JP2007047253A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸湿や水分の浸入を防止することができる液晶装置とその製造方法、さらにはこれを用いた電子機器を提供する。
【解決手段】 互いに対向する一対の基板１０，２０間に液晶５０を挟持してなる液晶装置である。一対の基板１０，２０のそれぞれの内面に配向膜４０（６０）が設けられ、配向膜４０，６０間に、液晶５０を封入した状態でシール材５２が設けられ、一対の基板１０，２０の側端面側に、少なくともシール材５２と配向膜４０，６０とを覆った状態で、金属カップリング剤からなる金属酸化物製の防湿膜９０が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。

液晶プロジェクタ等に搭載される光変調手段や、携帯電話等に搭載される直視型表示装置として用いられる液晶装置は、液晶層に電圧を印加するための電極を具備する一対の基板を主体として構成されている。液晶装置を構成する一対の基板の各内面側には、導電膜（画素電極、対向電極等）や、液晶分子の初期配向状態を制御するための配向膜が形成されている。そして、これら配向膜間がシール材によって接合されることにより、基板どうしが貼り合わされ、さらにこのシール材に囲まれた領域内に液晶が封入されるようになっている。

ところで、液晶装置では、吸湿や水分の浸入が品質低下の原因となることから、その耐湿性を向上するため、液晶装置（液晶パネル）を構成する配向膜やシール材などの各ユニット（各要素）の防湿が研究されている。このような研究に基づく技術として、従来、配向膜の表面に撥水処理を施したり、配向膜の表面に撥水性を有する膜を形成する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２０２５０９号公報

しかしながら、ユニットとして例えば防湿処理した配向膜を用い、液晶パネルを組み立てて液晶装置を形成しても、各ユニット間、例えば配向膜とシール材との間の接合界面から水や湿気が入り込み、これによって透湿が起こってしまう。
すなわち、特に特許文献１の技術では、撥水処理することにより、配向膜表面に立体的な大アルキル基やＣＦｘ基を付与する。その結果、得られる撥水膜には立体アルキル基の間に分子間隙間が形成されるため、膜が緻密ではなく、したがって防湿性が低くなってしまう。よって、前述したようにこの配向膜とシール材との間の接合界面での透湿が、無視できなくなってしまうのである。
また、配向膜表面に付与したＣＦｘの撥水性が強すぎるため、液晶のプレチルトに影響してしまうといった問題もある。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、吸湿や水分の浸入を防止することができる液晶装置とその製造方法、さらにはこれを用いた電子機器を提供することを目的としている。

前記目的を達成するため本発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
前記一対の基板のそれぞれの内面に配向膜が設けられ、
前記配向膜間に、前記液晶を封入した状態でシール材が設けられ、
前記一対の基板の側端面側に、少なくとも前記シール材と前記配向膜とを覆った状態で、金属カップリング剤からなる金属酸化物製の防湿膜が形成されていることを特徴としている。

この液晶装置によれば、金属カップリング剤からなる金属酸化物製の防湿膜が、一対の基板の側端面側の、少なくとも前記シール材と前記配向膜とを覆った位置に形成されているので、この防湿膜によって配向膜とシール材との界面やシール材自体の側面からの透湿が防止され、これにより吸湿（透湿）に起因する液晶装置の品質低下が防止される。また、防湿膜が無機材料である金属酸化物によって形成されているため、例えば大きなアルキル基を有する有機膜などに比べて緻密で高い密着性を有するものとなり、したがって透水性、透湿性が低く、防水性、防湿性のいずれにも優れたものとなる。さらに、ユニットとしての配向膜の表面（内面）を例えば撥水処理するわけではないので、液晶のプレチルトに影響してしまうといった問題も回避される。

また、前記液晶装置においては、前記金属カップリング剤がシランカップリング剤であり、前記金属酸化物が珪素酸化物であるのが好ましい。
このようにすれば、防湿膜が無機の珪素酸化物によって形成されているため、例えば大きなアルキル基を有する有機膜などに比べて緻密で高い密着性を有するものとなり、したがって透水性、透湿性が低く、防水性、防湿性のいずれにも優れたものとなる。また、基板としてガラス基板を用いた場合などでは、特にこのガラス基板にも防湿膜を形成した場合に、同じ酸化珪素系材料であることから密着性が極めて良好になり、したがって防湿膜を基板に強固に接合させることができる。

