液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器
【課題】紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させる。
【解決手段】液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０と、上記一対の基板１０，２０間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜１６，２２によって液晶分子の配向方向が規制される液晶５０とを備える液晶装置であって、上記有機性配向膜１６，２２は、少なくとも表層部がフッ化されている。
【解決手段】液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０と、上記一対の基板１０，２０間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜１６，２２によって液晶分子の配向方向が規制される液晶５０とを備える液晶装置であって、上記有機性配向膜１６，２２は、少なくとも表層部がフッ化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。このような構成によって液晶装置は、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調し、画像光を作製するようになっている。
【０００３】
ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加したポリイミド等からなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施した有機性配向膜が一般に用いられている。ラビング処理とは、柔らかい布からなるローラで高分子膜の表面を所定方向に擦ることにより、高分子を所定方向に配向させるものである。その配向性高分子と液晶分子との分子間相互作用により、配向性高分子に沿って液晶分子が配置されるので、非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向させることができるようになっている。また、側鎖アルキル基により、液晶分子にプレチルトを与えることができるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合、光源から照射される強い光によって液晶や配向膜が劣化される虞がある。
より詳細には、光源から照射される強い光によって液晶分子に含まれているフッ素イオンがフッ素ラジカルになり、有機性配向膜に含まれる水素または配向膜表面の付着水と反応してフッ化水素となる。そして、当該フッ化水素によって液晶や配向膜が劣化する。
【０００５】
これに対して特許文献１には、液晶中に紫外線吸収剤を添加することによって、液晶装置の耐光性を向上させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１７６５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液晶中に紫外線吸収剤を添加した場合には、イオン不純物が液晶中に混合され、焼きつき、ライフサイクルコミッショニング変動が悪化するという問題が生じる。
また、紫外線吸収剤による液晶分子の性能変化によって、液晶の応答速度やプレチルト角に影響を与える虞がある。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることによって液晶装置の信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の液晶装置は、液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、上記一対の基板間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置であって、上記有機性配向膜が、少なくとも表層部がフッ化されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の液晶装置によれば、有機性配向膜の少なくとも表層部がフッ化されている。すなわち、有機性配向膜の液晶と接触する部位が少なくともフッ化されている。
フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本発明の液晶装置が備える有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本発明の液晶装置によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上する。
また、フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本発明の液晶装置によれば、上述の耐光性に加え耐湿性も向上する。
【００１０】
また、本発明の液晶装置においては、上記有機性配向膜のフッ化された部位の一般式が下記一般式（１）によって表されるという構成を採用する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
フッ化される前の有機性配向膜の一般式は、下記一般式（２）によって表される。
【００１３】
【化２】
【００１４】
一般式（１）と一般式（２）とを比較すると、フッ化される前の有機性配向膜が含むＣＨ３基がＣＦ２基と置換されている。すなわち、本発明の液晶装置が備える有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。
したがって、本発明の液晶装置によれば、耐光性が向上される。
【００１５】
次に、本発明の液晶装置の製造方法は、液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、上記一対の基板間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置の製造方法であって、上記基板上に有機性配向膜を形成する配向膜形成工程と、上記配向膜形成工程にて形成された上記有機性配向膜に対してフッ化処理を行うフッ化処理工程と、上記有機性配向膜に対してラビング処理を行うラビング処理工程と、上記フッ化処理工程及び上記ラビング処理工程後に上記一対の基板を貼り合せるとともに上記基板間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
このような特徴を有する本発明の液晶装置によれば、フッ化処理工程において、有機性配向膜がフッ化処理される。フッ化処理された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本発明の液晶装置の製造方法によってフッ化処理された有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本発明の液晶装置の製造方法によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上された液晶装置を製造することができる。
また、フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本発明の液晶装置の製造方法によれば、上述の耐光性に加え耐湿性が向上された液晶装置を製造することができる。
【００１７】
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、上記フッ化処理工程が、大気プラズマ処理によって上記有機性配向膜に対してフッ化処理を行う工程であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、一般式（２）において表される有機性配向膜の少なくとも表層部が、大気プラズマによって一般式（１）において表されるものとなる。
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】
【００２０】
一般式（１）と一般式（２）とを比較すると、フッ化される前の有機性配向膜が含むＣＨ３基がＣＦ２基と置換されている。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法によって形成されるフッ化処理された有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。
したがって、本発明の液晶装置の製造方法によれば、耐光性が向上された液晶装置を製造することができる。
【００２１】
