JP2008225032A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】段差の影響を受けることなく、画素電極上において液晶を一様な方位に配向させることが可能な配向膜を有する液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器を提供する。
【解決手段】一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板には、画素電極と、該画素電極上に形成され前記液晶を配向規制する無機配向膜とを備え、前記無機配向膜は、互いに反対となる方位から前記基板上に斜方蒸着をすることにより形成された第１の斜方蒸着膜及び第２の斜方蒸着膜により構成され、かつ前記第１の斜方蒸着膜及び前記第２の斜方蒸着膜のそれぞれによって発現する前記液晶の傾斜方向は互いに一致する構成とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、一対の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器に関する。

電気光学装置である液晶装置において液晶分子を配向規制するための配向膜として、ＳｉＯ_２等を基板表面に対し所定の角度をもって蒸着することにより形成する、斜方蒸着配向膜が知られている。この斜方蒸着配向膜を基板表面に形成する技術は、斜方蒸着法として例えば特開平５−２０３９５８号公報に開示されている。

ところで、垂直配向型、いわゆるＶＡモードの液晶装置では、負の誘電異方性を持つネマティック液晶を用い、基板に略垂直に配列させた液晶分子を電圧により傾斜配向させて表示を行う。そのため、駆動時に液晶分子の傾斜方向が一定でないと明暗の顕著なむらが生じてしまう。したがって、この現象を避けるため、垂直配向時に若干のプレチルト角を与えている。

プレチルト角を小さく与えた場合、やはり液晶分子が所望の方向とは異なる方向に倒れる可能性があり、これが表示のむらとなって現れる。これを改善するために、例えば特公昭５５ー１３３３８号公報には、互いに９０度異なる方向から斜方蒸着を２回行うことにより配向膜を形成し、液晶の傾斜方向を一定に定める方法が開示されている。
特開平５−２０３９５８号公報 特公昭５５−１３３３８号公報

ところで、液晶装置の互いに隣接する画素電極の間には、配線やスイッチング素子等が形成されることにより、段差が形成される。上述した斜方蒸着法により無機配向膜を形成する場合、蒸着源から見てこの段差の影となる領域には斜方蒸着配向膜が形成されず、液晶の配向不良に起因する表示ムラ等が生じ、表示品位が低下してしまうものである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、段差の影響を受けることなく、画素電極上において液晶を一様な方位に配向させることが可能な配向膜を有する液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板には、画素電極と、該画素電極上に形成され前記液晶を配向規制する無機配向膜と、を備え、前記無機配向膜は、互いに反対となる方位から前記基板上に斜方蒸着をすることにより形成された第１の斜方蒸着膜及び第２の斜方蒸着膜により構成され、かつ前記第１の斜方蒸着膜及び前記第２の斜方蒸着膜のそれぞれによって発現する前記液晶の傾斜方向は互いに一致することを特徴とする。

また、本発明に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、画素電極上に、所定の方位から斜方蒸着法により第１の斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１の斜方蒸着膜上に、前記所定の方位とは反対となる方位から斜方蒸着法により第２の斜方蒸着膜を形成する工程と、を具備し、前記第２の斜方蒸着膜を形成する工程においては、前記第２の斜方蒸着膜上の前記液晶の傾斜方向が、前記第１の斜方蒸着膜上の前記液晶の傾斜方向と一致するように、蒸着角度が決定されることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器は、前記液晶装置を具備することを特徴とする。

本発明のこのような構成によれば、互いに反対の方位から斜方蒸着されて形成される無機配向膜は、画素電極の周囲に形成される段差の影響を受けることなく表示領域全体に形成される。そして、この表示領域全域に形成された無機配向膜は、全ての領域において液晶を、略同一の方向へ傾斜するように配向規制するものである。

したがって、本発明によれば、基板上に形成される段差の影響を受けることなく、表示領域全域において液晶を均一な方位に配向させることが可能である。よって、配向不良による光抜け等の表示異常がなく、コントラストの高い高品位な表示を提供することが可能となる。

