JP6229295B2 - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液晶装置及びその製造方法、並びにこの液晶装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the same, and an electronic apparatus including the liquid crystal device.
従来より、映像を大画面表示する装置として、液晶表示素子を具備する液晶プロジェクタ装置が知られている。液晶表示素子には、液晶分子を配向制御(配向規制)する機能が求められ、一般的には配向膜と称される層がその機能を担っている。
近年、例えば液晶プロジェクタ装置などに用いられる(プロジェクション用途の)液晶表示素子においては、耐光性の観点から、無機膜である斜方蒸着膜(主として二酸化珪素;SiO2)が配向膜として多く採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal projector device having a liquid crystal display element is known as a device for displaying an image on a large screen. A liquid crystal display element is required to have a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules (alignment regulation), and a layer generally called an alignment film has the function.
In recent years, for example, in liquid crystal display elements (for projection applications) used for liquid crystal projector devices, an obliquely deposited film (mainly silicon dioxide; SiO2), which is an inorganic film, has been widely used as an alignment film from the viewpoint of light resistance. Yes.
また、液晶プロジェクタ装置では、液晶モードとして高コントラスト表示を実現しやすい垂直配向モードを用いることがある。垂直配向モードを用いる液晶プロジェクタ装置は、電界無印加時において液晶分子に所定のプレチルト角を与えるように構成されている。そして、液晶分子を基板表面に対して所定のプレチルト角で配向させる為に、液晶層側の基板表面には配向層が形成されている。
ここで、プレチルト角の制御性向上の為には、配向膜として斜方蒸着膜を設ける面の表面粗さを調節することが有用であることが知られている。そして、配向膜を設ける面の表面粗さを調節することでプレチルト角を制御する技術として、例えば特許文献1及び特許文献2に次のような技術が開示されている。
特許文献1に開示されている技術では、基板上に透明電極膜を蒸着法で成膜した後、蒸着法によって、透明電極膜表面に配向膜を形成する。蒸着法によって成膜された透明電極膜は、表面粗さが4nm以上12nm以下となる(表面粗さの値が大きい)。このような表面粗さを有する透明電極膜表面上に配向膜を形成することで、配向膜として例えば斜方蒸着膜を密に形成した場合であっても、所定のプレチルト角を得ることが可能となる。
特許文献2に開示されている技術では、一対の基板の各々は、基材部と、基材部の表面に形成され液晶層に接する配向膜と、を含んでおり、基材部における配向膜が形成される面の表面粗さが4nm未満とされている。特許文献2には、このように配向膜の形成面の表面粗さを4nm未満に設定することで、プレチルト角を実用範囲内に設定することができる旨が記載されている(例えば特許文献2における段落[0057]参照)。
特許文献3においては、光に対する耐性の高い液晶配向材料として、有機基を含有するアルコキシシランを重縮合して得られる珪素化合物等のポリシロキサン系垂直配向材料が挙げられている。
Further, in the liquid crystal projector device, a vertical alignment mode in which high contrast display is easily realized may be used as the liquid crystal mode. A liquid crystal projector using the vertical alignment mode is configured to give a predetermined pretilt angle to liquid crystal molecules when no electric field is applied. An alignment layer is formed on the substrate surface on the liquid crystal layer side in order to align the liquid crystal molecules with a predetermined pretilt angle with respect to the substrate surface.
Here, in order to improve the controllability of the pretilt angle, it is known that it is useful to adjust the surface roughness of the surface on which the oblique deposition film is provided as the alignment film. For example,
In the technique disclosed in
In the technique disclosed in
In
ところで、例えば二酸化珪素などの無機材料で配向膜を形成した場合、その表面にはシラノール基が含まれている。液晶層中の液晶材料は、このシラノール基が反応サイトとなって、液晶層中に含まれる添加物や不純物等と光化学反応を起こし、フリーラジカルを生成してしまう。液晶層中で発生したフリーラジカルは、液晶材料と反応して液晶分子の化学結合を切断し、液晶材料を劣化させることにより、液晶パネルの表示特性が低下させてしまうことがある。つまり、液晶装置に入射する光によって、当該液晶装置の耐光性寿命が低下してしまう。従って、無機材料で配向膜を形成する場合には、液晶層と配向膜との界面の面積は、可能な限り小さいほうが好ましい。
近年、プロジェクタ装置の高精細化や高輝度化に伴い、プロジェクタ装置に用いられる液晶装置に入射する光の強度が高くなってきている為、耐光性寿命を鑑みた液晶装置が望まれている。また、近年のデジタルサイネージ(Digital Signage;電子看板)の普及拡大により、液晶装置には更なる耐光性寿命の向上が望まれている。
By the way, when the alignment film is formed of an inorganic material such as silicon dioxide, silanol groups are included on the surface thereof. In the liquid crystal material in the liquid crystal layer, this silanol group serves as a reaction site, causes a photochemical reaction with additives, impurities, and the like contained in the liquid crystal layer, and generates free radicals. Free radicals generated in the liquid crystal layer may react with the liquid crystal material to break the chemical bonds of the liquid crystal molecules, thereby degrading the liquid crystal material, thereby reducing the display characteristics of the liquid crystal panel. That is, the light resistance life of the liquid crystal device is reduced by the light incident on the liquid crystal device. Therefore, when the alignment film is formed of an inorganic material, the area of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film is preferably as small as possible.
2. Description of the Related Art In recent years, the intensity of light incident on a liquid crystal device used in a projector device has increased with the increase in definition and brightness of the projector device, and thus a liquid crystal device in view of the light resistance life is desired. In addition, with the recent spread of digital signage (digital signage), liquid crystal devices are desired to have a further improved light-resistant life.
特許文献1には、高い膜密度で配向膜を形成している旨の記述があるが、当該配向膜はカラム構造を採っている為、液晶層と当該配向膜との界面の面積は小さいとは言い難い。従って、特許文献1に開示された技術は、耐光性を充分に考慮して提案された技術であるとは言えない。特許文献2に開示された技術においても特許文献1と同様、配向膜である斜方蒸着膜が多孔質なカラム構造とされており、液晶層と当該配向膜との界面の面積が小さいとは言い難い。従って、特許文献2に開示された技術は、耐光性を充分に考慮して提案された技術であるとは言えない。
以上説明したように、特許文献1及び特許文献2に代表される従来の技術では、プレチルト角の制御性能の向上については考慮しているものの、耐光性寿命の向上(光反応による劣化の抑制)については、何ら考慮されていない。なお、特許文献3に開示されているポリシロキサン系垂直配向材料のみを配向膜として用いる場合、液晶分子にプレチルト角を付与することができない。そして、液晶分子にプレチルト角を付与できない場合、画素間で生じる横向きの電界によって生じるドメインの問題が発生する。特に、画素の大きさが微細な場合にはドメインの影響が顕著に表れて、透過率の大幅な低下が起こり得る。
As described above, in the conventional techniques represented by
本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、プレチルト角の制御性能の向上と、耐光性寿命の向上(光反応による劣化の抑制)とを共に実現させた液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供することを解決課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a liquid crystal device and a liquid crystal device that have both improved pretilt angle control performance and improved light resistance life (suppression of degradation due to photoreaction). It is an object to provide a manufacturing method and an electronic device.