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、上記ラビング処理工程が、上記フッ化処理工程の後に行うという構成を採用することができる。
ラビング処理後の有機性配向膜をフッ化処理した場合には、ラビング処理による液晶分子の配向規制力に影響が出る虞がある。
これに対して本構成は、ラビング処理工程が、フッ化処理工程の後に行われるため、所望の配向規制力を発揮させることが可能となる。
【００２２】
次に、本発明の電子機器は、本発明の液晶装置を備えることを特徴とする。
本発明の液晶装置は、耐光性及び耐湿性に優れ、信頼性が高いものである。このため、本発明の電子機器も信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
（液晶装置）
以下、本発明を詳しく説明する。まず、本発明における液晶装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態となる液晶装置６０の概略構成を説明するためのＴＦＴアレイ基板の平面図、図２は、液晶装置６０の等価回路図、図３は、液晶装置の画素構成を示す説明図、図４は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図３のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。また、図５は、液晶装置６０の一製造工程を示す説明図である。
【００２５】
図４に示すように本実施形態の液晶装置６０は、互いに対向する一対の基板１０、２０間に液晶５０を挟持してなるもので、一対の基板１０、２０の内面側（液晶層側）に有機性配向膜１６、２２が設けられたものである。そして、特にこれら有機性配向膜１６、２２の表層部がフッ化されていることを特徴としている。
【００２６】
液晶装置６０の概略構成を説明すると、図１に示すように一対の基板１０、２０のうちの一方であるＴＦＴアレイ基板（基板）１０の中央には、画像作製領域１０１が形成されている。この画像作製領域１０１の周縁部にはシール材１９が配設されており、これによって画像作製領域１０１には液晶５０（図４参照）が封入されている。この液晶５０は、ＴＦＴアレイ基板１０上に液晶が直接塗布されて形成されたもので、シール材１９には液晶の注入口が設けられていない、いわゆる封口レス構造となっているが、注入口を設けたシール材１９を採用してもよい。このシール材１９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動素子１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動素子１２０とが実装されている。これら駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板１０の端部の接続端子７９にかけて、配線７６が引き廻されている。
【００２７】
一方、ＴＦＴアレイ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照）には、共通電極２１（図４参照）が形成されている。この共通電極２１は、画像作製領域１０１のほぼ全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部７０が設けられている。この基板間導通部７０からは、接続端子７９にかけて配線７８が引き廻されている。
そして、外部から入力された各種信号が、接続端子７９を介して画像作製領域１０１に供給されることにより、液晶装置が駆動されるようになっている。
【００２８】
液晶装置の上記画像作製領域１０１には、図２の等価回路図に示すように、これを構成すべく複数のドットがマトリクス状に配置されており、これら各ドットには、それぞれ画素電極９が形成されている。また、その画素電極９には、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が接続されている。また、このＴＦＴ素子３０のソースにはデータ線６ａが接続されている。各データ線６ａには、前述したデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。
【００２９】
また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３ａが接続されている。走査線３ａには、前述した走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ素子３０のドレインには画素電極９が接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンにすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して各ドットの液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
【００３０】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が作製されるようになっている。
【００３１】
また、本実施形態の液晶装置では、図３の画素構成説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（破線９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。さらに、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極９の形成された矩形領域がドットであり、マトリクス状に配置されたドットごとに表示を行うことが可能な構造になっている。
【００３２】
ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール５を介して、データ線６ａが接続されている。また、半導体層１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール８を介して、画素電極９が接続されている。一方、半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分には、チャネル領域１ａ’が形成されている。
【００３３】
また、この液晶装置は、図４の断面構造説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された対向基板２０と、これらの間に挟持された液晶５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極９、配向膜１６などを主体として構成されている。一方の対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａ、およびその内側に形成された共通電極２１や配向膜２２などを主体として構成されている。
【００３４】
ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａおよび第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜１２の表面に半導体層１ａが形成され、この半導体層１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分にはチャネル領域１ａ’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域１ｂと高濃度ソース領域１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域１ｃと高濃度ドレイン領域１ｅとが形成されている。
【００３５】
