JP6229295B2 - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and electronic apparatus - Google Patents

Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and electronic apparatus Download PDF

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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, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose the following techniques as techniques for controlling the pretilt angle by adjusting the surface roughness of the surface on which the alignment film is provided.
In the technique disclosed in Patent Document 1, after forming a transparent electrode film on a substrate by a vapor deposition method, an alignment film is formed on the surface of the transparent electrode film by the vapor deposition method. The transparent electrode film formed by the vapor deposition method has a surface roughness of 4 nm to 12 nm (a large surface roughness value). By forming an alignment film on the surface of the transparent electrode film having such a surface roughness, a predetermined pretilt angle can be obtained even when, for example, an oblique deposition film is densely formed as the alignment film. It becomes.
In the technique disclosed in Patent Document 2, each of the pair of substrates includes a base part and an alignment film formed on the surface of the base part and in contact with the liquid crystal layer. The surface roughness of the surface on which is formed is less than 4 nm. Patent Document 2 describes that the pretilt angle can be set within a practical range by setting the surface roughness of the formation surface of the alignment film to less than 4 nm (for example, Patent Document 2). In paragraph [0057]).
In Patent Document 3, a polysiloxane-based vertical alignment material such as a silicon compound obtained by polycondensation of an alkoxysilane containing an organic group is cited as a liquid crystal alignment material having high light resistance.

特開２００８−１７０６６７号公報JP 2008-170667 A 特開２０１１−１５４１５６号公報JP 2011-154156 A 国際公開第２００７／１０２５１３号International Publication No. 2007/102513

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。   Patent Document 1 has a description that an alignment film is formed at a high film density, but since the alignment film has a column structure, the area of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film is small. Is hard to say. Therefore, it cannot be said that the technique disclosed in Patent Document 1 is a technique proposed with sufficient consideration of light resistance. In the technique disclosed in Patent Document 2, as in Patent Document 1, the oblique vapor deposition film as the alignment film has a porous column structure, and the area of the interface between the liquid crystal layer and the alignment film is small. It's hard to say. Therefore, it cannot be said that the technique disclosed in Patent Document 2 is a technique proposed with sufficient consideration of light resistance.

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 Patent Document 1 and Patent Document 2, although improvement in the control performance of the pretilt angle is taken into consideration, the light resistance life is improved (deterioration due to photoreaction) is suppressed. No consideration is given to. When only the polysiloxane-based vertical alignment material disclosed in Patent Document 3 is used as the alignment film, a pretilt angle cannot be given to the liquid crystal molecules. When the pretilt angle cannot be given to the liquid crystal molecules, a domain problem caused by a horizontal electric field generated between pixels occurs. In particular, when the pixel size is fine, the influence of the domain appears remarkably, and the transmittance can be significantly reduced.

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.

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。It is a schematic plan view which shows one structural example of the liquid crystal device which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is arrow sectional drawing of the liquid crystal device in the HH 'line | wire in FIG. 図２に示す幅ｗの区間の液晶装置の断面構造を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the cross-section of the liquid crystal device of the area of the width w shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る液晶装置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。It is a figure which expands and shows typically the section structure of the alignment film which the liquid crystal device concerning one embodiment of the present invention comprises. （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。（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。（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。（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。（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。(A) is a figure which shows typically the element substrate 11 produced by the element substrate creation process. (B) is a figure which shows typically the 1st board | substrate 10 with which the pixel electrode which is an ITO film | membrane was formed by the ITO film | membrane formation process. (C) is a figure which shows typically the 1st board | substrate 10 in the state in which the pixel electrode which is an ITO film | membrane has predetermined | prescribed surface roughness Ra by a base layer processing process. (D) is a figure which shows typically the 1st board | substrate 10 with which the column 35 was formed by the column formation process. (E) is a figure which shows typically the 1st board | substrate 10 with which the protective film 37 was formed by the protective film formation process. 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。It is a figure which shows typically the example of 1 structure of the vapor deposition apparatus used in a column formation process. 下地層の表面粗さＲａとプレチルト角との相関関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of correlation with surface roughness Ra of a base layer, and a pretilt angle. 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。It is a figure which shows the actual measurement result of the relationship between the film thickness of the ITO film | membrane produced by the sputtering method, and the surface roughness Ra of the said ITO film | membrane. 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。It is a figure which shows the relationship between the film thickness of the ITO film | membrane calculated from the extinction coefficient of the ITO film | membrane produced by the sputtering method, and the transmittance | permeability of green light (light with a wavelength of 550 nm). 本発明の一実施形態に係る液晶装置を適用した投射型表示装置（三板式のプロジェクター）の模式図である。1 is a schematic diagram of a projection display device (three-plate projector) to which a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係る液晶装置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。1 is a perspective view of a portable personal computer that employs a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る液晶装置を適用した携帯電話機の斜視図である。1 is a perspective view of a mobile phone to which a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention is applied.

