JP2009223138A - 液晶装置及びその製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリネーション等の表示不良を防止して良好なコントラスト特性を有し、且つコスト削減を可能とする液晶装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】一対の基板間に初期配向状態が垂直配向を呈する液晶層を挟持してなる液晶装置であって、一対の基板に設けられる最表面に存在する配向膜２２，１１が鎖長の異なる長鎖アルキル鎖２８Ａと短鎖アルキル鎖２８Ｂによって構成され、鎖長が最も短い短鎖アルキル鎖２８Ｂが基板面に対して傾いていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶装置及びその製造方法、電子機器に関するものである。

近年、プロジェクタ用の液晶装置の液晶配向方式として垂直配向方式がが採用されつつある。垂直配向膜を形成するために、ＳｉＯ_２やＳｌＯ_３などの無機分子を高真空プロセスである斜方蒸着方式により電極表面に積層させていく手法が一般的に用いられている。この手法はラビング処理が不要であり、選択電圧印加時に液晶分子を一方向に倒すためのプレチルトを発現し易いなどの特徴を有している。しかし、液晶装置を量産する場合には真空成膜装置などの高価な装置が必要であり、生産するための初期投資は大きく、従来の塗布方式に比べて生産効率も低い。

特許文献１では、斜方蒸着法で形成した無機配向膜上にアルキル基を含有するシランカップリング剤を表面処置することで、略垂直あるいは略水平に配向処理できることが開示されている。また、特許文献２，３では、異なる分子量の複数のシランカップリング剤、アルコールで無機配向膜を表面処理して、耐光性、耐湿性を向上させる方法が開示されている。しかし、これらの方法は、ＳｉＯ_２などの無機配向膜をあらかじめ形成し、その配向膜上を表面処理することを前提としているため、生産効率及びコストの面で優れているとは言い難い。

特許文献４には、液晶及びポリマー混合物（ＰＤＬＣ）の配向膜としてシランカップリング剤による自己組織化膜を電極表面に直接形成する手法が開示されている。自己組織化膜は、シランカップリング剤を各基板の電極表面に直接塗布して形成するため、斜方蒸着によって無機配向膜を形成する必要はなく、生産効率の向上及びコスト削減が可能となる。また、自己組織化膜を配向膜とすることで低電圧駆動を可能としている。
特開２００７−２８６４６８号公報 特開２００７−１２７７５７号公報 特開２００７−５２０５０号公報 特開平８−２９７５９号公報

しかしながら、特許文献４では、電圧印加時に液晶を一軸配向させる配向機能が十分ではなかった。つまり、一様な垂直配向となるため液晶分子が一方向に倒れず、ディスクリネーションが発生してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクリネーション等の表示不良を防止して良好なコントラスト特性を有し、且つコスト削減を可能とする液晶装置及びその製造方法、電子機器を提供することにある。

本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に初期配向状態が垂直配向を呈する液晶層を挟持してなる液晶装置であって、少なくとも一方の前記基板に設けられる最表面に存在する配向層が鎖長の異なるアルキル鎖により構成され、鎖長が最も短い前記アルキル鎖が基板面に対して傾いていることを特徴とする。

本発明によれば、液晶装置における一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の配向層が鎖長の異なるアルキル鎖、すなわち炭素原子数が異なるアルキル鎖を有してなり、そのうち炭素原子数（鎖長）が最も小さいアルキル鎖が基板面に対して傾斜していることで、配向層にプレチルトが付与されている。このような配向層により、電圧無印加時では、鎖長の長いアルキル鎖によって液晶分子を垂直配向させ、電圧印加時では、鎖長が最も短く基板面に対して傾斜したアルキル鎖によって液晶分子を一軸配向させることができる。

本発明の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する液晶層を挟持する液晶装置の製造方法であって、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層側の表面に、異なるアルキル鎖長を有する少なくとも２種類以上のシランカップリング剤を反応させる成膜工程と、前記鎖長が最も短いアルキル鎖を基板面に対して傾斜させる工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、液晶装置における一対の基板のうち、少なくとも一方の基板に設けられる配向層が異なるアルキル鎖長を有してなり、そのうち鎖長が最も短いアルキル鎖が基板面に対して傾斜していることで、配向層にプレチルトが付与されている。このような配向層により、電圧無印加時では、鎖長が最も長いアルキル鎖によって液晶分子を実質的に垂直配向させ、電圧印加時では、鎖長が最も短い基板面に対して傾斜したアルキル鎖によって液晶分子を一軸配向させることができる。

