JP5103891B2 - 液晶装置及びその製造方法、並びにこれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶を通過する光の位相差を補償する光学補償機能を備えた、例えば液晶ライトバルブ等の液晶装置及びその製造方法、並びにこれを備えた電子機器に関する。

この種の液晶装置は、例えば、電子機器の一例である液晶プロジェクタのライトバルブ（即ち、空間光変調器）に用いられており、位相差手段を無機材料で構成することにより、耐光性や耐熱性の向上が図られる。例えば特許文献１には、透光性基板と液晶層との間に、斜方蒸着により形成された位相差手段を有する空間光変調器が記載されている。また特許文献２には、位相差補償子において、斜方蒸着により位相差補償層を形成する技術が記載されている。

他方、この種の液晶装置において液晶層の配向状態を規定する配向膜についても、伝統的な有機膜に代えて、無機膜から形成する技術も開発されている。例えば特許文献３には、反射型液晶表示装置において、斜方蒸着により配向膜を形成する技術が記載されている。

特開２００５−１８１９６５号公報 特開２００６−１１９４４４号公報 特開２００５−２１５４１９号公報

しかしながら、上述の従来技術によれば、位相差手段と配向膜とを別の形成方法又は別部品により構成しているため、製造プロセスが複雑化したり、製造コストが高くなったりするという技術的問題点がある。また、製造プロセス等のばらつきにより、位相差手段における光学軸の軸ズレが生じる可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、耐光性や耐熱性を向上させつつ、製造プロセスを簡便化することが可能な液晶装置及びその製造方法、並びにこれを備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１配向膜と、前記第１配向膜に対して画素電極を介して前記一方の基板側に形成され、前記液晶層を通過する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１光学補償層と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２配向膜と、前記第２配向膜に対して対向電極及び遮光膜を介して前記他方の基板側に形成され、前記液晶層に入射する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２光学補償層と、を備える。

本発明の液晶装置によれば、一対の基板は、液晶層を挟持している。第１配向膜は、典型的には、一対の基板の夫々に設けられており、例えばＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の無機材料を夫々含んでなる複数の柱状構造物を有している。

第１光学補償層は、液晶層を通過する光に生じる位相差を補償し、例えばＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の無機材料を夫々含んでなる複数の柱状構造物を有している。尚、第１光学補償層を形成する無機材料は、第１配向膜を形成する無機材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。第１光学補償層は、典型的には、一対の基板のうち少なくとも一方の基板における、液晶層に対向する側の表面に配置されている。ここに、「一方の基板」とは、典型的には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイ基板或いは素子基板、又はこれに対向配置される対向基板である。但し、少なくとも一方の基板における、液晶層に対向する側と反対側の表面に配置されていてもよい。

更に、補正すべき光の位相差の程度や液晶の種類に応じて、一対の基板の両方における、液晶層に対向する側に、或いは、液晶層に対向する側と反対側に光学補償層を設けてもよい。具体的には例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶であれば、一対の基板の夫々に設けられた配向膜が液晶分子に与えるプレティルトは異なっている。従って、２つの配向膜に起因する光の位相差を補償するために２つの光学補償層で対応することが望ましい。或いは、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶であれば、一対の基板夫々に設けられた配向膜が液晶分子に与えるプレティルトは同じである。従って、２つの配向膜に起因する光の位相差を補償するために１つの光学補償層で対応可能である。

以上の結果、本発明の液晶装置によれば、液晶層を通過する光に生じる位相差を解消することができる。更に、同一基板上に第１配向膜及び第１光学補償層が設けられているので、光学軸の軸ズレを抑制することも比較的容易にして可能となり、これにより、コントラスト比の低下を抑制することが可能である。

本発明の液晶装置の一態様では、前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物は、前記一方の基板に対して傾いており、前記第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物は、前記一方の基板に対して、前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物が傾いている方向とは反対側の方向に傾いている。

この態様によれば、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物は、傾いて配列されることにより、例えば、ＴＮ型液晶、ＶＡ型液晶等の液晶の種類に応じた、所定の配向状態になるように液晶層における液晶分子にプレティルトを与える。このような柱状構造物を有する第１配向膜は、例えば、斜方蒸着法又は指向性スパッタ法により形成される。

