JP4661608B2 - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。

液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。このような構成によって液晶装置は、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調し、画像光を作製するようになっている。

ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加したポリイミド等からなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施したものが一般に用いられている。ラビング処理とは、柔らかい布からなるローラで高分子膜の表面を所定方向に擦ることにより、高分子を所定方向に配向させるものである。その配向性高分子と液晶分子との分子間相互作用により、配向性高分子に沿って液晶分子が配置されるので、非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向させることができるようになっている。また、側鎖アルキル基により、液晶分子にプレチルトを与えることができるようになっている。

しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そして、長期間の使用後には、液晶分子を所望のプレチルト角に配列することができなくなるなど液晶分子の配向制御機能が低下し、液晶プロジェクタの表示品質が低下してしまうおそれがある。そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の使用が提案されており、このような無機配向膜の製造方法としては、例えば斜方蒸着法による酸化珪素（ＳｉＯ_２）膜の成膜が知られている（例えば、特許文献１又は２参照）。
特開昭５５−１４２３１５号公報 特開昭５９−１８８６２１号公報

上記特許文献１又は２に開示されたような斜方蒸着法により成膜された配向膜は、アモルファスの無機配向膜であって、無機配向膜の表面には分極した水酸基が多数存在しており、この水酸基が光照射によりＦ含有液晶から生成したＦラジカルと反応して、フッ酸が生成する。このフッ酸は配向膜を腐蝕して、配向膜の表面形状が変化させる問題が生じる場合がある。また、このフッ酸は液晶の劣化も促進する。問題が生じる場合がある。また、このような液晶の劣化や配向膜の劣化は、当然に液晶装置の誤作動や表示不具合の一因となり、当該液晶装置の信頼性を低下させる要因となっている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、無機配向膜を備えた液晶装置において、当該配向膜の劣化や液晶の劣化を防止ないし抑制することで、信頼性の高い液晶装置を提供することを目的としている。また、本発明はそのような液晶装置の好適な製造方法について提供するとともに、該液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層側には珪素酸化物からなる無機配向膜が設けられており、前記無機配向膜は、アモルファスの珪素酸化物からなる第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され結晶粒径２ｎｍ以下に結晶化された珪素酸化物からなる第２配向膜と、からなることを特徴とする。
本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の作成工程において、基材上にアモルファスの珪素酸化物からなる無機材料膜を成膜する成膜工程と、前記無機材料膜にレーザー光を照射して、当該無機材料膜の表層部分のみを選択的に結晶化させ、アモルファスの珪素酸化物からなる第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され結晶粒径２ｎｍ以下に結晶化された珪素酸化物からなる第２配向膜とからなる無機配向膜を形成するレーザー光照射工程と、を含むことを特徴とする。

このような液晶装置によると、配向膜の劣化及び液晶の劣化を防止ないし抑制することが可能となる。具体的には、無機配向膜の表層をナノ結晶粒子層で構成しているため、当該結晶化された配向膜はフッ酸との反応がアモルファスの配向膜より遅い。また、表層において水酸基も少なくなる。したがって配向膜の表面形状変化の所要時間と液晶劣化の所要時間が長くなる。その結果、当該液晶装置の信頼性を向上させることが可能となるのである。また、本発明の液晶装置は、無機配向膜を用いているため耐湿性や耐光性は非常に優れたものとなっている。

上記液晶装置において、前記ナノ結晶粒子層は、粒径２ｎｍ以下のナノ結晶粒子からなるものとすることができる。ナノ結晶粒子の粒径が２ｎｍを超えると、結晶界面で屈折が生じ、当該液晶装置の光学特性を低下させる場合がある。また、無機配向膜を結晶化させる際に、例えばレーザー光照射を行う場合には、粒径を大きくするために過度のレーザー光照射が必要となり、該過度のレーザー光照射は下地層（例えばＩＴＯ等の電極）に対して悪影響（例えば抵抗率増大等）を及ぼす可能性があるため好ましくない。

