液晶装置の製造方法
【課題】簡易に液晶の配向状態を制御することが可能であると共に、耐湿性に優れた液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、対向配置された一対の基板１０，２０間に液晶５０が挟持された液晶装置の製造方法であって、少なくとも一方の基板１０（２０）の液晶５０側に無機配向膜１６（２２）を形成する無機配向膜形成工程と、無機配向膜１６（２２）の表面に対して液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤２６ａ，２６ｂを用いて、無機配向膜１６（２２）の表面を処理するシランカップリング処理工程とを有する。
【解決手段】本発明は、対向配置された一対の基板１０，２０間に液晶５０が挟持された液晶装置の製造方法であって、少なくとも一方の基板１０（２０）の液晶５０側に無機配向膜１６（２２）を形成する無機配向膜形成工程と、無機配向膜１６（２２）の表面に対して液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤２６ａ，２６ｂを用いて、無機配向膜１６（２２）の表面を処理するシランカップリング処理工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置の製造方法に関する。
【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、一対の基板間に液晶が封止されて構成されている。一対の基板の内面側には電極が形成され、これら電極の内面側には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、画像光を観察者側に出射するようになっている。
【０００３】
ところで、上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もの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て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や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そして、長期間の使用後には、液晶分子を所望のプレチルト角に配列することができなくなるなど液晶分子の配向制御機能が低下し、液晶プロジェクタの表示品質が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、耐光性及び耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の使用が提案されており、このような無機配向膜の製造方法としては、例えば斜方蒸着法による酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の成膜が知られている。
【０００６】
しかし、斜方蒸着法等により形成された無機配向膜は、その表面に分極した水酸基が多数存在してしまい、特に水等の極性基を持つ化合物を吸着し易い。その結果、特に水を吸着することにより、この水が液晶の劣化を引き起こしてしまい、防湿性が低くなるといった課題があった。
また、無機配向膜は一般にアモルファスであり、その表面がポーラスになっていることから、この無機配向膜とシール材との間の密着性が低くなっている。その結果、これらシール部における気密性が低くなり、シール部としての防湿性が低くなってしまう。これにより、防湿性が低下し、表示特性の異常や配向膜の均一性を確保することができないという問題があった。
【０００７】
そこで、無機配向膜表面の表示特性等の向上を図るために、無機配向膜表面をアルコールにより処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−７２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では以下の問題があった。
（１）アルコールは、無機配向膜と反応し難いため、無機配向膜の表面に未反応のアルコールが残存し易く、これに起因して表示ムラが発生してしまった。
（２）アルコールによる表面処理は、ＳｉＯ２からなる配向膜にのみ適用可能であるため、無機配向膜にＳｉＯ２以外の材料を用いる場合には、アルコールによる表面処理を適用することができなかった。
さらには、近年、種々の電子機器（テレビ、携帯電話等）が開発されており、電子機器が用いられる環境によって、各電子機器の液晶装置に要求される視野角が異なっている。従って、電子機器に応じて、液晶の配向を垂直配向にしたり、水平配向にしたりすることが簡易かつ低コストな方法も同時に要求されている。
【０００９】
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、簡易かつ低コストに液晶の配向状態を制御（変化）することが可能であると共に、耐湿性に優れた液晶装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、対向配置された一対の基板間に液晶が挟持された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側に無機配向膜を形成する無機配向膜形成工程と、前記無機配向膜の表面に対して前記液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤を用いて、前記無機配向膜の表面を処理するシランカップリング処理工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を付与するシランカップリング剤のいずれかを選択して無機配向膜の表面を処理することにより、液晶の配向状態を水平配向又は垂直配向のいずれかに簡易に変化させることができる。これにより、液晶装置の低コスト化を図ることができる。
また、この方法によれば、無機配向膜の種類としてＳｉＯ２に限定されないため、多種の材料を用いて多種の方法により無機配向膜に適用することができる。
さらに、無機配向膜形成工程においては無機配向膜の表面にポーラスな孔が形成されるが、本発明では、無機配向膜形成工程後にシランカップリング処理工程を設けることで、無機配向膜の表面のポーラスな孔がシランカップリング剤により埋め込まれる。これにより、無機配向膜がより緻密となり、例えばシール材と無機配向膜との界面からの水侵入経路が遮断される。従って、無機配向膜とシール材との間の密着性が高まり、液晶装置の耐湿性、及び信頼性の向上を図ることができる。
【００１２】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記無機配向膜の表面に対して略垂直に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与する前記シランカップリング剤として、アルキル基を含有するシランカップリング剤を用いることも好ましい。
【００１３】
