JP2014026141A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品質を向上させることができる液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これらを貼り合わせるシール材と、素子基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層と、素子基板１０の画素領域Ｅに設けられた画素電極２７と、画素領域Ｅの周囲の周辺領域７２に設けられた周辺電極４０と、柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１を有する無機配向膜２８ａ，２８ｂと、を備え、周辺領域７２の柱状構造物２８ｂ１の密度が、画素領域Ｅの柱状構造物２８ａ１の密度より小さい。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。

上記液晶装置は、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやライトバルブなどにおいて用いられている。

このような液晶装置において、液晶層に含まれている不純物や、液晶層を取り囲んでいるシール材や封止材から溶出したりした不純物が、液晶装置の駆動や熱拡散により、画素領域（表示領域）に拡散及び凝集することにより、液晶装置の表示特性が劣化する恐れがあることが知られている。

そこで、例えば、特許文献１に記載のように、画素領域の周囲に周辺電極を設け、周辺電極に電圧を印加することにより、不純物を周辺電極に吸着させる技術が開示されている。

特開２００８−５８４９７号公報

しかしながら、周辺電極への電圧の印加を停止すると、捕獲した不純物が画素領域に再拡散し、画素領域において焼き付き（角シミ）等の問題が発生するという課題がある。

本発明の態様は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る液晶装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板を貼り合わせるシール材と、前記第１基板と前記第２基板に挟持された液晶層と、を含み、前記第１基板は、表示領域に設けられた複数の画素電極と、平面視で、前記表示領域と前記シール材の内縁との間に形成された周辺電極と、前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜と、を有し、前記第２基板は、前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜を有し、少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の前記無機配向膜において、平面視で、前記周辺電極と重なる第２柱状構造物の密度が、前記表示領域の第１柱状構造物の密度より小さいことを特徴とする。

本適用例によれば、周辺電極と重なる無機配向膜を構成する第２柱状構造物の密度が、表示領域の無機配向膜を構成する第１柱状構造物の密度より小さい、つまり、第２柱状構造物の間隔を広くすることができる。よって、シール材などから溶出された不純物を、第２柱状構造物の隙間で捕獲することが可能となり、例えば、周辺電極への電圧の印加を停止しても、引き寄せた不純物が表示領域に再拡散することを抑えることができる。その結果、表示領域において、焼き付きなど表示品質が劣化することを抑えることができる。

［適用例２］上記適用例に係る液晶装置において、前記周辺電極と重なる前記第２柱状構造物の平均間隔が、前記表示領域の前記第１柱状構造物の平均間隔よりも大きいことが好ましい。

本適用例によれば、周辺電極と重なる領域の無機配向膜を構成する第２柱状構造物の平均間隔が、表示領域の無機配向膜を構成する第１柱状構造物の平均間隔より大きいので、シール材などから溶出された不純物を、第２柱状構造物の隙間で捕獲することができる。

［適用例３］上記適用例に係る液晶装置において、前記周辺電極と重なる前記第２柱状構造物の蒸着方向と、前記表示領域の前記第１柱状構造物の蒸着方向とが異なることが好ましい。

本適用例によれば、周辺電極上の第２柱状構造物の蒸着方向と、表示領域の第１柱状構造物の蒸着方向とが異なるので、表示領域の第１柱状構造物の密度と比較して、周辺電極上の第２柱状構造物の密度を小さくすることができる。言い換えれば、周辺電極上の第２柱状構造物の平均間隔を、表示領域の第１柱状構造物の平均間隔よりも広くすることができる。よって、シール材などから溶出された不純物を、周辺電極上の第２柱状構造物の隙間で捕獲することができる。

