JP2017116569A - 液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成することによって、焼き付きの発生を抑制した液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、一対の基板の少なくとも一方の液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層４０と、配向層４０の下層に設けられた多孔質層４１と、を形成する際に、多孔質層４１の面上に有機シラン化合物を含む気体を気相反応させることによって、多孔質層４１の面上に多孔質層４１内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みの配向層４０を形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。

近年、ディスプレイ用途の液晶表示素子（液晶装置）において、デジタルサイネージ（電子看板）用途の拡大に伴い、耐光性寿命の向上が望まれている。

液晶表示素子には、液晶の配向を制御する配向層が必要である。配向層として、例えば、特許文献１及び特許文献２には、多孔質層（斜方蒸着法で形成された無機配向膜）の上に、有機シラン化合物からなる配向層を形成することが開示されている。有機シラン化合物からなる配向層の製造方法としては、例えば、気相反応を用いることができる。

具体的には、成膜室の中に無機配向膜が形成された基板を入れ、更に、成膜室に気化させた有機シラン化合物及び水分を供給して、無機配向膜の表面の水酸基と有機シラン化合物とを反応させて化学結合させる。このように、気相反応を用いて、無機配向膜の表面に配向層を形成することができる。

しかしながら、無機配向膜の表面に有機シラン化合物をたくさん形成しようとすると、未反応の有機シラン化合物が堆積することとなり、無機配向膜におけるｎｍオーダーのカラム間の空隙は、有機シラン化合物によって埋まってしまうことがある。これにより、液晶分子にプレチルト角が生じなくなる場合があり、液晶層の配向不良を引き起こす。この結果、表示不良として視認されることがあり、焼き付きが発生するという課題がある。

特開２００７−３２８２５１号公報 特開２００６−３０８４３号公報

本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成することによって、焼き付きの発生を抑制した液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器を提供することを目的の一つとする。

本発明の一つの態様に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、前記配向層の下層に設けられた多孔質層と、を形成する際に、前記多孔質層の面上に前記有機シラン化合物を含む気体を気相反応させることによって、前記多孔質層の面上に前記多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みの前記配向層を形成することを特徴とする。

この製造方法によれば、多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みとなる配向層を形成するので、気相反応させた有機シラン化合物を多孔質層の表面（例えば、水酸基）と化学結合させることが可能となり、未反応の有機シラン化合物が多孔質層の表面に堆積することを抑えることができる。これにより、多孔質層の面上に超薄膜の配向層を形成でき、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することができる。

また、上記製造方法において、多孔質層を斜方蒸着法で形成することが好ましい。

この製造方法によれば、多孔質層を簡易な方法で形成することができる。

また、上記製造方法において、配向層の平均厚みを、１〜１０ｎｍとすることが好ましい。

この製造方法によれば、有機シラン化合物を含む配向層を超薄膜で形成することから、製造された液晶装置の焼き付き抑制の効果を得ることができる。

また、上記製造方法において、空孔の平均孔径を、２〜５０ｎｍとすることが好ましい。

この製造方法によれば、配向層による液晶層の配向制御に悪影響を与えることなく、気化された有機シラン化合物を多孔質層の表面（例えば、水酸基）と化学結合させることが可能となり、未反応の有機シラン化合物が多孔質層の表面に堆積することを抑えることができる。

また、上記製造方法において、多孔質層として、ＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＧｅＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＯの中から選ばれる無機酸化膜を形成することが好ましい。

この製造方法によれば、耐光性寿命の向上を図りつつ、配向層に含まれる有機シラン化合物を無機酸化膜に強固に固定することができる。

また、上記製造方法において、前記配向層を形成する前及び後のうち、少なくとも一方にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）洗浄を行うことが好ましい。

