JP2007155949A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリネーションの発生が少なく、表示が明るい上、垂直配向に基づく高コントラストの液晶装置を安価に提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、一対の基板１０，２０間に、初期配向状態が垂直配向を呈し且つ誘電異方性が負の液晶からなる液晶層５０が挟持されてなる液晶装置であって、複数の画素部Ｘを備え、前記基板１０，２０の液晶層５０側には配向膜４０，６０が形成されてなり、前記配向膜４０，６０が、前記画素部Ｘの液晶を配向させる垂直配向膜４１，６１と、前記画素部Ｘの周辺部の液晶を配向させ且つ所定の方位角を備えたプレチルトを具備する水平配向膜４２，６２とからなることを特徴とする。
【選択図】図４

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。

液晶装置を用いて映像を大画面に表示する装置として液晶プロジェクタがある。プロジェクタにおいては高輝度、高コントラストが要求されており、その点、垂直配向方式の液晶装置は高コントラスト表示が可能で、近年、プロジェクタ用の液晶装置の液晶配向方式として採用されつつある。

しかし、垂直配向方式では液晶分子が基板表面に対して垂直に立っており、電圧印加時に倒れる方位方向での相互作用が弱い。そのため、電圧を印加すると、電極端から発生する横電界によって様々な方向に液晶分子が倒れ、クロスニコル下でいずれかの偏光板の透過軸に平行な液晶分子は位相差を生じないため、方位によっては表示に寄与しないことがあり、透過率が水平配向のそれより低くなってしまう問題があった。

そこで、配向方向を一方向に揃えることを目的として、配向膜にプレチルト角を付与する手法が、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００４−１６３９２１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたような技術によると、プレチルト角を大きくすると電圧無印加状態で液晶分子に位相差が発生し、黒表示でも光漏れが生じてコントラストが低くなる場合がある。そこで、本発明は、画素領域において垂直配向部分のチルトを形成しなくても、電圧印加時に電極端から発生する横電界の影響を排除して液晶分子の倒れる方向を均一にし、ディスクリネーションの発生が少なく、表示が明るい上、垂直配向に基づく高コントラストの液晶装置を安価に提供することを目的としている。また、本発明は、そのような液晶装置の製造方法についても提供することを目的としており、さらには当該液晶装置を備えた電子機器について提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、一対の基板間に、初期配向状態が垂直配向を呈し且つ誘電異方性が負の液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、複数の画素部を備え、前記基板の液晶層側には配向膜が形成されてなり、前記配向膜が、前記画素部の液晶を配向させる垂直配向膜と、前記画素部の周辺部の液晶を配向させ且つ所定の方位角を備えたプレチルトを具備する水平配向膜とからなることを特徴とする。

このような液晶装置によると、画素部における配向膜にプレチルトを形成しなくても、電圧印加時には電極端から発生する横電界の影響を排除して、液晶分子の倒れる方向を均一に規制することが可能となる。つまり、画素部における配向膜にプレチルトを形成しなくても、画素部の周辺部（画素周辺部）における配向膜に所定の方位角を備えたプレチルトを形成することで、電圧印加時には、画素部の液晶が、周辺部の配向膜が有するプレチルトの方位角方向に倒れるように配向規制することができるのである。その結果、光漏れが殆ど生じず、高コントラストの表示を実現することができる。例えば、基板外側に偏光板をクロスニコル下で設計した場合には、電圧無印加時には画素部の液晶はプレチルトが略０°で垂直に配向するため、光漏れが殆どない暗表示を実現できる。一方、電圧印加時には上述の通り画素部の液晶分子は周辺部の配向膜に設定された方位角方向に均一に傾倒するため、ディスクリネーションが生じず視認性に優れた明表示を実現することができる。このように本発明の液晶装置によると、高コントラストで明るい表示を画面全体にわたって均一に高品位で提供することが可能となるのである。なお、画素周辺部とは、各画素部の境界を形成する非画素部は勿論、画素部内であっても画素周縁部分の領域をも含有した意味である。

