JP2014222261A - 配向膜の検査方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶分子のプレチルトを適正に制御することができるか否かを液晶層の充填前に判定することのできる無機配向膜の検査方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに、2次元フーリエ変換による空間周波数分布解析を行った解析結果と、無機配向膜によって配向する液晶分子のプレチルト角との間には一定の相関関係がある。例えば、空間周波数分布解析によって得られたパワーを空間周波数が0のときのパワーを基準に規格化した際のピーク値Ppと、液晶分子のプレチルト角θpとの間には相関関係はある。従って、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。【選択図】図7
Description
本発明は、配向膜の検査方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、および電子機器に関するものである。
液晶装置は、例えば、画素トランジスター、画素電極および配向膜等が形成された素子基板と、共通電極および配向膜等が形成された対向基板とがシール材によって貼り合わされた構造を有しており、素子基板と対向基板との間でシール材によって囲まれた空間内に液晶層が保持されている。ここで、配向膜としては、耐光性等の観点から、斜めに傾いたカラム構造の無機配向膜が採用されつつある。また、液晶層と無機配向膜との界面での光反応による液晶層の劣化を抑制するという観点から、無機配向膜では、斜めに傾いたカラム構造の第1無機膜の表面を第2無機膜で覆うことにより、液晶層とカラム構造の第1無機膜とが接触する面積を減少させた構成も提案されている。
かかる液晶装置においては、無機配向膜の表面の凹凸形状を制御して、液晶分子のプレチルト角を適正化する必要がある。特に、カラム構造の第1無機膜の表面に第2無機膜を形成した場合、第2無機膜の形成によって、第1無機膜の表面に形成された凹凸が変化するため、第2無機膜を形成した後の凹凸形状を制御して、液晶分子のプレチルト角を適正化する必要がある。しかしながら、液晶分子のプレチルト角が適正か否かは、液晶層を充填した後でしか判定できず、基板に無機配向膜を形成した直後には判定できない。
一方、ラビング処理した有機配向膜の表面凹凸の特定の周期成分の振幅と、プレチルト角との相関関係に基づいて、プレチルト角を制御する技術が提案されている。
しかしながら、特許文献1に開示の技術は、ラビング処理した有機配向膜を対象とするものであり、無機配向膜の良否判定には適用できない。
そこで、本発明の課題は、液晶分子のプレチルトを適正に制御することができるか否かを液晶層の充填前に判定することのできる無機配向膜の検査方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、および電子機器を提供することにある。
本発明に係る無機配向膜の検査方法の一態様は、基板の一方の面に形成した無機配向膜の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データを取得する2次元凹凸分布データ取得工程と、前記2次元凹凸分布データ取得工程で取得した前記検査用2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行って検査用解析結果を得る解析工程と、前記解析工程で得た前記検査用解析結果および検査基準に基づいて、前記無機配向膜の良否を判定する判定工程と、を有し、前記検査基準は、検査基準用試料の一方の面に形成した検査基準用無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った検査基準用解析結果と、前記検査基準用試料の一方の面で配向する液晶分子のプレチルト角との相関関係に基づいて設定されていることを特徴とする。
本発明の検査方法の一態様では、無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った際の解析結果と、無機配向膜によって配向した液晶分子のプレチルト角との間には相関関係が存在することを利用して検査基準を設定しておき、基板の一方面に無機配向膜を形成した後、2次元凹凸分布データ取得工程において、無機配向膜の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データを取得した後、解析工程において、検査用2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行えば、判定工程において、解析工程で得た解析結果および検査基準に基づいて無機配向膜の良否を判定することができる。従って、液晶層を充填する前に、液晶分子に適正なプレチルトを付与することができるか否かを検査することができる。
本発明の一態様において、前記検査基準用無機配向膜は、前記検査基準用試料の一方の面に対して第1方向に傾斜したカラム構造の第1無機膜を含み、前記検査基準は、前記第1方向を前記検査基準用試料の一方の面に投影した方向に沿った表面凹凸情報のパワーの分布において、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲に出現するピーク値と前記プレチルト角との相関関係に基づいて設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲(すなわち、20nm〜100nmの周期範囲)のピーク値のレベルによって、無機配向膜の良否を判定することができる。
本発明の一態様は、前記検査基準用無機配向膜が、前記第1無機膜に対して前記基板とは反対側に積層された第2無機膜を含む場合に適用すると効果的である。無機配向膜が、カラム構造の第1無機膜を覆う第2無機膜を有している場合、無機配向膜の表面凹凸を制御しにくいが、本発明によれば、液晶層を充填する前に、液晶分子に適正なプレチルト角を付与することができるか否かを検査することができる。
本発明の一態様においては、例えば、前記検査基準は、前記表面凹凸情報のパワーの分布を空間周波数が0のときのパワーを基準に規格化して設定されている。
この場合、前記検査基準は、例えば、前記ピーク値が0.75以上のとき良とされることが好ましい。かかる構成によれば、液晶分子に負のプレチルトを確実に付与することができる。
本発明の一態様を適用した無機配向膜の検査方法を用いた液晶装置の製造方法では、前記判定工程において良と判定された前記無機配向膜が形成された前記基板を用いて液晶装置を製造する。
本発明に係る液晶装置の一態様は、基板と、前記基板の一方の面側に設けられた液晶層と、前記基板と前記液晶層との間に形成された無機配向膜と、を有し、前記無機配向膜は、前記基板の一方の面に対して第1方向に傾斜したカラム構造の第1無機膜を含み、前記無機配向膜は、前記無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った解析結果における、前記第1方向を前記基板の一方の面に投影した方向に沿った前記表面凹凸情報のパワーの分布が、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲にピークを有し、前記液晶層は、前記基板の一方の面側に位置する液晶分子の長軸が、前記基板の一方の面の法線に対して、前記第1方向と反対側に傾斜していることを特徴とする。
