液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器
【課題】初期配向転移が円滑に行われるＯＣＢモードの液晶装置の製造方法、液晶装置、これを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板としての素子基板１０を用意する工程と、少なくとも表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜（配向膜１８）を形成する工程と、多孔質膜に対して第１の方向（法線方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射して第１の配向処理を施した後に、第１の方向と異なる第２の方向（入射角４５度の方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、第２の配向処理は、スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする。凹凸は例えば画素電極１５に設けられたコンタクトホール１５ａである。
【解決手段】液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板としての素子基板１０を用意する工程と、少なくとも表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜（配向膜１８）を形成する工程と、多孔質膜に対して第１の方向（法線方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射して第１の配向処理を施した後に、第１の方向と異なる第２の方向（入射角４５度の方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、第２の配向処理は、スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする。凹凸は例えば画素電極１５に設けられたコンタクトホール１５ａである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶の配向制御がＯＣＢモードである液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液晶装置として、一対の基板間に配置されたパラレル配向型の液晶を有し、該液晶は配向方位が他の領域の配向方位と異なる局所的な異配向方位領域を有する液晶表示素子が知られている（特許文献１）。
【０００３】
異配向方位領域を設けることにより、ＯＣＢモードにおけるスプレイ配向からベンド配向への初期配向転移を速く行わせることを目的としている。
【０００４】
異配向方位領域を設ける方法としては、基板上の立体障害、柱状構造体、錐状構造体、山形構造体を利用する方法が挙げられている。より具体的には少なくとも一方の基板上に設けられたブラックマトリクスやアクティブ素子、アクティブ素子に接続される配線などの凹凸、柱状スペーサーを覆う配向膜の配向処理を異なった方向からラビングする方法、あるいは異なった方向から光配向処理する方法が挙げられている。これにより、立体障害、柱状構造体、錐状構造体、山形構造体を含む周辺領域において異配向方位領域を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の異配向方位領域を設ける方法において、凹凸の形状だけでは円滑にスプレイ配向からベンド配向に転移させるために、高電圧が必要であり、また、ラビングや光配向では部分的にパターニングする必要があるため表示品質の低下やプロセス負荷が生じるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板を用意する工程と、少なくとも前記表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜を形成する工程と、前記多孔質膜に対して第１の方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施した後に、前記第１の方向と異なる第２の方向からイオンビームを照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、前記第２の配向処理は、前記スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、凹凸を覆う多孔質膜に対して第２の方向からイオンビームを照射したときに、凹凸の影となるイオンビームが照射されない領域には、第２の方向と異なる第１の方向からイオンビームが照射された領域の一部が残存する。有機材料からなる配向膜を異なる方向からラビング処理することや光照射することによって、異配向方位領域を形成する場合に比べて、無機材料である多孔質膜の凹凸付近にイオンビームによって配向規制力が高いスプレイ配向領域を容易に形成できると共に、スプレイ配向処理と異なる方向に配向処理が均一に施された領域すなわち転移核が発生し易い領域を容易に形成することができる。ゆえに、スプレイ配向からベンド配向に円滑に初期配向移転させる転移核発生領域を備えた液晶装置を製造することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理に比べて液晶分子のプレチルト角が増加する方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする。
この方法によれば、第１の配向処理によりベンド配向状態に自由エネルギーが近い配向処理が多孔質膜に施される。したがって、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進むため、液晶層に印加される転移電圧を低下させることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記多孔質膜の膜面に対して概法線方向から前記イオンビームを照射する垂直配向処理であるとしてもよい。
この方法によれば、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進む液晶装置を製造することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理における液晶分子の配向方位に対して異なる方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射するとしてもよい。
この方法によれば、スプレイ配向における配向方位に対して異なる配向方位を有するツイスト配向（転移核）が形成され、ベンド配向へ転移させるために液晶分子に与えるエネルギーすなわち転移電圧を低下させることができる。
【００１３】
［適用例５］本適用例の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置であって、少なくとも一方の基板の表示領域に設けられた凹凸と、少なくとも前記表示領域を覆うように設けられた無機材料からなる多孔質膜と、前記凹凸とその周辺を覆う前記多孔質膜の少なくとも一部において、前記スプレイ配向を規定する配向処理とは異なる配向処理がイオンビームを照射することにより施されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、有機材料からなる配向膜を異なる方向からラビング処理することや光照射することによって形成された異配向方位領域を有する場合に比べて、無機材料である多孔質膜の凹凸付近にイオンビームを照射することにより、スプレイ配向処理と異なる方向に配向処理が均一に施された領域すなわち転移核が発生し易い領域が設けられている。ゆえに、スプレイ配向からベンド配向に円滑に初期配向移転させる転移核発生領域を備えた液晶装置を提供することができる。
【００１５】
［適用例６］上記適用例の液晶装置において、前記異なる配向処理が、前記スプレイ配向を規定する配向処理に対して、前記多孔質膜の表面における液晶分子のプレチルト角または配向方位を異ならせるものであることを特徴とする。
この構成によれば、スプレイ配向とベンド配向との間においてよりベンド配向状態に自由エネルギーが近い状態の転移核発生領域が凹凸付近の多孔質膜に設けられ、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進むため、液晶層に印加される転移電圧を低下させた液晶装置を提供することができる。
【００１６】
［適用例７］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、スイッチング素子、配線、画素電極のうちの少なくとも１つによって構成されることを特徴とする。
この構成によれば、転移核発生領域を形成するための凹凸を新たに設ける必要がなく、基板上に設けられたスイッチング素子、配線、画素電極を利用して転移核発生領域を設けることができる。
【００１７】
［適用例８］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、前記画素電極に設けられたコンタクトホールであることを特徴とする。
この構成によれば、画素電極のコンタクトホールを利用して移転核発生領域を設けることができ、画素内において初期配向転移が円滑に進む。
【００１８】
［適用例９］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、前記液晶層の厚みを規定する柱状スペーサーであるとしてもよい。
この構成によれば、コンタクトホールよりも段差が大きな凹凸としての柱状スペーサーを利用して転移核発生領域を設けることができる。
【００１９】
［適用例１０］上記適用例の液晶装置において、前記異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部が遮光領域内にあることが好ましい。
この構成によれば、異なる配向処理が施された部分すなわち転移核発生領域が設けられた部分は、液晶分子の配向状態がスプレイ配向と異なる配向状態であるため、光漏れを起こし易い。したがって、異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部を遮光領域内に位置させることで、光漏れを低減することができる。すなわち、初期配向転移が円滑であると共に、すぐれた光学特性を有する液晶装置を提供できる。
【００２０】
［適用例１１］上記適用例の液晶装置において、前記多孔質膜の屈折率が部分的に空気層あるいは真空層を含むことが好ましい。
この構成によれば、多孔質膜をイオンビームを使用して表面処理する際に、カスケードによる分子の変移およびスパッタ分子の再付着により、多孔質膜の空孔が埋められ膜厚方向に深い凹凸形状が形成されるため、高プレチルト角を容易に発現することができる。
【００２１】
［適用例１２］本適用例の電子機器は、上記適用例の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移が円滑に行われ、すぐれた応答性などの光学特性を有する見栄えのよい電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液晶装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った断面図。
【図２】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】（ａ）および（ｂ）はＯＣＢモードの液晶分子の配向状態を示す概略図。