［適用例４］本適用例に係る液晶装置の製造方法は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板を貼り合わせるシール材と、前記第１基板と前記第２基板に挟持された液晶層と、を含み、前記第１基板は、表示領域に設けられた複数の画素電極と、平面視で、前記表示領域と前記シール材の内縁との間に形成された周辺電極と、前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜と、を有し、前記第２基板は、前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜を有する液晶装置の製造方法であって、少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の基板において、前記表示領域に第１柱状構造物を有する第１無機配向膜を形成する第１無機配向膜形成工程と、少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の基板において、前記周辺電極上に、前記第１柱状構造物の密度より小さい密度の第２柱状構造物を有する第２無機配向膜を形成する第２無機配向膜形成工程と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、周辺電極上の第２無機配向膜を構成する第２柱状構造物の密度を、画素電極上の第１無機配向膜を構成する第１柱状構造物の密度より小さくする、つまり、周辺電極上の第２柱状構造物の間隔を広くなるように形成するので、シール材などから溶出された不純物を、周辺電極上の第２柱状構造物の隙間で捕獲することが可能となり、例えば、周辺電極への電圧の印加を停止しても、捕獲した不純物が表示領域に再拡散することを抑えることができる。その結果、表示領域において、焼き付きなど表示品質が劣化することを抑えることができる。

［適用例５］上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第１無機配向膜形成工程は、第１雰囲気圧力を加えて前記第１無機配向膜を形成し、前記第２無機配向膜形成工程は、前記第１雰囲気圧力より高い第２雰囲気圧力を加えて前記第２無機配向膜を形成することが好ましい。

本適用例によれば、圧力を高くして蒸着を行うことにより、第１無機配向膜の柱状構造物より第２無機配向膜の柱状構造物の密度を小さくすることができる。言い換えれば、第２無機配向膜の隣り合う柱状構造物の間隔を広くすることが可能となる。よって、不純物を、周辺電極上の柱状構造物の隙間で捕獲することができる。

［適用例６］上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記第１無機配向膜形成工程は、前記表示領域に第１蒸着方向から前記第１無機配向膜を蒸着し、前記第２無機配向膜形成工程は、前記周辺電極上に前記第１蒸着方向と異なる第２蒸着方向から前記第２無機配向膜を蒸着することが好ましい。

本適用例によれば、周辺電極上の柱状構造物の蒸着方向と、表示領域の柱状構造物の蒸着方向とが異なるので、表示領域の柱状構造物の密度と比較して、周辺電極上の柱状構造物の密度を小さくすることができる。言い換えれば、周辺電極上の柱状構造物の平均間隔を、表示領域の柱状構造物の平均間隔よりも広くすることができる。よって、シール材などから溶出された不純物を、周辺電極上の柱状構造物の隙間で捕獲することができる。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の液晶装置を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、上記した液晶装置を備えているので、焼き付き等を防ぎ、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。

第１実施形態の液晶装置の構成を示す模式平面図。 図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 液晶装置の構造を示す模式断面図。 液晶装置のうち主に周辺電極及び配向膜の構成を示す模式平面図。 図５に示す液晶装置のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図。 液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャート。 液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図。 第１無機配向膜と第２無機配向膜との柱状構造物の構造を比較して示す断面図。 液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例の対向電極の構造を示す模式断面図。

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。

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。

本実施形態では、液晶装置として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）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、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。

＜液晶装置の構成＞
図１は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図２は、図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。図３は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１及び図２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（第１基板）および対向基板２０（第２基板）と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、および対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。シール材１４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。シール材１４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。

シール材１４の内側には、複数の画素Ｐが配列した画素領域Ｅ（表示領域）が設けられている。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及び図２では図示を省略したが、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。

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。

対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光部１８（見切り部）が設けられている。遮光部１８は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光部１８の内側が複数の画素Ｐを有する画素領域Ｅとなっている。なお、図１では図示を省略したが、画素領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光部が設けられている。

これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子６１に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２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２５の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路２２に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に設けてもよい。

図２に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う配向膜２８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。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜２８を含むものである。

対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光部１８と、これを覆うように成膜された平坦化層３３と、平坦化層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光部１８、対向電極３１、配向膜３２を含むものである。

遮光部１８は、図１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２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている（図示簡略）。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。

平坦化層３３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光部１８を覆うように設けられている。このような平坦化層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層３３を覆うと共に、図１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２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極２７を覆う配向膜２８および対向電極３１を覆う配向膜３２は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。本実施形態では、配向膜２８，３２として上記無機配向膜が採用されている。