上記課題を解決するために本発明の第1の態様による液晶装置は、第1の基板と第2の基板との間に液晶層が設けられた液晶装置であって、前記第1の基板と前記液晶層との間に形成された下地層と、前記下地層と前記液晶層との間に形成された配向層と、を備え、前記配向層は、前記下地層の前記液晶層側の面に形成された複数の柱状構造物と、前記複数の柱状構造物の少なくとも一部及び前記下地層を被覆するように形成された保護膜と、を有し、前記下地層は、5nm以上40nm以下の表面粗さを有する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problem, a liquid crystal device according to a first aspect of the present invention is a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is provided between a first substrate and a second substrate, An underlayer formed between the liquid crystal layer and an alignment layer formed between the underlayer and the liquid crystal layer, and the alignment layer is a surface of the underlayer on the liquid crystal layer side. And a protective film formed so as to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the underlayer, and the underlayer is 5 nm to 40 nm. It has the surface roughness of this.
本発明の第1の態様によれば、5nm以上40nm以下の表面粗さを有する下地層上に複数の柱状構造物を備えた配向層を形成することでプレチルト角の制御性能の向上を図りつつ、複数の柱状構造物の少なくとも一部及び下地層を被覆するように保護膜を形成することにより耐光性寿命の向上(光反応による劣化の抑制)を実現している。 According to the first aspect of the present invention, the pretilt angle control performance is improved by forming an alignment layer including a plurality of columnar structures on an underlayer having a surface roughness of 5 nm to 40 nm. In addition, by forming a protective film so as to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the base layer, an improvement in light resistance life (inhibition of deterioration due to photoreaction) is realized.
より詳細には、例えばポリシロキサン系垂直配向材料から成る保護膜を、複数の柱状構造物の少なくとも一部及び前記下地層を被覆するように設けることで、当該配向層と液晶層との界面に存在する光活性基の量が大幅に低減し、耐光性寿命の向上が実現する。さらに、所定の表面粗さを有する下地層を形成することで、保護膜の存在にも関わらずプレチルト角を得やすくなる。そして、下地層を、その表面粗さが大きくなるように形成することで、密な蒸着条件(低蒸着角度、低圧力)で斜方蒸着法によって柱状構造物を形成することが可能となる。つまり、斜方蒸着膜の形成工程の高効率化(柱状構造物の形成効率の高効率化)が実現し、生産性が向上する。 More specifically, for example, by providing a protective film made of a polysiloxane-based vertical alignment material so as to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the base layer, the interface between the alignment layer and the liquid crystal layer is provided. The amount of photoactive groups present is greatly reduced, and an improvement in the light-resistant life is realized. Furthermore, by forming an underlayer having a predetermined surface roughness, it is easy to obtain a pretilt angle regardless of the presence of the protective film. Then, by forming the underlayer so that the surface roughness becomes large, it becomes possible to form a columnar structure by oblique vapor deposition under dense vapor deposition conditions (low vapor deposition angle and low pressure). In other words, high efficiency of the oblique vapor deposition film forming process (high efficiency of forming columnar structures) is realized, and productivity is improved.
ここで、「配向層」とは、例えば液晶層中の液晶分子の配列を制御して一軸に配向させる為の(配向規制の為の)部材である。
本発明の第2の態様による液晶装置は、上述した第1の態様による液晶装置において、前記保護膜の光反応性は、前記複数の柱状構造物の光反応性よりも低いとする。つまり、保護膜と液晶層との界面では、光反応による液晶材料の劣化が生じにくい。このように構成することで、液晶層と配向層との界面に存在する光活性基の数をより減少させることができ、耐光性をより向上させることができる。
Here, the “alignment layer” is, for example, a member for controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer to align it uniaxially (for alignment regulation).
The liquid crystal device according to a second aspect of the present invention is the liquid crystal device according to the first aspect described above, wherein the photoreactivity of the protective film is lower than the photoreactivity of the plurality of columnar structures. That is, at the interface between the protective film and the liquid crystal layer, the liquid crystal material is not easily deteriorated by the photoreaction. By comprising in this way, the number of photoactive groups which exist in the interface of a liquid crystal layer and an orientation layer can be reduced more, and light resistance can be improved more.
本発明の第3の態様による液晶装置は、上述した液晶装置の第1の態様において、前記下地層は、300nm以上1000nm以下の厚さの結晶性導電膜とする。このような構成とすることで、ITO膜(画素電極、共通電極)を形成する際に同時に下地層が形成される。つまり、下地層を別途形成する工程が不要となる。この態様において、前記下地層は、スパッタ法によって形成してもよい。これにより、従来より用いられているITO膜の形成法を用いて、下地層を形成することができる。
次に、本発明の第4の態様による電子機器は、上述した本発明の第1の態様乃至第3の態様のいずれかの態様の液晶装置を備えることを特徴とする。上述した液晶装置の一態様は、プレチルト角の制御性能の向上と、耐光性寿命の向上(光反応による劣化の抑制)とを共に実現する。このため、本発明の電子機器の一態様によれば、優れた表示特性を発揮することができる、投射型表示装置、光ピックアップ、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサー、ビューファインダー型又はモニター直視型のビデオテープレコーダー、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。
In the liquid crystal device according to the third aspect of the present invention, in the first aspect of the liquid crystal device described above, the base layer is a crystalline conductive film having a thickness of 300 nm to 1000 nm. With such a configuration, the base layer is formed simultaneously with the formation of the ITO film (pixel electrode, common electrode). That is, a step of separately forming a base layer is not necessary. In this aspect, the underlayer may be formed by a sputtering method. Thereby, the underlayer can be formed by using a conventionally used ITO film forming method.
Next, an electronic apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes the liquid crystal device according to any one of the first to third aspects of the present invention described above. One embodiment of the above-described liquid crystal device realizes both an improvement in pretilt angle control performance and an improvement in light resistance life (inhibition of deterioration due to a photoreaction). Therefore, according to one aspect of the electronic apparatus of the present invention, a projection display device, an optical pickup, a television, a mobile phone, an electronic notebook, a word processor, a viewfinder type, or a monitor direct view that can exhibit excellent display characteristics. Various electronic devices such as video tape recorders, workstations, videophones, POS terminals, and touch panels can be realized.