また、前記液晶装置においては、前記防湿膜が、前記一対の基板の表面にも形成されていてもよい。
このようにすれば、この金属酸化物製の防湿膜が基板の表面では防塵膜としても機能するので、基板の最外部に形成する防塵ガラスの作製を省略することが可能になる。

本発明の液晶装置の製造方法は、内面に配向膜を形成した一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる工程と、
前記シール材に囲まれた領域に液晶を配置する工程と、
前記一対の基板を成膜室に配置し、該成膜室に金属カップリング剤を原料ガスとして導入し、該原料ガスを酸化雰囲気中にて反応させることで前記一対の基板の表面及び側端面に金属酸化物を堆積して防湿膜を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。

この液晶装置の製造方法によれば、金属カップリング剤を原料ガスとして、酸化により金属酸化物からなる防湿膜を形成するので、無機材料からなる防湿膜を比較的低温で成膜することができ、したがって基板間の液晶などへの影響を最小限に抑えることができる。また、防湿膜を比較的簡単なプロセスで形成できるため、吸湿（透湿）に起因する液晶装置の品質低下を低コストで容易に防止することができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記酸化雰囲気が、酸素プラズマ雰囲気であるのが好ましい。
このようにすれば、金属カップリング剤からなる原料ガスを低温で良好に分解・酸化し、金属酸化物からなる防湿膜を良好に形成することができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記防湿膜を形成する工程での、原料ガスを酸化雰囲気中にて反応させるときの温度を、前記液晶のガラス転移点未満の温度とするのが好ましい。
このようにすれば、液晶がガラス転移することにより劣化するのを確実に回避することができる。

また、本発明の別の液晶装置の製造方法は、内面に配向膜を形成した一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる工程と、
前記シール材に囲まれた領域に液晶を配置する工程と、
前記一対の基板の側端面側に、少なくとも前記シール材と前記配向膜とを覆った状態で、金属カップリング剤を含有してなるゾルゲル溶液を塗布する工程と、
前記ゾルゲル溶液を酸化雰囲気中にて加熱乾燥しつつ酸化し、硬化させて金属酸化物からなる防湿膜とする工程と、を備えたことを特徴としている。

この液晶装置の製造方法によれば、金属カップリング剤を含有してなるゾルゲル溶液を加熱・酸化することにより、金属酸化物からなる防湿膜を形成するので、無機材料からなる防湿膜を比較的低温で成膜することができ、したがって基板間の液晶などへの影響を最小限に抑えることができる。また、防湿膜を比較的簡単なプロセスで形成できるため、吸湿（透湿）に起因する液晶装置の品質低下を低コストで容易に防止することができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記酸化雰囲気が、オゾン雰囲気であるのが好ましい。
このようにすれば、金属カップリング剤を含有してなるゾルゲル溶液を低温で良好に分解・酸化し、金属酸化物からなる防湿膜を良好に形成することができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記防湿膜を形成する工程での、ゾルゲル溶液を酸化雰囲気中にて加熱乾燥しつつ酸化するときの温度を、前記液晶のガラス転移点未満の温度とするのが好ましい。
このようにすれば、液晶がガラス転移することにより劣化するのを確実に回避することができる。

本発明の電子機器は、前記の液晶装置、あるいは前記の製造方法によって得られた液晶装置を備えることを特徴としている。
この電子機器によれば、吸湿（透湿）に起因する品質低下が防止された液晶装置を備えているので、この電子機器自体も品質低下が防止され、表示の信頼性が向上したものとなる。

（液晶装置）
図１は、本発明の液晶装置の一実施形態を示す模式断面図である。
図１に示すように液晶装置は、液晶セル１００の側端面に防湿膜９０を形成して構成されたものである。液晶セル１００は、互いに対向する一対の基板１０，２０間に、液晶５０（液晶層）を挟持した構成を有している。基板１０の内面側（対向面側）には、透光性導電膜９（画素電極）と、配向膜４０とが順次配設されている。一方、基板２０の内面側（対向面側）には、透光性導電膜２１（共通電極、対向電極）と、配向膜６０とが順次形成されている。

基板１０と基板２０とは、その配向膜４０，６０間でシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入・保持されている。このシール材５２には、例えば基板１０と基板２０とを貼り合わせた後に液晶を注入するための、液晶注入口（図示せず）が形成されている。ただし、基板１０と基板２０とを貼り合わせる前に、予め一方の基板に液晶注入口を形成することなく環状にシール材５２を塗布しておき、このシール材５２の内側に液晶を充填した後、基板１０と基板２０とを貼り合わせるようにしてもよい。その場合には、前記したような液晶注入口が、シール材５２に形成されないことになる。

