JP2005078034A - 無機配向膜の形成方法、無機配向膜、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器 - Google Patents
無機配向膜の形成方法、無機配向膜、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】均一な膜厚の無機配向膜をより簡便に形成する方法、かかる方法により形成された無機配向膜、電子デバイス用基板、信頼性の高い液晶パネルおよび電子機器を提供する。
【解決手段】基材100上に、主として無機酸化物で構成される無機配向膜3Aを形成する無機配向膜の形成方法であり、基材上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程と、この塗膜を焼成することにより、無機酸化物前駆体を無機酸化物に変化させて、無機配向膜を得る第2の工程とを有することを特徴とする。かかる方法では、溶液の組成、濃度、成膜条件、焼成条件等を適宜設定し、無機配向膜を複数の細孔30を有する構造(多孔質構造)とするのが好ましい。
【選択図】図2
【解決手段】基材100上に、主として無機酸化物で構成される無機配向膜3Aを形成する無機配向膜の形成方法であり、基材上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程と、この塗膜を焼成することにより、無機酸化物前駆体を無機酸化物に変化させて、無機配向膜を得る第2の工程とを有することを特徴とする。かかる方法では、溶液の組成、濃度、成膜条件、焼成条件等を適宜設定し、無機配向膜を複数の細孔30を有する構造(多孔質構造)とするのが好ましい。
【選択図】図2
Description
本発明は、無機配向膜の形成方法、無機配向膜、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器に関するものである。
スクリーン上に画像を投影する投射型表示装置が知られている。この投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネルが用いられている。
このような液晶パネルは、通常、液晶分子を一定方向に配向させるため、所定のプレチルト角が発現するように設定された配向膜を有している。これらの配向膜を製造するには、基板上に成膜されたポリイミド等の高分子化合物からなる薄膜を、レーヨン等の布で一方向に擦るラビング処理する方法等が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
このような液晶パネルは、通常、液晶分子を一定方向に配向させるため、所定のプレチルト角が発現するように設定された配向膜を有している。これらの配向膜を製造するには、基板上に成膜されたポリイミド等の高分子化合物からなる薄膜を、レーヨン等の布で一方向に擦るラビング処理する方法等が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、ポリイミド等の高分子化合物で構成された配向膜は、使用環境、使用時間等により、光劣化を生じることがあった。このような光劣化が起こると、配向膜、液晶層等の構成材料が分解し、その分解生成物が液晶の性能等に悪影響を及ぼすことがある。また、このラビング処理では静電気や埃が発生し、それにより信頼性等が低下するといった問題がある。
また、かかる問題点を解決し得る配向膜として、斜方蒸着法により形成した無機配向膜も開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
ところが、斜方蒸着法による無機配向膜の形成では、大型の装置を必要とするとともに、均一な膜厚のものを得ることが極めて困難であるという問題がある。
また、かかる問題点を解決し得る配向膜として、斜方蒸着法により形成した無機配向膜も開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
ところが、斜方蒸着法による無機配向膜の形成では、大型の装置を必要とするとともに、均一な膜厚のものを得ることが極めて困難であるという問題がある。
本発明の目的は、均一な膜厚の無機配向膜をより簡便に形成し得る無機配向膜の形成方法、かかる無機配向膜の形成方法により形成された無機配向膜を提供すること、また、各種電子デバイスの構築に有用な電子デバイス用基板、信頼性の高い液晶パネルおよび電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の無機配向膜の形成方法は、基材上に、主として無機酸化物で構成される無機配向膜を形成する無機配向膜の形成方法であって、
前記基材上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程と、
前記塗膜を焼成することにより、前記無機酸化物前駆体を前記無機酸化物に変化させて、前記無機配向膜を得る第2の工程とを有することを特徴とする。
これにより、均一な膜厚の無機配向膜を簡便に形成することができる。
本発明の無機配向膜の形成方法は、基材上に、主として無機酸化物で構成される無機配向膜を形成する無機配向膜の形成方法であって、
前記基材上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程と、
前記塗膜を焼成することにより、前記無機酸化物前駆体を前記無機酸化物に変化させて、前記無機配向膜を得る第2の工程とを有することを特徴とする。
これにより、均一な膜厚の無機配向膜を簡便に形成することができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記溶液中の前記無機酸化物前駆体の含有量は、10〜50wt%であることが好ましい。
これにより、より均一な膜厚の無機配向膜を形成することができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記界面活性剤は、前記第2の工程における前記塗膜の焼成の際に、その少なくとも一部が消失することが好ましい。
これにより、界面活性剤を除去する工程を省略することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
これにより、より均一な膜厚の無機配向膜を形成することができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記界面活性剤は、前記第2の工程における前記塗膜の焼成の際に、その少なくとも一部が消失することが好ましい。
これにより、界面活性剤を除去する工程を省略することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記溶液中の前記界面活性剤の含有量は、臨界ミセル濃度以下であることが好ましい。
これにより、溶液中でミセルが形成されることを防止しつつ、塗膜形成後には、比較的早期にミセル形成を生じさせることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記第1の工程における塗布は、スピンコート法により行われることが好ましい。
スピンコート法によれば、均一な厚さの塗膜を、より容易かつ確実に形成することができる。
これにより、溶液中でミセルが形成されることを防止しつつ、塗膜形成後には、比較的早期にミセル形成を生じさせることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記第1の工程における塗布は、スピンコート法により行われることが好ましい。
スピンコート法によれば、均一な厚さの塗膜を、より容易かつ確実に形成することができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記第2の工程における焼成は、減圧状態で行われることが好ましい。
これにより、無機酸化物前駆体の反応や界面活性剤の除去等を促進させることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記無機配向膜は、複数の細孔を有する構造をなしていることが好ましい。
これにより、例えば、液晶パネルに適用した場合には、液晶分子の配向制御を正確におこなうことができる。
これにより、無機酸化物前駆体の反応や界面活性剤の除去等を促進させることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記無機配向膜は、複数の細孔を有する構造をなしていることが好ましい。
これにより、例えば、液晶パネルに適用した場合には、液晶分子の配向制御を正確におこなうことができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、複数の前記細孔の軸は、ほぼ等しい方向を向いていることが好ましい。
これにより、例えば、液晶パネルに適用した場合には、液晶分子の配向制御を正確におこなうことができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記細孔の軸は、前記基材の前記無機配向膜が形成された面に対して、ほぼ垂直となっていることが好ましい。
かかる無機配向膜は、例えば、VA(Vertical Alignment)型の液晶パネルの構築に有用である。
これにより、例えば、液晶パネルに適用した場合には、液晶分子の配向制御を正確におこなうことができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記細孔の軸は、前記基材の前記無機配向膜が形成された面に対して、ほぼ垂直となっていることが好ましい。
かかる無機配向膜は、例えば、VA(Vertical Alignment)型の液晶パネルの構築に有用である。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記細孔の開口面積(平均)は、10〜8000nm2であることが好ましい。
これにより、液晶分子の配向制御をより容易かつ確実に行うことができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記無機酸化物は、シリコン酸化物であることが好ましい。
シリコン酸化物は、誘電率が特に低く、かつ、高い光安定性を有する。
これにより、液晶分子の配向制御をより容易かつ確実に行うことができる。
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記無機酸化物は、シリコン酸化物であることが好ましい。