また、前記成膜工程は、鎖長が最も長いアルキル基を含むシランカップリング剤から順に、前記基板の被成膜面上に接触させることも好ましい。
本発明によれば、鎖長が最も長いアルキル基を主体とした、電圧無印加時に垂直配向、電圧印加時に一軸配向可能な配向層を好適に得ることができる。長鎖アルキル基（鎖長が最も長いアルキル基）を含むシランカップリング剤によって処理を行うことで、基板の被成膜面（電極）上の大部分を長鎖アルキル基で修飾することができる。鎖長が最も長いアルキル基は、その立体障害によって隣接するアルキル基との間に隙間が生じる。この長鎖アルキル基の隙間に鎖長の短いアルキル基（短鎖アルキル基）が入り込むことによって、極小の短鎖アルキル鎖領域すなわちプレチルト領域を形成することができる。
これにより、電圧無印加時に液晶分子を垂直に配向させ、電圧印加時に液晶分子を一方向に倒すことが可能な配向層を得ることができる。

また、前記成膜工程は、炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いる第１の成膜処理工程と、炭素原子数２〜８の短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いる第２の成膜処理工程と、を有することも好ましい。
本発明によれば、短鎖アルキル鎖だけをラビング処理によって容易に傾斜させることができる。ここで、炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル鎖に対して、短鎖アルキル鎖の炭素原子数が半分未満であれば、長鎖アルキル鎖は垂直配向能を維持したまま短鎖アルキル鎖のみを傾けることができる。これにより、電圧無印加時に液晶分子を垂直に配向させ、電圧印加時に液晶分子を一方向に倒すことが可能な配向層を得ることができる。

また、前記分子量の最も小さい前記アルキル鎖を基板面に対して傾斜させる工程では、ラビング処理を行うことが好ましい。
本発明によれば、ラビング処理を行うことによって分子量の最も小さい短鎖アルキル鎖だけを基板面に対して倒すことができ、プレチルトを有した領域を形成することができる。このとき、分子量の最も大きい長鎖アルキル鎖はラビング処理の影響を受けずに垂直配向能を有することになる。これによって、電圧無印加時に液晶分子を垂直配向させ、電圧印加時に液晶分子を一方向に倒すことができる。

本発明の電子機器は、上記のような液晶装置を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、低コストで表示品位の高い液晶装置を提供することができる。

本発明の電子機器は、上記のような液晶装置を備えていることを特徴とする。これにより、低コストで表示品位の高い電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

「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、液晶装置の断面構造を模式的に示したものである。
図１に基づいて、本実施形態における液晶装置の断面構造（画素構造）について説明する。
液晶パネル５０は、回路基板１０とこれに対向配置された対向基板２０との間に、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材料からなる液晶層５８が挟持されている。回路基板１０は、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａの内面に、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が形成されている。また、回路基板１０は、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、画像信号が供給されるデータ線、走査線（いずれも図示略）等を備えており、遮光膜の機能を有する場合もある。

対向基板２０側は、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２０Ａの内面に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極２１が形成されている。この共通電極２１は画素領域毎に分割されておらず、基板本体２０Ａ上に全面ベタ状に形成されている。また、対向基板２０はカラーフィルタや遮光膜を備えている場合もある。

対向基板２０側には共通電極２１を覆うようにして第１の配向膜２２（配向層）が形成され、回路基板１０側には複数の画素電極９を覆うようにして第２の配向膜１１（配向層）が形成されている。これら対向基板２０及び回路基板１０に挟持される液晶層５８は、液晶分子５２の初期配向状態（電圧無印加時の状態）が垂直配向を呈している。

ここで、回路基板１０側の第２の配向膜１１、及び対向基板２０側の第１の配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。これら第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１の具体的な構成について、第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１の構成を模式的に示した図２及び図３を参照しつつ説明する。
なお、図２及び図３は、図１の一部（破線部分Ｐ）を拡大して示す部分拡大図である。