このような液晶装置１００は、例えば透過型であって、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。

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも画素領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のデータ線側ソースドレイン領域（ソース領域）に電気的に接続されている。画素電極２７は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域（ドレイン領域）に電気的に接続されている。

データ線６ａは、データ線駆動回路２２（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路２２から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは、走査線駆動回路２４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路２２からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路２４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングで供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された対向電極３１との間で一定期間保持される。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２７と対向電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域と容量線３ｂとの間に設けられている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。

図４は、液晶装置の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図４を参照しながら説明する。なお、図４は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。

図４に示すように、液晶装置１００は、一対の基板のうち一方の素子基板１０と、これに対向配置される他方の対向基板２０とを備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。

第１基材１０ａ上には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等からなる下側遮光膜３ｃが形成されている。下側遮光膜３ｃは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、走査線３ａの一部として機能するようにしてもよい。第１基材１０ａ及び下側遮光膜３ｃ上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層１１ａが形成されている。

下地絶縁層１１ａ上には、ＴＦＴ３０及び走査線３ａ等が形成されている。ＴＦＴ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁膜１１ｇと、ゲート絶縁膜１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極３０ｇとを有する。上記したように、走査線３ａは、ゲート電極３０ｇとしても機能する。

半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴ３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、データ線側ＬＤＤ領域３０ｓ１と、データ線側ソースドレイン領域３０ｓと、画素電極側ＬＤＤ領域３０ｄ１と、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを備えている。

チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。このように、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。

ゲート電極３０ｇ、下地絶縁層１１ａ、及び走査線３ａ上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁層１１ｂが形成されている。第１層間絶縁層１１ｂ上には、容量素子１６が設けられている。具体的には、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ及び画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第１容量電極１６ａと、固定電位側容量電極としての容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）の一部とが、誘電体膜１６ｃを介して対向配置されることにより、容量素子１６が形成されている。

容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。

第１容量電極１６ａは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子１６の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第１容量電極１６ａは、容量線３ｂと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第１容量電極１６ａは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールＣＮＴ５２、中継層５５、コンタクトホールＣＮＴ５３、ＣＮＴ５１を介して、画素電極２７とＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）とを中継接続する機能を有する。

容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃを介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁層１１ｂ及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５４を介して、半導体層３０ａのデータ線側ソースドレイン領域３０ｓ（ソース領域）に電気的に接続されている。

データ線６ａ上には、第３層間絶縁層１１ｄを介して画素電極２７が形成されている。画素電極２７は、第２層間絶縁層１１ｃ及び第３層間絶縁層１１ｄに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５２、ＣＮＴ５３、中継層５５を介して第１容量電極１６ａに接続されることにより、半導体層３０ａの画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）に電気的に接続されている。なお、画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透明導電性膜から形成されている。

画素電極２７及び第３層間絶縁層１１ｄ上には、第４層間絶縁層１１ｅを介して、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した配向膜２８が設けられている。配向膜２８上には、シール材１４（図１及び図２参照）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が設けられている。

一方、第２基材２０ａ上には、その全面に渡って対向電極３１が設けられている。対向電極３１上（図４では下側）には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した配向膜３２が設けられている。対向電極３１は、上述の画素電極２７と同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。

液晶層１５は、画素電極２７からの電界が印加されていない状態で配向膜２８，３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。

＜配向膜、周辺電極の構成＞
図５は、液晶装置のうち主に周辺電極及び配向膜の構成を示す模式平面図である。図６は、図５に示す液晶装置のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。以下、周辺電極及び配向膜の構成について、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５及び図６に示すように、液晶装置１００を構成する素子基板１０に周辺電極４０及び配向膜２８が設けられており、対向基板２０に配向膜３２が設けられている。素子基板１０の周辺領域７２に設けられた周辺電極４０は、平面視で画素領域Ｅ（表示領域）を囲むように繋がって設けられている。周辺電極４０は、例えば、画素電極２７と同層に設けられており、ＩＴＯ膜で形成されている。

具体的には、画素領域Ｅに設けられた画素電極２７上に、無機材料からなる第１無機配向膜２８ａが設けられている。第１無機配向膜２８ａは、複数の第１柱状構造物２８ａ１が素子基板１０の法線方向に対して所定の方向に傾斜していると共に、略所定の間隔をあけて並んでいる。