導電膜９，２１としては、例えば錫をドープした酸化インジウム膜（ＩＴＯ膜）が用いられる。また、これ以外にも、ＩＺＯ膜、ＦＴＯ膜等の透光性と導電性を有する公知の様々な導電膜を用いることもできる。また、透光性を必要としない場合には、優れた導電性を有する公知の様々な導電膜が適用可能である。ＩＴＯ膜は、蒸着法やスパッタ法、焼成法（塗布熱分解法とも言う）等により形成することができる。

スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を形成するには、基板表面温度を所定温度（例えば、２００℃）に設定して酸化インジウムと酸化スズからなるＩＴＯ透明導電膜を所定の膜厚（例えば、０．０５μｍ〜１０μｍ）に成膜し、所定の温度（例えば、２００℃〜２５０℃）に一定時間（例えば、６０分）保持して熱処理を行う。その後、必要に応じて、フォトリソグラフィ法により所望の平面形状にパターニングする。

焼成法を用いてＩＴＯ膜を形成するには、ＩＴＯ膜の液体材料を基板上に配置し、その膜を熱処理する。液相法を用いた導電膜の形成は、製造コスト低減に有利である。液体材料の配置技術としては、インクジェット法、Ｃａｐコート法、スピンコート法等を用いることができる。前記液体材料として、インジウムの有機化合物及び錫の有機化合物を有機アミンの存在下に溶解した有機溶媒を用いることにより、比較的低温（例えば２５０℃以下）での焼成が可能となる。また、透光性の導電性微粒子を含む微粒子膜を基板上に形成した後に、その微粒子膜上に透光性の導電性微粒子を溶解した有機溶媒を染み込ませ、その後にその膜を熱処理（焼成）することにより、焼成温度が比較的低温（例えば２５０℃以下）であっても導電性に優れた透光性導電膜を得ることができる。

配向膜４０，６０としては、有機配向膜、及び無機配向膜のいずれも適用可能である。
有機配向膜は、例えば、ポリイミドなどの高分子膜の表面にラビング等の配向処理を施すことにより形成することができる。無機配向膜は、有機配向膜に比べて耐光性や耐熱性が高く、ＳｉＯ_２のような無機膜を蒸着法あるいはスパッタ法を用いて形成した後に、イオンビームや粒子ビームを無機膜表面に照射して配向処理を施すことにより、形成することができる。あるいは、基板に対して斜めに無機材料を入射させて斜方柱状構造を有する膜を形成する、いわゆる斜方蒸着法によっても、無機配向膜を形成することができる。

この液晶セル１００の側端面には、前述したように金属酸化物からなる防湿膜９０が形成されている。この防湿膜９０は、基板１０，２０の側端面側の全面、すなわち、基板１０，２０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側面（端面）を連続的にかつ全周にわたって覆うように配設されたものである。また、この防湿膜９０は、特に透水性や透湿性が極めて低く、したがってこれが覆う箇所での透水や透湿を良好に防止する、透水機能・透湿機能を有したものである。

すなわち、本実施形態の防湿膜９０は、金属カップリング剤が水やメタノール等の溶媒に溶解させられて調製されたゾルゲル溶液が塗布され（付着させられ）、酸化雰囲気中にて加熱乾燥されつつ酸化され、硬化せしめられて形成されたものである。金属カップリング剤としては、シランカップリング剤やアルミニウムカップリング剤などが用いられるが、特にシランカップリング剤が好適に用いられる。シランカップリング剤としては、各種アルコキシシランやアクリロキシシラン、ポリシラザンなどから選択された一種あるいは複数種が用いられ、具体的には、trimethoxysilane［（ＣＨ_３Ｏ）_３ＳｉＨ］、trimethoxyvinylsilane［（ＣＨ_３Ｏ）_３ＳｉＣＨＣＨ_２］、tetramethoxysilane［（ＣＨ_３Ｏ）_４Ｓｉ］、3-glycidoxyproyl-trimethoxysilane、3-aminopropyl-triethoxysilane、N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-trimethylammonium chloride、methacryloxypropyltrimethoxysilaneなどが好適に用いられる。このようなシランカップリング剤を用いることにより、得られる防湿膜９０はＳｉＯ_２等の珪素酸化物となる。