図２に示すように、本発明における第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１は、基板表面に存在するアルキル鎖長の異なる少なくとも２種類以上のアルキル鎖２８Ａ，２８Ｂから構成されており、画素電極９あるいは共通電極２１の表面をこれらアルキル鎖２８Ａ，２８Ｂで化学的に修飾している。そして、配向膜全体としては垂直配向能を有するが電圧印加時に液晶分子の倒れ角を一方向に制御することのできる機能を備えている。

ここで、「鎖長の異なるアルキル鎖」とは炭素原子数が互いに異なる複数種のアルキル鎖であって、本実施形態においては、直鎖の炭素原子数が多くこの直鎖が長鎖となる長鎖アルキル鎖２８Ａと、直鎖の炭素原子数が少なくこの直鎖が短鎖となる短鎖アルキル鎖２８Ｂのことであり、互いに炭素原子数の異なる２種類のアルキル鎖２８Ａ，２８Ｂの混合物から第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１が構成されている。

第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１は、炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル基を含む第１のシランカップリング剤を基板表面の電極層等の酸化膜に反応させた後、炭素原子数２〜８の短鎖アルキル基を含む第２のシランカップリング剤を反応させることによって得られる。

ここで、シランカップリング剤とは、一分子中に有機官能基と加水分解基とを有したもので、これによって無機物と有機物を結び付け、材料の物理的強度や耐久性、接着性などの向上を可能にするものである。具体的には、珪素原子（Ｓｉ）に一つの有機官能基と、２〜３の無機物と反応数する官能基を有したもので、以下の式によって表されるものである。

使用するシランカップリング剤としては、特に限定されないものの、有機官能基が良好な撥水性を有し、かつ良好な耐光性を有するものであればよく、具体的には、化合物式における有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが好適に用いられる。また、加水分解基についても、特に限定されないものの、例えばメトキシ基（−Ｏ−ＣＨ３）、エトキシ基（−Ｏ−Ｃ２Ｈ５）などが好ましい。

図３に示すように、共通電極２１及び画素電極９の表面には、炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル鎖２８Ａで修飾されている領域と、炭素原子数２〜８の短鎖アルキル鎖２８Ｂで修飾されている領域とが存在し、長鎖アルキル鎖２８Ａで修飾されている領域が大部分を占め、排除体積効果によって長鎖アルキル鎖２８Ａで修飾されなかった残りの極僅かな領域が短鎖アルキル鎖２８Ｂで修飾されている。第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１における長鎖アルキル鎖領域と短鎖アルキル鎖領域の割合は、長鎖アルキル鎖領域が全体の７０％程度を占めている。

図２及び図３に示すように、長鎖アルキル鎖２８Ａは、各電極９，２１上でその長鎖が基板面に対して略垂直にした状態で結合しているため、長鎖アルキル鎖領域が垂直配向能を有することになる。一方、短鎖アルキル鎖２８Ｂは、後述するラビング処理によってそのアルキル鎖が基板面に対して傾いた状態とされているため、短鎖アルキル鎖領域がプレチルト（液晶分子５２の配向規制力）を有することになる。なお、図２中における短鎖アルキル鎖２８Ｂは、実際には基板面に対して一方向に傾斜している。

本実施形態の各配向膜１１，２２は、シランカップリング剤によって成膜された薄膜層の表面にラビング処理を施したものから構成されており、このラビング処理によって短鎖アルキル鎖２８Ｂだけが基板面に対して傾斜して、短鎖アルキル鎖領域が液晶分子５２に所定のプレチルト角及び方位角を付与するエリアとなる。ここで、長鎖アルキル鎖領域は、ラビング処理の影響を受けることなく垂直配向能を維持する。すなわち、各配向膜１１，２２は、長鎖アルキル鎖領域によって電圧無印加時に液晶分子５２を垂直配向させ、短鎖アルキル鎖領域によって電圧印加時に周囲の長鎖アルキル鎖領域（垂直配向領域）の液晶分子５２が倒れる方向ガイドとして機能するようになる。

このように、第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１は長鎖アルキル鎖領域を主体とし、極小の短鎖アルキル鎖領域にプレチルト（水平配向性）を有しつつ全体的に垂直配向を示す。

