JP2019191353A - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, 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、電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing a liquid crystal device, and an electronic apparatus.
従来、投射型表示装置の液晶ライトバルブとして、無機配向膜を用いた液晶装置が知られていた。投射型表示装置の用途においては、直視型の液晶装置と比べて、液晶装置への入射光が増大する。そのため、無機配向膜として酸化ケイ素などの酸化物を用いると、入射光によって液晶分子と酸化物表面の水酸基とが反応して液晶分子が劣化することがあった。そこで、無機配向膜として、フッ化マグネシウムなどの非酸化物を無機配向膜に用いる技術が検討されている。 Conventionally, a liquid crystal device using an inorganic alignment film has been known as a liquid crystal light valve of a projection display device. In the application of the projection display device, the incident light to the liquid crystal device is increased as compared with the direct view type liquid crystal device. For this reason, when an oxide such as silicon oxide is used as the inorganic alignment film, the liquid crystal molecules may be deteriorated by the reaction between the liquid crystal molecules and the hydroxyl groups on the oxide surface by incident light. Therefore, a technique using a non-oxide such as magnesium fluoride for the inorganic alignment film has been studied.
例えば、特許文献1には、フッ化マグネシウムなどの疎水性の無機材料からなる配向膜と、該配向膜と基板との間に設けられた、二酸化珪素などの親水性の無機材料からなる吸着層と、を備えた液晶パネルが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an alignment film made of a hydrophobic inorganic material such as magnesium fluoride, and an adsorption layer made of a hydrophilic inorganic material such as silicon dioxide provided between the alignment film and the substrate. And a liquid crystal panel provided with the above.
しかしながら、特許文献1に記載の液晶パネルでは、酸化物の吸着層と非酸化物の無機配向膜との密着性を確保しにくいという課題があった。詳しくは、二酸化珪素の吸着層とフッ化マグネシウムの無機配向膜との間の界面では相互作用が働きにくい。これは、該界面が、酸化物と非酸化物との間の界面であることに加えて、酸化物が親水性であり、非酸化物が疎水性であることにも由来する。吸着層と無機配向膜との間の密着性が確保されないと、無機配向膜に剥離が生じやすくなり、液晶パネルの表示品質が低下するおそれがあった。すなわち、無機配向膜の密着性を向上させた液晶装置が求められていた。 However, the liquid crystal panel described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to ensure adhesion between the oxide adsorption layer and the non-oxide inorganic alignment film. Specifically, the interaction is difficult to work at the interface between the silicon dioxide adsorption layer and the magnesium fluoride inorganic alignment film. This is due to the fact that the interface is an interface between an oxide and a non-oxide, and that the oxide is hydrophilic and the non-oxide is hydrophobic. If the adhesion between the adsorption layer and the inorganic alignment film is not ensured, the inorganic alignment film is likely to be peeled off, and the display quality of the liquid crystal panel may be deteriorated. That is, a liquid crystal device with improved adhesion of the inorganic alignment film has been demanded.
本願の液晶装置は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板に形成された電極と、電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、第1基板および第2基板の間に、無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、無機配向膜と電極との間に中間層を有し、中間層は、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側から無機配向膜側に向かって酸化物の濃度が小さくなることを特徴とする。 A liquid crystal device according to the present application includes a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, electrodes formed on the first substrate and the second substrate, an inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrodes, and a first substrate And a liquid crystal layer sandwiched between the second substrate and an inorganic alignment film, and at least one of the first substrate and the second substrate is intermediate between the inorganic alignment film and the electrode The intermediate layer includes a non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the oxide concentration decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side.
本願の液晶装置は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板に形成された電極と、電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、第1基板および第2基板の間に、無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、無機配向膜と電極との間に中間層を有し、中間層は、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側の酸化物の濃度より、無機配向膜側の酸化物の濃度が小さいことを特徴とする。 A liquid crystal device according to the present application includes a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, electrodes formed on the first substrate and the second substrate, an inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrodes, and a first substrate And a liquid crystal layer sandwiched between the second substrate and an inorganic alignment film, and at least one of the first substrate and the second substrate is intermediate between the inorganic alignment film and the electrode The intermediate layer includes a non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the concentration of the oxide on the inorganic alignment film side is smaller than the concentration of the oxide on the electrode side. And
上記の液晶装置において、中間層の膜厚は、無機配向膜の膜厚より小さいことが好ましい。 In the above liquid crystal device, the thickness of the intermediate layer is preferably smaller than the thickness of the inorganic alignment film.
上記の液晶装置において、無機配向膜に含まれる元素は、MgまたはSiであることが好ましい。 In the above liquid crystal device, the element contained in the inorganic alignment film is preferably Mg or Si.
上記の液晶装置において、中間層は、非酸化物としてフッ化マグネシウムと、酸化物として酸化マグネシウムとを含み、電極側から無機配向膜側に向かってフッ化マグネシウムの濃度が大きくなることが好ましい。 In the above liquid crystal device, the intermediate layer preferably contains magnesium fluoride as a non-oxide and magnesium oxide as an oxide, and the concentration of magnesium fluoride increases from the electrode side toward the inorganic alignment film side.
上記の液晶装置において、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板の電極は、酸化物を含むことが好ましい。 In the above liquid crystal device, the electrode of at least one of the first substrate and the second substrate preferably contains an oxide.
上記の液晶装置において、第2基板は、電極として対向電極と、マイクロレンズと、を備え、少なくとも第2基板の対向電極と無機配向膜との間に、中間層を有することが好ましい。 In the above liquid crystal device, the second substrate preferably includes a counter electrode and a microlens as electrodes, and has an intermediate layer at least between the counter electrode of the second substrate and the inorganic alignment film.
本願の液晶装置の製造方法は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板の間に、非酸化物を含む無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備えた液晶装置の製造方法であって、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板に対して、電極を形成する工程と、電極を被覆して、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側から無機配向膜側に向かって酸化物の濃度が小さくなる中間層を形成する工程と、中間層を被覆して、非酸化物を基板の法線方向と交差する方向から付与して無機配向膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。 A method of manufacturing a liquid crystal device according to the present application includes: a first substrate and a second substrate arranged opposite to each other; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate via an inorganic alignment film containing a non-oxide; A method of manufacturing a liquid crystal device comprising: a step of forming an electrode on at least one of the first substrate and the second substrate; and coating the electrode to form a non-oxide and an inorganic alignment A step of forming an intermediate layer including an oxide of an element contained in the film, and the concentration of the oxide decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side; And a step of forming an inorganic alignment film by applying from a direction intersecting with the normal direction.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物の被膜を形成する工程と、被膜と無機配向膜に含まれる元素を含む化合物とを反応させて中間層を形成する工程と、を備えることが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer includes a step of forming an oxide film and a step of forming the intermediate layer by reacting the film and a compound containing an element contained in the inorganic alignment film. And preferably.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物の被膜を形成する工程と、酸化物の被膜を被覆して、非酸化物の被膜を形成する工程と、酸化物の被膜および非酸化物の被膜に加熱処理を施して中間層を形成する工程と、を備えることが好ましい。 In the method for manufacturing the liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer includes a step of forming an oxide film, a step of covering the oxide film to form a non-oxide film, And a step of subjecting the coating and the non-oxide coating to a heat treatment to form an intermediate layer.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物および非酸化物の2つの蒸着源を用いて、基板の法線方向と交差する方向から、非酸化物に対する酸化物の濃度を変化させながら蒸着して中間層を形成することが好ましい。 In the above method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer is performed using an oxide and a non-oxide deposition source from the direction intersecting the normal direction of the substrate from the direction perpendicular to the substrate. It is preferable to form the intermediate layer by vapor deposition while changing the concentration.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、非酸化物の蒸着源を用いて、基板の法線方向と交差する方向から、酸素濃度およびイオン加速電圧を変化させながら蒸着して中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer is performed by using a non-oxide vapor deposition source and performing vapor deposition while changing the oxygen concentration and the ion acceleration voltage from the direction intersecting the normal direction of the substrate. It is preferable to form an intermediate layer.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、無機配向膜の膜厚よりも小さな膜厚を有する中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing the liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably forms an intermediate layer having a film thickness smaller than that of the inorganic alignment film.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物として酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素を用いることが好ましい。 In the above method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably uses magnesium oxide or silicon oxide as the oxide.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物として酸化マグネシウムと、非酸化物としてフッ化マグネシウムと、を含む中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably forms an intermediate layer including magnesium oxide as an oxide and magnesium fluoride as a non-oxide.
本願の電子機器は、上記の液晶装置を備えることを特徴とする。 An electronic apparatus according to the present application includes the above-described liquid crystal device.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も、本発明に含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below describes an example of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications that are implemented without departing from the spirit of the present invention are also included in the present invention.
なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。また、以下の説明において、例えば基板に対して、「基板上に」との記載は、基板の上に接して配置される場合、基板の上に他の構造物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接して配置され、一部が他の構造物を介して配置される場合のいずれかを表すものとする。 In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized. Further, in the following description, for example, with respect to the substrate, the description “on the substrate” means that the substrate is disposed on the substrate, the substrate is disposed on another structure, Or it shall represent either the case where a part is arrange | positioned on a board | substrate and a part is arrange | positioned through another structure.
(実施形態1)
本実施形態では、液晶装置として、画素ごとにスイッチング素子としての薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:以降、「TFT」と略す。)を備えたアクティブ駆動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、後述する電子機器としての投射型表示装置(液晶プロジェクター)の液晶ライトバルブ(光変調素子)として好適に用いることができるものである。
(Embodiment 1)
In this embodiment, an active drive type liquid crystal device including a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) as a switching element for each pixel will be described as an example of the liquid crystal device. This liquid crystal device can be suitably used, for example, as a liquid crystal light valve (light modulation element) of a projection type display device (liquid crystal projector) as an electronic device to be described later.
<液晶装置の構成>
まず、本実施形態の液晶装置の構成について、図1から図3を参照して説明する。図1は、実施形態1に係る液晶装置の構成を示す概略平面図である。図2は、図1のH−H’線に沿った液晶装置の構造を示す模式断面図である。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。
<Configuration of liquid crystal device>
First, the configuration of the liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic plan view illustrating the configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal device taken along line HH ′ of FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device.