また、アルミニウムカップリング剤としては、（ＣＨ_３）_２ＡｌＯＣＨ（ＣＨ_３）_２、（Ｃ_２Ｈ_５）_２ＡｌＯＣ_２Ｈ_５等のＡｌアルコキシドが用いられる。このようなアルミニウムカップリング剤を用いることにより、得られる防湿膜９０はＡｌ_２Ｏ_３等のアルミニウム酸化物となる。なお、本実施形態では、金属カップリング剤としてシランカップリング剤が用いられ、これによって防湿膜９０が珪素酸化物（ＳｉＯ_２）からなっているものとする。

ここで、前記のゾルゲル溶液から防湿膜９０を形成する方法について説明する。
まず、シランカップリング剤を適宜な比で水やメチルアルコール等の溶媒に添加し、撹拌することで、粘性が高く、したがって粘着性が高いゾルゲル溶液を作製する。
次に、このゾルゲル溶液を基板１０、２０の側端面側に塗布する。この塗布については、特に限定されることなく種々の方法が採用可能である。具体的には、浸漬法（ディップコート法）やスプレーコート法、各種印刷法、さらにはディスペンス法やインクジェット法などが好適に用いられる。なお、本実施形態では、特に基板１０，２０の側端面側の全面に防湿膜９０を形成するので、例えば液晶セル１００の表裏面となる基板１０，２０の外面（表面）をマスキングしておき、その状態で基板１０，２０の側端面側を前記ゾルゲル溶液中に浸漬するといった方法が、簡易であることから好適に採用される。

このようにして塗布すると、ゾルゲル溶液は前述したように粘着性が高いことから、塗布箇所に良好に付着する。
続いて、このようにしてゾルゲル溶液を付着させた液晶セル１００を、酸化処理室（図示せず）に入れ、所定温度、例えば８０℃から１００℃程度の温度で加熱する。また、酸化処理室の雰囲気を酸化処理雰囲気、具体的にはオゾン含有雰囲気とする。これにより、液晶セル１００に付着させた前記ゾルゲル溶液を、加熱乾燥させつつ酸化させる。すると、ゾルゲル溶液は、その主成分であるシランカップリング剤が分解し、酸化されて主にＳｉＯ_２からなる珪素酸化物となり、硬化して防湿膜９０となる。また、他の有機成分は気化することなどにより、得られる防湿膜９０中から除去される。

ここで、酸化処理雰囲気での加熱温度としては、液晶セル１００中の液晶５０のガラス転移点未満の温度とするのが好ましい。一般的な液晶のガラス転移点は例えば１５０℃程度であることから、１５０℃未満、例えば１２０〜１３０℃以下の温度で加熱するのが好ましく、前記したように加熱温度を８０℃〜１００℃程度とすれば、加熱による液晶の劣化が確実に抑えられるため、より好ましい。

また、前記オゾン含有雰囲気については、例えば大気雰囲気、あるいは酸素雰囲気にある酸化処理室内に、オゾン発生機でオゾンを導入して所望のオゾン濃度とすることにより、形成する。このように酸化力の強いオゾンを用いて酸素雰囲気を形成することにより、ゾルゲル溶液を低温で良好に分解・酸化することができる。

このようにして得られた防湿膜９０は、珪素酸化物によって形成されているため、例えば大きなアルキル基を有する有機膜などに比べて緻密で高い密着性を有するものとなり、したがって透水性、透湿性が低く、防水性、防湿性のいずれにも優れたものとなる。
よって、この防湿膜９０を備えた液晶装置は、防湿膜９０を形成したことにより、これが覆う箇所での透水や透湿を良好に防止することができ、防水性、防湿性に優れたものとなる。また、従来のように配向膜４０，６０の表面（内面）を撥水処理するわけではないので、液晶５０のプレチルトに影響してしまうといった問題も回避される。

また、このような液晶装置の製造方法にあっては、シランカップリング剤を含有してなるゾルゲル溶液を加熱・酸化することにより、珪素酸化物からなる防湿膜９０を形成するので、無機材料からなる防湿膜９０を比較的低温で成膜することができ、したがって液晶５０などへの影響を最小限に抑えることができる。また、防湿膜９０を比較的簡単なプロセスで形成できるため、吸湿（透湿）に起因する液晶装置の品質低下を低コストで容易に防止することができる。