この構成によれば、シランカップリング剤がアルキル基を有するため、無機配向膜の表面が撥水性となる。これにより、無機配向膜の表面の表面エネルギーが小さくなり、一対の基板間の液晶を無機配向膜の表面に対して簡易に略垂直に配向させることができる。
【００１４】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記シランカップリング剤として、前記シランカップリング剤が含有する前記アルキル基の一部又は全部をフッ素化した材料を用いることも好ましい。
【００１５】
この構成によれば、アルキル基の一部又は全部をフッ素化する（置換）することにより、シランカップリング剤の撥水性をより向上させることができる。
【００１６】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記無機配向膜の表面に対して略水平に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤として、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、芳香族を有するシランカップリング剤、脂肪族に少なくとも１つの酸素原子を有する脂肪族シランカップリング剤、脂環式シランカップリング剤、鎖中に芳香環及び数個の酸素原子を有するシランカップリング剤、脂肪鎖中に枝分かれを有するシランカップリング剤、又はテロ環芳香族基を有するシランカップリング剤を用いることも好ましい。
【００１７】
この構成によれば、シランカップリング剤に上記材料を用いることにより、液晶を配向させる規制力は変化し、一対の基板間の液晶を無機配向膜の表面に対して簡易に略水平方向に配向させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
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基板１０の平面図、図２は、液晶装置の等価回路図、図３は、液晶装置の平面構造の説明図、図４は、液晶装置６０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。
【００２０】
（液晶装置）
液晶装置６０は、図４に示すように、対向配置された一対の基板１０，２０間に液晶５０が挟持されて構成されている。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、図１に示すように、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）が封止されている。この液晶５０は、ＴＦＴ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。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。その駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴ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。
【００２１】
一方、ＴＦＴ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照，基板）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の略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。
【００２２】
液晶装置の前記画像作製領域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の側方には、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が形成されている。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、本実施形態の液晶装置では、図３の平面構造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及び容量線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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、及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、及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。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａ及び第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及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、ソース領域及びドレイン領域に、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。
【００２９】
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及び走査線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及びデータ線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及び第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を覆うように無機配向膜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。
【００３０】
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及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。
【００３１】
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、略全面にわたって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の表面には無機配向膜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。
【００３２】
ここで、ＴＦＴ基板１０側の無機配向膜１６、及び対向基板２０側の無機配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。つまり、無機配向膜１６，２２には、後述するようにシランカップリング処理が施されており、この表面に配置される液晶の配向が所定方向に規制されるようになっている。
【００３３】