半導体層１ａの表面には、ゲート絶縁膜２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜２の表面に走査線３ａが形成されて、チャネル領域１ａ’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜２および走査線３ａの表面には、第２層間絶縁膜４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４の表面にデータ線６ａが形成され、第２層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール５を介して、そのデータ線６ａが高濃度ソース領域１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４およびデータ線６ａの表面には、第３層間絶縁膜７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜７の表面に画素電極９が形成され、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール８を介して、その画素電極９が高濃度ドレイン領域１ｅに接続されている。さらに、画素電極９を覆うように有機性配向膜１６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、前述した蓄積容量１７が構成されている。また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する基板本体１０Ａの表面に、第１遮光膜１１ａが形成されている。第１遮光膜１１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するものである。
【００３７】
一方、対向基板２０における基板本体２０Ａの表面には、第２遮光膜２３が形成されている。第２遮光膜２３は、液晶装置に入射した光が半導体層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等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板２０の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極２１が形成されている。さらに、共通電極２１の表面には有機性配向膜２２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。
【００３８】
ここで、ＴＦＴアレイ基板１０側の有機性配向膜１６、及び対向基板２０側の有機性配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。すなわち、本発明においてこれら有機性配向膜１６、２２は、前述したようにその表層部がフッ化されている。この有機性配向膜１６，２２の具体的構成について、有機性配向膜１６，２２の断面構成が模式的に示された図５を参照しつつ説明する。なお、有機性配向膜１６と有機性配向膜２２との構成は略同一であるため、図５及び以下の説明において、有機性配向膜２２に対応する符合をカッコ書きにて示す。
【００３９】
図５に示すように、有機性配向膜１６（２２）は、配線や素子（図示略）等を形成した基板本体１０Ａ（２０Ａ）上に配設された電極９（２１）上に形成されている。ここで、有機性配向膜１６（２２）は、フッ化された表層部１６ａ（２２ａ）とフッ化されていない底層部１６ｂ（２２ｂ）から構成されている。
より詳細には、底層部１６ｂは、一般式（２）にて表されるポリイミドによって構成されている。これに対して、表層部１６ａ（２２ａ）は、一般式（１）にて表されるフッ化されたポリイミドによって構成されている。
【００４０】
【化５】
【００４１】
【化６】
【００４２】
図４に戻り、両基板１０、２０の外側には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板１８、２８が配置されている。なお、各偏光板１８、２８は、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間配置することもできる。各偏光板１８、２８は、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１８は、その透過軸が配向膜１６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板２０側の偏光板２８は、その透過軸が配向膜２２の配向規制方向と略一致するように配置されている。
【００４３】
このように構成された液晶装置６０は、対向基板２０を光源側に向けて配置される。その光源光のうち偏光板２８の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板２８を透過して液晶装置６０に入射する。
非選択電圧印加時の液晶装置６０では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶５０の厚さ方向に約９０°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、約９０°旋光されて液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と一致するため、偏光板１８を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶装置６０では白表示が行われるようになっている（ノーマリーホワイトモード）。
【００４４】
また、選択電圧印加時の液晶装置６０では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と直交するため、偏光板１８を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶装置６０では黒表示が行われるようになっている。
【００４５】
以上のような本実施形態の液晶装置６０によれば、有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（１６ｂ）がフッ化されている。すなわち、有機性配向膜１６（２２）の液晶５０と接触する部位がフッ化されている。
フッ化された有機性配向膜１６ａ（１６ｂ）は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本実施形態の液晶装置６０が備える有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（１６ｂ）は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本実施形態の液晶装置６０によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上する。
また、フッ化された有機性配向膜１６ａ（２２ａ）は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本実施形態の液晶装置６０によれば、上述の耐光性に加え耐湿性も向上する。
【００４６】
次に、液晶装置６０の製造方法について図６を参照しつつ説明する。ただし、当該製造方法は配向膜１６（２２）の形成方法に特徴があるため、その他の素子や電極の形成方法は詳細な説明を省略する場合があるものとする。なお、図５は液晶装置６０の製造工程のうちの基板作成工程を示す説明図、図６は配向膜の形成装置及び形成方法について模式的に示す説明図である。
【００４７】
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本体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等を公知の方法で形成する。続いて、該半導体層１ａや各種配線３ａ、絶縁膜７等を含む基板本体１０Ａ上に、スパッタ法若しくは蒸着法によりＩＴＯを成膜し、続いてマスクエッチングにより当該ＩＴＯ膜をマトリクス状にパターニングして画素電極９とする。
【００４８】
その後、画素電極９上に配向膜１６を形成する。ここでは、まずポリイミドを溶媒に溶解ないし分散させた液状組成物を作成し、この液状組成物をスピンコート法や液滴吐出法によって基板本体１０Ａ（２０Ａ）上に塗布し、この塗布された液状組成物を乾燥させることによって図６（ａ）に示すように、ポリイミドからなる有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）を形成する（配向膜形成工程）。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板本体１０Ａ（２０Ａ）に形成された有機性配向膜１６ｃに対して、大気プラズマ処理によってフッ化処理を行う（フッ化処理工程）。
大気プラズマ処理としては、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。より詳細には、例えば、１０〜５０ｓｌｍのテトラフルオロメタンガスと、５０〜１００ｓｃｃｍの不活性ガス（例えば、ヘリウムガスやアルゴンガス）とを供給し、基板温度を２０〜５０℃とし、基板本体１０Ａ（２０Ａ）を１〜１０ｍｍ／ｓｅｃ（２１０パルス）の搬送速度を有する搬送ステージ装置によって搬送しながら、パワー３００〜４００Ｗの大気プラズマ処理を行う。