シリコン酸化物は、誘電率が特に低く、かつ、高い光安定性を有する。
本発明の無機配向膜は、本発明の無機配向膜の形成方法により形成することを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた配向膜を提供することができる。
本発明の電子デバイス用基板は、基板上に、電極と、本発明の無機配向膜とを備えることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた電子デバイス用基板を提供することができる。
これにより、耐光性に優れた配向膜を提供することができる。
本発明の電子デバイス用基板は、基板上に、電極と、本発明の無機配向膜とを備えることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた電子デバイス用基板を提供することができる。
本発明の液晶パネルは、本発明の無機配向膜と、液晶層とを備えることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の液晶パネルは、本発明の無機配向膜を一対備え、
一対の前記無機配向膜の間に、液晶層を備えることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも1個用いて画像を投射することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
これにより、耐光性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の液晶パネルは、本発明の無機配向膜を一対備え、
一対の前記無機配向膜の間に、液晶層を備えることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも1個用いて画像を投射することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
本発明の電子機器は、画像を形成する赤色、緑色および青色に対応した3つのライトバルブと、光源と、該光源からの光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前記合成された画像を投射する投射光学系とを有する電子機器であって、
前記ライトバルブは、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
前記ライトバルブは、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
以下、本発明の無機配向膜の形成方法、無機配向膜、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の無機配向膜の形成方法を説明する前に、本発明の液晶パネルについて説明する。
図1は、本発明の液晶パネルの第1実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶パネルが備える無機配向膜の構成を模式的に示す斜視図である。なお、図1では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
まず、本発明の無機配向膜の形成方法を説明する前に、本発明の液晶パネルについて説明する。
図1は、本発明の液晶パネルの第1実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶パネルが備える無機配向膜の構成を模式的に示す斜視図である。なお、図1では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示すように、液晶パネル1Aは、液晶層2と、無機配向膜3A、4Aと、透明導電膜5、6と、偏光膜7A、8Aと、基板9、10とを有している。
このような構成において、基板9、透明導電膜5(電極)および無機配向膜3Aにより、また、基板10、透明導電膜6(電極)および無機配向膜4Aにより、それぞれ、本発明の電子デバイス用基板が構成されている。
このような構成において、基板9、透明導電膜5(電極)および無機配向膜3Aにより、また、基板10、透明導電膜6(電極)および無機配向膜4Aにより、それぞれ、本発明の電子デバイス用基板が構成されている。
液晶層2は、主として液晶分子で構成されている。
液晶分子としては、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体、ビフェニル誘導体、ビフェニルシクロヘキサン誘導体、テルフェニル誘導体、フェニルエーテル誘導体、フェニルエステル誘導体、ビシクロヘキサン誘導体、アゾメチン誘導体、アゾキシ誘導体、ピリミジン誘導体、ジオキサン誘導体、キュバン誘導体、さらに、これらの誘導体に、モノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入したもの等が挙げられる。
液晶分子としては、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体、ビフェニル誘導体、ビフェニルシクロヘキサン誘導体、テルフェニル誘導体、フェニルエーテル誘導体、フェニルエステル誘導体、ビシクロヘキサン誘導体、アゾメチン誘導体、アゾキシ誘導体、ピリミジン誘導体、ジオキサン誘導体、キュバン誘導体、さらに、これらの誘導体に、モノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入したもの等が挙げられる。
このような液晶分子は、構築する液晶パネル1の種類に応じて、適宜選択される。
液晶層2の両面には、無機配向膜3A、4Aが配置されている。
また、無機配向膜3Aは、後述するような透明導電膜5と基板9とからなる基材100上に形成されており、無機配向膜4Aは、後述するような透明導電膜6と基板10とからなる基材101上に形成されている。
無機配向膜3A、4Aは、液晶層2を構成する液晶分子の(電圧無印加時における)配向状態を規制する機能を有している。
このような無機配向膜3A、4Aは、後述するような方法(本発明の無機配向膜の形成方法)により形成されるものである。
液晶層2の両面には、無機配向膜3A、4Aが配置されている。
また、無機配向膜3Aは、後述するような透明導電膜5と基板9とからなる基材100上に形成されており、無機配向膜4Aは、後述するような透明導電膜6と基板10とからなる基材101上に形成されている。
無機配向膜3A、4Aは、液晶層2を構成する液晶分子の(電圧無印加時における)配向状態を規制する機能を有している。
このような無機配向膜3A、4Aは、後述するような方法(本発明の無機配向膜の形成方法)により形成されるものである。
無機配向膜3A、4Aは、いずれも同様の構成であるため、以下では、無機配向膜3Aを代表にして説明する。
本実施形態では、無機配向膜3Aは、図2に示すように、複数の細孔30を有する構成をなし、各細孔30の軸は、基材100の上面(無機配向膜3Aが形成される面)に対して、ほぼ垂直となるように一軸配向している。
本実施形態では、無機配向膜3Aは、図2に示すように、複数の細孔30を有する構成をなし、各細孔30の軸は、基材100の上面(無機配向膜3Aが形成される面)に対して、ほぼ垂直となるように一軸配向している。
ここで、各細孔30の軸が一軸配向しているとは、大多数の細孔30の軸がほぼ等しい方向を向いていること(細孔30の軸の平均的な方向が制御されていること)をいい、複数の細孔30の中には、軸の方向が大多数のものと異なる方向を向いた細孔30が含まれていてもよい。
なお、このような無機配向膜3Aの表面を、例えばX線回折等により分析すると、細孔30の配向分布が特定の方向で極大値を示すような結果が得られる。
なお、このような無機配向膜3Aの表面を、例えばX線回折等により分析すると、細孔30の配向分布が特定の方向で極大値を示すような結果が得られる。
細孔30の平面形状は、例えば図2(A)に示すようなヘキサゴナル形状、図2(B)に示すような菱形形状等をなしており、各細孔30は、規則的に配列している。これにより、無機配向膜3Aは、全体としてハニカム形状をなし、高い構造規則性を有している。
このような構成により、液晶層2を構成する液晶分子は、その長軸方向を各細孔30の軸とほぼ平行となるように配向、すなわち、垂直配向(ホメオトロピック配向)し易くなる。したがって、このような構成の無機配向膜3Aは、VA(Vertical Alignment)型の液晶パネルの構築に有用である。
このような構成により、液晶層2を構成する液晶分子は、その長軸方向を各細孔30の軸とほぼ平行となるように配向、すなわち、垂直配向(ホメオトロピック配向)し易くなる。したがって、このような構成の無機配向膜3Aは、VA(Vertical Alignment)型の液晶パネルの構築に有用である。
また、無機配向膜3Aが高い構造規則性を有することから、液晶分子の配向方向もより正確に一定方向(垂直方向)に揃うようになる。その結果、液晶パネル1の性能(特性)の向上を図ることができる。
細孔30の開口面積(平均)は、特に限定されないが、10〜8000nm2であるのが好ましく、100〜5000nm2であるのがより好ましい。これにより、液晶分子の配向制御をより容易かつ確実に行うことができる。
細孔30の開口面積(平均)は、特に限定されないが、10〜8000nm2であるのが好ましく、100〜5000nm2であるのがより好ましい。これにより、液晶分子の配向制御をより容易かつ確実に行うことができる。
このような無機配向膜3Aは、主として無機酸化物で構成されている。一般に、無機材料は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性(光安定性)を有している。このため、配向膜を無機材料(無機酸化物)で構成した配向膜は、従来のような有機材料で構成された配向膜に比べ、特に優れた耐光性を有するものとなる。
また、無機酸化物の誘電率は、比較的低い誘電率であるものが好ましい。これにより、液晶パネル1において画像の焼き付き等をより効果的に防止することができる。
また、無機酸化物の誘電率は、比較的低い誘電率であるものが好ましい。これにより、液晶パネル1において画像の焼き付き等をより効果的に防止することができる。
このような無機酸化物としては、例えば、SiO2やSiO等のシリコン酸化物、MgO等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、シリコン酸化物が好ましい。シリコン酸化物は、誘電率が特に低く、かつ、高い光安定性を有する。
