JP2020046574A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】無機配向膜での水分の吸着、光化学反応、および欠陥の発生を抑制ことのできる液晶装置、液晶装置の製造方法、および電子機器を提供すること。【解決手段】液晶装置の第１基板１０では、画素電極９ａの表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等からなる第１無機絶縁膜１５が形成され、第１無機絶縁膜１５の表面には、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等からなる第１無機配向膜１６が積層されている。第１無機絶縁膜１５は通常の真空蒸着法により基板に対して垂直に蒸着され、第１無機配向膜１６は、イオンアシスト蒸着法により斜方蒸着される。従って、第１無機配向膜１６での水分の吸着、光化学反応、および欠陥の発生を抑制ことができる。第２基板２０も、第１無機絶縁膜１５と同様な第２無機絶縁膜２５、および第１無機配向膜１６と同様な第２無機配向膜２６が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、無機配向膜を備えた液晶装置、液晶装置の製造方法、および液晶装置を備えた電子機器に関するものである。

液晶装置は、一方面側に複数の画素電極および第１配向膜が設けられた第１基板と、第１基板に対向する一方面側に共通電極および第２配向膜が設けられた第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層とを有しており、プロジェクター等の投射型表示装置の光変調手段（ライトバルブ）として用いられている。液晶装置においては、第１配向膜および第２配向膜の耐熱性を向上するために、酸化シリコン等の無機材料を斜方蒸着により形成することが提案されており、この場合、配向膜は、複数のカラムからなる柱状構造物として形成される。

しかしながら、無機配向膜を斜方蒸着すると、無機配向膜に欠陥が発生しやすく、液晶材料の配向が乱れやすい。また、無機配向膜を酸化シリコンによって構成した場合、無機配向膜の親水性が高いため、無機配向膜に吸着していた水分が液晶層に侵入しやすい。また、酸化シリコンでは、Ｓｉ原子の未結合手（ダングリングボンド）や、Ｓｉ原子同士が結合したダイマー構造（Ｓｉ−Ｓｉ結合）が存在し、かかるＳｉ原子の未結合手は、液晶中や雰囲気中の水分等との反応によって、シラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）により終端されやすい。かかるシラノール基は、反応性が高いため、強い光が照射されると、シラノール基と液晶材料との間で光化学反応が発生しやすい。このような光化学反応が繰り返されると、無機配向膜による液晶分子の配向規制力が低下し、液晶装置の表示性能が除々に低下する。

一方、特許文献１には、画素電極や共通電極等の電極の表面に直接、斜方蒸着を行って無機配向膜を形成すると、画素電極や共通電極の表面状態の影響を受けて、無機配向膜を適正に形成できず、液晶分子の配向がばらつくとして、電極を酸化チタンからなる無機膜で覆った後、無機膜の表面に二酸化シリコンを斜方蒸着して無機配向膜を形成する技術が提案されている。また、特許文献１には、画素電極や共通電極の表面に酸化アルミニウムからなる無機膜で覆った後、無機膜の表面に一酸化シリコンを斜方蒸着して無機配向膜を形成する技術が提案されている。

特開２０１０−７８９９７号公報

特許文献１には、無機配向膜としてフッ化マグネシウムが記載されているが、かかる記載は、従来、斜方蒸着される無機配向膜の一例として記載されているだけで、無機絶縁膜表面に積層される無機配向膜をフッ化マグネシウムにして、無機配向膜の親水性や光化学反応を抑制させる旨の記載はない。また、特許文献１に記載の技術では、無機配向膜を斜方蒸着により形成しているため、欠陥に関する問題を十分に解消できない。それ故、従来技術では、無機配向膜での水分の吸着、光化学反応、および欠陥の発生を抑制することのできないという課題がある。

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶装置の一態様は、液晶層に電界を印加するための電極と、前記電極を前記液晶層側で覆う無機絶縁膜と、フッ化物を含み、前記無機絶縁膜を前記液晶層側で覆う無機配向膜と、を有し、前記無機配向膜は、長軸方向が前記液晶層の厚さ方向に対して斜めに傾くとともに、前記液晶層側の端部が凸曲面になっている第１カラムを含むことを特徴とする。