この製造方法によれば、多孔質層の表面に付着した残渣（未反応の有機シラン化合物など）を基板の表面から除去することができる。

本発明の一つの態様に係る電子機器は、前記何れかの方法を用いて製造された液晶装置を備えることを特徴とする。

この構成によれば、焼き付きの発生を抑制した液晶装置を備える電子機器を提供することが可能である。

第１実施形態の液晶装置の素子構造を示す等価回路図。 液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板の画素群の構成を示す平面図。 液晶装置の素子構造を示す断面図。 液晶装置の画素領域の構成を示す断面図。 液晶装置の多孔質層及び配向層の構造を模式的に示す断面図。 液晶装置の製造方法を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工程を示す概略断面図。 液晶装置の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図。 多孔質層の表面の状態を表した図。 多孔質層の表面の状態を表した図。 多孔質層の表面の状態を表した図。 多孔質層の表面の状態を表した図。 多孔質層の表面の状態を表した図。 電子機器の一例の構成を示す模式図。 電子機器の一例の構成を示す模式図。 電子機器の一例の構成を示す模式図。 電子機器の一例の構成を示す模式図。 第２実施形態の液晶装置の製造方法のうち一部の製造工程を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法のうち一部の製造工程を示す模式断面図。 変形例の多孔質層及び配向層の構造を示す模式断面図。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、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せてある。

（第１実施形態）
［液晶装置］
先ず、本発明の一実施形態に係る液晶装置について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置である。

なお、図１は、本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図３は、本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図２中に示すＡ−Ａ’線断面図である。図４は、本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。また、図３及び図４においては、紙面上側が光入射側、紙面下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、図４では、スイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。

本実施形態の透過型液晶装置は、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素を有している。各画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０がそれぞれ形成されている。また、画像信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、若しくは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。

また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９は、ＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。

本実施形態の透過型液晶装置は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという。）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が、マトリクス状に複数並んで設けられている。また、各画素電極９の縦横の境界に各々沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。

データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述するソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されている。画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述するドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述するチャネル領域（図２中の左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されている。走査線３ａは、チャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。

容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面視で走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図２中の上向き）に突出した突出部（すなわち、平面視でデータ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中の右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。

本実施形態の透過型液晶装置は、図３及び図４に示すように、一対の基板であるＴＦＴアレイ基板１０とこれに対向配置される対向基板２０と、の間に液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなる。なお、本実施形態の透過型液晶装置は、垂直配向モードの表示装置である。

ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された画素電極９及び配向層４０とを主体として構成されている。対向基板２０は、例えばガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された共通電極２１及び配向層６０とを主体として構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側の表面（内面）には、画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御するＴＦＴ素子３０が設けられている。

ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有している。具体的には、走査線３ａと、走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’と、走査線３ａ及び半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜２と、データ線６ａと、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅとを有している。

また、走査線３ａ及びゲート絶縁膜２を含む基板本体１０Ａの上には、高濃度ソース領域１ｄへと通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへと通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。すなわち、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。

さらに、データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４を含む基板本体１０Ａの上には、高濃度ドレイン領域１ｅへと通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。

また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらに、これらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側の表面（内面）のうち、各ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止する。

また、第１遮光膜１１ａとＴＦＴ素子３０との間には、ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。

さらに、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、この第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３を介して前段又は後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、配向層４０が形成されている。配向層４０は、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するものである。

一方、対向基板２０において、基板本体２０Ａの液晶層５０側の表面には、第２遮光膜２３が設けられている。第２遮光膜２３は、データ線６ａ、走査線３ａ、及びＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域を覆うことによって、入射光がＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止する。

さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面に亘って、例えばＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成されている。また、共通電極２１の液晶層５０側には、配向層６０が形成されている。配向層６０は、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するものである。

ここで、上記配向層４０（６０）の構造について、図５を参照して説明する。なお、図５は、上記配向層４０（６０）の構造を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０側の配向層４０と、対向基板２０側の配向層６０とが、互いに同一の構造を有する場合を例示している。したがって、図５では、配向層４０を例に挙げて説明するものとする。