【図４】（ａ）は実施例１の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'線で切った概略断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は実施例１の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図６】（ａ）は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ'線で切った概略断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は実施例２の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図８】（ａ）は実施例３の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ'線で切った概略断面図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は実施例３の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は実施例４の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１１】（ａ）は実施例５の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ'線で切った概略断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は実施例５の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１３】電子機器としての投射型表示装置の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２４】
（第１実施形態）
本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２５】
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は液晶装置の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った断面図である。
【００２６】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、一対の基板としての素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。
素子基板１０は対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、シール材５２を介して接合され、その隙間に正の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。
【００２７】
同図（ａ）に示すように、素子基板１０の１辺部に沿ってデータ線駆動回路１０１が設けられ、これに電気的に接続された複数の端子部１０２が配列している。該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部には、該２辺部に沿って走査線駆動回路１０４が設けられている。対向基板２０を挟んで該１辺部と対向する他の１辺部には、２つの走査線駆動回路１０４を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００２８】
額縁状に配置されたシール材５２の内側には、同じく額縁状に見切り部５３が設けられている。見切り部５３は、遮光性を有する金属材料あるいは樹脂材料からなり、見切り部５３の内側が複数の画素を有する表示領域１０ａとなっている。
【００２９】
同図（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素ごとに設けられた画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。
【００３０】
対向基板２０の液晶層５０側の表面には、見切り部５３と、これを覆うように成膜された共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２９とが形成されている。
【００３１】
これらの配向膜１８および配向膜２９は、無機材料からなる多孔質膜であって、多孔質膜の表面に所定の方向からイオンビームを照射することにより、配向処理が施されている。詳しい、配向処理の方法については後述する実施例において述べる。
【００３２】
対向基板２０に設けられた共通電極２３は、同図（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３３】
図２は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域１０ａにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線３ａと複数のデータ線６ａとを有する。また、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂを有する。
【００３４】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂにより格子状に区画された領域に、画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）３０と、保持容量３６とが設けられ、これらが画素を構成している。すなわち、画素は、マトリクス状に配置されている。
【００３５】
走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素に供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素に供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００３６】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量３６が接続されている。保持容量３６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）はＯＣＢモードの液晶分子の配向状態を示す概略図である。本実施形態の液晶装置１００は、配向状態がスプレイ配向とベンド配向のうち一方から他方へ転移可能な液晶層５０を備えており、その駆動モードはＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードと呼ばれている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、ＯＣＢモードでは、その初期状態（非動作時）において、液晶分子５１がスプレイ状に開いた配向状態（スプレイ配向）になっており、動作時には、図３（ｂ）に示すように液晶分子５１が弓なりに曲がった配向状態（ベンド配向）になっている。そして、動作時にベンド配向の曲がり度合いで透過率を変調することで、動作の高速応答性を実現している。
【００３９】
ＯＣＢモードの場合、電源遮断時における液晶分子５１の配向状態が図３（ａ）に示すスプレイ配向であるため、電源投入時にある閾値以上の電圧（転移電圧）を液晶層５０に印加する。これにより、図３（ａ）に示す初期のスプレイ配向から、図３（ｂ）に示す動作時のベンド配向に液晶分子５１の配向状態を転移させる、いわゆる初期配向転移操作が必要となる。初期配向転移が不十分な場合には、表示不良や所望の高速応答性が得られないおそれがある。そこで本実施形態の液晶装置１００では、画素の構成を利用した配向処理を施すことにより、簡素な構成にも係らず、円滑な初期配向転移を実現した。以降、実施例を挙げて説明する。
【００４０】
（実施例１）
図４（ａ）は実施例１の画素の構成を示す概略平面図、図４（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ'線で切った概略断面図、図５（ａ）〜（ｄ）は実施例１の液晶装置の製造方法を示す概略図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、実施例１の画素Ｇ１は、互いに絶縁された状態で交差する走査線３ａとデータ線６ａとにより区画された領域に設けられた矩形状の画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するＴＦＴ３０とを有している。
【００４２】
ＴＦＴ３０は、走査線３ａとデータ線６ａの交差点付近の走査線３ａ上に設けられている。ＴＦＴ３０はゲートを挟んで形成されたソース、ドレインの３つの領域を有する半導体層３０ａを備え、ソースにはデータ線６ａから延出されたソース電極３０ｓが設けられている。また、ドレインには平面視で略四角形のドレイン電極３０ｄが設けられている。ドレイン電極３０ｄは画素電極１５側に拡張された拡張部３０ｅを有する。画素電極１５にはドレイン電極３０ｄと電気的な接続をとるための平面視で略円形のコンタクトホール１５ａがドレイン電極３０ｄと重なる位置に設けられている。
【００４３】
容量線３ｂは半導体層３０ａのドレイン側近傍において走査線３ａと平行するように設けられている。また、ドレイン電極３０の拡張部３０ｅと重なる拡幅部を有している。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、素子基板１０上には、まず、走査線３ａ、容量線３ｂが例えばアルミなどの低抵抗金属配線材料を用いて形成されている。これらの走査線３ａ、容量線３ｂを覆うように例えば酸化シリコンなどからなる絶縁膜１１が設けられている。
【００４５】
走査線３ａを覆った絶縁膜１１上に半導体層３０ａが設けられている。半導体層３０ａの厚みはおよそ５０ｎｍである。走査線３ａを覆った部分がゲートであって、これに対向する走査線３ａがゲート電極３０ｇの役目を果たしている。すなわち、ＴＦＴ３０はボトムゲート構造となっている。よって、以降、絶縁膜１１を他の絶縁膜と区別するためゲート絶縁膜１１と呼ぶ。
【００４６】
前述したように、半導体層３０ａのソースに重なるようにソース電極３０ｓが設けられ、同じくドレインに重なるようにドレイン電極３０ｄが設けられている。これらのソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄもまたアルミなどの低抵抗金属配線材料を用いて形成されている。
これらの低抵抗金属配線材料を用いて形成された走査線３ａ、容量線３ｂ、ソース電極３０ｓ（データ線６ａ）、ドレイン電極３０ｄの厚みはおよそ５００〜６００ｎｍである。
【００４７】
これらの半導体層３０ａ、ソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄを覆うように層間絶縁膜１２が設けられている。層間絶縁膜１２は、半導体層３０ａ、ソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄが設けられてできた表面の段差を緩和するためにおよそ１〜２μｍ程度の厚みで設けられている。
【００４８】
ドレイン電極３０ｄを覆う層間絶縁膜１２の部分に孔が形成され、当該孔を埋めるように例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、コンタクトホール１５ａを有する画素電極１５が形成される。
【００４９】
ゲート絶縁膜１１を挟んで対向する容量線３ｂとドレイン電極３０ｄの拡張部３０ｅとにより保持容量３６が構成されている。
【００５０】
層間絶縁膜１２、画素電極１５、コンタクトホール１５ａを覆うように配向膜１８が設けられている。
【００５１】
配向膜１８は、前述したように無機材料からなる多孔質膜である。その形成方法としては、例えば金属アルコキシドを主原料とするゾル溶液をスピンコート、ロールコート、あるいはフレキソ印刷などの転写法、定量吐出法、液滴吐出法（インクジェット法）などを用いて、少なくとも表示領域１０ａを覆うように塗布する。そして、加熱乾燥させることにより成膜する方法が挙げられる。
金属アルコキシドは、金属をＭとしアルキル基をＲとすると、一般式；Ｍ（ＯＲ）ｎで表すことができる。金属Ｍとしては、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ等が挙げられる。アルキル基Ｒとしては、Ｃ1〜Ｃ5のアルキル基が挙げられる。
本実施形態では、Ｓｉ（シリコン）のアルコキシドを用いて酸化シリコンからなる多孔質膜を形成した。その厚みはおよそ５０〜１００ｎｍである。
【００５２】
多孔質膜は部分的に空気層あるいは真空層を含んでおり、イオンビームを使用して表面処理する際に、カスケードによる分子の変移およびスパッタ分子の再付着により、多孔質膜の空孔が埋められ膜厚方向に深い凹凸形状が形成されるため、空隙率が高いほど高プレチルト角を容易に発現することができる。その一方で、空隙率が低いほど膜としての強度を保ち難くなる。酸化シリコンからなる多孔質膜は、空隙率を５０％程度とすると、屈折率が１．４６から１．２３へ低下する。空隙率の指標となる屈折率は、空隙率５０％近傍の１．２〜１．３が好ましい。Ａｌ2Ｏ3の場合は空隙率５０％程度で屈折率が１．６３から１．３２となる、またＭｇＯの場合は同じく空隙率５０％程度で屈折率が１．７４から１．３７となり多孔質膜材料として好適に用いられる。