第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物は、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物が傾いている側と反対側に傾いている。ここに本発明において「反対側に傾いている」とは、一対の基板に沿った面内における第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物が傾いている方位に向かうベクトルを構成する成分に、前記面内における第１配向膜を構成する複数の柱状構造物が傾いている方位に向かうベクトルに沿う成分が含まれていないことを意味する。

具体的には、第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物における想定屈折率楕円体の長軸方向と液晶層のプレティルトの軸方向（即ち、非駆動時における第１配向膜に接する箇所での液晶分子の長軸方向）が交わるように、好ましくは直交するように、傾ける。これにより、主に第１配向膜付近におけるプレティルトが与えられた液晶分子の配向状態に起因する、液晶層を通過した光に生じる位相差を解消することができる。尚、このような柱状構造物を有する第１光学補償層は、例えば、斜方蒸着法又は指向性スパッタ法により形成される。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物は、前記一対の基板の一面に沿った面内で所定方位に傾いており、前記第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物は、前記面内で、前記所定方位に対して１８０±９０度の方位に傾いている。

この態様によれば、第１光学補償層における複数の柱状構造物は、第１配向膜における複数の柱状構造物が傾いている一対の基板の一面に沿った面内の所定方位に対して、１８０±９０度の方位に傾いている。本願発明者の研究によれば、光学補償機能を発揮するために第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物を傾ける方位は、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物が傾いている所定方位に対して、１８０±９０度の範囲であって、１８０度にどれだけ近い角度であるかの程度に応じて、上述した本発明に係る独自の効果は、相応の程度で発揮される。そして、この方位は、１８０±１０度の範囲であることが好ましく、この場合には特に、上述した本発明に係る独自の効果が、極めて顕著に発揮される。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１光学補償層は、前記一方の基板における前記液晶層側に配置されている。

この態様によれば、第１光学補償層は、一方の基板と該基板に設けられた第１配向膜との間に配置されていることが好ましい。基板及び第１配向膜間には、一般に、液晶層に電界を与えるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明材料からなる電極が設けられている。第１光学補償層、第１配向膜及び電極の配置は、基板から液晶層に向かって、第１光学補償層、電極、第１配向膜の順に配置されていてもよく、電極、第１光学補償層、第１配向膜の順に配置されていてもよい。ＴＦＴアレイ基板又は素子基板上に第１光学補償層を形成する場合、後者の配置にすることにより、第１光学補償層及び第１配向膜の連続形成が可能となる。

この基板の液晶層側に第１光学補償層を配置する態様では、前記第１配向膜は、パッシベーション膜を介して、前記第１光学補償層上に形成されていてもよい。

このように構成すれば、例えば、第１光学補償層と第１配向膜とを異なる無機材料により構成する場合、第１光学補償層及び第１配向膜間にパッシベーション膜を備えることにより、第１光学補償層及び第１配向膜間で化学反応が起こったり、夫々を構成する無機材料の熱膨張率の違いから内部歪みが生じたりする等の好ましくない相互作用の発生を抑制することが可能となる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１光学補償層は、前記一方の基板における前記液晶層と反対側に配置されている。

この態様によれば、第１光学補償層を配置することによる一対の基板間のギャップが変化することを考慮する必要がない。尚、マイクロレンズアレイ層を備える場合、マイクロレンズアレイ層を透過した光を補償するように、マイクロレンズ層と第１配向膜との間に第１光学補償層が配置される。特に、第１光学補償層は、基板とマイクロレンズアレイ層との間に配置されることが好ましい。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１光学補償層の一の表面に設けられた平坦化膜を更に備える。

この態様によれば、平坦化膜は、例えばＳｉＯ或いはＳｉＯ_２等の無機材料を含んでなり、「第１光学補償層の一の表面」である第１光学補償層における該第１光学補償層が設けられている基板に対向する側と反対側の表面を平坦化する。これにより、第１光学補償層の上に配置される第１配向膜或いは画素電極等を、第１光学補償層表面の凹凸の影響を受けることなく形成することが可能となる。或いは、第１光学補償層上に複数の画素電極を形成した後に、複数の画素電極及びそれらの間隙から露出する第１光学補償層の上に、平坦化膜を形成してもよい。尚、第１光学補償層を一対の基板の液晶層に対向する側と反対側に配置した場合、表面保護膜として平坦化膜を設けてもよい。