また、無機配向膜3Aの平均厚さは、0.02〜0.3μmであるのが好ましく、0.02〜0.08μmであるのがより好ましい。無機配向膜3Aの厚さが薄過ぎると、液晶分子が直接、透明導電膜5、6に接触し、ショートするおそれがある。一方、無機配向膜3Aの厚さが厚過ぎると、液晶パネル1の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
このような無機配向膜3Aの外表面(図1中上面)側には、透明導電膜5が配置されている。同様に、無機配向膜4Aの外表面(図1中下面)側には、透明導電膜6が配置されている。
また、無機配向膜3Aの平均厚さは、0.02〜0.3μmであるのが好ましく、0.02〜0.08μmであるのがより好ましい。無機配向膜3Aの厚さが薄過ぎると、液晶分子が直接、透明導電膜5、6に接触し、ショートするおそれがある。一方、無機配向膜3Aの厚さが厚過ぎると、液晶パネル1の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
このような無機配向膜3Aの外表面(図1中上面)側には、透明導電膜5が配置されている。同様に、無機配向膜4Aの外表面(図1中下面)側には、透明導電膜6が配置されている。
透明導電膜5、6は、これらの間で通電を行うことにより、液晶層2の液晶分子を駆動する(配向を変化させる)機能を有する。
透明導電膜5、6間での通電の制御は、透明導電膜5、6に接続された制御回路(図示せず)から供給する電流を制御することにより行われる。
透明導電膜5、6は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
透明導電膜5、6間での通電の制御は、透明導電膜5、6に接続された制御回路(図示せず)から供給する電流を制御することにより行われる。
透明導電膜5、6は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
透明導電膜5の外表面(図1中上面)側には、基板9が配置されている。同様に、透明導電膜6の外表面(図1中下面)側には、基板10が配置されている。
基板9、10は、前述した液晶層2、無機配向膜3A、4A、透明導電膜5、6、および後述する偏光膜7A、8Aを支持する機能を有している。
基板9、10の構成材料としては、例えば、石英ガラスのような各種ガラス材料、ポリエチレンテレフタレートのような各種プラスチック材料等が挙げられるが、これらの中でも、特に、各種ガラス材料が好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、より安定性に優れた液晶パネル1を得ることができる。
基板9、10は、前述した液晶層2、無機配向膜3A、4A、透明導電膜5、6、および後述する偏光膜7A、8Aを支持する機能を有している。
基板9、10の構成材料としては、例えば、石英ガラスのような各種ガラス材料、ポリエチレンテレフタレートのような各種プラスチック材料等が挙げられるが、これらの中でも、特に、各種ガラス材料が好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、より安定性に優れた液晶パネル1を得ることができる。
基板9の外表面(図1中上面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)7Aが配置されている。同様に、基板10の外表面(図1中下面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)8Aが配置されている。
偏光膜7A、8Aの構成材料としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)等が挙げられる。また、偏光膜としては、前記材料にヨウ素をドープしたもの等を用いてもよい。
偏光膜7A、8Aの構成材料としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)等が挙げられる。また、偏光膜としては、前記材料にヨウ素をドープしたもの等を用いてもよい。
偏光膜としては、例えば、上記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。
このような偏光膜7A、8Aを配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜7A、8Aの偏光軸の方向は、通常、無機配向膜3A、4Aの配向方向(実施形態では、電圧印加時)に応じて決定される。
このような偏光膜7A、8Aを配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜7A、8Aの偏光軸の方向は、通常、無機配向膜3A、4Aの配向方向(実施形態では、電圧印加時)に応じて決定される。
次に、本発明の無機配向膜の形成方法について説明する。
本発明の無機配向膜の形成方法は、基材100上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程[1]と、塗膜を焼成(加熱・乾燥)することにより、無機化合物前駆体を無機化合物に変化させて、無機配向膜3Aを得る第2の工程[2]とを有している。
本発明の無機配向膜の形成方法は、基材100上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程[1]と、塗膜を焼成(加熱・乾燥)することにより、無機化合物前駆体を無機化合物に変化させて、無機配向膜3Aを得る第2の工程[2]とを有している。
かかる方法により、前述したような構成(構造)の無機配向膜3Aが形成される原理は、次のようなものである。
すなわち、まず、工程[1]の後、基材100上に形成された塗膜中では、溶媒の蒸発に伴い、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度を超え、界面活性剤のミセル形成(自己集合)が始まる。
すなわち、まず、工程[1]の後、基材100上に形成された塗膜中では、溶媒の蒸発に伴い、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度を超え、界面活性剤のミセル形成(自己集合)が始まる。
このとき、用いる界面活性剤の種類を選択しておくことにより、基材100の無機配向膜3Aを形成する面に対して、ほぼ垂直に柱状(ロッド状)のミセルが形成される。そして、このミセルと無機酸化物前駆体や無機酸化物中間体との自己組織化が生じ、これらの集合物がミセルの表面に形成される。換言すれば、基材100上に、ミセルを鋳型として、無機酸化物前駆体や無機酸化物中間体の集合物が形成される。
なお、この状態では、無機酸化物前駆体の反応は、未だ進行していないために半固体状態となっている。そこで、次工程[2]において、塗膜に焼成を施すことにより、無機酸化物前駆体の反応を進行させ、固化(硬化)させる。
なお、この状態では、無機酸化物前駆体の反応は、未だ進行していないために半固体状態となっている。そこで、次工程[2]において、塗膜に焼成を施すことにより、無機酸化物前駆体の反応を進行させ、固化(硬化)させる。
次に、工程[2]において、塗膜を焼成すると、無機酸化物前駆体の反応(例えば、加水分解反応、重合反応、縮合反応等)により、無機酸化物前駆体が無機酸化物に変化するとともに、界面活性剤の一部または全部が消失して、複数の細孔30を有する構造(多孔質構造)の無機配向膜3Aが得られる。
以下、各工程[1]、[2]毎に、それぞれ説明する。
以下、各工程[1]、[2]毎に、それぞれ説明する。
[1]塗膜の形成工程(第1の工程)
塗膜の形成に用いられる溶液(塗布液)は、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを、溶媒に溶解してなるものである。
無機酸化物前駆体としては、目的とする無機酸化物の種類に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシドのようなアルコキシド、ギ酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩のような有機酸または無機酸の塩、ハロゲン化物、またはこれらの水和物等を用いることができる。
また、これらの化合物は、α−またはβ−ジケトン類、α−またはβ−ケト酸類、α−またはβ−アミノアルコール等とキレート形成しているものであってもよい。
塗膜の形成に用いられる溶液(塗布液)は、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを、溶媒に溶解してなるものである。
無機酸化物前駆体としては、目的とする無機酸化物の種類に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシドのようなアルコキシド、ギ酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩のような有機酸または無機酸の塩、ハロゲン化物、またはこれらの水和物等を用いることができる。
また、これらの化合物は、α−またはβ−ジケトン類、α−またはβ−ケト酸類、α−またはβ−アミノアルコール等とキレート形成しているものであってもよい。
なお、目的とする無機酸化物がシリコン酸化物の場合、無機酸化物前駆体としては、エトキシテトラエトキシシラン(TEOS)やテトラメトキシシランが好適である。
溶液中の無機酸化物前駆体の含有量(濃度)は、特に限定されないが、10〜50wt%であるのが好ましく、20〜40wt%であるのがより好ましい。無機酸化物前駆体の含有量が少な過ぎると、十分な膜厚の無機配向膜3Aを得ることが困難となり、その強度が低下するおそれがある。一方、無機酸化物前駆体の含有量が多過ぎると、溶液の粘度が上昇し、均一な膜厚の塗膜の形成が困難となるおそれがある。
溶液中の無機酸化物前駆体の含有量(濃度)は、特に限定されないが、10〜50wt%であるのが好ましく、20〜40wt%であるのがより好ましい。無機酸化物前駆体の含有量が少な過ぎると、十分な膜厚の無機配向膜3Aを得ることが困難となり、その強度が低下するおそれがある。一方、無機酸化物前駆体の含有量が多過ぎると、溶液の粘度が上昇し、均一な膜厚の塗膜の形成が困難となるおそれがある。