【００５３】
このような多孔質膜の表面に例えばＡｒ（アルゴン)やＮ（窒素）などのイオンビームを均一化して照射することにより、照射された多孔質膜の表面がエッチングされ、１軸配向性に優れた微細な配向構造（凹凸構造）を作り出すことができる。多孔質膜の表面に対してイオンビームが入射する角度を規定することにより、液晶分子のプレチルト角（極角）と配向軸（方位角）を規定することができる。
【００５４】
本実施形態のスプレイ配向における素子基板１０側の液晶分子の配向方向は、図４（ａ）のデータ線６ａに沿った矢印で示す方向となっている。矢印の先端側に基板面から開く（チルトする）ように液晶分子が配向している。また、対向基板２０側のスプレイ配向における液晶分子の配向方向も同様である（図３（ａ）参照）。
【００５５】
次に、実施例１の液晶装置の製造方法における多孔質膜にイオンビームを照射して配向処理を施す工程（配向処理工程）について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００５６】
まず、図５（ａ）に示すように、配向膜１８の表面に対して第１の方向としての法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射する。これによれば、配向膜１８の表面において液晶分子５１のプレチルト角θがほぼ９０度の垂直配向処理を施すことができる。画素電極１５に設けられたコンタクトホール１５ａの内側部分の配向膜１８にも垂直配向処理が施される。
【００５７】
次に、図５（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向き（第２の方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射する。このときの、配向膜１８の表面に対するイオンビーム（ＩＢ）の入射角度は、図５（ｃ）に示すようにおよそ４５度とした。これにより、スプレイ配向における配向軸（方位角）を規定すると共に、配向膜１８に対する液晶分子５１のプレチルト角θをおよそ１０度とすることができる。
【００５８】
イオンビーム（ＩＢ）の照射条件としては、例えばＡｒイオンビームの場合、加速電圧を５００ｅＶとし、ドーズ量を５．０Ｅ＋１５ｉｏｎｓ／ｃｍ2とする。
【００５９】
図５（ｄ）に示すように、画素電極１５に設けられた凹凸としてのコンタクトホール１５ａには、コンタクトホール１５ａ以外の膜面１８ａと同じ配向方向となる膜面１８ｂと、入射角４５度でイオンビーム（ＩＢ）を照射したときに影となって照射されず、垂直配向処理が残存する膜面１８ｃとが混在する。
【００６０】
膜面１８ｃにおける液晶分子５１のプレチルト角θは、膜面１８ａ，１８ｂのプレチルト角θよりも大きくなる。したがって、画素電極１５に転移電圧を印加したときに、スプレイ配向からベンド配向への転移が膜面１８ｃを起点（トリガー）にして進行する。すなわち、コンタクトホール１５ａのような凹凸部分にスプレイ配向と異なる配向処理が施された転移核発生領域を設けた。
【００６１】
スプレイ配向からベンド配向への転移を円滑に進めるため、転移核発生領域の大きさはできるだけ大きい方が望ましい。したがって、コンタクトホール１５ａの大きさ、つまり層間絶縁膜１２の孔の大きさは、少なくとも層間絶縁膜１２の膜厚よりも大きい方が好ましく、この場合は、およそ２μｍとなっている。
【００６２】
転移核発生領域となった膜面１８ｃは、平面視では円弧に囲まれているが、コンタクトホール１５ａの底面と内壁面とを含むものである。したがって、実際の膜面１８ｃの液晶分子の配向状態は、垂直配向と言っても底面と内壁面にアンカリングされてプレチルトするため、近傍の液晶分子のプレチルトの影響を受けて必ずしも一様にならない。この点において、スプレイ配向からベンド配向への転移に要するエネルギーをむしろ小さくすると考えられる。なお、コンタクトホール１５ａの設け方とイオンビームの入射角度によっては、膜面１８ｃが底面を含まないことも有り得る。
【００６３】
（実施例２）
図６（ａ）は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図６（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ'線で切った概略断面図、図７（ａ）〜（ｃ）は実施例２の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、実施例２の画素Ｇ２は、実施例１の画素Ｇ１の構成に加えて、容量線３ｂと重なる位置において画素電極１５上に柱状スペーサー４１を設けた点が異なっている。
【００６５】
柱状スペーサー４１は、例えば感光性樹脂材料を素子基板１０上に塗布して、フォトリソグラフィー法により所定の形状（この場合は円柱状）となるようにパターニングされたものである。そして、層間絶縁膜１２、画素電極１５、コンタクトホール１５ａ、そして柱状スペーサー４１を覆うように多孔質膜である配向膜１８を形成する。多孔質膜の形成方法は、実施例１と同じである。
【００６６】
また、柱状スペーサー４１は、素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して接合したときに、素子基板１０側に設けられた柱状スペーサー４１の頭頂部が対向基板２０に当接して、対向配置された素子基板１０と対向基板２０との隙間、すなわち液晶層５０の厚みを規定するものである。液晶層５０の厚みは、用いられる液晶の物性と求められる光学特性に応じて設定されるものではあるが、所謂ネマチック液晶を採用したＯＣＢモードでは、通常４〜６μｍ程度である。
【００６７】
実施例２では、このような柱状スペーサー４１を画素Ｇ２ごとに設ける構成としている。
柱状スペーサー４１自体が何らの電気光学的な性質を有するものではないので、画素Ｇ２内に配置するにあたっては、画素Ｇ２の開口率を低下させないように、遮光性の容量線３ｂに重なるように設けられる。
【００６８】
実施例２の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００６９】
まず、図７（ａ）に示すように、配向膜１８の表面に対して法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射して垂直配向処理を施す。そして、図７（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向きからイオンビーム（ＩＢ）を入射角４５度で照射する。
【００７０】
凹凸としての柱状スペーサー４１の近傍では、配向膜１８においてイオンビーム（ＩＢ）が照射されない影となった膜面１８ｄが生ずる。
【００７１】
したがって、図７（ｃ）に示すように、柱状スペーサー４１以外の通常の膜面１８ａは、スプレイ配向を規定する配向処理が施され、影となった膜面１８ｄには垂直配向処理が施される。膜面１８ｄは、膜面１８ａと連続した平面と柱状スペーサー４１の側面において影となった部分を含み、そこに実施例１と同様な転移核発生領域が形成される。柱状スペーサー４１の外形形状は、コンタクトホール１５ａに比べて大きい。したがって、影の部分の面積が拡大され、より大きな面積を有する転移核発生領域が形成される。すなわち、実施例１に比べてより円滑な初期配向転移を実現できる。
【００７２】
実施例２の画素Ｇ２は、実施例１の画素Ｇ１と同じコンタクトホール１５ａを備えているので、コンタクトホール１５ａを覆う配向膜１８の一部にも転移核発生領域を有していることは言うまでもないが、柱状スペーサー４１の周辺部に形成された転移核発生領域のみでも十分にその効果を奏する。
【００７３】
なお、実施例２では、柱状スペーサー４１を画素Ｇ２内に１つ設けたが、これに限定されず、複数設ける構成としてもよい。また、柱状スペーサー４１を素子基板１０側に配置したが、もちろん対向基板２０側に配置する構成としてもよい。
【００７４】
（実施例３）
図８（ａ）は実施例３の画素の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ'線で切った概略断面図、図９（ａ）および（ｂ）は実施例３の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００７５】
図８（ａ）に示すように、実施例３の画素Ｇ３は、平面視では実施例１の画素Ｇ１と同じ構成となっている。すなわち、互いに絶縁された状態で交差する走査線３ａとデータ線６ａとにより区画された領域に設けられた矩形状の画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するＴＦＴ３０とを有している。
【００７６】
その一方で、図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴ３０を覆う層間絶縁膜１３は、実施例１の層間絶縁膜１２に比べて絶縁性が維持されるおよそ数百ｎｍ程度の膜厚を有するものであって、平坦化層の機能を有していない。それゆえに、層間絶縁膜１３上に設けられた画素電極１５を覆う配向膜１８の表面は、ＴＦＴ３０や保持容量３６が設けられた領域において凹凸を有する。ＴＦＴ３０のドレイン電極３０ｄと画素電極１５とを接続させるコンタクトホール１５ｂは、電気的な接続がとれる例えばφ０．５μｍ程度の大きさとなっている。また、画素電極１５を構成する透明導電膜でほとんど埋められている。
【００７７】
実施例３の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図９（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。実施例３の配向処理工程は、ＴＦＴ３０や保持容量３６に起因する凹凸を利用して移転核発生領域を形成している。
【００７８】
図９（ａ）に示すように、まず、配向膜１８の表面に対して法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射して垂直配向処理を施す。そして、図９（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向きからイオンビーム（ＩＢ）を入射角４５度で照射する。
【００７９】
凹凸としてのＴＦＴ３０や容量線３ｂの近傍では、配向膜１８においてイオンビーム（ＩＢ）が照射されない影となった膜面１８ｅが生ずる。特に、半導体層３０ａに重なったソース電極３０ｓおよびドレイン電極３０ｄの部分が保持容量３６による凹凸に比べて大きな段差となっている。したがって、影の部分が拡大される。
【００８０】
実施例３の配向処理工程によれば、膜面１８ｅがＴＦＴ３０や保持容量３６に起因する凹凸の近傍に形成されるので、画素Ｇ３内において転移核発生領域が複数個所に亘って分散されて形成される。すなわち、転移核発生領域を１箇所に設ける実施例１の画素Ｇ１に比べて、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移が円滑に進行する。
【００８１】
実施例１〜実施例３に共通する配向処理の技術的な思想は、まずスプレイ配向における液晶分子のプレチルト角よりも大きなプレチルト角となる方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施す。その後に、イオンビームの入射角度を小さくしてスプレイ配向となる第２の配向処理を施すものである。
したがって、第１の配向処理は、垂直配向に限定されず、プレチルト角が大きくなる方向からイオンビームを照射すればよい。これにより配向膜１８の表面の凹凸を利用して転移核発生領域を形成できる。
【００８２】
また、実施例１のコンタクトホール１５ａ、実施例２の柱状スペーサー４１は、いずれも遮光性を有するドレイン電極３０ｄ、容量線３ｂと重なるように設けられている。これらの凹凸を利用して形成された転移核発生領域は、液晶分子の配向状態がスプレイ配向と異なるため周辺部で光漏れを起こしやすい、それゆえに転移核発生領域の少なくとも一部が遮光領域に含まれるように形成することで光漏れを低減し、所望の光学特性を確保できる。
なお、実施例３のＴＦＴ３０を遮光するように、対向基板２０側に画素Ｇ３を区画するブラックマトリクスを設ければ、同様の効果が得られる。
【００８３】
（実施例４）
図１０（ａ）〜（ｃ）は実施例４の液晶装置の製造方法を示す概略図である。とりわけ、配向処理工程を説明する図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００８４】