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 liquid crystal device 1 according to the present embodiment includes an element substrate 11 as one of a pair of substrates, a counter substrate 21 as the other substrate, and a pair of these substrates. And a liquid crystal layer 50 sandwiched between the substrates 11 and 21.
As shown in FIGS. 1 and 2, the element substrate 11 is slightly larger than the counter substrate 21, and the element substrate 11 and the counter substrate 21 are joined via a sealing material 40 arranged in a frame shape. . Further, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed in the space between the element substrate 11 and the counter substrate 21 to form a liquid crystal layer 50.

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 element substrate 11 is a transparent glass substrate such as quartz. A pixel electrode 12 made of ITO (Tin-doped Indium Oxide), which is a light-transmitting crystalline conductive film, is formed on the surface of the element substrate 11 on the counter substrate 21 side. Hereinafter, a member composed of the element substrate 11 and the pixel electrode 12 is referred to as a “first substrate” (a member denoted by reference numeral 10 in FIGS. 3 and 4 described later).
Note that the first substrate 10 is also provided with a pixel circuit including a transistor for controlling the switching of the pixel electrode 12 and a peripheral circuit.

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 counter substrate 21 is a transparent glass substrate such as quartz. A common electrode 22 made of ITO, which is a light-transmitting crystalline conductive film, is formed on the surface of the counter substrate 21 on the element substrate 11 side. Hereinafter, a member composed of the counter substrate 21 and the common electrode 22 is referred to as a “second substrate” (a member denoted by reference numeral 20 in FIG. 3 described later).
The second substrate 20 is also provided with a light shielding portion (black matrix) for optically partitioning the pixels.

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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 are made of a metal oxide, and examples thereof include indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).

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 liquid crystal layer 50 is a layer in which liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed between the element substrate 11 and the counter substrate 21 bonded through the sealing material 40. The sealing material 40 is, for example, an adhesive such as a thermosetting or ultraviolet curable epoxy resin. Spacers (not shown) for keeping a constant distance between the element substrate 11 and the counter substrate 21 are mixed in the sealing material 40.

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 light shielding film 41 is similarly provided in the frame shape on the inner side (the liquid crystal layer 50 side) of the sealing material 40 arranged in the frame shape. The light shielding film 41 is made of, for example, a light shielding metal or metal oxide, and the inside of the light shielding film 41 is a display region E having a plurality of pixels P. Although not shown in detail in FIG. 1, the light shielding film 41 is provided on the counter substrate 21 side so as to divide the pixels P in the display area E in a plane.

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 element substrate 11 has a rectangular shape in plan view and includes first to fourth side portions 11a to 11d. A data line driving circuit 101 is provided between the sealing material 40 along the first side portion 11a.
Further, scanning line driving circuits 102 are provided inside the sealing material 40 along the third side portion 11c and the fourth side portion 11d, respectively. In addition, a plurality of wirings 105 that connect the two scanning line driving circuits 102 are provided inside the sealing material 40 provided on the second side portion 11b side.
Wirings connected to the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 102 are connected to a plurality of external connection terminals 104 provided along the first side portion 11a.