本発明の液晶装置の製造方法は、上記課題を解決するために、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１配向膜と、前記第１配向膜に対して画素電極を介して前記一方の基板側に形成され、前記液晶層を通過する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１光学補償層と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２配向膜と、前記第２配向膜に対して対向電極及び遮光膜を介して前記他方の基板側に形成され、前記液晶層に入射する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２光学補償層と、を備える液晶装置の製造方法であって、斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、前記一対の基板のうち一方の基板に対して所定の方向から、前記第１光学補償層を形成する光学補償層形成工程と、斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、前記一方の基板に対して前記所定の方向とは反対の方向から、前記第１配向膜を形成する配向膜形成工程と、を備える。

本発明の液晶装置の製造方法によれば、上述した本発明に係る液晶装置を製造することが可能である。

本発明の液晶装置の製造方法では、第１光学補償層を斜方蒸着法又は指向性スパッタにより形成する際、第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物を斜めに傾ける方位は、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物を傾ける方位を基準として設定される。従って、第１光学補償層を、一対の基板の液晶層に対向する側に配置する場合は、先ず、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物を傾ける所定方位に対して反対側に、具体的には例えば１８０±９０度の範囲に傾けて第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物を配列し、第１光学補償層を形成する。次に、第１配向膜を構成する複数の柱状構造物を所定方位に傾けて配列し、第１配向膜を形成する。尚、第１光学補償層を、一対の基板の液晶層に対向する側と反対側に配置する場合は、第１光学補償層及び第１配向膜のどちらを先に形成してもよい。

本発明の液晶装置の製造方法の一態様では、前記第１配向膜及び前記第１光学補償層を同一の方法を用いて形成する。

この態様によれば、同一の製造装置により第１配向膜及び第１光学補償層を形成可能であり、製造プロセスの簡便化、並びに製造コスト及び設備投資の低減を図ることができる。更に光学軸の軸ズレを抑制することも比較的容易にして可能となる。

本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る液晶装置を具備してなるので、液晶を通過する光に生じる位相差を補償しつつ、コントラストの低下を抑制することができる。この結果、高品質な画像表示が可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の液晶装置に係る第１実施形態を、図１乃至図８を参照して説明する。

（液晶装置の構成）
先ず、図１及び図２を参照して本実施形態に係る液晶装置の構成について説明する。ここに図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側からみた平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、以下で参照する各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

図１及び図２において、本実施形態の液晶装置１では、本発明に係る「一対の基板」の一例としてのＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板からなり、対向基板２０は、例えば、石英基板、ガラス基板等の透明基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素が設けられた領域に対応する画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材５６が散布されている。図２には、ギャップ材５６として略球状のガラスビーズを、シール材５２に混入した構成を示してある。尚、ギャップ材５６を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図２には図示を省略してあるが、この積層構造の上に、液晶層５０を通過する光に生じる位相差を補償する、光学補償層２０１が形成されている。該光学補償層２０１は、例えば斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｉｎ_２Ｏ₃、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ₃、ＭｇＯ等の無機材料を、１〜２μｍの厚さに積層して形成されている。

光学補償層２０１の上には、ＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。画素電極９ａは、後述する対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。配向膜１６は、例えば斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｉｎ_２Ｏ₃、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ₃、ＭｇＯ等の無機材料を、４０〜１００ｎｍの厚さに積層して形成されている。尚、配向膜１６及び後述する配向膜２２は、液晶装置１の動作時に液晶層５０を構成する、ＴＮモードで駆動されたり、ＶＡモードで駆動されたりする液晶分子を所定の配向モードで配向制御する。

対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｉｎ_２Ｏ₃、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ₃、ＭｇＯ等の無機材料からなる光学補償層２０２が形成されている。該光学補償層２０２の上には、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域がバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。

遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図２には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｔａ_２Ｏ₅、Ｉｎ_２Ｏ₃、ＨｆＯ_２、Ａｌ_２Ｏ₃、ＭｇＯ等の無機材料からなる配向膜２２が形成されている。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

ここで、図３には、図２に対応する断面の構成について、特に、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された光学補償層２０１及び配向膜１６による液晶の配向について模式的に示してある。

図３において、ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０と対向する側の基板面上に、ＴＦＴ等の各種構成要素が作り込まれた積層構造１００が形成されており、この積層構造１００の上に、ＳｉＯ或いはＳｉＯ_２等の無機材料の、本発明に係る「第２柱状構造物」の一例としての柱状構造物２０１ａがＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して、所定の方位に所定の角度をなして傾斜して配列することにより、液晶層５０を通過する光に生じる位相差を補償する光学補償層２０１が形成されている。尚、必要に応じて光学補償層２０１の上面、即ち画素電極９ａが形成される表面に、該表面を平坦化する平坦化膜を、例えばＳｉＯ或いはＳｉＯ_２等の無機材料により形成してもよい。