本実施形態の液晶装置は、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側の面に、有機シラン化合物からなる配向層４０と、配向層４０の下層に設けられた多孔質層４１とを備えている。配向層４０は、多孔質層４１の表面に有機シラン化合物が堆積した状態で、多孔質層４１の面上に多孔質層４１間にある空孔４２の空孔径よりも小さい厚みＷ１で形成されている。

多孔質層４１は、無機酸化物からなる。無機酸化物としては、例えば、ＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＧｅＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＯなどを挙げることができる。

このうち、多孔質層４１がＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＧｅＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などの絶縁性の無機酸化物からなる場合には、この多孔質層４１を第３層間絶縁膜７として用いることができる。

一方、多孔質層４１がＩＴＯなどの導電性の無機酸化物からなる場合には、この多孔質層４１を少なくとも電極の一部、すなわち画素電極９として用いることができる。この場合、画素電極９とは別に多孔質層４１を形成する必要がなくなるため、コスト面で有利となる。

本実施形態では、多孔質層４１は、無機酸化物からなる柱状の組織体（カラム）の間に空孔４２（空孔径）が形成されたカラム構造である。カラム構造を有する多孔質層４１の形成方法としては、例えば斜方蒸着法などを用いることができる。カラム構造を有する多孔質層４１の場合、配向層４０には、カラムの形状配向による配向方式を採用することができる。

なお、図５に示す多孔質層４１は、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、無機酸化物からなる第３層間絶縁膜７として形成されている。一方、図５に示す配向層４０は、多孔質層４１の表面に有機シラン化合物が堆積した状態で、多孔質層４１の面上に多孔質層４１間の空孔４２の空孔径よりも小さい厚みＴで形成されている。

空孔４２の空孔径は、気相反応させた有機シラン化合物が多孔質層４１の表面と化学結合するのに十分な空孔径を得るため、平均で２〜５０ｎｍとすることが好ましい。また、この範囲の空孔径であれば、空孔４２が配向層４０による液晶層５０の配向制御に悪影響を与えることがない。なお、空孔４２の空孔径については、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、Ｘ線小角散乱法（ＳＡＸＳ）などを用いて測定することができる。

一方、配向層４０の厚みＴは、有機シラン化合物を含む配向層４０を超薄膜で形成するため、平均で１〜１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、液晶装置の焼き付き抑制の効果を得ることができる。なお、配向層４０の厚みＴについては、例えばＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）を用いて測定することができる。

以上のように、本実施形態の液晶装置では、上述した多孔質層４１の面上に超薄膜の配向層４０を形成できるため、焼き付きの発生を抑制することが可能である。また、耐光性寿命の更なる向上を図ることが可能である。

［液晶装置の製造方法］
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について図６〜図１３を参照して説明する。図６は、液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。図７及び図８は、液晶装置の製造方法のうち一部の製造工程を示す概略断面図である。図９〜図１３は、多孔質層の表面の状態を表した図である。

本実施形態の液晶装置を製造する際は、先ず、上記ＴＦＴアレイ基板１０を作製する。具体的には、ガラス等からなる透光性の基板本体１０Ａを用意し、この基板本体１０Ａの面上に、上述した第１遮光膜１１ａと、第１層間絶縁膜１２と、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ａ、絶縁膜４，７、画素電極９等を公知の方法で形成する（図３参照）。ここでは、画素電極９まで形成された基板をＴＦＴアレイ基板１０と称して説明する。

まず、図６に示すように、ステップＳ１１では、多孔質層４１ａを形成する。具体的には、図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９の面上に多孔質層４１ａを形成する。

まず、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、斜方蒸着法を用いて、酸化珪素（ＳｉＯ_X）などからなる柱状のカラム４３ａの間に空孔４２（空孔径Ｐ１）を有するカラム構造の多孔質層４１を形成する。

具体的には、斜方蒸着のプロセスを繰り返して６層の多孔質層４１を形成する。真空度は５Ｅ^-3（Ｐａ）であり、蒸着レートは１５（Å／秒）であり、仰角は４８°である。カラム４３とカラム４３との平均孔径（空孔４２の空孔径Ｐ１）は、例えば、７ｎｍである。なお、空孔分布は、２〜５０ｎｍである。