また、本発明は、複数の画素がマトリクス状に配置され、該画素は、開口領域と該開口領域を囲む周辺領域とを有し、該周辺領域に、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に電気的に接続された配線とが設けられており、前記周辺領域において、前記無機配向膜は、前記第１の斜方蒸着膜又は前記第２の斜方蒸着膜の一方から構成されており、前記開口領域において、前記無機配向膜は、前記第１の斜方蒸着膜と前記第２の斜方蒸着膜との積層構造を有することが好ましい。

このような構成によれば、開口領域における無機配向膜による配向規制力と、周辺領域における無機配向膜による配向規制力とを、それぞれ所定の値に設定することが可能となる。したがって、例えば、隣接する画素の影響による横電界によるリバースチルトの発生を抑制するように配向規制力を設定することにより、リバースチルトの発生により生じるディスクリネーションラインにおける透過率のムラの発生を抑え、よりコントラストの高い表示を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態に係る液晶装置は、負の誘電率異方性を有する液晶を、電圧無印加時に略垂直に配向するように制御する傾斜垂直配向型の液晶表示装置、いわゆるＶＡモードの液晶表示装置である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。また、同様に、以下の説明に用いた各図においては、各部材の角度の大小関係を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、角度を強調して表示している。

まず、本実施形態の液晶装置１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１はＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。本実施形態では、液晶装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示装置を例にとる。

液晶装置１００は、ガラスや石英等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を挟持してなり、液晶５０の配向状態を変化させることにより、画像表示領域１０ａに対向基板２０側から入射する光を変調しＴＦＴアレイ基板１０側から出射することで、画像表示領域１０ａにおいて画像を表示するものである。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶５０が挟持されている。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が散らばって配設されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。なお、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

また、本実施形態においては、前記の画像表示領域１０ａの周辺に位置する非表示領域が存在する。非表示領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に露出して設けられた実装端子１０２にフレキシブルプリント基板等を接続することにより、液晶装置１００と例えば電子機器の制御装置等の外部との電気的接続が行われる。

また、走査線駆動回路１０４は、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、かつ額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺、すなわちデータ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に対向する辺に沿って設けられ、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられた複数の配線１０５によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに電気的に接続されている。

また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との電気的接続を行う上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらの上下導通材１０６に対応する領域において上下導通端子が設けられている。上下導通材１０６と上下導通端子を介して、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な接続が行われる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、無機配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に無機配向膜２２が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のそれぞれ液晶５０と接する面に形成された無機配向膜１６及び２２は、詳しくは後述するが、ＳｉＯ_２等の透光性を有する無機材料によって構成された薄膜である。無機配向膜１６及び２２は、液晶５０の配向を規制するための膜であり、液晶５０は一対の無機配向膜１６及び２２の間で、所定の配向状態をとる。なお、本実施形態の液晶装置１００は、傾斜垂直配向モード、いわゆるＶＡモードを採用している。

ＳｉＯ_２等の無機材料によって構成される無機配向膜は、例えばポリイミド等の有機材料によって構成される配向膜に対して耐光性や耐熱性に優れるため、経年劣化がなく表示品位が低下することのない液晶装置を実現できる。

また、対向基板２０の入射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。

次に、図３から図５を参照して、上述した液晶装置の画素部の構成について説明する。図３は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図４は、ＴＦＴアレイ基板における画素部の、構成の一例を概略的に示す概略構成図である。図５は、プレチルト角θｐ及び方位角ψｐを説明する図である。図６は、無機垂直配向膜の蒸着角度とプレチルト角の関係を示す図である。図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

図３及び図４に示すように、本実施形態における液晶装置１００は、互いに交差するように配設された複数の走査線１１ａ及び複数のデータ線６ａと、該複数の走査線１１ａ及び複数のデータ線６ａの交差に対応して配設された画素電極９ａと、該画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とを具備している。

言い換えれば、マトリクス状に配設された画素電極９ａを囲う辺縁領域には、スイッチング素子であるＴＦＴ３０と、ＴＦＴ３０に電気的に接続された走査線１１ａ、データ線６ａ及び容量線４００が形成されている。ＴＦＴ３０のソースには、画像信号が供給されるデータ線６ａが電気的に接続されている。

データ電駆動回路１０１がデータ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲート電極３ａには走査線１１ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０４は、所定のタイミングで走査線１１ａ及びゲート電極３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。