光学補償層２０１の上には、画素電極９ａが画素毎に形成されている。尚、画素電極９ａが、積層構造１００の最上層に形成され、その上に光学補償層２０１が形成されていてもよい。

画素電極９ａ上には、ＳｉＯ或いはＳｉＯ_２等の無機材料の、本発明に係る「第１柱状構造物」の一例としての柱状構造物１６ａがＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して、所定の方位に所定の角度をなして傾斜して配列することによって配向膜１６が形成されている。このように形成された配向膜１６は、表面形状効果により、液晶分子５０ａの配向状態を所定の配向モードによって規制することができる。ここで、柱状構造物２０１ａが傾いている方位は、柱状構造物１６ａが傾いている方位に対して反対側、具体的には、１８０±９０度の範囲であり、好ましくは１８０±１０度の範囲である。

液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶分子５０ａからなる。液晶分子５０ａは、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、配向膜１６及び２２の各々の表面で所定のプレティルト角をなし、液晶装置１の動作時に所定の配向モードで配向制御される。

尚、配向膜２２は、基本的には配向膜１６と同様の構成を有しているが、ＴＮ型液晶、ＶＡ型液晶などの液晶の種類に応じて、配向膜２２を構成する無機材料からなる柱状構造物の、対向基板２０の基板面に対する所定方位や所定角度は、柱状構造物１６ａとは異なる場合と同じ場合とがある。また、光学補償層２０２も、基本的には光学補償層２０１と同様の構成を有しているが、配向膜２２と同様に、液晶の種類等に応じて、光学補償層２０２を構成する無機材料からなる柱状構造物の、対向基板２０の基板面に対する所定方位や所定角度は、柱状構造物２０１ａとは異なる場合と同じ場合とがある。

このように本実施形態に係る液晶装置によれば、無機材料よりなる配向膜及び光学補償層を備えているので、耐光性及び耐熱性を向上させることができる。加えて、同一基板上に配向膜及び光学補償層が形成されているので、光学軸の軸ズレを抑制することも比較的容易にして可能となり、高コントラストを実現することができる。

（液晶装置の製造方法）
次に、図４乃至図８を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置の製造方法の実施形態を説明する。尚、以下では上述の液晶装置１と共通する部分には、共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、例えば、蒸着やスパッタリング等による成膜、エッチングやフォトグラフィ等によるパターニング、熱処理等によって、データ線や走査線、ＴＦＴ等が作り込まれた積層構造１００の上に、斜方蒸着法を用いて、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して所定の方位から所定の角度で、ＳｉＯ_２をＴＦＴアレイ基板１０に蒸着することにより、ＴＦＴアレイ基板１０における積層構造１００が形成された基板面上に、ＳｉＯ_２からなる光学補償層２０１を、例えば１〜２μｍの厚さで形成する。

次に、図５に示すように、必要に応じて、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して、垂直方向から、ＳｉＯ_２を蒸着することにより、本発明に係る「パッシベーション膜」或いは「平坦化膜」の一例であるコーティング層３００を、例えば約５０ｎｍの厚さで形成する。続いて、図６に示すように、コーティング層３００の上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９ａを、例えば約１５０ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行う。

次に、図７に示すように、斜方蒸着法を用いて、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して所定の方位から所定の角度で、ＳｉＯ_２をＴＦＴアレイ基板１０に蒸着することにより、画素電極９ａの上にＳｉＯ_２からなる配向膜１６を、例えば４０〜１００ｎｍの厚さで形成する。

この際、蒸着源から発生したＳｉＯ_２等の無機材料の蒸気流が、ＴＦＴアレイ基板１０上において、コーティング層３００の最表面と接触することにより、コーティング層３００上に無機材料が蒸着する。該蒸着した無機材料の柱状構造物１６ａが基板面に対して所定の方位に、所定の角度をなして配列することで、無機材料が画素電極９ａを覆うように堆積する。以降の工程は通常の組み立て工程と同様である。

尚、画素電極９ａを、光学補償層２０１より先に、積層構造１００上に形成した場合は、光学補償層２０１、コーティング層３００及び配向膜１６の連続形成が可能となる。また、光学補償層２０１及び配向膜１６を構成する無機材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