各配向膜１１，２２において、長鎖アルキル鎖２８Ａと短鎖アルキル鎖２８Ｂの鎖長は、上記したような各配向機能（垂直配向能、プレチルト）を得るべく適宜設定する。

このような構成の配向膜１１，２２をそれぞれ備えた回路基板１０と対向基板２０との間には、図１に示すように、上記した第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１によって初期配向状態が垂直配向を呈する液晶層５８が挟持されている。このとき、対向する第１の配向膜２２と第２の配向膜１１とにおける短鎖アルキル鎖領域のプレチルトの方向が面方向において一致している。

そして、液晶パネル５０の両側には、一対の偏光板６１，６２がその偏光軸が液晶方位角に対して略４５°および略１３５°をなしている。また、偏光板６１の下方には、不図示の光源ユニットが配置されている。このようにして本実施形態の液晶装置１００が構成されている。

上記構成の液晶装置１００は、電圧無印加時において、回路基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層５８の液晶分子５２は全体的に垂直配向となる。しかし、液晶層５８内には、第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１の短鎖アルキル鎖領域の作用によって略水平配向またはプレチルトを有する液晶分子５２が一部存在する。そのため、電圧印加時に画素電極９の端部から発生する横電界による配向規制力を抑えて、各配向膜１１，２２のプレチルト方向に従って、液晶分子が均一に倒れるようになる。

本実施形態では、第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１を分子量の異なるアルキル鎖２８Ａ，２８Ｂによって構成し、具体的に長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とする構成において、基板面に垂直に延在する長鎖アルキル鎖２８Ａに対して傾斜した短鎖アルキル鎖２８Ｂを混在させることによって、一部の領域に垂直配向能を有する配向膜とした。これにより、各配向膜１１，２２は、極小領域に水平配向性を有しつつ全体的に垂直配向性を示す。
したがって、電圧無印加時には垂直配向性を示しながら、電圧印加時には画素電極９から発生する横電界の影響を抑えて一方向に液晶分子が倒れて配向するようになり、高透過率を達成することができる。

［製造方法］
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。図４（ａ）〜（ｄ）は、配向膜の製造過程を示す工程図である。

まず、ガラス等からなる透光性の基板本体２０Ａを用意し、これに第２遮光膜２３及び共通電極２１等を公知の方法で形成する。また、同じくガラス等からなる透光性の基板本体１０Ａを用意し、これに上記した第１遮蔽膜１１ａ、半導体層１ａ、各種配線３ａ，３ｂ，６ｂ及び画素電極９等を公知の方法で形成する。

続いて、基板本体２０Ａの共通電極２１上及び基板本体１０Ａの画素電極９上に、炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル基を含む第１のシランカップリング剤を接触させる（第１の成膜処理工程）。第１のシランカップリング剤を接触させる方法は特に限定されることなく、上記以外の種々の方法が採用可能であって、気相反応法、浸漬法（ディップコート法）、スプレーコート法、各種印刷法、さらにはインクジェット法等が好適に用いられる。

本実施形態では、基板本体１０，２０の液晶層５８側の表面の略全体に配向膜２２，１１を形成するので、例えば液晶パネル５０の表裏面となる基板本体１０，２０の外面（液晶層とは反対側の面）をマスキングしておき、その状態で基板本体１０，２０を第１のシランカップリング剤に浸漬するといった方法が容易であることから好適に採用される。

この浸漬法を用いて、第１のシランカップリング剤に各電極９，２１を有した基板本体１０，２０を所定時間浸漬させると、図４（ａ）に示すように、画素電極９及び共通電極２１の表面が長鎖アルキル基で修飾されて、各基板本体１０Ａ，２０Ａの表面の略全体に長鎖アルキル鎖２８Ａからなる薄膜層３７ａが形成される。隣接する長鎖アルキル鎖２８Ａ同士は立体障害の影響によって相互間に隙間が生じた状態で各電極９，２１上に結合することになるため、実際には、長鎖アルキル鎖２８Ａによって基板本体１０Ａ，２０Ａにおける表面全体の７０％程度が略均一な分布で修飾される。

続けて、薄膜層３７ａを有する基板本体１０，２０を、炭素原子数２〜８の短鎖アルキル基を含む第２のシランカップリング剤に所定時間浸漬する（第２の成膜処理工程）。すると、図４（ｂ）に示すように、画素電極９及び共通電極２１上に結合している長鎖アルキル鎖２８Ａによる網目構造内に短鎖アルキル基が入り込んで電極表面に結合し、長鎖アルキル鎖２８Ａ及び短鎖アルキル鎖２８Ｂからなる薄膜層３７ｂが形成される。