このような大気プラズマ処理を行うことによって、有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部においてＣＨ３基がＣＦ２基と置換され、この結果、有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部がフッ化される。そして、このように有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部がフッ化されることによって、表層部１６ａ（２２ａ）と底層部１６ｂ（２２ｂ）とが形成される。
【００５０】
次に、図６（ｃ）に示すように、表層部１６ａ（２２ａ）に対してラビング処理を行う（ラビング処理工程）。具体的には、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、上記表層部１６ａ（２２ａ）に対してラビング処理を施す。
【００５１】
以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０（対向基板２０）が作成される。
【００５２】
そして、上述したＴＦＴアレイ基板１０に矩形枠状のシール材１９を描画するとともに、当該シール材１９で囲まれた領域の内側に液晶を滴下させ、さらに上記作成した対向基板２０をシール材１９を介して貼り合わせることによって液晶を封入し、所定の配線等を接続して本実施形態の液晶装置６０を得るものとしている。
【００５３】
このような本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（２２ａ）がフッ化された上述の液晶装置６０を製造することができる。
また、本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、ラビング処理工程が、フッ化処理工程の後に行われる。このため、フッ化処理によってラビング処理による液晶分子の配向規制力に影響がでることを防止し、有機性配向膜１６（２２）に所望の配向規制力を発揮させることができる。
【００５４】
なお、本実施形態の有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（２２ａ）がフッ化された液晶装置と、フッ化されていない有機性配向膜を備える従来の液晶装置とを、波長４３０ｎｍ以上、光量８０ｍＷの条件で光照射した結果、本実施形態の液晶装置は、従来の液晶装置が２００時間光照射された場合と同程度の劣化となるまでに、４１０時間かかった。したがって、本実施形態の液晶装置によれば、従来の液晶装置に対して耐光性が約２倍向上した。
【００５５】
（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器の一実施形態としてのプロジェクタについて、図７を用いて説明する。図７は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、上記実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。
【００５６】
図７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は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。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とからなる。
【００５７】
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、赤色光用光変調手段８２２に入射される。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、緑色光用光変調手段８２３に入射される。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が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【００５８】
各光変調手段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。
【００５９】
このような構成からなるプロジェクタは、上記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように耐光性および耐熱性に優れたものであるため、光源から照射される強い光により劣化することが抑制される。また、このプロジェクタは、吸湿に起因する品質低下が確実に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吸湿に起因する品質低下が防止されたものとなる。
【００６０】
なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上記実施形態においては、有機性配向膜１６，２２の表層部１６ａ，２２ａのみがフッ化された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、有機性配向膜１６，２２全体がフッ化されていても良い。
【００６１】
また、上記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では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。
【００６２】
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、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、前述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、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、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態である液晶装置のＴＦＴアレイ基板を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である液晶装置の等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態である液晶装置が備える画素構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態である液晶装置の断面構造を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態である液晶装置が備える有機性配向膜の断面を模式的に示した図である。
【図６】本発明の一実施形態である液晶装置が備える有機性配向膜の製造工程を示す説明図である。
【図７】プロジェクタの要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１６，２２……有機性配向膜、１６ａ，２２ａ……表層部、１０……ＴＦＴアレイ基板（基板）、２０……対向基板（基板）、６０……液晶装置
【技術分野】
【０００１】
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ものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。このような構成によって液晶装置は、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調し、画像光を作製するようになっている。
【０００３】
ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加したポリイミド等からなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施した有機性配向膜が一般に用いられている。ラビング処理とは、柔らかい布からなるローラで高分子膜の表面を所定方向に擦ることにより、高分子を所定方向に配向させるものである。その配向性高分子と液晶分子との分子間相互作用により、配向性高分子に沿って液晶分子が配置されるので、非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向させることができるようになっている。また、側鎖アルキル基により、液晶分子にプレチルトを与えることができるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合、光源から照射される強い光によって液晶や配向膜が劣化される虞がある。