図1および図2に示すように、本実施形態の液晶装置100は、第1基板としての素子基板10、第2基板としての対向基板20、電極としての画素電極15および対向電極23、無機配向膜18,24、液晶層50を備えている。素子基板10と対向基板20とは対向配置されている。素子基板10には、画素電極15と、画素電極15を被覆する非酸化物を含む無機配向膜18とが形成されている。対向基板20には、対向電極23と、対向電極23を被覆する非酸化物を含む無機配向膜24と、後述するマイクロレンズと、が形成されている。素子基板10および対向基板20の間に、無機配向膜18,24を介して液晶層50が挟持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
素子基板10の基板10sには、例えば、ガラス基板、石英基板などの基板が用いられる。対向基板20の基板20sには、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられる。
For the
素子基板10は、対向基板20よりも大きい。素子基板10と対向基板20と(以降、「一対の基板」ということもある。)は、シール材40を介して接着されている。一対の基板の隙間に液晶が封入されて、液晶層50が形成されている。液晶装置100では、液晶として負の誘電異方性を有するネマティック液晶を用いている。なお、液晶の誘電異方性は負に限定されず、正の誘電異方性を有する液晶を用いてもよい。
The
シール材40には、例えば、熱硬化性または電子線硬化性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの接着剤が採用される。シール材40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(図示せず)が混入されている。
For the sealing
シール材40の内側には、マトリクス状に配列した複数の画素Pを含む表示領域Eが設けられている。表示領域Eの周囲には、表示に寄与しないダミー画素領域(図示せず)が設けられている。
Inside the sealing
素子基板10には、複数の外部接続端子104が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第1辺部とシール材40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辺部に対向する第2辺部に沿ったシール材40と表示領域Eとの間に検査回路103が設けられている。
The
第1辺部と直交し、互いに対向する第3辺部および第4辺部に沿ったシール材40と表示領域Eとの間には、走査線駆動回路102が設けられている。また、第2辺部のシール材40と検査回路103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 scanning
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。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に沿ったシール材40と表示領域Eとの間に設けてもよい。
Wirings connected to the data line driving
ここで、本明細書では、第1辺部に沿った方向をX方向とし、第1辺部と直交し、互いに対向する第3辺部および第4辺部に沿った方向をY方向とする。また、X方向およびY方向と直交する、素子基板10および対向基板20の法線方向をZ方向とし、Z方向から見ることを「平面視」あるいは「平面的」という。さらに、該法線方向において、対向基板20から遠ざかる方向を上方、上方と逆の方向を下方という。
Here, in this specification, the direction along the first side is defined as the X direction, and the direction along the third side and the fourth side that are orthogonal to the first side and are opposed to each other is defined as the Y direction. . The normal direction of the
シール材40と表示領域Eとの間には、表示領域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、表示領域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。見切り部21の形成材料としては、例えば、遮光性の金属または合金、金属酸化物などの金属化合物が用いられる。
A parting
そのため、見切り部21は、対向基板20側から走査線駆動回路102などの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路の光による誤動作を抑制する機能を有している。また、見切り部21は、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示におけるコントラストを確保している。
Therefore, the
図2に示すように、基板10sの液晶層50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15およびTFT30と、信号配線(図示せず)と、これらを被覆する無機配向膜18とが形成されている。TFT30は、画素電極15の制御駆動に係るトランジスターとしてのスイッチング素子である。無機配向膜18と画素電極15との間には、中間層18aが形成されている。すなわち、素子基板10は、画素電極15と無機配向膜18との間に中間層18aを有している。
As shown in FIG. 2, the surface of the
また、素子基板10には、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。素子基板10は、基板10sと、基板10s上に形成された画素電極15、TFT30、信号配線、中間層18a、無機配向膜18を含むものである。
Further, the
基板20sの液晶層50側の表面には、見切り部21と、これを覆うように成膜された絶縁層22と、絶縁層22上層の対向電極23と、対向電極23を被覆する中間層24aと、無機配向膜24とが形成されている。換言すれば、無機配向膜24と対向電極23との間には、中間層24aが形成されている。すなわち、対向基板20は、中間層24aを有している。対向基板20は、少なくとも見切り部21、対向電極23、中間層24a、無機配向膜24を含むものである。また、基板20sは、後述するマイクロレンズを備えている。
On the surface of the
絶縁層22は、見切り部21を覆うように設けられている。絶縁層22の形成材料としては、例えば、光透過性を有する酸化ケイ素などの無機材料が挙げられる。このような絶縁層22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。
The insulating
対向電極23は、絶縁層22を覆うと共に、図1に示すように対向基板20の隅に設けられた上下導通部106に電気的に接続されている。上下導通部106は、素子基板10側の配線に電気的に接続されている。対向電極23の形成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)などの酸化物を含む透明導電膜が挙げられる。本実施形態では、対向電極23の形成材料としてITOを用いている。
The
画素電極15を被覆する中間層18a、無機配向膜18、および対向電極23を被覆する中間層24a、無機配向膜24は、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。本実施形態の無機配向膜18,24は、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。中間層18a,24aおよび無機配向膜18,24の詳細は後述する。
The
このような液晶装置100は、例えば透過型であって、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が、電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトモードや、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が、電圧印加時の透過率よりも小さいノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板10と対向基板20とを含む液晶パネル110において、光の入射側と出射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いる。
Such a
本実施形態では、以降、無機配向膜18,24と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
In the present embodiment, an example in which a normally black mode optical design is applied using
なお、本実施形態では、素子基板10および対向基板20の両基板において、それぞれ中間層18a,24aが形成された形態を示したが、これに限定されない。素子基板10および対向基板20のうちの少なくとも一方の基板に、対応する中間層18a,24aのいずれかが形成されていればよい。特に、少なくとも対向基板20には、中間層24aが形成されていることが好ましい。中間層24aによって無機配向膜24の密着性が向上するため、無機配向膜24の形成を250℃以上の比較的高温で行わずに済み、マイクロレンズにかかる熱的なストレスを低減することができる。
In the present embodiment, the
図3に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線3aおよび複数のデータ線6aと、データ線6aに沿って平行に配置された容量線3bとを有している。走査線3aが延在する方向はX方向であり、データ線6aが延在する方向はY方向である。
As shown in FIG. 3, the
走査線3a、データ線6a、および容量線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15と、画素電極15のスイッチング素子としての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。
A
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(一方のソースドレイン領域)に電気的に接続されている。画素電極15は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域(他方のソースドレイン領域)に電気的に接続されている。
The
データ線6aは、データ線駆動回路101(図1参照)に電気的に接続されており、データ線駆動回路101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102(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路102から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。
The
データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号D1から画像信号Dnは、この順番に線順次にて供給してもよく、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102は、走査線3aに対して、走査信号SC1から走査信号SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次にて供給する。
The image signal D1 to the image signal Dn supplied from the data line driving
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1から走査信号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から画像信号Dnが、所定のタイミングで画素電極15に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極15を介して液晶層50に書き込まれた所定レベルの画像信号D1から画像信号Dnは、画素電極15と、液晶層50を介して対向配置された対向電極23との間で一定期間保持される。
In the
保持された画像信号D1から画像信号Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と対向電極23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している。
In order to prevent the image signal Dn from leaking from the held image signal D1, the
<素子基板の構造>
次に、素子基板10における画素電極15とTFT30との電気的な接続に係る断面構造について、図4を参照して説明する。図4は、素子基板の構造を示す模式断面図である。ここで、図4では、図2における素子基板10の画素電極15を含む領域を拡大して示し、中間層18aおよび無機配向膜18は図示を省略している。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。
<Structure of element substrate>
Next, a cross-sectional structure related to the electrical connection between the
図4に示すように、素子基板10の基板10s上には、走査線3aが形成されている。走査線3aの形成材料としては、遮光性を有する、例えば、Al(アルミニウム)、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)などの金属のうちの1つ以上を含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものが挙げられる。
As shown in FIG. 4, the
走査線3aを被覆して、例えば酸化ケイ素などからなる第1絶縁膜(下地絶縁膜)11aが形成され、さらに第1絶縁膜11aを被覆して半導体層30aが形成されている。半導体層30aは、第1絶縁膜11a上にあって、島状に配置されている。半導体層30aは、例えば多結晶シリコン膜から成り、不純物イオンが注入されて、データ線側ソースドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、画素電極側ソースドレイン領域を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造が形成されている。
A first insulating film (underlying insulating film) 11a made of, for example, silicon oxide is formed so as to cover the
半導体層30aを被覆して、第2絶縁膜(ゲート絶縁膜)11bが形成されている。さらに、半導体層30aのチャネル領域と対向する位置に、第2絶縁膜11bを介してゲート電極30gが形成されている。
A second insulating film (gate insulating film) 11b is formed so as to cover the
ゲート電極30gと第2絶縁膜11bとを被覆して、第3絶縁膜11cが形成されている。半導体層30aのそれぞれの端部と重なる位置に、第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを貫通する2つのコンタクトホールCNT1,CNT2が形成されている。
A third
コンタクトホールCNT1を介して、第3絶縁膜11cの一部を被覆する、ソース電極31およびデータ線6aが形成されている。ソース電極31およびデータ線6aは、データ線側ソースドレイン領域に電気的に接続されている。ソース電極31およびデータ線6aは、Al(アルミニウム)やその合金などの遮光性の導電材料を用いて導電膜を成膜した後、該導電膜をパターニングして形成される。また、コンタクトホールCNT2を介して、画素電極側ソースドレイン領域に繋がるドレイン電極32(第1中継電極6b)が形成されている。
A