さらに、本発明の第5の態様による液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち一方の基板の一方の面に5nm以上40nm以下の表面粗さを有する下地層を形成する下地層形成工程と、前記下地層の前記一方の基板と反対側の面に複数の柱状構造物を形成する構造物形成工程と、前記複数の柱状構造物の少なくとも一部及び前記下地層を被覆するように保護膜を形成する保護膜形成工程と、を具備することを特徴とする。このように液晶装置を製造することによって、実用に充分な配向制御性能と、耐光性寿命の向上とが共に実現した液晶装置を得ることができる。換言すれば、液晶分子の配向制御性能(一軸配向性)の向上と、光反応による劣化の抑制性能(耐光性の向上)とが共に実現した液晶装置が製造される。 Furthermore, a method for manufacturing a liquid crystal device according to the fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, and one of the substrates is one of the pair of substrates. A base layer forming step of forming a base layer having a surface roughness of 5 nm to 40 nm on the surface, and a structure forming step of forming a plurality of columnar structures on the surface of the base layer opposite to the one substrate; A protective film forming step of forming a protective film so as to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the base layer. By manufacturing the liquid crystal device in this way, a liquid crystal device that achieves both an orientation control performance sufficient for practical use and an improvement in the light resistance lifetime can be obtained. In other words, a liquid crystal device is manufactured in which both the alignment control performance (uniaxial alignment) of liquid crystal molecules and the performance of suppressing deterioration due to photoreaction (improvement of light resistance) are realized.
本発明の第6の態様による液晶装置の製造方法は、第5の態様による液晶装置の製造方法において、前記下地層形成工程は、結晶性導電膜を前記所定の表面粗さを有するようにエッチング加工する工程を含むことを特徴とする。このような構成とすることで、下地層を容易に形成することが可能となる。
本発明の第7の態様による液晶装置の製造方法は、第5または第6の態様による液晶装置の製造方法において、前記下地層形成工程は、スパッタ法によって結晶性導電膜を形成する工程を含むことを特徴とする。これにより、従来より用いられているITO膜の形成法を用いて、下地層を形成することができる。
A method for manufacturing a liquid crystal device according to a sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing a liquid crystal device according to the fifth aspect, wherein the underlayer forming step includes etching the crystalline conductive film so as to have the predetermined surface roughness. It includes a step of processing. With such a configuration, the base layer can be easily formed.
The manufacturing method of a liquid crystal device according to a seventh aspect of the present invention is the method of manufacturing a liquid crystal device according to the fifth or sixth aspect, wherein the underlayer forming step includes a step of forming a crystalline conductive film by a sputtering method. It is characterized by that. Thereby, the underlayer can be formed by using a conventionally used ITO film forming method.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る液晶装置及び液晶装置の製造方法について説明する。
なお、図面においては、説明に係る部分を容易に認識可能にする為に、各部を適宜拡大または縮小して記載している。また、本一実施形態において、例えば“基板上に”との記載は、当該基板の上に接するように配置される態様、基板の上に他の構成物を介して配置される態様、及び、基板の上に一部分が接するように配置され且つ他の部分が他の構成物を介して配置される態様の全ての態様を包含する記載であるとする。
A liquid crystal device and a method for manufacturing the liquid crystal device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the drawings, each part is illustrated by being enlarged or reduced as appropriate so that the part relating to the description can be easily recognized. Further, in the present embodiment, for example, the description “on the substrate” includes an aspect that is disposed so as to be in contact with the substrate, an aspect that is disposed on the substrate via another component, and It is assumed that the description includes all aspects of the aspect in which a part is disposed on the substrate and the other part is disposed through another component.
本一実施形態においては、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。このような構成の液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置(液晶プロジェクタ)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができる液晶装置である。
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の一構成例を示す概略平面図である。図2は、図1におけるH−H´線における液晶装置の矢視断面図である。
In the present embodiment, an active matrix liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. The liquid crystal device having such a configuration is, for example, a liquid crystal device that can be suitably used as a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection display device (liquid crystal projector) described later.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal device taken along line HH ′ in FIG.
図1及び図2に示すように、本一実施形態に係る液晶装置1は、一対の基板のうちの一方の基板としての素子基板11と、他方の基板としての対向基板21と、これら一対の基板11,21によって挟持された液晶層50と、を具備する。