画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、操作信号Ｇｍを所定のタイミングでＴＦＴ３０に供給し、一定期間だけそのＴＦＴ３０を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が、画素電極９ａに書き込まれる。

画素電極９ａに書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。負の誘電率異方性を有する液晶５０は、印加される電圧レベルに応じて液晶分子がＴＦＴアレイ基板１０の法線方向から所定の方向へ倒れるように配向することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置１００からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極が、定電位に固定された容量配線４００に電気的に接続されている。

本実施形態では、液晶装置１００を平面的に見た場合、すなわち、液晶装置１００を図１の視点で見た場合に、画像表示領域１０ａ内において液晶５０により変調された光が出射する領域を開口領域と称するものとする。この開口領域内には、画素電極９ａ、対向電極２１及び無機配向膜１６、２２が形成されている。そして、この開口領域を取り囲む辺縁領域には、ＴＦＴ３０、走査線１１ａ、データ線６ａ、容量線４００及び遮光膜２３が形成されている。

ここで、以下の説明において用いる傾斜角θと、方位角ψの定義について説明する。本実施形態においては、まず、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶５０側の表面と平行な平面上において、互いに直行する２軸、ｘ軸及びｙ軸を定義する。本実施形態では例えばｘ軸を走査線１１ａの延在方向と略平行とし、ｙ軸をデータ線６ａの延在方向と略平行なものとする。また、このｘ軸及びｙ軸と直交する軸、すなわちＴＦＴアレイ基板１０の液晶５０側の表面と平行な平面の法線と平行な軸をｚ軸と称する。また、ｚ軸に対する傾斜角をθとし、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶５０側の表面と平行な平面上における方位角をψとする。なお、対向基板２０の液晶５０側の表面においても同様なものとする。

本実施形態の液晶装置１００は、負の誘電率異方性を有する液晶５０を用いた垂直配向モードの液晶表示装置である。したがって、液晶５０の液晶分子５０ａは、図６に示すように、電圧無印加時においては、無機配向膜１６及び２２による配向規制力により、所定の方位角ψｐの方向Ｄ１へ、ｚ軸から所定の角度θｐだけ傾斜するように配向する。この電圧無印加時の液晶分子５０ａの傾斜角θｐを、プレチルト角と称する。

このような、負の誘電率異方性を有する液晶５０に対して、所定の方位角ψｐ方向へプレチルト角θｐを発現させる無機配向膜１６及び２２は、公知の斜方蒸着法により形成されるものである。斜方蒸着法は、例えば、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０に対して、方向Ｄ１から、ＴＦＴアレイ基板１０の法線であるｚ軸に対して所定の角度θ０をなす位置に蒸着源６０を配置して蒸着を行うものである。この所定の角度θ０を、蒸着角度と称する。

本実施形態においては、無機配向膜１６及び２２は、ＳｉＯ_２により構成されるものであって、蒸着源６０をＳｉＯ_２として上記の斜方蒸着法を施すことにより形成される。このように形成された無機配向膜１６及び２２は、微視的には、ＳｉＯ_２からなる柱状構造物が所定の密度で多数形成されて構成されている。

この柱状構造は、カラム構造とも称されるものであり、所定の条件下で蒸着法によりＳｉＯ_２の分子を堆積させることで成長するナノメートルオーダの構造である。この柱状構造物は、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線（ｚ軸）に対して、所定の蒸着角度θ０だけＤ１方向（方位角ψｐ）に傾斜するように凸設されている。

ここで、図６に垂直配向膜である無機配向膜を形成するときの蒸着角度θ０と、その蒸着角度θ０で形成された無機配向膜により発現される液晶分子のプレチルト角との関係を示す。図６において、蒸着角度θ０が０度のときが、基板表面に対して直交する方向から蒸着を行う場合を示す。

すなわち、図６に示すように、蒸着角度θ０がある値θ０ａとなるまでは、プレチルト角θｐは、蒸着角度θ０と共に増加する傾向を示す。しかしながら、さらに蒸着角度θ０を、θ０ａよりも大きくしていくと、今度はプレチルト角θｐの値は減少し始める。そして、蒸着角度θ０が所定の値θ０ｂとなった時点でプレチルト角θｐは０度となる。

