液晶装置の製造方法
【課題】良好なコントラスト特性を有し、且つ、ディスクリネーション等の発生を防止した液晶装置を得ると共に、製造工程の更なる簡素化を可能とした液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】垂直配向領域Ａ１を活性化する工程と、垂直配向領域Ａ１に長鎖アルキル鎖を形成して垂直配向膜４１とする工程と、水平配向領域Ａ２に短鎖アルキル鎖を形成して水平配向膜４２とする工程と、長鎖アルキル鎖及び短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向にラビング処理する工程とを有する。
【解決手段】垂直配向領域Ａ１を活性化する工程と、垂直配向領域Ａ１に長鎖アルキル鎖を形成して垂直配向膜４１とする工程と、水平配向領域Ａ２に短鎖アルキル鎖を形成して水平配向膜４２とする工程と、長鎖アルキル鎖及び短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向にラビング処理する工程とを有する。
【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】
液晶装置を用いて映像を大画面に表示する装置として液晶プロジェクタがある。プロジェクタにおいては高輝度、高コントラストが要求されており、その点、垂直配向方式の液晶装置は高コントラストの表示が可能であり、近年、プロジェクタ用の液晶装置における液晶配向方式として採用されつつある。
【０００３】
しかしながら、垂直配向方式の液晶装置では、液晶が基板表面に対して垂直に立っており、電圧印加時に倒れる方位方向での相互作用が弱い。また、画素電位を印加すると、画素電極端から横方向の電界が発生し、この横方向電界に起因して、液晶が様々な方向に倒れてしまうため、ディスクリネーションを生じさせてしまう。
【０００４】
このようなディスクリネーションは、明暗のムラやコントラストの低下、残像等の表示欠陥として視認されるため、その発生を防止する必要がある。そこで、画素領域では液晶を垂直配向させて、良好なコントラスト特性を確保しつつ、画素領域の周辺にある非表示領域では液晶を水平配向させて、液晶の配向を規制し、ディスクリネーションの発生を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００５】
具体的に、特許文献１に開示された液晶装置では、無機配向膜を斜方蒸着法によって形成し、その厚さを変化させることで無機配向膜の配向角を制御して配向膜上の液晶の方位角を制御することが行われている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された液晶装置では、絵素領域内に垂直配向規制領域を、絵素領域外に水平配向規制領域を持たせることで、絵素内部の液晶分子を電圧印加時に一方向に配向させている。
【特許文献１】特開２００５−１０７３７３号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記発明では、厚さの異なる斜方蒸着層を形成するために、２回の真空プロセスが必要となり、工程負担が大きくなるため、生産効率及びコストの面で優れているとは言い難い。また、「画素表示領域のプレチルト角は周囲のプレチルト角よりも小さい」ということになっており、基板平面に対して垂直方向を強く規制していないため、コントラスト的にも優れているとは言い難い。また、特許文献２においては、絵素領域外に水平配向規制領域を形成するために、垂直配向膜にＵＶ光を照射しているが、これによって切断されたアルキル基が残存してしまい、焼き付きなどの不具合が生じることがある。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、良好なコントラスト特性を有し、且つ、ディスクリネーション等の発生を防止した液晶装置を得ると共に、製造工程の更なる簡素化を可能とした液晶装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶装置の製造方法は、複数の画素電極を有する第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶層とを備え、少なくとも第１基板の液晶層と対向する側の面に、複数の画素電極の表示領域に対応する部分において液晶層の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分において液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させる水平配向膜とを有する液晶装置の製造方法であって、垂直配向膜及び前記水平配向膜を形成する際に、表示領域に対応する部分を活性化する工程と、画素電極の活性化された部分に長鎖アルキル鎖を形成して垂直配向膜とする工程と、非表示領域に短鎖アルキル鎖を形成して水平配向膜とする工程と、長鎖アルキル鎖及び短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向にラビング処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る液晶装置の製造方法では、第１基板の液晶層と対向する側の面に垂直配向膜及び水平配向膜を形成する際に、レジスト等を用いることなく、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。また、レジスト等を用いないことから製造工程も簡略化することができる。
【００１１】