ここで、図８を参照して、斜方蒸着法により配向膜１６及び光学補償層２０１を形成する際の蒸着方位について説明を加える。図８は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法における蒸着方位を示す概念図である。

本実施形態では、配向膜１６を形成する際の蒸着方位４０２を基準として、光学補償層２０１を形成する際の蒸着方位４０１は、蒸着方位４０２に対して１８０±９０度の範囲、即ち点線矢印４０１１で示した範囲内である。

尚、対向基板２０上の対向電極２１は、必要に応じてパターニングを行えばよく、パターニングを行わない場合は、光学補償層２０２、平坦化膜、対向電極２１及び配向膜２２を連続形成することが可能である。

このように本実施形態に係る液晶装置の製造方法によれば、製造プロセスを簡便化し、且つ光学軸の軸ズレを抑制することができる。

（変形例）
次に、図９を参照しながら対向基板２０の変形例を説明する。図９は、図２と同趣旨の断面図において、対向基板周辺を拡大して示した拡大断面図である。図９において、対向基板２０は、マイクロレンズアレイ５００及びカバーガラス６００により構成されている。光学補償層２０２は、カバーガラス６００の液晶層５０に対向する表面上に形成されているが、マイクロレンズアレイ５００及び配向膜２２間であれば、どこに形成されていてもよい。このように、対向基板２０がマイクロレンズアレイ５００を有することにより、実質的な開口効率の向上、即ち光の利用効率の向上、及び明るさの向上や色純度の向上が可能となる。

＜第２実施形態＞
本発明の液晶装置及びその製造方法に係る第２実施形態を、図１０乃至図１３を参照して説明する。第２実施形態では、光学補償層２０１が画素電極９ａの上に形成されている以外は、第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略する。図１０は、図３と同趣旨の、拡大断面図である。

（液晶装置の構成）
図１０において、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造１００の最上層に画素電極９ａが形成されている。該画素電極９ａ上に、柱状構造物２０１ａが傾斜して配列することにより、光学補償層２０１が形成されている。そして、光学補償層２０１の上に、柱状構造物１６ａが傾斜して配列することによって配向膜１６が形成されている。

（液晶装置の製造方法）
次に、図１１乃至図１３を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置の製造方法の実施形態を説明する。

図１１において、積層構造１００の最上層に、例えば蒸着又はスパッタリングによりＩＴＯ等の透明電極材料からなる膜を形成し、その後フォトエッチング等によりパターニングを行い、画素電極９ａを形成する。

次に、図１２に示すように、斜方蒸着法を用いて、画素電極９ａ上に光学補償層２０１を形成する。続いて、蒸着装置における圧力等の雰囲気を破ることなく、図１３に示すように、斜方蒸着法を用いて、光学補償層２０１上に、配向膜１６を連続して形成する。

＜第３実施形態＞
本発明の液晶装置及びその製造方法に係る第３実施形態を、図１４を参照して説明する。第３実施形態では、光学補償層２０１及び配向膜１６間にコーティング層３００が形成されている以外は、第２実施形態と同様である。よって、第３実施形態について、第２実施形態と重複する説明を省略する。図１４は、図２と同趣旨の断面図において、ＴＦＴアレイ基板周辺を拡大して示した拡大断面図である。

（液晶装置の構成）
図１４においては、画素電極９ａを、光学補償層２０１より先に積層構造１００上に形成し、コーティング層３００は、光学補償層２０１及び配向膜１６間に介在されている。これにより、光学補償層２０１及び配向膜間における好ましくない相互作用の発生を抑制することが可能となる。また、光学補償層２０１の配向膜と対向する側の表面を平坦化することが可能となる。

（液晶装置の製造方法）
光学補償層２０１を、画素電極９ａ上に形成した後に、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して、垂直方向からＳｉＯ_２等を蒸着することによりコーティング層３００を形成する。続いて、コーティング層３００上に配向膜１６を形成する。

＜第４実施形態＞
本発明の液晶装置及びその製造方法に係る第４実施形態を、図１５を参照して説明する。第４実施形態では、光学補償層が形成されている位置が異なる以外は、第１実施形態と同様である。よって、第４実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略する。図１５は、図２と同趣旨の、Ｈ−Ｈ´線断面図である。