データ線6aおよび第1中継電極6b、第3絶縁膜11cを被覆して、第1層間絶縁膜12が形成されている。第1層間絶縁膜12は、例えば、ケイ素の酸化物や窒化物から成る。第1層間絶縁膜12には、下層のTFT30によって生じた表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施されている。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing:CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
A first
第1中継電極6bと重なる位置に、第1層間絶縁膜12を貫通するコンタクトホールCNT3が形成されている。コンタクトホールCNT3と、第1層間絶縁膜12の一部とを被覆して、配線7aと第2中継電極7bとが形成されている。第2中継電極7bは、コンタクトホールCNT3を介して第1中継電極6bと電気的に接続されている。配線7aおよび第2中継電極7bは、例えば、Al(アルミニウム)やその合金などの遮光性を有する金属の導電膜を成膜した後、該導電膜をパターニングして形成される。
A contact hole CNT3 penetrating the first
配線7aは、平面視でTFT30の半導体層30aやデータ線6aと重なるように形成されている。配線7aには固定電位が与えられるため、シールド層として機能する。
The
配線7aと第2中継電極7bとを被覆して、第2層間絶縁膜13aが形成されている。第2層間絶縁膜13aの形成材料としては、例えば、Si(ケイ素)の酸化物や窒化物あるいは酸窒化物が挙げられる。第2層間絶縁膜13aには、CMP処理などの平坦化処理が施されている。
A second
第2層間絶縁膜13aの第2中継電極7bと重なる位置には、コンタクトホールCNT4が形成されている。コンタクトホールCNT4と、第2層間絶縁膜13aの一部を被覆して、第1容量電極16aと第3中継電極16dとが形成されている。第1容量電極16aおよび第3中継電極16dは、例えば、Al(アルミニウム)やその合金などの遮光性を有する金属の導電膜を成膜した後、該導電膜をパターニングして形成される。
A contact hole CNT4 is formed at a position overlapping the
第1容量電極16aは、後で形成される誘電体層16bを介して第2容量電極16cと平面視で重なる(対向する)。この重なる部分の、第1容量電極16aの外縁を被覆して、絶縁膜13bがパターニング形成されている。また、絶縁膜13bは、第3中継電極16dの外縁を被覆して、パターニング形成されている。
The
絶縁膜13bと第1容量電極16aとを被覆して、誘電体層16bが成膜されている。誘電体層16bの形成材料としては、Si(ケイ素)窒化膜、酸化ハフニウム(HfO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)などの単層膜、あるいはこれらの単層膜のうちの2種類以上の単層膜を積層した多層膜が挙げられる。平面視で第3中継電極16dと重なる部分の誘電体層16bは、エッチング処理などによって除かれている。
A
誘電体層16bを介して第1容量電極16aと一部が対向するように、第2容量電極16cが形成されている。第2容量電極16cは、誘電体層16bがエッチング処理などで除かれた部分において、第3中継電極16dと電気的に接続されている。第2容量電極16cは、例えば、TiN(窒化チタン)などの導電膜を成膜した後に、該導電膜をパターニングして形成される。誘電体層16bと、誘電体層16bを介して対向配置された第1容量電極16aと、第2容量電極16cとにより容量素子16が構成される。
A
第2容量電極16cと誘電体層16bとを被覆して、第3層間絶縁膜14が形成されている。第3層間絶縁膜14の形成材料としては、例えば、Si(ケイ素)の酸化物や窒化物などが挙げられる。本実施形態では、第3層間絶縁膜14の形成材料として、酸化ケイ素を用いている。第3層間絶縁膜14には、CMP処理などの平坦化処理が施されている。また、第3層間絶縁膜14を貫通して、コンタクトホールCNT5が形成されている。
A third
コンタクトホールCNT5に電気的に接続し、第3層間絶縁膜14の一部を被覆して、画素電極15が形成されている。画素電極15は、ITO、IZOなどの金属酸化物から成る透明導電膜を成膜した後、該透明導電膜をパターニングして形成される。これにより、画素電極15は、コンタクトホールCNT5を介して、第2容量電極16cおよび第3中継電極16dと電気的に接続される。本実施形態では、画素電極15の形成材料としてITOを用いている。
A
ここで、本実施形態では、画素電極15および対向電極23の形成材料として金属酸化物(ITO)を採用しているが、これに限定されない。画素電極15および対向電極23のうち、少なくとも一方には金属酸化物から成る透明導電膜を用い、他方にはAl(アルミニウム)やその合金などの光反射性を有する金属の導電膜を用いてもよい。これにより、液晶装置100を反射型の液晶装置としてもよい。
Here, in this embodiment, metal oxide (ITO) is adopted as a material for forming the
第2容量電極16cは、第3中継電極16d、コンタクトホールCNT4、第2中継電極7b、コンタクトホールCNT3、第1中継電極6bを介してTFT30のドレイン電極32と電気的に接続されている。また、第2容量電極16cは、コンタクトホールCNT5を介して画素電極15と電気的に接続されている。
The
第1容量電極16aは、複数の画素Pに跨るように形成され、等価回路(図3参照)における容量線3bとして機能する。第1容量電極16aには固定電位が与えられる。そのため、TFT30のドレイン電極32を介して画素電極15に与えられた電位を、第1容量電極16aと第2容量電極16cとの間において保持することができる。
The
上述したように、素子基板10の基板10s上には、複数の配線が形成されているため、配線間を絶縁する絶縁膜や層間絶縁膜の符号を用いて配線層を表すこととする。すなわち、第1絶縁膜11a、第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを総称して配線層11と呼ぶ。配線層11の代表的な配線は走査線3aである。
As described above, since a plurality of wirings are formed on the
また、第2層間絶縁膜13a、絶縁膜13b、誘電体層16bを総称して配線層13と呼ぶ。配線層13の代表的な配線は、配線7a、第1容量電極16a(容量線3b)である。
The second
<マイクロレンズ>
次に、対向基板20におけるマイクロレンズに係る断面構造について、図5を参照して説明する。図5は、図1のI−I’線に沿った対向基板の構造を示す模式断面図である。なお、図5では、上述した素子基板10における詳細な構成の図示を省略している。また、図5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。
<Micro lens>
Next, a cross-sectional structure related to the microlens in the
図5に示すように、対向基板20は、マイクロレンズアレイ基板としての基板20s、見切り部21、光路長調整層(パス層)でもある絶縁層22、対向電極23、中間層24a、配向膜24などを備えている。基板20sは、基板本体25と、マイクロレンズMLを含むレンズ層26と、を有している。マイクロレンズMLは、複数の画素Pのそれぞれに対応して設けられ、マイクロレンズアレイが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
基板本体25は、表面25bとはZ方向において反対側の液晶層50側の表面25aに、複数の凹部27を有している。各凹部27は、各画素Pに対応して設けられている。凹部27は、上方に向かって先細りとなる曲面状に形成され、マイクロレンズMLにおける凸状のレンズ面を成している。したがって、以降、凹部27を「レンズ面27」ともいう。基板本体25には、上述したように、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられる。
The
レンズ層26には、光透過性を有し、基板本体25よりも屈折率が高い無機のレンズ材料を採用している。例えば、基板本体25の形成材料に石英基板(屈折率:約1.46)を用いる場合には、レンズ層26の形成材料としては、酸窒化ケイ素(屈折率:1.55〜1.64)、酸化アルミニウム(屈折率:約1.76)などが挙げられる。なお、屈折率は、基板本体25やレンズ層26を透過する光の波長に依存する。
The
見切り部21およびレンズ層26を被覆して絶縁層22が設けられている。絶縁層22には、光透過性を有し、例えば、基板本体25とほぼ同じ屈折率を有する無機材料が採用される。絶縁層22は、基板20sの液晶層50側の面を平坦化すると共に、マイクロレンズMLの焦点距離を所望の値に調節する機能を有している。したがって、絶縁層22の層厚は、光の波長に応じたマイクロレンズMLの焦点距離などの光学設計に基づいて適宜設定される。
An insulating
液晶装置100では、光は、マイクロレンズMLを備える対向基板20(基板本体25の表面25b)側から入射し、マイクロレンズMLによって画素Pごとに集光される。例えば、基板本体25の表面25b側から凸状のマイクロレンズMLに入射する光のうち、画素Pの平均的な中心を通過する光軸に沿って入射した入射光L1は、マイクロレンズMLをそのままZ方向に直進し、液晶層50を通過して素子基板10側に出射される。
In the
入射光L1よりも外側でマイクロレンズMLの周縁部に入射した入射光L2は、基板本体25とレンズ層26との屈折率の差により、画素Pの平均的な中心側へ屈折する。入射光L2が、仮にそのまま直進すると、液晶層50や素子基板10を通過することで、わずかに屈折して迷光となったり、素子基板10に設けられた遮光性の配線などに入射したりして、有効に活用できなくなる場合がある。すなわち、液晶装置100では、マイクロレンズMLの集光作用により、入射光L2も有効に活用して、素子基板10から出射される光の量を増やすことが可能となる。これにより、素子基板10側から出射される光の量が増加され、光の利用効率を向上させることができる。
Incident light L2 incident on the periphery of the microlens ML outside the incident light L1 is refracted toward the average center of the pixel P due to the difference in refractive index between the
なお、本実施形態の液晶装置100では、マイクロレンズを採用した構成を例示したが、これに限定されない。液晶装置は、マイクロレンズを省略した構成であってもよい。
In the
<無機配向膜および中間層>
次に、液晶装置100における無機配向膜18,24および中間層18a,24aの構成について、図6を参照して説明する。図6は、液晶パネルの画素における中間層および無機配向膜の構成を示す模式断面図である。なお、図6においては、画素電極15、対向電極23、無機配向膜18,24、中間層18a,24a、基板10s,20sを図示し、素子基板10および対向基板20における他の構成の図示を省略している。
<Inorganic alignment film and intermediate layer>
Next, the configuration of the
図6に示すように、液晶パネル110(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、素子基板10に形成された画素電極15、対向基板20に形成された対向電極23、無機配向膜18,24、素子基板10および対向基板20の間に、無機配向膜18,24を介して挟持された、液晶(液晶分子LC)を含む液晶層50と、を備えている。
As shown in FIG. 6, the liquid crystal panel 110 (the liquid crystal device 100) includes a
素子基板10の画素電極15と液晶層50との間には、中間層18aおよび無機配向膜18が形成されている。換言すれば、画素電極15を被覆して中間層18aが形成され、さらに中間層18aを被覆して無機配向膜18が形成されている。素子基板10と同様にして、対向基板20においては、対向電極23を被覆して中間層24aが形成され、さらに中間層24aを被覆して無機配向膜24が形成されている。
An
なお、図示を省略するが、中間層18aは、素子基板10において画素電極15が形成されていない領域では、第3層間絶縁膜14(図4参照)と接して形成されている。また、中間層24aは、対向基板20において対向電極23が形成されていない領域(例えば平面視で見切り部21と重なる領域)では、絶縁層22(図2参照)と接して形成されている。
Although not shown, the
本実施形態では、中間層18a,24aは、それぞれ基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜め方向から形成材料を蒸着する、斜方蒸着法によって形成される。そのため、中間層18a,24aは、形成材料の蒸着分子が斜めに堆積した柱状体(カラム)の集合体である。
In the present embodiment, the
無機配向膜18,24も中間層18a,24aと同様にして、それぞれ基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜め方向から形成材料を蒸着する、斜方蒸着法によって形成される。無機配向膜18,24も、形成材料の蒸着分子が斜めに堆積した柱状体(カラム)の集合体である。
Similarly to the
無機配向膜18,24は非酸化物を含む。該非酸化物に含まれる元素としては、Mg(マグネシウム)、Si(ケイ素)、ランタノイド元素が挙げられる。無機配向膜18,24に含まれる非酸化物としては、例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、窒化ケイ素(Si3N4)、ランタノイド元素のフッ化物などが挙げられる。無機配向膜18と無機配向膜24とには、同じ形成材料を採用することが好ましい。本実施形態では、無機配向膜18,24に含まれる非酸化物として、フッ化マグネシウムを用いている。
The
中間層18a,24aは、無機配向膜18,24に含まれる非酸化物と無機配向膜18,24に含まれる元素の酸化物とを含む。すなわち、中間層18a,24aは、無機配向膜18,24に含まれる上述した非酸化物と、該非酸化物に含まれる元素である、マグネシウム(Mg)、ケイ素(Si)、ランタノイド元素の酸化物のいずれかを含んでいる。本実施形態では、無機配向膜18,24にフッ化マグネシウムを用いることから、中間層18a,24aが含む酸化物は、酸化マグネシウムとなる。無機配向膜18,24に窒化ケイ素を用いる場合には、上記酸化物は酸化ケイ素となる。
The
中間層18aは、画素電極15または第3層間絶縁膜14と接する画素電極15側から、液晶層50に近い無機配向膜18側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。詳しくは、画素電極15または第3層間絶縁膜14と接する、中間層18aの界面には、酸化マグネシウムが多く含まれている。上記界面から、無機配向膜18側に向かうに連れて、次第に酸化マグネシウムの濃度が小さくなると共に、フッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。中間層18aにおいては、画素電極15側の酸化マグネシウムの濃度より、無機配向膜18側の酸化マグネシウムの濃度が小さい。無機配向膜18と接する、中間層18aの界面には、フッ化マグネシウムが多く含まれている。
In the
中間層24aは、中間層18aと同様に、対向電極23または絶縁層22と接する対向電極23側から液晶層50に近い無機配向膜24側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。具体的には、対向電極23側から無機配向膜24側に向かうにつれて、次第に酸化マグネシウムの濃度が小さくなると共に、フッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。中間層24aにおいては、対向電極23側の酸化マグネシウムの濃度より、無機配向膜24側の酸化マグネシウムの濃度が小さい。無機配向膜24と接する、中間層24aの界面には、フッ化マグネシウムが多く含まれている。
Similar to the
中間層18a,24aにおいて、無機配向膜18,24とそれぞれ接する界面の酸化物の濃度は、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、0%または測定の検出限界以下であることがさらにより好ましい。酸化物の濃度を上記の数値とすることにより、中間層18a,24aと、対応する無機配向膜18,24との密着性をより向上させることができる。本実施形態では、上記界面の酸化物(酸化マグネシウム)の濃度を、以下に述べる方法の検出下限以下としている。
In the