本発明の液晶装置において、前記垂直配向膜が前記画素部に選択的に配設され、前記水平配向膜が各画素部の境界を形成する非画素部に選択的に配設されてなるものとすることができる。このような構成により、上述した配向態様を好適に実現することが可能となる。

また、特に本発明では、前記垂直配向膜にはラビング処理が施されていないものとすることができる。ラビング処理を施さないことで、電圧無印加状態（初期配向状態）でプレチルト角が０°の垂直配向を好適に実現することが可能となる。一方、前記水平配向膜にはラビング処理が施されているものとすることができる。水平配向膜にラビング処理を施すことで、所定の方位角を備えたプレチルトを好適に付与することが可能となる。

次に、上記課題を解決するために、本発明に液晶装置の製造方法は、一対の基板間に、初期配向状態が垂直配向を呈し且つ誘電異方性が負の液晶からなる液晶層が挟持されてなり、複数の画素部を備える液晶装置の製造方法であって、基板上の前記画素部の周辺部に対応する領域に水平配向膜を形成してラビング処理を行う第１工程と、前記基板上の前記画素部に対応する領域に垂直配向膜を形成する第２工程と、を具備することを特徴とする。

このような方法により、上述した液晶装置を簡便且つ確実に製造することが可能となる。つまり、画素部の周辺部に対応する領域に水平配向膜を選択的に形成してラビング処理を施す一方、画素部に対応する領域に垂直配向膜を選択的に形成するものとすれば、電圧無印加時に画素部の液晶を垂直配向させつつ、電圧印加時には画素部の液晶を、画素周辺部に形成された配向膜の方位角方向に沿って傾倒させることが可能となるのである。

ここで、前記第１工程は、液滴吐出法により前記水平配向膜を前記画素部の周辺部に選択的に配置する工程と、配置した水平配向膜にラビング処理を行う工程とを含むものとすることができる。また、前記第２工程は、液滴吐出法により前記垂直配向膜を前記画素部に選択的に配置する工程を含むものとすることができる。このような液滴吐出法により水平配向膜又は垂直配向膜を配置するものとすれば、画素部の周辺部又は画素部に対する各配向膜の選択的形成を一層簡便且つ確実に実現することが可能となる。

また、本発明の液晶装置は、例えば液晶テレビや携帯電話等の電子機器の表示画面、パソコンのモニタ、液晶プロジェクタの光変調装置として用いることができる。このような用途に用いることで表示特性に優れた電子機器を提供することが可能となる。また、その液晶装置を上記製造方法により製造することで、上述した電子機器を安価に提供することが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

［液晶装置］
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。

図１は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリ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、信号線等の等価回路図である。図２はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図３は本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図２のＡ−Ａ’線断面図である。また、図４は本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。なお、図３及び図４においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。

本実施形態の透過型液晶装置において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０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に書き込む画像信号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、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、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。

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。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。ここで、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７０が付加されている。

次に、図２に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。

データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。

容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。

次に、図３及び図４に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。なお、図４ではスイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。図３及び図４に示すように、本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板（液晶装置用基板）１０と、これに対向配置される対向基板（液晶装置用基板）２０との間に液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなるもので、当該透過型液晶装置は垂直配向モードの表示装置である。

ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成された画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１、配向膜６０とを主体として構成されている。また、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。

画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。

また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には配向膜４０が形成されている。配向膜４０は、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ものであって、ここでは図４に示すように、所定領域毎に異なる配向機能を具備した構成となっている。

具体的には、配向膜４０は、画素電極９が形成された領域である画素部Ｘに主に配設された垂直配向膜４１と、画素部Ｘの境界を形成する非画素部Ｙに主に配設された水平配向膜４２とから構成されている。さらに詳細には、水平配向膜４２は、非画素部Ｙ（画素電極９が形成されていない領域）と、画素部Ｘの周縁の一部とからなる画素周辺部に対して形成されており、垂直配向膜４１は、当該水平配向膜４２が形成された画素周辺部によって囲まれる領域に形成されている。