また、上記液晶装置において、前記無機配向膜のうち、当該無機配向膜の膜厚の６０％〜９０％の厚さの表層が前記ナノ結晶粒子層であるものとすることができる。６０％未満のものは実質的に製造が困難となる場合がある他、フッ酸腐蝕抑制効果を十分に実現できない場合がある。また、９０％を超えると、結晶化の際に下地層（例えばＩＴＯ等の電極）に対して特性低下（例えば抵抗率増大）等の悪影響を及ぼす場合がある。

なお、無機配向膜は例えば珪素酸化物の斜方蒸着膜で構成することができる。このような珪素酸化物からなる配向膜は、水を吸着することで当該珪素酸化物と水が反応してＳｉＯＨを生成し、劣化に繋がる場合がある。さらに生成したＳｉＯＨが液晶に溶け出し液晶層の光学特性を低下させる場合もあるため、本発明のようなナノ結晶粒子層を形成する効果が一層大きくなる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の作成工程において、基材上にアモルファスの無機材料膜を成膜する成膜工程と、前記無機材料膜にレーザー光を照射して、当該無機材料膜の表層にナノ結晶粒子層を形成するレーザー光照射工程と、を含むことを特徴とする。

このような方法によって、上記本発明の液晶装置を好適に製造することが可能となる。特に、レーザー光照射による結晶化工程は、加熱を伴わないため下地層に対して特性低下等の悪影響を及ぼすことがない。具体的には、例えば下地層にＩＴＯ等の電極が配設された場合には抵抗率の増大を防止ないし抑制することができ、また下地層にＴＦＴ等のスイッチング素子が配設された場合には素子の破壊を防止ないし抑制することができるようになる。

上記製造方法において、前記成膜工程は無機材料（特にＳｉＯ_２）の斜方蒸着法を成膜法として採用することができる。これにより液晶分子にプレチルトを付与した状態で当該液晶分子を配向させることが可能となる。また、ラビング処理も必要ないため、ラビング筋等が視認される等の不具合も生じ難いものとなる。

また、上記製造方法において、前記レーザー光照射工程において、１パルス０．０１Ｊ／ｃｍ^２〜０．２５Ｊ／ｃｍ^２のエネルギー強度を有するレーザー光を照射するものとすることができる。このようなレーザー光照射により無機材料膜の表層を好適にナノ結晶化することができるようになる。なお、レーザーエネルギーは０．０５Ｊ／ｃｍ^２〜０．１５Ｊ／ｃｍ^２程度とすることが好ましい。レーザーエネルギーが０．０１Ｊ／ｃｍ^２未満の場合は、結晶化が不十分となる場合があり、またレーザーエネルギーが０．２５Ｊ／ｃｍ^２）を超えると、下地層の特性劣化を生じる場合がある。特に下地層としてＩＴＯ等の電極を用いた場合には、当該電極の抵抗率が低下する不具合が生じる場合がある。

次に、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上述した本発明に係る液晶装置、あるいは上述した製造方法を用いて得られた液晶装置を備えることを特徴とする。このような電子機器は、配向膜劣化又は液晶劣化に起因する品質低下が確実に防止された液晶装置を備えているので、非常に信頼性の高いものとなる。

（液晶装置）
以下、本発明を詳しく説明する。まず、本発明における液晶装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態となる液晶装置６０の概略構成を説明するためのＴＦＴアレイ基板の平面図、図２は、液晶装置６０の等価回路図、図３は、液晶装置の画素構成を示す説明図、図４は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図３のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。また、図５は、液晶装置６０の一製造工程を示す説明図である。

図４に示すように本実施形態の液晶装置６０は、互いに対向する一対の基板１０、２０間に液晶５０を挟持してなるもので、一対の基板１０、２０の内面側（液晶層側）に無機配向膜１６、２２が設けられたものである。そして、特にこれら無機配向膜１６、２２の表層がナノ結晶粒子からなるナノ結晶粒子層として構成されていることを特徴としている。