図４に示したように本実施形態の液晶装置６０には、上述したような表面処理（撥水化処理）を行った無機配向膜１６（２２）を有するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶等からなる液晶５０が挟持され、シール材１９（図１参照）によって封止されている。
【００３４】
また、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が望ましい。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。
【００３５】
（液晶装置の製造方法）
図５（ａ）、（ｂ）は液晶装置の無機配向膜を形成する工程を示す断面図であり、図６は無機配向膜を形成するための蒸着装置の概略構成図である。また、図７（ａ）は垂直配向させる配向規制力を無機配向膜に付与した場合の液晶の配向状態を示す図であり、（ｂ）は水平配向させる配向規制力を無機配向膜に付与した場合の液晶の配向状態を示す図である。なお、以下の説明においては、ＴＦＴ基板１０に形成される無機配向膜１６についてのみ説明し、対向基板２０の無機配向膜２２については無機配向膜１６と同様の工程により形成されるため、説明を省略する。さらに、その他の液晶装置の製造工程についても公知の方法が採用されるため、説明を省略する。
【００３６】
まず、図５（ａ）に示すように、ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１０上に斜方蒸着法によりＳｉＯ２若しくはＳｉＯ等の珪素酸化物、又はＡｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＦ若しくはＩＴＯ等の金属酸化物等からなる無機配向膜１６を形成する。なお、本実施形態においては、斜方蒸着法により無機配向膜１６を形成しているが、他の方法として、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法等のスパッタ法、ゾルゲル法、又は自己組織化法等の方法を採用することができる。
【００３７】
ここで、無機配向膜１６を形成する蒸着装置４０の構成について図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
蒸着装置４０は、無機配向膜材料の蒸気流を発生させる蒸着源５１２と、ＴＦＴ基板１０を保持する保持機構５１４とを備えている。ＴＦＴ基板１０は、蒸着源５１２とＴＦＴ基板１０の基板面重心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、ＴＦＴ基板１０の被成膜面と垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように、保持機構５１４に保持される。従って、図６（ａ）、（ｂ）において矢印Ｙ１によって示される、蒸着源５１２で発生された無機材料の進行方向、すなわち無機材料が飛ぶ方向と、ＴＦＴ基板１０において配向膜が形成される基板面（被成膜面）とのなす角度θ１は、角度θ０を変化させることによって調整可能となっている。なお、この角度θ１は、無機配向膜１６において配向制御を行うための表面形状効果が得られるように、後述する柱状構造物を基板面上に配列させるための所定値に設定されている。ただし、本実施形態では斜方蒸着を行うことから、角度θ１は９０°未満となっている。
【００３８】
上記蒸着装置４０を用いてＴＦＴアレイ基板上に斜方蒸着すると、図６（ｂ）中矢印で示すように、蒸着源５１２から昇華した配向膜材料がＴＦＴ基板１０に対して一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射する。これにより、図５（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１０に配向膜材料が斜め柱状に堆積し、無機材料（珪素酸化物）の柱状構造体１６ａが形成される。本実施形態において無機配向膜１６は、ＴＦＴ基板１０の表面に無数に形成された柱状構造体１６ａにより構成されている。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により無機配向膜１６の表面をシランカップリング処理（脱アルコール反応）する。具体的には、無機配向膜１６を形成したＴＦＴ基板１０をＣＶＤ装置内に搬送した後、シランカップリング剤２６をＣＶＤ装置内に導入する。このとき、ＣＶＤ装置内の温度を１００〜２００℃に設定し、１〜４時間程度、無機配向膜１６の表面をシランカップリング処理する。この処理により、図５（ｂ）に示すように、無機配向膜１６の表面（柱状構造体１６ａ，１６ａの間隙）にシランカップリング剤２６が積層される。
【００４０】
ここで、シランカップリング剤２６としては、液晶を無機配向膜１６の表面に対して垂直配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤２６ａと、液晶を無機配向膜１６の表面に対して水平配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤２６ｂとで異なる。
【００４１】
まず、垂直配向させる配向規制力を付与する場合に説明する。
この場合、シランカップリング剤２６ａとしては、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良く、具体的には、有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが用いられ、より具体的にはＳｉ（ＯＣＨ３）３（Ｃ１８Ｈ３７）が好適に用いられる。さらには、アルキル基を有するシランカップリング剤の一部又は全部の有機官能基をＣＦ基に置換しても良い。これにより、より無機配向膜１６の表面の撥液性を向上させることができる。
【００４２】
そして、図７（ａ）に示すように、上記アルキル基を有するシランカップリング剤２６ａを用いて処理した無機配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０を対向して配置し、一対の基板１０，２０間に液晶５０を配置する。これにより、電圧を印加していない状態において液晶分子５２は、図７（ａ）に示すように、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子５２は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。このように、無機配向膜１６，２２の表面のシランカップリング剤２６ａはアルキル基を有するため、無機配向膜１６，２２の表面が撥水性となる。そのため、無機配向膜１６，２２の表面の表面エネルギーが小さくなり、電圧を印加していない状態においては液晶分子５２を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略垂直に配向させることができるようになっている。
【００４３】
次に、水平配向させる配向規制力を付与する場合について説明する。