このような構成により、画素部Ｘの液晶は主に垂直配向膜４１に基づいて基板１０に対して垂直に配向する一方、非画素部Ｙの液晶は主に水平配向膜４２に基づいて基板１０に対して水平に配向する。なお、水平配向膜４２は所定の方位角を備えたプレチルトを具備しており、ポリイミド膜のラビング処理したものから構成されている。また、垂直配向膜４１は、その基本骨格は水平配向膜の形成材料のポリイミドであるが、その側鎖に長鎖アルキル基や剛直な平面構造を有する官能基が導入されたものから構成されており、ラビング処理は施されていない。したがって、画素周辺部において液晶層５０を構成する液晶分子は、電圧無印加状態で所定の方位角方向にプレチルトを具備する一方、画素周辺部よりも内側領域において液晶層５０を構成する液晶分子は、電圧無印加状態でプレチルト角が略０°となる。

他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。

さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、その略全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には配向膜６０が形成されている。配向膜６０は、ＴＦＴアレイ基板１０側に形成された配向膜４０と同様、垂直配向膜６１及び水平配向膜６２から構成されている。

具体的に、配向膜４０と同様に、画素電極９が形成された領域である画素部Ｘに主に配設された垂直配向膜６１と、画素部Ｘの境界を形成する非画素部Ｙに主に配設された水平配向膜６２とから構成されている。さらに詳細には、水平配向膜６２は、非画素部Ｙ（画素電極９が形成されていない領域）と、画素部Ｘの周縁の一部とからなる画素周辺部に対して形成されており、垂直配向膜６１は、当該水平配向膜６２が形成された画素周辺部によって囲まれる領域に形成されている。

このような構成の配向膜４０，６０を具備する本実施形態の液晶装置においては、画素周辺部の内側領域（画素部Ｘの周縁を除いた内側領域（例えば画素部Ｘの周縁０％〜１０％（好ましくは１％〜１０％）を除く領域））ではノンラビングの状態であるが、電圧印加時には画素周辺部（非画素部Ｙ及び画素部Ｘの周縁（例えば画素部Ｘの周縁０％〜１０％（好ましくは１％〜１０％）））のラビングされた水平配向膜４２に影響されて、当該水平配向膜４２が形成する方位角方向に沿って液晶分子を傾倒させることが可能となる。したがって、初期状態（電圧無印加状態）でプレチルト角が実質０°であることによる高コントラスト、電圧印加状態で液晶分子の傾倒方向が揃うことによる高透過率、及びディスクリネーションの発生防止に起因する高品位表示の実現が可能となる。

つまり、図５に示すように電圧印加に伴って液晶分子が配向することとなる。まず、初期配向状態（電圧無印加状態）では、図５（ａ）に示すように、主に画素電極９が形成された画素部Ｘでは液晶分子５１ｂが基板１０Ａに対して垂直に配向する一方、非画素部Ｙでは液晶分子５１ａが所定の方位角方向にプレチルトを有した状態で基板１０Ａに対して水平に配向する。

この状態から電圧を印加すると、図５（ｂ）に示すように、画素部Ｘの液晶分子５１ｂは傾倒するが、この場合、非画素部Ｙの液晶分子５１ａの方位角方向に影響されて、当該方位角方向に沿って傾倒することとなる。したがって、画素部Ｘ内において液晶分子５１ｂの傾倒方向は一律となり、図５（ｃ）に示すように、ディスクリネーションラインが形成されることはない。

なお、従来のように基板１０，２０の内面に垂直配向膜を全面ベタ状に形成した場合には、液晶分子は図６に示すような配向挙動を示す。つまり、電圧無印加状態では全ての領域において液晶分子５１は基板１０Ａに対して垂直に配向する一方（図６（ａ））、電圧を印加すると液晶分子５１は傾倒するが、傾倒方向は一律とはならず（図６（ｂ））、ディスクリネーションＤが生じることとなる（図６（ｃ））。

また、本実施形態では、表示に寄与する画素部Ｘでは主にラビング処理を施していない垂直配向膜４２，６２により構成されているため、従来のようにラビング処理を行った場合に膜表面に形成される筋に起因した表示品位の低下が生じることがなく、液晶装置の表示品位の向上が図られている。