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 first side 11a and the second side 11b is referred to as an X direction, and a direction parallel to the third side 11c and the fourth side 11d (a direction orthogonal to the X direction) is referred to as a Y direction. Called.
On the surface of the element substrate 11 on the liquid crystal layer 50 side, as shown in FIG. 2, a light-transmissive pixel electrode 12 provided for each pixel P and an alignment film 30 are formed. Although not shown in FIGS. 1 and 2, the surface of the pixel electrode 12 on the liquid crystal layer 50 side has a predetermined surface roughness Ra (a base layer described later is formed on the pixel electrode 12. ) Note that a pixel circuit including a thin film transistor as a switching element is electrically connected to the pixel electrode 12.

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 counter substrate 21 on the liquid crystal layer 50 side, as shown in FIG. 2, a light shielding film 41, an interlayer film layer 42 formed so as to cover the light shielding film 41, and an interlayer film layer 42 are provided. A common electrode 22 having optical transparency and an alignment film 30 covering the common electrode 22 are provided. Here, although not shown in FIGS. 1 and 2, the surface of the common electrode 22 on the liquid crystal layer 50 side has a predetermined surface roughness Ra (a base layer described later is formed on the common electrode 22. )
Note that a layer having a large number of microlenses (microlens layer) is formed on the surface of the counter substrate 21 on the liquid crystal layer 50 side, and the loss is reflected and shielded by the light shielding film 41 using these microlenses. The incident light to be condensed may be condensed at the opening of each pixel so that the amount of transmitted light is increased.

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 light shielding film 41 is provided in a frame shape at a position overlapping the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 102 in a plan view. The light shielding film shields light incident from the counter substrate 21 side, and prevents malfunction of the peripheral circuits including these drive circuits due to light. Further, unnecessary stray light is shielded by the light shielding film 41 so as not to enter the display area E, and high contrast in the display of the display area E is ensured.

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 interlayer film layer 42 is made of an inorganic material such as silicon oxide, for example, and is provided so as to cover the light shielding film 41 with light transmittance. As a method of forming such an interlayer film layer 42, for example, a method of forming the inorganic material using a plasma CVD method or the like can be given.
The common electrode 22 is provided so as to cover the interlayer film layer 42 and is electrically connected to the wiring on the element substrate 11 side by the vertical conduction portions 106 provided at the four corners of the counter substrate 21 as shown in FIG. ing.

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 liquid crystal device 1 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the alignment film 30 is provided so as to cover the pixel electrode 12 on the element substrate 11 side, and is provided so as to cover the common electrode 22 on the counter substrate 21 side. By forming the alignment film 30 on the base layer 39 in a manner described later, liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy of the liquid crystal layer 50 are vertically aligned with a pretilt with respect to the surface of the alignment film 30. Can be oriented. As shown in FIG. 3, the alignment film 30 is actually formed on a base layer 39 provided on the surface of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 on the liquid crystal layer 50 side.
In this example, the alignment film 30 is provided on both the first substrate 10 and the second substrate 20, but may be provided on at least one of the substrates.

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 alignment film 30 will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, the alignment film 30 provided on the first substrate 10 will be described here.
FIG. 4 is a diagram schematically showing an enlarged cross-sectional structure of the alignment film included in the liquid crystal device 1 according to an embodiment of the present invention.
The alignment film 30 includes a columnar structure (hereinafter referred to as a column) 35 formed on the first substrate 10, and a protective film 37 provided so as to cover at least a part of the column 35 and the base layer 39. And comprising. The configuration of the alignment film 30 can be roughly divided into the following two types. That is, (Configuration 1) A configuration in which a thin protective film 37 is formed on a dense oblique vapor deposition film (column 35), and (Configuration 2) a thick protection film 37 is formed on a rough oblique deposition film (column 35). The configuration to
Here, the alignment film 30 is formed on the first substrate 10 by, for example, oblique vapor deposition. The oblique vapor deposition method is one of methods for forming a vapor deposition film on the surface of a vapor deposition material such as a substrate. A specific column forming method by the oblique deposition method will be described in detail later with reference to FIG.