そして、本発明の方法により製造された液晶装置では、電圧無印加時には複数の画素電極の表示領域に対応する部分に形成された長鎖アルキル鎖（垂直配向膜）により液晶層の液晶分子を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に形成された短鎖アルキル鎖（水平配向膜）により液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させることによって、電圧印加時には画素電極端から発生する横方向電界の影響を抑えて、液晶層の液晶分子が一定方位方向に配向するようになるため、ディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、画素電極の表示領域に対応する部分を活性化する際に、フォトマスクを用いて第１基板の液晶層と対向する面側から当該部分を活性化する光を選択的に照射することができる。
【００１３】
この場合、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、画素電極の表示領域に対応する部分を活性化する際に、第１基板の液晶層と対向する側の面に、画素電極を形成する前に非表示領域に対応する部分を遮光する遮光膜を設けて、第１基板の液晶層と対向する面とは反対の面側から当該部分を活性化する光を照射することができる。
【００１５】
この場合、遮光膜をマスクにしたセルフアライメントによって、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、長鎖アルキル鎖を、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成し、短鎖アルキル鎖を、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成することが好ましい。
【００１７】
これにより、長鎖アルキル鎖と短鎖アルキル鎖とを表示領域と非表示領域とにそれぞれ適切に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、長鎖アルキル鎖の炭素原子数を１１〜２０とし、短鎖アルキル鎖の炭素原子数を５〜１０とすることが好ましい。
【００１９】
これにより、垂直配向膜に適した長さの長鎖アルキル鎖と、水平配向膜に適した長さの短鎖アルキル鎖とを適切に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した液晶装置の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２１】
［液晶装置］
先ず、本発明の一実施形態として図１に示す液晶装置１について説明する。
この液晶装置１は、図１に示すように、ＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶パネル５８を備えている。液晶パネル５８は、第１基板１０と、この第１基板１０に対向して配置される第２基板２０と、これら第１基板１０と第２基板２０との間に挟持された液晶層５０とから構成されている。
【００２２】
第１基板１０は、ガラス等の透明な基板本体１０Ａと、この基板本体１０Ａ上に形成された遮光膜１３と、この遮光膜１３を覆うように形成された層間絶縁層１４と、この層間絶縁層１４上に形成された複数の画素電極９と、これら複数の画素電極９を覆うように形成された第１の配向膜１１などから構成されている。また、遮光膜１３上には、スイッチング素子であるＴＦＴ素子（図示せず）や、各種配線（図示せず）等が形成されている。
【００２３】
第１基板１０は、図２に示すように、面内にマトリックス状に配置された複数の画素電極９（その外周部を９ａとし、その周縁部を９ｂとする。）に対応して、その内側に設けられた画素領域（表示領域）Ｐと、この画素領域Ｐの間を遮光する遮光領域（非表示領域）ＢＭとを有して構成されている。
【００２４】
画素電極９は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなる。遮光膜１３は、例えばＣｒ等の遮光材料からなり、画素電極９の間Ｇ及び周縁部９ｂを遮光している。したがって、基板本体１０Ａ側から入射する光は、遮光領域ＢＭによって区画された画素開口部としての画素領域Ｐを透過することになる。
【００２５】
第１の配向膜１１は、図１に示すように、複数の画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分において液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させる垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭに対応する部分において液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向膜４２とを有して構成されている。これにより、第１基板１０の面内には、図２に示すように、少なくとも画素領域Ｐ全体を含んで垂直配向領域Ａ１が形成されており、遮光領域ＢＭに対応して垂直配向領域Ａ１を取り囲むように水平配向領域Ａ２が形成されている。また、第１基板１０では、図１に示すように、遮光領域ＢＭの幅をａ、水平配向領域Ａ２の幅をｂ、画素電極９の間Ｇの幅をｃとすると、これらの関係はａ＞ｂ＞ｃとなっている。このように、画素電極９の間Ｇの幅（ｃ）よりも水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）の方が大きくなるように設定し、画素電極９の周縁部９ｂ上に水平配向膜４２の一部が配置されている。なお、第１基板１０では、遮光領域ＢＭの幅（ａ）と水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）とが等しい構成であってもよい。
【００２６】
一方、第２基板２０は、図１に示すように、ガラス等からなる透明な基板本体２０Ａと、この基板本体２０Ａ上に形成された共通電極２１と、垂直配向膜からなる第２の配向膜２２とから構成されている。共通電極２１及び第２の配向膜２２は、画素領域Ｐ毎に区画されることなく第２基板２０側の少なくとも表示領域全体に亘って設けられている。