ステップＳ１２では、ＩＰＡ洗浄を行う。具体的には、多孔質層４１が形成されたＴＦＴアレイ基板１０を、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）洗浄漕へ移し、ＴＦＴアレイ基板１０に付着した不純物を除去する。

ステップＳ１３では、乾燥を行う。具体的には、１５０℃に加熱した真空容器中に１時間程度入れてＴＦＴアレイ基板１０を乾燥させる。

ステップＳ１４では、配向層４０ａを形成する。具体的には、図８に示すように、有機シラン化合物であるデシルトリメトキシシランを気化（気相反応）させ、１５０℃に加熱した真空容器中に噴霧し、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に付着及び堆積させる。更に、未反応のデシルトリメトキシシランを排出する。この成膜サイクルを５回繰り返す。

その後、１５０℃の真空下にＴＦＴアレイ基板１０を移し、３時間の真空乾燥処理を行う。これにより、未反応（未結合）のままＴＦＴアレイ基板１０に堆積していたデシルトリメトキシシランは再気化し、排出される。

以下、図９〜図１３を参照しながら、配向層４０の形成過程を化学式（化学反応）で説明する。まず、多孔質層４１ａの表面にシランカップリング処理を施す。具体的には、例えば、成膜室に気化させたシランカップリング剤（図９参照）を含むキャリアガスを導入する。また、成膜室に水分を供給することにより、図１０に示すように、シランカップリング剤と水分が結合してアルコールが放出される（脱アルコール）。そして、メトキシ基の部分を加水分解する（図１１参照）。

その後、加水分解されたシランカップリング剤が多孔質層４１ａ（４１）の表面の水酸基と反応する。そして、図１２に示すように、水素結合を経て脱水縮合反応する。シランカップリング剤は、図１３に示すように、多孔質層４１ａ（４１）の表面の水酸基と化学結合する（シロキサン結合）。

ステップＳ１５では、ＩＰＡ洗浄を行う。具体的には、ＴＦＴアレイ基板１０をＩＰＡ洗浄漕へと移し、揺動を伴う浸漬洗浄を１０分に亘って行う。これにより、まだ取り除けていなかった未反応状態のデシルトリメトキシシランを取り除く。

ステップＳ１６では、乾燥を行う。具体的には、乾燥及び焼成を行うことにより、配向層４０が形成される。

デシルトリメトキシシランは、分子長が縦方向で２ｎｍ〜３ｎｍ程度である。モノレイヤーからなる超薄膜を形成する際、分子が多孔質層４１に対し垂直に立って形成された場合、その膜厚はその分子長に近いものとなる。傾斜構造などに沿って倒れた場合には最も倒れた場合で、その膜厚は分子長よりも短い１ｎｍ程度となる。本実施例においては、その平均膜厚は、多孔質層４１の面上で２ｎｍ程度であった。よって、多孔質層４１（カラム４３）の空孔４２の孔径（空孔径Ｐ１）よりも小さい厚みＷ１で配向層４０が形成される。

以上のように形成することにより、ＴＦＴアレイ基板１０に未反応のデシルトリメトキシシランが堆積することを抑えることが可能となり、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑えることができる。具体的には、多孔質層４１の表面を覆う配向層４０の厚みが、多孔質層４１の空孔４２（カラム４３の空孔径Ｐ１）の孔径より小さければ、未反応のデシルトリメトキシシランが堆積することをより抑えることができる。

次に、上述したＴＦＴアレイ基板１０とは別に、上記対向基板２０を作製する。具体的には、ガラス等からなる透光性の基板本体２０Ａを用意した後、上記ＴＦＴアレイ基板１０の作製する場合と同様の方法を用いて、この基板本体２０Ａの面上に、第２遮光膜２３や共通電極２１を形成すると共に、上述した多孔質層４１ａ、及び配向層４０を形成する場合と同様の方法を用いて、配向層６０を形成し、上記対向基板２０を得る（図３参照）。