その後、図４（ｃ）に示すように、ラビング布をローラに巻きつけたラビング処理装置１５により、長鎖アルキル鎖２８Ａ及び短鎖アルキル鎖２８Ｂによって構成された薄膜層３７ｂにラビング処理を行うことによって、図４（ｄ）に示すように短鎖アルキル鎖２８Ｂのみを基板面に対して傾斜させる。短鎖アルキル鎖２８Ｂは、鎖長が短いため基板面に対して動き易くなっており、ラビング処理によってその殆どがラビング方向に沿って傾斜することになる。短鎖アルキル鎖２８Ｂの炭素原子数や長鎖アルキル鎖２８Ａの炭素原子数との比率によってはラビング処理を行わなくても若干倒れる場合もあるが、短鎖アルキル鎖２８Ｂ全体の傾斜方向を揃えるためにもラビング処理を施すことが好ましい。

ここで、長鎖アルキル鎖２８Ａはラビング処理による影響を殆ど受けず、倒れることなくその鎖長が基板面に対して略垂直状態に維持される。

このように、薄膜層３７ｂをラビング処理することで、短鎖アルキル鎖領域（極小領域）はプレチルト及び方位角を有することになり、垂直配向能を有する長鎖アルキル鎖領域に紛れるようにしてプレチルトを有した短鎖アルキル鎖領域が形成される。このようにして、第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１を各基板本体１０Ａ．２０Ａ上に形成する。

なお、短鎖アルキル鎖２８Ｂのラビング処理率は、反応温度や反応時間などによって変化することから、シランカップリング剤の種類等に応じて処理条件を適宜設定するようにする。

表１に、異なるアルキル鎖長のシランカップリング剤の組み合わせと、液晶の配向機能との関係を示す。○印は、その組み合わせで電圧無印加時に垂直配向、電圧印加時に一軸水平配向が確認されたものである。×印は、その組み合わせで電圧無印加時に垂直配向、電圧印加時に一軸水平配向が確認されなかったものである。なお、斜線が引いてある部分については未検証である。

表１に示すように、例えば、炭素原子数１０の長鎖アルキル基を含む第１のシランカップリング剤と、炭素原子数４の短鎖アルキル基を含む第２のシランカップリング剤によって配向膜を形成したところ、電圧無印加時に垂直配向、電圧印加時に一軸水平配向することを確認できた。また、炭素原子数１２の長鎖アルキル基を含んだシランカップリング剤と、炭素原子数６の短鎖アルキル基を含んだシランカップリング剤との組み合わせで配向膜を形成した場合においても、上記したような所望の配向機能を確認することができた。

これにより、少なくとも炭素原子数が１０〜１２程度の長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤の場合には、その半分以下の炭素原子数の短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を組み合わせることで、電圧無印加時に液晶分子を垂直配向させ且つ電圧印加時に一軸水平配向させることが可能であることが分かった。

ところが、炭素原子数１０の長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤と炭素原子数６の短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤の組み合わせで配向膜を形成したところ、電圧無印加時及び電圧印加時に関わらず、上記したような配向機能を確認することができなかった。また、炭素原子数１６の長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤と炭素原子数８の短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤との組み合わせにおいても、所望の配向機能を確認することができなかった。

このように、長鎖アルキル基の炭素原子数が大きくなって長鎖アルキル基の鎖長が長くなると、その半分の炭素原子数の短鎖アルキル基を組み合わせたとしても所望の配向機能を得ることができないことが分かった。

なお、長鎖アルキル基の炭素原子数によっては、短鎖アルキル基の炭素原子数が長鎖アルキル基の炭素原子数の半分であっても所望の配向機能を得ることができるため、成膜条件などに応じてその組み合わせを適宜選択する。

以上のように作製した回路基板１０及び対向基板２０を、対向する第１の配向膜２２と第２の配向膜１１のラビング方向が逆平行となるように貼り合わせ、ネガ型液晶材料を注入し、注入口を封止して液晶パネル５０を作製した。そして、液晶パネル５０の配向方向、すなわちラビング方向に対して各偏光板６１，６２の透過軸がラビング方位角と略４５°および略１３５°の角度をなすように貼り合わせて液晶装置１００を作製した。