中間層18a,24aにおいて、画素電極15および第3層間絶縁膜14、対向電極23および絶縁層22とそれぞれ接する界面の酸化物の濃度は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、100%であることがさらにより好ましい。酸化物の濃度を上記の数値とすることにより、中間層18a,24aと、対応する画素電極15、対向電極23などとの密着性をより向上させることができる。
In the
以上により、中間層18a,24aは、基板10s,20s側から、対応する無機配向膜18,24側に向かって、酸化物(酸化マグネシウム)の濃度が漸減する濃度変化(濃度勾配)と、これに対応して、非酸化物(フッ化マグネシウム)の濃度が漸増する濃度変化(濃度勾配)とを有している。基板10s,20s側から、対応する無機配向膜18,24側に向かう方向とは、中間層18a,24aの厚さ方向(Z方向)である。したがって、換言すれば、中間層18a,24aは、厚さ方向(Z方向)において上記濃度勾配を有し、酸化物と非酸化物との濃度比が変化している。
As described above, the
ここで、中間層18a,24aにおける酸化物および非酸化物の濃度変化は、連続的な変化であることに限定されない。すなわち、基板10s,20s側から無機配向膜18,24側に向かって酸化物の濃度が小さくなり、非酸化物の濃度が大きくなればよく、酸化物および非酸化物の濃度が段階的に変化していてもよい。なお、中間層18a,24aの製造方法については後述する。
Here, the concentration change of the oxide and the non-oxide in the
中間層18a,24aにおける非酸化物と酸化物との濃度、および濃度変化は、SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いた二次イオンの深さ方向(Z方向)分析によって確認することができる。したがって、上述した酸化物および非酸化物の濃度(%)は、SIMS分析などで測定された数値を濃度換算して知ることが可能である。
Concentrations of non-oxides and oxides in the
中間層18a,24aの膜厚は、無機配向膜18,24の膜厚より小さいことが好ましい。無機配向膜18,24の膜厚は、液晶分子LCにアンカリング効果を発現させる観点から、30nm以上、100nm以下とすることが好ましい。これに対して、中間層18a,24aの膜厚は、対応する、画素電極15、対向電極23、無機配向膜18,24との密着性が確保されれば小さい方が好ましく、中間層18a,24aの製造に要する時間を短縮することができる。また、中間層18a,24aおよび無機配向膜18,24の合計の膜厚を小さくして、液晶分子LCに印加される電界の強度を確保することが好ましい。特に限定されないが、本実施形態では、中間層18a,24aの膜厚を約25nmとし、無機配向膜18,24の膜厚を約55nmとしている。
The film thickness of the
本実施形態では、上述したように、無機配向膜18,24はフッ化マグネシウムを含み、中間層18a,24aは酸化マグネシウム(酸化物)とフッ化マグネシウム(非酸化物)とを含む。中間層18a,24aは上述したように、酸化マグネシウムとフッ化マグネシウムとの濃度勾配を有し、画素電極15、対向電極23側から無機配向膜18,24側に向かってフッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。そのため、中間層18a,24aにおいて、それぞれが接する画素電極15、対向電極23との界面の屈折率は、酸化マグネシウムの屈折率(1.7)に近くなる。これに対して、中間層18a,24aにおいて、それぞれが接する無機配向膜18,24との界面における屈折率は、フッ化マグネシウムの屈折率(1.3)に近くなる。画素電極15、対向電極23は、ITOであることから、約1.9の屈折率を有している。
In the present embodiment, as described above, the
すなわち、上述した濃度勾配によって、中間層18a,24aでは、基板10s,20s側から無機配向膜18,24側に向かって屈折率が漸減する。そのため、液晶装置100を液晶ライトバルブとして用いる場合に、中間層18a,24a中、中間層18aと画素電極15との界面、中間層24aと対向電極23との界面における不要な反射などが抑えられて、透過光の減衰を抑えることができる。このような中間層18a,24aにおける屈折率の変化は、形成材料と上述したSIMSを用いた二次イオン分析の結果とから知ることが可能である。
That is, due to the concentration gradient described above, in the
液晶層50には、液晶分子LCを含む液晶が充填されている。液晶分子LCは、無機配向膜18,24に対して負の誘電異方性を有している。液晶分子LCは、配向膜面の法線方向(Z方向)に対して、無機配向膜18,24のカラムの傾斜方向に3°から5°のプレチルト角度θpを有して略垂直配向(VA;Vertical Alignment)する。画素電極15と対向電極23との間に、交流電圧(駆動信号、交流信号)を印加して液晶層50を駆動することによって、液晶分子LCは画素電極15と対向電極23との間に生ずる電界方向に傾くように挙動(振動)する。本実施形態では、負の誘電異方性を有する液晶として、Tni(ネマティック−等方相転移温度)が110℃のネマティック液晶を用いている。
The
<液晶装置の製造方法>
次に、液晶装置100の製造方法について、図7を参照して説明する。図7は、液晶装置の製造方法のうち、中間層などの製造方法を示す工程フロー図である。図7を用いた以下の説明では、図6も参照することとする。なお、図7に示した工程フローは一例であって、これに限定されるものではない。
<Method for manufacturing liquid crystal device>
Next, a method for manufacturing the
本実施形態の液晶装置100の製造方法は、中間層18a,24aの製造方法を含み、中間層18a,24aの製造工程および付帯する工程以外には、公知の技術が採用可能である。そのため、以下の説明では、中間層18a,24aの製造工程および付帯する工程についてのみ述べることとする。
The manufacturing method of the
本実施形態の液晶装置100の製造方法は、対向配置された素子基板10および対向基板20と、素子基板10および対向基板20の間に、フッ化マグネシウムを含む無機配向膜18,24を介して挟持された液晶層50と、を備えた液晶装置の製造方法であって、図7に示すように、工程S1から工程S3を備えている。工程S1では、素子基板10に画素電極15を、対向基板20に対向電極23を形成する。工程S2では、画素電極15を被覆して中間層18aを、対向電極23を被覆して中間層24aを形成する。工程S3では、中間層18a,24aを被覆して、フッ化マグネシウムを基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜めの方向から付与して無機配向膜18,24を形成する。
The manufacturing method of the
ここで、中間層18a,24aは、無機配向膜18,24に含まれるフッ化マグネシウム(非酸化物)および酸化マグネシウム(酸化物)を含む。中間層18a,24aは、Z方向において、上述した通りフッ化マグネシウムおよび酸化マグネシウムの濃度勾配を有している。そのため、中間層18aは、画素電極15側から無機配向膜18側に向かって酸化物(酸化マグネシウム)の濃度が小さくなる。中間層24aも中間層18aと同様に、対向電極23側から無機配向膜24側に向かって酸化物の濃度が小さくなる。
Here, the
工程S1(電極形成)では、基板10sに対して、画素電極15やTFT30などを、公知の技術を採用して形成する。また、基板20sに対して、絶縁層22、対向電極23などを、公知の技術を採用して形成する。そして、工程S2へ進む。
In step S1 (electrode formation), the
工程S2(中間層形成)では、酸化物および非酸化物の2つの蒸着源を用いて、基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜め方向から、非酸化物に対する酸化物の濃度を変化させながら蒸着する。これにより、酸化物と非酸化物とを含む中間層18a,24aが形成される。また、上述したように、工程S2では、無機配向膜18,24の膜厚を中間層18a,24aの膜厚よりも小さく形成する。
In step S2 (intermediate layer formation), using two vapor deposition sources of oxide and non-oxide, the oxide with respect to the non-oxide is obliquely crossed from the normal direction (Z direction) of the
工程S2では、例えば、気相成長法のうちの蒸着法を適用する。具体的には、蒸着源を2つ以上装備可能な真空蒸着装置を用いる。本実施形態では、酸化物として酸化マグネシウムを用いるため、酸化マグネシウムとフッ化マグネシウムとを蒸着源とする。まず、工程S1を経た基板10s,20s(加工対象)を該装置に投入する。次いで、蒸着チャンバー内における、フッ化マグネシウムに対する酸化マグネシウムの濃度を、無限大(フッ化マグネシウム無し)から、時間軸に対して徐々に小さくなるように変化させて、酸化マグネシウムが含まれない、フッ化マグネシウムのみとなるように操作する。これにより、中間層18a,24aでは、基板10s,20s側から対応する無機配向膜18,24側に向かって、酸化マグネシウムの濃度が小さくなると共に、フッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。また、上記蒸着法における諸条件(例えば、仰角、到達真空度、蒸着レート、基板温度など)は、公知の条件が適用可能である。なお、蒸着時の仰角は、斜めに限定されず、0度(基板法線方向)であってもよい。
In step S2, for example, a vapor deposition method of the vapor phase growth method is applied. Specifically, a vacuum deposition apparatus that can be equipped with two or more deposition sources is used. In this embodiment, since magnesium oxide is used as the oxide, magnesium oxide and magnesium fluoride are used as the evaporation source. First, the
以上により、酸化物(酸化マグネシウム)および非酸化物(フッ化マグネシウム)の濃度勾配を有する中間層18a,24aが形成される。なお、本実施形態では、後工程S3においてフッ化マグネシウムを用いた斜方蒸着法を適用するため、工程S2においても斜方蒸着法を用いる。これによれば、工程S2と工程S3とを同一の真空蒸着装置で行うことが可能となり、加工対象の移し替えの操作が不要となる。そのため、製造時間の短縮、中間層18a,24a表面への汚染物の付着防止が可能となる。
Thus,
工程S3(無機配向膜形成)では、上記真空蒸着装置を用いて、フッ化マグネシウムのみを蒸着源とし、斜方蒸着法にて中間層18a,24aを被覆する。これにより、フッ化マグネシウムの無機配向膜18,24が形成される。このとき、工程S2と工程S3とは連続的に行ってもよい。すなわち、工程S2において、中間層18a,24aを形成した後、引き続きフッ化マグネシウムのみでの蒸着操作を行う。これによれば、中間層18a,24aと、対応する無機配向膜18,24との明確な界面が生じず、中間層18a,24aと対応する無機配向膜18,24との密着性がさらに向上する。
In step S3 (formation of an inorganic alignment film), the
また、中間層18a,24aによって無機配向膜18,24の密着性が向上することから、該密着性を確保するために、例えば、250℃以上の比較的高温で無機配向膜24を成膜しなくてもよくなる。これにより、対向基板20のマイクロレンズアレイMLにかかる熱的なストレスを低減することができる。
Further, since the adhesion of the
工程S3以降の製造工程には、上述したように公知の製造方法が採用可能である。以上のようにして、本実施形態の液晶装置100が製造される。
A publicly known manufacturing method can be adopted for the manufacturing process after process S3 as mentioned above. As described above, the
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置100、および液晶装置100の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
液晶装置100における無機配向膜18,24の密着性を向上させることができる。詳しくは、中間層18a,24aでは、基板10s,20s側から無機配向膜18,24側に向かう厚さ方向において、フッ化マグネシウムの濃度と酸化マグネシウムの濃度とが、それぞれ緩やかに変化する。そして、中間層18a,24aにおけるフッ化マグネシウムの濃度は、基板10s,20s側と比べて無機配向膜18,24側で大きくなる。換言すれば、中間層18a,24aでは、無機配向膜18,24側においてフッ化マグネシウムが多く含まれている。そのため、中間層18a,24aと無機配向膜18,24との間には、界面の相互作用が働きやすくなり、中間層18a,24aと、対応する無機配向膜18,24との密着性を向上させることができる。
The adhesion of the
中間層18a,24aは、基板10s,20s側において酸化マグネシウムが多く含まれている。そのため、画素電極15、対向電極23の形成材料として、ITO(Indium Tin Oxide)などを用いる場合に、中間層18a,24aと、対応する画素電極15、対向電極23との間で界面の相互作用が働きやすくなる。これにより、中間層18a,24aと上記電極との密着性を向上させることができる。また、上記電極にAl(アルミニウム)などの、表面に自然酸化膜が生じやすい金属材料(形成材料)を用いる場合にも、界面の相互作用が働きやすく、中間層18a,24aの密着性を向上させることができる。
The
また、中間層18a,24aにおけるフッ化マグネシウムと酸化マグネシウムとの濃度は、中間層18a,24aの厚さ方向において徐々に変化する。そのため、中間層18a,24aでは、濃度の急激な変化に由来する、接着層で云うところの凝集破壊が生じにくくなる。これにより、上記の濃度が急激に変化する場合と比べて、中間層18a,24aの物理的な強度が向上する。したがって、無機配向膜18,24および中間層18a,24aが、中間層18a,24aを起点に剥離することが抑えられて、無機配向膜18,24の密着性をより向上させることができる。以上により、無機配向膜18,24の密着性を向上させた液晶装置100、および液晶装置100の製造方法を提供することができる。
The concentrations of magnesium fluoride and magnesium oxide in the
中間層18a,24aの膜厚は、無機配向膜18,24の膜厚より小さいことから、中間層18a,24aの製造に要する時間を短縮することができる。また、中間層18a,24aと無機配向膜18,24との合計の膜厚を小さくして、液晶分子LCに印加される電界の強度を確保することができる。
Since the film thickness of the
非酸化物としてフッ化マグネシウムを用いて無機配向膜18,24を形成し、中間層18a,24aには、酸化マグネシウムを用いていることから、中間層18a,24aにおける画素電極15、対向電極23との界面の屈折率は、酸化マグネシウムの屈折率に近くなる。これに対して、中間層18a,24aにおける無機配向膜18,24との界面における屈折率は、フッ化マグネシウムの屈折率に近くなる。そのため、液晶装置100を液晶ライトバルブとして用いる場合に、中間層18a,24aにおける不要な反射などが低減されて、透過光の減衰を抑えることができる。
画素電極15および対向電極23の形成材料として、金属酸化物のITO(Indium Tin Oxide)を用いることから、中間層18a,24aとITOとの界面の相互作用が働きやすくなる。これにより、中間層18a,24aと対応する画素電極15、対向電極23との密着性を向上させることができる。
Since the metal oxide ITO (Indium Tin Oxide) is used as a material for forming the