実施例４の画素の構成は、実施例１における画素Ｇ１とまったく同じである。その一方で、イオンビームの照射の仕方が異なるものである。
【００８５】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の配向処理では、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対する入射角４５度、且つ第２の配向処理の照射方向（照射方位）に対して６０度傾いた方向から照射する。続いて第２の配向処理では、スプレイ配向を規定するように、データ線６ａに沿った方向からイオンビーム（ＩＢ）を同じく入射角４５度で照射する。
【００８６】
これにより、図１０（ｃ）に示すように、コンタクトホール１５ａの部分には、スプレイ配向と異なる配向方位を有する膜面１８ｆと、スプレイ配向と同じ配向方位を有する膜面１８ｇと、配向方位が規定されていない膜面１８ｈとが混在する転移核発生領域が形成される。
【００８７】
したがって、スプレイ配向している液晶分子５１に対して配向方位が異なる方向に配向する液晶分子５１が存在することになり、コンタクトホール１５ａにおいて部分的に液晶分子５１がツイストすることになるので、転移電圧が印加されたときにベンド配向への転移が円滑に進む。
【００８８】
（実施例５）
図１１（ａ）は実施例５の画素の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ'線で切った概略断面図、図１２（ａ）〜（ｄ）は実施例５の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００８９】
図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、実施例５の画素Ｇ５は、実施例１の画素Ｇ１の構成に加えて、画素電極１５において保持容量３６と重なる部分にスリット１５ｃを設けたことを特徴とする。
【００９０】
実施例５の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図１２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。実施例５の配向処理工程は、スリット１５ｃに起因する凹凸を利用して移転核発生領域を形成している。
【００９１】
まず、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の配向処理では、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対して入射角６０度、且つ第２の配向処理におけるイオンビーム（ＩＢ）の照射方向（照射方位）に対して６０度傾いた方向から照射する。
【００９２】
続いて第２の配向処理では、図１２（ｃ）および（ｄ）に示すように、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対して入射角４５度、且つスプレイ配向を規定する照射方向（照射方位）から照射する。これにより、図１２（ｄ）に示すように、第２の配向処理においてスリット１５ｃの長辺（凹凸）に沿ってイオンビーム（ＩＢ）の影となった膜面１８ｊにプレチルト角と配向方位とが異なる転移核発生領域が形成される。
【００９３】
スリット１５ｃは遮光性を有する保持容量３６に重なった位置に設けられ、長辺（凹凸）に沿って連続的に移転核発生領域が設けられているので、スプレイ配向からベンド配向へとより円滑に初期配向転移が進む。
【００９４】
実施例４および実施例５は、コンタクトホール１５ａやスリット１５ｃの凹凸を利用して、基本的にスプレイ配向に対して配向方位が異なる転移核発生領域を形成した。また、実施例５に示したように、配向方位を異ならせると同時にプレチルト角を異ならせてもよい。
【００９５】
なお、実施例５では、矩形状のスリット１５ｃを１つ設けたが、形状は矩形状に限定されず、また複数設ける構成としてもよい。
【００９６】
また本実施形態では、画素内の構成に起因する凹凸を利用して様々な転移核発生領域を形成したが、実施例１〜実施例５に示した凹凸の例をそれぞれ組み合わせて、転移核発生領域を形成してもよい。
【００９７】
以上に述べた第１実施形態によれば、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移をより低い転移電圧で円滑に進行させることができる転移核発生領域を備えたＯＣＢモードの液晶装置１００およびその製造方法を提供することができる。
【００９８】
（第２実施形態）
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置（液晶プロジェクター）について、図１３を参照して説明する。図１３は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す模式図である。
【００９９】
図１３に示すように、本実施形態の投射型表示装置１０００は、光源１１００と、２つのダイクロイックミラー１１０３，１１０４と、３つの反射ミラー１１０５，１１０６，１１０７と、入射レンズ１１０８と、リレーレンズ１１０９と、出射レンズ１２０１と、３つの光変調手段としての液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４と、クロスダイクロイックプリズム１２０５と、投射レンズ１２０６とを備えている。光源１１００はメタルハライド等のランプ１１０１とランプの光を反射するリフレクター１１０２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１０３は、光源１１００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１１０７で反射されて、赤色光用の液晶ライトバルブ１２０２に入射される。一方、ダイクロイックミラー１１０３で反射された光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１１０４によって反射され、緑色光用の液晶ライトバルブ１２０３に入射される。一方、青色光は第２のダイクロイックミラー１１０４も透過する。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１１０８、リレーレンズ１１０９、出射レンズ１２０１を含むリレーレンズ系からなる導光手段１２００が設けられ、これを介して青色光が青色光用の液晶ライトバルブ１２０４に入射される。各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４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１２０５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、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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、投射光学系である投射レンズ１２０６によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１００】
各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４は、上記第１実施形態の液晶装置１００と、液晶装置１００の光の入射側と出射側とにそれぞれ配設された偏光素子としての偏光板（図示省略）とを備えたものである。
【０１０１】
このような投射型表示装置１０００は、より明るいカラー画像をスクリーン１３００に映し出すために、高出力な光源１１００が用いられる。したがって、光源１１００自体からの発熱と、各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４に入射する光によって液晶装置１００が熱せられるので、図示しないファン等の冷却装置を備えて、冷却が必要な部位が冷却される。液晶装置１００は、ＯＣＢモードが採用されスプレイ配向からベンド配向へと円滑に初期配向転移が進む転移核発生領域を有する。したがって、応答性に優れ動画などをスムーズに投影可能な高い表示品質を備えている。
また、液晶装置１００の配向膜１８（素子基板１０側）および配向膜２９（対向基板２０側）は、それぞれ無機材料からなる多孔質膜が採用されているので、優れた耐光性を有しており、高い信頼性品質を有する投射型表示装置１０００が実現されている。
【０１０２】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１０３】
（変形例１）上記実施形態の液晶装置１００の構成は、これに限定されない。例えば、対向基板２０側にカラーフィルターを有する構成とする。これにより、フルカラー表示が可能であると共に、優れた応答性を有する直視型の液晶装置１００を提供することができる。
【０１０４】
（変形例２）したがって、上記実施形態の液晶装置１００を搭載した電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されない。例えば液晶装置１００は、動画対応が要求される携帯型電話機やＤＶＤプレーヤーやビューワー、ナビゲーターなどの各種電子機器の表示装置として好適に用いることができる。
【０１０５】
（変形例３）上記実施形態の液晶装置１００では、素子基板１０側の配向膜１８および対向基板２０側の配向膜２９として、無機材料からなる多孔質膜を採用したが、これに限定されない。例えば、凹凸が多い素子基板１０側の配向膜１８を無機材料からなる多孔質膜を採用しイオンビームを照射して凹凸の近傍に転移核発生領域を形成する。一方で対向基板２０側の配向膜２９は例えばポリイミドなどの有機材料を用いラビングにより配向処理を施すとしてもよい。これによれば、多孔質膜を形成する製造能力をむやみに増やさなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
３ｂ…配線としての容量線、１０…一方の基板としての素子基板、１０ａ…表示領域、１５…画素電極、１５ａ…コンタクトホール、１８，２９…多孔質膜としての配向膜、３０…スイッチング素子としてのＴＦＴ、４１…柱状スペーサー、５０…液晶層、５１…液晶分子、１００…液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶の配向制御がＯＣＢモードである液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液晶装置として、一対の基板間に配置されたパラレル配向型の液晶を有し、該液晶は配向方位が他の領域の配向方位と異なる局所的な異配向方位領域を有する液晶表示素子が知られている（特許文献１）。
【０００３】
異配向方位領域を設けることにより、ＯＣＢモードにおけるスプレイ配向からベンド配向への初期配向転移を速く行わせることを目的としている。
【０００４】
異配向方位領域を設ける方法としては、基板上の立体障害、柱状構造体、錐状構造体、山形構造体を利用する方法が挙げられている。より具体的には少なくとも一方の基板上に設けられたブラックマトリクスやアクティブ素子、アクティブ素子に接続される配線などの凹凸、柱状スペーサーを覆う配向膜の配向処理を異なった方向からラビングする方法、あるいは異なった方向から光配向処理する方法が挙げられている。これにより、立体障害、柱状構造体、錐状構造体、山形構造体を含む周辺領域において異配向方位領域を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の異配向方位領域を設ける方法において、凹凸の形状だけでは円滑にスプレイ配向からベンド配向に転移させるために、高電圧が必要であり、また、ラビングや光配向では部分的にパターニングする必要があるため表示品質の低下やプロセス負荷が生じるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板を用意する工程と、少なくとも前記表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜を形成する工程と、前記多孔質膜に対して第１の方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施した後に、前記第１の方向と異なる第２の方向からイオンビームを照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、前記第２の配向処理は、前記スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、凹凸を覆う多孔質膜に対して第２の方向からイオンビームを照射したときに、凹凸の影となるイオンビームが照射されない領域には、第２の方向と異なる第１の方向からイオンビームが照射された領域の一部が残存する。有機材料からなる配向膜を異なる方向からラビング処理することや光照射することによって、異配向方位領域を形成する場合に比べて、無機材料である多孔質膜の凹凸付近にイオンビームによって配向規制力が高いスプレイ配向領域を容易に形成できると共に、スプレイ配向処理と異なる方向に配向処理が均一に施された領域すなわち転移核が発生し易い領域を容易に形成することができる。ゆえに、スプレイ配向からベンド配向に円滑に初期配向移転させる転移核発生領域を備えた液晶装置を製造することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理に比べて液晶分子のプレチルト角が増加する方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする。