次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。
まず、ＴＦＴアレイ基板１０を作成する。
ここでは、ガラス等からなる透光性の基板１０Ａを用意し、これに第１遮光膜１１ａ、第１層間絶縁膜１２、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ａ、絶縁膜４，７、画素電極９等を公知の方法で形成する。続いて、画素電極９を含む第３層間絶縁膜７上に配向膜４０を形成する。

具体的には、図７に示すような工程を経て配向膜４０が形成される。なお、図７においては基板１０Ａと画素電極９との間に形成される絶縁膜７等の記載を省略してある。また、図７には基板１０Ａと基板２０Ａの双方を示しているが、各基板は別工程で作成されるもので、ここでは基板１０Ａに着目して説明する。

まず、画素電極９を形成した基板１０Ａに対して（図７（ａ））、非画素部Ｙと画素部Ｘの周縁とからなる画素周辺部に水平配向膜４２を形成する。具体的には、水平配向膜４２を構成する材料（水平配向膜形成材料）を所定の溶媒に溶解ないし分散させて液状組成物を作成し、これをインクジェット装置等の液滴吐出装置を用いた液滴吐出法により、上記画素周辺部に定点配置させる（図７（ｂ））。そして、定点配置させた液状組成物を乾燥させて、目的の水平配向膜４２を得るものとしている。なお、本実施形態では水平配向膜形成材料としてポリイミドを用いている。

次に、図７（ｃ）に示すようにラビング布５８をローラに巻きつけたラビング処理装置により、上記水平配向膜４２に対してラビング処理を施す。その後、水平配向膜４２によって囲まれた領域、すなわち画素部Ｘの周辺部を除いた領域に垂直配向膜４１を形成する（図７（ｄ））。ここでは、水平配向膜４２を形成した場合と同様、垂直配向膜４１を構成する材料（垂直配向膜形成材料）を所定の溶媒に溶解ないし分散させて液状組成物を作成し、これをインクジェット装置等の液滴吐出装置を用いた液滴吐出法により、上記水平配向膜４２によって囲まれた領域に定点配置させる（図７（ｄ））。そして、定点配置させた液状組成物を乾燥させて、目的の垂直配向膜４１を得るものとしている。なお、本実施形態では垂直配向膜形成材料としてポリイミドを用いており、その側鎖に長鎖アルキル基や剛直な平面構造を有する官能基が導入されている。また、当該垂直配向膜４１にはラビング処理は施さない。
以上のような配向膜形成工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０が作成される。

一方、上述したＴＦＴアレイ基板１０とは別に対向基板２０も作成する。ここでも、基板２０Ａを用意した後、ＴＦＴアレイ基板１０の作成と同様の方法を用いて、当該基板２０Ａ上に遮光膜２３や対向電極２１を形成するとともに、さらに図７を参照して上述した方法を用いて水平配向膜６２及び垂直配向膜６１からなる配向膜６０を形成し、対向基板２０を得るものとしている。

その後、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール剤を介して貼り合わせ、さらにシール剤に形成した液晶注入口から誘電異方性が負の液晶（ネガ型液晶材料）を注入して液晶パネルとする。また、パネル両側に偏光板をクロスニコル状態で貼り合せ、所定の配線を接続して、本実施形態の液晶装置を製造するものとしている。
このように本実施形態の液晶装置の製造方法では、配向膜形成工程において水平配向膜４２及び垂直配向膜４１を液滴吐出法により所定領域に定点配置するものとしているため、上記実施形態の液晶装置を簡便且つ確実に製造することが可能とされている。

なお、本実施形態では、水平配向膜４２（６２）と垂直配向膜４１（６１）とを別々に形成するものとしているが、例えば水平配向膜４２（６２）を形成する部分に段差を設けた後、水平配向膜４２（６２）及び垂直配向膜４１（６１）を同時に形成し、ラビング処理を両膜全体に施すものとしても良い。この場合、水平配向膜４２（６２）が形成された部分に段差が形成されているため、当該水平配向膜４２（６２）が垂直配向膜４１（６１）に対して一段高い位置に形成されることとなり、垂直配向膜４１（６１）に対するラビング処理は相対的に弱く、チルト角は殆ど付与されないこととなる。

