膜形成工程は、前記柱状結晶体が前記液晶の進入方向に抗する方向に成長するように前記第3無機配向膜を形成することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。 The third inorganic alignment film comprises an aggregate of columnar crystals obtained by crystallizing an inorganic material on a substrate using a vapor phase growth method,
12. The method according to claim 8, wherein in the third inorganic alignment film formation step, the third inorganic alignment film is formed so that the columnar crystal grows in a direction that opposes the liquid crystal entering direction. A method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1.
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