また、前記の防湿膜９０については、前述したようなゾルゲル溶液を用いた液相法でなく、気相法によっても形成することもできる。気相法として具体的には、金属カップリング剤を原料ガスとして用いた、酸素プラズマによるＣＶＤ法が好適に採用される。この酸素プラズマによるＣＶＤ法には、例えば図２に示すような誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置が用いられる。
図２に示すＣＶＤ装置は、本発明における成膜室となるもので、成膜を行うための成膜部１０４と、この成膜部１０４内に膜材料を導入する導入部１０５と、成膜部１０４内にて被成膜体である液晶セル１００を保持する保持部１０６とを有して構成されたものである。

このようなＣＶＤ装置によって防湿膜９０を形成するには、液晶セル１００を保持部１０６にセットし、成膜室内を所定温度に加熱した後、シランカップリング剤（金属カップリング剤）を原料ガスとして導入部１０５内に供給する。この導入部１０５については、予め酸素雰囲気のもとで高周波やマイクロ波等の電磁波による放電を行い、強い酸化雰囲気である酸素プラズマ雰囲気としておく。
このような酸素プラズマ雰囲気中にシランカップリング剤（原料ガス）を供給すると、シランカップリング剤（原料ガス）が酸素プラズマ雰囲気（酸化雰囲気）中で反応して分解・酸化し、ＳｉＯ_２を主とする珪素酸化物となり、成膜部１０４内に導入される。そして、保持部１０６にセットされた液晶セル１００の表面に堆積し、防湿膜９０となる。

このとき、図２に示したように、液晶セル１００の側端面を導入部１０５に対向させておくことにより、この対向した側端面に、防湿膜９０を選択的に形成することができる。よって、駆動部１０７によって液晶セル１００をその周方向に連続的あるいは間欠的に回転させ、導入部１０５に対向する液晶セル１００の側端面の位置を変化させることにより、液晶セル１００の側端面全てに亘って、均一にかつ確実に防湿膜９０を形成することができる。

なお、導入部１０５から導入された珪素酸化物は、ある程度回り込んで導入部１０５に対向する部分以外にも堆積する。したがって、必要に応じ、成膜不要な部分にマスキングを施したり、液晶セル１００の全面に薄膜を形成した後に、不要な部分を除去することで、図１に示したように側端面にのみ防湿膜９０を形成した液晶装置を得ることができる。

このような製造方法にあっても、シランカップリング剤を原料ガスとして、酸化により珪素酸化物からなる防湿膜９０を形成するので、無機材料からなる防湿膜を比較的低温で成膜することができ、したがって液晶５０などへの影響を最小限に抑えることができる。また、防湿膜９０を比較的簡単なプロセスで形成できるため、吸湿（透湿）に起因する液晶装置の品質低下を低コストで容易に防止することができる。

なお、この製造方法においても、液晶セル１００がセットされる成膜部１０４、すなわちこの成膜部１０４を備えた成膜室では、その成膜時の温度、つまり原料ガスを酸化雰囲気中にて反応させるときの温度を、液晶５０のガラス転移点未満の温度とするのが好ましい。このようにすることにより、液晶５０がガラス転移することにより劣化するのを確実に回避することができる。

次に、図１に示した実施形態の変形例を説明する。
図３の液晶装置における液晶セル１２０は、図１と同様に、互いに対向する一対の基板１０，２０間に、液晶５０（液晶層）を挟持した構成を有しており、一方の基板１０の内面側（対向面側）には、透光性導電膜９（画素電極）と、配向膜４０とが順次配設され、他方の基板２０の内面側（対向面側）には、透光性導電膜２１（共通電極、対向電極）と、配向膜６０とが順次形成されている。また、図３の液晶装置は、図１のものと異なり、液晶セル１２０の外面すべてに、防湿膜９０が形成されている。

すなわち、図３の液晶装置では、防湿膜９０が、基板１０，２０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側端面に加え、基板１０，２０の外面（表面）をも連続的にかつ全域にわたって覆うように形成されている。
したがって、本例の液晶装置では、図１のものと同様に、防湿膜９０によって導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側端面からの吸湿が防止され、さらに、基板１０，２０と導電膜９，２１との接合部分、導電膜９，２１と配向膜４０，６０との接合部分、及び配向膜４０，６０とシール材５２との接合部分が、それぞれ防湿膜９０に覆われることにより、これら接合部分からの装置内部への水分（湿気）の浸入が防止される。

また、基板１０，２０の外面（表面）に形成された珪素酸化物からなる防湿膜９０は、ガラス等からなる基板１０，２０と同系の材質となるため、その密着性が高く、基板１０，２０に対して強固に接合したものとなる。そして、この珪素酸化物からなる防湿膜９０は、基板１０，２０の表面では防塵膜（防塵ガラス）としても機能するため、基板１０，２０の最外部に形成していた防塵ガラスの作製を、省略することができる。