対向基板20に中間層24aを形成することから、無機配向膜24を形成する際に、250℃以上の比較的高温で成膜しなくても、中間層24aによって無機配向膜24の密着性が確保される。そのため、製造工程でマイクロレンズアレイMLにかかる熱的なストレスを低減することができる。
Since the
2つの蒸着源を用いることから、工程S2(中間層形成)と工程S3(無機配向膜形成)とを同一の真空蒸着装置で行うことが可能となり、加工対象の移し替えの操作が不要となる。そのため、液晶装置100の製造時間の短縮、中間層18a,24a表面への汚染物の付着防止が可能となる。また、工程S2と工程S3とを連続的に行うことが可能となるため、中間層18a,24aと、対応する無機配向膜18,24との間に明確な界面が生じず、無機配向膜18,24の密着性をさらに向上させることができる。さらに、中間層18a,24aの厚さ方向における酸化マグネシウムおよびフッ化マグネシウムの濃度変化の傾きを、容易に変更することができる。
Since two vapor deposition sources are used, step S2 (intermediate layer formation) and step S3 (inorganic alignment film formation) can be performed with the same vacuum vapor deposition apparatus, and the operation of transferring the workpiece is not required. . Therefore, the manufacturing time of the
(実施形態2)
<無機配向膜および中間層>
本実施形態に係る液晶装置の無機配向膜および中間層の構成について、図8を参照して説明する。図8は、実施形態2に係る液晶パネルの画素における中間層および無機配向膜の構成を示す模式断面図である。なお、実施形態2の液晶装置は、実施形態1の液晶装置100に対して、中間層の製造方法を変更したものである。したがって、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
<Inorganic alignment film and intermediate layer>
The configuration of the inorganic alignment film and the intermediate layer of the liquid crystal device according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the intermediate layer and the inorganic alignment film in the pixel of the liquid crystal panel according to the second embodiment. The liquid crystal device according to the second embodiment is obtained by changing the method for manufacturing the intermediate layer with respect to the
図8に示すように、本実施形態の液晶装置200(液晶パネル211)は、対向配置された第1基板としての素子基板210および第2基板としての対向基板220、素子基板210に形成された画素電極15、対向基板220に形成された対向電極23、無機配向膜18,24、素子基板210および対向基板220の間に、無機配向膜18,24を介して挟持された、液晶(液晶分子LC)を含む液晶層50と、を備えている。
As shown in FIG. 8, the liquid crystal device 200 (liquid crystal panel 211) of the present embodiment is formed on the
素子基板210の画素電極15と液晶層50との間には、中間層218aおよび無機配向膜18が形成されている。換言すれば、画素電極15を被覆して中間層218aが形成され、さらに中間層218aを被覆して無機配向膜18が形成されている。素子基板10と同様にして、対向基板220においては、対向電極23を被覆して中間層224aが形成され、さらに中間層224aを被覆して無機配向膜24が形成されている。ここで、図8においては、画素電極15、対向電極23、無機配向膜18,24、中間層218a,224a、基板10s,20sを図示し、素子基板210および対向基板220における他の構成の図示を省略している。
An
なお、図示を省略するが、中間層218aは、素子基板210において画素電極15が形成されていない領域では、上記実施形態1の液晶装置100と同様に、画素電極15の下層の層間絶縁膜と接して形成されている。また、中間層224aは、対向基板220において対向電極23が形成されていない領域では、対向電極23の下層の絶縁層と接して形成されている。
Although not shown, the
無機配向膜18,24は、それぞれ基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜め方向から形成材料を蒸着する、斜方蒸着法によって形成される。これに対して、中間層218a,224aは、スパッタリング法によって形成される。そのため、中間層218a,224aは、柱状体ではなく、微視的にも被膜として形成されている。この点が、実施形態1とは異なっている。
The
中間層218a,224aには、上述した形成材料が採用可能である。中間層218a,224aは、無機配向膜18,24に含まれる非酸化物と無機配向膜18,24に含まれる元素の酸化物とを含む。本実施形態では、上記非酸化物としてフッ化マグネシウムを、上記酸化物として酸化マグネシウムを、それぞれ採用している。
The formation materials described above can be used for the
中間層218aは、画素電極15または層間絶縁膜と接する画素電極15側から、液晶層50に近い無機配向膜18側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。また、中間層218aにおいては、画素電極15側の酸化マグネシウムの濃度より、無機配向膜18側の酸化マグネシウムの濃度が小さい。詳しくは、中間層18aには、酸化マグネシウムとフッ化マグネシウムとが混在して形成されている。画素電極15または層間絶縁膜と接する、中間層218aの界面には、酸化マグネシウムが多く含まれている。上記界面から、無機配向膜18側に向かうに連れて、次第に酸化マグネシウムの濃度が小さくなると共に、フッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。無機配向膜18と接する、中間層218aの界面には、フッ化マグネシウムが多く含まれている。本実施形態では、無機配向膜18と接する、上記界面の酸化物(酸化マグネシウム)の濃度を、SIMSの検出下限(ppmオーダー)以下としている。
In the
中間層224aは、中間層218aと同様に、対向電極23または絶縁層と接する対向電極23側から、液晶層50に近い無機配向膜24側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。また、中間層224aにおいては、対向電極23側の酸化マグネシウムの濃度より、無機配向膜24側の酸化マグネシウムの濃度が小さい。具体的には、対向電極23側から無機配向膜24側に向かうにつれて、次第に酸化マグネシウムの濃度が小さくなると共に、フッ化マグネシウムの濃度が大きくなる。無機配向膜24と接する、中間層224aの界面には、フッ化マグネシウムが多く含まれている。本実施形態では、無機配向膜24と接する、上記界面の酸化物(酸化マグネシウム)の濃度を、SIMSの検出下限(ppmオーダー)以下としている。
Similar to the
以上により、中間層218a,224aは、厚さ方向(Z方向)において酸化物と非酸化物との濃度勾配を有し、酸化物と非酸化物との濃度比が変化している。中間層218a,224aにおける酸化物および非酸化物の濃度勾配(濃度変化)は、連続的な変化であることに限定されない。Z方向において、酸化物および非酸化物の濃度が段階的に変化していてもよい。
As described above, the
中間層218a,224aの膜厚は、無機配向膜18,24の膜厚より小さい。本実施形態では、無機配向膜18,24の膜厚を約55nmとし、中間層218a,224aの膜厚を約25nmとしている。
The film thickness of the
<液晶装置の製造方法>
次に、液晶装置200の製造方法について、図9を参照して説明する。図9は、液晶装置の製造方法のうち、中間層などの製造方法を示す工程フロー図である。図9を用いた以下の説明では、図8も参照することとする。なお、図9に示した工程フローは一例であって、これに限定されるものではない。
<Method for manufacturing liquid crystal device>
Next, a method for manufacturing the
本実施形態の液晶装置200の製造方法は、中間層218a,224aの製造方法を含み、中間層218a,224aの製造工程および付帯する工程以外には、公知の技術が採用可能である。そのため、以下の説明では、中間層218a,224aの製造工程および付帯する工程についてのみ述べることとする。
The manufacturing method of the
本実施形態の液晶装置200の製造方法は、対向配置された素子基板210および対向基板220と、素子基板210および対向基板220の間に、フッ化マグネシウムを含む無機配向膜218,224を介して挟持された液晶層50と、を備えた液晶装置の製造方法であって、図9に示すように、工程S21から工程S25を備えている。工程S21では、素子基板210に画素電極15を、対向基板220に対向電極23を形成する。工程S22では、画素電極15および対向電極23などを被覆して酸化物の被膜を形成する。工程S23では、酸化物の被膜を被覆して、非酸化物の被膜を形成する。工程S24では、酸化物の被膜および非酸化物の被膜に加熱処理を施して中間層218a,224aを形成する。工程S25では、中間層218a,224aを被覆して、フッ化マグネシウムを基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜めの方向から付与して無機配向膜18,24を形成する。上記の工程S22から工程S24が、中間層218a,224aを形成する工程に該当する。
The manufacturing method of the
工程S21(電極形成)では、基板10sに対して、画素電極15やTFT30(図示せず)などを、公知の技術を採用して形成する。また、基板20sに対して、対向電極23や絶縁層22(図示せず)などを、公知の技術を採用して形成する。そして、工程S22へ進む。
In step S21 (electrode formation), the
工程S22(酸化物の被膜形成)では、例えば、気相成長法のうちのスパッタリング法を適用し、ターゲット材として酸化マグネシウムを用いる。スパッタリング法における諸条件、例えば、不活性ガス種、酸素などの反応性ガス種、仰角(通常は0度)、到達真空度、スパッタレート、基板温度などは、公知の条件が適用可能である。このとき、酸化マグネシウムの被膜は、膜厚が約12nmとなるように形成する。これにより、基板10s,20sの画素電極15、対向電極23などを被覆して、酸化マグネシウムの被膜を形成する。そして、工程S23へ進む。
In step S22 (oxide film formation), for example, a sputtering method of a vapor phase growth method is applied, and magnesium oxide is used as a target material. Known conditions can be applied to various conditions in the sputtering method, for example, an inert gas species, a reactive gas species such as oxygen, an elevation angle (usually 0 degrees), an ultimate vacuum, a sputtering rate, and a substrate temperature. At this time, the magnesium oxide film is formed to a thickness of about 12 nm. As a result, the
工程S23(非酸化物の被膜形成)では、工程S22と同様にスパッタリング法を適用し、ターゲット材としてフッ化マグネシウムを用いる。工程S22と同様に、スパッタリング法における諸条件は、公知の条件が適用可能である。このとき、フッ化マグネシウムの被膜は、膜厚が約13nmとなるように形成する。これにより、基板10s,20sそれぞれにおいて、酸化物の被膜を被覆して、フッ化マグネシウムの被膜を形成する。なお、工程S22および工程S23は、同じスパッタリング装置を用いて行うことが好ましい。また、工程S22および工程S23における各被膜の形成方法は、スパッタリング法に限定されず、蒸着法を用いてもよい。そして、工程S24へ進む。
In step S23 (non-oxide film formation), sputtering is applied in the same manner as in step S22, and magnesium fluoride is used as the target material. As in step S22, known conditions can be applied as the various conditions in the sputtering method. At this time, the magnesium fluoride film is formed to a thickness of about 13 nm. Thus, the oxide film is coated on each of the
工程S24(加熱処理)では、基板10s,20sにそれぞれ形成した、酸化マグネシウムおよびフッ化マグネシウムの被膜に加熱処理を施す。加熱処理によって、酸化マグネシウムの被膜とフッ化マグネシウムの被膜との間で熱拡散が進行する。上記2つの被膜の成分が互いに熱拡散し合うことによって、上記被膜の界面が曖昧になる。これに加えて、上述した、Z方向における、酸化マグネシウムとフッ化マグネシウムとの濃度勾配が生じる。これにより、中間層218a,224aが形成される。
In step S24 (heat treatment), heat treatment is performed on the magnesium oxide and magnesium fluoride films formed on the
加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、例えば、200℃以上、240℃以下である。加熱温度を、上記範囲とすることにより、熱拡散を進行させると共に、基板20sのマイクロレンズMLにかかる熱的なストレスを抑制することができる。加熱処理における加熱時間は、特に限定されないが、例えば、1時間以上、30時間以下である。加熱温度を上記範囲とすることにより、熱拡散を進行させると共に、基板20sのマイクロレンズMLにかかる熱的なストレスを抑制することができる。本実施形態では、加熱処理を、220℃にて5時間行う。
Although the heating temperature in heat processing is not specifically limited, For example, they are 200 degreeC or more and 240 degrees C or less. By setting the heating temperature within the above range, thermal diffusion can be advanced and thermal stress applied to the microlens ML of the
加熱処理における加熱装置としては、特に限定されないが、不活性ガスなどの雰囲気下で加熱が可能な電気炉などを用いることが好ましい。そして、工程S25に進む。 A heating device in the heat treatment is not particularly limited, but it is preferable to use an electric furnace that can be heated in an atmosphere of an inert gas or the like. Then, the process proceeds to step S25.