以上のように構成した液晶装置１００は、電圧無印加時では、液晶層５８を構成する液晶分子５２が基板１０，２０間で各配向膜１１，２２の長鎖アルキル鎖領域の作用によって垂直配向し、電圧印加時では、各配向膜１１，２２の短鎖アルキル鎖領域の作用（プレチルト）によってそのラビング方向に沿うように水平に配向する。

本実施形態の垂直配向型の液晶装置１００において、長鎖アルキル鎖２８Ａと短鎖アルキル鎖２８Ｂとから構成される第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１を得るべく、鎖長（炭素原子数）の異なるアルキル基を有した２種類のシランカップリング剤を別々に各基板本体１０Ａ，２０Ａ上の酸化膜と反応させることによって成膜処理を行った。本実施形態では、長鎖アルキル鎖２８Ａと短鎖アルキル鎖２８Ｂによって各電極９，２１上を修飾し、ラビング処理によって微小領域である短鎖アルキル鎖領域に配向性を付与した。このように、長鎖アルキル鎖２８Ａの立体障害を利用してその隙間に短鎖アルキル鎖２８Ｂを入り込ませることにより、長鎖アルキル鎖領域を主体とし、ラビング処理によってプレチルトが付与される短鎖アルキル鎖領域が各電極９，２１上で偏ることなく略均一に分散した配向膜とすることができる。そのため、電圧印加時には、短鎖アルキル鎖領域が、周囲の長鎖アルキル鎖領域（垂直配向領域）の液晶分子５２の配向方向を示すガイドとして好適に機能することになる。

本実施形態の製造方法によれば、配向膜１１，２２を塗布プロセス（具体的には浸漬法）を用いて形成したことから、従来の高真空プロセスで用いた真空成膜装置が不要となり、大規模な投資をすることなく大気圧で液相処理することにより高い生産効率で配向膜１１，２２を形成することができる。

また、スパッタ法など、真空薄膜形成時に伴うダストの発生なども少なくなり、不良発生率も低くなる。したがって、結果的に表示品位の優れた垂直配向のライトバルブを低コストで提供できるようになる。

なお、シランカップリング剤で成膜処理を行うに際しては、上述した液相法の他に、気相法によっても行うことが可能である。気相法では、電極９，２１を有する基板本体１０Ａ，２０Ａを密閉可能なチャンバーに入れ、シランカップリング剤を蒸気として導入することにより表面処理を行うようにしても良い。

具体的には、電極９，２１が形成された基板本体１０Ａ，２０Ａに、例えばＮ_２雰囲気にて１５０〜１８０℃程度の温度で３時間程度乾燥処理を行い、その後、基板本体１０Ａ，２０Ａを例えばＯＤＳ（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）溶液（第１のシランカップリング剤）を有した容器とともに密閉容器内に放置する。そして、この容器を例えば１５０℃の温度で一時間程度加熱することによって、ＯＤＳ溶液の蒸気を基板本体１０Ａ，２０Ａの各電極９，２１の表面に接触させる。このようにすれば、ＯＤＳ分子の長鎖アルキル基は、無機系の反応基を有していることにより各電極９，２１上に結合する。

各電極９，２１上に長鎖アルキル基を結合させた後、続けて、基板本体１０Ａ，２０Ａを第２のシランカップリング剤を有した容器が配置された別の密閉容器内に移動する。あるいは、同一密閉容器内において、第２のシランカップリング剤が入った容器に取り替えるだけでも良い。このようにして、各電極９，２１上の長鎖アルキル鎖２８Ａの隙間に短鎖アルキル鎖２８Ｂを結合させて第１の配向膜２２及び第２の配向膜１１を形成するようにしてもよい。

このように、気相処理を用いて配向膜１１，２２を形成した場合でも、上記実施形態同様の効果を得ることができる。

［実施例１］
１重量％のオクタデシルトリエトキシシラン／メタノール溶液を調整し、室温にて回路基板１０及び対向基板２０を３０分間浸漬した後、取り出し、デカリンで洗浄し、焼成オーブンにて１２０℃で１時間加熱した（長鎖アルキル鎖処理）。その後、回路基板１０及び対向基板２０を、１重量％ブチルトリメトキシシラン／メタノール溶液内に３０分間浸漬した後、同様の処理を行った（短鎖アルキル鎖処理）。