さらに蒸着角度θ０の値を大きくしていくと、プレチルトθｐの値はマイナスとなる。すなわち、このプレチルト角θｐの値がマイナスの状態においては、図５に示した状態とは異なり、液晶分子５０ａは、Ｄ１方向とは反対の方位角方向にθｐだけ傾斜するようになるのである。

本実施形態においては、プレチルト角θｐが正の値をとる領域、つまり図６において蒸着角度θ０の値が０からθ０ｂ未満の領域を順方向チルト領域と称する。この順方向チルト領域の蒸着角度θ０で斜方蒸着法により形成された無機配向膜は、蒸着方向と同一の方向へ傾斜するプレチルト角θｐを発現するものである。

一方、本実施形態において、プレチルト角θｐが負の値をとる領域、つまり図６において蒸着角度θ０の値がθ０ｂより大きい領域を逆方向チルト領域と称する。この逆方向チルト領域の蒸着角度θ０で斜方蒸着法により形成された無機配向膜は、蒸着方向とは反対の方向へ傾斜するプレチルト角θｐを発現するものである。

以下に、本実施形態の液晶装置１００の、ＴＦＴアレイ基板１０の表示領域１０ａの概略的な構成を説明する。
なお、以下の説明において、無機配向膜１６の配向規制力により発現する液晶分子５０ａのプレチルトの方位角方向Ｄ１は、図７の断面方向と略一致するものとして説明する。すなわち、液晶分子５０ａは、図７の紙面と平行な方向に傾斜するものである。また、図７において、紙面に正対して上方向がＴＦＴアレイ基板１０の法線方向である。

図７に示すように、走査線１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０を平面視した場合に隣り合う画素電極９ａの間の領域、すなわち開口領域Ａ０の辺縁領域に形成されている。走査線１１ａは、遮光性を有する金属膜により構成されており、図示しないが平面視した状態でＴＦＴ３０を覆うように設けられＴＦＴ３０への光の入射を防ぐ遮光膜の機能も有している。

また、容量線４００も、ＴＦＴアレイ基板１０を平面視した場合に隣り合う画素電極９ａの間の領域、すなわち開口領域Ａ０の辺縁領域に形成されている。容量線４００は、走査線１１ａの上方に配設されており、容量線４００と走査線１１ａとの間には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜１２が形成されている。

容量線４００のさらに上層には、層間絶縁膜１２を介して、画素電極９ａが各開口領域Ａ０ごとに形成されている。画素電極９ａは、本実施形態では透明な導電膜であるＩＴＯ膜により構成されている。

ＴＦＴアレイ基板１０に形成される走査線１１ａや容量線４００及びデータ線６ａや、スイッチング素子であるＴＦＴ３０は、全て開口領域Ａ０以外、すなわち隣り合う画素電極９ａの間の領域である、開口領域Ａ０の辺縁領域に形成される。したがって、図７に示すように、開口領域Ａ０の辺縁領域における積層構造が厚くなりやすく、結果、画素電極９ａを形成する面には、開口領域Ａ０の辺縁領域を凸部とした段差２００が生じる。

画素電極９ａ上には、無機配向膜１６が形成されている。本実施形態においては、無機配向膜１６は、ＳｉＯ_２を斜方蒸着することにより形成されるものであるが、特にその構成が従来の無機配向膜とは異なるものである。

以下に、本実施形態の液晶装置１００の無機配向膜１６の構成について、以下に説明する。
本実施形態の無機配向膜１６は、図７に示すように、開口領域Ａ０の中央部において２層の積層構造を有するものである。無機配向膜１６は、画素電極９ａの直上に形成された第１の斜方蒸着膜である下層配向膜４１と、該下層配向膜４１上に形成された第２の斜方蒸着膜である上層配向膜４２とによって構成されている。

下層配向膜４１は、蒸着角度θ０が、逆方向チルト領域となる値、すなわちθ０ｂより大きい値θ０１において、Ｄ１方向とは１８０度反対の方位角方向からＳｉＯ_２を斜方蒸着することにより形成された蒸着膜である。