界面活性剤としては、非イオン性(ノニオン性)界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤のいずれも使用可能であるが、特に、非イオン性界面活性剤が好適である。非イオン性界面活性剤は、前述した無機酸化物前駆体との反応性が低いことから好ましい。
また、界面活性剤は、次工程[2]の焼成により、比較的容易に消失するようなものであるのが好ましい。これにより、界面活性剤を除去する工程を省略することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、界面活性剤は、次工程[2]の焼成により、比較的容易に消失するようなものであるのが好ましい。これにより、界面活性剤を除去する工程を省略することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
このようなことから、界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのようなポリエチレングリコール系界面活性剤(非イオン性界面活性剤)が好適である。
溶液中の界面活性剤の含有量(濃度)は、臨界ミセル濃度以下であるのが好ましく、臨界ミセル濃度の80%〜90%であるのがより好ましい。界面活性剤の含有量を前記範囲とすることにより、溶液中でミセルが形成されることを防止しつつ、塗膜形成後には、比較的早期にミセル形成を生じさせることができる。
溶液中の界面活性剤の含有量(濃度)は、臨界ミセル濃度以下であるのが好ましく、臨界ミセル濃度の80%〜90%であるのがより好ましい。界面活性剤の含有量を前記範囲とすることにより、溶液中でミセルが形成されることを防止しつつ、塗膜形成後には、比較的早期にミセル形成を生じさせることができる。
なお、界面活性剤の種類(特に、分子鎖長)を選択することにより、細孔30のサイズ(開口面積等)を適宜設定することができる。
また、前記溶液中には、無機酸化物前駆体の反応を促進するために、触媒を添加することが好ましい。
この触媒には、例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸のような鉱酸(無機酸)、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸のような有機酸等の酸触媒、トリエタールアミン、トリエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、アンモニア、ホスフィン等の塩基触媒等を用いることができる。
また、前記溶液中には、無機酸化物前駆体の反応を促進するために、触媒を添加することが好ましい。
この触媒には、例えば、塩酸、硝酸、ホウ酸のような鉱酸(無機酸)、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸のような有機酸等の酸触媒、トリエタールアミン、トリエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、アンモニア、ホスフィン等の塩基触媒等を用いることができる。
なお、形成されるミセルのサイズを大きくするために、前記溶液中には、必要に応じて、メシチレンのような添加物を添加することもできる。
用いる溶媒としては、媒質との反応性に乏しく、かつ、これを溶解可能なものであれば、いかなるものも使用可能である。
溶媒の具体例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール類、エチレングリコール、トリメチレングリコールのようなグリコール類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセチルアセトン、イソホロンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジルのようなエステル類、メトキシエタノール、エトキシエタノールのようなエーテルアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロフランのようなエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドのような酸アミド類、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類等が挙げられ、これを単独または混合溶媒として用いることができる。
用いる溶媒としては、媒質との反応性に乏しく、かつ、これを溶解可能なものであれば、いかなるものも使用可能である。
溶媒の具体例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール類、エチレングリコール、トリメチレングリコールのようなグリコール類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセチルアセトン、イソホロンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジルのようなエステル類、メトキシエタノール、エトキシエタノールのようなエーテルアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロフランのようなエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドのような酸アミド類、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類等が挙げられ、これを単独または混合溶媒として用いることができる。
このような溶液を基材100上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ペンリソグラフィー法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができるが、これらの中でも、スピンコート法を用いるのが好ましい。
スピンコート法によれば、均一な厚さの塗膜を、より容易かつ確実に形成することができる。また、基材100の回転速度を変化させるという簡単な方法で、塗膜の厚さの制御を行うことができるという利点もある。
スピンコート法によれば、均一な厚さの塗膜を、より容易かつ確実に形成することができる。また、基材100の回転速度を変化させるという簡単な方法で、塗膜の厚さの制御を行うことができるという利点もある。
[2] 塗膜の焼成工程(第2の工程)
塗膜の焼成は、例えば焼成炉内で、塗膜が形成された基材100を焼成することにより行われる。
この焼成は、焼成炉内を減圧とした状態(減圧状態)で行うのが好ましい。これにより、無機酸化物前駆体の反応や界面活性剤の除去等を促進させることができる。
塗膜の焼成は、例えば焼成炉内で、塗膜が形成された基材100を焼成することにより行われる。
この焼成は、焼成炉内を減圧とした状態(減圧状態)で行うのが好ましい。これにより、無機酸化物前駆体の反応や界面活性剤の除去等を促進させることができる。
減圧の程度、すなわち、焼成炉内(焼成雰囲気)の圧力は、1Pa以下であるのが好ましく、5×10−1Pa以下であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
焼成の温度(焼成温度)は、無機酸化物前駆体の種類等によっても若干異なり、特に限定されないが、300℃以下であるのが好ましく、200℃以下であるのがより好ましく、100〜200℃であるのがさらに好ましい。焼成温度が低過ぎると、無機酸化物の反応が効率よく進行しないおそれがある。一方、焼成温度が高過ぎると、得られる無機配向膜3Aのメソポーラス構造の破壊、基材100の変形等が生じるおそれがある。
焼成の温度(焼成温度)は、無機酸化物前駆体の種類等によっても若干異なり、特に限定されないが、300℃以下であるのが好ましく、200℃以下であるのがより好ましく、100〜200℃であるのがさらに好ましい。焼成温度が低過ぎると、無機酸化物の反応が効率よく進行しないおそれがある。一方、焼成温度が高過ぎると、得られる無機配向膜3Aのメソポーラス構造の破壊、基材100の変形等が生じるおそれがある。
また、焼成の時間(焼成時間)も、特に限定されないが、前記焼成温度で焼成を行う場合、1〜180分であるのが好ましく、30〜120分であるのがより好ましい。これにより、無機酸化物前駆体の反応を十分に進行させることができる。
このようにして得られた無機配向膜3Aの細孔30内には、界面活性剤の一部が残っていてもよい。
このようにして得られた無機配向膜3Aの細孔30内には、界面活性剤の一部が残っていてもよい。
なお、細孔30内に界面活性剤が残存した場合には、例えば、紫外光照射による酸化分解、オゾン水による酸化分解、溶剤による抽出、超臨界状態の流体による抽出等の処理により、残存する界面活性剤をほぼ完全に除去することもできる。
以上のような本発明の無機配向膜の形成方法では、塗膜の形成に用いる溶液(塗布液)の組成、濃度等、塗膜の焼成時の各種条件を適宜設定することにより、所望の形状(構成)の無機配向膜3Aを得ることができる。
以上のような本発明の無機配向膜の形成方法では、塗膜の形成に用いる溶液(塗布液)の組成、濃度等、塗膜の焼成時の各種条件を適宜設定することにより、所望の形状(構成)の無機配向膜3Aを得ることができる。
また、本発明の無機配向膜の形成方法によれば、蒸着装置やスパッタ装置のような大掛かりな設備を必要とせず、極めて容易に無機配向膜3Aを形成することができる。これにより、無機配向膜3Aの形成に要する時間やコストの低減を図ることができる。
また、本発明の無機配向膜の形成方法によれば、均一な膜厚の無機配向膜3Aを簡便に得ることができる。
以上、無機配向膜3Aを形成する場合について説明したが、無機配向膜4Aを形成する場合についても同様である。
また、本発明の無機配向膜の形成方法によれば、均一な膜厚の無機配向膜3Aを簡便に得ることができる。
以上、無機配向膜3Aを形成する場合について説明したが、無機配向膜4Aを形成する場合についても同様である。
次に、本発明の液晶パネルの第2実施形態について説明する。