この場合には、シランカップリング剤２６ｂとしては、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、芳香族を有するシランカップリング剤、脂肪族に少なくとも１つの酸素原子を有する脂肪族シランカップリング剤、脂環式シランカップリング剤、鎖中に芳香環及び数個の酸素原子を有するシランカップリング剤、脂肪鎖中に枝分かれを有するシランカップリング剤、又はテロ環芳香族基を有するシランカップリング剤が好適に用いられる。
【００４４】
そして、図７（ａ）に示すように、上記エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、又は芳香族を有するシランカップリング剤２６ｂを用いて処理した無機配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０を対向して配置し、一対の基板１０，２０間に液晶５０を配置する。これにより、電圧を印加していない状態において液晶分子５２は、図７（ｂ）に示すように、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子５２は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。このように、シランカップリング剤２６ｂに上記材料を用いることにより、無機配向膜１６，２２の表面の液晶を配向させる規制力は変化するため、液晶分子５２を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略水平方向に配向させることができるようになっている。
【００４５】
本実施形態によれば、上記シランカップリング剤２６ａ，２６ｂの中からいずれかのシランカップリング剤を選択することにより、液晶５０の配向状態を水平配向又は垂直配向のいずれかに簡易に変化させることができる。これにより、液晶装置６０の低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、シランカップリング処理は、無機配向膜１６，２２の材料としてＳｉＯ２に限定されないため、例えばＡｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＦ若しくはＩＴＯ等の金属酸化物等の多種の材料を用いて多種の方法により無機配向膜１６，２２を形成することができる。
さらに、無機配向膜形成工程においては無機配向膜１６，２２の表面にポーラスな孔が形成されるが、本実施形態では、無機配向膜形成工程後にシランカップリング処理工程を設けることで、無機配向膜１６，２２の表面のポーラスな孔がシランカップリング剤２６により埋め込まれる。これにより、無機配向膜１６，２２がより緻密となり、例えばシール材１９と無機配向膜１６，２２との界面からの水侵入経路が遮断される。従って、無機配向膜１６，２２とシール材１９との間の密着性が高まり、液晶装置６０の耐湿性、及び信頼性の向上を図ることができる。
【００４６】
（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８を用いて説明する。図８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６０を光変調手段として備えたものである。
【００４７】
図８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。
【００４８】
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共に、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及び出射レンズ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。
【００４９】
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。
【００５０】
本実施形態に係るプロジェクタによれば、耐光性及び耐熱性に優れた無機配向膜を有する液晶装置６０を備えているため、光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することはない。また、このプロジェクタよれば、水分（湿気）に起因する液晶の劣化が確実に防止され、長寿命化が図られた液晶装置を備えているので、この電子機器自体も長寿命化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】液晶装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】液晶装置の等価回路図である。
【図３】ＴＦＴの構成を示す平面図である。
【図４】図３に示すＴＦＴのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】液晶装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】斜方蒸着装置の概略構成を示す図である。
【図７】各カップリング剤を用いた場合の液晶の配向状態を示す図である。
【図８】プロジェクタの概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ＴＦＴ基板（基板）、 １６，２２…無機配向膜、 ２０…対向基板（基板）
２６（２６ａ，２６ｂ）…シランカップリング剤、 ５０…液晶、 ６０…液晶装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置の製造方法に関する。
【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、一対の基板間に液晶が封止されて構成されている。一対の基板の内面側には電極が形成され、これら電極の内面側には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、画像光を観察者側に出射するようになっている。
【０００３】
ところで、上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もの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て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や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そして、長期間の使用後には、液晶分子を所望のプレチルト角に配列することができなくなるなど液晶分子の配向制御機能が低下し、液晶プロジェクタの表示品質が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、耐光性及び耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の使用が提案されており、このような無機配向膜の製造方法としては、例えば斜方蒸着法による酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の成膜が知られている。