また、周辺領域７２に設けられた周辺電極４０上には、無機材料からなる第２無機配向膜２８ｂが設けられている。第２無機配向膜２８ｂは、複数の第２柱状構造物２８ｂ１が素子基板１０の法線方向に対して所定の方向に傾斜していると共に、複数の第１柱状構造物２８ａ１の間隔より広い間隔をあけて並んでいる。

このように、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の間隔を、画素電極２７上（表示領域）の第１柱状構造物２８ａ１の間隔と比べて広くすることにより、注入時から液晶に含まれていたり、注入後にシール材１４などから液晶に溶出されたりして液晶に含まれている帯電した不純物４４を、周辺電極４０上の第２無機配向膜２８ｂ（第２柱状構造物２８ｂ１）で捕獲（トラップ）することができる。

対向基板２０の対向電極３１上には、例えば、素子基板１０の第１無機配向膜２８ａと同様の配向膜が形成されている。なお、周辺電極４０は、例えば、対向電極３１と異なる電位（例えば直流電圧）を印加することにより、周辺電極４０と対向電極３１との間で電界を生じさせることが可能となり、帯電した不純物４４を引き寄せさせることができる。

＜液晶装置の製造方法＞
図７は、液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャートである。図８は、液晶装置の製造方法のうち一部の製造方法を示す模式断面図である。図９は、第１無機配向膜と第２無機配向膜との柱状構造物の構造を比較して示す断面図である。以下、液晶装置の製造方法及び配向膜の構造を、図７〜図９を参照しながら説明する。

最初に、素子基板１０側の製造方法を説明する。ステップＳ１１では、ガラス基板などからなる第１基材１０ａ上にＴＦＴ３０や画素電極２７等を形成する。

ステップＳ１２では、第１基材１０ａ上における画素領域Ｅの周囲に周辺電極４０を形成する。なお、画素電極がＩＴＯ膜からなり、周辺電極もＩＴＯ膜からなる場合、周辺電極４０を画素電極２７と同一工程で形成することが好ましい。

ステップＳ１３では、配向膜２８を形成する。具体的には、図８を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、第１基材１０ａから第３層間絶縁層１１ｄまでを、第１基材１０ａと称して説明する。

図８（ａ）に示す工程（第１無機配向膜形成工程）では、画素電極２７及び周辺電極４０を含む第１基材１０ａ上の全体に第１無機配向膜２８ａを形成する。具体的には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着法を用いて形成する（図９（ａ）参照）。雰囲気圧力（第１雰囲気圧力）は、例えば、５×１０^-3Ｐａ程度である。

図８（ｂ）に示す工程では、蒸着源に対して、第１無機配向膜２８ａが成膜された第１基材１０ａを水平方向に１８０°回転する。これにより、第１無機配向膜２８ａの第１柱状構造物２８ａ１の延在方向（第１蒸着方向）と、次の工程で蒸着する第２配向膜２８ｂの蒸着方向（第２蒸着方向）とが逆方向になる。更に、少なくとも画素電極２７上を覆い、少なくとも周辺電極４０上に開口部を有するマスク４５を配置する。

図８（ｃ）に示す工程（第２無機配向膜形成工程）では、マスク４５を配置した画素領域Ｅを除く周辺領域７２に、第２無機配向膜２８ｂを成膜する（図９（ｂ）参照）。つまり、周辺電極４０を含む周辺領域７２は、第１無機配向膜２８ａ上に第２無機配向膜２８ｂが成膜される。

具体的には、第１無機配向膜２８ａを斜方蒸着したときの第１雰囲気圧力より高い第２雰囲気圧力を加えて、すなわち第１無機配向膜２８ａを斜方蒸着したときより低い真空度で斜方蒸着する。第２雰囲気圧力としては、例えば、３×１０^-2Ｐａ程度である。

更に、第１無機配向膜２８ａの蒸着方向と異なる方向から第２無機配向膜２８ｂを蒸着させる。蒸着方向を変えることにより、柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１の傾斜方向が変わる。第１柱状構造物２８ａ１と異なる方向に第２柱状構造物２８ｂ１を傾斜させることにより、第２柱状構造物２８ｂ１の隙間が広くなる。