より詳細には、光源から照射される強い光によって液晶分子に含まれているフッ素イオンがフッ素ラジカルになり、有機性配向膜に含まれる水素または配向膜表面の付着水と反応してフッ化水素となる。そして、当該フッ化水素によって液晶や配向膜が劣化する。
【０００５】
これに対して特許文献１には、液晶中に紫外線吸収剤を添加することによって、液晶装置の耐光性を向上させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１７６５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液晶中に紫外線吸収剤を添加した場合には、イオン不純物が液晶中に混合され、焼きつき、ライフサイクルコミッショニング変動が悪化するという問題が生じる。
また、紫外線吸収剤による液晶分子の性能変化によって、液晶の応答速度やプレチルト角に影響を与える虞がある。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることによって液晶装置の信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の液晶装置は、液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、上記一対の基板間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置であって、上記有機性配向膜が、少なくとも表層部がフッ化されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の液晶装置によれば、有機性配向膜の少なくとも表層部がフッ化されている。すなわち、有機性配向膜の液晶と接触する部位が少なくともフッ化されている。
フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本発明の液晶装置が備える有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本発明の液晶装置によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上する。
また、フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本発明の液晶装置によれば、上述の耐光性に加え耐湿性も向上する。
【００１０】
また、本発明の液晶装置においては、上記有機性配向膜のフッ化された部位の一般式が下記一般式（１）によって表されるという構成を採用する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
フッ化される前の有機性配向膜の一般式は、下記一般式（２）によって表される。
【００１３】
【化２】
【００１４】
一般式（１）と一般式（２）とを比較すると、フッ化される前の有機性配向膜が含むＣＨ３基がＣＦ２基と置換されている。すなわち、本発明の液晶装置が備える有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。
したがって、本発明の液晶装置によれば、耐光性が向上される。
【００１５】
次に、本発明の液晶装置の製造方法は、液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、上記一対の基板間に狭持して配置されるとともに上記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置の製造方法であって、上記基板上に有機性配向膜を形成する配向膜形成工程と、上記配向膜形成工程にて形成された上記有機性配向膜に対してフッ化処理を行うフッ化処理工程と、上記有機性配向膜に対してラビング処理を行うラビング処理工程と、上記フッ化処理工程及び上記ラビング処理工程後に上記一対の基板を貼り合せるとともに上記基板間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
このような特徴を有する本発明の液晶装置によれば、フッ化処理工程において、有機性配向膜がフッ化処理される。フッ化処理された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本発明の液晶装置の製造方法によってフッ化処理された有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本発明の液晶装置の製造方法によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上された液晶装置を製造することができる。
また、フッ化された有機性配向膜は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本発明の液晶装置の製造方法によれば、上述の耐光性に加え耐湿性が向上された液晶装置を製造することができる。
【００１７】
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、上記フッ化処理工程が、大気プラズマ処理によって上記有機性配向膜に対してフッ化処理を行う工程であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、一般式（２）において表される有機性配向膜の少なくとも表層部が、大気プラズマによって一般式（１）において表されるものとなる。
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】
【００２０】
一般式（１）と一般式（２）とを比較すると、フッ化される前の有機性配向膜が含むＣＨ３基がＣＦ２基と置換されている。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法によって形成されるフッ化処理された有機性配向膜は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。
したがって、本発明の液晶装置の製造方法によれば、耐光性が向上された液晶装置を製造することができる。
【００２１】
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、上記ラビング処理工程が、上記フッ化処理工程の後に行うという構成を採用することができる。
ラビング処理後の有機性配向膜をフッ化処理した場合には、ラビング処理による液晶分子の配向規制力に影響が出る虞がある。
これに対して本構成は、ラビング処理工程が、フッ化処理工程の後に行われるため、所望の配向規制力を発揮させることが可能となる。
【００２２】
次に、本発明の電子機器は、本発明の液晶装置を備えることを特徴とする。
本発明の液晶装置は、耐光性及び耐湿性に優れ、信頼性が高いものである。このため、本発明の電子機器も信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
（液晶装置）
以下、本発明を詳しく説明する。まず、本発明における液晶装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態となる液晶装置６０の概略構成を説明するためのＴＦＴアレイ基板の平面図、図２は、液晶装置６０の等価回路図、図３は、液晶装置の画素構成を示す説明図、図４は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図３のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。また、図５は、液晶装置６０の一製造工程を示す説明図である。
【００２５】
図４に示すように本実施形態の液晶装置６０は、互いに対向する一対の基板１０、２０間に液晶５０を挟持してなるもので、一対の基板１０、２０の内面側（液晶層側）に有機性配向膜１６、２２が設けられたものである。そして、特にこれら有機性配向膜１６、２２の表層部がフッ化されていることを特徴としている。
【００２６】
液晶装置６０の概略構成を説明すると、図１に示すように一対の基板１０、２０のうちの一方であるＴＦＴアレイ基板（基板）１０の中央には、画像作製領域１０１が形成されている。この画像作製領域１０１の周縁部にはシール材１９が配設されており、これによって画像作製領域１０１には液晶５０（図４参照）が封入されている。この液晶５０は、ＴＦＴアレイ基板１０上に液晶が直接塗布されて形成されたもので、シール材１９には液晶の注入口が設けられていない、いわゆる封口レス構造となっているが、注入口を設けたシール材１９を採用してもよい。このシール材１９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動素子１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動素子１２０とが実装されている。これら駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板１０の端部の接続端子７９にかけて、配線７６が引き廻されている。