本発明の一態様では、2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った際の解析結果において、空間周波数が0のときのパワーを基準に規格化した際、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲(すなわち、20nm〜100nmの周期範囲)にピーク値を有しているため、液晶分子に負のプレチルトを付与することができる。
本発明の一態様において、前記無機配向膜は、前記ピークの値が0.075以上であることが好ましい。かかる構成によれば、液晶分子に負のプレチルトを確実に付与することができる。
本発明に係る液晶装置の一態様において、前記無機配向膜は、前記第1無機膜と前記液晶層との間に位置する第2無機膜を含む構成を採用することができる。
本発明に係る液晶装置の一態様において、前記ピークの値が0.085以上であることが好ましい。
本発明に係る液晶装置の一態様において、前記液晶分子の長軸と前記基板の一方の面の法線とのなす角であるプレチルト角が−5degから−32degである構成を採用することができる。
本発明に係る液晶装置の一態様は、携帯電話機やモバイルコンピューター、投射型表示装置等の電子機器に用いることができる。これらの電子機器のうち、投射型表示装置は、液晶装置に光を供給するための光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系とを備えている。
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
[液晶装置の構成]
図1は、本発明が適用される液晶装置の液晶パネルの一例の説明図であり、図1(a)、(b)は各々、液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。
図1は、本発明が適用される液晶装置の液晶パネルの一例の説明図であり、図1(a)、(b)は各々、液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。
図1(a)、(b)に示すように、本形態の液晶装置100は液晶パネル100pを有している。液晶パネル100pでは、素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材107は、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等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あるいはガラスビーズ等のギャップ材107aが配合されている。液晶パネル100pにおいて、素子基板10と対向基板20との間のうち、シール材107によって囲まれた領域内には液晶層50が設けられている。本形態において、液晶層50は、誘電率異方性が負の液晶材料からなる。なお、シール材107には、液晶注入口107cとして利用される途切れ部分が形成されており、かかる液晶注入口107cは、液晶材料の注入後、封止材107dによって封止されている。
液晶パネル100pにおいて、素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、素子基板10は、Y方向(第2方向)で対向する2つの辺10e、10f(端部)と、X方向(第1方向)で対向する2つの辺10g、10h(端部)とを備えている。液晶パネル100pの略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられており、かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられている。表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
本形態において、素子基板10の基板本体は、石英基板やガラス基板からなる第1基板10wからなり、対向基板20の基板本体は、石英基板やガラス基板からなる第2基板20wからなる。なお、第1基板10wとしては単結晶シリコン基板等の半導体基板が用いられることもある。
素子基板10において、外周領域10cでは、素子基板10においてY軸方向の一方側に位置する辺10eに沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この辺10eに隣接する他の辺10g、10hの各々に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して外部制御回路から各種電位や各種信号が入力される。
素子基板10の一方面10sおよび他方面10tのうち、対向基板20と対向する一方面10sの側において、表示領域10aには、画素電極9aや画素トランジスター(図示せず)がマトリクス状に配列されている。従って、表示領域10aは、画素電極9aがマトリクス状に配列された画素電極配列領域10pとして構成されている。かかる構成の素子基板10において、画素電極9aの上層側には、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜を備えた無機配向膜16が形成されている。素子基板10の一方面10sの側において、表示領域10aより外側の外周領域10cのうち、表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の周辺領域10bには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。
対向基板20の一方面20sおよび他方面20tのうち、素子基板10と対向する一方面20sの側には共通電極21が形成されている。本形態において、共通電極21は、対向基板20の略全面に形成されている。
対向基板20の一方面20sの側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜を備えた無機配向膜26が積層されている。遮光層29は、表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁部分29aとして形成されており、遮光層29の内周縁によって表示領域10aが規定されている。また、遮光層29は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域に重なるブラックマトリクス部29bとしても形成されている。額縁部分29aはダミー画素電極9bと重なる位置に形成されており、額縁部分29aの外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分29aとシール材107とは重なっていない。
液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、対向基板20の一方面20sの側の4つの角部分に基板間導通用電極25が形成されており、素子基板10の一方面10sの側には、対向基板20の4つの角部分(基板間導通用電極25)と対向する位置に基板間導通用電極19が形成されている。本形態において、基板間導通用電極25は、共通電極21の一部からなる。基板間導通用電極19には、共通電位Vcomが印加されている。基板間導通用電極19と基板間導通用電極25との間には、導電粒子を含んだ基板間導通材19aが配置されており、対向基板20の共通電極21は、基板間導通用電極19、基板間導通材19aおよび基板間導通用電極25を介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、素子基板10の側から共通電位Vcomが印加されている。シール材107は、略同一の幅寸法をもって対向基板20の外周縁に沿って設けられているが、対向基板20の角部分と重なる領域では基板間導通用電極19、25を避けて内側を通るように設けられている。