本発明に係る液晶装置の製造方法の一態様は、イオンアシストを用いない真空蒸着法により無機絶縁膜を成膜する第１成膜工程と、前記無機絶縁膜の表面に対して、フッ化物を含む無機配向膜をイオンアシスト蒸着法により斜方蒸着する第２成膜工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る液晶装置は、直視型表示装置や投射型表示装置等の各種電子機器に用いることができる。

本発明を適用した液晶装置の一態様を示す平面図。 図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ′断面図。 図１に示す液晶装置の画素の具体的構成例を模式的に示す断面図。 図２に示す第１無機配向膜等を模式的に拡大して示す説明図。 図４に示す第１カラム等を模式的に拡大して示す説明図。 図５に示す第１無機配向膜の表面を拡大して示す電子顕微鏡写真。 図４に示す第１無機配向膜の断面を拡大して示す電子顕微鏡写真。 本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、第１基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第１基板の基板本体が位置する側とは反対側（対向基板および液晶層が位置する側）を意味し、下層側とは第１基板の基板本体が位置する側を意味する。第２基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは対向基板の基板本体が位置する側とは反対側（第１基板および液晶層が位置する側）を意味し、下層側とは第２基板の基板本体が位置する側を意味する。

（液晶装置１００の全体構成）
図１は、本発明を適用した液晶装置の一態様を示す平面図である。図２は、図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ′断面図である。

図１および図２に示す液晶装置１００は液晶パネル１００ｐを有している。液晶装置１００では、第１基板１０（素子基板）と第２基板２０（対向基板）とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材１０７ａが配合されている。液晶パネル１００ｐにおいて、第１基板１０と第２基板２０との間では、シール材１０７によって囲まれた領域内に液晶層８０が設けられている。シール材１０７には、液晶注入口として利用される途切れ部分１０７ｃが形成されており、かかる途切れ部分１０７ｃは、液晶材料の注入後、封止材１０８によって塞がれている。なお、液晶材料を滴下法で封入する場合は、途切れ部分１０７ｃは形成されない。

液晶パネル１００ｐにおいて、第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形であり、液晶パネル１００ｐの略中央には、表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられ、表示領域１０ａの外側は、四角枠状の外周領域１０ｃになっている。

第１基板１０において、表示領域１０ａより外周側の外周領域１０ｃのうち、第１基板１０が第２基板２０から張り出している側では、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２は、シール材１０７より外周側に設けられている。端子１０２には、フレキシブル配線基板（図示せず）が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。本実施形態において、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４は一部がシール材１０７と平面視で重なっている。

第１基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｗを有しており、第１基板１０（基板本体１０ｗ）の一方面１０ｓおよび他方面１０ｔのうち、第２基板２０と対向する一方面１０ｓの側には、表示領域１０ａに複数の画素スイッチング素子、および複数の画素スイッチング素子の各々に電気的に接続する画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。画素電極９ａは、液晶層８０に電界を印加する駆動用電極である。画素電極９ａの上層側には第１無機配向膜１６が形成されている。また、第１基板１０の一方面１０ｓの側において、外周領域１０ｃのうち、表示領域１０ａとシール材１０７とに挟まれた四角枠状の周辺領域には、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。

第２基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｗを有しており、第２基板２０（基板本体２０ｗ）の一方面２０ｓおよび他方面２０ｔのうち、第１基板１０と対向する一方面２０ｓの側には共通電極２１が形成されている。共通電極２１は、液晶層８０に電界を印加する駆動用電極である。共通電極２１は、第２基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って包含した領域として形成されている。本実施形態において、共通電極２１は、第２基板２０の略全面に形成されている。

第２基板２０の一方面２０ｓの側には、共通電極２１の下層側に遮光層２９が形成され、共通電極２１の液晶層８０側の表面には第２無機配向膜２６が積層されている。また、遮光層２９と共通電極２１との間には透光性の平坦化膜２２が形成されている。遮光層２９は、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁部分２９ａとして形成されている。遮光層２９は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１０ｆに重なるブラックマトリクス部（図示せず）を含んで形成されてもよい。また、第２基板２０には、画素電極９ａと対向するマイクロレンズが形成されることもある。