また、本例の液晶セル１２０では、部分的な膜形成が不要であることから、防湿膜９０の形成が容易になる。
すなわち、前記のゾルゲル溶液を用いた液相法で防湿膜９０を作製する場合、ゾルゲル溶液を、単に浸漬法で液晶セルの全面に付着させることなどで、図３に示したように液晶セル１２０の全面に防湿膜９０を作製することができる。
また、酸素プラズマ雰囲気中にて気相法により防湿膜９０を形成する場合、図２に示した導入部１０５に対し、液晶セルの全面をほぼ均一に対向させることで、図３に示したように液晶セル１２０の全面に防湿膜９０を作製することができる。

図４の液晶装置における液晶パネル１３０は、図１と異なり、基板１０，２０の外面側に、偏光板４５，６５と、防塵膜４６，６６とが配設されており、偏光板４５，６５の側面と防塵膜４６，６６の側面とをさらに覆って防湿膜９０が形成されている。すなわち、防湿膜９０は、基板１０，２０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側面に加え、偏光板４５，６５、及び防塵膜４６，６６の各側面を連続的にかつ全周にわたって覆うように配設されている。

したがって、本例の液晶パネル１３０では、基板１０，２０と導電膜９，２１との接合部分、導電膜９，２１と配向膜４０，６０との接合部分、及び配向膜４０，６０とシール材５２との接合部分に加え、基板１０，２０と偏光板４５，６５との接合部分、偏光板４５，６５と防塵膜４６，６６との接合部分が、それぞれ防湿膜９０に覆われることにより、これら接合部分からの装置内部への水分（湿気）の浸入が防止される。

図５の液晶装置における液晶パネル１４０は、図４の液晶装置における液晶パネル１３０に対し、防塵膜４６，６６が無くなっている。そこで、この図５の液晶装置では、防湿膜９０を基板１０，２０の表面上、つまり偏光板４５，６５上にも形成した構成となっている。すなわち、基板１０，２０の表面において、前述したように防湿膜９０を防塵膜（防塵ガラス）として機能させることにより、図４の液晶装置で形成していた防塵膜４６，６６の形成を、省略しているのである。

また、この図５の液晶装置でも、防湿膜９０が、基板１０，２０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、シール材５２、及び偏光板４５，６５の各側面に加え、偏光板４５，６５の外面を連続的にかつ全域にわたって覆うように配設されているので、配向膜４０，６０とシール材５２との接合部分や、その他前記の各接合部分がそれぞれ防湿膜９０に覆われることにより、これら接合部分からの装置内部への水分（湿気）の浸入が防止される。

図６の液晶装置における液晶セル１５０は、図１のものと同様に、防湿膜９０が、基板１０，２０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側面を連続的にかつ全域にわたって覆うように配設されている。ただし、図６の液晶装置における液晶セル１５０は、図１のものと異なり、基板１０，２０の側端面に比べてシール材５２の側端面が内方に位置し、その段差に沿って連続的に防湿膜９０が形成されている。

すなわち、図６の液晶装置における液晶セル１５０では、シール材５２の側端面が基板１０，２０の側端面に比べて凹んでおり、基板１０，２０、導電膜９，２１、及び配向膜４０，６０の側端面に加え、その凹部内にも防湿膜９０が形成されている。そして、防湿膜９０の膜厚に関して、基板１０，２０、導電膜９，２１、及び配向膜４０，６０の各側面位置に比べて、シール材５２の側端面位置が厚くなっている。
したがって、本例の液晶装置では、厚膜の防湿膜９０に覆われた部分、すなわち、シール材５２の側端面、及びシール材５２と配向膜４０，６０との接合部分の吸湿あるいは水分の浸入がより確実に防止されたものとなっている。さらに、本例の液晶装置では、防湿膜９０の一面に段差が形成され、その段差部分が液晶セル１５０の側端面に係合した状態となることから、防湿膜９０の密着性も向上したものとなっている。

次に、本発明の液晶装置の具体的な構成例について説明する。
図７は本実施形態の液晶装置の全体構造を示す平面図である。図８は図７の液晶装置の縦断面図である。図９は本実施形態の液晶装置の画像表示領域を構成するマトリックス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等を示す等価回路図である。