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 column 35 is a micro-columnar structure made of, for example, silicon oxide (SiOx; such as SiO or SiO 2), which is an inorganic material, and is inclined with respect to the upper surface of the first substrate 10. Is fixed on the base layer 39 having a predetermined surface roughness. The protective film 37 is formed so as to cover at least part of the base layer 39 and the column 35 (the entire column 35 in the example shown in FIG. 4).
The underlayer 39 is a portion that exhibits an uneven shape on the surfaces of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 that are ITO electrodes formed to have a predetermined surface roughness. Thus, in order to achieve a predetermined surface roughness Ra on the surfaces of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO electrodes, for example, an etching process or the like is effective. Since there is a difference in solubility between the ITO crystal and the crystal grain boundary, and the crystal grain boundary progresses rapidly, a very large surface roughness Ra can be easily obtained.

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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO electrodes, the film thickness is equal to or greater than a predetermined film thickness (for example, the pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO electrodes are 300 nm) by, for example, sputtering or vapor deposition. A large surface roughness Ra can also be obtained by forming the film with the above. A specific value of the surface roughness Ra of the specific underlayer 39 will be described later.
The protective film 37 is a film made of a material having a photoreactivity lower than that of the material of the column 35 (in other words, containing fewer photoactive groups). Specifically, as the material of the protective film 37, for example, a polysiloxane-based vertical alignment material can be used when the above-described materials are used as the material of the column 35. That is, the protective film 37 is formed by a liquid phase film forming method such as spin coating or ink jet using a polysiloxane-based vertical alignment material such as a silicon compound obtained by polycondensation of an alkoxysilane containing an organic group, for example. can do.

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 alignment film 30 is formed of a protective film made of, for example, a polysiloxane-based vertical alignment layer on the base layer 39 having a predetermined surface roughness and the column 35 formed on the upper surface thereof. Adopted laminated structure.
Here, the surface roughness Ra of the surface on which the alignment film 30 is formed is set to a predetermined value or more by providing the base layer 39 having an uneven shape as the base of the alignment film 30. Thereby, even if the protective film 37 is formed on the column 35, the column 35 can tilt the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 50 by a predetermined angle (a predetermined pretilt angle can be obtained). Further, even if the column 35 is formed under high-density oblique vapor deposition conditions (low incident angle and high pressure), a predetermined pretilt angle can be realized.
The material of the column 35 is not limited to silicon oxide, and examples thereof include silicon nitride (SiN) and metal oxide (for example, aluminum oxide).
The configuration of the alignment film 30 and the underlayer 39 has been described above by taking the alignment film 30 provided on the first substrate 10 as an example. However, the alignment film 30 and the underlayer provided on the second substrate 20 are described. The configuration 39 is the same as the configuration of the alignment film 30 provided on the first substrate 10 described above.

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 liquid crystal device 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 5A is a diagram schematically showing the element substrate 11 created by the element substrate creation step. FIG. 5B is a diagram schematically showing the first substrate 10 on which the pixel electrode that is an ITO film is formed by the ITO film forming step. FIG. 5C schematically shows the first substrate 10 in a state where the pixel electrode, which is an ITO film, has a predetermined surface roughness Ra by the underlayer processing step. FIG. 5D is a diagram schematically showing the first substrate 10 on which the column 35 is formed by the column forming process. FIG. 5E schematically shows the first substrate 10 on which the protective film 37 is formed by the protective film forming step. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a vapor deposition apparatus used in the column forming process.

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 element substrate 11 is created from a transparent glass substrate such as quartz (element substrate creation step; see FIG. 5A). Subsequently, the pixel electrode 12 that is an ITO film is formed on the element substrate 11 to form the first substrate 10 (ITO film forming step; see FIG. 5B). That is, in the pixel electrode formation step, a conductive film made of, for example, ITO is formed using an evaporation method, a sputtering method, or the like so as to cover the surface of the element substrate 11. The thickness of the conductive film may be about 400 nm, for example.

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 liquid crystal layer 50 side, and the surface is provided with a predetermined surface roughness Ra (underlayer processing step; FIG. c)).
Then, the pixel electrode 12 which is a crystalline conductive film for each pixel P is formed by patterning the conductive film using a photolithography method. Specifically, as an example, an ITO film having a surface roughness Ra of 25 nm and a thickness of 150 nm may be formed as the pixel electrode 12 and the base layer 39.