本形態において、液晶装置100は透過型の液晶装置であり、画素電極9aおよび共通電極21は、ITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成されている。かかる透過型の液晶装置(液晶装置100)では、例えば、対向基板20の側から入射した光が素子基板10の側から出射される間に変調されて画像を表示する。また、液晶装置100が反射型の液晶装置である場合、共通電極21は、ITO膜やIZO膜等の透光性導電膜により形成され、画素電極9aは、アルミニウム膜等の反射性導電膜により形成される。かかる反射型の液晶装置(液晶装置100)では、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。
液晶装置100は、例えば、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、液晶装置100は、電子ペーパーとして用いることができる。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。
(無機配向膜16、26の構成)
図2は、本発明を適用した液晶装置100に形成されている無機配向膜16、26の説明図であり、図2(a)、(b)は、正のプレチルト角が付与された無機配向膜16、26を模式的に示す説明図、および負のプレチルト角が付与された無機配向膜16、26を模式的に示す説明図である。なお、図2では、素子基板10において画素電極9aより下層側に形成された層の図示を省略し、対向基板20において共通電極21より下層側に形成された層の図示を省略してある。また、図2(a)、(b)では、無機配向膜16、26の表面を平面として表してあるが、無機配向膜16、26の表面には、斜方蒸着膜のカラムに起因する凹凸が存在する。
図2は、本発明を適用した液晶装置100に形成されている無機配向膜16、26の説明図であり、図2(a)、(b)は、正のプレチルト角が付与された無機配向膜16、26を模式的に示す説明図、および負のプレチルト角が付与された無機配向膜16、26を模式的に示す説明図である。なお、図2では、素子基板10において画素電極9aより下層側に形成された層の図示を省略し、対向基板20において共通電極21より下層側に形成された層の図示を省略してある。また、図2(a)、(b)では、無機配向膜16、26の表面を平面として表してあるが、無機配向膜16、26の表面には、斜方蒸着膜のカラムに起因する凹凸が存在する。
図2(a)に示すように、本形態の液晶装置100の液晶パネル100pにおいて、素子基板10側では、無機配向膜16が、下層側の第1無機膜16aと、第1無機膜16aの上層側(第1基板10wとは反対側/液晶層50の側)に積層された第2無機膜16bとを含んでいる。第1無機膜16aは、斜方蒸着膜からなる。本形態において、第1無機膜16aは、シリコン酸化物や他の金属酸化物からなり、厚さが45nm〜150nmである。
第2無機膜16bは、シランカップリング剤の反応により生成された有機シラン重合体層、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミニウム酸化膜等からなり、膜厚は10nm〜100nmである。第2無機膜16bは、第1無機膜16aと液晶層50との接触面積を狭めて、無機配向膜16と液晶層50との界面での光反応等を防止する。第2無機膜16bは、インクジェット法、スピンコート法、CVD法、蒸着法等により形成される。
第1無機膜16aは、基板の法線に対して傾いた斜め方向から蒸着された斜方蒸着膜であり、10deg〜40deg斜めに傾いたカラム構造を備えている。このため、第1無機膜16aは、表面の凹凸によって、液晶層50を構成する液晶分子50aにプレチルトを付与する。なお、第2無機膜16bは、極めて薄い無機膜からなるため、第2無機膜16bの表面には、第1無機膜16aの凹凸(カラム構造)が反映されている。このため、第1無機膜16aの表面に第2無機膜16bを積層しても、無機配向膜16は、液晶分子50aにプレチルトを付与する。
ここで、液晶分子50aに付されたプレチルト角θpは、素子基板10の一方面10sに対する法線と液晶分子50aの長軸とが成す角度として表される。また、プレチルト角θpを表す際、法線に対してカラムが傾いている側を正とし、カラムが傾いている側とは反対側を負とする。従って、図2(a)では、液晶分子50aのプレチルト角θpは正であり、図2(b)では、液晶分子50aのプレチルト角θpは負である。
対向基板20でも、素子基板10と同様、無機配向膜26は、下層側の第1無機膜26aと、第1無機膜26aの上層側(第2基板20wとは反対側/液晶層50の側)に積層された第2無機膜26bとを含んでいる。第1無機膜26aは、斜方蒸着膜からなる。本形態において、第1無機膜26aは、第1無機膜16aと同様、シリコン酸化物や他の金属酸化物からなり、厚さが45nm〜150nmである。
第2無機膜26bは、第2無機膜16bと同様、シランカップリング剤の反応により生成された有機シラン重合体層、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミニウム酸化膜等からなり、膜厚は1nm〜100nmである。第2無機膜16bは、第1無機膜16aと液晶層50との接触面積を狭めて、無機配向膜16と液晶層50との界面での光反応等を防止する。第2無機膜16bは、インクジェット法、スピンコート法、CVD法、蒸着法等により形成される。
第1無機膜26aは、第1無機膜16aと同様、基板の法線に対して傾いた斜め方向から蒸着された斜方蒸着膜であり、10deg〜40deg斜めに傾いたカラム構造を備えている。このため、第1無機膜26aは、表面の凹凸によって、液晶層50を構成する液晶分子50aにプレチルトを付与する。なお、第2無機膜26bは、極めて薄い無機膜からなるため、第2無機膜26bの表面には、第1無機膜26aの凹凸(カラム構造)が反映されている。このため、第1無機膜26aの表面に第2無機膜26bを積層しても、無機配向膜26は、液晶分子50aにプレチルトを付与する。
無機配向膜26の側でも、無機配向膜16の側と同様、液晶分子50aに付されたプレチルト角θpは、対向基板20の一方面20sに対する法線と液晶分子50aの長軸とが成す角度として表される。また、プレチルト角θpを表す際、法線に対してカラムが傾いている側を正とし、カラムが傾いている側とは反対側を負とする。従って、図2(a)では、液晶分子50aのプレチルト角θpは正であり、図2(b)では、液晶分子50aのプレチルト角θpは負である。
(液晶装置100の製造方法)
図3は、本発明を適用した液晶装置100の製造方法を示す説明図である。図1および図2を参照して説明した液晶パネル100pを製造するにあたって、第1製造方法では、例えば、素子基板10および対向基板20を各々、大型のマザー基板の状態で貼り合わせ工程を行い、その後、対向基板用のマザー基板を切断して、液晶注入口を露出させる。次に、液晶注入工程を行った後、封止工程を行い、しかる後に、素子基板用のマザー基板を分割予定ラインに沿って切断して、単品サイズの液晶パネル100pを得る。
図3は、本発明を適用した液晶装置100の製造方法を示す説明図である。図1および図2を参照して説明した液晶パネル100pを製造するにあたって、第1製造方法では、例えば、素子基板10および対向基板20を各々、大型のマザー基板の状態で貼り合わせ工程を行い、その後、対向基板用のマザー基板を切断して、液晶注入口を露出させる。次に、液晶注入工程を行った後、封止工程を行い、しかる後に、素子基板用のマザー基板を分割予定ラインに沿って切断して、単品サイズの液晶パネル100pを得る。