この方法によれば、第１の配向処理によりベンド配向状態に自由エネルギーが近い配向処理が多孔質膜に施される。したがって、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進むため、液晶層に印加される転移電圧を低下させることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記多孔質膜の膜面に対して概法線方向から前記イオンビームを照射する垂直配向処理であるとしてもよい。
この方法によれば、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進む液晶装置を製造することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の液晶装置の製造方法において、前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理における液晶分子の配向方位に対して異なる方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射するとしてもよい。
この方法によれば、スプレイ配向における配向方位に対して異なる配向方位を有するツイスト配向（転移核）が形成され、ベンド配向へ転移させるために液晶分子に与えるエネルギーすなわち転移電圧を低下させることができる。
【００１３】
［適用例５］本適用例の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置であって、少なくとも一方の基板の表示領域に設けられた凹凸と、少なくとも前記表示領域を覆うように設けられた無機材料からなる多孔質膜と、前記凹凸とその周辺を覆う前記多孔質膜の少なくとも一部において、前記スプレイ配向を規定する配向処理とは異なる配向処理がイオンビームを照射することにより施されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、有機材料からなる配向膜を異なる方向からラビング処理することや光照射することによって形成された異配向方位領域を有する場合に比べて、無機材料である多孔質膜の凹凸付近にイオンビームを照射することにより、スプレイ配向処理と異なる方向に配向処理が均一に施された領域すなわち転移核が発生し易い領域が設けられている。ゆえに、スプレイ配向からベンド配向に円滑に初期配向移転させる転移核発生領域を備えた液晶装置を提供することができる。
【００１５】
［適用例６］上記適用例の液晶装置において、前記異なる配向処理が、前記スプレイ配向を規定する配向処理に対して、前記多孔質膜の表面における液晶分子のプレチルト角または配向方位を異ならせるものであることを特徴とする。
この構成によれば、スプレイ配向とベンド配向との間においてよりベンド配向状態に自由エネルギーが近い状態の転移核発生領域が凹凸付近の多孔質膜に設けられ、スプレイ配向からベンド配向への移転がより円滑に進むため、液晶層に印加される転移電圧を低下させた液晶装置を提供することができる。
【００１６】
［適用例７］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、スイッチング素子、配線、画素電極のうちの少なくとも１つによって構成されることを特徴とする。
この構成によれば、転移核発生領域を形成するための凹凸を新たに設ける必要がなく、基板上に設けられたスイッチング素子、配線、画素電極を利用して転移核発生領域を設けることができる。
【００１７】
［適用例８］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、前記画素電極に設けられたコンタクトホールであることを特徴とする。
この構成によれば、画素電極のコンタクトホールを利用して移転核発生領域を設けることができ、画素内において初期配向転移が円滑に進む。
【００１８】
［適用例９］上記適用例の液晶装置において、前記凹凸が、前記液晶層の厚みを規定する柱状スペーサーであるとしてもよい。
この構成によれば、コンタクトホールよりも段差が大きな凹凸としての柱状スペーサーを利用して転移核発生領域を設けることができる。
【００１９】
［適用例１０］上記適用例の液晶装置において、前記異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部が遮光領域内にあることが好ましい。
この構成によれば、異なる配向処理が施された部分すなわち転移核発生領域が設けられた部分は、液晶分子の配向状態がスプレイ配向と異なる配向状態であるため、光漏れを起こし易い。したがって、異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部を遮光領域内に位置させることで、光漏れを低減することができる。すなわち、初期配向転移が円滑であると共に、すぐれた光学特性を有する液晶装置を提供できる。
【００２０】
［適用例１１］上記適用例の液晶装置において、前記多孔質膜の屈折率が部分的に空気層あるいは真空層を含むことが好ましい。
この構成によれば、多孔質膜をイオンビームを使用して表面処理する際に、カスケードによる分子の変移およびスパッタ分子の再付着により、多孔質膜の空孔が埋められ膜厚方向に深い凹凸形状が形成されるため、高プレチルト角を容易に発現することができる。
【００２１】
［適用例１２］本適用例の電子機器は、上記適用例の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移が円滑に行われ、すぐれた応答性などの光学特性を有する見栄えのよい電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液晶装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った断面図。
【図２】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】（ａ）および（ｂ）はＯＣＢモードの液晶分子の配向状態を示す概略図。
【図４】（ａ）は実施例１の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ'線で切った概略断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は実施例１の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図６】（ａ）は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ'線で切った概略断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は実施例２の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図８】（ａ）は実施例３の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ'線で切った概略断面図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は実施例３の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は実施例４の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１１】（ａ）は実施例５の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ'線で切った概略断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は実施例５の液晶装置の製造方法を示す概略図。
【図１３】電子機器としての投射型表示装置の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２４】
（第１実施形態）
本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２５】
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は液晶装置の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った断面図である。
【００２６】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、一対の基板としての素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。
素子基板１０は対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、シール材５２を介して接合され、その隙間に正の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。
【００２７】
同図（ａ）に示すように、素子基板１０の１辺部に沿ってデータ線駆動回路１０１が設けられ、これに電気的に接続された複数の端子部１０２が配列している。該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部には、該２辺部に沿って走査線駆動回路１０４が設けられている。対向基板２０を挟んで該１辺部と対向する他の１辺部には、２つの走査線駆動回路１０４を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００２８】
額縁状に配置されたシール材５２の内側には、同じく額縁状に見切り部５３が設けられている。見切り部５３は、遮光性を有する金属材料あるいは樹脂材料からなり、見切り部５３の内側が複数の画素を有する表示領域１０ａとなっている。
【００２９】
同図（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素ごとに設けられた画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。
【００３０】
対向基板２０の液晶層５０側の表面には、見切り部５３と、これを覆うように成膜された共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２９とが形成されている。
【００３１】
これらの配向膜１８および配向膜２９は、無機材料からなる多孔質膜であって、多孔質膜の表面に所定の方向からイオンビームを照射することにより、配向処理が施されている。詳しい、配向処理の方法については後述する実施例において述べる。
【００３２】
対向基板２０に設けられた共通電極２３は、同図（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３３】
図２は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域１０ａにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線３ａと複数のデータ線６ａとを有する。また、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂを有する。