液晶装置６０の概略構成を説明すると、図１に示すように一対の基板１０、２０のうちの一方であるＴＦＴアレイ基板（基板）１０の中央には、画像作製領域１０１が形成されている。この画像作製領域１０１の周縁部にはシール材１９が配設されており、これによって画像作製領域１０１には液晶５０（図４参照）が封入されている。この液晶５０は、ＴＦＴアレイ基板１０上に液晶が直接塗布されて形成されたもので、シール材１９には液晶の注入口が設けられていない、いわゆる封口レス構造となっているが、注入口を設けたシール材１９を採用してもよい。このシール材１９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動素子１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動素子１２０とが実装されている。これら駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板１０の端部の接続端子７９にかけて、配線７６が引き廻されている。

一方、ＴＦＴアレイ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照）には、共通電極２１（図４参照）が形成されている。この共通電極２１は、画像作製領域１０１のほぼ全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部７０が設けられている。この基板間導通部７０からは、接続端子７９にかけて配線７８が引き廻されている。
そして、外部から入力された各種信号が、接続端子７９を介して画像作製領域１０１に供給されることにより、液晶装置が駆動されるようになっている。

液晶装置の前記画像作製領域１０１には、図２の等価回路図に示すように、これを構成すべく複数のドットがマトリクス状に配置されており、これら各ドットには、それぞれ画素電極９が形成されている。また、その画素電極９には、該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が接続されている。また、このＴＦＴ素子３０のソースにはデータ線６ａが接続されている。各データ線６ａには、前述したデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３ａが接続されている。走査線３ａには、前述した走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ素子３０のドレインには画素電極９が接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンにすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して各ドットの液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が作製されるようになっている。

また、本実施形態の液晶装置では、図３の画素構成説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（破線９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。さらに、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極９の形成された矩形領域がドットであり、マトリクス状に配置されたドットごとに表示を行うことが可能な構造になっている。

ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール５を介して、データ線６ａが接続されている。また、半導体層１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール８を介して、画素電極９が接続されている。一方、半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分には、チャネル領域１ａ’が形成されている。

また、この液晶装置は、図４の断面構造説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された対向基板２０と、これらの間に挟持された液晶５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極９、配向膜１６などを主体として構成されている。一方の対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａ、およびその内側に形成された共通電極２１や配向膜２２などを主体として構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａおよび第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜１２の表面に半導体層１ａが形成され、この半導体層１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分にはチャネル領域１ａ’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域１ｂと高濃度ソース領域１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域１ｃと高濃度ドレイン領域１ｅとが形成されている。

半導体層１ａの表面には、ゲート絶縁膜２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜２の表面に走査線３ａが形成されて、チャネル領域１ａ’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜２および走査線３ａの表面には、第２層間絶縁膜４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４の表面にデータ線６ａが形成され、第２層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール５を介して、そのデータ線６ａが高濃度ソース領域１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４およびデータ線６ａの表面には、第３層間絶縁膜７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜７の表面に画素電極９が形成され、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール８を介して、その画素電極９が高濃度ドレイン領域１ｅに接続されている。さらに、画素電極９を覆うように無機配向膜１６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。

なお、本実施形態では、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、前述した蓄積容量１７が構成されている。また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する基板本体１０Ａの表面に、第１遮光膜１１ａが形成されている。第１遮光膜１１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するものである。

一方、対向基板２０における基板本体２０Ａの表面には、第２遮光膜２３が形成されている。第２遮光膜２３は、液晶装置に入射した光が半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板２０の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極２１が形成されている。さらに、共通電極２１の表面には無機配向膜２２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。

ここで、ＴＦＴアレイ基板１０側の無機配向膜１６、及び対向基板２０側の無機配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。すなわち、本発明においてこれら無機配向膜１６、２２は、前述したようにその表層がナノ結晶粒子からなるナノ結晶粒子層として構成されていることを特徴としている。この無機配向膜１６，２２の具体的構成について、配向膜１６，２２の断面構成が模式的に示された図５（ｃ）を参照しつつ説明する。