工程S25(無機配向膜形成)では、真空蒸着装置を用いて、フッ化マグネシウムのみを蒸着源とし、斜方蒸着法にて中間層218a,224aを被覆する。これにより、フッ化マグネシウムの無機配向膜18,24が形成される。
In step S25 (formation of an inorganic alignment film), the
工程S25以降の製造工程には、上述したように公知の製造方法が採用可能である。以上のようにして、本実施形態の液晶装置200が製造される。
As described above, a known manufacturing method can be adopted for the manufacturing steps after step S25. As described above, the
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置200、および液晶装置200の製造方法によれば、実施形態1の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
酸化マグネシウムの被膜とフッ化マグネシウムの被膜との間で、互いに熱拡散して中間層218a,224aが形成される。そのため、酸化マグネシウムおよびフッ化マグネシウムの濃度変化が緩やかな中間層218a,224aを形成することができる。また、工程S22および工程S23でスパッタリング法を用いることから、蒸着法と比べて、被膜の膜厚の制御が容易になる。
The
(実施形態3)
<液晶装置の製造方法>
本実施形態に係る液晶装置の製造方法について、実施形態1の説明で用いた図7を参照して説明する。なお、実施形態3の液晶装置の製造方法は、実施形態1に対して、中間層の製造方法を変更したものである。したがって、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
<Method for manufacturing liquid crystal device>
A method for manufacturing the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7 used in the description of the first embodiment. The manufacturing method of the liquid crystal device according to the third embodiment is a modification of the manufacturing method of the intermediate layer with respect to the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図7に示すように、本実施形態の液晶装置の製造方法は、工程S1から工程S3を備えている。本実施形態における工程S2(中間層形成)は、非酸化物の蒸着源を用いて、基板10s,20sの法線方向と交差する斜めの方向から、酸素濃度およびイオン加速電圧を変化させながら蒸着して中間層18a,24aを形成する。すなわち、蒸着源として非酸化物を単独で用い、酸素雰囲気下で蒸着を行うことにより、酸化物および非酸化物の濃度勾配を有する中間層18a,24aを形成する。この点が、2つの蒸着源を用いた実施形態1とは異なっている。
As shown in FIG. 7, the manufacturing method of the liquid crystal device of the present embodiment includes steps S1 to S3. Step S2 (intermediate layer formation) in this embodiment is performed by using a non-oxide deposition source while varying the oxygen concentration and the ion acceleration voltage from an oblique direction intersecting the normal direction of the
工程S2では、中間層18a,24aの形成材料には、非酸化物としてフッ化マグネシウムを用い、真空蒸着装置にて酸素イオンアシスト蒸着を行う。具体的には、当初、酸素ガス濃度とイオン加速電圧とを高く維持して、酸化マグネシウムが蒸着されるように操作する。次いで、徐々に酸素ガス濃度とイオン加速電圧とを低くして、蒸着される酸化マグネシウムの濃度を減らすと共に、蒸着されるフッ化マグネシウムの濃度を増やしていく。そして、最終的には酸素ガス濃度とイオン加速電圧とを絞って、ほぼフッ化マグネシウムのみを蒸着する。上記操作における諸条件(例えば、仰角、到達真空度、蒸着レート、基板温度など)は、公知の条件が適用可能である。これにより、Z方向において酸化マグネシウムおよびフッ化マグネシウムの濃度勾配を有した中間層18a,24aが形成される。
In step S2, magnesium fluoride is used as a non-oxide as a material for forming the
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置の製造方法によれば、実施形態1と同様な効果を得ることができる。 As described above, according to the manufacturing method of the liquid crystal device according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
(実施形態4)
<無機配向膜および中間層>
本実施形態に係る液晶装置の無機配向膜および中間層の構成について、図10を参照して説明する。図10、実施形態4に係る液晶パネルの画素における中間層および無機配向膜の構成を示す模式断面図である。なお、実施形態4の液晶装置は、実施形態1の液晶装置100に対して、中間層に含まれる非酸化物および酸化物と、中間層の製造方法とを変更したものである。したがって、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 4)
<Inorganic alignment film and intermediate layer>
The configuration of the inorganic alignment film and the intermediate layer of the liquid crystal device according to this embodiment will be described with reference to FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an intermediate layer and an inorganic alignment film in a pixel of a liquid crystal panel according to Embodiment 4. FIG. The liquid crystal device according to the fourth embodiment is obtained by changing the non-oxides and oxides included in the intermediate layer and the method for manufacturing the intermediate layer from the
図10に示すように、本実施形態の液晶装置300(液晶パネル311)は、対向配置された第1基板としての素子基板310および第2基板としての対向基板320、素子基板310に形成された画素電極15、対向基板320に形成された対向電極23、無機配向膜318,324、素子基板310および対向基板320の間に、無機配向膜318,324を介して挟持された、液晶(液晶分子LC)を含む液晶層50と、を備えている。
As shown in FIG. 10, the liquid crystal device 300 (liquid crystal panel 311) of the present embodiment is formed on the
素子基板310の画素電極15と液晶層50との間には、中間層318aおよび無機配向膜318が形成されている。換言すれば、画素電極15を被覆して中間層318aが形成され、さらに中間層318aを被覆して無機配向膜318が形成されている。素子基板310と同様にして、対向基板320においては、対向電極23を被覆して中間層324aが形成され、さらに中間層324aを被覆して無機配向膜324が形成されている。ここで、図10においては、画素電極15、対向電極23、無機配向膜318,324、中間層318a,324a、基板10s,20sを図示し、素子基板310および対向基板320における他の構成の図示を省略している。
An
なお、図示を省略するが、中間層318aは、素子基板310において画素電極15が形成されていない領域では、上記実施形態1の液晶装置100と同様に、画素電極15の下層の層間絶縁膜と接して形成されている。また、中間層324aは、対向基板320において対向電極23が形成されていない領域では、対向電極23の下層の絶縁層と接して形成されている。
Although not shown in the drawing, the
無機配向膜318,324は、それぞれ基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜め方向から形成材料を蒸着する、斜方蒸着法によって形成される。これに対して、中間層318a,324aは、スパッタリング法によって形成される。そのため、中間層318a,324aは、柱状体ではなく、微視的にも被膜として形成されている。この点が、実施形態1とは異なっている。
The
中間層318a,324aには、上述した形成材料が採用可能である。中間層318a,324aは、無機配向膜318,324に含まれる非酸化物と無機配向膜318,324に含まれる元素の酸化物とを含む。本実施形態では、上記非酸化物として窒化ケイ素を、上記酸化物として酸化ケイ素を、それぞれ採用している。
The formation materials described above can be used for the
中間層318aは、画素電極15または層間絶縁膜と接する画素電極15側から、液晶層50に近い無機配向膜318側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。また、中間層318aにおいては、画素電極15側の酸化ケイ素の濃度より、無機配向膜318側の酸化ケイ素の濃度が小さい。詳しくは、中間層318aには、酸化ケイ素と窒化ケイ素とが混在して形成されている。画素電極15または層間絶縁膜と接する、中間層318aの界面には、酸化ケイ素が多く含まれている。上記界面から、無機配向膜318側に向かうに連れて、次第に酸化ケイ素の濃度が小さくなると共に、窒化ケイ素の濃度が大きくなる。無機配向膜318と接する、中間層318aの界面には、窒化ケイ素が多く含まれている。本実施形態では、無機配向膜318と接する、上記界面の酸化物(酸化ケイ素)の濃度を、SIMSの検出下限(ppmオーダー)以下としている。
In the
中間層324aは、中間層318aと同様に、対向電極23または絶縁層と接する対向電極23側から、液晶層50に近い無機配向膜324側に向かって、酸化物の濃度が小さくなる。また、中間層324aにおいては、対向電極23側の酸化ケイ素の濃度より、無機配向膜324側の酸化ケイ素の濃度が小さい。具体的には、対向電極23側から無機配向膜324側に向かうにつれて、次第に酸化ケイ素の濃度が小さくなると共に、窒化ケイ素の濃度が大きくなる。無機配向膜324と接する、中間層324aの界面には、窒化ケイ素が多く含まれている。本実施形態では、無機配向膜324と接する、上記界面の酸化物(酸化ケイ素)の濃度を、SIMSの検出下限(ppmオーダー)以下としている。
Similar to the
以上により、中間層318a,324aは、厚さ方向(Z方向)において酸化物と非酸化物との濃度勾配を有し、酸化物と非酸化物との濃度比が変化している。中間層318a,324aにおける酸化物および非酸化物の濃度勾配(濃度変化)は、連続的な変化であることに限定されない。Z方向において、酸化物および非酸化物の濃度が段階的に変化していてもよい。
As described above, the
中間層318a,324aの膜厚は、無機配向膜318,324の膜厚より小さい。本実施形態では、無機配向膜318,324の膜厚を約55nmとし、中間層318a,324aの膜厚を約25nmとしている。
The film thickness of the
<液晶装置の製造方法>
次に、液晶装置300の製造方法について、図11を参照して説明する。図11は、液晶装置の製造方法のうち、中間層などの製造方法を示す工程フロー図である。図11を用いた以下の説明では、図10も参照することとする。なお、図11に示した工程フローは一例であって、これに限定されるものではない。
<Method for manufacturing liquid crystal device>
Next, a method for manufacturing the
本実施形態の液晶装置300の製造方法は、中間層318a,324aの製造方法を含み、中間層318a,324aの製造工程および付帯する工程以外には、公知の技術が採用可能である。そのため、以下の説明では、中間層318a,324aの製造工程および付帯する工程についてのみ述べることとする。
The manufacturing method of the
本実施形態の液晶装置300の製造方法は、対向配置された素子基板310および対向基板320と、素子基板310および対向基板320の間に、窒化ケイ素を含む無機配向膜318,324を介して挟持された液晶層50と、を備えた液晶装置の製造方法であって、図11に示すように、工程S41から工程S44を備えている。工程S41では、素子基板310に画素電極15を、対向基板320に対向電極23を、それぞれ形成する。工程S42では、酸化ケイ素を用いて、画素電極15および対向電極23などを被覆して酸化物(酸化ケイ素)の被膜を形成する。工程S43では、酸化物の被膜と無機配向膜に含まれる元素を含む化合物とを反応させて中間層318a,324aを形成する。工程S44では、中間層318a,324aを被覆して、窒化ケイ素を基板10s,20sの法線方向(Z方向)と交差する斜めの方向から蒸着して無機配向膜318,324を形成する。上記の工程S42および工程S43が、中間層318a,324aを形成する工程に該当する。
The manufacturing method of the
工程S41(電極形成)では、基板10sに対して、画素電極15やTFT30(図示せず)などを、公知の技術を採用して形成する。また、基板20sに対して、対向電極23や絶縁層22(図示せず)などを、公知の技術を採用して形成する。そして、工程S42へ進む。
In step S41 (electrode formation), the
工程S42(酸化物の被膜形成)では、例えば、気相成長法のうちのスパッタリング法を適用する。ターゲット材として酸化ケイ素を用いる。スパッタリング法における諸条件、例えば、不活性ガス種、酸素などの反応性ガス種、仰角(通常は0度)、到達真空度、スパッタレート、基板温度などは、公知の条件が適用可能である。このとき、酸化ケイ素の被膜は、膜厚が約25nmとなるように形成する。これにより、基板10s,20sの画素電極15、対向電極23などを被覆して、酸化ケイ素の被膜を形成する。本実施形態では、酸化物の被膜形成にスパッタリング法を用いたが、これに限定されない。上述した蒸着法を用いて酸化物の被膜を形成してもよい。そして、工程S43へ進む。
In step S42 (oxide film formation), for example, a sputtering method of a vapor phase growth method is applied. Silicon oxide is used as the target material. Known conditions can be applied to various conditions in the sputtering method, for example, an inert gas species, a reactive gas species such as oxygen, an elevation angle (usually 0 degrees), an ultimate vacuum, a sputtering rate, and a substrate temperature. At this time, the silicon oxide film is formed to have a film thickness of about 25 nm. Thereby, the
工程S43(被膜と化合物との反応)では、酸化ケイ素の被膜と、無機配向膜318,324に含まれる元素を含む化合物とを反応させて、酸化ケイ素の被膜中に、窒化ケイ素を生成させる。上記化合物としては、N(窒素)を含む含窒素化合物を用い、具体的には、例えば、亜酸化窒素、アンモニアなどが挙げられる。本実施形態では、上記化合物として亜酸化窒素を用いる。
In step S43 (reaction between the coating film and the compound), the silicon oxide film and the compound containing the element contained in the
処理方法は、亜酸化窒素によって酸化ケイ素の被膜中に窒化ケイ素が生成されれば、特に限定されない。例えば、具体的には、プラズマ処理装置を用い、酸化ケイ素の被膜を形成した基板10s,20sに対して、亜酸化窒素ガス雰囲気下でプラズマを照射する。これによって、酸化ケイ素の被膜の表面から深さ方向(Z方向)に向かって、該被膜の窒化が進行する。すなわち、酸化ケイ素の被膜表面から深さ方向に向かって、濃度勾配を有する窒化ケイ素が生成される。以上により、上述した、酸化ケイ素および窒化ケイ素の濃度勾配を有する中間層318a,324aが形成される。なお、プラズマ照射に用いるプラズマ処理装置としては、既存の装置が適用可能である。そして、工程S44に進む。
The treatment method is not particularly limited as long as silicon nitride is generated in the silicon oxide film by nitrous oxide. For example, specifically, using a plasma processing apparatus, the
工程S44(無機配向膜形成)では、真空蒸着装置を用いて、窒化ケイ素を蒸着源とする斜方蒸着法にて中間層318a,324aを被覆する。これにより、窒化ケイ素の無機配向膜318,324が形成される。
In step S44 (formation of an inorganic alignment film), the
工程S44以降の製造工程には、上述したように公知の製造方法が採用可能である。以上のようにして、本実施形態の液晶装置300が製造される。
A publicly known manufacturing method is employable as mentioned above in the manufacturing process after process S44. As described above, the
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置300、および液晶装置300の製造方法によれば、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
(実施形態5)
<電子機器>
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12を参照して説明する。図12は、実施形態5に係る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。
(Embodiment 5)
<Electronic equipment>
A projection display device as an electronic apparatus according to 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 according to the fifth embodiment.
本実施形態の投射型表示装置1000には、上記実施形態の電気光学装置としての液晶装置が搭載されている。
The projection
図12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。
As shown in FIG. 12, the
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成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から出射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とから成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
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。
The liquid
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。
In this prism, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface thereof. The three color lights are synthesized by these dielectric multilayer films, and the light representing the color image is synthesized. The synthesized light is projected on the
液晶ライトバルブ1210は、上述した液晶装置100(図1参照)が適用されたものである。液晶装置100は、色光の入射側と出射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、上記実施形態1の液晶装置100が用いられているため、液晶装置100において、無機配向膜の密着性が向上する。これにより、無機配向膜の剥がれなどに起因する表示不良が低減されて、表示品質が向上した投射型表示装置1000を提供することができる。なお、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、液晶装置100に替えて、上述した実施形態2から実施形態4の液晶装置を採用しても同様な効果が得られる。
According to such a projection
なお、液晶装置100は、投射型表示装置1000の他に、EVF(Electrical View Finder)、モバイルミニプロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、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の各種電子機器に搭載されてもよい。
In addition to the
(変形例1)
本変形例に係る液晶装置および液晶装置の製造方法では、上記実施形態4に対して、酸化物として酸化マグネシウムを、無機配向膜に含まれる非酸化物としてフッ化マグネシウムを、用いる。また、無機配向膜に含まれる元素を含む化合物として、F(フッ素)を含むフロン類などのフッ素系ガスを用いる。これによって、酸化マグネシウムの被膜をフッ化して、該被膜中にフッ化マグネシウムが生成され、酸化マグネシウムおよびフッ化マグネシウムの濃度勾配を有する中間層が形成される。本変形例の液晶装置および液晶装置の製造方法によれば、実施形態4と同様な効果が得られる。
(Modification 1)
In the liquid crystal device and the method for manufacturing the liquid crystal device according to the present modification, magnesium oxide is used as an oxide and magnesium fluoride is used as a non-oxide included in the inorganic alignment film with respect to the fourth embodiment. In addition, as a compound containing an element contained in the inorganic alignment film, a fluorine-based gas such as chlorofluorocarbons containing F (fluorine) is used. As a result, the magnesium oxide film is fluorinated, and magnesium fluoride is generated in the film, thereby forming an intermediate layer having a concentration gradient of magnesium oxide and magnesium fluoride. According to the liquid crystal device and the method of manufacturing the liquid crystal device of this modification, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained.