【００３４】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂにより格子状に区画された領域に、画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）３０と、保持容量３６とが設けられ、これらが画素を構成している。すなわち、画素は、マトリクス状に配置されている。
【００３５】
走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素に供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素に供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００３６】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量３６が接続されている。保持容量３６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）はＯＣＢモードの液晶分子の配向状態を示す概略図である。本実施形態の液晶装置１００は、配向状態がスプレイ配向とベンド配向のうち一方から他方へ転移可能な液晶層５０を備えており、その駆動モードはＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードと呼ばれている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、ＯＣＢモードでは、その初期状態（非動作時）において、液晶分子５１がスプレイ状に開いた配向状態（スプレイ配向）になっており、動作時には、図３（ｂ）に示すように液晶分子５１が弓なりに曲がった配向状態（ベンド配向）になっている。そして、動作時にベンド配向の曲がり度合いで透過率を変調することで、動作の高速応答性を実現している。
【００３９】
ＯＣＢモードの場合、電源遮断時における液晶分子５１の配向状態が図３（ａ）に示すスプレイ配向であるため、電源投入時にある閾値以上の電圧（転移電圧）を液晶層５０に印加する。これにより、図３（ａ）に示す初期のスプレイ配向から、図３（ｂ）に示す動作時のベンド配向に液晶分子５１の配向状態を転移させる、いわゆる初期配向転移操作が必要となる。初期配向転移が不十分な場合には、表示不良や所望の高速応答性が得られないおそれがある。そこで本実施形態の液晶装置１００では、画素の構成を利用した配向処理を施すことにより、簡素な構成にも係らず、円滑な初期配向転移を実現した。以降、実施例を挙げて説明する。
【００４０】
（実施例１）
図４（ａ）は実施例１の画素の構成を示す概略平面図、図４（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ'線で切った概略断面図、図５（ａ）〜（ｄ）は実施例１の液晶装置の製造方法を示す概略図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、実施例１の画素Ｇ１は、互いに絶縁された状態で交差する走査線３ａとデータ線６ａとにより区画された領域に設けられた矩形状の画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するＴＦＴ３０とを有している。
【００４２】
ＴＦＴ３０は、走査線３ａとデータ線６ａの交差点付近の走査線３ａ上に設けられている。ＴＦＴ３０はゲートを挟んで形成されたソース、ドレインの３つの領域を有する半導体層３０ａを備え、ソースにはデータ線６ａから延出されたソース電極３０ｓが設けられている。また、ドレインには平面視で略四角形のドレイン電極３０ｄが設けられている。ドレイン電極３０ｄは画素電極１５側に拡張された拡張部３０ｅを有する。画素電極１５にはドレイン電極３０ｄと電気的な接続をとるための平面視で略円形のコンタクトホール１５ａがドレイン電極３０ｄと重なる位置に設けられている。
【００４３】
容量線３ｂは半導体層３０ａのドレイン側近傍において走査線３ａと平行するように設けられている。また、ドレイン電極３０の拡張部３０ｅと重なる拡幅部を有している。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、素子基板１０上には、まず、走査線３ａ、容量線３ｂが例えばアルミなどの低抵抗金属配線材料を用いて形成されている。これらの走査線３ａ、容量線３ｂを覆うように例えば酸化シリコンなどからなる絶縁膜１１が設けられている。
【００４５】
走査線３ａを覆った絶縁膜１１上に半導体層３０ａが設けられている。半導体層３０ａの厚みはおよそ５０ｎｍである。走査線３ａを覆った部分がゲートであって、これに対向する走査線３ａがゲート電極３０ｇの役目を果たしている。すなわち、ＴＦＴ３０はボトムゲート構造となっている。よって、以降、絶縁膜１１を他の絶縁膜と区別するためゲート絶縁膜１１と呼ぶ。
【００４６】
前述したように、半導体層３０ａのソースに重なるようにソース電極３０ｓが設けられ、同じくドレインに重なるようにドレイン電極３０ｄが設けられている。これらのソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄもまたアルミなどの低抵抗金属配線材料を用いて形成されている。
これらの低抵抗金属配線材料を用いて形成された走査線３ａ、容量線３ｂ、ソース電極３０ｓ（データ線６ａ）、ドレイン電極３０ｄの厚みはおよそ５００〜６００ｎｍである。
【００４７】
これらの半導体層３０ａ、ソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄを覆うように層間絶縁膜１２が設けられている。層間絶縁膜１２は、半導体層３０ａ、ソース電極３０ｓ、ドレイン電極３０ｄが設けられてできた表面の段差を緩和するためにおよそ１〜２μｍ程度の厚みで設けられている。
【００４８】
ドレイン電極３０ｄを覆う層間絶縁膜１２の部分に孔が形成され、当該孔を埋めるように例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、コンタクトホール１５ａを有する画素電極１５が形成される。
【００４９】
ゲート絶縁膜１１を挟んで対向する容量線３ｂとドレイン電極３０ｄの拡張部３０ｅとにより保持容量３６が構成されている。
【００５０】
層間絶縁膜１２、画素電極１５、コンタクトホール１５ａを覆うように配向膜１８が設けられている。
【００５１】
配向膜１８は、前述したように無機材料からなる多孔質膜である。その形成方法としては、例えば金属アルコキシドを主原料とするゾル溶液をスピンコート、ロールコート、あるいはフレキソ印刷などの転写法、定量吐出法、液滴吐出法（インクジェット法）などを用いて、少なくとも表示領域１０ａを覆うように塗布する。そして、加熱乾燥させることにより成膜する方法が挙げられる。
金属アルコキシドは、金属をＭとしアルキル基をＲとすると、一般式；Ｍ（ＯＲ）ｎで表すことができる。金属Ｍとしては、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ等が挙げられる。アルキル基Ｒとしては、Ｃ1〜Ｃ5のアルキル基が挙げられる。
本実施形態では、Ｓｉ（シリコン）のアルコキシドを用いて酸化シリコンからなる多孔質膜を形成した。その厚みはおよそ５０〜１００ｎｍである。
【００５２】
多孔質膜は部分的に空気層あるいは真空層を含んでおり、イオンビームを使用して表面処理する際に、カスケードによる分子の変移およびスパッタ分子の再付着により、多孔質膜の空孔が埋められ膜厚方向に深い凹凸形状が形成されるため、空隙率が高いほど高プレチルト角を容易に発現することができる。その一方で、空隙率が低いほど膜としての強度を保ち難くなる。酸化シリコンからなる多孔質膜は、空隙率を５０％程度とすると、屈折率が１．４６から１．２３へ低下する。空隙率の指標となる屈折率は、空隙率５０％近傍の１．２〜１．３が好ましい。Ａｌ2Ｏ3の場合は空隙率５０％程度で屈折率が１．６３から１．３２となる、またＭｇＯの場合は同じく空隙率５０％程度で屈折率が１．７４から１．３７となり多孔質膜材料として好適に用いられる。
【００５３】
このような多孔質膜の表面に例えばＡｒ（アルゴン)やＮ（窒素）などのイオンビームを均一化して照射することにより、照射された多孔質膜の表面がエッチングされ、１軸配向性に優れた微細な配向構造（凹凸構造）を作り出すことができる。多孔質膜の表面に対してイオンビームが入射する角度を規定することにより、液晶分子のプレチルト角（極角）と配向軸（方位角）を規定することができる。
【００５４】
本実施形態のスプレイ配向における素子基板１０側の液晶分子の配向方向は、図４（ａ）のデータ線６ａに沿った矢印で示す方向となっている。矢印の先端側に基板面から開く（チルトする）ように液晶分子が配向している。また、対向基板２０側のスプレイ配向における液晶分子の配向方向も同様である（図３（ａ）参照）。
【００５５】
次に、実施例１の液晶装置の製造方法における多孔質膜にイオンビームを照射して配向処理を施す工程（配向処理工程）について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００５６】
まず、図５（ａ）に示すように、配向膜１８の表面に対して第１の方向としての法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射する。これによれば、配向膜１８の表面において液晶分子５１のプレチルト角θがほぼ９０度の垂直配向処理を施すことができる。画素電極１５に設けられたコンタクトホール１５ａの内側部分の配向膜１８にも垂直配向処理が施される。
【００５７】
次に、図５（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向き（第２の方向）からイオンビーム（ＩＢ）を照射する。このときの、配向膜１８の表面に対するイオンビーム（ＩＢ）の入射角度は、図５（ｃ）に示すようにおよそ４５度とした。これにより、スプレイ配向における配向軸（方位角）を規定すると共に、配向膜１８に対する液晶分子５１のプレチルト角θをおよそ１０度とすることができる。
【００５８】
イオンビーム（ＩＢ）の照射条件としては、例えばＡｒイオンビームの場合、加速電圧を５００ｅＶとし、ドーズ量を５．０Ｅ＋１５ｉｏｎｓ／ｃｍ2とする。
【００５９】
図５（ｄ）に示すように、画素電極１５に設けられた凹凸としてのコンタクトホール１５ａには、コンタクトホール１５ａ以外の膜面１８ａと同じ配向方向となる膜面１８ｂと、入射角４５度でイオンビーム（ＩＢ）を照射したときに影となって照射されず、垂直配向処理が残存する膜面１８ｃとが混在する。
【００６０】
膜面１８ｃにおける液晶分子５１のプレチルト角θは、膜面１８ａ，１８ｂのプレチルト角θよりも大きくなる。したがって、画素電極１５に転移電圧を印加したときに、スプレイ配向からベンド配向への転移が膜面１８ｃを起点（トリガー）にして進行する。すなわち、コンタクトホール１５ａのような凹凸部分にスプレイ配向と異なる配向処理が施された転移核発生領域を設けた。
【００６１】
スプレイ配向からベンド配向への転移を円滑に進めるため、転移核発生領域の大きさはできるだけ大きい方が望ましい。したがって、コンタクトホール１５ａの大きさ、つまり層間絶縁膜１２の孔の大きさは、少なくとも層間絶縁膜１２の膜厚よりも大きい方が好ましく、この場合は、およそ２μｍとなっている。
【００６２】
転移核発生領域となった膜面１８ｃは、平面視では円弧に囲まれているが、コンタクトホール１５ａの底面と内壁面とを含むものである。したがって、実際の膜面１８ｃの液晶分子の配向状態は、垂直配向と言っても底面と内壁面にアンカリングされてプレチルトするため、近傍の液晶分子のプレチルトの影響を受けて必ずしも一様にならない。この点において、スプレイ配向からベンド配向への転移に要するエネルギーをむしろ小さくすると考えられる。なお、コンタクトホール１５ａの設け方とイオンビームの入射角度によっては、膜面１８ｃが底面を含まないことも有り得る。
【００６３】
（実施例２）
図６（ａ）は実施例２の画素の構成を示す概略平面図、図６（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ'線で切った概略断面図、図７（ａ）〜（ｃ）は実施例２の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、実施例２の画素Ｇ２は、実施例１の画素Ｇ１の構成に加えて、容量線３ｂと重なる位置において画素電極１５上に柱状スペーサー４１を設けた点が異なっている。