このように、成膜条件を異ならせることにより、画素領域Ｅの第１無機配向膜２８ａを構成する第１柱状構造物２８ａ１の間隔と比較して、周辺領域７２の第２無機配向膜２８ｂを構成する第２柱状構造物２８ｂ１の間隔を広くする（疎の状態にする）ことができる。

第１柱状構造物２８ａ１の間隔は、例えば、１ｎｍである。第２柱状構造物２８ｂ１の間隔は、例えば、２〜３ｎｍで、第１柱状構造物２８ａ１の間隔の２倍から３倍である。柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１の幅は、例えば、１４ｎｍである。柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１の長さは、例えば、７５ｎｍである。このように、雰囲気圧力を変えることにより、柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１の間隔を変えることができる。

図８（ｄ）は、図８（ｃ）のＡ部を拡大して示す拡大断面図である。なお、図８（ａ）と同じ方向から見ている（図８（ｃ）の方向と逆である）。図８（ｄ）に示すように、周辺電極４０や画素電極２７上を含む第１基材１０ａ上の全体に、第１無機配向膜２８ａが形成されている。また、少なくとも周辺電極４０上に第２無機配向膜２８ｂが形成されている。

具体的には、第１無機配向膜２８ａの第１蒸着方向（傾斜方向）と第２無機配向膜２８ｂの第２蒸着方向（傾斜方向）とが異なっている。また、図８（ｄ）に示すように、第２無機配向膜２８ｂの第２柱状構造物２８ｂ１の間隔は、第１無機配向膜２８ａの第１柱状構造物２８ａ１の間隔と比較して広くなっている。このようにすることで、画素電極２７の周囲（特に、周辺電極４０上）において、帯電した不純物４４を捕獲することができる。更に、周辺電極４０への電圧の印加中はもちろん、電圧の印加を停止した場合でも、複数の第２柱状構造物２８ｂ１の間に存在する隙間によって、帯電した不純物４４をトラップする（言い換えれば、第２柱状構造物２８ｂ１の周囲に帯電した不純物を捕獲する）ことが可能となり、画素領域Ｅに再拡散することを抑えることができる。以上により、素子基板１０側が完成する。

次に、対向基板２０側の製造方法を説明する。まず、ステップＳ２１では、ガラス基板等の透光性材料からなる第２基材２０ａ上に、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、対向電極３１（共通電極）を形成する。

ステップＳ２２では、対向電極３１上に配向膜３２を形成する。配向膜３２の製造方法は、例えば、素子基板１０側の第１無機配向膜２８ａと同様の方法を用いて形成する。以上により、対向基板２０側が完成する。次に、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる方法を説明する。

ステップＳ３１では、素子基板１０上にシール材１４を塗布する。具体的には、例えば、素子基板１０とディスペンサー（吐出装置でも可能）との相対的な位置関係を変化させて、素子基板１０における画素領域Ｅの周縁部に（画素領域Ｅを囲むように）シール材１４を塗布する。

ステップＳ３２では、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。具体的には、素子基板１０に塗布されたシール材１４を介して素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。より具体的には、互いの基板１０，２０の平面的な縦方向や横方向の位置精度を確保しながら行う。

ステップＳ３３では、液晶注入口（図１参照）から構造体の内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止材で封止する。以上により、液晶装置１００が完成する。

＜電子機器の構成＞
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図１０に示すように、本実施形態の投射型表示装置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。

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。

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。

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。

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。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００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。

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、焼き付き等が抑えられた液晶装置１００を用いているので、高い表示品質を実現することができる。

なお、液晶装置１００が搭載される電子機器としては、投射型表示装置１０００の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