図1及び図2に示すように、素子基板11は、対向基板21よりも一回り大きく、素子基板11と対向基板21とは、額縁状に配置されたシール材40を介して接合されている。さらに、素子基板11と対向基板21との間の空間には負の誘電異方性を有する液晶が封入され、液晶層50が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
素子基板11は、例えば石英などの透明なガラス基板である。この素子基板11のうち対向基板21側の面には、光透過性を有する結晶性導電膜であるITO(Tin-doped Indium Oxide)などから成る画素電極12が形成されている。以降、素子基板11と画素電極12とから成る部材を、“第1の基板”と称する(後に説明する図3及び図4において符号10が付された部材)。
なお、第1の基板10には、画素電極12をスイッチング制御するためのトランジスタを含む画素回路や周辺回路も設けられている。
The
Note that the
対向基板21は、例えば石英などの透明なガラス基板である。この対向基板21のうち素子基板11側の面には、光透過性を有する結晶性導電膜であるITOなどから成る共通電極22が形成されている。以降、対向基板21と共通電極22とから成る部材を、“第2の基板”と称する(後に説明する図3において符号20が付された部材)。
なお、第2の基板20には、画素を光学的に区画するための遮光部(ブラックマトリクス)なども設けられている。
The
The
画素電極12及び共通電極22は、金属酸化物で構成されており、例えば酸化インジウム錫(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO;Indium Zinc Oxide)などを挙げることができる。
The
液晶層50は、シール材40を介して接合された素子基板11と対向基板21との間に、負の誘電異方性を有する液晶が封入されて成る層である。このシール材40は、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤である。シール材40には、素子基板11と対向基板21との間隔を一定に保持するためのスペーサ(不図示)が混入されている。
The
上述したように額縁状に配置されたシール材40の内側(液晶層50側)には、同様に額縁状に遮光膜41が設けられている。遮光膜41は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などから成り、遮光膜41の内側が複数の画素Pを有する表示領域Eとなっている。図1では詳細な図示を省略しているが、遮光膜41は表示領域Eにおいて画素Pをそれぞれ平面的に区分するように対向基板21側に設けられている。
As described above, the
素子基板11は平面視すると長方形の形状をしており、第1乃至第4辺部11a〜11dを有する。第1辺部11aに沿ったシール材40との間には、データ線駆動回路101が設けられている。
さらに、第3辺部11c及び第4辺部11dに沿ったシール材40の内側には、それぞれ走査線駆動回路102が設けられている。また、第2辺部11b側に設けられたシール材40の内側には、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。
そして、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11aに沿って配設された複数の外部接続端子104に接続されている。
The
Further, scanning
Wirings connected to the data line driving
以降、第1辺部11a及び第2辺部11bに平行な方向をX方向と称し、第3辺部11c及び第4辺部11dに平行な方向(X方向と直交する方向)をY方向と称する。
素子基板11の液晶層50側の面には、図2に示すように画素P毎に設けられた光透過性を有する画素電極12と、配向膜30と、が形成されている。ここで、図1及び図2においては不図示であるが、画素電極12のうち液晶層50側の面は所定の表面粗さRaを有する(後述する下地層が画素電極12上に形成されている)。なお、画素電極12には、スイッチング素子としての薄膜トランジスタを含む画素回路が電気的に接続されて設けられている。
Hereinafter, a direction parallel to the
On the surface of the
対向基板21の液晶層50側の面には、図2に示すように遮光膜41と、これを覆うように成膜された層間膜層42と、層間膜層42を覆うように設けられた光透過性を有する共通電極22と、共通電極22を覆う配向膜30と、が設けられている。ここで、図1及び図2においては不図示であるが、共通電極22のうち液晶層50側の面は所定の表面粗さRaを有する(後述する下地層が共通電極22上に形成されている)。
なお、対向基板21のうち液晶層50側の面には、多数の微少マイクロレンズを有する層(マイクロレンズ層)を形成し、それらマイクロレンズを用いて、遮光膜41により反射、遮光されて損失する入射光を各画素の開口部分に集光させることで、透過光量を増大させるように構成してもよい。
On the surface of the
Note that a layer having a large number of microlenses (microlens layer) is formed on the surface of the
遮光膜41は、図1に示すように平面的にデータ線駆動回路101や走査線駆動回路102と重なる位置において額縁状に設けられている。この遮光膜により、対向基板21側から入射する光が遮蔽され、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作が防止される。また、遮光膜41によって、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽され、表示領域Eの表示における高いコントラストが確保される。
As shown in FIG. 1, the
層間膜層42は、例えば酸化シリコンなどの無機材料から成り、光透過性を有して遮光膜41を覆うように設けられている。このような層間膜層42の形成方法としては、例えばプラズマCVD法などを用いて上記無機材料を成膜する方法が挙げられる。
共通電極22は、層間膜層42を覆うように設けられており、図1に示すように対向基板21の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板11側の配線に電気的に接続されている。
The
The common electrode 22 is provided so as to cover the
図3に、図2に示す液晶装置1の断面図における幅wの区間を拡大して示す。図3に示すように、配向膜30は、素子基板11側においては画素電極12を覆うように設けられ、対向基板21側においては共通電極22を覆うように設けられている。後述する態様で下地層39上に配向膜30を形成することによって、液晶層50の負の誘電異方性を有する液晶分子を、当該配向膜30の表面に対してプレチルトを与えた状態で垂直配向させることができる。配向膜30は、実際には図3に示すように、画素電極12及び共通電極22のうち液晶層50側の表面に設けられた下地層39上に形成されている。
なお、本例では配向膜30を第1の基板10及び第2の基板20の双方に設けているが、少なくとも何れか一方の基板に設ければよい。
FIG. 3 shows an enlarged section of the width w in the cross-sectional view of the
In this example, the
以下、この配向膜30の構成及び成膜方法について、図4乃至図6を参照して説明する。なお、説明の便宜上、ここでは第1の基板10上に設けられた配向膜30について説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係る液晶装置1が具備する配向膜の断面構造を拡大して模式的に示す図である。
配向膜30は、第1の基板10上に形成された柱状構造物(以降、カラムと称する)35と、それらカラム35の少なくとも一部及び下地層39を被覆するように設けられた保護膜37と、を備える。配向膜30の構成は、主に次の2種類の構成に大別することができる。すなわち、(構成1)密な斜方蒸着膜(カラム35)上に薄く保護膜37を形成する構成と、(構成2)粗な斜方蒸着膜(カラム35)上に厚く保護膜37を形成する構成とである。
ここで、配向膜30は、例えば斜方蒸着法によって第1の基板10上に形成される。斜方蒸着法とは、基板等の被蒸着材表面に対して蒸着膜を形成する方法の一つである。斜方蒸着法による具体的なカラムの形成方法については、後に図6を参照して詳述する。
Hereinafter, the configuration and the film forming method of the
FIG. 4 is a diagram schematically showing an enlarged cross-sectional structure of the alignment film included in the
The
Here, the
カラム35は、例えば無機材料である珪素酸化物(SiOx;例えばSiOやSiO2など)から成る微小柱状構造物であって、第1の基板10の上面に対して傾斜した態様で、その他方端部が所定の表面粗さを有する下地層39上に固着されている。そして、保護膜37は、下地層39及びカラム35の少なくとも一部(図4に示す例ではカラム35全体)を被覆するように形成されている。