第１無機配向膜１６および第２無機配向膜２６は、後述するように、無機材料を斜方蒸着した無機配向膜である。

液晶パネル１００ｐにおいて、シール材１０７より外側には、第２基板２０の一方面２０ｓの側の４つの角部分に基板間導通用電極部２４ｔが形成されており、第１基板１０の一方面１０ｓの側には、第２基板２０の４つの角部分（基板間導通用電極部２４ｔ）と対向する位置に基板間導通用電極部６ｔが形成されている。基板間導通用電極部６ｔは、共通電位Ｖcomが印加された定電位配線６ｓに導通しており、定電位配線６ｓは、端子１０２のうち、共通電位印加用の端子１０２ａに導通している。基板間導通用電極部６ｔと基板間導通用電極部２４ｔとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９が配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通用電極部６ｔ、基板間導通材１０９および基板間導通用電極部２４ｔを介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位Ｖcomが印加されている。

本実施形態の液晶装置１００は透過型液晶装置である。従って、画素電極９ａおよび共通電極２１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されている。かかる透過型の液晶装置１００では、例えば、第２基板２０の側から入射した光Ｌが第１基板１０から出射される間に変調されて画像を表示する。なお、共通電極２１を透光性導電膜により形成し、画素電極９ａを反射性電極とすれば、液晶装置１００は反射型液晶装置として構成される。かかる液晶装置１００（反射型液晶装置）では、第２基板２０の側から入射した光が第１基板１０の画素電極９ａで反射して再び、第２基板２０の側から出射される間に変調されて画像を表示する。

液晶装置１００は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、第１基板１０あるいは第２基板２０には、カラーフィルター（図示せず）が形成される。また、液晶装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各液晶装置１００の各々には、例えば、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。

（画素１００ａの具体的構成）
図３は、図１に示す液晶装置１００の画素１００ａの具体的構成例を模式的に示す断面図である。図３に示すように、第１基板１０の一方面１０ｓ側には、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる下層側の走査線３ａが形成されている。本実施形態において、走査線３ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）等の遮光膜からなる。走査線３ａの上層側には、絶縁性および透光性を備えた下地膜１１が形成されており、かかる下地膜１１の表面側に、半導体層３０ａを備えた画素スイッチング素子３０が形成されている。本実施形態において、下地膜１１は酸化シリコン等からなる。

画素スイッチング素子３０は、半導体層３０ａと、半導体層３０ａと交差するゲート電極３０ｇとを備えており、半導体層３０ａとゲート電極３０ｇとの間に透光性のゲート絶縁層３０ｂを有している。半導体層３０ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層３０ｂは、半導体層３０ａを熱酸化した酸化シリコンからなるゲート絶縁層と減圧ＣＶＤ法等により形成された酸化シリコンからなる第２ゲート絶縁層との２層構造からなる。ゲート電極３０ｇは、ゲート絶縁層３０ｂおよび下地膜１１を貫通するコンタクトホール（図示せず）を介して電気的に接続されている。

ゲート電極３０ｇの上層側には、酸化シリコン等からなる透光性の層間絶縁膜１２、１３、１４が順に形成されており、層間絶縁膜１２、１３、１４の間等を利用して、保持容量（図示せず）が構成されている。層間絶縁膜１２と層間絶縁膜１３との間には、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されており、層間絶縁膜１３と層間絶縁膜１４との間に中継電極７ａが形成されている。データ線６ａは、層間絶縁膜１２およびゲート絶縁層３０ｂを貫通するコンタクトホール１２ａを介して半導体層３０ａのソース領域に電気的に接続している。ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜１２およびゲート絶縁層３０ｂを貫通するコンタクトホール１２ｂを介して半導体層３０ａのドレイン領域に電気的に接続している。中継電極７ａは、層間絶縁膜１３を貫通するコンタクトホール１３ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。層間絶縁膜１４は、表面が平坦面になっており、層間絶縁膜１４の表面側（液晶層８０の側の面側）には画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホール１４ａを介して中継電極７ａに導通している。従って、画素電極９ａは、中継電極７ａおよびドレイン電極６ｂを介して画素スイッチング素子３０のドレイン領域に電気的に接続している。

（第１無機配向膜１６および第２無機配向膜２６の構成）
図４は、図２に示す第１無機配向膜１６等を模式的に拡大して示す説明図である。図５は、図４に示す第１カラム５１０等を模式的に拡大して示す説明図である。図６は、図５に示す第１無機配向膜１６の表面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。図７は、図４に示す第１無機配向膜１６の断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。なお、図７には、基板に対する法線方向にＰを付し、カラムの長軸方向にＰ０を付してある。