次に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール剤を介して貼り合わせる。さらに、シール剤に形成した液晶注入口から誘電異方性が負の液晶を注入した後、所定の配線を接続する。これにより、本実施形態の液晶装置を製造することができる。

なお、配向層４０の平均厚み及び空孔４２の平均孔径については、先ず、基板を切断し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、加速電圧５ｋＶ、測定倍率１５万倍の条件で、観察位置を変えて１０枚の画像を取得した。

配向層４０の平均厚みについては、取得した画像１枚につき５点、多孔質層４１の厚みと、多孔質層４１及び配向層４０の厚みとを測定し、それぞれの厚みの平均値を算出した後、その差分を配向層４０の平均厚みとした。

空孔４２の平均孔径については、取得した画像１枚につき１０点、多孔質層４１の表面における空孔４２の幅を測定し、それぞれの幅の平均値を空孔４２の平均孔径とした。また、それぞれの幅のばらつきの範囲を空孔分布とした。

［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１４は、携帯電話の一例を示す斜視図である。図１４に示す携帯電話は、携帯電話本体５００を備え、携帯電話本体５００は、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部５０１を有している。

図１５は、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置６００の一例を示す斜視図である。情報処理装置６００は、図１５に示すように、キーボードなどの入力部６０１と、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部６０２を有する情報処理装置本体６０３とを備えている。

図１６は、腕時計の一例を示す斜視図である。図１６に示す腕時計は、時計本体７００を備え、時計本体７００は、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部７０１を有している。

以上のように、図１４〜図１６に示す各電子機器では、表示部に上記実施形態の液晶装置を適用したものであるので、焼き付きの発生を抑制し、表示品質を長期に渡って維持することが可能である。

なお、上記実施形態の液晶装置は、図１４〜図１６に示す電子機器以外にも、例えばデジタルサイネージ（電子看板）やプロジェクター（投射型液晶表示装置）などの耐光性寿命の向上が望まれる電子機器に対して好適に用いることができる。また、液晶レンズやそれを用いた光ピックアップ素子などの液晶デバイスに対しても、本発明を好適に用いることができる。

［投射型液晶表示装置］
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型液晶表示装置（プロジェクター）の構成について、図１７を参照して説明する。なお、図１７は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型液晶表示装置の要部を示す概略構成図である。

図１７に示す投射型液晶表示装置は、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３，８１４と、反射ミラー８１５，８１６，８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、出射レンズ８２０と、液晶光変調装置８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投写レンズ８２６とを備えている。

光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１と、ランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの赤色光を透過させると共に、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、上記実施形態の液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。

一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は、緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。なお、青色光は、第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光及び赤色光とは異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられ、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。

各光変調装置により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青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形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

以上のような構造を有する投射型液晶表示装置は、上記実施形態の液晶装置を液晶光変調装置８２２，８２３，８２４に適用することによって、焼き付きの発生を抑制し、表示品質を長期に渡って維持することが可能である。

以上詳述したように、第１実施形態の液晶装置の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）第１実施形態の液晶装置の製造方法によれば、多孔質層４１ａ内にある空孔４２の孔径（空孔径Ｐ１）よりも小さい厚みとなる配向層４０ａを形成するので、気相反応させたデシルトリメトキシシランを多孔質層４１ａの表面（例えば、水酸基）と化学結合させることが可能となり、未反応のデシルトリメトキシシランが多孔質層４１ａの表面に堆積することを抑えることができる。これにより、多孔質層４１ａの面上に超薄膜の配向層４０ａを形成でき、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することができる。

（２）第１実施形態の液晶装置の製造方法によれば、配向層４０ａを形成する前後にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）洗浄を行うので、多孔質層４１ａの表面に付着した残渣や未反応のデシルトリメトキシシランを基板の表面から除去することができる。