下地層39は、所定の表面粗さを有するように形成されたITO電極たる画素電極12及び共通電極22の表面の凹凸形状を呈する部位である。このように、ITO電極たる画素電極12及び共通電極22の表面に所定の表面粗さRaを実現させる為には、例えばエッチング加工等が有効である。ITO結晶と結晶粒界とには溶解性に差があり、結晶粒界は溶解の進行が速い為、簡便に非常に大きな表面粗さRaを得ることが出来る。
The
The
また、ITO電極たる画素電極12及び共通電極22を形成する際に、例えばスパッタ法や蒸着法等によって所定の膜厚(例えばITO電極たる画素電極12及び共通電極22を300nm))以上の膜厚で形成することによっても、大きな表面粗さRaを得ることができる。具体的な下地層39の表面粗さRaの好ましい値については後述する。
保護膜37は、カラム35の材料の光反応性よりも低い光反応性を有する(換言すれば、含有する光活性基の数がより少ない)材料から成る膜である。具体的には、保護膜37の材料としては、カラム35の材料として上述した材料を用いた場合、例えば、ポリシロキサン系垂直配向材料を用いることができる。すなわち、保護膜37は、例えば有機基を含有するアルコキシシランを重縮合して得られる珪素化合物等のポリシロキサン系垂直配向材料を用いて、例えばスピンコートやインクジェットなどの液相成膜法によって形成することができる。
Further, when forming the
The
上述したように、本一実施形態において配向膜30は、所定の表面粗さを有する下地層39、及びその上面に形成されたカラム35に、例えばポリシロキサン系垂直配向層から成る保護膜が形成された積層構造を採っている。
ここで、配向膜30の下地として凹凸形状を呈する下地層39を設けることで、配向膜30を形成する面の表面粗さRaを所定値以上にする。これにより、カラム35上に保護膜37を形成しても、カラム35は、液晶層50に含まれる液晶分子を所定角度だけ傾斜させることができる(所定のプレチルト角を得ることができる)。また、カラム35を、高密度な斜方蒸着条件(低入射角、高圧力)で形成しても、所定のプレチルト角を実現することが可能と成る。
なお、カラム35の材料としては、珪素酸化物に限られず、例えば珪素窒化物(SiN)や金属酸化物(例えば酸化アルミニウムなど)を挙げることができる。
以上、配向膜30及び下地層39の構成について、第1の基板10上に設けられた配向膜30を例にして説明したが、第2の基板20上に設けられた配向膜30及び下地層39の構成も、上述した第1の基板10上に設けられた配向膜30の構成と同様の構成である。
As described above, in this embodiment, the
Here, the surface roughness Ra of the surface on which the
The material of the
The configuration of the
以下、本一実施形態に係る液晶装置1の製造方法について説明する。図5(a)は、素子基板作成工程によって作成された素子基板11を模式的に示す図である。図5(b)は、ITO膜形成工程によってITO膜である画素電極が形成された第1の基板10を模式的に示す図である。図5(c)は、下地層加工工程によってITO膜である画素電極が所定の表面粗さRaを有した状態の第1の基板10を模式的に示す図である。図5(d)は、カラム形成工程によってカラム35が形成された第1の基板10を模式的に示す図である。図5(e)は、保護膜形成工程によって保護膜37が形成された第1の基板10を模式的に示す図である。図6は、カラム形成工程において用いる蒸着装置の一構成例を模式的に示す図である。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、例えば石英などの透明なガラス基板から素子基板11を作成する(素子基板作成工程;図5(a)参照)。続いて、素子基板11上にITO膜たる画素電極12を形成し、第1の基板10を作成する(ITO膜形成工程;図5(b)参照)。すなわち、画素電極形成工程では、素子基板11の表面を覆うように、例えばITOから成る導電膜を、蒸着法やスパッタ法などを用いて成膜する。導電膜の厚みは、例えば400nm程度とすればよい。
First, the
続いて、成膜された導電膜の液晶層50側の表面に対して、例えばウェットエッチングを所定時間だけ施し、当該表面に所定の表面粗さRaを備えさせる(下地層加工工程;図5(c)参照)。
そして、導電膜を、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、画素Pごとの結晶性導電膜である画素電極12を形成する。具体的には、一例としては、表面粗さRaが25nmであって厚さが150nmのITO膜を、画素電極12及び下地層39として形成すればよい。
Subsequently, for example, wet etching is performed for a predetermined time on the surface of the formed conductive film on the
Then, the
さらに、蒸着装置を用いて、斜方蒸着法によって、蒸着物質の蒸気流を所定の蒸着角度で基板に導き、蒸着物質による斜方蒸着膜(柱状構造物)であるカラム35を、下地層39上に形成する(カラム形成工程;図5(d)参照)。すなわち、このカラム形成工程は、斜方蒸着法によって、例えば珪素酸化物(SiOx)から成る所定厚さ(例えば厚さ150nm)の斜方柱状構造膜たるカラム35を成膜する工程である。
Furthermore, the vapor flow of the vapor deposition material is guided to the substrate at a predetermined vapor deposition angle by the oblique vapor deposition method using the vapor deposition apparatus, and the
図6は、カラム形成工程において用いる蒸着装置の一構成例を模式的に示す図である。同図に示すように、蒸着装置91は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源92と、蒸気を適宜遮蔽する遮蔽板93と、チャンバーである蒸着室95と、を備える。蒸着室95内には、第1の基板10が、蒸着源92と当該第1の基板10の中心Oとを結ぶ線に対して角度θだけ傾いた状態で治具(不図示)によって保持されている。同様に、第2の基板20が、蒸着源92と第2の基板20の中心Oとを結ぶ線に対して角度θだけ傾いた状態で治具(不図示)によって保持されている。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a vapor deposition apparatus used in the column forming process. As shown in the figure, the
ここで、各基板10,20を支持する治具(不図示)は、蒸着源92に対して各基板10,20を所望角度だけ傾けられるように、各基板10,20の中心Oを回転中心として、各基板10,20を回転させられるように構成されている。
斜方蒸着法によれば、蒸着源92と基板10,20との位置関係によって、基板10,20に対する蒸気の入射角が変化する。蒸着源92と基板10,20との距離が遠いほど、膜厚を一様に形成することができる。図6に示すように、複数の基板に対して同時に斜方蒸着することで、第1の基板10と第2の基板20との蒸着条件を同じ条件とすることができ、対向する配向膜30同士の膜厚を揃えることができる。
Here, a jig (not shown) for supporting each of the
According to the oblique vapor deposition method, the incident angle of the vapor with respect to the
上述したカラム形成工程を完了すると、複数のカラム35から成る斜方柱状構造膜上に、例えばポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液(保護膜37の材料)を、例えばスピンコート法によって所定厚さ(一例としては40nm)だけ塗布し、カラム35表面に保護膜37(本例ではポリシロキサン系垂直配向膜)を形成する(保護膜形成工程;図5(e))。なお、この保護膜形成工程においては、下地層39のうちカラム35が形成されていない露出部位にも保護膜37の材料を塗布して保護膜37を形成する。
以上、第1の基板10上に配向膜30を形成する例を説明したが、第2の基板20上に配向膜30を形成する場合は、ITO膜形成工程において画素電極12の代わりに共通電極22を形成する。そして、この工程以外の工程は同様の工程である。
When the above-described column forming step is completed, a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material (material for the protective film 37), for example, is spin-coated to a predetermined thickness on the oblique columnar structure film composed of a plurality of
The example in which the
すなわち、対向基板21に係るITO膜形成工程では、対向基板21のうち第1の基板10側の表面を覆うように例えばITOからなる導電膜を、蒸着法やスパッタ法などを用いて成膜する。
この結晶性導電膜を、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることによって、共通電極22を形成する。共通電極22の厚みは画素電極12と同様、光透過性と導電性とを兼ね備えた厚みであることが好ましい。ただし、共通電極22は少なくとも表示領域Eに亘って対向基板21の表面を覆うように形成する必要がある。