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 column 35 which is an oblique vapor deposition film (columnar structure) made of the vapor deposition material is formed on the base layer 39. Formed above (column forming step; see FIG. 5 (d)). That is, this column forming step is a step of forming the column 35, which is an oblique columnar structure film made of, for example, silicon oxide (SiOx) and having a predetermined thickness (for example, thickness 150 nm) by the oblique vapor deposition method.

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 vapor deposition apparatus 91 includes a vapor deposition source 92 that generates vapor of a vapor deposition material, a shielding plate 93 that appropriately blocks the vapor, and a vapor deposition chamber 95 that is a chamber. In the vapor deposition chamber 95, the first substrate 10 is held by a jig (not shown) in a state inclined by an angle θ with respect to a line connecting the vapor deposition source 92 and the center O of the first substrate 10. ing. Similarly, the second substrate 20 is held by a jig (not shown) in a state inclined by an angle θ with respect to a line connecting the vapor deposition source 92 and the center O of the second substrate 20.

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 substrates 10 and 20 rotates about the center O of each of the substrates 10 and 20 so that the substrates 10 and 20 can be inclined by a desired angle with respect to the vapor deposition source 92. As described above, each of the substrates 10 and 20 can be rotated.
According to the oblique vapor deposition method, the incident angle of the vapor with respect to the substrates 10 and 20 varies depending on the positional relationship between the vapor deposition source 92 and the substrates 10 and 20. As the distance between the vapor deposition source 92 and the substrates 10 and 20 increases, the film thickness can be formed uniformly. As shown in FIG. 6, by performing oblique vapor deposition on a plurality of substrates at the same time, the vapor deposition conditions of the first substrate 10 and the second substrate 20 can be made the same, and the alignment films 30 facing each other. The film thickness of each other can be made uniform.

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 columns 35, for example. (For example, 40 nm) is applied, and a protective film 37 (polysiloxane-based vertical alignment film in this example) is formed on the surface of the column 35 (protective film forming step; FIG. 5E). In this protective film forming step, the protective film 37 is formed by applying the material of the protective film 37 to the exposed portion of the base layer 39 where the column 35 is not formed.
The example in which the alignment film 30 is formed on the first substrate 10 has been described above. However, when the alignment film 30 is formed on the second substrate 20, the common electrode is used instead of the pixel electrode 12 in the ITO film forming step. 22 is formed. And processes other than this process are the same processes.

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 counter substrate 21, a conductive film made of, for example, ITO is formed using an evaporation method, a sputtering method, or the like so as to cover the surface of the counter substrate 21 on the first substrate 10 side. .
The common electrode 22 is formed by patterning this crystalline conductive film using a photolithography method. As with the pixel electrode 12, the common electrode 22 preferably has a thickness having both light transmittance and conductivity. However, the common electrode 22 needs to be formed so as to cover the surface of the counter substrate 21 at least over the display region E.

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 alignment film 30 is formed on the common electrode 22 by the same process as the column forming process and the protective film forming process for the first substrate 10 described above.
Then, liquid crystal is filled between the first substrate 10 and the second substrate 20 on which the alignment films 30 are respectively formed (liquid crystal filling step). In this liquid crystal filling step, the sealing material 40 is disposed at a predetermined position on one of the first substrate 10 and the second substrate 20 using, for example, a printing method or a discharge method. Further, the first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged to face each other with a predetermined interval therebetween (with a predetermined interval provided by a spacer included in the seal member 40). Harden.

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 first substrate 10 and the second substrate 20. As a liquid crystal injection method, for example, the gap between the first substrate 10 and the second substrate 20 is decompressed, and liquid crystal is injected into the gap from the injection port provided in the sealing material 40 (vacuum injection method). Can be mentioned. The liquid crystal injection port provided in the sealing material 40 is sealed using, for example, an ultraviolet curable adhesive after the liquid crystal is injected.

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 material 40 is arranged in a frame shape, this is used as a bank, and the liquid crystal is dropped on the inner side surrounded by the sealing material 40 under reduced pressure. A so-called ODF (One Drop Fill) method in which the substrate 10 and the second substrate 20 are bonded together may be used.