【００６５】
柱状スペーサー４１は、例えば感光性樹脂材料を素子基板１０上に塗布して、フォトリソグラフィー法により所定の形状（この場合は円柱状）となるようにパターニングされたものである。そして、層間絶縁膜１２、画素電極１５、コンタクトホール１５ａ、そして柱状スペーサー４１を覆うように多孔質膜である配向膜１８を形成する。多孔質膜の形成方法は、実施例１と同じである。
【００６６】
また、柱状スペーサー４１は、素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して接合したときに、素子基板１０側に設けられた柱状スペーサー４１の頭頂部が対向基板２０に当接して、対向配置された素子基板１０と対向基板２０との隙間、すなわち液晶層５０の厚みを規定するものである。液晶層５０の厚みは、用いられる液晶の物性と求められる光学特性に応じて設定されるものではあるが、所謂ネマチック液晶を採用したＯＣＢモードでは、通常４〜６μｍ程度である。
【００６７】
実施例２では、このような柱状スペーサー４１を画素Ｇ２ごとに設ける構成としている。
柱状スペーサー４１自体が何らの電気光学的な性質を有するものではないので、画素Ｇ２内に配置するにあたっては、画素Ｇ２の開口率を低下させないように、遮光性の容量線３ｂに重なるように設けられる。
【００６８】
実施例２の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００６９】
まず、図７（ａ）に示すように、配向膜１８の表面に対して法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射して垂直配向処理を施す。そして、図７（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向きからイオンビーム（ＩＢ）を入射角４５度で照射する。
【００７０】
凹凸としての柱状スペーサー４１の近傍では、配向膜１８においてイオンビーム（ＩＢ）が照射されない影となった膜面１８ｄが生ずる。
【００７１】
したがって、図７（ｃ）に示すように、柱状スペーサー４１以外の通常の膜面１８ａは、スプレイ配向を規定する配向処理が施され、影となった膜面１８ｄには垂直配向処理が施される。膜面１８ｄは、膜面１８ａと連続した平面と柱状スペーサー４１の側面において影となった部分を含み、そこに実施例１と同様な転移核発生領域が形成される。柱状スペーサー４１の外形形状は、コンタクトホール１５ａに比べて大きい。したがって、影の部分の面積が拡大され、より大きな面積を有する転移核発生領域が形成される。すなわち、実施例１に比べてより円滑な初期配向転移を実現できる。
【００７２】
実施例２の画素Ｇ２は、実施例１の画素Ｇ１と同じコンタクトホール１５ａを備えているので、コンタクトホール１５ａを覆う配向膜１８の一部にも転移核発生領域を有していることは言うまでもないが、柱状スペーサー４１の周辺部に形成された転移核発生領域のみでも十分にその効果を奏する。
【００７３】
なお、実施例２では、柱状スペーサー４１を画素Ｇ２内に１つ設けたが、これに限定されず、複数設ける構成としてもよい。また、柱状スペーサー４１を素子基板１０側に配置したが、もちろん対向基板２０側に配置する構成としてもよい。
【００７４】
（実施例３）
図８（ａ）は実施例３の画素の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ'線で切った概略断面図、図９（ａ）および（ｂ）は実施例３の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００７５】
図８（ａ）に示すように、実施例３の画素Ｇ３は、平面視では実施例１の画素Ｇ１と同じ構成となっている。すなわち、互いに絶縁された状態で交差する走査線３ａとデータ線６ａとにより区画された領域に設けられた矩形状の画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するＴＦＴ３０とを有している。
【００７６】
その一方で、図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴ３０を覆う層間絶縁膜１３は、実施例１の層間絶縁膜１２に比べて絶縁性が維持されるおよそ数百ｎｍ程度の膜厚を有するものであって、平坦化層の機能を有していない。それゆえに、層間絶縁膜１３上に設けられた画素電極１５を覆う配向膜１８の表面は、ＴＦＴ３０や保持容量３６が設けられた領域において凹凸を有する。ＴＦＴ３０のドレイン電極３０ｄと画素電極１５とを接続させるコンタクトホール１５ｂは、電気的な接続がとれる例えばφ０．５μｍ程度の大きさとなっている。また、画素電極１５を構成する透明導電膜でほとんど埋められている。
【００７７】
実施例３の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図９（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。実施例３の配向処理工程は、ＴＦＴ３０や保持容量３６に起因する凹凸を利用して移転核発生領域を形成している。
【００７８】
図９（ａ）に示すように、まず、配向膜１８の表面に対して法線方向からイオンビーム（ＩＢ）を照射して垂直配向処理を施す。そして、図９（ｂ）に示すように、配向方向に対して１８０度反対側の向きからイオンビーム（ＩＢ）を入射角４５度で照射する。
【００７９】
凹凸としてのＴＦＴ３０や容量線３ｂの近傍では、配向膜１８においてイオンビーム（ＩＢ）が照射されない影となった膜面１８ｅが生ずる。特に、半導体層３０ａに重なったソース電極３０ｓおよびドレイン電極３０ｄの部分が保持容量３６による凹凸に比べて大きな段差となっている。したがって、影の部分が拡大される。
【００８０】
実施例３の配向処理工程によれば、膜面１８ｅがＴＦＴ３０や保持容量３６に起因する凹凸の近傍に形成されるので、画素Ｇ３内において転移核発生領域が複数個所に亘って分散されて形成される。すなわち、転移核発生領域を１箇所に設ける実施例１の画素Ｇ１に比べて、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移が円滑に進行する。
【００８１】
実施例１〜実施例３に共通する配向処理の技術的な思想は、まずスプレイ配向における液晶分子のプレチルト角よりも大きなプレチルト角となる方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施す。その後に、イオンビームの入射角度を小さくしてスプレイ配向となる第２の配向処理を施すものである。
したがって、第１の配向処理は、垂直配向に限定されず、プレチルト角が大きくなる方向からイオンビームを照射すればよい。これにより配向膜１８の表面の凹凸を利用して転移核発生領域を形成できる。
【００８２】
また、実施例１のコンタクトホール１５ａ、実施例２の柱状スペーサー４１は、いずれも遮光性を有するドレイン電極３０ｄ、容量線３ｂと重なるように設けられている。これらの凹凸を利用して形成された転移核発生領域は、液晶分子の配向状態がスプレイ配向と異なるため周辺部で光漏れを起こしやすい、それゆえに転移核発生領域の少なくとも一部が遮光領域に含まれるように形成することで光漏れを低減し、所望の光学特性を確保できる。
なお、実施例３のＴＦＴ３０を遮光するように、対向基板２０側に画素Ｇ３を区画するブラックマトリクスを設ければ、同様の効果が得られる。
【００８３】
（実施例４）
図１０（ａ）〜（ｃ）は実施例４の液晶装置の製造方法を示す概略図である。とりわけ、配向処理工程を説明する図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００８４】
実施例４の画素の構成は、実施例１における画素Ｇ１とまったく同じである。その一方で、イオンビームの照射の仕方が異なるものである。
【００８５】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の配向処理では、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対する入射角４５度、且つ第２の配向処理の照射方向（照射方位）に対して６０度傾いた方向から照射する。続いて第２の配向処理では、スプレイ配向を規定するように、データ線６ａに沿った方向からイオンビーム（ＩＢ）を同じく入射角４５度で照射する。
【００８６】
これにより、図１０（ｃ）に示すように、コンタクトホール１５ａの部分には、スプレイ配向と異なる配向方位を有する膜面１８ｆと、スプレイ配向と同じ配向方位を有する膜面１８ｇと、配向方位が規定されていない膜面１８ｈとが混在する転移核発生領域が形成される。
【００８７】
したがって、スプレイ配向している液晶分子５１に対して配向方位が異なる方向に配向する液晶分子５１が存在することになり、コンタクトホール１５ａにおいて部分的に液晶分子５１がツイストすることになるので、転移電圧が印加されたときにベンド配向への転移が円滑に進む。
【００８８】
（実施例５）
図１１（ａ）は実施例５の画素の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ'線で切った概略断面図、図１２（ａ）〜（ｄ）は実施例５の液晶装置の製造方法を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００８９】
図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、実施例５の画素Ｇ５は、実施例１の画素Ｇ１の構成に加えて、画素電極１５において保持容量３６と重なる部分にスリット１５ｃを設けたことを特徴とする。
【００９０】
実施例５の液晶装置の製造方法における配向処理工程について、図１２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。実施例５の配向処理工程は、スリット１５ｃに起因する凹凸を利用して移転核発生領域を形成している。
【００９１】
まず、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の配向処理では、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対して入射角６０度、且つ第２の配向処理におけるイオンビーム（ＩＢ）の照射方向（照射方位）に対して６０度傾いた方向から照射する。
【００９２】
続いて第２の配向処理では、図１２（ｃ）および（ｄ）に示すように、イオンビーム（ＩＢ）を配向膜１８に対して入射角４５度、且つスプレイ配向を規定する照射方向（照射方位）から照射する。これにより、図１２（ｄ）に示すように、第２の配向処理においてスリット１５ｃの長辺（凹凸）に沿ってイオンビーム（ＩＢ）の影となった膜面１８ｊにプレチルト角と配向方位とが異なる転移核発生領域が形成される。
【００９３】
スリット１５ｃは遮光性を有する保持容量３６に重なった位置に設けられ、長辺（凹凸）に沿って連続的に移転核発生領域が設けられているので、スプレイ配向からベンド配向へとより円滑に初期配向転移が進む。
【００９４】
実施例４および実施例５は、コンタクトホール１５ａやスリット１５ｃの凹凸を利用して、基本的にスプレイ配向に対して配向方位が異なる転移核発生領域を形成した。また、実施例５に示したように、配向方位を異ならせると同時にプレチルト角を異ならせてもよい。
【００９５】
なお、実施例５では、矩形状のスリット１５ｃを１つ設けたが、形状は矩形状に限定されず、また複数設ける構成としてもよい。
【００９６】
また本実施形態では、画素内の構成に起因する凹凸を利用して様々な転移核発生領域を形成したが、実施例１〜実施例５に示した凹凸の例をそれぞれ組み合わせて、転移核発生領域を形成してもよい。
【００９７】
以上に述べた第１実施形態によれば、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移をより低い転移電圧で円滑に進行させることができる転移核発生領域を備えたＯＣＢモードの液晶装置１００およびその製造方法を提供することができる。
【００９８】
（第２実施形態）
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置（液晶プロジェクター）について、図１３を参照して説明する。図１３は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す模式図である。