(変形例2)
本発明の電子機器(投射型表示装置)に用いられる電子光学装置としての液晶装置は、透過型であることに限定されず、反射型の液晶装置であってもよい。すなわち、反射型の液晶装置を用いた投射型表示装置であってもよい。例えば、具体的には、上記実施形態1の液晶装置100(図2参照)において、素子基板10の画素電極15を、Al(アルミニウム)またはその合金などの光反射性を有する金属の導電膜を用いて形成してもよい。
(Modification 2)
The liquid crystal device as the electro-optical device used in the electronic apparatus (projection display device) of the present invention is not limited to the transmissive type, and may be a reflective type liquid crystal device. That is, it may be a projection display device using a reflective liquid crystal device. For example, specifically, in the
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。 The contents derived from the embodiment will be described below.
本願の液晶装置は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板に形成された電極と、電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、第1基板および第2基板の間に、無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、無機配向膜と電極との間に中間層を有し、中間層は、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側から無機配向膜側に向かって酸化物の濃度が小さくなることを特徴とする。 A liquid crystal device according to the present application includes a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, electrodes formed on the first substrate and the second substrate, an inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrodes, and a first substrate And a liquid crystal layer sandwiched between the second substrate and an inorganic alignment film, and at least one of the first substrate and the second substrate is intermediate between the inorganic alignment film and the electrode The intermediate layer includes a non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the oxide concentration decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side.
この構成によれば、液晶装置における無機配向膜の密着性を向上させることができる。詳しくは、中間層では、電極側から無機配向膜側に向かう厚さ方向において、非酸化物の濃度と酸化物の濃度とが、それぞれ変化する。そして、中間層における非酸化物の濃度は、電極側と比べて無機配向膜側で大きくなる。換言すれば、中間層では、無機配向膜側において無機配向膜に含まれる非酸化物が多く含まれている。そのため、中間層の無機配向膜側と無機配向膜との間には、界面の相互作用が働きやすくなり、中間層と無機配向膜との密着性を向上させることができる。 According to this configuration, the adhesion of the inorganic alignment film in the liquid crystal device can be improved. Specifically, in the intermediate layer, the non-oxide concentration and the oxide concentration change in the thickness direction from the electrode side to the inorganic alignment film side. And the density | concentration of the non-oxide in an intermediate | middle layer becomes large on the inorganic alignment film side compared with the electrode side. In other words, the intermediate layer contains a large amount of non-oxide contained in the inorganic alignment film on the inorganic alignment film side. Therefore, the interface interaction between the inorganic alignment film side of the intermediate layer and the inorganic alignment film is easy to work, and the adhesion between the intermediate layer and the inorganic alignment film can be improved.
中間層は、電極側において酸化物が多く含まれている。そのため、電極の形成材料として、ITO(Indium Tin Oxide)などの金属酸化物を用いる場合に、中間層の電極側と電極との間で界面の相互作用が働きやすくなる。これにより、中間層と電極との密着性を向上させることができる。また、電極にAl(アルミニウム)などの、表面に自然酸化膜を生じやすい金属材料(形成材料)を用いる場合にも、界面の相互作用が働きやすくなり、上記密着性を向上させることができる。以上により、無機配向膜の密着性を向上させた液晶装置を提供することができる。 The intermediate layer contains a large amount of oxide on the electrode side. Therefore, when a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) is used as the electrode forming material, the interface interaction is likely to work between the electrode side of the intermediate layer and the electrode. Thereby, the adhesiveness of an intermediate | middle layer and an electrode can be improved. In addition, even when a metal material (formation material) such as Al (aluminum) that tends to generate a natural oxide film on the surface is used for the electrode, the interaction at the interface becomes easy to work, and the adhesion can be improved. As described above, a liquid crystal device with improved adhesion of the inorganic alignment film can be provided.
本願の液晶装置は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板に形成された電極と、電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、第1基板および第2基板の間に、無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、無機配向膜と電極との間に中間層を有し、中間層は、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側の酸化物の濃度より、無機配向膜側の酸化物の濃度が小さいことを特徴とする。 A liquid crystal device according to the present application includes a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, electrodes formed on the first substrate and the second substrate, an inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrodes, and a first substrate And a liquid crystal layer sandwiched between the second substrate and an inorganic alignment film, and at least one of the first substrate and the second substrate is intermediate between the inorganic alignment film and the electrode The intermediate layer includes a non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the concentration of the oxide on the inorganic alignment film side is smaller than the concentration of the oxide on the electrode side. And
この構成によれば、液晶装置における無機配向膜の密着性を向上させることができる。詳しくは、中間層における非酸化物の濃度は、電極側と比べて無機配向膜側で大きくなる。換言すれば、中間層では、無機配向膜側において無機配向膜に含まれる非酸化物が多く含まれている。そのため、中間層の無機配向膜側と無機配向膜との間には、界面の相互作用が働きやすくなり、中間層と無機配向膜との密着性を向上させることができる。 According to this configuration, the adhesion of the inorganic alignment film in the liquid crystal device can be improved. Specifically, the concentration of the non-oxide in the intermediate layer is higher on the inorganic alignment film side than on the electrode side. In other words, the intermediate layer contains a large amount of non-oxide contained in the inorganic alignment film on the inorganic alignment film side. Therefore, the interface interaction between the inorganic alignment film side of the intermediate layer and the inorganic alignment film is easy to work, and the adhesion between the intermediate layer and the inorganic alignment film can be improved.
中間層は、電極側において酸化物が多く含まれている。そのため、電極の形成材料として、ITO(Indium Tin Oxide)などの金属酸化物を用いる場合に、中間層の電極側と電極との間で界面の相互作用が働きやすくなる。これにより、中間層と電極との密着性を向上させることができる。また、電極にAl(アルミニウム)などの、表面に自然酸化膜を生じやすい金属材料(形成材料)を用いる場合にも、界面の相互作用が働きやすくなり、上記密着性を向上させることができる。以上により、無機配向膜の密着性を向上させた液晶装置を提供することができる。 The intermediate layer contains a large amount of oxide on the electrode side. Therefore, when a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) is used as the electrode forming material, the interface interaction is likely to work between the electrode side of the intermediate layer and the electrode. Thereby, the adhesiveness of an intermediate | middle layer and an electrode can be improved. In addition, even when a metal material (formation material) such as Al (aluminum) that tends to generate a natural oxide film on the surface is used for the electrode, the interaction at the interface becomes easy to work, and the adhesion can be improved. As described above, a liquid crystal device with improved adhesion of the inorganic alignment film can be provided.
上記の液晶装置において、中間層の膜厚は、無機配向膜の膜厚より小さいことが好ましい。 In the above liquid crystal device, the thickness of the intermediate layer is preferably smaller than the thickness of the inorganic alignment film.
この構成によれば、中間層の製造に要する時間を短縮することができる。また、中間層と無機配向膜との合計の膜厚を小さくして、液晶分子に印加される電界の強度を確保することができる。 According to this configuration, the time required for manufacturing the intermediate layer can be shortened. In addition, the total thickness of the intermediate layer and the inorganic alignment film can be reduced to ensure the strength of the electric field applied to the liquid crystal molecules.
上記の液晶装置において、無機配向膜に含まれる元素は、MgまたはSiであることが好ましい。 In the above liquid crystal device, the element contained in the inorganic alignment film is preferably Mg or Si.
この構成によれば、非酸化物として、例えばフッ化マグネシウムまたは窒化シリコンを用いて無機配向膜を形成し、中間層には、該非酸化物に対応させて、例えば酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素を用いることができる。 According to this configuration, the inorganic alignment film is formed using, for example, magnesium fluoride or silicon nitride as the non-oxide, and for example, magnesium oxide or silicon oxide is used for the intermediate layer in correspondence with the non-oxide. Can do.
上記の液晶装置において、中間層は、非酸化物としてフッ化マグネシウムと、酸化物として酸化マグネシウムとを含み、電極側から無機配向膜側に向かってフッ化マグネシウムの濃度が大きくなることが好ましい。 In the above liquid crystal device, the intermediate layer preferably contains magnesium fluoride as a non-oxide and magnesium oxide as an oxide, and the concentration of magnesium fluoride increases from the electrode side toward the inorganic alignment film side.
この構成によれば、中間層における電極との界面の屈折率は、酸化マグネシウムの屈折率に近くなる。これに対して、中間層における無機配向膜との界面における屈折率は、フッ化マグネシウムの屈折率に近くなる。そのため、液晶装置を、例えば液晶ライトバルブとして用いる場合に、中間層と無機配向膜との界面、および中間層と電極との界面における不要な反射などが低減されて、透過光の減衰を抑えることができる。 According to this configuration, the refractive index of the interface with the electrode in the intermediate layer is close to the refractive index of magnesium oxide. On the other hand, the refractive index at the interface with the inorganic alignment film in the intermediate layer is close to the refractive index of magnesium fluoride. Therefore, when the liquid crystal device is used as, for example, a liquid crystal light valve, unnecessary reflection at the interface between the intermediate layer and the inorganic alignment film and the interface between the intermediate layer and the electrode is reduced, thereby suppressing the attenuation of transmitted light. Can do.
上記の液晶装置において、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板の電極は、酸化物を含むことが好ましい。 In the above liquid crystal device, the electrode of at least one of the first substrate and the second substrate preferably contains an oxide.
この構成によれば、電極の形成材料として、ITO(Indium Tin Oxide)などの金属酸化物を用いて、中間層と電極との密着性を向上させることができる。 According to this configuration, the adhesion between the intermediate layer and the electrode can be improved by using a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) as the electrode forming material.
上記の液晶装置において、第2基板は、電極として対向電極と、マイクロレンズと、を備え、少なくとも第2基板の対向電極と無機配向膜との間に、中間層を有することが好ましい。 In the above liquid crystal device, the second substrate preferably includes a counter electrode and a microlens as electrodes, and has an intermediate layer at least between the counter electrode of the second substrate and the inorganic alignment film.
この構成によれば、第2基板に無機配向膜を形成する際に、250℃以上の比較的高温で成膜しなくても、中間層によって無機配向膜の密着性が確保される。そのため、第2基板にマイクロレンズを付設する際に、製造工程でマイクロレンズにかかる熱的なストレスを低減することができる。 According to this configuration, when the inorganic alignment film is formed on the second substrate, the adhesion of the inorganic alignment film is ensured by the intermediate layer without forming the film at a relatively high temperature of 250 ° C. or higher. Therefore, when attaching the microlens to the second substrate, thermal stress applied to the microlens during the manufacturing process can be reduced.
液晶装置の製造方法は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板および第2基板の間に、非酸化物を含む無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備えた液晶装置の製造方法であって、第1基板および第2基板のうちの少なくとも一方の基板に対して、電極を形成する工程と、電極を被覆して、非酸化物と無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、電極側から無機配向膜側に向かって酸化物の濃度が小さくなる中間層を形成する工程と、中間層を被覆して、非酸化物を基板の法線方向と交差する方向から付与して無機配向膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。 A method for manufacturing a liquid crystal device includes: a first substrate and a second substrate which are arranged opposite to each other; and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate via an inorganic alignment film containing a non-oxide. A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: forming an electrode on at least one of a first substrate and a second substrate; and coating the electrode to form a non-oxide and an inorganic alignment film A step of forming an intermediate layer that includes an oxide of the contained element, and the concentration of the oxide decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side; And a step of forming an inorganic alignment film by applying from a direction crossing the direction.
この構成によれば、無機配向膜の密着性が向上する液晶装置を製造することができる。詳しくは、中間層を形成する工程では、電極側から無機配向膜側に向かう厚さ方向において、非酸化物の濃度と酸化物の濃度とが、それぞれ緩やかに変化するように中間層が形成される。そして、中間層における非酸化物の濃度は、電極側と比べて無機配向膜側で大きくなる。換言すれば、中間層では、無機配向膜側において無機配向膜に含まれる非酸化物が多く含まれている。そのため、中間層の無機配向膜側と無機配向膜との間には、界面の相互作用が働きやすくなり、中間層と無機配向膜との密着性を向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to manufacture a liquid crystal device in which the adhesion of the inorganic alignment film is improved. Specifically, in the step of forming the intermediate layer, the intermediate layer is formed so that the non-oxide concentration and the oxide concentration gradually change in the thickness direction from the electrode side to the inorganic alignment film side. The And the density | concentration of the non-oxide in an intermediate | middle layer becomes large on the inorganic alignment film side compared with the electrode side. In other words, the intermediate layer contains a large amount of non-oxide contained in the inorganic alignment film on the inorganic alignment film side. Therefore, the interface interaction between the inorganic alignment film side of the intermediate layer and the inorganic alignment film is easy to work, and the adhesion between the intermediate layer and the inorganic alignment film can be improved.