つまり、図７に示すように、下層配向膜４１は、ＳｉＯ_２からなる蒸着源６１を、ＴＦＴアレイ基板１０に対し、方位角ψがψｐ＋１８０［°］となる方向であって、かつＴＦＴアレイ基板１０の法線からの傾斜角θがθ０１＞θ０ｂ［°］となる角度に配設して斜方蒸着を行うことにより形成される。なお、下層配向膜４１は、蒸着源６１から見て段差２００の影となる領域Ａ２には形成されない。

より詳しくは、下層配向膜４１は、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線（ｚ軸）に対して、所定の蒸着角度θ０１だけＤ１方向とは反対の方向（方位角ψｐ＋１８０［°］）に傾斜するように凸設された柱状構造物の集合により構成されている。

一方、上記の下層配向膜４１上に形成される上層配向膜４２は、蒸着角度θ０が、順方向チルト領域となる値、すなわちθ０ｂ未満となる値θ０２において、Ｄ１方向と略同一の方位角方向からＳｉＯ_２を斜方蒸着することにより形成された蒸着膜である。

すなわち、上層配向膜４２は、ＳｉＯ_２からなる蒸着源６２を、ＴＦＴアレイ基板１０に対し、方位角ψがψｐ［°］となる方向であって、かつＴＦＴアレイ基板１０の法線からの傾斜角θがθ０１＜θ０ｂ［°］となる角度に配設して斜方蒸着を行うことにより形成される。なお、上層配向膜４２は、蒸着源６２から見て段差２００の影となる領域Ａ１には形成されない。

より詳しくは、上層配向膜４２は、ＴＦＴアレイ基板１０と略平行な平面の法線（ｚ軸）に対して、所定の蒸着角度θ０２だけＤ１方向（方位角ψｐ［°］）に傾斜するように凸設された柱状構造物の集合により構成されている。

つまり、開口領域Ａ０内において、下層配向膜４１と上層配向膜４２とは、開口領域Ａ０内ののうち、領域Ａ１及びＡ２を除く領域において重なり合うように形成されている。そして、領域Ａ１においては、下層配向膜４１のみが形成されており、一方領域Ａ２には、上層配向膜４２のみが形成されている。

互いに反対の方位から斜方蒸着されて形成される下層配向膜４１と上層配向膜４２とによって構成される無機配向膜１６は、段差２００の影響を受けることなく、段差２００の近傍であっても形成されており、したがって無機配向膜１６は表示領域１０ａ全体に形成されているのである。

上述した構成を有する本実施形態の無機配向膜１６によって、液晶５０は、以下のように配向される。
まず、上層配向膜４２が形成されておらず、下層配向膜４１が液晶５０に接する領域Ａ１においては、該領域Ａ１に存在する液晶分子５０１に対して、下層配向膜４１のみによる逆方向チルトを発現させる配向規制力により、Ｄ１方向へ角度θｐ１だけ傾斜するプレチルトが与えられる。領域Ａ１に存在する液晶分子５０１のプレチルトの方位は、Ｄ１方向と略同一である。

一方、下層配向膜４１が形成されておらず、かつ上層配向膜４２に液晶５０が接する領域Ａ２においては、該領域Ａ２に存在する液晶分子５０２に対して、上層配向膜４２のみによる順方向チルトを発現させる配向規制力により、Ｄ１方向へ角度θｐ２だけ傾斜するプレチルトが与えられる。領域Ａ２に存在する液晶分子５０２のプレチルトの方位は、Ｄ１方向と略同一である。

また、下層配向膜４１と上層配向膜４２とが重なり合って形成されている領域Ａ３においては、領域Ａ３に存在する液晶分子５０３に対して、下層配向膜４１により規定されるプレチルト角θｐ１と、上層配向膜４２により規定されるプレチルト角θｐ２との中間となるプレチルト角θｐ０が与えられる。

これは、斜方蒸着により形成される無機配向膜が２層に積層されて形成される場合、液晶に対する該無機配向膜の配向規制力は、２層の無機配向膜の双方の配向規制力の影響を受けて決定されるからである。なお、本実施形態であれば、プレチルト角θｐ０は、θｐ１とθｐ２との中間の値をとるものであるが、液晶に接する側である上層配向膜３０によるプレチルト角θｐ０への影響の方が大きいため、θｐ０は、θｐ２により近い値となる。