【０００６】
しかし、斜方蒸着法等により形成された無機配向膜は、その表面に分極した水酸基が多数存在してしまい、特に水等の極性基を持つ化合物を吸着し易い。その結果、特に水を吸着することにより、この水が液晶の劣化を引き起こしてしまい、防湿性が低くなるといった課題があった。
また、無機配向膜は一般にアモルファスであり、その表面がポーラスになっていることから、この無機配向膜とシール材との間の密着性が低くなっている。その結果、これらシール部における気密性が低くなり、シール部としての防湿性が低くなってしまう。これにより、防湿性が低下し、表示特性の異常や配向膜の均一性を確保することができないという問題があった。
【０００７】
そこで、無機配向膜表面の表示特性等の向上を図るために、無機配向膜表面をアルコールにより処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−７２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では以下の問題があった。
（１）アルコールは、無機配向膜と反応し難いため、無機配向膜の表面に未反応のアルコールが残存し易く、これに起因して表示ムラが発生してしまった。
（２）アルコールによる表面処理は、ＳｉＯ２からなる配向膜にのみ適用可能であるため、無機配向膜にＳｉＯ２以外の材料を用いる場合には、アルコールによる表面処理を適用することができなかった。
さらには、近年、種々の電子機器（テレビ、携帯電話等）が開発されており、電子機器が用いられる環境によって、各電子機器の液晶装置に要求される視野角が異なっている。従って、電子機器に応じて、液晶の配向を垂直配向にしたり、水平配向にしたりすることが簡易かつ低コストな方法も同時に要求されている。
【０００９】
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、簡易かつ低コストに液晶の配向状態を制御（変化）することが可能であると共に、耐湿性に優れた液晶装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、対向配置された一対の基板間に液晶が挟持された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側に無機配向膜を形成する無機配向膜形成工程と、前記無機配向膜の表面に対して前記液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤を用いて、前記無機配向膜の表面を処理するシランカップリング処理工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を付与するシランカップリング剤のいずれかを選択して無機配向膜の表面を処理することにより、液晶の配向状態を水平配向又は垂直配向のいずれかに簡易に変化させることができる。これにより、液晶装置の低コスト化を図ることができる。
また、この方法によれば、無機配向膜の種類としてＳｉＯ２に限定されないため、多種の材料を用いて多種の方法により無機配向膜に適用することができる。
さらに、無機配向膜形成工程においては無機配向膜の表面にポーラスな孔が形成されるが、本発明では、無機配向膜形成工程後にシランカップリング処理工程を設けることで、無機配向膜の表面のポーラスな孔がシランカップリング剤により埋め込まれる。これにより、無機配向膜がより緻密となり、例えばシール材と無機配向膜との界面からの水侵入経路が遮断される。従って、無機配向膜とシール材との間の密着性が高まり、液晶装置の耐湿性、及び信頼性の向上を図ることができる。
【００１２】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記無機配向膜の表面に対して略垂直に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与する前記シランカップリング剤として、アルキル基を含有するシランカップリング剤を用いることも好ましい。
【００１３】
この構成によれば、シランカップリング剤がアルキル基を有するため、無機配向膜の表面が撥水性となる。これにより、無機配向膜の表面の表面エネルギーが小さくなり、一対の基板間の液晶を無機配向膜の表面に対して簡易に略垂直に配向させることができる。
【００１４】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記シランカップリング剤として、前記シランカップリング剤が含有する前記アルキル基の一部又は全部をフッ素化した材料を用いることも好ましい。
【００１５】
この構成によれば、アルキル基の一部又は全部をフッ素化する（置換）することにより、シランカップリング剤の撥水性をより向上させることができる。
【００１６】
また本発明の液晶装置の製造方法は、前記シランカップリング処理工程において、前記無機配向膜の表面に対して略水平に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤として、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、芳香族を有するシランカップリング剤、脂肪族に少なくとも１つの酸素原子を有する脂肪族シランカップリング剤、脂環式シランカップリング剤、鎖中に芳香環及び数個の酸素原子を有するシランカップリング剤、脂肪鎖中に枝分かれを有するシランカップリング剤、又はテロ環芳香族基を有するシランカップリング剤を用いることも好ましい。
【００１７】
この構成によれば、シランカップリング剤に上記材料を用いることにより、液晶を配向させる規制力は変化し、一対の基板間の液晶を無機配向膜の表面に対して簡易に略水平方向に配向させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
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基板１０の平面図、図２は、液晶装置の等価回路図、図３は、液晶装置の平面構造の説明図、図４は、液晶装置６０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。
【００２０】
（液晶装置）
液晶装置６０は、図４に示すように、対向配置された一対の基板１０，２０間に液晶５０が挟持されて構成されている。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、図１に示すように、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）が封止されている。この液晶５０は、ＴＦＴ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。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。その駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴ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。