また、第2製造方法では、素子基板10のみを大型のマザー基板の状態で構成した後、単品サイズの対向基板20をマザー基板と貼り合わせる。次に、液晶注入工程を行った後、封止工程を行い、しかる後に、マザー基板を分割予定ラインに沿って切断して、単品サイズの液晶パネルを得る。
なお、液晶を充填するにあたっては、素子基板用のマザー基板に硬化前のシール材107を枠状に塗布した後、その内側に液晶を滴下することもある。この場合、液晶を滴下した後、マザー基板に対向基板20を重ねる。次に、シール材107を硬化させ、しかる後に、マザー基板を分割予定ラインに沿って切断する。かかる製造方法の場合、図1を参照して説明した液晶注入口107cおよび封止材107dは不要である。
本発明は上記製造方法のいずれを適用してもよいが、以下の説明では、第2製造方法を採用した場合を説明する。
より具体的には、まず、図3に示すように、画素電極9a等の形成工程ST1では、素子基板用のマザー基板(大型の第1基板10w)に対して画素電極9a等を形成した後、配向膜形成工程ST2を行う。
配向膜形成工程ST2では、まず、画素電極9aの上層側に斜方蒸着を行い、第1無機膜16aを形成する。次に、第1無機膜16aの表面に第2無機膜16bを形成する。
一方、共通電極21等の形成工程ST11では、対向基板用のマザー基板(大型の第2基板20w)に対して共通電極21等を形成した後、配向膜形成工程ST12を行う。配向膜形成工程ST12では、まず、共通電極21の上層側に斜方蒸着を行い、第1無機膜26aを形成する。次に、第1無機膜26aの表面に第2無機膜26bを形成する。しかる後に、対向基板用のマザー基板を分割予定ラインに沿って切断し、単品サイズの対向基板20を得る。
次に、空セル形成工程ST20では、素子基板用のマザー基板と単品サイズの対向基板20とをシール材107で貼り合わせて液晶注入口107cを備えた液晶パネル100p用の空セルを形成する。より具体的には、まず、素子基板用のマザー基板に対してシール材107を塗布するシール印刷工程ST21を行う。次に、シール材107によって素子基板用のマザー基板と対向基板20とを貼り合わせる貼り合わせ工程ST25を行う。かかる貼り合わせ工程ST25では、まず、重ね合わせ工程ST22において、シール材107を間に挟んで素子基板用のマザー基板と対向基板20とを重ね合わせ、その後に、シール硬化工程ST23においてシール材107を硬化させ、空セルを構成する。かかるシール硬化工程ST23では、例えば、対向基板20側からUV光等を照射してシール材107を硬化させる。
次に、液晶封入工程ST30では、誘電率異方性が負の液晶材料を空セル内に注入した後、液晶注入口107cを封止材107dで塞ぐ。かかる液晶封入工程ST30では、まず、注入工程ST31において、真空注入法により、液晶注入口107cから空セル内に液晶材料を注入した後、封止工程ST32において、液晶注入口107cに光硬化性樹脂からなる封止材107dを塗布し、その後、封止材107dを光硬化させて液晶注入口107cを封止材107dで塞ぐ。
次に、切断工程ST40において、素子基板用のマザー基板を分割予定ラインに沿って切断して、単品サイズの素子基板10を得る。その結果、単品サイズの液晶パネル100pが得られる。
(無機配向膜16、26の表面凹凸分布の解析結果)
図4〜図8を参照して、無機配向膜16、26の表面凹凸形状と、液晶分子50aのプレチルト角θpとの関係を説明する。なお、無機配向膜16と無機配向膜26とでは、表面凹凸形状が液晶分子50aのプレチルト角θpに及ぼす影響が同一であるため、以下の説明では、無機配向膜16の表面凹凸形状と、液晶分子50aのプレチルト角θpとの関係を中心に説明する。
図4〜図8を参照して、無機配向膜16、26の表面凹凸形状と、液晶分子50aのプレチルト角θpとの関係を説明する。なお、無機配向膜16と無機配向膜26とでは、表面凹凸形状が液晶分子50aのプレチルト角θpに及ぼす影響が同一であるため、以下の説明では、無機配向膜16の表面凹凸形状と、液晶分子50aのプレチルト角θpとの関係を中心に説明する。
図4は、無機配向膜16の表面凹凸形状に関するデータを示す説明図であり、図4(a)、(b)は、無機配向膜16の2次元凹凸分布データとしての2次元画像を示す説明図、および無機配向膜16の2次元画像に空間周波数分布解析を行って得た解析結果を示す説明図である。
図5は、無機配向膜16の2次元画像に対する解析結果の蒸着方向における空間周波数と規格化されたパワーとの関係を示すグラフである。
本願発明者は、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を解析結果(空間周波数分布解析結果)と、無機配向膜16によって配向が制御された液晶分子50aのプレチルト角θpとの間に相関関係を有するという新たな知見を得た。そこで、本発明では、以下に説明するように、上記の相関関係を利用して、無機配向膜16の成膜条件を決定する。また、本発明では、上記の相関関係を利用して、無機配向膜16の検査基準を設定し、液晶装置100の製造工程の途中において、無機配向膜16の良否を検査する検査工程を行う。
まず、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データとして、電子顕微鏡を用いて、無機配向膜16の2次元画像データを得る。かかる2次元画像データは、図4(a)に示すように、グレースケールの画像であるので、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データである。
次に、無機配向膜16の2次元画像データに対して、2次元フーリエ変換による空間周波数分布解析を行い、図4(b)に示す空間周波数分布データ(空間周波数分布解析結果)を得る。その際、画像の平均明るさで除算することによって、画像の明るさを規格化してある。なお、図4(a)、(b)において、矢印V1で示す方向が、第1無機膜16aを形成する際の蒸着方向であり、カラム構造は、矢印V2で示す方向に傾いている。
このようにして得た空間周波数分布データ(空間周波数分布解析結果)において、カラム構造の傾き方向に沿う方向におけるパワーと、空間周波数との関係は、図5に示すグラフとして現れる。図5に示すグラフにおいて、パワーは、空間周波数が0のときのパワーを基準に規格化してある。従って、図5には、カラム構造の傾き方向(第1方向)を基板の一方の面に投影した方向に沿った表面凹凸情報のパワーの分布が示されている。
図5に示すように、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲(20nm〜100nmの周期範囲)にパワーのピークPeが出現し、本願発明者は、図6および図7を参照して以下に説明するように、かかるピークPeのピーク値Ppと、プレチルト角θpとの間に後述する相関関係を見出した。従って、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、20nm〜100nmの周期範囲の凹凸を把握できるので、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。
(ピーク値とプレチルト角θpとの相関関係)
図6は、各種無機配向膜16の2次元画像に対する空間周波数分布解析結果の蒸着方向における空間周波数と規格化されたパワーとの関係を示すグラフである。図7は、無機配向膜16における規格化されたパワーのピーク値Ppと液晶分子50aのプレチルト角θpとの相関関係を示すグラフである。なお、図6(a)〜(f)は、以下に説明する試料A2、B2、C2、D2、E2、F2における空間周波数とパワーとの関係を示すグラフである。