That is, in the ITO film forming process related to the
The common electrode 22 is formed by patterning this crystalline conductive film using a photolithography method. As with the
このITO膜形成工程によって共通電極22を形成した後は、上述した第1の基板10に対するカラム形成工程及び保護膜形成工程と同様の工程によって、共通電極22上に配向膜30を形成する。
そして、配向膜30がそれぞれ形成された第1の基板10と第2の基板20との間に液晶を充填する(液晶充填工程)。この液晶充填工程では、第1の基板10及び第2の基板20のうち何れか一方に、例えば印刷法や吐出法を用いてシール材40を所定の位置に配置する。さらに、第1の基板10と第2の基板20とを、所定間隔だけあいた状態で(シール材40に含まれているスペーサによって所定間隔だけあけられた状態で)対向配置し、シール材40を硬化させる。
After the common electrode 22 is formed by the ITO film forming process, the
Then, liquid crystal is filled between the
ここで、第1の基板10と第2の基板20との間に形成された空間に、負の誘電異方性を有する液晶を注入する。液晶の注入方法としては、例えば第1の基板10と第2の基板20との隙間を減圧して、シール材40に設けられた注入口から液晶を前記隙間に注入する方法(真空注入法)を挙げることができる。このシール材40に設けられた液晶注入口は、液晶注入後に例えば紫外線硬化型の接着剤を用いて封止される。
Here, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is injected into a space formed between the
なお、液晶の充填方法は上述の例に限定されず、シール材40を額縁状に配置してこれを土手とし、シール材40で囲まれた内側に減圧下で上記液晶を滴下した後に第1の基板10と第2の基板20とを貼り合わせる、所謂ODF(One Drop Fill)法を用いてもよい。
The liquid crystal filling method is not limited to the above-described example. The sealing
以下、下地層39に求められる表面粗さRaについて詳細に説明する。図7は、下地層39の表面粗さRaとプレチルト角との相関関係の一例を示す図である。なお、ここでの表面粗さRaとは、JIS B 0601:2001で規定されている算術平均粗さである。
同図において、実線で示すグラフL1は、斜方蒸着法により、基板法線からの角度が45度、蒸着時の圧力が8.5E−3Paで形成された、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)に、厚さ10nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した場合の表面粗さRaとプレチルト角との相関関係を示すグラフである。一方、一点鎖線で示すグラフL2は、斜方蒸着法により、基板法線からの角度が55度、蒸着時の圧力が3.0E−3Paで形成された、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)に、厚さ40nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した場合の表面粗さRaとプレチルト角との相関関係を示すグラフである。
Hereinafter, the surface roughness Ra required for the
In this figure, a graph L1 indicated by a solid line is a 150 nm thick silicon oxide (at an angle of 45 degrees from the substrate normal and a deposition pressure of 8.5E-3 Pa) formed by oblique vapor deposition. The surface roughness in the case where the
換言すれば、グラフL1は、配向膜30を、密な斜方蒸着膜(カラム35)上に薄く保護膜37を形成する構成(上述の「構成1」に相当)とした場合における、下地層39の表面粗さRaとプレチルト角との相関関係を示している。一方、グラフL2は、配向膜30を、粗な斜方蒸着膜(カラム35)上に厚く保護膜37を形成する構成(上述の「構成2」に相当)とした場合における、下地層39の表面粗さRaとプレチルト角との相関関係を示している。
In other words, the graph L1 shows that the
ここで、下地層39の表面粗さRaの値は、「構成1」に対応するグラフL1においてプレチルト角が5度となるときの表面粗さRaの値(約40nm)と、「構成2」に対応するグラフL2においてプレチルト角が生じ始めるときの表面粗さRaの値(約5nm)との間の範囲内にあることが好ましい。つまり、下地層39の表面粗さRaの値は、例えば5nm以上40nm以下であることが好ましい。
この表面粗さRaの範囲は、プレチルト角が5度以上になるとコントラストの低下などの問題が生じやすくなってしまうことを鑑みてそのときの表面粗さRaの値を最大値とし、プレチルト角が生じ始めるときの表面粗さRaの値を最小値とした範囲である。
Here, the value of the surface roughness Ra of the
The range of the surface roughness Ra is such that when the pretilt angle is 5 degrees or more, a problem such as a decrease in contrast tends to occur, the value of the surface roughness Ra at that time is the maximum value, and the pretilt angle is This is a range in which the value of the surface roughness Ra when starting to occur is the minimum value.
ところで、出願人は、上述の製造方法を用いて、具体的に下記の条件で配向膜30を形成し、当該配向膜30によって得られるプレチルト角を測定・解析した。
《具体例1》
ITO膜形成工程において、スパッタ法により厚さ400nmの画素電極12及び共通電極22を形成した。下地層加工工程において、画素電極12及び共通電極22の表面に対してウェットエッチングを250sec施し、表面粗さRaが25nmであって厚さが150nmの画素電極12及び共通電極22を形成した(表面粗さRaが25nmの下地層39を形成した)。カラム形成工程において、斜方蒸着法により、基板10,20の法線からの角度が55度、蒸着時の圧力が3.0E−2Paで、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を、下地層39上に形成した。保護膜形成工程において、厚さ40nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した。本例の製造方法によって形成された配向膜30によれば、4度のプレチルト角が得られた。
By the way, the applicant specifically formed the
<< Specific Example 1 >>
In the ITO film forming step, the
《具体例2》
ITO膜形成工程において、スパッタ法により厚さ400nmの画素電極12及び共通電極22を形成した。下地層加工工程において、画素電極12及び共通電極22の表面に対してウェットエッチングを250sec施し、表面粗さRaが25nmであって厚さが150nmの画素電極12及び共通電極22を形成した(表面粗さRaが25nmの下地層39を形成した)。カラム形成工程において、斜方蒸着法により、基板10,20の法線からの角度が45度、蒸着時の圧力が8.5E−3Paで、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を、下地層39上に形成した。保護膜形成工程において、厚さ15nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した。本例の製造方法によって形成された配向膜30によれば、2度のプレチルト角が得られた。
<< Specific Example 2 >>
In the ITO film forming step, the
《比較例1》
本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法を用いずに製造した従来の配向膜については、次のような結果が得られた。すなわち、スパッタ法により表面粗さRaが2nmであって厚さ150nmの画素電極12及び共通電極22を形成し、斜方蒸着法により基板10,20の法線からの角度が55度、蒸着時の圧力が3.0E−2Paで、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を形成し、厚さ40nmになる条件でポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成したところ、プレチルト角を得ることができなかった(プレチルト角は0度であった)。なお、前記柱状構造膜の材料としては、《具体例1》及び《具体例2》における斜方柱状構造膜(カラム35)の材料と同様の材料、すなわち柱状珪素酸化物(SiOx)を用いている。