図４および図５に示すように、第１基板１０では、画素電極９ａの液晶層８０側の面透光性の第１無機絶縁膜１５が積層され、第１無機絶縁膜１５に対して液晶層８０側の面に透光性の第１無機配向膜１６が積層されている。第１無機絶縁膜１５、および第１無機配向膜１６は、第１基板１０の全面に形成されている。第２基板２０でも、第１基板１０と同様、共通電極２１の液晶層８０側の面に透光性の第２無機絶縁膜２５が積層され、第２無機絶縁膜２５に対して液晶層８０側の面に第２無機配向膜２６が積層されている。第２無機絶縁膜２５、および第２無機配向膜２６は、第２基板２０の全面に形成されている。

第１無機絶縁膜１５、第１無機配向膜１６、第２無機絶縁膜２５、および第２無機配向膜２６は各々、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマアシスト法、イオンアシスト蒸着法、分子線蒸着法等の蒸着法により成膜される。

本実施形態において、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６は各々、イオンアシスト蒸着法により斜方蒸着される。このため、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６は各々、長軸方向が液晶層８０の厚さ方向（第１基板１０に対する法線方向Ｐ）に対して斜めに傾いた複数の第１カラム５１０を含む第１柱状構造物５１である。従って、第１無機配向膜１６および第２無機配向膜２６は、液晶層８０に用いた負の誘電異方性を備えたネマチック液晶からなる液晶分子８０ａを第１基板１０の一方面１０ｓ、および第２基板２０の一方面１０ｓに対する法線方向Ｐに対して斜めに傾斜した状態に配向させ、液晶分子８０ａにプレチルトを付している。このようにして、液晶装置１００は、ノーマリブラックのＶＡモードの液晶装置として構成されている。

第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６は各々、フッ化物を含んでいる。例えば、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６は各々、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ランタン、またはフッ化ニオブの何れかを含でいる。本形態において、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６は各々、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ランタン、フッ化ニオブ等のフッ化物からなる。

第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５は各々、電子ビーム蒸着や抵抗加熱蒸着等、イオンビームを用いない通常の真空蒸着法により、基板面に垂直に蒸着される。従って、第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５は各々、長軸方向が液晶層８０の厚さ方向（第１基板１０に対する法線方向Ｐ）に向いた複数の第２カラム５２０を含む第２柱状構造物５２である。

第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５は各々、酸化アルミニウム、または酸化マグネシウムを含んでいる。本形態において、第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５は各々、酸化アルミニウム、または酸化マグネシウムからなり、光触媒作用が極めて低い。

第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５の膜厚は、例えば１０ｎｍから５０ｎｍである。第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６の膜厚は、例えば２０ｎｍから７０ｎｍである。

このように本実施形態では、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６については、イオンアシスト蒸着法を利用した斜方蒸着により形成する。通常の真空蒸着法による斜方蒸着では、蒸着分子の持つエネルギーが小さいため、基板上へは堆積のみで再配列による緻密化は得られにくい。これに対して、イオンアシスト蒸着法を利用した斜方蒸着では、イオン銃を成膜装置のチャンバー内に設けておき、成膜中にイオン銃からイオンを照射し、分子となってゆっくり浮遊している材料を加速させて、基板（第１基板１０および第２基板２０）に叩きつける。このため、基板上に堆積した際、堆積した分子が再配列して、蒸着膜の緻密化が発生する。従って、基板の加熱温度が低くても密着力を確保できるとともに、膜を構成する分子の密度をより詰まったものとすることができる。それ故、イオンアシスト蒸着法による斜方蒸着によれば、膜表面の均質化や、厚み方向の緻密化を実現することができる。特に本形態では、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６を第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５の表面に積層するため、画素電極９ａや共通電極２１の表面状態の影響を受けにくい。従って、図５および図６に示すように、表面に欠陥等が発生しにくい。なお、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６のグレインサイズは５ｎｍから７０ｎｍであった。

また、図５および図７に示すように、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６では、基板上に堆積した際の分子の再配列によって、第１カラム５１０の液晶層８０側の端部が凸曲面になる。よって、イオンアシスト蒸着法による斜方蒸着によれば、通常の真空蒸着法による斜方蒸着より、空孔率（カラムの隙間が占める割合）が低く、表面粗さが小さい。