図５（ｃ）に示すように、無機配向膜１６（２２）は、配線や素子（図示略）等を形成した基板１０Ａ（２０Ａ）上に配設された電極９（２１）上に形成されている。ここで、無機配向膜１６（２２）は、結晶質の異なる第１配向膜１６ａ（２２ａ）及び第２配向膜１６ｂ（２２ｂ）から構成されている。

第１配向膜１６ａ（２２ａ）は、アモルファスの珪素酸化物からなり、膜厚２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で構成されている。一方、当該無機配向膜１６（２２）の表層側（液晶層側）に配設された第２配向膜１６ｂ（２２ｂ）は、珪素酸化物のナノ結晶粒子で構成されたナノ結晶粒子層であって、膜厚１２ｎｍ〜１８０ｎｍ程度で構成されている。なお、ナノ結晶粒子の粒径は２ｎｍ以下とされている。ナノ結晶粒子の粒径が２ｎｍを超えると、結晶界面で屈折が生じ、当該液晶装置の光学特性を低下させる場合があるからである。また、アモルファスの無機材料膜を成膜した後、その表層を結晶化させて当該無機配向膜１６（２２）を形成するものとした場合に、例えば結晶化に際してレーザー光照射を行う場合には、２ｎｍ以上の粒径を確保するためには過度のレーザー光照射が必要となり、該過度のレーザー光照射は下地層（例えばＩＴＯ等の電極）に対して悪影響（例えば抵抗率増大等）を及ぼす可能性があるため好ましくない。

このように本実施形態では、無機配向膜１６（２２）を珪素酸化物のアモルファス層からなる第１配向膜１６ａ（２２ａ）と同じく珪素酸化物のナノ結晶粒子層からなる第２配向膜１６ｂ（２２ｂ）で形成したが、珪素酸化物としては例えばＳｉＯ_２やＳｉＯ等とすることができる。また、珪素酸化物以外にもＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯやＩＴＯ等の金属酸化物等により当該無機配向膜１６（２２）を構成することができ、この場合も、アモルファス層からなる第１配向膜１６ａ（２２ａ）と、ナノ結晶粒子層からなる第２配向膜１６ｂ（２２ｂ）とから構成することができる。

なお、両基板１０、２０の外側には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板１８、２８が配置されている。なお、各偏光板１８、２８は、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間配置することもできる。各偏光板１８、２８は、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１８は、その透過軸が配向膜１６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板２０側の偏光板２８は、その透過軸が配向膜２２の配向規制方向と略一致するように配置されている。

液晶装置６０は、対向基板２０を光源側に向けて配置される。その光源光のうち偏光板２８の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板２８を透過して液晶装置６０に入射する。非選択電圧印加時の液晶装置６０では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶５０の厚さ方向に約９０°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、約９０°旋光されて液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と一致するため、偏光板１８を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶装置６０では白表示が行われるようになっている（ノーマリーホワイトモード）。

また、選択電圧印加時の液晶装置６０では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と直交するため、偏光板１８を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶装置６０では黒表示が行われるようになっている。

以上のような構成の液晶装置６０は、配向膜１６（２２）が無機酸化物からなるため耐光性及び耐熱性に優れたものとなる。また、そのような無機配向膜１６（２２）の少なくとも表層をナノ結晶粒子層１６ｂ（２２ｂ）で構成しているため、当該結晶化された配向膜の表層は非常に安定で、他の化合物との吸着や反応が生じ難くなっている。具体的には、当該配向膜１６（２２）の表層において水酸基は存在しないため、配向膜が水等の極性基をもつ化合物を吸着することはなく、また無機配向膜自身が水等と反応することも生じない。その結果、そのような吸着物による当該配向膜１６（２２）の劣化や液晶の劣化が生じないこととなり、これにより当該液晶装置の信頼性が向上されている。

次に、液晶装置６０の製造方法について図５及び図６を参照しつつ説明する。ただし、当該製造方法は配向膜１６（２２）の形成方法に特徴があるため、その他の素子や電極の形成方法は詳細な説明を省略する場合があるものとする。なお、図５は液晶装置６０の製造工程のうちの基板作成工程を示す説明図、図６は配向膜の形成装置及び形成方法について模式的に示す説明図である。