中間層は、電極側において酸化物が多く含まれている。そのため、電極の形成材料として、ITO(Indium Tin Oxide)などの金属酸化物を用いる場合に、中間層の電極側と電極との間で界面の相互作用が働きやすくなる。これにより、中間層と電極との密着性を向上させることができる。また、電極にAl(アルミニウム)などの、表面に自然酸化膜を生じやすい金属材料(形成材料)を用いる場合にも、界面の相互作用が働きやすく、上記密着性を向上させることができる。以上により、無機配向膜の密着性を向上させる液晶装置の製造方法を提供することができる。 The intermediate layer contains a large amount of oxide on the electrode side. Therefore, when a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) is used as the electrode forming material, the interface interaction is likely to work between the electrode side of the intermediate layer and the electrode. Thereby, the adhesiveness of an intermediate | middle layer and an electrode can be improved. In addition, even when a metal material (formation material) that easily generates a natural oxide film on the surface, such as Al (aluminum), is used for the electrode, the interface interaction is easy to work, and the adhesion can be improved. From the above, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid crystal device that improves the adhesion of the inorganic alignment film.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物の被膜を形成する工程と、被膜と無機配向膜に含まれる元素を含む化合物とを反応させて中間層を形成する工程と、を備えることが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer includes a step of forming an oxide film and a step of forming the intermediate layer by reacting the film and a compound containing an element contained in the inorganic alignment film. And preferably.
この構成によれば、中間層の厚さ方向において、酸化物の濃度変化、すなわち濃度勾配を容易に形成することができる。 According to this configuration, the oxide concentration change, that is, the concentration gradient can be easily formed in the thickness direction of the intermediate layer.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物の被膜を形成する工程と、酸化物の被膜を被覆して、非酸化物の被膜を形成する工程と、酸化物の被膜および非酸化物の被膜に加熱処理を施して中間層を形成する工程と、を備えることが好ましい。 In the method for manufacturing the liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer includes a step of forming an oxide film, a step of covering the oxide film to form a non-oxide film, And a step of subjecting the coating and the non-oxide coating to a heat treatment to form an intermediate layer.
この構成によれば、酸化物の被膜と非酸化物の被膜との間で、酸化物と非酸化物とが相互に熱拡散して中間層が形成される。そのため、酸化物および非酸化物の濃度変化が緩やかな中間層を形成することができる。 According to this configuration, the intermediate layer is formed by thermally diffusing the oxide and the non-oxide between the oxide film and the non-oxide film. Therefore, an intermediate layer in which the oxide and non-oxide concentration changes gradually can be formed.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物および非酸化物の2つの蒸着源を用いて、基板の法線方向と交差する方向から、非酸化物に対する酸化物の濃度を変化させながら蒸着して中間層を形成することが好ましい。 In the above method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer is performed using an oxide and a non-oxide deposition source from the direction intersecting the normal direction of the substrate from the direction perpendicular to the substrate. It is preferable to form the intermediate layer by vapor deposition while changing the concentration.
この構成によれば、中間層を形成する工程と無機配向膜を形成する工程とを同一の装置で行うことが可能となり、加工対象の移し替えの操作が不要となる。そのため、製造時間の短縮、中間層表面への汚染物の付着防止が可能となる。また、中間層の形成と無機配向膜の形成とを連続的に行うことが可能となるため、中間層と無機配向膜との間に明確な界面が生じず、中間層と無機配向膜との密着性をさらに向上させることができる。さらに、中間層の厚さ方向における酸化物および非酸化物の濃度変化の傾きを、容易に変更することができる。 According to this configuration, the step of forming the intermediate layer and the step of forming the inorganic alignment film can be performed with the same apparatus, and an operation for transferring the processing target is not necessary. Therefore, it is possible to shorten the manufacturing time and prevent the adhesion of contaminants to the intermediate layer surface. In addition, since the intermediate layer and the inorganic alignment film can be formed continuously, a clear interface does not occur between the intermediate layer and the inorganic alignment film. Adhesion can be further improved. Furthermore, the gradient of the concentration change of the oxide and non-oxide in the thickness direction of the intermediate layer can be easily changed.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、非酸化物の蒸着源を用いて、基板の法線方向と交差する方向から、酸素濃度およびイオン加速電圧を変化させながら蒸着して中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer is performed by using a non-oxide vapor deposition source and performing vapor deposition while changing the oxygen concentration and the ion acceleration voltage from the direction intersecting the normal direction of the substrate. It is preferable to form an intermediate layer.
この構成によれば、中間層の厚さ方向における酸化物および非酸化物の濃度変化の傾きを、容易に変更することができる。 According to this configuration, it is possible to easily change the slope of the concentration change of the oxide and the non-oxide in the thickness direction of the intermediate layer.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、無機配向膜の膜厚よりも小さな膜厚を有する中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing the liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably forms an intermediate layer having a film thickness smaller than that of the inorganic alignment film.
この構成によれば、液晶層に含まれる液晶分子にアンカリング効果を発現させると共に、中間層を形成する工程の所要時間を短縮することができる。また、中間層と無機配向膜との合計の膜厚を小さくして、液晶分子に印加される電界の強度を確保することができる。 According to this configuration, the anchoring effect can be expressed in the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer, and the time required for the step of forming the intermediate layer can be shortened. In addition, the total thickness of the intermediate layer and the inorganic alignment film can be reduced to ensure the strength of the electric field applied to the liquid crystal molecules.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物として酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素を用いることが好ましい。 In the above method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably uses magnesium oxide or silicon oxide as the oxide.
この構成によれば、非酸化物としてフッ化マグネシウムまたは窒化シリコンを用いて無機配向膜を形成し、中間層を形成する工程では、該非酸化物に対応させて、酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素を用いることができる。 According to this configuration, in the step of forming the inorganic alignment film using magnesium fluoride or silicon nitride as the non-oxide and forming the intermediate layer, magnesium oxide or silicon oxide is used corresponding to the non-oxide. Can do.
上記の液晶装置の製造方法において、中間層を形成する工程は、酸化物として酸化マグネシウムと、非酸化物としてフッ化マグネシウムと、を含む中間層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid crystal device, the step of forming the intermediate layer preferably forms an intermediate layer including magnesium oxide as an oxide and magnesium fluoride as a non-oxide.
この構成によれば、中間層における電極との界面の屈折率は、酸化マグネシウムの屈折率に近くなる。これに対して、中間層における無機配向膜との界面における屈折率は、フッ化マグネシウムの屈折率に近くなる。そのため、液晶装置を液晶ライトバルブとして用いる場合に、中間層中、および中間層と無機配向膜との界面における不要な反射などが低減される。これにより、透過光の減衰を抑える液晶装置の製造方法を提供することができる。 According to this configuration, the refractive index of the interface with the electrode in the intermediate layer is close to the refractive index of magnesium oxide. On the other hand, the refractive index at the interface with the inorganic alignment film in the intermediate layer is close to the refractive index of magnesium fluoride. Therefore, when the liquid crystal device is used as a liquid crystal light valve, unnecessary reflection in the intermediate layer and at the interface between the intermediate layer and the inorganic alignment film is reduced. Accordingly, a method for manufacturing a liquid crystal device that suppresses attenuation of transmitted light can be provided.
電子機器は、上記の液晶装置を備えることを特徴とする。 An electronic apparatus includes the liquid crystal device described above.
この構成によれば、液晶装置において、無機配向膜の密着性が向上する。これにより、無機配向膜の剥がれなどに起因する表示不良が低減されて、表示品質が向上した電子機器を提供することができる。 According to this configuration, the adhesion of the inorganic alignment film is improved in the liquid crystal device. Thereby, display defects due to peeling of the inorganic alignment film and the like can be reduced, and an electronic device with improved display quality can be provided.
10,210,310…第1基板としての素子基板、10s,20s…基板、15…電極としての画素電極、18,24,218,224,318,324…無機配向膜、18a,24a,218a,224a,318a,324a…中間層、20,220,320…第2基板としての対向基板、23…電極としての対向電極、30…トランジスターとしてのTFT、50…液晶層、100,200,300…液晶装置、110,211,311…液晶パネル、1000…電子機器としての投射型表示装置、ML…マイクロレンズ。
10, 210, 310 ... Element substrate as first substrate, 10s, 20s ... substrate, 15 ... Pixel electrode as electrode, 18, 24, 218, 224, 318, 324 ... Inorganic alignment film, 18a, 24a, 218a, 224a, 318a, 324a ... intermediate layer, 20, 220, 320 ... counter substrate as second substrate, 23 ... counter electrode as electrode, 30 ... TFT as transistor, 50 ... liquid crystal layer, 100, 200, 300 ...
Claims (16)
前記第1基板および前記第2基板に形成された電極と、
前記電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、
前記第1基板および前記第2基板の間に、前記無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、
前記第1基板および前記第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、前記無機配向膜と前記電極との間に中間層を有し、
前記中間層は、前記非酸化物と前記無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、前記電極側から前記無機配向膜側に向かって前記酸化物の濃度が小さくなることを特徴とする液晶装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
Electrodes formed on the first substrate and the second substrate;
An inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrode;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate via the inorganic alignment film,
At least one of the first substrate and the second substrate has an intermediate layer between the inorganic alignment film and the electrode,
The intermediate layer includes the non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the concentration of the oxide decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side. Liquid crystal device.
前記第1基板および前記第2基板に形成された電極と、
前記電極を被覆する非酸化物を含む無機配向膜と、
前記第1基板および前記第2基板の間に、前記無機配向膜を介して挟持された液晶層と、を備え、
前記第1基板および前記第2基板のうちの少なくとも一方の基板は、前記無機配向膜と前記電極との間に中間層を有し、
前記中間層は、前記非酸化物と前記無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、前記電極側の前記酸化物の濃度より、前記無機配向膜側の前記酸化物の濃度が小さいことを特徴とする液晶装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
Electrodes formed on the first substrate and the second substrate;
An inorganic alignment film containing a non-oxide covering the electrode;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate via the inorganic alignment film,
At least one of the first substrate and the second substrate has an intermediate layer between the inorganic alignment film and the electrode,
The intermediate layer includes the non-oxide and an oxide of an element contained in the inorganic alignment film, and the concentration of the oxide on the inorganic alignment film side is smaller than the concentration of the oxide on the electrode side. A liquid crystal device characterized by the above.
少なくとも前記第2基板の前記対向電極と前記無機配向膜との間に、前記中間層を有することを特徴とする請求項1から請求項6いずれか1項に記載の液晶装置。 The second substrate includes a counter electrode and a microlens as the electrodes,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the intermediate layer is provided at least between the counter electrode of the second substrate and the inorganic alignment film.
前記第1基板および前記第2基板のうちの少なくとも一方の基板に対して、
電極を形成する工程と、
前記電極を被覆して、前記非酸化物と前記無機配向膜に含まれる元素の酸化物とを含み、前記電極側から前記無機配向膜側に向かって酸化物の濃度が小さくなる中間層を形成する工程と、
前記中間層を被覆して、前記非酸化物を前記基板の法線方向と交差する方向から付与して前記無機配向膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。 A liquid crystal device comprising: a first substrate and a second substrate arranged to face each other; and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate via an inorganic alignment film containing a non-oxide. A manufacturing method comprising:
For at least one of the first substrate and the second substrate,
Forming an electrode;
Covering the electrode, forming an intermediate layer containing the non-oxide and the oxide of the element contained in the inorganic alignment film, and the oxide concentration decreases from the electrode side toward the inorganic alignment film side And a process of
And a step of forming the inorganic alignment film by covering the intermediate layer and applying the non-oxide from a direction intersecting a normal direction of the substrate.
前記酸化物の被膜を形成する工程と、
前記被膜と前記無機配向膜に含まれる元素を含む化合物とを反応させて前記中間層を形成する工程と、を備えることを特徴する請求項8に記載の液晶装置の製造方法。 The step of forming the intermediate layer includes
Forming a film of the oxide;
The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8, further comprising: reacting the film and a compound containing an element contained in the inorganic alignment film to form the intermediate layer.
前記酸化物の被膜を形成する工程と、
前記酸化物の被膜を被覆して、前記非酸化物の被膜を形成する工程と、
前記酸化物の被膜および前記非酸化物の被膜に加熱処理を施して前記中間層を形成する工程と、を備えることを特徴する請求項8に記載の液晶装置の製造方法。 The step of forming the intermediate layer includes
Forming a film of the oxide;
Coating the oxide film to form the non-oxide film;
The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8, further comprising: heat-treating the oxide film and the non-oxide film to form the intermediate layer.
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