なお、イオンアシスト蒸着法では、蒸着時の開始圧力、蒸着時の圧力、加速電圧、加速電流、アシストガス（イオン化ガス）の流量および混合比等の蒸着条件を種々変えることによって、形成される蒸着膜の形状や物性を制御することができる。

これに対して、第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５については、イオンビームを用いない通常の真空蒸着法により、基板面に垂直に蒸着したため、第２カラム５２０の液晶層８０側の端部は角ばっている。

（製造方法）
本実施形態に係る液晶装置１００の製造工程において、第１基板１０に画素電極９ａ等を形成した後、イオンアシストを用いない通常の真空蒸着法により第１無機絶縁膜１５を成膜する第１成膜工程と、第１無機絶縁膜１５に対して第１無機配向膜１６をイオンアシスト蒸着法により積層する第２成膜工程とを行う。また、第２基板２０に共通電極２１等を形成した後、イオンアシストを用いない通常の真空蒸着法により第２無機絶縁膜２５を成膜する第１成膜工程と、第２無機絶縁膜２５に対して第２無機配向膜２６をイオンアシスト蒸着法により積層する第２成膜工程とを行う。なお、第１無機配向膜１６および第２無機配向膜２６を成膜した後、２００℃程度の温度で熱処理を行うことがある。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置１００において、第１無機配向膜１６は、フッ化物を含んでいるため、酸化物からなる場合と違って、親水性が低い。このため、第１無機配向膜１６に対する水分の吸着を抑制することができるので、液晶装置１００を組み立てた際、第１無機配向膜１６に吸着していた水分が液晶層８０に侵入するという事態が発生しにくい。また、第１無機配向膜１６は、フッ化物を含んでいるため、酸化シリコンからなる場合と違って、液晶材料との光化学反応が発生しにくい。また、第１無機配向膜１６は、斜方蒸着膜であるが、下層側に第１無機絶縁膜１５が設けられているため、画素電極９ａの表面状態の影響を受けにくい。従って、第１無機配向膜１６の表面には欠陥が発生しにくい。また、第１無機配向膜１６は、イオンアシスト蒸着法により成膜された斜方蒸着膜であるため、第１カラム５１０の先端が凸曲面になっている。従って、第１無機配向膜１６は、表面粗さが小さいので、液晶分子８０ａを適正に配向させることができる。

また、第２無機配向膜２６は、第１無機配向膜１６と同様、フッ化物を含んでいるため、水分の吸着や液晶材料との光化学反応を抑制することができる等、第１無機配向膜１６と同様な効果を奏する。

（評価結果）
次に、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６の構成を変えた際の液晶装置１００の特性等を評価した結果を説明する。なお、第１無機配向膜１６、および第２無機配向膜２６については、同一の構成としため、以下の説明では、単に「無機配向膜」、「第１柱状構造物５１」または「ＩＡ蒸着膜」として説明する。また、第１無機絶縁膜１５、および第２無機絶縁膜２５については、同一の構成としため、以下の説明では、単に「無機絶縁膜」、「第２柱状構造物５２」または「通常蒸着膜」として説明する。

以下の説明において、無機絶縁膜を通常の真空蒸着法で成膜する際の条件、および無機配向膜をイオンアシスト真空蒸着法で成膜する際の条件は以下の通りである。以下に示す条件において、「蒸着角度」は、基板に対する法線方向と蒸着する方向とが成す角度である。なお、以下の成膜条件は、あくまで一例であって、本発明を実施するにあたって、蒸着開始圧力や熱処理の有無等は、下記の条件に限定されない。

通常の真空蒸着法の条件（無機絶縁膜の成膜条件）
電子ビーム蒸着
蒸着源：酸化アルミニウム
蒸着開始圧力：５．０Ｅ−４Ｐａ
蒸着角度：０°
蒸着温度：２００℃
膜厚：２０ｎｍ
イオンアシスト蒸着法の条件（無機配向膜の成膜条件）
蒸着源：フッ化マグネシウム
アシストガス：Ａｒ（アルゴン）
ニュートラライザーガス：Ａｒ
イオン加速電圧：２００Ｖ
イオン加速電流：１０００ｍＡ
ニュートラライザー電流：１５００ｍＡ
蒸着開始圧力：５．０Ｅ−４Ｐａ
蒸着圧力：１．０Ｅ−２Ｐａ
蒸着角度：４５°
蒸着温度：２００℃
蒸着膜厚：５０ｎｍ
熱処理温度：２００℃