まず、ＴＦＴアレイ基板１０を作成する。
ここでは、ガラス等からなる透光性の基板１０Ａを用意し、これに第１遮光膜１１ａ、第１層間絶縁膜１２、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ａ、絶縁膜４，７等を公知の方法で形成する。続いて、該半導体層１ａや各種配線３ａ、絶縁膜７等を含む基板１０Ａ上に、スパッタ法若しくは蒸着法によりＩＴＯを成膜し、続いてマスクエッチングにより当該ＩＴＯ膜をマトリクス状にパターニングして画素電極９とする。

その後、画素電極９上に配向膜１６を形成する。ここでは、まず図５（ａ）に示すようにアモルファス層からなる無機材料膜（後に第１配向膜となる）１６ａを形成する（無機材料膜形成工程）。具体的には、配向性能を付与するべく無機材料のＳｉＯ_２を斜方蒸着法により画素電極９上に厚さ２０ｎｍ〜２００ｎｍに成膜するものとしている。

次に、図５（ｂ）に示すように、形成した無機材料膜１６ａに対してレーザー光Ｌを照射して当該無機材料膜１６ａの表層をナノ結晶化させる（レーザー光照射工程）。具体的には、エキシマレーザー光を、１パルスあたり０．０５Ｊ／ｃｍ^２〜０．１５Ｊ／ｃｍ^２として照射するものしている。このような照射条件により、図５（ｃ）に示すように、無機材料膜１６ａの表層の１２ｎｍ〜１８０ｎｍが粒径２ｎｍ以下にナノ結晶粒子化され、ナノ結晶粒子層（第２配向膜）１６ｂが形成されることとなる。

以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０が作成される。なお、上記のようなレーザー光照射条件によれば、結晶化が不十分となることもなく、また下地のＩＴＯの抵抗率増大等の特性劣化を生じることもなくなる。また、無機配向膜１６の形成には、配向性能を付与することができるのであれば、斜方蒸着法の他、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法等のスパッタ法、ゾルゲル法、自己組織化成膜法などを採用することができる。

一方、ＴＦＴアレイ基板１０とは別に対向基板２０を作成する。
ここでは、まずガラス等からなる透光性の基板２０Ａを用意し、これに遮光膜２３をクロム等の遮光性材料を用いて所定パターンに形成する。そして、基板２０Ａの全面にＩＴＯをスパッタ法若しくは蒸着法により成膜して対向電極２１とする。

その後、対向電極２１上に配向膜２２を形成する。ここでは、上記配向膜１６と同様に、図５に示した無機材料膜形成工程及びレーザー光照射工程を経て、下層側（電極側）がアモルファス層（第１配向膜）２２ａ、上層側（液晶層側）がナノ結晶粒子層（第２配向膜）２２ｂよりなる無機配向膜２２を形成するものとしている。以上のような方法により対向基板２０が作成される。

そして、上述したＴＦＴアレイ基板１０に矩形枠状のシール材１９を描画するとともに、当該シール材１９で囲まれた領域の内側に液晶を滴下させ、さらに上記作成した対向基板２０をシール材１９を介して貼り合わせ、所定の配線等を接続して本実施の形態の液晶装置１００を得るものとしている。

このような方法によれば、上記実施形態の液晶装置６０を好適に製造することが可能となる。特に、レーザー光照射による結晶化工程は、加熱を伴わないため下地層の電極９（２１）に対して抵抗率増大等の不具合を引き起こすことがない。また、下地層にＴＦＴを備えたＴＦＴアレイ基板１０側では、当該ＴＦＴの破壊を防止ないし抑制することができるようになる。