以上詳述したように、本実施形態の液晶装置１００、液晶装置１００の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態の液晶装置１００によれば、周辺電極４０上の第２無機配向膜２８ｂを構成する第２柱状構造物２８ｂ１の密度が、画素領域Ｅの第１無機配向膜２８ａを構成する第１柱状構造物２８ａ１の密度より小さい、つまり、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の間隔を広くすることができる（ポーラスな状態にすることができる）。よって、シール材１４などから溶出された帯電した不純物４４を、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の隙間で捕獲（吸着）することが可能となり、例えば、周辺電極４０への電圧の印加を停止しても、帯電した不純物４４が画素領域Ｅに再拡散することを抑えることができる。言い換えれば、帯電した不純物４４が出ていきにくくなったり、トラップしたままにすることができる。その結果、画素領域Ｅにおいて、焼き付きなど表示品質が劣化することを抑えることができる。加えて、画素領域Ｅの第１柱状構造物２８ａ１の隙間は密になっているので、不純物４４がトラップされず、表示に悪影響を与えない。

（２）本実施形態の液晶装置１００の製造方法によれば、周辺電極４０上の柱状構造物２８ａ１，２８ｂ１の一部の蒸着方向を、画素電極２７上の第１柱状構造物２８ａ１の蒸着方向と異ならせているので、画素電極２７上の第１柱状構造物２８ａ１の密度と比較して、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の密度を小さくすることができる。言い換えれば、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の平均間隔を、画素電極２７上の第１柱状構造物２８ａ１の平均間隔よりも広くすることができる。よって、シール材１４などから溶出された帯電した不純物４４を、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の隙間で捕獲することができる。

（３）本実施形態の液晶装置１００の製造方法によれば、雰囲気圧力を高くして蒸着を行うことにより、第１無機配向膜２８ａの第１柱状構造物２８ａ１より第２無機配向膜２８ｂの第２柱状構造物２８ｂ１の密度を小さくすることができる。言い換えれば、第２無機配向膜２８ｂの隣り合う第２柱状構造物２８ｂ１の間隔を広くすることが可能となる。よって、帯電した不純物４４を、周辺電極４０上の第２柱状構造物２８ｂ１の隙間で捕獲することができる。

（４）本実施形態の電子機器によれば、上記に記載の液晶装置１００を備えるので、焼き付き等を防ぎ、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及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、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、対向基板２０の配向膜３２を、素子基板１０の第１無機配向膜２８ａと同様に構成することに限定されず、図１１に示すように構成してもよい。図１１は、変形例の対向基板２０の構成を示す模式断面図である。図１１に示すように、対向基板２０は、第２基材２０ａ上に形成された対向電極３１上に第１無機配向膜３２ａを形成する。更に、マスク４６を用いて画素領域Ｅを覆い、蒸着方向を変えて周辺領域７２の少なくとも素子基板１０の周辺電極４０に対向する領域に第２無機配向膜３２ｂを形成する。好ましくは、周辺領域７２の全面に第２無機配向膜３２ｂが形成されている。

このように対向基板２０を形成することにより、素子基板１０の第２無機配向膜２８ｂに加え、対向基板２０の第２無機配向膜３２ｂの両方によって、帯電した不純物４４をトラップすることが可能となり、より画素領域Ｅ内に帯電した不純物４４が再拡散することを抑えることができる。

（変形例２）
上記したように、第２無機配向膜２８ｂの製造方法として、雰囲気圧力を変える、及び蒸着方向を変える、の両方を実施することに限定されず、第１柱状構造物２８ａ１より第２柱状構造物２８ｂ１の隙間が広くなればよく、例えば、雰囲気圧力を変える、又は蒸着方向を変える、のどちらか一方を行うようにしてもよい。

（変形例３）
上記したように、周辺電極４０（イオントラップ電極）を１本で構成する方法（周辺電極４０と対向電極３１との間で電界をかける方法）に限定されず、例えば、第１基材１０ａ上の画素領域Ｅの周囲に２本の周辺電極を配置するようにしてもよい。２本の周辺電極に異なる電位を印加すると、２本の周辺電極間に電界がかかるので（横方向、すなわち素子基板１０の表面と水平な方向に電界がかかるので）、周辺電極４０の側面に第２無機配向膜２８ｂ（第２柱状構造物２８ｂ１）があることが好ましい。

（変形例４）
上記したように、液晶注入方式の液晶装置１００に適用することに限定されず、液晶滴下方式（ＯＤＦ）の液晶装置に適用するようにしてもよい。また、透過型の液晶装置１００に限定されず、例えば、反射型の液晶装置（反射型ライトバルブ）に適用するようにしてもよい。