（評価１）
上記条件で、厚さが２５ｎｍの酸化アルミニウムからなる無機絶縁膜（第２柱状構造物５２）、および厚さが５０ｎｍのフッ化マグネシウムからなる無機配向膜（第１柱状構造物５１）を形成した際の測定結果を表１に示す。

表１から分かるように、無機絶縁膜の空孔率（隙間領域が占める割合）、および単位平面積（１μｍ×１μｍ）内における表面粗さＲａは各々、１．２％、２．３ｎｍである。これに対して、無機配向膜の空孔率（隙間領域が占める割合）、および単位平面積（１μｍ×１μｍ）内における表面粗さＲａは各々、１．４％、１．１ｎｍである。すなわち、無機配向膜は、斜方蒸着膜であるが、無機絶縁膜より空孔率がやや高く、表面粗さＲａが小さい。

次に、表２に示す参考例１、および実施例１、２、３、４に係る無機配向膜を用いて液晶装置１００を製造した場合の電気的特性および信頼性を評価した。その結果を表２に示す。表２には、評価結果が悪いものに「×」を付し、最も良いものに「○」を付し、良いものと悪いものの中間のものに「△」を付してある。なお、表２等に示す評価基準は、あくまで、本評価のために設定した基準であり、評価結果は相対評価である。

参考例１は、厚さが７０ｎｍのＩＡ蒸着膜（無機配向膜、第１柱状構造物５１）単独である。実施例１は、厚さが１０ｎｍの通常蒸着膜（無機絶縁膜、第２柱状構造物５２）と、厚さが６０ｎｍの無機配向膜（第１柱状構造物５１）との積層構造である。実施例２は、厚さが２０ｎｍの通常蒸着膜（無機絶縁膜、第２柱状構造物５２）と、厚さが５０ｎｍのＩＡ蒸着膜（無機配向膜、第１柱状構造物５１）との積層構造である。実施例３は、厚さが５０ｎｍの通常蒸着膜（無機絶縁膜、第２柱状構造物５２）と、厚さが２０ｎｍのＩＡ蒸着膜（無機配向膜、第１柱状構造物５１）との積層構造である。実施例４は、厚さが６０ｎｍの通常蒸着膜（無機絶縁膜、第２柱状構造物５２）と、厚さが１０ｎｍのＩＡ蒸着膜（無機配向膜、第１柱状構造物５１）との積層構造である。

なお、電気特性として掲げた配向性はプレチルト角の目標値に対する良否の評価項目である、イオン密度（Ion Density）、および保持率(Voltage Holding Ratio)は、表示不良を引き起こす要因を評価する項目であり、液晶装置１００に三角波を印加し、その電流応答波形を測定する。液晶装置１００に反転分極電流が発生するとき、反転分極電流の波形のピークを積分することで、試料の自発分極（イオン密度）を測定することができる。保持率（電圧保持率）とは、画素スイッチング素子に液晶容量及び保持容量が並列に接続された画素を行列状に配列したアクティブマトリクス回路において、保持容量に充電された電荷の１フレームにおける保持率である。電圧保持率が低下すると液晶層８０に所定の電圧がかからなくなり、駆動電圧の上昇、消費電力の増加、コントラストの低下、信頼性の低下、表示ムラの発生、変色の発生の原因になる。また、信頼性は、短波長光（青色光）を長期間照射した際の輝度低下を測定した。

表２から分かるように、参考例１は、イオン密度、保持率、信頼性における評価が低い。これに対して、実施例１、２、３、４は、配向性、イオン密度、保持率、信頼性における評価が高く、実施例２、３は、配向性、イオン密度、保持率、信頼性における評価が特に高い。

（評価２）
次に、実施例２において、無機配向膜（第１柱状構造物５１）をイオンアシスト蒸着法で成膜する際のアシストガスにおける酸素ガス（Ｏ_２）：アルゴンガス（Ａｒ）の比を５０：５０、および０：１００とした場合の電気特性（イオン密度、保持率）、および信頼性を評価した。その結果を表３に示す。なお、表３には、無機配向膜（第１柱状構造物５１）をフッ化マグネシウムとした場合と、フッ化カルシウムとした場合について示してある。