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 underlayer 39 will be described in detail. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the correlation between the surface roughness Ra of the base layer 39 and the pretilt angle. In addition, surface roughness Ra here is arithmetic mean roughness prescribed | regulated by JISB0601: 2001.
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 protective film 37 is formed by applying a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material to the oblique columnar structure film (column 35) made of SiOx) by spin coating under a condition of a thickness of 10 nm. It is a graph which shows correlation with the depth Ra and a pretilt angle. On the other hand, the graph L2 indicated by the alternate long and short dash line is a silicon oxide (SiOx) having a thickness of 150 nm formed by oblique vapor deposition at an angle from the substrate normal of 55 degrees and a deposition pressure of 3.0E-3 Pa. The surface roughness when the protective film 37 is formed by applying a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material to the oblique columnar structure film (column 35) made of) by a spin coating method under the condition of a thickness of 40 nm. It is a graph which shows correlation with Ra and a pretilt angle.

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 orientation layer 30 has a base layer in a case where the protective film 37 is thinly formed on the dense oblique deposition film (column 35) (corresponding to the above-mentioned “Configuration 1”). The correlation between the surface roughness Ra of 39 and the pretilt angle is shown. On the other hand, in the graph L2, the alignment film 30 has a structure (corresponding to the above-mentioned “Configuration 2”) in which the protective film 37 is formed thickly on the rough oblique deposition film (column 35). The correlation between the surface roughness Ra and the pretilt angle is shown.

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 underlayer 39 is the value of the surface roughness Ra (about 40 nm) when the pretilt angle is 5 degrees in the graph L1 corresponding to the “configuration 1”, and the “configuration 2”. It is preferable to be within a range between the surface roughness Ra value (about 5 nm) when the pretilt angle starts to occur in the graph L2 corresponding to. That is, the value of the surface roughness Ra of the underlayer 39 is preferably, for example, not less than 5 nm and not more than 40 nm.
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 alignment film 30 under the following conditions using the manufacturing method described above, and measured and analyzed the pretilt angle obtained by the alignment film 30.
<< Specific Example 1 >>
In the ITO film forming step, the pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a thickness of 400 nm were formed by sputtering. In the underlayer processing step, wet etching is performed on the surfaces of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 for 250 seconds to form the pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a surface roughness Ra of 25 nm and a thickness of 150 nm (surface) A base layer 39 having a roughness Ra of 25 nm was formed). In the column forming process, an oblique vapor deposition method is used to form an oblique layer made of silicon oxide (SiOx) having a thickness of 150 nm and an angle from the normal line of the substrates 10 and 20 of 55 degrees, a deposition pressure of 3.0E-2 Pa. A columnar structure film (column 35) was formed on the underlayer 39. In the protective film formation step, a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material was applied by spin coating under the condition of a thickness of 40 nm to form the protective film 37. According to the alignment film 30 formed by the manufacturing method of this example, a pretilt angle of 4 degrees was obtained.

《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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a thickness of 400 nm were formed by sputtering. In the underlayer processing step, wet etching is performed on the surfaces of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 for 250 seconds to form the pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a surface roughness Ra of 25 nm and a thickness of 150 nm (surface) A base layer 39 having a roughness Ra of 25 nm was formed). In the column forming process, an oblique vapor deposition method is used, the angle from the normal line of the substrates 10 and 20 is 45 degrees, the pressure during vapor deposition is 8.5E-3 Pa, and a diagonal film made of silicon oxide (SiOx) having a thickness of 150 nm. A columnar structure film (column 35) was formed on the underlayer 39. In the protective film formation step, a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material was applied by spin coating under the condition of a thickness of 15 nm to form a protective film 37. According to the alignment film 30 formed by the manufacturing method of this example, a pretilt angle of 2 degrees was obtained.

《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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a surface roughness Ra of 2 nm and a thickness of 150 nm are formed by sputtering, and the angle from the normal line of the substrates 10 and 20 is 55 degrees by oblique vapor deposition. An oblique columnar structure film (column 35) made of silicon oxide (SiOx) with a thickness of 150 nm is formed at a pressure of 3.0E-2 Pa, and a polysiloxane-based vertical alignment material is included under the condition of a thickness of 40 nm When the protective film 37 was formed by applying the solution by spin coating, a pretilt angle could not be obtained (the pretilt angle was 0 degree). As the material of the columnar structure film, the same material as that of the oblique columnar structure film (column 35) in << Specific Example 1 >> and << Specific Example 2 >>, that is, columnar silicon oxide (SiOx) is used. Yes.