【００２７】
液晶層５０は、このような第１基板１０の第１の配向膜１１と第２基板２０の第２の配向膜２２との間に、誘電率異方性が負の液晶を挟持することにより形成されている。また、互いに対向配置された第１基板１０と第２基板２０との端縁部は、シール材（図示せず。）によって封止されている。
【００２８】
液晶装置は、このような液晶パネル５８の両側に配置された一対の１／４波長板８１，８２と、これら一対の１／４波長板８１，８２の外側に配置された一対の偏光板７１，７２とを備えている。具体的に、第１基板１０及び第２基板２０の外側には、１／４波長板８１，８２が互いの光軸を直交させるようにそれぞれ配置されている。また、偏光板７１，７２は、互いの偏光軸が内側に配置された１／４波長板８１，８２の光軸に対して略４５゜の角度を為すように、且つ互いの偏光軸が直交するように配置されている。また、偏光板７１の下方には、図示を省略する光源ユニットが配置されている。
【００２９】
ところで、上記第１の配向膜１１を構成している垂直配向膜４１及び水平配向膜４２のうち、垂直配向膜４１は、図３に模式的に示すように、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体に構成されており、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、垂直配向領域Ａ１に対応する画素電極９の表面を化学的に修飾することにより形成されている。そして、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、その直鎖が基板面に対して略垂直に起立した状態で結合しており、これによって垂直配向能を有することになる。
【００３０】
一方、水平配向膜４２は、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖２８Ｂを主体に構成されており、この短鎖アルキル鎖２８Ｂは、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、水平配向領域Ａ２に対応する画素電極９の周縁部９ｂと、露出した層間絶縁層１４の表面とを化学的に修飾することにより形成されている。そして、この短鎖アルキル鎖２８Ｂは、その直鎖が基板面（基板の方線方向）に対して一の方向に傾倒した状態とされており、これによって水平配向能（一の方向に配向規制力）を有することになる。
【００３１】
また、水平配向膜４２によって液晶層５０の液晶分子５２を配向させるプレチルト角は、基板表面に対して１゜〜２０゜とすることが好ましく、より好ましくは１０゜以下である。これにより、電圧印加時に発生する横電界の影響を抑えることができるほどの配向規制力を得ることができる。
【００３２】
第２の配向膜２２は、上記垂直配向膜４１と同様に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体に構成されており、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、共通電極２１の表面を化学的に修飾することにより形成されている。そして、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、その直鎖が基板面に対して略垂直に起立した状態で結合しており、これによって垂直配向能を有することになる。
【００３３】
以上のような構造を有する液晶装置では、図１に示す初期配向状態（電圧無印加状態）において、画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に形成された垂直配向膜４１（長鎖アルキル鎖２８Ａ）が液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、遮光領域ＢＭに対応する部分（水平配向領域Ａ２）に形成された水平配向膜４２（短鎖アルキル鎖２８Ｂ）が液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向させている。
【００３４】
そして、画素電極９と共通電極２１との間に電圧を印加したときには、図４に示すように、その電圧に応じて垂直配向領域Ａ１（垂直配向膜４１）上に位置する液晶分子５１が基板法線方向からチルトする。これにより、液晶パネル５８の厚さ方向に透過する光が変調されて、階調表示が可能なものとなる。なお、画素電極９上において垂直配向している液晶５０の液晶分子５１は、そのチルトする方向を規制する手段が何もない場合には、画素電極９の端部から発生する横電界の影響を受けて、画素電極９の内側に向かって放射状に倒れようとする。しかしながら、画素電極９の中央では液晶分子５１の配向方向が対立するために、画素電極９の中央付近の液晶分子５１は倒れることができず、垂直配向したままディスクリネーションの発生の原因となる。
【００３５】
本発明においては、垂直配向領域Ａ１の水平配向領域Ａ２近傍に位置する液晶分子５１が、画素電極９の周縁部９ｂ上の液晶分子５２の配向に大きく影響を受ける。したがって、垂直配向領域Ａ１上の液晶分子５１は、電圧印加時に全て揃った方向にチルトし、均一に配向するようになる。これにより、画素電極９の端部から共通電極２１に向かって第１基板１０に平行な方向に横方向電界が生じても、この横方向電界の影響を抑えて、液晶分子５１の配向対立に起因するディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００３６】
なお、画素電極９の周縁部９ｂ上の液晶分子５２は、遮光領域ＢＭ内に位置するため、画素領域Ｐの透過率に寄与することはなく、画素領域Ｐの透過率は垂直配向領域Ａ１上に位置する液晶分子５１にのみ依存している。したがって、電圧無印加時に画素領域Ｐから光漏れが生じることはない。