なお、本実施形態においては、領域Ａ１におけるプレチルト角θｐ１は、領域Ａ３におけるプレチルト角θｐ０よりも大きい値となるように、下層配向膜４１及び上層配向膜４２を形成するときの蒸着角度θ０１及びθ０２が決定されている。

ここで、上述のように、下層配向膜４１も上層配向膜４２も同方位に液晶を配向させようとする規制力を有するものであることから、同様に、領域Ａ２に存在する液晶分子５０３のプレチルトの方位は、Ｄ１方向と略同一となる。

以上に述べた本実施形態の液晶装置１００においては、互いに反対の方位から斜方蒸着されて形成される下層配向膜４１と上層配向膜４２とによって構成される無機配向膜１６は、開口領域Ａ０の辺縁領域に形成される段差の影響を受けることなく表示領域１０ａ全体に形成されている。そして、この表示領域１０ａ全域に形成された無機配向膜１６は、上述のように、全ての領域において液晶５０を、略同一の方位であるＤ１方向へ傾斜するように配向規制するものである。

したがって、本実施形態の液晶装置１００は、基板上に形成される段差の影響を受けることなく、表示領域１０ａ全域において液晶を均一な方位に配向させることが可能である。よって、本実施形態の液晶装置１００は、配向不良による光抜け等の表示異常がなく、コントラストの高い高品位な表示を提供することが可能である。

また、本実施形態の液晶装置１００においては、開口領域Ａ０の中央領域である領域Ａ３におけるプレチルト角θｐ０に対して、開口領域Ａ０の周辺領域である領域Ａ１及びＡ２におけるプレチルト角θｐ１及びθｐ２の値を異ならせることが可能である。

例えば、図７における領域Ａ１のように、１Ｈ反転駆動等によって隣接する画素との間に生じる横電界の影響を受けやすい領域Ａ１に存在する液晶分子５０１を、より横電界の影響を受けにくい姿勢に配向させることが可能である。本実施形態の場合、領域Ａ１における液晶分子５０１のプレチルト角θｐ１を、開口領域Ａ０の中央領域である領域Ａ３におけるプレチルト角θｐ０に対してより大きくすることにより、隣接する画素の影響による横電界によるリバースチルトの発生を抑制することができる。

このため、本実施形態の液晶装置１００によれば、リバースチルトの発生により生じるディスクリネーションラインにおける透過率のムラの発生を抑えることが可能となり、よりコントラストの高い表示を提供することが可能となるのである。

なお、対向基板２０においても、開口領域の辺縁領域には一般にブラックマトリクスと称される格子状の遮光膜が形成されるものである。よって、対向基板２０においても、開口領域の辺縁部に段差が形成されやすく、やはりこの段差の影響により液晶の配向不良が生じやすくなる。

しかしながら、対向基板２０の無機配向膜２２を、本実施形態の無機配向膜１６と同様に、２層の斜方蒸着膜を互いに反対となる方位から斜方蒸着し、かつ両者の液晶の配向方位が同一の方向となるように形成することにより、段差の影響を受けることなく、液晶を均一な方位に配向させることが可能となる。

次に、上述した構成を有する液晶装置１００の製造方法、具体的には、液晶装置１００における無機配向膜１６及び２６の形成方法について説明する。なお、無機配向膜２６の形成方法は、無機配向膜１６と同様であるため、以下においては、無機配向膜１６の形成方法についてのみ説明する。また、無機配向膜１６及び２６の形成方法以外の液晶装置の製造方法については、周知であるため、その説明は省略する。

まず、既知の半導体薄膜、絶縁性薄膜又は導電性薄膜を積層することによって、走査線１１ａ、データ線６ａ、容量線４００、ＴＦＴ３０等の積層構造が形成されたＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９ａ上に、斜方蒸着法により下層配向膜４１を形成する。

下層配向膜４１は、蒸着角度θ０が、逆方向チルト領域となる値、すなわちθ０ｂ以上となる値θ０１において、Ｄ１方向とは１８０度反対の方位角方向からＳｉＯ_２を斜方蒸着することにより形成される。