<< Comparative Example 1 >>
The following results were obtained for a conventional alignment film manufactured without using the method of manufacturing a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. That is, the
《比較例2》
また、スパッタ法により表面粗さRaが2nmであって厚さ150nmの画素電極12及び共通電極22を形成し、斜方蒸着法により基板10,20の法線からの角度が45度、蒸着時の圧力が3.0E−3Paで、厚さ150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を形成し、厚さ15nmになる条件でポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成したところ、プレチルト角を得ることができなかった(プレチルト角は0度であった)。なお、前記柱状構造膜の材料としては、《具体例1》及び《具体例2》における斜方柱状構造膜(カラム35)の材料と同様の材料、すなわち柱状珪素酸化物(SiOx)を用いている。
<< Comparative Example 2 >>
Further, the
ここで、《比較例1》は上述の“構成2(粗な斜方蒸着膜上に厚く保護膜を形成する構成)”に対応する構成である。また、《比較例2》は上述の“構成1(密な斜方蒸着膜上に薄く保護膜を形成する構成)”に対応する構成である。そして、何れの比較例においてもプレチルト角を得ることができていないことから、下地層39を設けなければ、どのような態様で保護膜37を形成したとしても、配向膜に求められる機能の一つである配向制御機能を得ることができないことが分かる。
Here, “Comparative Example 1” corresponds to the above-described “Configuration 2 (a configuration in which a protective film is thickly formed on a rough oblique deposition film)”. Further, << Comparative Example 2 >> corresponds to the above-described "Configuration 1 (a configuration in which a protective film is thinly formed on a dense obliquely deposited film)". Since no pretilt angle can be obtained in any of the comparative examples, if the
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、プレチルト角の制御性能の向上と、耐光性寿命の向上(光反応による劣化の抑制)とを共に実現させた液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供することができる。詳細には、本発明の一実施形態は、従来技術の課題を次のように解決している。
従来より、液晶装置においては、充分な配向制御を実現する為に(一軸配向を実現する為に)、斜方柱状構造物(カラム)を含む配向膜が設けられている。しかしながら、このカラムによって、液晶層と配向膜との界面の面積が増大してしまい、これに起因して当該液晶装置の耐光性寿命が低下してしまう。そこで、本一実施形態では、カラム35のうち少なくとも一部を、低反応性材料から成る保護膜37で被覆することで、光反応による劣化を抑制する。
As described above, according to one embodiment of the present invention, a liquid crystal device and a liquid crystal device that realize both improvement in pretilt angle control performance and improvement in light resistance life (suppression of deterioration due to photoreaction) are provided. A manufacturing method and an electronic device can be provided. Specifically, an embodiment of the present invention solves the problems of the prior art as follows.
Conventionally, in a liquid crystal device, an alignment film including an oblique columnar structure (column) is provided in order to realize sufficient alignment control (in order to realize uniaxial alignment). However, this column increases the area of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film, resulting in a decrease in the light-resistant life of the liquid crystal device. Therefore, in this embodiment, at least a part of the
より詳細には、例えばポリシロキサン系垂直配向材料から成る保護膜37を、複数のカラム35の少なくとも一部及び下地層39を被覆するように設けることで、当該配向膜30と液晶層50との界面に存在する光活性基の量が大幅に低減し、耐光性寿命の向上が実現する。さらに、所定の表面粗さRaを有する下地層39を形成することで、保護膜37の存在にも関わらずプレチルト角を得やすくなる(プレチルト角の制御性の向上が実現する)。さらに、下地層39を、その表面粗さが大きくなるように形成することで、密な蒸着条件(低蒸着角度、低圧力)で斜方蒸着法によってカラム35を形成することが可能となる。つまり、斜方蒸着膜の形成工程の高効率化(カラム35の形成効率の高効率化)が実現し、生産性が向上する。
More specifically, a
ここで、上述した各比較例から分かるように、単に保護膜37を形成するだけでは、プレチルト角を得られなくなる(配向膜の配向制御機能が失われる)。そこで、本一実施形態では、カラム35を形成する面に、所定の表面粗さRaを備えさせる(下地層39を設ける)。このように構成することで、保護膜37による耐光性寿命の向上が実現すると共に、所定のプレチルト角も得ることができる(上述した具体例1及び具体例2を参照)。このように、本一実施形態においては、配向制御性能の観点と、耐光性の観点との両観点からみて最も適切な態様で配向膜30を形成している。
ここで、下地層39の表面粗さRaの値は、5nm以上40nm以下であることが好ましい。このように構成することで、配向制御性能と耐光性寿命とを最適に両立させることができる。
Here, as can be seen from the comparative examples described above, the pretilt angle cannot be obtained simply by forming the protective film 37 (the alignment control function of the alignment film is lost). Therefore, in the present embodiment, the surface on which the
Here, the value of the surface roughness Ra of the
[変形例]
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で変形及び応用が可能なことは勿論である。
例えば、ITO膜形成工程において、ITO膜である画素電極12及び共通電極22を、スパッタ法によって膜厚300nm以上として形成することで、当該画素電極12及び共通電極22の表面粗さRaの値は5nm以上となる(下地層39が設けられた状態で画素電極12及び共通電極22が形成される)。従って、このようにしてITO膜である画素電極12及び共通電極22を形成することで、下地層加工工程が不要となる。
図8は、スパッタ法によって作成されたITO膜の膜厚と、当該ITO膜の表面粗さRaとの関係の実測結果を示す図である。同図に示すように、下地層39の表面粗さRaとして適切な値(5nm以上の表面粗さRa)は、ITO膜を300nm以上の膜厚で形成することで得られる。
[Modification]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to the above-mentioned example, Of course, a deformation | transformation and application are possible within the range of the summary of this invention.