【００２１】
一方、ＴＦＴ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照，基板）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の略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。
【００２２】
液晶装置の前記画像作製領域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の側方には、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が形成されている。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、本実施形態の液晶装置では、図３の平面構造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及び容量線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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、及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、及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。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａ及び第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及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、ソース領域及びドレイン領域に、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。
【００２９】
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及び走査線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及びデータ線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及び第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を覆うように無機配向膜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。
【００３０】
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及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。
【００３１】
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、略全面にわたって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の表面には無機配向膜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。
【００３２】
ここで、ＴＦＴ基板１０側の無機配向膜１６、及び対向基板２０側の無機配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。つまり、無機配向膜１６，２２には、後述するようにシランカップリング処理が施されており、この表面に配置される液晶の配向が所定方向に規制されるようになっている。
【００３３】
図４に示したように本実施形態の液晶装置６０には、上述したような表面処理（撥水化処理）を行った無機配向膜１６（２２）を有するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶等からなる液晶５０が挟持され、シール材１９（図１参照）によって封止されている。
【００３４】
また、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が望ましい。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。
【００３５】
（液晶装置の製造方法）
図５（ａ）、（ｂ）は液晶装置の無機配向膜を形成する工程を示す断面図であり、図６は無機配向膜を形成するための蒸着装置の概略構成図である。また、図７（ａ）は垂直配向させる配向規制力を無機配向膜に付与した場合の液晶の配向状態を示す図であり、（ｂ）は水平配向させる配向規制力を無機配向膜に付与した場合の液晶の配向状態を示す図である。なお、以下の説明においては、ＴＦＴ基板１０に形成される無機配向膜１６についてのみ説明し、対向基板２０の無機配向膜２２については無機配向膜１６と同様の工程により形成されるため、説明を省略する。さらに、その他の液晶装置の製造工程についても公知の方法が採用されるため、説明を省略する。
【００３６】
まず、図５（ａ）に示すように、ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１０上に斜方蒸着法によりＳｉＯ２若しくはＳｉＯ等の珪素酸化物、又はＡｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＦ若しくはＩＴＯ等の金属酸化物等からなる無機配向膜１６を形成する。なお、本実施形態においては、斜方蒸着法により無機配向膜１６を形成しているが、他の方法として、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法等のスパッタ法、ゾルゲル法、又は自己組織化法等の方法を採用することができる。
【００３７】
ここで、無機配向膜１６を形成する蒸着装置４０の構成について図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
蒸着装置４０は、無機配向膜材料の蒸気流を発生させる蒸着源５１２と、ＴＦＴ基板１０を保持する保持機構５１４とを備えている。ＴＦＴ基板１０は、蒸着源５１２とＴＦＴ基板１０の基板面重心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、ＴＦＴ基板１０の被成膜面と垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように、保持機構５１４に保持される。従って、図６（ａ）、（ｂ）において矢印Ｙ１によって示される、蒸着源５１２で発生された無機材料の進行方向、すなわち無機材料が飛ぶ方向と、ＴＦＴ基板１０において配向膜が形成される基板面（被成膜面）とのなす角度θ１は、角度θ０を変化させることによって調整可能となっている。なお、この角度θ１は、無機配向膜１６において配向制御を行うための表面形状効果が得られるように、後述する柱状構造物を基板面上に配列させるための所定値に設定されている。ただし、本実施形態では斜方蒸着を行うことから、角度θ１は９０°未満となっている。