また、本実施形態では、水平配向膜４２（６２）に対して方位角を備えたプレチルトを具備させるために、ポリイミド膜にラビング処理を施したものを水平配向膜４２（６２）としているが、例えばＳｉＯ_２に代表される無機材料（無機酸化物）を斜方蒸着により形成した斜方蒸着膜や、同じく無機材料（無機酸化物）をイオンビームスパッタ（ＩＢＳ）法により形成したＩＢＳ膜を水平配向膜４２（６２）とすることも可能である。この場合は、画素部Ｘのみならず、非画素部Ｙにおいてもラビングレスの配向膜が形成されることとなる。

以上、本発明の一実施形態としての液晶装置及びその製造方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、且つ当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。
例えば、本実施形態では、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型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、ＴＦＤ（Thin-Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置やパッシブマトリクス型液晶装置等にも適用可能である。また、本実施形態では、透過型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、反射型や半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。このように、本発明は、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］
上記実施の形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。

このように図８に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、例えばラビング処理を施したときのようなラビング筋が表示される不具合がなく、高コントラストで品質の高い表示を長期に渡って維持することが可能な表示装置となる。

［投射型表示装置］
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置（プロジェクタ）の構成について、図９を参照して説明する。図９は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図９において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投写レンズを示す。

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とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの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、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。

一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、出射レンズ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、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。

各光変調装置により変調された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。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって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、投写光学系である投写レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

上記構造を有する投射型表示装置は、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えたものであるので、例えばラビング処理を施したときのようなラビング筋が表示される不具合がなく、高コントラストで品質の高い表示を長期に渡って維持することが可能な表示装置となる。

本発明の一実施形態たる液晶装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。 図１の液晶装置についてＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図。 図１の液晶装置についてその素子構造を示す断面図。 図１の液晶装置についてその画素領域の構成を模式的に示す断面図。 本実施形態の液晶装置において電圧印加に伴う液晶の配向変化を模式的に示す説明図。 従来の液晶装置において電圧印加に伴う液晶の配向変化を模式的に示す説明図。 配向膜の形成工程について示す説明図。 本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。 本発明に係る投射型表示装置についての一例を示す図。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、１０Ａ，２０Ａ…基板本体、４０，６０…配向膜、４１，６１…垂直配向膜、４２，６２…水平配向膜、５０…液晶層

Claims (10)

1. 一対の基板間に、初期配向状態が垂直配向を呈し且つ誘電異方性が負の液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、
   複数の画素部を備え、
   前記基板の液晶層側には配向膜が形成されてなり、
   前記配向膜が、前記画素部の液晶を配向させる垂直配向膜と、前記画素部の周辺部の液晶を配向させ且つ所定の方位角を備えたプレチルトを具備する水平配向膜とからなることを特徴とする液晶装置。
2. 前記水平配向膜が、前記各画素部の境界を形成する非画素部と、前記画素部の周縁の一部とに配設されてなる一方、前記垂直配向膜が前記水平配向膜によって囲まれた領域に配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記垂直配向膜にはラビング処理が施されていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記水平配向膜にはラビング処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置。
5. 前記画素部において、前記液晶層を構成する液晶分子が、電圧無印加状態でプレチルト角が０°であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 一対の基板間に、初期配向状態が垂直配向を呈し且つ誘電異方性が負の液晶からなる液晶層が挟持されてなり、複数の画素部を備える液晶装置の製造方法であって、
   基板上の前記画素部の周辺部に対応する領域に水平配向膜を形成してラビング処理を行う第１工程と、
   前記基板上の前記画素部に対応する領域に垂直配向膜を形成する第２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。
7. 前記第１工程は、液滴吐出法により前記水平配向膜を前記画素部の周辺部に選択的に配置する工程と、配置した水平配向膜にラビング処理を行う工程とを含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶装置の製造方法。
8. 前記第２工程は、液滴吐出法により前記垂直配向膜を前記画素部に選択的に配置する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶装置の製造方法。
9. 前記第２工程は、液滴吐出法により前記垂直配向膜を前記水平配向膜で囲まれた領域に配置する工程を含むことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
10. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
    

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