（液晶装置の構成）
図１５において、光学補償層２０１は、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０と対向する側と反対側に形成されている。光学補償層２０２は、対向基板２０の液晶層５０と対向する側と反対側に形成されている。これにより、光学補償層を基板の液晶層と対向する側に配置する場合に考慮しなければならない、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間のギャップが変化することによる、例えば透過率の変化等を考慮しなくてもよい。尚、光学補償層２０１及び２０２の液晶層５０に対向する側と反対側に、防塵ガラス等を設けてもよい。

（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では、光学補償層を形成する工程及び配向膜を形成する工程は、どちらを先に行ってもよい。本実施形態では、光学補償層は、基板における配向膜が形成される側と反対側に形成される。従って、例えば斜方蒸着法により光学補償層２０１及び配向膜１６をＴＦＴアレイ基板１０上に形成する場合には、光学補償層２０１を形成した後、又は配向膜１６を形成した後に、ＴＦＴアレイ基板１０を蒸着源に対して表裏逆にする必要がある。

＜電子機器＞
次に、図１６を参照しながら、上述した液晶装置を電子機器の一例であるプロジェクタを適用した場合を説明する。上述した液晶装置は、プロジェクタのライトバルブとして用いられている。図１６は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。図１６に示すように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図１６を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及びその製造方法、並びにこれを備えた電子機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶装置を各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。 図１のＨ−Ｈ´線断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の図２に対応する断面図を拡大して示した拡大断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造方法の工程の一部を示した工程断面図である。 図４の工程に続く工程を示した工程断面図である。 図５の工程に続く工程を示した工程断面図である。 図６の工程に続く工程を示した工程断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造方法における蒸着方位を示す概念図である。 第１実施形態に係る液晶装置の変形例の拡大断面図である。 第２実施形態に係る液晶装置の拡大断面図である。 第２実施形態に係る液晶装置の製造方法の工程の一部を示した工程断面図である。 図１１の工程に続く工程を示した工程断面図である。 図１２の工程に続く工程を示した工程断面図である。 第３実施形態に係る液晶装置の拡大断面図である。 第４実施形態に係る液晶装置のＨ−Ｈ´線断面図である。 本実施形態に係る液晶装置を備えたプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

１…液晶装置、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、１６，２２…配向膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、９０…引回配線、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、２０１，２０２…光学補償層

Claims (10)

1. 一対の基板と、
   該一対の基板間に挟持された液晶層と、
   前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１配向膜と、
   前記第１配向膜に対して画素電極を介して前記一方の基板側に形成され、前記液晶層を通過する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１光学補償層と、
   前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２配向膜と、
   前記第２配向膜に対して対向電極及び遮光膜を介して前記他方の基板側に形成され、前記液晶層に入射する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２光学補償層と、
   を備えることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物は、前記一方の基板に対して傾いており、
   前記第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物は、前記一方の基板に対して、前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物が傾いている方向とは反対側の方向に傾いている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１配向膜を構成する複数の柱状構造物は、前記一対の基板の一面に沿った面内で所定方位に傾いており、
   前記第１光学補償層を構成する複数の柱状構造物は、前記面内で、前記所定方位に対して１８０±９０度の方位に傾いている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記第１光学補償層は、前記一方の基板における前記液晶層側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記第１配向膜は、パッシベーション膜を介して、前記第１光学補償層上に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記第１光学補償層は、前記一方の基板における前記液晶層と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１光学補償層の一の表面上に設けられた平坦化膜を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１配向膜と、前記第１配向膜に対して画素電極を介して前記一方の基板側に形成され、前記液晶層を通過する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第１光学補償層と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層側に形成され、無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２配向膜と、前記第２配向膜に対して対向電極及び遮光膜を介して前記他方の基板側に形成され、前記液晶層に入射する光を補償し且つ無機材料を含む複数の柱状構造物を有する第２光学補償層と、を備える液晶装置の製造方法であって、
   斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、前記一対の基板のうち一方の基板に対して所定の方向から、前記第１光学補償層を形成する光学補償層形成工程と、
   斜方蒸着法又は指向性スパッタ法を用いて、前記一方の基板に対して前記所定の方向とは反対の方向から、前記第１配向膜を形成する配向膜形成工程と、
   を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 前記第１配向膜及び前記第１光学補償層を、同一の方法を用いて形成することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置の製造方法。
10. 請求項１乃至７のいずれか一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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