分子量の異なるシランカップリング剤で表面処理した回路基板１０及び対向基板２０の液晶層側表面を、通常のラビング処理装置にて、互いに貼り合わせたときに一軸方向に合わさるような方向設定にてラビング処理を行った。

その後、回路基板１０及び対向基板２０を貼り合わせ、ネガ液晶（Δεが負）を注入、注入口を封止して、液晶パネルを作製した。このようにして作製した液晶パネルの両側に偏光板をクロスニコル条件下で、それぞれの偏光板の透過軸がラビング方位角に対して略４５°および略１３５°の角度をなすように貼り合わせ、液晶表示素子を作製した。作製した液晶表示素子に電気信号を入力し、白黒表示を行ったところ、画素単位で液晶が均一な一方向に配向することに基づく明るい白表示、液晶の垂直配向に基づく光漏れの少ない引き締まった黒表示がなされ、非常に表示品位の高い画像をそれぞれ得ることができた。

［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５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図５（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５（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５（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５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図５（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５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亘って維持することが可能な表示装置となる。

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、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。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。

例えば、上記実施形態においては、分子量の異なる２種類のアルキル鎖により配向膜を形成したがこれに限ったものではなく、ラビング処理時に基板面に対して傾くアルキル鎖と垂直を維持するアルキル鎖との割合が１：７程度になるようにし、電圧無印加時に液晶分子を垂直配向させ且つ電圧印加時に液晶分子を一軸配向させることが可能であれば、複数種類のアルキル鎖から配向膜を構成してもよい。

また、上記実施形態においては、両基板１０，２０の配向膜２２，１１を分子量の異なるアルキル基によって構成するとしたが、どちらか一方だけに採用してもよい。この場合でも、液晶層を挟持する両基板の配向膜を真空プロセスで形成していた従来よりも、高価な真空成膜装置の導入台数を削減することができるので、投資費用を抑えることができる。

また、例えば、基板上の電極を覆うようにして無機材料からなる配向膜下地層を塗布プロセスで形成した後、分子量の異なるアルキル基を有した複数種類のシランカップリング剤で表面処理することによって、配向膜を形成してもよい。

本発明の実施形態に係る液晶装置についてその素子構造を示す断面図。 図１の一部（破線部分Ｐ）の構成を拡大して模式的に示す部分断面図。 図１の一部（破線部分Ｐ）の構成を拡大して模式的に示す部分断面図。 配向膜の製造過程を示す工程図。 本発明の電子機器の幾つかの例を示す斜視図。

符号の説明

１００…液晶装置、１０…回路基板、１１…第２の配向膜（配向層）、２０…対向基板、２２…第１の配向膜(配向層)、２８Ａ…長鎖アルキル鎖、２８Ｂ…短鎖アルキル鎖、５８…液晶層、５００…携帯電話（電子機器）、６００…携帯型情報処理装置（電子機器）、７００…腕時計型電子機器（電子機器）

Claims (6)

1. 一対の基板間に初期配向状態が垂直配向を呈する液晶層を挟持してなる液晶装置であって、
   少なくとも一方の前記基板に設けられる最表面に存在する配向層が鎖長の異なるアルキル鎖により構成され、
   鎖長が最も短い前記アルキル鎖が基板面に対して傾いていることを特徴とする液晶装置。
2. 一対の基板間に初期配向状態が垂直配向を呈する液晶層を挟持する液晶装置の製造方法であって、
   少なくとも一方の前記基板の前記液晶層側の表面に、異なるアルキル鎖長を有する少なくとも２種類以上のシランカップリング剤を反応させる成膜工程と、
   前記鎖長が最も短いアルキル鎖を基板面に対して傾斜させる工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
3. 前記成膜工程は、
   前記鎖長が最も長いアルキル基を含むシランカップリング剤から順に、前記基板の被成膜面上に接触させることを特徴とする請求項２記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記成膜工程は、
   炭素原子数１０〜２０の長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いる第１の成膜処理工程と、
   炭素原子数２〜８の短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いる第２の成膜処理工程と、を有することを特徴とする請求項２または３記載の液晶装置の製造方法。
5. 前記分子量の最も小さい前記アルキル鎖を基板面に対して傾斜させる工程では、ラビング処理を行うことを特徴とする請求項２記載の液晶装置の製造方法。
6. 請求項１記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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