次に、下層配向膜４１上に、蒸着角度θ０が、順方向チルト領域となる値、すなわちθ０ｂ未満となる値θ０２において、Ｄ１方向と略同一の方位角方向からＳｉＯ_２を斜方蒸着することにより形成された蒸着膜である。

ここで、下層配向膜４１のみの配向規制力により発現される逆方向のプレチルト角θｐ１の絶対値は、上層配向膜４２のみの配向規制力により発現される順方向のプレチルト角θｐ２の絶対値よりも大きい値となるように、蒸着角度θ０１及びθ０２が設定される。

以上により、本実施形態の無機配向膜１６が形成される。

なお、上述した実施形態において、無機配向膜１６を形成する２層の斜方蒸着膜は、下層側が逆方向のプレチルトを発現するものであり、上層側が順方向のプレチルトを発現するものとしているが、これらが逆に積層されたものであっても同様の効果が得られるものであることは言うまでもない。

次に、以上詳細に説明した液晶装置をライトバルブとして用いた電子機器である投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。図８は、投射型カラー表示装置の構成例を示す断面図である。図８において、本実施形態における電子機器の一例である液晶プロジェクタ１１００は、液晶装置１００を、それぞれＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。この際特に、Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。

なお、本実施形態に係る電子機器は、図８を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型コンピュータ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末又はタッチパネル等の各種電子機器に適用可能である。

また、上述の実施形態では、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶パネルを液晶装置として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、負の誘電率異方性を有する液晶を用いた他の形式の液晶装置にも本発明を適用可能である。

また、液晶装置は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等であっても構わない。ＬＣＯＳでは、素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には、反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。 ＴＦＴアレイ基板における画素部の、構成の一例を概略的に示す概略構成図である。 プレチルト角θｐ及び方位角ψｐを説明する図である。 無機垂直配向膜の蒸着角度とプレチルト角の関係を示す図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 液晶プロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

９ａ 画素電極、 １０ ＴＦＴアレイ基板、 １１ａ 走査線、 １６ 無機配向膜 、 ４１ 下層配向膜、 ４２ 上層配向膜、 ６１ 蒸着源、 ６２ 蒸着源、 ２００ 段差、 ４００ 容量線、 ５０１〜５０３ 液晶分子、 θ０１ 蒸着角度、 θ０２ 蒸着角度、 θｐ０ プレチルト角、 θｐ１ プレチルト角、 θｐ２ プレチルト角、 Ｄ１ 配向方向、 Ａ０ 開口領域

Claims (4)

1. 一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方の基板には、画素電極と、該画素電極上に形成され前記液晶を配向規制する無機配向膜と、を備え、
   前記無機配向膜は、互いに反対となる方位から前記基板上に斜方蒸着をすることにより形成された第１の斜方蒸着膜及び第２の斜方蒸着膜により構成され、かつ前記第１の斜方蒸着膜及び前記第２の斜方蒸着膜のそれぞれによって発現する前記液晶の傾斜方向は互いに一致することを特徴とする液晶装置。
2. 複数の画素がマトリクス状に配置され、該画素は、開口領域と該開口領域を囲む周辺領域とを有し、該周辺領域に、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に電気的に接続された配線とが設けられており、
   前記周辺領域において、前記無機配向膜は、前記第１の斜方蒸着膜又は前記第２の斜方蒸着膜の一方から構成されており、
   前記開口領域において、前記無機配向膜は、前記第１の斜方蒸着膜と前記第２の斜方蒸着膜との積層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 一対の基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
   画素電極上に、所定の方位から斜方蒸着法により第１の斜方蒸着膜を形成する工程と、
   前記第１の斜方蒸着膜上に、前記所定の方位とは反対となる方位から斜方蒸着法により第２の斜方蒸着膜を形成する工程と、を具備し、
   前記第２の斜方蒸着膜を形成する工程においては、前記第２の斜方蒸着膜上の前記液晶の傾斜方向が、前記第１の斜方蒸着膜上の前記液晶の傾斜方向と一致するように、蒸着角度が決定されることを特徴とする液晶装置の製造方法。
4. 請求項１又は２に記載の液晶装置を具備したことを特徴とする電子機器。

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