【００３７】
［液晶装置の製造方法］
次に、本発明を適用して製造される上記液晶パネル５８の製造工程について説明する。
なお、以下の説明において例示される材料等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００３８】
上記液晶パネル５８は、上記第１基板１０を作製する工程と、この工程と並行して又は前後して、上記第２基板２０を作製する工程と、作製された第１基板１０と第２基板２０とを対向させ、シール材により貼り合わせ、その間の空間に誘電率異方性が負の液晶を注入して、所定厚の液晶層５０を形成する工程とを経ることによって製造される。
【００３９】
（第１基板の作製工程）
第１基板１０の作製工程については、先ず、図５に示すように、ガラスからなる基板本体１０Ａ上にＣｒ（クロム）からなる遮光膜１３を格子状に形成し、この遮光膜１３によって遮光領域ＢＭを規定すると共に、この遮光領域ＢＭに囲まれた領域を画素領域Ｐとする。続いて、図示を省略するものの、遮光膜１３上に、ＴＦＴ素子やデータ線、走査線等の配線を形成し、これらを覆うようにして層間絶縁層１４を形成する。続いて、画素領域Ｐから遮光領域ＢＭ側に張り出すように、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる複数の画素電極９を、層間絶縁層１４により平坦化された面内にマトリックス状に並べてパターン形成する。なお、これらの工程は、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。
【００４０】
次に、図６に示すように、上記垂直配向領域Ａ１に対応する部分を活性化するため、この垂直配向領域Ａ１に対応する部分に開口部を有するフォトマスクＭを用いて、第１基板１０の液晶層５０と対向する面側から垂直配向領域Ａ１を活性化する光を選択的に照射して露光を行う。
【００４１】
上記垂直配向領域Ａ１に対応する部分を活性化する光としては、波長が１５０〜３００ｎｍの紫外光を用いることが好ましく、具体的には、波長１７２ｎｍのエキシマレーザー（真空紫外光）や、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを用いることができる。これにより、例えばＩＴＯからなる画素電極９の画素領域Ｐに対して波長１７２ｎｍのエキシマレーザーによる紫外光（ＵＶ光）を照射した場合には、ＩＴＯの基本骨格が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、画素電極９の表面に存在する水酸基（ＯＨ基）を選択的に切断して活性化させることができる。なお、ＵＶ光は、大気中の酸素によって吸収されるため、減圧雰囲気下で露光を行うことが望ましい。
【００４２】
次に、図７に示すように、活性化された垂直配向領域Ａ１に、長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を気相処理により反応させて、上記垂直配向膜４１となる長鎖アルキル基２８Ａを形成する。
【００４３】
長鎖アルキル基２８Ａは、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器と共に密閉容器内に放置し、この容器を加熱しながらシランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させることにより、活性化された垂直配向領域Ａ１に選択的に結合される。
【００４４】
ここで、シランカップリング剤とは、一分子中に有機官能基と加水分解基とを有したもので、これによって無機物と有機物を結びつけ、材料の物理的強度や耐久性、接着性などの向上を可能にするものである。具体的には、珪素原子（Ｓｉ）に一つの有機官能基と、２〜３の無機物と反応する官能基を有したもので、以下の式によって表される。
【００４５】
【化１】
【００４６】
使用するシランカップリング剤としては、特に限定されないものの、有機官能基が良好な撥水性を有し、且つ良好な耐光性を有するものであればよく、具体的には、化合物式における有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが好適に用いられる。また、加水分解基についても特に限定されないものの、例えばメトキシ基（−Ｏ−ＣＨ３）、エトキシ基（−Ｏ−Ｃ２Ｈ５）などが好ましい。
【００４７】
本実施形態では、図８に模式的に示すように、画素電極９の垂直配向領域Ａ１を活性化させた後、基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数１８の長鎖アルキル基を側鎖に有するシランカップリング剤（ＯＤＳ：オクタデシルトリエトキシシラン）を有した容器と共に、密閉容器内に放置する。そして、この容器を１８０℃の温度で加熱しながら２時間放置し、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させる。ここで、長鎖アルキル基は、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有していることにより、画素電極９の表面に存在する水酸基（ＯＨ基）と強固に結合する。したがって、長鎖アルキル基２８Ａを画素電極９の垂直配向領域Ａ１上に直接形成することができる。
【００４８】
次に、図９に示すように、第１基板１０の垂直配向領域Ａ１を取り囲む水平配向領域Ａ２に、短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を気相処理により反応させて、上記水平配向膜４２となる短鎖アルキル基２８Ｂを形成する。
【００４９】