（３）第１実施形態の電子機器によれば、上記の方法を用いて製造された液晶装置を備えるので、焼き付きの発生を抑制した液晶装置を備える電子機器を提供することができる。

（第２実施形態）
［液晶装置の製造方法］
図１８及び図１９は、第２実施形態の液晶装置の製造方法のうち一部の製造工程を示す模式断面図である。以下、第２実施形態の液晶装置の製造方法を、図１８及び図１９を参照しながら説明する。

第２実施形態の液晶装置の製造方法は、上述の第１実施形態の液晶装置の製造方法と比べて、多孔質層及び配向層の形成方法が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図１８に示す工程では、画素電極９まで形成されたＴＦＴアレイ基板１０上に多孔質層４１ｂを形成する。具体的には、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９の面上に、斜方蒸着法を用いて、６層の酸化珪素（ＳｉＯ_X）などからなる柱状のカラム４３ｂの間に空孔４２（空孔径Ｐ２）を有するカラム構造の多孔質層４１ｂを形成する。

具体的には、真空度は７Ｅ^-3（Ｐａ）であり、蒸着レートは１３（Å／秒）であり、仰角は４８°である。言い換えれば、第１実施形態と比較して、真空度を落として、更に蒸着レートをゆっくりさせる。これにより、カラム４３ｂとカラム４３ｂとの平均孔径（空孔４２の空孔径Ｐ２）は、例えば、１５ｎｍである。なお、空孔分布は、２〜５０ｎｍである。

このように、第１実施形態の蒸着条件と異ならせることにより、空孔径（空孔径Ｐ２）が変化し、プレチルトの発現性が高まる。つまり、空孔径（空孔径Ｐ２）が大きくなる（租の状態になる）が、１本の孔質層の陰になる部分が広く、更に膜密度も低下するため、有機シラン分子が回り込み侵入し、被覆するという点ではより困難になる。

図１９に示す工程では、配向層４０ｂを形成する。具体的には、有機シラン化合物としてのヘキサデシルトリメトキシシランを気化させ、１５０℃に加熱した真空容器中に噴霧し、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に堆積させる。更に、未反応のヘキサデシルトリメトキシシランを排出する。この成膜サイクルを１０回繰り返す。

その後、１５０℃の真空下にＴＦＴアレイ基板１０を移し、３時間の真空乾燥処理を行う。これにより、未反応（未結合）のままＴＦＴアレイ基板１０に堆積していたヘキサデシルトリメトキシシランは再気化し、排出される。この後、第１実施形態と同様、ＩＰＡ洗浄、乾燥、及び焼成を行う。

ヘキサデシルトリメトキシシランは、分子長が縦方向で４ｎｍ〜５ｎｍ程度である。モノレイヤーからなる超薄膜を形成する際、分子が多孔質層４１に対し垂直に立って形成された場合、その膜厚はその分子長に近いものとなる。その平均膜厚は、多孔質層４１の面上で５ｎｍ程度となる。よって、多孔質層４１（カラム４３）の空孔４２の孔径（空孔径Ｐ２）よりも小さい厚みＷ２で配向層４０ｂが形成される。

具体的には、より被覆され難い空孔４２を含む多孔質層４１ｂに対し、長い分子を繰り返し成膜してネットワークを構成した後、堆積状態である非結合分子を気化して洗い流し除去している。この結果、ＴＦＴアレイ基板１０に未反応のヘキサデシルトリメトキシシランが凝集することを抑えることが可能となり、配向が乱れることを抑えることができる。

なお、配向層４０ｂの膜厚として、材料同士が繋がるような多重結合もあるため、上記したような２ｎｍや５ｎｍに限定されず、１ｎｍ〜１０ｎｍ程度まで形成することができる。

以上詳述したように、第２実施形態の液晶装置の製造装置によれば、以下に示す効果が得られる。

（４）第２実施形態の液晶装置の製造方法によれば、多孔質層４１ｂ内にある空孔４２の孔径（空孔径Ｐ２）よりも小さい厚みとなる配向層４０ｂを形成するので、気相反応させたヘキサデシルトリメトキシシランを多孔質層４１ｂの表面（例えば、水酸基）と化学結合させることが可能となり、未反応のヘキサデシルトリメトキシシランが多孔質層４１ｂの表面に堆積することを抑えることができる。これにより、多孔質層４１ｂの面上に超薄膜の配向層４０ｂを形成でき、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することができる。