（変形例５）
上記したように、無機配向膜２８ａ，２８ｂの蒸着条件を変え、第２無機配向膜２８ｂの第２柱状構造物２８ｂ１の隙間を広くする（ポーラスな状態にする）方法に限定されず、例えば、球状ミセル上でのオルガノシランの脱水縮合重合によって、ポーラスな配向膜を周辺電極４０上に形成するようにしてもよい。

３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｃ…下側遮光膜、６ａ…データ線、１０…第１基板としての素子基板、１０ａ…第１基材、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第２層間絶縁層、１１ｄ…第３層間絶縁層、１１ｅ…第４層間絶縁層、１１ｇ…ゲート絶縁膜、１４…シール材、１５…液晶層、１６…容量素子、１６ａ…第１容量電極、１６ｂ…第２容量電極、１６ｃ…誘電体膜、１８…遮光部、２０…第２基板としての対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２…配向膜、２８ａ…第１無機配向膜、２８ｂ…第２無機配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…画素電極側ソースドレイン領域、３０ｄ１…画素電極側ＬＤＤ領域、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…データ線側ソースドレイン領域、３０ｓ１…データ線側ＬＤＤ領域、３１…対向電極、３２ａ…第１無機配向膜、３２ｂ…第２無機配向膜、３３…平坦化層、４０…周辺電極、４４…帯電した不純物、４５，４６…マスク、ＣＮＴ５１，５２，５３，５４…コンタクトホール、５５…中継層、６１…外部接続用端子、７２…周辺領域、１００…液晶装置、１０００…投射型表示装置、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。

Claims (7)

1. 第１基板と、
   前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板を貼り合わせるシール材と、
   前記第１基板と前記第２基板に挟持された液晶層と、を含み、
   前記第１基板は、
   表示領域に設けられた複数の画素電極と、
   平面視で、前記表示領域と前記シール材の内縁との間に形成された周辺電極と、
   前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜と、を有し、
   前記第２基板は、
   前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜を有し、
   少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の前記無機配向膜において、平面視で、前記周辺電極と重なる第２柱状構造物の密度が、前記表示領域の第１柱状構造物の密度より小さいことを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１に記載の液晶装置であって、
   前記周辺電極と重なる前記第２柱状構造物の平均間隔が、前記表示領域の前記第１柱状構造物の平均間隔よりも大きいことを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液晶装置であって、
   前記周辺電極と重なる前記第２柱状構造物の蒸着方向と、前記表示領域の前記第１柱状構造物の蒸着方向とが異なることを特徴とする液晶装置。
4. 第１基板と、
   前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板を貼り合わせるシール材と、
   前記第１基板と前記第２基板に挟持された液晶層と、を含み、
   前記第１基板は、
   表示領域に設けられた複数の画素電極と、
   平面視で、前記表示領域と前記シール材の内縁との間に形成された周辺電極と、
   前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜と、を有し、
   前記第２基板は、
   前記液晶層側の面に設けられ、複数の柱状構造物を有する無機配向膜を有する液晶装置の製造方法であって、
   少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の基板において、前記表示領域に第１柱状構造物を有する第１無機配向膜を形成する第１無機配向膜形成工程と、
   少なくとも前記第１基板及び前記第２基板のうち一方の基板において、前記周辺電極上に、前記第１柱状構造物の密度より小さい密度の第２柱状構造物を有する第２無機配向膜を形成する第２無機配向膜形成工程と、
   を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 請求項４に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記第１無機配向膜形成工程は、第１雰囲気圧力を加えて前記第１無機配向膜を形成し、
   前記第２無機配向膜形成工程は、前記第１雰囲気圧力より高い第２雰囲気圧力を加えて前記第２無機配向膜を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
6. 請求項４に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記第１無機配向膜形成工程は、前記表示領域に第１蒸着方向から前記第１無機配向膜を蒸着し、
   前記第２無機配向膜形成工程は、前記周辺電極上に前記第１蒸着方向と異なる第２蒸着方向から前記第２無機配向膜を蒸着することを特徴とする液晶装置の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。