【００２７】
一方、ＴＦＴアレイ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照）には、共通電極２１（図４参照）が形成されている。この共通電極２１は、画像作製領域１０１のほぼ全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部７０が設けられている。この基板間導通部７０からは、接続端子７９にかけて配線７８が引き廻されている。
そして、外部から入力された各種信号が、接続端子７９を介して画像作製領域１０１に供給されることにより、液晶装置が駆動されるようになっている。
【００２８】
液晶装置の上記画像作製領域１０１には、図２の等価回路図に示すように、これを構成すべく複数のドットがマトリクス状に配置されており、これら各ドットには、それぞれ画素電極９が形成されている。また、その画素電極９には、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が接続されている。また、このＴＦＴ素子３０のソースにはデータ線６ａが接続されている。各データ線６ａには、前述したデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。
【００２９】
また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３ａが接続されている。走査線３ａには、前述した走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ素子３０のドレインには画素電極９が接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンにすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して各ドットの液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
【００３０】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が作製されるようになっている。
【００３１】
また、本実施形態の液晶装置では、図３の画素構成説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（破線９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。さらに、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極９の形成された矩形領域がドットであり、マトリクス状に配置されたドットごとに表示を行うことが可能な構造になっている。
【００３２】
ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール５を介して、データ線６ａが接続されている。また、半導体層１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール８を介して、画素電極９が接続されている。一方、半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分には、チャネル領域１ａ’が形成されている。
【００３３】
また、この液晶装置は、図４の断面構造説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された対向基板２０と、これらの間に挟持された液晶５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極９、配向膜１６などを主体として構成されている。一方の対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａ、およびその内側に形成された共通電極２１や配向膜２２などを主体として構成されている。
【００３４】
ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａおよび第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜１２の表面に半導体層１ａが形成され、この半導体層１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分にはチャネル領域１ａ’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域１ｂと高濃度ソース領域１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域１ｃと高濃度ドレイン領域１ｅとが形成されている。
【００３５】
半導体層１ａの表面には、ゲート絶縁膜２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜２の表面に走査線３ａが形成されて、チャネル領域１ａ’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜２および走査線３ａの表面には、第２層間絶縁膜４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４の表面にデータ線６ａが形成され、第２層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール５を介して、そのデータ線６ａが高濃度ソース領域１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４およびデータ線６ａの表面には、第３層間絶縁膜７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜７の表面に画素電極９が形成され、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール８を介して、その画素電極９が高濃度ドレイン領域１ｅに接続されている。さらに、画素電極９を覆うように有機性配向膜１６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、前述した蓄積容量１７が構成されている。また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する基板本体１０Ａの表面に、第１遮光膜１１ａが形成されている。第１遮光膜１１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するものである。
【００３７】
一方、対向基板２０における基板本体２０Ａの表面には、第２遮光膜２３が形成されている。第２遮光膜２３は、液晶装置に入射した光が半導体層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等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板２０の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極２１が形成されている。さらに、共通電極２１の表面には有機性配向膜２２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。
【００３８】
ここで、ＴＦＴアレイ基板１０側の有機性配向膜１６、及び対向基板２０側の有機性配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。すなわち、本発明においてこれら有機性配向膜１６、２２は、前述したようにその表層部がフッ化されている。この有機性配向膜１６，２２の具体的構成について、有機性配向膜１６，２２の断面構成が模式的に示された図５を参照しつつ説明する。なお、有機性配向膜１６と有機性配向膜２２との構成は略同一であるため、図５及び以下の説明において、有機性配向膜２２に対応する符合をカッコ書きにて示す。
【００３９】
図５に示すように、有機性配向膜１６（２２）は、配線や素子（図示略）等を形成した基板本体１０Ａ（２０Ａ）上に配設された電極９（２１）上に形成されている。ここで、有機性配向膜１６（２２）は、フッ化された表層部１６ａ（２２ａ）とフッ化されていない底層部１６ｂ（２２ｂ）から構成されている。