表３から分かるように、無機配向膜をフッ化マグネシウム、およびフッ化カルシウムのいずれとした場合も、アシストガスにおける酸素ガス（Ｏ_２）：アルゴンガス（Ａｒ）の比は０：１００である方が好ましい。その理由は、アシストガスが酸素ガスを含んでいる場合、蒸着の際、酸化物が形成され、無機配向膜における水分の吸着性の上昇が信頼性等を低下させたと考えられる。

［他の実施形態］
本発明が適用される液晶装置１００はＶＡモードの液晶装置に限定されない。例えば、液晶装置１００がＴＮ（Twisted Nematic）モードやＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードの液晶装置である場合に本発明を適用してもよい。また、本発明は、透過型の液晶装置１００に限らず、反射型の液晶装置に適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
上述した実施形態に係る液晶装置１００を用いた電子機器について説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、投射型表示装置（液晶プロジェクター）を例に説明する。図８は、本発明を適用した液晶装置１００を用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。なお、図８には、液晶装置１００の入射側および出射側に配置される偏光板等の図示を省略してある。

図８に示す投射型表示装置２１００においては、上述した透過型の液晶装置１００がライトバルブとして用いられている。投射型表示装置２１００には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット２１０２（光源部）が設けられている。ランプユニット２１０２から出射された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によってＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに各々導かれる。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４を有するリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。

投射型表示装置２１００において、液晶装置１００を含むライトバルブがＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各々に対応して３組設けられている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの構成は、上述した透過型の液晶装置１００と同様である。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって変調された光は各々、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム２１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に反射し、Ｇ色の光は透過する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ群２１１４（投射光学系）によってカラー画像が投射される。

（他の投射型表示装置）
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。

（他の電子機器）
本発明を適用した液晶装置１００を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置２１００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。

９ａ…画素電極、１０…第１基板、１０ａ…表示領域、１５…第１無機絶縁膜、１６…第１無機配向膜、２０…第２基板、２１…共通電極、２５…第２無機絶縁膜、２６…第２無機配向膜、３０…画素スイッチング素子、５０…液晶層、５１…第１柱状構造物、５２…第２柱状構造物、５１０…第１カラム、５２０…第２カラム、１００…液晶装置、１００Ｂ、１００Ｇ、１００Ｒ…ライトバルブ、２１００…投射型表示装置、２１０２…ランプユニット（光源部）、２１１４…投射レンズ群（投射レンズ系）。

Claims (9)

1. 液晶層に電界を印加するための電極と、
   前記電極を前記液晶層側で覆う無機絶縁膜と、
   フッ化物を含み、前記無機絶縁膜を前記液晶層側で覆う無機配向膜と、
   を有し、
   前記無機配向膜は、長軸方向が前記液晶層の厚さ方向に対して斜めに傾くとともに、前記液晶層側の端部が凸曲面になっている第１カラムを含むことを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１に記載の液晶装置において、
   前記無機絶縁膜は、前記無機配向膜より表面粗さが大きいことを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１または２に記載の液晶装置において、
   前記無機配向膜は、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ランタン、およびフッ化ニオブの何れかを含むことを特徴とする液晶装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の液晶装置において、
   前記無機絶縁膜は、酸化アルミニウム、または酸化マグネシウムを含むことを特徴とする液晶装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の液晶装置において、
   前記無機絶縁膜は、長軸方向が前記液晶層の厚さ方向に向いた第２カラムを含むことを特徴とする液晶装置。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の液晶装置において、
   第１基板と、前記第１基板に対して前記液晶層を介して対向する第２基板と、を有し、
   前記第１基板の前記液晶層側の面、および前記第２基板の前記液晶層側の面の双方に、前記電極、前記無機絶縁膜、および前記無機配向膜が設けられていることを特徴とする液晶装置。
7. イオンアシストを用いない真空蒸着法により無機絶縁膜を成膜する第１成膜工程と、前記無機絶縁膜の表面に対して、フッ化物を含む無機配向膜をイオンアシスト蒸着法により斜方蒸着する第２成膜工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の液晶装置の製造方法おいて、
   前記第２成膜工程では、酸素を含有しない雰囲気中で成膜することを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 請求項１から６までの何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。