図6は、各種無機配向膜16の2次元画像に対する空間周波数分布解析結果の蒸着方向における空間周波数と規格化されたパワーとの関係を示すグラフである。図7は、無機配向膜16における規格化されたパワーのピーク値Ppと液晶分子50aのプレチルト角θpとの相関関係を示すグラフである。なお、図6(a)〜(f)は、以下に説明する試料A2、B2、C2、D2、E2、F2における空間周波数とパワーとの関係を示すグラフである。
まず、無機配向膜16における規格化されたパワーのピーク値Ppと液晶分子50aのプレチルト角θpとの相関関係を検討するにあたって、以下の無機配向膜16の試料を作製した。なお、以下の説明において、試料A1、B1、C1、D1、E1、F1の無機配向膜16は、第1無機膜16aのみから構成され、試料A2、B2、C2、D2、E2、F2の無機配向膜16は、第1無機膜16aと第2無機膜16bとの2層構造を有している。
試料A1
第1無機膜16a:成膜条件A(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=75nm)
試料A2
第1無機膜16a:成膜条件A(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=75nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料B1
第1無機膜16a:成膜条件B(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=75nm)
試料B2
第1無機膜16a:成膜条件B(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=75nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料C1
第1無機膜16a:成膜条件C(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=150nm)
試料C2
第1無機膜16a:成膜条件C(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料D1
第1無機膜16a:成膜条件D(蒸着カラム角度=25deg、膜厚=150nm)
試料D2
第1無機膜16a:成膜条件D(蒸着カラム角度=25deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
試料E1
第1無機膜16a:成膜条件E(蒸着カラム角度=28deg、膜厚=150nm)
試料E2
第1無機膜16a:成膜条件E(蒸着カラム角度=28deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
試料F1
第1無機膜16a:成膜条件F(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=150nm)
試料F2
第1無機膜16a:成膜条件F(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
試料A1
第1無機膜16a:成膜条件A(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=75nm)
試料A2
第1無機膜16a:成膜条件A(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=75nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料B1
第1無機膜16a:成膜条件B(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=75nm)
試料B2
第1無機膜16a:成膜条件B(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=75nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料C1
第1無機膜16a:成膜条件C(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=150nm)
試料C2
第1無機膜16a:成膜条件C(蒸着カラム角度=14deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=15nm
試料D1
第1無機膜16a:成膜条件D(蒸着カラム角度=25deg、膜厚=150nm)
試料D2
第1無機膜16a:成膜条件D(蒸着カラム角度=25deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
試料E1
第1無機膜16a:成膜条件E(蒸着カラム角度=28deg、膜厚=150nm)
試料E2
第1無機膜16a:成膜条件E(蒸着カラム角度=28deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
試料F1
第1無機膜16a:成膜条件F(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=150nm)
試料F2
第1無機膜16a:成膜条件F(蒸着カラム角度=33deg、膜厚=150nm)
第2無機膜16b:膜厚=33nm
次に、これらの試料に対して、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む2次元画像データを得た後、空間周波数分布解析を行った。かかる解析の結果、試料A2、B2、C2、D2、E2、F2に関して、得られたカラム構造の傾き方向に沿う方向におけるパワーと、空間周波数との関係は、図6に示すようであった。なお、試料A1、B1、C1、D1、E1、F1において、得られたカラム構造の傾き方向に沿う方向におけるパワーと、空間周波数との関係の図示を省略する。
また、図6に示すグラフから、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲に出現するパワーのピーク値Ppを求めた。
次に、上記の無機配向膜16が形成された素子基板10、および同様な条件で無機配向膜26が形成された対向基板20を用いて液晶装置100を製作し、液晶分子50aのプレチルト角θpを測定した。
また、無機配向膜16における規格化されたパワーのピーク値Ppと液晶分子50aのプレチルト角θpとの相関関係を、図7に示す。なお、図7には、試料A1、B1、C1、D1、E1、F1の結果を黒丸で示すとともに、試料A2、B2、C2、D2、E2、F2の結果を白丸で示してある。また、各丸には、試料の番号を付してある。
図7に示すように、プレチルト角θpが0degあるいは負の試料A1、C1、F1、A2、B2、C2、D2、E2、F2(プレチルト角θpが正である試料B1、D1、E1以外)においては、折れ線L1で示す相関関係が得られる。また、プレチルト角θpが負の試料A1、C1、F1、D2、E2、F2においては、直線L2で示す相関関係が得られた。
また、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えた試料A2、B2、C2、D2、E2、F2では、折れ線L1で示す相関関係が得られ、プレチルト角θpが負の試料D2、E2、F2においては、直線L2で示す相関関係が得られた。
(2層構造の無機配向膜16について)
以上説明したように、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えている場合、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの間に、折れ線L1で示す相関関係や直線L2で示す相関関係がある。従って、かかる相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。