図７及び図８に示すように、この液晶装置は、例えば前記の透過型液晶セル１５０を備えて構成されたもので、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０を封入、保持したものである。シール材５２には、製造時においてＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた後に液晶を注入するための液晶注入口５５が形成されており、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５４により封止されている。

シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り（図示略）が形成される一方、シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。

図９に示すように、画像表示領域を構成するマトリックス状に配置された複数の画素に、画素電極９と、この画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。

また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、このＴＦＴ素子３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込むようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。この液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。
保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１７が付加されている。

図７及び図８に戻り、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側の表面には、画素電極９と、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するための配向膜４０が形成されている。なお、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側と反対側の表面には、所定の偏光のみを透過する偏光板、及び必要に応じて防塵板が配設される。

他方、対向基板２０の液晶層５０側の表面には、ＩＴＯ等の透明電極材料からなる共通電極２１と、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御するための配向膜６０とが形成されている。なお、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側と反対側の表面には、所定の偏光のみを透過する偏光板、及び必要に応じて防塵膜が配設される。

そして、本例の液晶セル１５０では、基板１０、導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側面（端面）を連続的にかつ全周にわたって覆うように防湿膜９０が配設されている。なお、電極や配線（データ線駆動回路２０１、実装端子２０２、配線２０５など）などの防湿膜の不要な部分は、予めマスキングした後に成膜がなされたり、成膜後に防湿膜が除去されるなどにより、露出させられている。

その結果、本例の液晶セル１５０では、防湿膜９０によって導電膜９，２１、配向膜４０，６０、及びシール材５２の各側面からの吸湿（透湿）が防止され、さらに、基板１０，２０と導電膜９，２１との接合部分、導電膜９，２１と配向膜４０，６０との接合部分、及び配向膜４０，６０とシール材５２との接合部分がそれぞれ、防湿膜９０に覆われることから、それらの接合部分（界面）から装置内部への吸湿や水分の浸入が防止される。

なお、本実施形態においては、ＴＮモードの液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、垂直配向モード、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）モードなど、電圧無印加時の液晶分子の配向状態がいかなる液晶装置にも適用することができる。本発明を、垂直配向モードの液晶装置に適用する場合には、液晶層を、液晶分子の長短軸方向が短長軸方向に比較して分極しやすい、正負の誘電率異方性を有する液晶により構成すれば良い。この場合には、電圧無印加時に、液晶層内の液晶分子が配向膜によって制御され、所定の方向に配列するのに対し、電圧印加時には、液晶層内の液晶分子が、その長軸方向を一対の基板間に発生する縦電界の方向に対して略垂直平行方向に向けて配列するため、電圧無印加時、電圧印加時における液晶分子の配列を光学的に識別し、表示を行うことができる。

図１０は、パッシブマトリックス型の透過型液晶装置の全体構成を示す斜視図である。
この透過型液晶装置は、液晶層（図示略）を挟持して対向配置された一対の基板７０，８０を具備して概略構成されている。

より詳細には、基板７０は、基板本体７１の液晶層側表面に、ストライプ状に形成された多数の透明電極７２と、イオン吸着性微粒子を含有してなる保護膜（図示略）と配向膜（図示略）とを順次具備して構成されている。また、基板８０は、基板本体８１の液晶層側表面に、ストライプ状に形成された多数の透明電極８２と、イオン吸着性微粒子を含有してなる保護膜（図示略）と配向膜（図示略）とを順次具備して構成されている。

なお、図示するように、基板７０の透明電極７２と基板８０の透明電極８２とは互いに交差する方向に形成されている。また、一対の基板７０，８０の側面には、全周に不図示の防湿膜が連続的に形成されている。
このように、本発明は、パッシブマトリックス型の透過型液晶装置にも適用することができ、アクティブマトリックス型の透過型液晶装置と同様の効果を得ることができる。

前記の各実施形態においては、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス型の透過型液晶装置、パッシブマトリックス型の透過型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、ＴＦＤ（Thin-Film Diode）素子に代表される２端子型素子を用いたアクティブマトリックス型液晶装置等にも適用可能である。

また、前記の各実施形態においては、透過型液晶装置を取り上げて説明したが、本発明は、一対の基板を貼り合わせた後にそれらの基板の外面に防湿膜を形成した構成であればよく、前記の各実施形態に限定されるものではない。例えば、透過型液晶装置以外の反射型液晶装置、半透過反射型液晶装置にも適用可能であり、いかなる構造の液晶装置にも適用することができる。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一例としてのプロジェクタについて説明する。
図１１は、プロジェクタを概略的に示す図である。
このプロジェクタＰＪ１は、本発明の液晶装置を光変調手段（液晶ライトバルブ）として用いており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の間欠表示型カラー液晶プロジェクタである。