図3は、本発明の液晶パネルの第2実施形態を模式的に示す縦断面図である。なお、図3では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、図3に示す液晶パネル1Bについて、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図3は、本発明の液晶パネルの第2実施形態を模式的に示す縦断面図である。なお、図3では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、図3に示す液晶パネル1Bについて、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図3に示すように、液晶パネル(TFT液晶パネル)1Bは、TFT基板(液晶駆動基板)17と、TFT基板17に接合された無機配向膜3Bと、液晶パネル用対向基板12と、液晶パネル用対向基板12に接合された無機配向膜4Bと、無機配向膜3Bと無機配向膜4Bとの空隙に封入された液晶よりなる液晶層2と、TFT基板(液晶駆動基板)17の外表面(上面)側に接合された偏光膜7Bと、液晶パネル用対向基板12の外表面(下面)側に接合された偏光膜8Bとを有している。
このような構成において、TFT基板17と無機配向膜3Bとにより、また、液晶パネル用対向基板12と無機配向膜4Bとにより、それぞれ、本発明の電子デバイス用基板が構成されている。
なお、無機配向膜3B、4Bは、前記第1実施形態で説明した無機配向膜3A、4Aと同様の方法(本発明の無機配向膜の形成方法)で形成されたものであり、偏光膜7B、8Bは、前記第1実施形態で説明した偏光膜7A、8Aと同様なものである。
なお、無機配向膜3B、4Bは、前記第1実施形態で説明した無機配向膜3A、4Aと同様の方法(本発明の無機配向膜の形成方法)で形成されたものであり、偏光膜7B、8Bは、前記第1実施形態で説明した偏光膜7A、8Aと同様なものである。
液晶パネル用対向基板12は、マイクロレンズ基板11と、かかるマイクロレンズ基板11の表層114上に設けられ、開口131が形成されたブラックマトリックス13と、表層114上にブラックマトリックス13を覆うように設けられた透明導電膜(共通電極)14とを有している。
マイクロレンズ基板11は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)112が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板(第1の基板)111と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板111の凹部112が設けられた面に樹脂層(接着剤層)115を介して接合された表層(第2の基板)114とを有しており、また、樹脂層115では、凹部112内に充填された樹脂によりマイクロレンズ113が形成されている。
マイクロレンズ基板11は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)112が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板(第1の基板)111と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板111の凹部112が設けられた面に樹脂層(接着剤層)115を介して接合された表層(第2の基板)114とを有しており、また、樹脂層115では、凹部112内に充填された樹脂によりマイクロレンズ113が形成されている。
マイクロレンズ用凹部付き基板111は、平板状の母材(透明基板)より製造され、その表面には、複数(多数)の凹部112が形成されている。凹部112は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
このマイクロレンズ用凹部付き基板111は、例えば、ガラス等で構成されている。
このマイクロレンズ用凹部付き基板111は、例えば、ガラス等で構成されている。
前記母材の熱膨張係数は、ガラス基板171の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
かかる観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板111と、ガラス基板171とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
かかる観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板111と、ガラス基板171とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
特に、マイクロレンズ基板11を高温ポリシリコンのTFT液晶パネルに用いる場合には、マイクロレンズ用凹部付き基板111は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。TFT液晶パネルは、液晶駆動基板としてTFT基板を有している。かかるTFT基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板111を石英ガラスで構成することにより、そり、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたTFT液晶パネルを得ることができる。
マイクロレンズ用凹部付き基板111の上面には、凹部112を覆う樹脂層(接着剤層)115が設けられている。
凹部112内には、樹脂層115の構成材料が充填されることにより、マイクロレンズ113が形成されている。
樹脂層115は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板111の構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に構成することができる。
凹部112内には、樹脂層115の構成材料が充填されることにより、マイクロレンズ113が形成されている。
樹脂層115は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板111の構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に構成することができる。
樹脂層115の上面には、平板状の表層114が設けられている。
表層(ガラス層)114は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層114の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板111の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
表層(ガラス層)114は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層114の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板111の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
表層114の厚さは、マイクロレンズ基板11が液晶パネルに用いられる場合、必要な光学特性を得る観点からは、通常、5〜1000μm程度とされ、より好ましくは10〜150μm程度とされる。
なお、表層(バリア層)114は、例えばセラミックスで構成することもできる。なお、セラミックスとしては、例えば、AlN、SiN、TiN、BN等の窒化物系セラミックス、Al2O3、TiO2等の酸化物系セラミックス、WC、TiC、ZrC、TaC等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。表層114をセラミックスで構成する場合、表層114の厚さは、特に限定されないが、20nm〜20μm程度とすることが好ましく、40nm〜1μm程度とすることがより好ましい。
なお、このような表層114は、必要に応じて省略することができる。
なお、表層(バリア層)114は、例えばセラミックスで構成することもできる。なお、セラミックスとしては、例えば、AlN、SiN、TiN、BN等の窒化物系セラミックス、Al2O3、TiO2等の酸化物系セラミックス、WC、TiC、ZrC、TaC等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。表層114をセラミックスで構成する場合、表層114の厚さは、特に限定されないが、20nm〜20μm程度とすることが好ましく、40nm〜1μm程度とすることがより好ましい。
なお、このような表層114は、必要に応じて省略することができる。
ブラックマトリックス13は、遮光機能を有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂等で構成されている。
透明導電膜14は、導電性を有し、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
TFT基板17は、液晶層2の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。
透明導電膜14は、導電性を有し、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
TFT基板17は、液晶層2の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。
ガラス基板171は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)14との間で充放電を行うことにより、液晶層2の液晶を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜14と同様の材料で構成されている。
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)14との間で充放電を行うことにより、液晶層2の液晶を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜14と同様の材料で構成されている。
薄膜トランジスタ173は、近傍の対応する画素電極172に接続されている。また、薄膜トランジスタ173は、図示しない制御回路に接続され、画素電極172へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極172の充放電が制御される。
無機配向膜3Bは、TFT基板17の画素電極172と接合しており、無機配向膜4Bは、液晶パネル用対向基板12の透明導電膜14と接合している。