以上説明したように、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えている場合、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの間に、折れ線L1で示す相関関係や直線L2で示す相関関係がある。従って、かかる相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。
また、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えている場合、ピーク値Ppが0.075以上であれば、無機配向膜16は、液晶分子50aのプレチルト角θpを負とすることができる。
また、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えている場合、ピーク値Ppが0.085以上であれば、無機配向膜16は、液晶分子50aのプレチルト角θpを−5degから−32degとすることができる。
従って、無機配向膜16が第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えている場合、ピーク値Ppを検査すれば、液晶分子50aのプレチルト角θpを把握することができる。また、液晶分子50aのプレチルト角θpを負の所定の値に設定しようとするときには、ピーク値Ppが0.075以上、あるいは0.085以上の所定値となるような成膜条件で無機配向膜16を形成すればよいことになる。
特に本形態で利用したピーク値Ppは、第1無機膜16aと第2無機膜16bとを備えた2層構造の無機配向膜16において、プレチルト角θpとの間に高い相関性を有していることから、所定のピーク値Ppを備えた無機配向膜16を用いれば、液晶装置100の耐光性を向上することができるとともに、プレチルト角θpを適正に制御することができる。それ故、後述する投射型表示装置での使用に適した液晶装置100を提供することができる。
(1層構造の無機配向膜16について)
一方、無機配向膜16が第1無機膜16a単独からなる場合でも、蒸着角度45degである試料A1、C1に関しては、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの間に、直線L2で示す相関関係がある。従って、かかる相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。
一方、無機配向膜16が第1無機膜16a単独からなる場合でも、蒸着角度45degである試料A1、C1に関しては、ピーク値Ppとプレチルト角θpとの間に、直線L2で示す相関関係がある。従って、かかる相関関係に基づいて、適正なプレチルト角θpに対応するピーク値Ppのレベルを設定しておけば、無機配向膜16の成膜条件の決定や、無機配向膜16の検査を行うことができる。
また、無機配向膜16が第1無機膜16a単独からなる場合でも、蒸着角度45degであれば、ピーク値Ppが0.075以上であれば、無機配向膜16は、液晶分子50aのプレチルト角θpを負とすることができる。
また、無機配向膜16が第1無機膜16a単独からなる場合でも、蒸着角度45degであれば、ピーク値Ppが0.085以上であれば、無機配向膜16は、液晶分子50aのプレチルト角θpを−5degから−32degとすることができる。
従って、無機配向膜16が第1無機膜16a単独からなる場合でも、蒸着角度45degであれば、ピーク値Ppを検査することにより、液晶分子50aのプレチルト角θpを把握することができる。また、液晶分子50aのプレチルト角θpを負の所定の値に設定しようとするときには、ピーク値Ppが0.075以上、あるいは0.085以上の所定値となるような成膜条件で無機配向膜16を形成すればよいことになる。
なお、上記カラム構造を有する配向膜は、蒸着以外にも、インプリント法や異方性エッチングを用いて斜めの溝を形成することによっても実現することができる。
(液晶装置100の製造方法への適用)
本発明では、上記したピーク値Ppとプレチルト角θpとの上記の相関関係に基づいて、無機配向膜16、26の良否を判定するための検査基準を設定しておき、液晶装置100の製造工程において、図3を参照して説明した配向膜形成工程ST2、ST12の後、無機配向膜16、26に対する検査工程を行う。
本発明では、上記したピーク値Ppとプレチルト角θpとの上記の相関関係に基づいて、無機配向膜16、26の良否を判定するための検査基準を設定しておき、液晶装置100の製造工程において、図3を参照して説明した配向膜形成工程ST2、ST12の後、無機配向膜16、26に対する検査工程を行う。
より具体的には、素子基板10に無機配向膜16を形成した後、2次元凹凸分布データ取得工程においては、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データ(2次元画像)を取得する。
次に、解析工程においては、検査用2次元凹凸分布データに2次元フーリエ変換による空間周波数分布解析を行い、図5等を参照して説明したピーク値Ppを得る。
次に、判定工程においては、解析工程で得たピーク値Pp(解析結果)および検査基準に基づいて無機配向膜16の良否を判定する。例えば、上記のピーク値Ppが0.075以上であれば、無機配向膜16を良と判定し、上記のピーク値Ppが0.075未満であれば、無機配向膜16を否と判定する。あるいは、上記のピーク値Ppが0.085以上であれば、無機配向膜16を良と判定し、上記のピーク値Ppが0.085未満であれば、無機配向膜16を否と判定する。ここで、検査基準は、検査基準用試料の一方の面に形成した検査基準用無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った検査基準用解析結果と、検査基準用試料の一方の面で配向する液晶分子のプレチルト角との相関関係に基づいて設定されている。
従って、液晶層50を充填する前に、素子基板10側の無機配向膜16が液晶分子50aに適正なプレチルトを付与することができるか否かを検査することができる。なお、対向基板20側の無機配向膜26についても同様な検査を行う。そして、上記の検査工程において良と判定された無機配向膜16が形成された素子基板10と、上記の検査工程において良と判定された無機配向膜26が形成された対向基板20とを用いて液晶装置100を製造する。その結果、特性が安定した液晶装置100を製造することができる。また、不具合な無機配向膜16が形成された素子基板10や、不具合な無機配向膜26が形成された対向基板20を用いて液晶装置100が製造されることがないので、不具合品の発生に起因するコストを削減することができる。
(他の実施の形態)
上記実施の形態では、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データとして、電子顕微鏡による2次元画像データを用いたが、AFM(原子間力顕微鏡)により得られた2次元画像データを用いてもよい。
上記実施の形態では、無機配向膜16の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データとして、電子顕微鏡による2次元画像データを用いたが、AFM(原子間力顕微鏡)により得られた2次元画像データを用いてもよい。
[電子機器への搭載例]
(投射型表示装置および光学ユニットの構成例)