For example, in the ITO film forming step, the
FIG. 8 is a diagram showing an actual measurement result of the relationship between the film thickness of the ITO film prepared by the sputtering method and the surface roughness Ra of the ITO film. As shown in the figure, an appropriate value (surface roughness Ra of 5 nm or more) as the surface roughness Ra of the
ところで、ITO膜の膜厚を厚くした場合、透過率の低下という悪影響が生じる。従って、画素電極12及び共通電極22の厚みは、その光透過率が90%を下回らないような厚みであることが好ましい。図9は、スパッタ法によって作成されたITO膜の消衰係数から算出されたITO膜の膜厚と緑光(波長550nmの光)の透過率との関係を示す図である。同図に示すように、ITO膜の膜厚保が1000nm以上になると光透過率が90%を下回ってしまう。このため、ITO膜の膜厚は、1000nm未満であることが好ましい。
なお、プロジェクタ装置の場合、光透過率が低下した場合であっても、光源光の明るさを調節することで、投影画像の明るさを維持することは可能である為、ITO膜の膜厚(画素電極12及び共通電極22の厚み)は必ずしも1000nm未満でなくても構わない。
By the way, when the thickness of the ITO film is increased, an adverse effect of a decrease in transmittance occurs. Therefore, it is preferable that the thicknesses of the
In the case of the projector device, even if the light transmittance is lowered, it is possible to maintain the brightness of the projected image by adjusting the brightness of the light source light. (Thicknesses of the
ところで、出願人は、本変形例を適用して、具体的に下記の条件で配向膜30を形成し、当該配向膜30によって得られるプレチルト角を測定・解析した。
《具体例3》
ITO膜形成工程において、スパッタ法により、厚さが300nmであって表面粗さRaが6nmの画素電極12及び共通電極22を形成し(下地層39を同時に形成し)、下地層加工工程を省略した。カラム形成工程において、斜方蒸着法により、基板10,20の法線からの角度が55度、蒸着時の圧力が3.0E−2Pa、厚さが150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を、下地層39上に形成した。保護膜形成工程において、厚さ40nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した。本例の製造方法によって形成された配向膜30によれば、0.2度のプレチルト角が得られた。
By the way, the applicant applied this modification, specifically formed the
<< Specific Example 3 >>
In the ITO film forming step, the
なお、ITO膜形成工程において、スパッタ法の代わりに蒸着法を用いることで、ITO膜である画素電極12及び共通電極22の膜厚をより薄くして同様の表面粗さRaを得ることができる。具体的には、例えば下記の例を挙げることができる。
《具体例4》
ITO膜形成工程において、蒸着法により、厚さが150nmであって表面粗さRaが6nmの画素電極12及び共通電極22を形成し(下地層39を同時に形成し)、下地層加工工程を省略した。カラム形成工程において、斜方蒸着法により、基板10,20の法線からの角度が55度、蒸着時の圧力が3.0E−2Pa、厚さが150nmの珪素酸化物(SiOx)から成る斜方柱状構造膜(カラム35)を、下地層39上に形成した。保護膜形成工程において、厚さ40nmになる条件で、ポリシロキサン系垂直配向材料を含む溶液をスピンコート法によって塗布して保護膜37を形成した。本例の製造方法によって形成された配向膜30によれば、0.2度のプレチルト角が得られた。
In the ITO film forming step, by using a vapor deposition method instead of the sputtering method, the
<< Specific Example 4 >>
In the ITO film forming step, the
[応用例]
以上説明した実施形態に例示した液晶装置1は、各種の電子機器に利用され得る。図10乃至図12には、液晶装置1を採用した電子機器の具体的な形態が例示されている。
図10は、液晶装置1を適用した投射型表示装置(3板式のプロジェクター)4000の模式図である。投射型表示装置4000は、相異なる表示色(赤色,緑色,青色)に対応する3個の液晶装置1(1R,1G,1B)を含んで構成される。照明光学系4001は、照明装置(光源)4002からの出射光のうち赤色成分rを液晶装置1Rに供給し、緑色成分gを液晶装置1Gに供給し、青色成分bを液晶装置1Bに供給する。各液晶装置1は、照明光学系4001から供給される各単色光を表示画像に応じて変調する光変調器(ライトバルブ)として機能する。投射光学系4003は、各液晶装置1からの出射光を合成して投射面4004に投射する。
[Application example]
The
FIG. 10 is a schematic diagram of a projection display device (three-plate projector) 4000 to which the
図11は、液晶装置1を採用した可搬型のパーソナルコンピューターの斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、各種の画像を表示する液晶装置1と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。
FIG. 11 is a perspective view of a portable personal computer that employs the
図12は、液晶装置1を適用した携帯電話機の斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する液晶装置1とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置1に表示される画面がスクロールされる。
FIG. 12 is a perspective view of a mobile phone to which the
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図10乃至図12に例示した機器のほか、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants),デジタルスチルカメラ,テレビ,ビデオカメラ,カーナビゲーション装置,車載用の表示器(インパネ),電子手帳,電子ペーパー,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,プリンター,スキャナー,複写機,ビデオプレーヤー,タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。 Note that electronic devices to which the electro-optical device according to the present invention is applied include the devices exemplified in FIGS. 10 to 12, personal digital assistants (PDAs), digital still cameras, televisions, video cameras, Car navigation devices, in-vehicle displays (instrument panels), electronic notebooks, electronic paper, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, printers, scanners, copiers, video players, devices with touch panels, etc. Can be mentioned.
さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示した複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示す全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention can be achieved. In the case of being obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can also be extracted as an invention.
1…液晶装置、 10…第1の基板、 11…素子基板、 12…画素電極、 20…第2の基板、 21…対向基板、 22…共通電極、 30…配向膜、 35…カラム、 37…保護膜、 39…下地層、 40…シール材、 41…遮光膜、 42…層間膜層、 50…液晶層、 91…蒸着装置、 92…蒸着源、 93…遮蔽板、 95…蒸着室、 101…データ線駆動回路、 102…走査線駆動回路、 104…外部接続端子。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1の基板と前記液晶層との間に形成された下地層と、
前記下地層と前記液晶層との間に形成された配向層と、を備え、
前記配向層は、
前記下地層の前記液晶層側の面に形成された複数の柱状構造物と、
前記複数の柱状構造物の少なくとも一部及び前記下地層を被覆するように形成された保護膜と、を有し、
前記下地層は、5nm以上40nm以下の表面粗さを有する、ことを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device in which a liquid crystal layer is provided between a first substrate and a second substrate,
An underlayer formed between the first substrate and the liquid crystal layer;
An alignment layer formed between the base layer and the liquid crystal layer,
The alignment layer is
A plurality of columnar structures formed on the surface of the base layer on the liquid crystal layer side;
A protective film formed to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the base layer,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the underlayer has a surface roughness of 5 nm to 40 nm.
前記一対の基板のうち一方の基板の一方の面に5nm以上40nm以下の表面粗さを有する下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層の前記一方の基板と反対側の面に配向層を形成する配向層形成工程と、を有し、
前記配向層形成工程は、複数の柱状構造物を形成する柱状構造物形成工程と、前記複数の柱状構造物の少なくとも一部及び前記下地層を被覆するように保護膜を形成する保護膜形成工程と、
を具備することを特徴とする液晶装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates,
An underlayer forming step of forming an underlayer having a surface roughness of 5 nm to 40 nm on one surface of one of the pair of substrates;
An alignment layer forming step of forming an alignment layer on the surface of the base layer opposite to the one substrate,
The alignment layer forming step includes a columnar structure forming step for forming a plurality of columnar structures, and a protective film forming step for forming a protective film so as to cover at least a part of the plurality of columnar structures and the base layer. When,
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
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