無機配向膜3Bは、TFT基板17の画素電極172と接合しており、無機配向膜4Bは、液晶パネル用対向基板12の透明導電膜14と接合している。
液晶層2は液晶分子を含有しており、画素電極172の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
このような液晶パネル1Bでは、通常、1個のマイクロレンズ113と、かかるマイクロレンズ113の光軸Qに対応したブラックマトリックス13の1個の開口131と、1個の画素電極172と、かかる画素電極172に接続された1個の薄膜トランジスタ173とが、1画素に対応している。
このような液晶パネル1Bでは、通常、1個のマイクロレンズ113と、かかるマイクロレンズ113の光軸Qに対応したブラックマトリックス13の1個の開口131と、1個の画素電極172と、かかる画素電極172に接続された1個の薄膜トランジスタ173とが、1画素に対応している。
液晶パネル用対向基板12側から入射した入射光Lは、マイクロレンズ用凹部付き基板111を通り、マイクロレンズ113を通過する際に集光されつつ、樹脂層115、表層114、ブラックマトリックス13の開口131、透明導電膜14、液晶層2、画素電極172、ガラス基板171を透過する。このとき、マイクロレンズ基板11の入射側に偏光膜8Bが設けられているため、入射光Lが液晶層2を透過する際に、入射光Lは直線偏光となっている。その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層2の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル1Bを透過した入射光Lを偏光膜7Bに透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
このように、液晶パネル1Bは、マイクロレンズ113を有しており、しかも、マイクロレンズ113を通過した入射光Lは、集光されてブラックマトリックス13の開口131を通過する。一方、ブラックマトリックス13の開口131が形成されていない部分では、入射光Lは遮光される。したがって、液晶パネル1Bでは、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光Lの減衰が抑制される。このため、液晶パネル1Bは、画素部で高い光の透過率を有する。
この液晶パネル1Bは、例えば、公知の方法により製造されたTFT基板17と液晶パネル用対向基板12とに、それぞれ、無機配向膜3B、4Bを形成し、その後、シール材(図示せず)を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔(図示せず)から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。
なお、上記液晶パネル1Bでは、液晶駆動基板としてTFT基板を用いたが、液晶駆動基板にTFT基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、TFD基板、STN基板などを用いてもよい。
次に、前述したような液晶パネル1Aを備える本発明の電子機器(液晶表示装置)について、図4〜図6に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
次に、前述したような液晶パネル1Aを備える本発明の電子機器(液晶表示装置)について、図4〜図6に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図4は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。バックライトからの光を液晶パネル1Aに透過させることにより画像(情報)を表示し得るものである。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。バックライトからの光を液晶パネル1Aに透過させることにより画像(情報)を表示し得るものである。
図5は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。
図6は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとが設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、液晶パネル1Aは、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が液晶パネル1Aに表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
撮影者が液晶パネル1Aに表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
次に、本発明の電子機器の一例として、上記液晶パネル1Bを用いた電子機器(液晶プロジェクター)について説明する。
図7は、本発明の電子機器(投射型表示装置)の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
図7は、本発明の電子機器(投射型表示装置)の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
また、照明光学系は、インテグレータレンズ302および303を有している。色分離光学系は、ミラー304、306、309、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー305、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー307、青色光のみを反射するダイクロイックミラー(または青色光を反射するミラー)308、集光レンズ310、311、312、313および314とを有している。
液晶ライトバルブ25は、前述した液晶パネル1Bを備えている。液晶ライトバルブ24および26も、液晶ライトバルブ25と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ24、25および26が備えている液晶パネル1Bは、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
以下、投射型表示装置300の作用を説明する。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル1Bを用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル1Bを用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
インテグレータレンズ302および303を透過した白色光は、ミラー304で図7中左側に反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー305で図7中下側に反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー305を透過する。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図7中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図7中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
ダイクロイックミラー305で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー307で図7中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー307を透過する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)308で図7中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図7中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ26に入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
この際、液晶ライトバルブ24が有する液晶パネル1Bの各画素(薄膜トランジスタ173とこれに接続された画素電極172)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ25および26に入射し、それぞれの液晶パネル1Bで変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ25が有する液晶パネル1Bの各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ26が有する液晶パネル1Bの各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ25および26に入射し、それぞれの液晶パネル1Bで変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ25が有する液晶パネル1Bの各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ26が有する液晶パネル1Bの各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ24、25および26で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ24により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ24からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
前記液晶ライトバルブ24により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ24からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ25により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ25からの緑色光は、面214からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211および212をそれぞれ透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