《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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a surface roughness Ra of 2 nm and a thickness of 150 nm are formed by sputtering, and the angle from the normal line of the substrates 10 and 20 is 45 degrees by oblique vapor deposition. An oblique columnar structure film (column 35) made of silicon oxide (SiOx) having a thickness of 150 nm is formed at a pressure of 3.0E-3 Pa, and a polysiloxane-based vertical alignment material is included under the condition of a thickness of 15 nm. When the protective film 37 was formed by applying the solution by spin coating, a pretilt angle could not be obtained (the pretilt angle was 0 degree). As the material of the columnar structure film, the same material as that of the oblique columnar structure film (column 35) in << Specific Example 1 >> and << Specific Example 2 >>, that is, columnar silicon oxide (SiOx) is used. Yes.

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 undercoat layer 39 is not provided, the function required for the alignment film can be obtained regardless of the manner in which the protective film 37 is formed. It can be seen that it is not possible to obtain an orientation control function.

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 column 35 is covered with a protective film 37 made of a low-reactive material, thereby suppressing deterioration due to photoreaction.

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 protective film 37 made of, for example, a polysiloxane-based vertical alignment material is provided so as to cover at least a part of the plurality of columns 35 and the base layer 39, whereby the alignment film 30 and the liquid crystal layer 50 are formed. The amount of photoactive groups present at the interface is greatly reduced, and an improvement in the light resistance lifetime is realized. Furthermore, by forming the base layer 39 having a predetermined surface roughness Ra, it becomes easy to obtain a pretilt angle regardless of the presence of the protective film 37 (improvement of controllability of the pretilt angle is realized). Further, the column 35 can be formed by the oblique vapor deposition method under the dense vapor deposition conditions (low vapor deposition angle and low pressure) by forming the base layer 39 so that the surface roughness is increased. That is, it is possible to increase the efficiency of the process for forming the oblique vapor deposition film (to increase the efficiency of forming the column 35) and to improve productivity.

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 column 35 is formed is provided with a predetermined surface roughness Ra (an underlayer 39 is provided). With this configuration, the light-resistant lifetime can be improved by the protective film 37, and a predetermined pretilt angle can be obtained (see the above-described specific example 1 and specific example 2). As described above, in the present embodiment, the alignment film 30 is formed in the most appropriate form from both the viewpoints of the alignment control performance and the light resistance.
Here, the value of the surface roughness Ra of the underlayer 39 is preferably 5 nm or more and 40 nm or less. By comprising in this way, orientation control performance and a light-resistant lifetime can be made to make it compatible optimally.

［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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO films are formed with a film thickness of 300 nm or more by a sputtering method, so that the value of the surface roughness Ra of the pixel electrode 12 and the common electrode 22 is 5 nm or more (the pixel electrode 12 and the common electrode 22 are formed with the base layer 39 provided). Therefore, by forming the pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO films in this way, the underlayer processing step is not necessary.
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 base layer 39 can be obtained by forming an ITO film with a film thickness of 300 nm or more.

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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 are such that the light transmittance does not fall below 90%. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the thickness of the ITO film calculated from the extinction coefficient of the ITO film prepared by sputtering and the transmittance of green light (light having a wavelength of 550 nm). As shown in the figure, when the ITO film thickness is 1000 nm or more, the light transmittance is less than 90%. For this reason, the thickness of the ITO film is preferably less than 1000 nm.
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 pixel electrode 12 and the common electrode 22) are not necessarily less than 1000 nm.

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 alignment film 30 under the following conditions, and measured and analyzed the pretilt angle obtained by the alignment film 30.
<< Specific Example 3 >>
In the ITO film forming step, the pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a thickness of 300 nm and a surface roughness Ra of 6 nm are formed by sputtering (the underlayer 39 is formed simultaneously), and the underlayer processing step is omitted. did. In the column forming process, an oblique vapor deposition method is used to form an oblique layer made of silicon oxide (SiOx) having an angle from the normal line of the substrates 10 and 20 of 55 degrees, a pressure during vapor deposition of 3.0E-2 Pa, and a thickness of 150 nm. A columnar structure film (column 35) was formed on the underlayer 39. In the protective film formation step, a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material was applied by spin coating under the condition of a thickness of 40 nm to form the protective film 37. According to the alignment film 30 formed by the manufacturing method of this example, a pretilt angle of 0.2 degrees was obtained.