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、多孔質層４１は、斜方蒸着法によって形成される構造に限定されず、空孔４２が規則的に配置されるような構造であればよく、例えば、図２０に示すような構造でもよい。図２０は、変形例の多孔質層及び配向層の構造を示す模式断面図である。

図２０に示すように、多孔質層４１ｃは、規則的に配置された空孔４２を有する。多孔質層４１ｃの表面は、空孔４２の形状に倣って波形状になっている。多孔質層４１ｃの表面には、気相反応を用いて配向層４０ｃが形成されている。このような構造であっても、多孔質層４１ｃ内にある空孔４２の孔径よりも小さい厚みの配向層４０ｃを形成するので、気化された有機シラン化合物を多孔質層４１ｃの表面（例えば、水酸基）と化学結合させることが可能となり、未反応の有機シラン化合物が多孔質層４１ｃの表面に堆積することを抑えることができる。これにより、多孔質層４１ｃの面上に超薄膜の配向層４０ｃを形成でき、製造された液晶装置の焼き付きの発生を抑制することができる。

（変形例２）
上記したように、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置について説明したが、例えば、ＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置や、パッシブマトリクス型液晶装置等にも適用可能である。また、本実施形態では、透過型液晶装置について説明したが、シリコン基板などを用いた反射型の液晶装置（ＬＣＯＳ）や、半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。

１ａ…半導体層、１ａ’…チャネル領域、１ｂ…低濃度ソース領域、１ｃ…低濃度ドレイン領域、１ｄ…高濃度ソース領域、１ｅ…高濃度ドレイン領域、１ｆ…第１蓄積容量電極、３ａ…走査線、３ｂ…容量線、４…第２層間絶縁膜、５…コンタクトホール、６ａ…データ線、７…第３層間絶縁膜、８…コンタクトホール、９…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０Ａ…基板本体、１１ａ…第１遮光膜、１２…第１層間絶縁膜、１３…コンタクトホール、２０…対向基板、２０Ａ…基板本体、２１…共通電極、２３…第２遮光膜、３０…ＴＦＴ素子、４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…配向層、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…多孔質層、４２…空孔、４３…カラム、５０…液晶層、６０…配向層、７０…蓄積容量、５００…携帯電話本体、５０１，６０２，７０１…液晶表示部、６００…情報処理装置、６０１…入力部、６０３…情報処理装置本体、７００…時計本体、８１０…光源、８１１…ランプ、８１２…リフレクタ、８１３，８１４…ダイクロイックミラー、８１５，８１６，８１７…反射ミラー、８１８…入射レンズ、８１９…リレーレンズ、８２０…出射レンズ、８２１…導光手段、８２２…赤色光用液晶光変調装置、８２３…緑色光用液晶光変調装置、８２４…青色光用液晶光変調装置、８２５…クロスダイクロイックプリズム、８２６…投写レンズ、８２７…スクリーン。

Claims (7)

1. 一対の基板間に液晶層が挟持された液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層と対向する側の面に、有機シラン化合物からなる配向層と、前記配向層の下層に設けられた多孔質層と、を形成する際に、
   前記多孔質層の面上に前記有機シラン化合物を含む気体を気相反応させることによって、前記多孔質層の面上に前記多孔質層内にある空孔の孔径よりも小さい厚みの前記配向層を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
2. 前記多孔質層を斜方蒸着法で形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
3. 前記配向層の平均厚みを、１〜１０ｎｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記空孔の平均孔径を、２〜５０ｎｍとすることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
5. 前記多孔質層として、ＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＧｅＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＯの中から選ばれる無機酸化膜を形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記配向層を形成する前及び後のうち、少なくとも一方にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）洗浄を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の方法を用いて製造された液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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