このように、前記液晶ライトバルブ24、25および26からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ24、25および26により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム21により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ22により、所定の位置に設置されているスクリーン320上に投影(拡大投射)される。
なお、本発明の電子機器は、図4のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図5の携帯電話機、図6のディジタルスチルカメラ、図7の投射型表示装置の他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータなどが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部、モニタ部として、前述した本発明の液晶パネルが適用可能なことは言うまでもない。
以上、本発明の無機配向膜の形成方法、無機配向膜、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の無機配向膜の形成方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されてもよい。また、例えば、本発明の電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
例えば、本発明の無機配向膜の形成方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されてもよい。また、例えば、本発明の電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前記実施形態では、無機配向膜が有する複数の細孔が、基材の無機配向膜が形成された面に対してほぼ垂直をなす構成のものについて示したが、各細孔は、前記面に対して所定の角度傾斜しているものであってもよく、ほぼ平行となっているものであってもよい。このような構成の無機配向膜は、その形成方法における各種条件(例えば、界面活性剤の種類、成膜条件、焼成条件等)を適宜設定することにより形成することができる。
なお、各細孔が基材の無機配向膜が形成された面に対してほぼ平行となっている構成の無機配向膜は、TN(Twist Nematic)型の液晶パネルの構築に有用である。また、かかる無機配向膜では、その表面に細孔を形成する壁部が露出し、規則正しいグルーブ形状が形成されるので、かかる無機配向膜を用いることにより、液晶分子にプレチルトを発現させることもできる。
また、前記実施形態では、投射型表示装置(電子機器)は、3個の液晶パネルを有するものであり、これらの全てに本発明の液晶パネルを適用したものについて説明したが、少なくともこれらのうち1個が、本発明の液晶パネルであればよい。この場合、少なくとも、青色用の液晶ライトバルブに用いられる液晶パネルに本発明を適用するのが好ましい。
また、前記実施形態では、投射型表示装置(電子機器)は、3個の液晶パネルを有するものであり、これらの全てに本発明の液晶パネルを適用したものについて説明したが、少なくともこれらのうち1個が、本発明の液晶パネルであればよい。この場合、少なくとも、青色用の液晶ライトバルブに用いられる液晶パネルに本発明を適用するのが好ましい。
[液晶パネルの製造]
以下のようにして、図3に示すような液晶パネルを製造した。
(実施例1)
まず、以下のようにして、マイクロレンズ基板を製造した。
厚さ約1.2mmの未加工の石英ガラス基板(透明基板)を母材として用意し、これを85℃の洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
その後、この石英ガラス基板の表面および裏面に、CVD法により、厚さ0.4μmの多結晶シリコンの膜を形成した。
以下のようにして、図3に示すような液晶パネルを製造した。
(実施例1)
まず、以下のようにして、マイクロレンズ基板を製造した。
厚さ約1.2mmの未加工の石英ガラス基板(透明基板)を母材として用意し、これを85℃の洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
その後、この石英ガラス基板の表面および裏面に、CVD法により、厚さ0.4μmの多結晶シリコンの膜を形成した。
次に、形成した多結晶シリコン膜に、形成する凹部に対応した開口を形成した。
これは、次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、形成する凹部のパターンを有するレジスト層を形成した。次に、多結晶シリコン膜に対してCFガスによるドライエッチングを行ない、開口を形成した。次に、前記レジスト層を除去した。
次に、石英ガラス基板をエッチング液(10wt%フッ酸+10wt%グリセリンの混合水溶液)に120分間浸漬してウエットエッチング(エッチング温度30℃)を行い、石英ガラス基板上に凹部を形成した。
これは、次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、形成する凹部のパターンを有するレジスト層を形成した。次に、多結晶シリコン膜に対してCFガスによるドライエッチングを行ない、開口を形成した。次に、前記レジスト層を除去した。
次に、石英ガラス基板をエッチング液(10wt%フッ酸+10wt%グリセリンの混合水溶液)に120分間浸漬してウエットエッチング(エッチング温度30℃)を行い、石英ガラス基板上に凹部を形成した。
その後、石英ガラス基板を、15wt%テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に5分間浸漬して、表面および裏面に形成した多結晶シリコン膜を除去することにより、マイクロレンズ用凹部付き基板を得た。
次に、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面に、紫外線(UV)硬化型アクリル系の光学接着剤(屈折率1.60)を気泡なく塗布し、次いで、かかる光学接着剤に石英ガラス製のカバーガラス(表層)を接合し、次いで、かかる光学接着剤に紫外線を照射して光学接着剤を硬化させ、積層体を得た。
その後、カバーガラスを厚さ50μmに研削、研磨して、マイクロレンズ基板を得た。
なお、得られたマイクロレンズ基板では、樹脂層の厚みは12μmであった。
次に、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面に、紫外線(UV)硬化型アクリル系の光学接着剤(屈折率1.60)を気泡なく塗布し、次いで、かかる光学接着剤に石英ガラス製のカバーガラス(表層)を接合し、次いで、かかる光学接着剤に紫外線を照射して光学接着剤を硬化させ、積層体を得た。
その後、カバーガラスを厚さ50μmに研削、研磨して、マイクロレンズ基板を得た。
なお、得られたマイクロレンズ基板では、樹脂層の厚みは12μmであった。
以上のようにして得られたマイクロレンズ基板について、スパッタリング法およびフォトリソグラフィー法を用いて、カバーガラスのマイクロレンズに対応した位置に開口が設けられた厚さ0.16μmの遮光膜(Cr膜)、すなわち、ブラックマトリックスを形成した。さらに、ブラックマトリックス上に厚さ0.15μmのITO膜(透明導電膜)をスパッタリング法により形成し、液晶パネル用対向基板を製造した。
このようにして得られた液晶パネル用対向基板の透明導電膜上に無機配向膜を、以下のようにして形成した。
まず、無機酸化物前駆体としてテトラエトキシシラン(TEOS)、触媒として塩酸および界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ヘキサデシルエーテル(C16H33(CH2CH2O)10OH)を、エタノール/水混合溶媒に混合して、塗布液を調製した。
なお、テトラエトキシシランの含有量は、35wt%とし、ポリオキシエチレン(10)セチルエーテルの含有量は、臨界ミセル濃度の85%とした。
まず、無機酸化物前駆体としてテトラエトキシシラン(TEOS)、触媒として塩酸および界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ヘキサデシルエーテル(C16H33(CH2CH2O)10OH)を、エタノール/水混合溶媒に混合して、塗布液を調製した。
なお、テトラエトキシシランの含有量は、35wt%とし、ポリオキシエチレン(10)セチルエーテルの含有量は、臨界ミセル濃度の85%とした。
次に、この塗布液を、液晶パネル用対向基板の透明導電膜上に、スピンコート法により塗布して、塗膜を形成した。
なお、基板の回転速度は、3500rpm、回転時間は、30秒とした。
次に、塗膜が形成された液晶パネル用対向基板を、焼成炉内に入れて、下記の焼成条件で塗膜を焼成した。これにより、主としてSiO2で構成された無機配向膜(平均厚さ:0.06μm)を得た。
なお、基板の回転速度は、3500rpm、回転時間は、30秒とした。
次に、塗膜が形成された液晶パネル用対向基板を、焼成炉内に入れて、下記の焼成条件で塗膜を焼成した。これにより、主としてSiO2で構成された無機配向膜(平均厚さ:0.06μm)を得た。
焼成条件:焼成炉内の圧力10−3Pa、温度150℃、時間45分
無機配向膜の表面の状態をX線回折分析した結果、ヘキサゴナル構造の細孔構造を有すること(無機配向膜が図2(A)に示すような構成であること)が確認された。また、細孔の開口面積(平均)は、300nm2であった。
別途、TFT基板(石英ガラス製)の表面にも、上記と同様にして、無機配向膜(平均厚さ:0.05μm)を形成した。
無機配向膜が形成された液晶パネル用対向基板と、無機配向膜が形成されたTFT基板とを、シール材を介して接合した。
無機配向膜の表面の状態をX線回折分析した結果、ヘキサゴナル構造の細孔構造を有すること(無機配向膜が図2(A)に示すような構成であること)が確認された。また、細孔の開口面積(平均)は、300nm2であった。
別途、TFT基板(石英ガラス製)の表面にも、上記と同様にして、無機配向膜(平均厚さ:0.05μm)を形成した。