より詳細には、底層部１６ｂは、一般式（２）にて表されるポリイミドによって構成されている。これに対して、表層部１６ａ（２２ａ）は、一般式（１）にて表されるフッ化されたポリイミドによって構成されている。
【００４０】
【化５】
【００４１】
【化６】
【００４２】
図４に戻り、両基板１０、２０の外側には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板１８、２８が配置されている。なお、各偏光板１８、２８は、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間配置することもできる。各偏光板１８、２８は、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１８は、その透過軸が配向膜１６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板２０側の偏光板２８は、その透過軸が配向膜２２の配向規制方向と略一致するように配置されている。
【００４３】
このように構成された液晶装置６０は、対向基板２０を光源側に向けて配置される。その光源光のうち偏光板２８の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板２８を透過して液晶装置６０に入射する。
非選択電圧印加時の液晶装置６０では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶５０の厚さ方向に約９０°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、約９０°旋光されて液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と一致するため、偏光板１８を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶装置６０では白表示が行われるようになっている（ノーマリーホワイトモード）。
【００４４】
また、選択電圧印加時の液晶装置６０では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板１８の透過軸と直交するため、偏光板１８を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶装置６０では黒表示が行われるようになっている。
【００４５】
以上のような本実施形態の液晶装置６０によれば、有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（１６ｂ）がフッ化されている。すなわち、有機性配向膜１６（２２）の液晶５０と接触する部位がフッ化されている。
フッ化された有機性配向膜１６ａ（１６ｂ）は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して含む水素量が少ない。つまり、本実施形態の液晶装置６０が備える有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（１６ｂ）は、従来の液晶装置が備える有機性配向膜と比較して、液晶分子に含まれるフッ素イオンが光に照射されることによって生じるフッ素ラジカルと反応する水素量が少ない。したがって、光が照射された場合のフッ化水素の生成量が減少する。
よって、本実施形態の液晶装置６０によれば、紫外線吸収剤を液晶に添加することなく耐光性を向上させることができ、これによって信頼性が向上する。
また、フッ化された有機性配向膜１６ａ（２２ａ）は、フッ化される前の有機性配向膜と比較して撥水性が高い。このため、本実施形態の液晶装置６０によれば、上述の耐光性に加え耐湿性も向上する。
【００４６】
次に、液晶装置６０の製造方法について図６を参照しつつ説明する。ただし、当該製造方法は配向膜１６（２２）の形成方法に特徴があるため、その他の素子や電極の形成方法は詳細な説明を省略する場合があるものとする。なお、図５は液晶装置６０の製造工程のうちの基板作成工程を示す説明図、図６は配向膜の形成装置及び形成方法について模式的に示す説明図である。
【００４７】
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本体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等を公知の方法で形成する。続いて、該半導体層１ａや各種配線３ａ、絶縁膜７等を含む基板本体１０Ａ上に、スパッタ法若しくは蒸着法によりＩＴＯを成膜し、続いてマスクエッチングにより当該ＩＴＯ膜をマトリクス状にパターニングして画素電極９とする。
【００４８】
その後、画素電極９上に配向膜１６を形成する。ここでは、まずポリイミドを溶媒に溶解ないし分散させた液状組成物を作成し、この液状組成物をスピンコート法や液滴吐出法によって基板本体１０Ａ（２０Ａ）上に塗布し、この塗布された液状組成物を乾燥させることによって図６（ａ）に示すように、ポリイミドからなる有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）を形成する（配向膜形成工程）。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板本体１０Ａ（２０Ａ）に形成された有機性配向膜１６ｃに対して、大気プラズマ処理によってフッ化処理を行う（フッ化処理工程）。
大気プラズマ処理としては、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。より詳細には、例えば、１０〜５０ｓｌｍのテトラフルオロメタンガスと、５０〜１００ｓｃｃｍの不活性ガス（例えば、ヘリウムガスやアルゴンガス）とを供給し、基板温度を２０〜５０℃とし、基板本体１０Ａ（２０Ａ）を１〜１０ｍｍ／ｓｅｃ（２１０パルス）の搬送速度を有する搬送ステージ装置によって搬送しながら、パワー３００〜４００Ｗの大気プラズマ処理を行う。
このような大気プラズマ処理を行うことによって、有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部においてＣＨ３基がＣＦ２基と置換され、この結果、有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部がフッ化される。そして、このように有機性配向膜１６ｃ（２２ｃ）の表層部がフッ化されることによって、表層部１６ａ（２２ａ）と底層部１６ｂ（２２ｂ）とが形成される。
【００５０】
次に、図６（ｃ）に示すように、表層部１６ａ（２２ａ）に対してラビング処理を行う（ラビング処理工程）。具体的には、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、上記表層部１６ａ（２２ａ）に対してラビング処理を施す。
【００５１】
以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０（対向基板２０）が作成される。
【００５２】
そして、上述したＴＦＴアレイ基板１０に矩形枠状のシール材１９を描画するとともに、当該シール材１９で囲まれた領域の内側に液晶を滴下させ、さらに上記作成した対向基板２０をシール材１９を介して貼り合わせることによって液晶を封入し、所定の配線等を接続して本実施形態の液晶装置６０を得るものとしている。
【００５３】
このような本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（２２ａ）がフッ化された上述の液晶装置６０を製造することができる。
また、本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、ラビング処理工程が、フッ化処理工程の後に行われる。このため、フッ化処理によってラビング処理による液晶分子の配向規制力に影響がでることを防止し、有機性配向膜１６（２２）に所望の配向規制力を発揮させることができる。
【００５４】
なお、本実施形態の有機性配向膜１６（２２）の表層部１６ａ（２２ａ）がフッ化された液晶装置と、フッ化されていない有機性配向膜を備える従来の液晶装置とを、波長４３０ｎｍ以上、光量８０ｍＷの条件で光照射した結果、本実施形態の液晶装置は、従来の液晶装置が２００時間光照射された場合と同程度の劣化となるまでに、４１０時間かかった。したがって、本実施形態の液晶装置によれば、従来の液晶装置に対して耐光性が約２倍向上した。
【００５５】