【００３８】
上記蒸着装置４０を用いてＴＦＴアレイ基板上に斜方蒸着すると、図６（ｂ）中矢印で示すように、蒸着源５１２から昇華した配向膜材料がＴＦＴ基板１０に対して一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射する。これにより、図５（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１０に配向膜材料が斜め柱状に堆積し、無機材料（珪素酸化物）の柱状構造体１６ａが形成される。本実施形態において無機配向膜１６は、ＴＦＴ基板１０の表面に無数に形成された柱状構造体１６ａにより構成されている。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により無機配向膜１６の表面をシランカップリング処理（脱アルコール反応）する。具体的には、無機配向膜１６を形成したＴＦＴ基板１０をＣＶＤ装置内に搬送した後、シランカップリング剤２６をＣＶＤ装置内に導入する。このとき、ＣＶＤ装置内の温度を１００〜２００℃に設定し、１〜４時間程度、無機配向膜１６の表面をシランカップリング処理する。この処理により、図５（ｂ）に示すように、無機配向膜１６の表面（柱状構造体１６ａ，１６ａの間隙）にシランカップリング剤２６が積層される。
【００４０】
ここで、シランカップリング剤２６としては、液晶を無機配向膜１６の表面に対して垂直配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤２６ａと、液晶を無機配向膜１６の表面に対して水平配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤２６ｂとで異なる。
【００４１】
まず、垂直配向させる配向規制力を付与する場合に説明する。
この場合、シランカップリング剤２６ａとしては、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良く、具体的には、有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが用いられ、より具体的にはＳｉ（ＯＣＨ３）３（Ｃ１８Ｈ３７）が好適に用いられる。さらには、アルキル基を有するシランカップリング剤の一部又は全部の有機官能基をＣＦ基に置換しても良い。これにより、より無機配向膜１６の表面の撥液性を向上させることができる。
【００４２】
そして、図７（ａ）に示すように、上記アルキル基を有するシランカップリング剤２６ａを用いて処理した無機配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０を対向して配置し、一対の基板１０，２０間に液晶５０を配置する。これにより、電圧を印加していない状態において液晶分子５２は、図７（ａ）に示すように、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子５２は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。このように、無機配向膜１６，２２の表面のシランカップリング剤２６ａはアルキル基を有するため、無機配向膜１６，２２の表面が撥水性となる。そのため、無機配向膜１６，２２の表面の表面エネルギーが小さくなり、電圧を印加していない状態においては液晶分子５２を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略垂直に配向させることができるようになっている。
【００４３】
次に、水平配向させる配向規制力を付与する場合について説明する。
この場合には、シランカップリング剤２６ｂとしては、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、芳香族を有するシランカップリング剤、脂肪族に少なくとも１つの酸素原子を有する脂肪族シランカップリング剤、脂環式シランカップリング剤、鎖中に芳香環及び数個の酸素原子を有するシランカップリング剤、脂肪鎖中に枝分かれを有するシランカップリング剤、又はテロ環芳香族基を有するシランカップリング剤が好適に用いられる。
【００４４】
そして、図７（ａ）に示すように、上記エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、又は芳香族を有するシランカップリング剤２６ｂを用いて処理した無機配向膜１６，２２が形成された一対の基板１０，２０を対向して配置し、一対の基板１０，２０間に液晶５０を配置する。これにより、電圧を印加していない状態において液晶分子５２は、図７（ｂ）に示すように、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子５２は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。このように、シランカップリング剤２６ｂに上記材料を用いることにより、無機配向膜１６，２２の表面の液晶を配向させる規制力は変化するため、液晶分子５２を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略水平方向に配向させることができるようになっている。
【００４５】
本実施形態によれば、上記シランカップリング剤２６ａ，２６ｂの中からいずれかのシランカップリング剤を選択することにより、液晶５０の配向状態を水平配向又は垂直配向のいずれかに簡易に変化させることができる。これにより、液晶装置６０の低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、シランカップリング処理は、無機配向膜１６，２２の材料としてＳｉＯ２に限定されないため、例えばＡｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＦ若しくはＩＴＯ等の金属酸化物等の多種の材料を用いて多種の方法により無機配向膜１６，２２を形成することができる。
さらに、無機配向膜形成工程においては無機配向膜１６，２２の表面にポーラスな孔が形成されるが、本実施形態では、無機配向膜形成工程後にシランカップリング処理工程を設けることで、無機配向膜１６，２２の表面のポーラスな孔がシランカップリング剤２６により埋め込まれる。これにより、無機配向膜１６，２２がより緻密となり、例えばシール材１９と無機配向膜１６，２２との界面からの水侵入経路が遮断される。従って、無機配向膜１６，２２とシール材１９との間の密着性が高まり、液晶装置６０の耐湿性、及び信頼性の向上を図ることができる。
【００４６】