無機配向膜が形成された液晶パネル用対向基板と、無機配向膜が形成されたTFT基板とを、シール材を介して接合した。
次に、無機配向膜−無機配向膜間に形成された空隙部の封入孔から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いだ。形成された液晶層の厚さは、約3μmであった。
その後、液晶パネル用対向基板の外表面側と、TFT基板の外表面側とに、それぞれ、偏光膜を接合することにより、図3に示すような構造のTFT液晶パネルを製造した。偏光膜としては、ポリビニルアルコール(PVA)で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いた。
その後、液晶パネル用対向基板の外表面側と、TFT基板の外表面側とに、それぞれ、偏光膜を接合することにより、図3に示すような構造のTFT液晶パネルを製造した。偏光膜としては、ポリビニルアルコール(PVA)で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いた。
(実施例2)
無機酸化物前駆体としてテトラメトキシシランを用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例3)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ドデシルエーテル(C12H25(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
無機酸化物前駆体としてテトラメトキシシランを用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例3)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ドデシルエーテル(C12H25(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例4)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)テトラデシルエーテル(C14H29(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例5)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ステアリルエーテル(C18H37(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例6)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(20)ヘキサデシルエーテル(C16H33(CH2CH2O)20OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)テトラデシルエーテル(C14H29(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例5)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(10)ステアリルエーテル(C18H37(CH2CH2O)10OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例6)
界面活性剤としてポリオキシエチレン(20)ヘキサデシルエーテル(C16H33(CH2CH2O)20OH)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
[評価]
上記各実施例で製造したTFT液晶パネルを用いて、図7に示すような構造の液晶プロジェクター(電子機器)を組み立て、駆動させたところ、鮮明な投射画像が得られた。
さらに、各液晶プロジェクターを、5000時間連続駆動させた場合であっても、投射画像に大きな変化は認められなかった。
また、本発明の液晶パネルを備えたパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ディジタルスチルカメラを作製して、同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
上記各実施例で製造したTFT液晶パネルを用いて、図7に示すような構造の液晶プロジェクター(電子機器)を組み立て、駆動させたところ、鮮明な投射画像が得られた。
さらに、各液晶プロジェクターを、5000時間連続駆動させた場合であっても、投射画像に大きな変化は認められなかった。
また、本発明の液晶パネルを備えたパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ディジタルスチルカメラを作製して、同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
1A、1B……液晶パネル 2……液晶層 3A、3B……無機配向膜 30……細孔 4A、4B……無機配向膜 5……透明導電膜 6……透明導電膜 7A、7B……偏光膜 8A、8B……偏光膜 9……基板 10……基板 100……基材 101……基材 200……電子デバイス用基板 11……マイクロレンズ基板 111……マイクロレンズ用凹部付き基板 112……凹部 113……マイクロレンズ 114……表層 115……樹脂層 12……液晶パネル用対向基板 13……ブラックマトリックス 131……開口 14……透明導電膜 17……TFT基板 171……ガラス基板 172……画素電極 173……薄膜トランジスタ 1100‥‥パーソナルコンピュータ 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース(ボディー) 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッタボタン 1308‥‥回路基板 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥データ通信用の入出力端子 1430‥‥テレビモニタ 1440‥‥パーソナルコンピュータ 300……投射型表示装置 301……光源 302、303……インテグレータレンズ 304、306、309……ミラー 305、307、308……ダイクロイックミラー 310〜314……集光レンズ 320……スクリーン 20……光学ブロック 21……ダイクロイックプリズム 211、212……ダイクロイックミラー面 213〜215……面 216……出射面 22……投射レンズ 23……表示ユニット 24〜26……液晶ライトバルブ
Claims (18)
- 基材上に、主として無機酸化物で構成される無機配向膜を形成する無機配向膜の形成方法であって、
前記基材上に、無機酸化物前駆体と界面活性剤とを含む溶液を塗布して、塗膜を形成する第1の工程と、
前記塗膜を焼成することにより、前記無機酸化物前駆体を前記無機酸化物に変化させて、前記無機配向膜を得る第2の工程とを有することを特徴とする無機配向膜の形成方法。 - 前記溶液中の前記無機酸化物前駆体の含有量は、10〜50wt%である請求項1に記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記界面活性剤は、前記第2の工程における前記塗膜の焼成の際に、その少なくとも一部が消失する請求項1または2に記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記溶液中の前記界面活性剤の含有量は、臨界ミセル濃度以下である請求項1ないし3のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記第1の工程における塗布は、スピンコート法により行われる請求項1ないし4のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記第2の工程における焼成は、減圧状態で行われる請求項1ないし5のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記無機配向膜は、複数の細孔を有する構造をなしている請求項1ないし6のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法。
- 複数の前記細孔の軸は、ほぼ等しい方向を向いている請求項7に記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記細孔の軸は、前記基材の前記無機配向膜が形成された面に対して、ほぼ垂直となっている請求項7または8に記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記細孔の開口面積(平均)は、10〜8000nm2である請求項7ないし9に記載の無機配向膜の形成方法。
- 前記無機酸化物は、シリコン酸化物である請求項1ないし10のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法により形成することを特徴とする無機配向膜。
- 基板上に、電極と、請求項12に記載の無機配向膜とを備えることを特徴とする電子デバイス用基板。
- 請求項12に記載の無機配向膜と、液晶層とを備えることを特徴とする液晶パネル。
- 請求項12に記載の無機配向膜を一対備え、
一対の前記無機配向膜の間に、液晶層を備えることを特徴とする液晶パネル。 - 請求項14または15に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項14または15に記載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも1個用いて画像を投射することを特徴とする電子機器。
- 画像を形成する赤色、緑色および青色に対応した3つのライトバルブと、光源と、該光源からの光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前記合成された画像を投射する投射光学系とを有する電子機器であって、
前記ライトバルブは、請求項14または15に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする電子機器。
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