【００９９】
図１３に示すように、本実施形態の投射型表示装置１０００は、光源１１００と、２つのダイクロイックミラー１１０３，１１０４と、３つの反射ミラー１１０５，１１０６，１１０７と、入射レンズ１１０８と、リレーレンズ１１０９と、出射レンズ１２０１と、３つの光変調手段としての液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４と、クロスダイクロイックプリズム１２０５と、投射レンズ１２０６とを備えている。光源１１００はメタルハライド等のランプ１１０１とランプの光を反射するリフレクター１１０２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１０３は、光源１１００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１１０７で反射されて、赤色光用の液晶ライトバルブ１２０２に入射される。一方、ダイクロイックミラー１１０３で反射された光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１１０４によって反射され、緑色光用の液晶ライトバルブ１２０３に入射される。一方、青色光は第２のダイクロイックミラー１１０４も透過する。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１１０８、リレーレンズ１１０９、出射レンズ１２０１を含むリレーレンズ系からなる導光手段１２００が設けられ、これを介して青色光が青色光用の液晶ライトバルブ１２０４に入射される。各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４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１２０５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、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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、投射光学系である投射レンズ１２０６によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１００】
各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４は、上記第１実施形態の液晶装置１００と、液晶装置１００の光の入射側と出射側とにそれぞれ配設された偏光素子としての偏光板（図示省略）とを備えたものである。
【０１０１】
このような投射型表示装置１０００は、より明るいカラー画像をスクリーン１３００に映し出すために、高出力な光源１１００が用いられる。したがって、光源１１００自体からの発熱と、各液晶ライトバルブ１２０２，１２０３，１２０４に入射する光によって液晶装置１００が熱せられるので、図示しないファン等の冷却装置を備えて、冷却が必要な部位が冷却される。液晶装置１００は、ＯＣＢモードが採用されスプレイ配向からベンド配向へと円滑に初期配向転移が進む転移核発生領域を有する。したがって、応答性に優れ動画などをスムーズに投影可能な高い表示品質を備えている。
また、液晶装置１００の配向膜１８（素子基板１０側）および配向膜２９（対向基板２０側）は、それぞれ無機材料からなる多孔質膜が採用されているので、優れた耐光性を有しており、高い信頼性品質を有する投射型表示装置１０００が実現されている。
【０１０２】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１０３】
（変形例１）上記実施形態の液晶装置１００の構成は、これに限定されない。例えば、対向基板２０側にカラーフィルターを有する構成とする。これにより、フルカラー表示が可能であると共に、優れた応答性を有する直視型の液晶装置１００を提供することができる。
【０１０４】
（変形例２）したがって、上記実施形態の液晶装置１００を搭載した電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されない。例えば液晶装置１００は、動画対応が要求される携帯型電話機やＤＶＤプレーヤーやビューワー、ナビゲーターなどの各種電子機器の表示装置として好適に用いることができる。
【０１０５】
（変形例３）上記実施形態の液晶装置１００では、素子基板１０側の配向膜１８および対向基板２０側の配向膜２９として、無機材料からなる多孔質膜を採用したが、これに限定されない。例えば、凹凸が多い素子基板１０側の配向膜１８を無機材料からなる多孔質膜を採用しイオンビームを照射して凹凸の近傍に転移核発生領域を形成する。一方で対向基板２０側の配向膜２９は例えばポリイミドなどの有機材料を用いラビングにより配向処理を施すとしてもよい。これによれば、多孔質膜を形成する製造能力をむやみに増やさなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
３ｂ…配線としての容量線、１０…一方の基板としての素子基板、１０ａ…表示領域、１５…画素電極、１５ａ…コンタクトホール、１８，２９…多孔質膜としての配向膜、３０…スイッチング素子としてのＴＦＴ、４１…柱状スペーサー、５０…液晶層、５１…液晶分子、１００…液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、
表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板を用意する工程と、
少なくとも前記表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜を形成する工程と、
前記多孔質膜に対して第１の方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施した後に、前記第１の方向と異なる第２の方向からイオンビームを照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、
前記第２の配向処理は、前記スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理に比べて液晶分子のプレチルト角が増加する方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の配向処理は、前記多孔質膜の膜面に対して概法線方向から前記イオンビームを照射する垂直配向処理であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理における液晶分子の配向方位に対して異なる方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置であって、
少なくとも一方の基板の表示領域に設けられた凹凸と、
少なくとも前記表示領域を覆うように設けられた無機材料からなる多孔質膜と、
前記凹凸とその周辺を覆う前記多孔質膜の少なくとも一部において、前記スプレイ配向を規定する配向処理とは異なる配向処理がイオンビームを照射することにより施されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
前記異なる配向処理が、前記スプレイ配向を規定する配向処理に対して、前記多孔質膜の表面における液晶分子のプレチルト角または配向方位を異ならせるものであることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記凹凸が、スイッチング素子、配線、画素電極のうちの少なくとも１つによって構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記凹凸が、前記画素電極に設けられたコンタクトホールであることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記凹凸が、前記液晶層の厚みを規定する柱状スペーサーであることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部が遮光領域内にあることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１１】
前記多孔質膜の屈折率が部分的に空気層あるいは真空層を含むことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置の製造方法であって、
表示領域において凹凸を有する少なくとも一方の基板を用意する工程と、
少なくとも前記表示領域を覆うように無機材料からなる多孔質膜を形成する工程と、
前記多孔質膜に対して第１の方向からイオンビームを照射して第１の配向処理を施した後に、前記第１の方向と異なる第２の方向からイオンビームを照射して第２の配向処置を施す工程とを備え、
前記第２の配向処理は、前記スプレイ配向を規定する配向処理であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理に比べて液晶分子のプレチルト角が増加する方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の配向処理は、前記多孔質膜の膜面に対して概法線方向から前記イオンビームを照射する垂直配向処理であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の配向処理は、前記第２の配向処理における液晶分子の配向方位に対して異なる方向から前記多孔質膜に前記イオンビームを照射することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
一対の基板間に液晶層を挟持し、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に初期配向転移させる液晶装置であって、
少なくとも一方の基板の表示領域に設けられた凹凸と、
少なくとも前記表示領域を覆うように設けられた無機材料からなる多孔質膜と、
前記凹凸とその周辺を覆う前記多孔質膜の少なくとも一部において、前記スプレイ配向を規定する配向処理とは異なる配向処理がイオンビームを照射することにより施されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
前記異なる配向処理が、前記スプレイ配向を規定する配向処理に対して、前記多孔質膜の表面における液晶分子のプレチルト角または配向方位を異ならせるものであることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記凹凸が、スイッチング素子、配線、画素電極のうちの少なくとも１つによって構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記凹凸が、前記画素電極に設けられたコンタクトホールであることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記凹凸が、前記液晶層の厚みを規定する柱状スペーサーであることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記異なる配向処理が施された部分の少なくとも一部が遮光領域内にあることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１１】
前記多孔質膜の屈折率が部分的に空気層あるいは真空層を含むことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２３０１（Ｐ２０１１−２２３０１Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６４３２（Ｐ２００９−１６６４３２）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【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２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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