なお、図６（ａ）は、斜方蒸着法による成膜を行う成膜装置の一例としての、蒸着装置５０３である。この蒸着装置５０３には、無機材料の蒸気流を発生させる蒸着源５１２と、無機材料膜形成前の前記基板１０（２０）を保持する保持機構５１４とが備えられている。この蒸着装置５０３において基板１０（２０）は、蒸着源５１２と基板１０（２０）の基板面重心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、基板１０（２０）の被成膜面と垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が所定値となるように、保持機構５１４によって保持されている。したがって、図６（ａ）及び図６（ｂ）において矢印Ｙ１によって示される方向（蒸着源５１２で発生された無機材料の進行方向、すなわち無機材料が飛ぶ方向）と、基板１０（２０）において膜が形成される基板面（被成膜面）とのなす角度θ１は、角度θ０を変化させることによって調整可能となっている。なお、この角度θ１は、配向膜１６（２２）において配向制御を行うための表面形状効果が得られるように、柱状構造物を基板面上に配列させるための所定値に設定されている。ただし、本実施形態では斜方蒸着を行うことから、角度θ１は９０°未満となっている。

このような蒸着装置によって斜方蒸着を行うと、図６（ｂ）中矢印で示すように、蒸着源５１２から昇華した無機材料が基板１０（２０）に対して略一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射する。そうすると、基板１０（２０）には無機材料が斜め柱状に堆積し、これによって無機材料（珪素酸化物）の柱状構造体が形成される。そして、この柱状構造体が基板１０（２０）の表面に無数に形成されることにより、配向性を有した無機材料膜が形成されることとなる。このように柱状構造体が所定の傾斜角度で形成され、これによって最終的に無機配向膜１６（２２）が形成されると、液晶装置６０では、柱状構造体に沿って液晶分子が配向することにより、液晶分子にプレチルト角が付与される。すなわち、前述したように液晶分子は、非選択電圧印加時に、無機配向膜１６、２２によって所定方向に配向規制されるようになっているのである。

（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器の一実施形態としてのプロジェクタについて、図７を用いて説明する。図７は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、前記実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。

図７において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。

ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。

各光変調手段８２２、８２３、８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。

このような構成からなるプロジェクタは、前記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように耐光性および耐熱性に優れた無機配向膜を備えているので、光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することはない。また、このプロジェクタは、吸湿に起因する品質低下が確実に防止された液晶装置を備えているので、この電子機器自体も吸湿に起因する品質低下が防止されたものとなる。

なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、前記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、前記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、前記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。

また、本発明の液晶装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、前述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。

液晶装置のＴＦＴアレイ基板の平面図。 液晶装置の等価回路図。 液晶装置の画素構成を示す説明図。 液晶装置の断面構造の説明図。 液晶装置の一製造工程について示す説明図。 （ａ）は蒸着装置の模式図、（ｂ）は斜方蒸着の説明図。 プロジェクタの要部を示す概略構成図。

符号の説明

１０…基板（ＴＦＴアレイ基板）、１６，２０…無機配向膜、１６ａ，２２ａ…第１配向膜（アモルファス層）、１６ｂ，２２ｂ…第２配向膜（ナノ結晶粒子層）、２０…基板（対向基板）、５０…液晶（液晶層）、６０…液晶装置

Claims (7)

1. 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層側には珪素酸化物からなる無機配向膜が設けられており、
   前記無機配向膜は、アモルファスの珪素酸化物からなる第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され結晶粒径２ｎｍ以下に結晶化された珪素酸化物からなる第２配向膜と、からなることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第１配向膜が斜方蒸着膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記無機配向膜のうち、当該無機配向膜の膜厚の６０％〜９０％の厚さの表層が前記第２配向膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方の基板の作成工程において、
   基材上にアモルファスの珪素酸化物からなる無機材料膜を成膜する成膜工程と、
   前記無機材料膜にレーザー光を照射して、当該無機材料膜の表層部分のみを選択的に結晶化させ、アモルファスの珪素酸化物からなる第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され結晶粒径２ｎｍ以下に結晶化された珪素酸化物からなる第２配向膜とからなる無機配向膜を形成するレーザー光照射工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 前記レーザー光照射工程において、１パルスあたり０．０１Ｊ／ｃｍ^２〜０．２５Ｊ／ｃｍ^２のエネルギーを有するレーザー光を照射することを特徴とする請求項４に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記成膜工程が斜方蒸着法により前記無機材料膜を成膜する工程であることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶装置の製造方法。
7. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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