（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８を用いて説明する。図８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６０を光変調手段として備えたものである。
【００４７】
図８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。
【００４８】
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共に、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及び出射レンズ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。
【００４９】
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。
【００５０】
本実施形態に係るプロジェクタによれば、耐光性及び耐熱性に優れた無機配向膜を有する液晶装置６０を備えているため、光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することはない。また、このプロジェクタよれば、水分（湿気）に起因する液晶の劣化が確実に防止され、長寿命化が図られた液晶装置を備えているので、この電子機器自体も長寿命化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】液晶装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】液晶装置の等価回路図である。
【図３】ＴＦＴの構成を示す平面図である。
【図４】図３に示すＴＦＴのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】液晶装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】斜方蒸着装置の概略構成を示す図である。
【図７】各カップリング剤を用いた場合の液晶の配向状態を示す図である。
【図８】プロジェクタの概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ＴＦＴ基板（基板）、 １６，２２…無機配向膜、 ２０…対向基板（基板）
２６（２６ａ，２６ｂ）…シランカップリング剤、 ５０…液晶、 ６０…液晶装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の基板間に液晶が挟持された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側に無機配向膜を形成する無機配向膜形成工程と、
前記無機配向膜の表面に対して前記液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤を用いて、前記無機配向膜の表面を処理するシランカップリング処理工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記シランカップリング処理工程において、
前記無機配向膜の表面に対して略垂直に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与する前記シランカップリング剤として、アルキル基を含有するシランカップリング剤を用い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】
前記シランカップリング処理工程において、
前記シランカップリング剤として、前記シランカップリング剤が含有する前記アルキル基の一部又は全部をフッ素化した材料を用い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】
前記シランカップリング処理工程において、
前記無機配向膜の表面に対して略水平に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤として、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、又は芳香族を有するシランカップリング剤を用い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１】
対向配置された一対の基板間に液晶が挟持された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側に無機配向膜を形成する無機配向膜形成工程と、
前記無機配向膜の表面に対して前記液晶が略垂直又は略水平に配向する配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤を用いて、前記無機配向膜の表面を処理するシランカップリング処理工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記シランカップリング処理工程において、
前記無機配向膜の表面に対して略垂直に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与する前記シランカップリング剤として、アルキル基を含有するシランカップリング剤を用い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】
前記シランカップリング処理工程において、
前記シランカップリング剤として、前記シランカップリング剤が含有する前記アルキル基の一部又は全部をフッ素化した材料を用い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】
前記シランカップリング処理工程において、
前記無機配向膜の表面に対して略水平に前記液晶を配向させる配向規制力を前記無機配向膜の表面に付与するシランカップリング剤として、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、又は芳香族を有するシランカップリング剤を用い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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２８６４６８（Ｐ２００７−２８６４６８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１５４１７（Ｐ２００６−１１５４１７）
【出願日】平成１８年４月１９日（２００６．４．１９）
【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１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１９日（２００６．４．１９）
【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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