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 pixel electrode 12 and the common electrode 22 which are ITO films can be made thinner to obtain the same surface roughness Ra. . Specifically, for example, the following examples can be given.
<< Specific Example 4 >>
In the ITO film forming step, the pixel electrode 12 and the common electrode 22 having a thickness of 150 nm and a surface roughness Ra of 6 nm are formed by vapor deposition (the base layer 39 is formed simultaneously), and the base layer processing step is omitted. did. In the column forming process, an oblique vapor deposition method is used to form an oblique layer made of silicon oxide (SiOx) having an angle from the normal line of the substrates 10 and 20 of 55 degrees, a pressure during vapor deposition of 3.0E-2 Pa, and a thickness of 150 nm. A columnar structure film (column 35) was formed on the underlayer 39. In the protective film formation step, a solution containing a polysiloxane-based vertical alignment material was applied by spin coating under the condition of a thickness of 40 nm to form the protective film 37. According to the alignment film 30 formed by the manufacturing method of this example, a pretilt angle of 0.2 degrees was obtained.

［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 liquid crystal device 1 exemplified in the embodiment described above can be used in various electronic devices. 10 to 12 exemplify specific forms of electronic devices that employ the liquid crystal device 1.
FIG. 10 is a schematic diagram of a projection display device (three-plate projector) 4000 to which the liquid crystal device 1 is applied. The projection display device 4000 includes three liquid crystal devices 1 (1R, 1G, 1B) corresponding to different display colors (red, green, blue). The illumination optical system 4001 supplies the red component r of the light emitted from the illumination device (light source) 4002 to the liquid crystal device 1R, the green component g to the liquid crystal device 1G, and the blue component b to the liquid crystal device 1B. . Each liquid crystal device 1 functions as a light modulator (light valve) that modulates each monochromatic light supplied from the illumination optical system 4001 in accordance with a display image. The projection optical system 4003 synthesizes the emitted light from each liquid crystal device 1 and projects it on the projection surface 4004.

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 liquid crystal device 1. The personal computer 2000 includes a liquid crystal device 1 that displays various images, and a main body 2010 on which a power switch 2001 and a keyboard 2002 are installed.

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 liquid crystal device 1 is applied. The cellular phone 3000 includes a plurality of operation buttons 3001, scroll buttons 3002, and the liquid crystal device 1 that displays various images. By operating the scroll button 3002, the screen displayed on the liquid crystal device 1 is scrolled.

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 SYMBOLS 1 ... Liquid crystal device, 10 ... 1st board | substrate, 11 ... Element board | substrate, 12 ... Pixel electrode, 20 ... 2nd board | substrate, 21 ... Opposite substrate, 22 ... Common electrode, 30 ... Alignment film, 35 ... Column, 37 ... Protective film, 39 ... Underlayer, 40 ... Sealant, 41 ... Light-shielding film, 42 ... Interlayer film layer, 50 ... Liquid crystal layer, 91 ... Vapor deposition apparatus, 92 ... Vapor deposition source, 93 ... Shielding plate, 95 ... Vapor deposition chamber, 101 Data line driving circuit 102 Scanning line driving circuit 104 External connection terminal

Claims (7)

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ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。   2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the photoreactivity of the protective film is lower than the photoreactivity of the plurality of columnar structures. 前記下地層は、３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚さの結晶性導電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。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the base layer is a crystalline conductive film having a thickness of 300 nm to 1000 nm. 請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3. 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: 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請求項５に記載の液晶装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 5, wherein the underlayer forming step includes a step of etching the crystalline conductive film so as to have the predetermined surface roughness. 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請求項５又は６に記載の液晶装置の製造方法。   The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 5, wherein the underlayer forming step includes a step of forming a crystalline conductive film by a sputtering method.
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