（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器の一実施形態としてのプロジェクタについて、図７を用いて説明する。図７は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、上記実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。
【００５６】
図７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は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。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とからなる。
【００５７】
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、赤色光用光変調手段８２２に入射される。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、緑色光用光変調手段８２３に入射される。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が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【００５８】
各光変調手段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。
【００５９】
このような構成からなるプロジェクタは、上記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように耐光性および耐熱性に優れたものであるため、光源から照射される強い光により劣化することが抑制される。また、このプロジェクタは、吸湿に起因する品質低下が確実に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吸湿に起因する品質低下が防止されたものとなる。
【００６０】
なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上記実施形態においては、有機性配向膜１６，２２の表層部１６ａ，２２ａのみがフッ化された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、有機性配向膜１６，２２全体がフッ化されていても良い。
【００６１】
また、上記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では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。
【００６２】
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、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、前述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、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、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態である液晶装置のＴＦＴアレイ基板を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である液晶装置の等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態である液晶装置が備える画素構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態である液晶装置の断面構造を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態である液晶装置が備える有機性配向膜の断面を模式的に示した図である。
【図６】本発明の一実施形態である液晶装置が備える有機性配向膜の製造工程を示す説明図である。
【図７】プロジェクタの要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１６，２２……有機性配向膜、１６ａ，２２ａ……表層部、１０……ＴＦＴアレイ基板（基板）、２０……対向基板（基板）、６０……液晶装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、前記一対の基板間に狭持して配置されるとともに前記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置であって、
前記有機性配向膜は、少なくとも表層部がフッ化されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記有機性配向膜のフッ化された部位の一般式が下記一般式（１）によって表されることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【化１】
【請求項３】
液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、前記一対の基板間に狭持して配置されるとともに前記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置の製造方法であって、
前記基板上に有機性配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記配向膜形成工程にて形成された前記有機性配向膜に対してフッ化処理を行うフッ化処理工程と、
前記有機性配向膜に対してラビング処理を行うラビング処理工程と、
前記フッ化処理工程及び前記ラビング処理工程後に前記一対の基板を貼り合せるとともに前記基板間に液晶を封入する工程と
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記フッ化処理工程は、大気プラズマ処理によって前記有機性配向膜に対してフッ化処理を行う工程であることを特徴とする請求項３記載の液晶装置。
【請求項５】
前記ラビング処理工程は、前記フッ化処理工程の後に行うことを特徴とする請求項３または４記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、前記一対の基板間に狭持して配置されるとともに前記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置であって、
前記有機性配向膜は、少なくとも表層部がフッ化されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記有機性配向膜のフッ化された部位の一般式が下記一般式（１）によって表されることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【化１】
【請求項３】
液晶分子の配向方向を規制する有機性配向膜が形成された一対の基板と、前記一対の基板間に狭持して配置されるとともに前記有機性配向膜によって液晶分子の配向方向が規制される液晶とを備える液晶装置の製造方法であって、
前記基板上に有機性配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記配向膜形成工程にて形成された前記有機性配向膜に対してフッ化処理を行うフッ化処理工程と、
前記有機性配向膜に対してラビング処理を行うラビング処理工程と、
前記フッ化処理工程及び前記ラビング処理工程後に前記一対の基板を貼り合せるとともに前記基板間に液晶を封入する工程と
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記フッ化処理工程は、大気プラズマ処理によって前記有機性配向膜に対してフッ化処理を行う工程であることを特徴とする請求項３記載の液晶装置。
【請求項５】
前記ラビング処理工程は、前記フッ化処理工程の後に行うことを特徴とする請求項３または４記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１４５９３７（Ｐ２００８−１４５９３７Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３５７８５（Ｐ２００６−３３５７８５）
【出願日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]