図8は、本発明を適用した投射型表示装置(電子機器)および光学ユニットの一例の概略構成図であり、図8(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例の説明図、および反射型の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例の説明図である。
(投射型表示装置および光学ユニットの構成例)
図8は、本発明を適用した投射型表示装置(電子機器)および光学ユニットの一例の概略構成図であり、図8(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例の説明図、および反射型の液晶装置を用いた投射型表示装置の一例の説明図である。
図8(a)に示す投射型表示装置110は、液晶パネルとして透過型の液晶パネルを用いた例であるのに対して、図8(b)に示す投射型表示装置1000は、液晶パネルとして反射型の液晶パネルを用いた例である。但し、以下に説明するように、投射型表示装置110、1000はいずれも、光源部130、1021と、光源部130、1021から互いに異なる波長域の光が供給される複数の液晶装置100と、複数の液晶装置100から出射された光を合成して出射するクロスダイクロイックプリズム119、1027(光合成光学系)と、光合成光学系により合成された光を投射する投射光学系118、1029とを有している。また、投射型表示装置110、1000においては、液晶装置100およびクロスダイクロイックプリズム119、1027(光合成光学系)を備えた光学ユニット200が用いられている。
(投射型表示装置の第1例)
図8(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119(合成光学系)と、リレー系120とを備えている。
図8(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119(合成光学系)と、リレー系120とを備えている。
光源112は、赤色光R、緑色光G、および青色光Bを含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光Rを透過させるとともに、緑色光G、および青色光Bを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光Gおよび青色光Bのうち青色光Bを透過させるとともに緑色光Gを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光Rと緑色光Gと青色光Bとに分離する色分離光学系を構成する。
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121および偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を、例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶装置100(赤色用液晶パネル100R)、および第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光Rは、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶装置100(赤色用液晶パネル100R)は、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光Rを変調し、変調した赤色光Rをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
なお、λ/2位相差板115a、および第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a、および第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光Gを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。かかる液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶装置100(緑色用液晶パネル100G)、および第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光Gは、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶装置100(緑色用液晶パネル100G)は、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光Gを変調し、変調した緑色光Gをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光Bを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。かかる液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶装置100(青色用液晶パネル100B)、および第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光Bは、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶装置100(青色用液晶パネル100B)は、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光Bを変調し、変調した青色光Bをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a、および第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光Bの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光Bをリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光Bを液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光Bを反射して緑色光Gを透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光Rを反射して緑色光Gを透過する膜である。従って、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117の各々で変調された赤色光Rと緑色光Gと青色光Bとを合成し、投射光学系118に向けて出射するように構成されている。
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射トランジスター特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光R、および青色光Bをs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光Gをp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
(投射型表示装置の第2例)
図8(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤色光R、緑色光G、および青色光Bの3色の色光に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射する投射光学系1029とを備えている。