図１１に示すように、プロジェクタＰＪ１は、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３，８１４と、反射ミラー８１５，８１６，８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、射出レンズ８２０と、液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備えて構成されている。

光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とを含む。
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および射出レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用液晶ライトバルブ８２４に入射する。

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

このようなプロジェクタＰＪ１によれば、液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４における吸湿（透湿）や水の侵入による表示品質の低下が防止されていることから、表示品質が向上して表示の信頼性が向上したものとなる。

なお、本例では赤色光用，緑色光用，青色光用の各液晶ライトバルブに本発明の液晶装置を採用したが、係る液晶装置は必ずしも全ての液晶ライトバルブに適用される必要はなく、少なくともＲ，Ｇ，Ｂのうちのいずれかの液晶ライトバルブに適用すれば、その効果を得ることができる。光のエネルギーが高い青色光（Ｂ）用の液晶ライトバルブに本発明の液晶装置を適用すると特に効果的である。
また、３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。

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

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の液晶装置の一実施形態を示す模式断面図。 図１の液晶装置の変形例を示す図。 図１の液晶装置の変形例を示す図。 図１の液晶装置の変形例を示す図。 図１の液晶装置の変形例を示す図。 図１の液晶装置の変形例を示す図。 液晶装置の全体構造を示す平面図。 図７の液晶装置の縦断面図。 透過型液晶装置の画像表示領域を示す等価回路図。 パッシブマトリックス型の透過型液晶装置を示す斜視図。 プロジェクタの一例を概略的に示す図。

符号の説明

１０…基板、２０…基板、９…画素電極（導電膜）、２１…共通電極（導電膜）、５０…液晶層（液晶）、５２…シール材、４０，６０…配向膜、７０…下側基板、８０…上側基板、９０…防湿膜、１００，１２０，１３０，１４０，１５０…液晶セル（液晶装置）、１３０…液晶パネル（液晶装置）、ＰＪ１…プロジェクタ。

Claims (10)

1. 互いに対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
   前記一対の基板のそれぞれの内面に配向膜が設けられ、
   前記配向膜間に、前記液晶を封入した状態でシール材が設けられ、
   前記一対の基板の側端面側に、少なくとも前記シール材と前記配向膜とを覆った状態で、金属カップリング剤からなる金属酸化物製の防湿膜が形成されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記金属カップリング剤はシランカップリング剤であり、前記金属酸化物が珪素酸化物であることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
3. 前記防湿膜が、前記一対の基板の表面にも形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶装置。
4. 内面に配向膜を形成した一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる工程と、
   前記シール材に囲まれた領域に液晶を配置する工程と、
   前記一対の基板を成膜室に配置し、該成膜室に金属カップリング剤を原料ガスとして導入し、該原料ガスを酸化雰囲気中にて反応させることで前記一対の基板の表面及び側端面に金属酸化物を堆積して防湿膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 前記酸化雰囲気が、酸素プラズマ雰囲気であることを特徴とする請求項４記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記防湿膜を形成する工程での、原料ガスを酸化雰囲気中にて反応させるときの温度を、前記液晶のガラス転移点未満の温度とすることを特徴とする請求項４又は５記載の液晶装置の製造方法。
7. 内面に配向膜を形成した一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる工程と、
   前記シール材に囲まれた領域に液晶を配置する工程と、
   前記一対の基板の側端面側に、少なくとも前記シール材と前記配向膜とを覆った状態で、金属カップリング剤を含有してなるゾルゲル溶液を塗布する工程と、
   前記ゾルゲル溶液を酸化雰囲気中にて加熱乾燥しつつ酸化し、硬化させて金属酸化物からなる防湿膜とする工程と、を備えたことを特徴とする液晶装置の製造方法。
8. 前記酸化雰囲気が、オゾン雰囲気であることを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
9. 前記防湿膜を形成する工程での、ゾルゲル溶液を酸化雰囲気中にて加熱乾燥しつつ酸化するときの温度を、前記液晶のガラス転移点未満の温度とすることを特徴とする請求項７又は８記載の液晶装置の製造方法。
10. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置、あるいは請求項４〜請求項９のいずれか一項に記載の製造方法によって得られた液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
    
    
    

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