図8(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤色光R、緑色光G、および青色光Bの3色の色光に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射する投射光学系1029とを備えている。
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色光Rは、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させる一方、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、液晶装置100(赤色用液晶パネル100R)に入射する。
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色光Gは、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させる一方、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、液晶装置100(緑色用液晶パネル100G)に入射する。
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色光Bは、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過する一方、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、液晶装置100(青色用液晶パネル100B)に入射する。なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
このように構成した投射型表示装置1000では、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aは赤色光Rを反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bは青色光Bを反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず。)に投射する。
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
9a・・画素電極、10・・素子基板、16、26・・無機配向膜、16a、26a・・第1無機膜、16b、26b・・第2無機膜、50・・液晶層、50a・・液晶分子、100・・液晶装置、100p・・液晶パネル
Claims (12)
- 基板の一方の面に形成した無機配向膜の表面凹凸情報を含む検査用2次元凹凸分布データを取得する2次元凹凸分布データ取得工程と、
前記2次元凹凸分布データ取得工程で取得した前記検査用2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行って検査用解析結果を得る解析工程と、
前記解析工程で得た前記検査用解析結果および検査基準に基づいて、前記無機配向膜の良否を判定する判定工程と、
を有し、
前記検査基準は、検査基準用試料の一方の面に形成した検査基準用無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った検査基準用解析結果と、前記検査基準用試料の一方の面で配向する液晶分子のプレチルト角との相関関係に基づいて設定されていることを特徴とする無機配向膜の検査方法。 - 請求項1に記載の無機配向膜の検査方法において、
前記検査基準用無機配向膜は、前記検査基準用試料の一方の面に対して第1方向に傾斜したカラム構造の第1無機膜を含み、
前記検査基準は、前記第1方向を前記検査基準用試料の一方の面に投影した方向に沿った表面凹凸情報のパワーの分布において、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲に出現するピーク値と前記プレチルト角との相関関係に基づいて設定されていることを特徴とする無機配向膜の検査方法。 - 請求項1または2に記載の無機配向膜の検査方法において、
前記検査基準用無機配向膜は、前記第1無機膜に対して前記基板とは反対側に積層された第2無機膜を含むことを特徴とする無機配向膜の検査方法。 - 請求項2または3に記載の無機配向膜の検査方法において、
前記検査基準は、前記表面凹凸情報のパワーの分布を空間周波数が0のときのパワーを基準に規格化して設定されていることを特徴とする無機配向膜の検査方法。 - 請求項2乃至4の何れか一項に記載の無機配向膜の検査方法において、
前記検査基準は、前記ピーク値が0.75以上のとき良とされることを特徴とする無機配向膜の検査方法。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の無機配向膜の検査方法を用いた液晶装置の製造方法であって、
前記判定工程において前記無機配向膜が良と判定された前記基板を用いて液晶装置を製造することを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた液晶層と、
前記基板と前記液晶層との間に形成された無機配向膜と、
を有し、
前記無機配向膜は、前記基板の一方の面に対して第1方向に傾斜したカラム構造の第1無機膜を含み、
前記無機配向膜は、前記無機配向膜の表面凹凸情報を含む2次元凹凸分布データに空間周波数分布解析を行った解析結果における、前記第1方向を前記基板の一方の面に投影した方向に沿った前記表面凹凸情報のパワーの分布が、空間周波数が10×106〜50×106m-1の範囲にピークを有し、
前記液晶層は、前記基板の一方の面側に位置する液晶分子の長軸が、前記基板の一方の面の法線に対して、前記第1方向と反対側に傾斜していることを特徴とする液晶装置。 - 請求項7に記載の液晶装置において、
前記無機配向膜は、前記ピークの値が0.075以上であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項7または8に記載の液晶装置において、
前記無機配向膜は、前記第1無機膜と前記液晶層との間に位置する第2無機膜を含むことを特徴とする液晶装置。 - 請求項7乃至9の何れか一項に記載の液晶装置において、
前記ピークの値が0.085以上であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項10に記載の液晶装置において、
前記液晶分子の長軸と前記基板の一方の面の法線とのなす角であるプレチルト角が−5degから−32degであることを特徴とする液晶装置。 - 請求項7乃至11の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013100995A JP2014222261A (ja) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | 配向膜の検査方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、および電子機器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018092014A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置、電子機器、液晶装置の製造方法、液晶装置用のマザー基板、および液晶装置用のマザー基板の製造方法 |
-
2013
- 2013-05-13 JP JP2013100995A patent/JP2014222261A/ja active Pending
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