短鎖アルキル基２８Ｂは、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器と共に密閉容器内に放置し、この容器を加熱しながらシランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの液晶層５０と対向する側の面に接触させることにより、垂直配向膜４１間から露出した水平配向領域Ａ２に選択的に結合される。
【００５０】
短鎖アルキル鎖２８Ｂは、炭素原子数５〜１０のアルキル基を持つトリメトキシシランとして、例えば、ペンチル基（Ｃ５）、ヘキシル基（Ｃ６）、ヘプチル基（Ｃ７）、オクチル基（Ｃ８）、ノニル基（Ｃ９）、デシル基（Ｃ１０）などが挙げられる。
【００５１】
本実施形態では、図１０に模式的に示すように、垂直配向膜４１となる長鎖アルキル鎖２８Ａを形成した後、基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数６の短鎖アルキル基を側鎖に有するシランカップリング剤を有した容器を１２０℃の温度で加熱すると共に、密閉容器内に２時間放置し、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させる。ここで、短鎖アルキル基は、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有していることにより、垂直配向膜４１の間から露出した画素電極の周縁部９ｂ及び画素電極９の間で露出する層間絶縁層１４に選択的に結合される。これにより、短鎖アルキル基２８Ｂを水平配向領域Ａ２上に形成することができる。
【００５２】
次に、図１１に示すように、ラビング布をローラに巻きつけたラビング処理装置５５を用いて、長鎖アルキル鎖２８Ａ及び短鎖アルキル鎖２８Ｂが形成された面を一定方位方向にラビング処理する。ここで、鎖長が短い短鎖アルキル鎖２８Ｂは、基板面に対してチルトし易くなっており、このようなラビング処理を行うことによって、その殆どがラビング方向に沿って一様に傾倒（チルト）することになる。なお、鎖長が長い長鎖アルキル基２０Ａはラビングされてもほとんど水平方位方向に配向せず、垂直配向状態を維持する。
【００５３】
以上のようにして、垂直配向領域Ａ１に垂直配向膜４１を、水平配向領域Ａ２に水平配向膜４２を、それぞれ備えた第１基板１０を作製することができる。
【００５４】
（第２基板の作製工程）
第２基板２０の作製工程については、先ず、図１２に示すように、ガラスからなる材料からなる基板本体２０Ａ上に、ＩＴＯからなる共通電極２１を形成し、この共通電極２１上に長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とした垂直配向膜からなる第２の配向膜２２を形成することによって得られる。これらの工程は公知の手法を用いることができ、例えば共通電極２１の形成には蒸着法等が好適である。
【００５５】
第２の配向膜２２（垂直配向膜）は、上記した垂直配向膜４１と同様に、例えば長鎖アルキル基２８Ａを含むシランカップリング剤を用いて形成することができる。この場合、第２の配向膜は、画素領域毎に区画することなく、第１基板１０側の垂直配向領域Ａ１及び水平配向領域Ａ２に対応した共通電極２１上に形成される。
以上のようにして、第２の配向膜２２を備えた第２基板２０を作製することができる。
【００５６】
（基板の貼合せ及び液晶の注入工程）
次に、図１３に示すように、第１基板１０と第２基板２０とを、第１の配向膜１１及び第２の配向膜２２が内側になるように貼り合わせ、図１４に示すように、第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層５０を封入することで、液晶パネル５８が作製される。
【００５７】
以上のように、本発明の製造方法では、第１基板１０の液晶層５０と対向する側の面に垂直配向膜４１及び水平配向膜４２を形成する際に、レジスト等を用いることなく、複数の画素電極９の画素領域Ｐ（表示領域）に対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に長鎖アルキル鎖２８Ａが結合された垂直配向膜４１と、画素領域Ｐの間に存在する遮光領域ＢＭ（非表示領域）に対応する部分（水平配向領域Ａ２）に短鎖アルキル鎖２８Ｂが結合された水平配向膜４２とを精度良く形成することができる。また、レジスト等を用いないことから製造工程も簡略化することができる。
【００５８】
そして、このような製造方法により得られた液晶パネル５８では、垂直配向領域Ａ１に形成された長鎖アルキル鎖２８Ａ（垂直配向膜４１）が液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、水平配向領域Ａ２に形成された短鎖アルキル鎖２８Ｂ（水平配向膜４２）が液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向させることによって、電圧印加時に横方向電界の影響を抑えて、液晶層５０の液晶分子５１，５２が一定方位方向に配向するようになるため、ディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１基板１０側に遮光膜１３を設けた構成となっているが、第２基板２０側に遮光膜１３を設けた構成としてもよい。この場合も、第１の配向膜１１は、複数の画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）において垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭに対応する部分（水平配向領域Ａ２）において水平配向膜４２とを形成する一方、第２基板２０の液晶層５０と対向する側の面に、遮光膜１３を遮光領域ＢＭに対応して画素領域Ｐを取り囲むように形成すればよい。
【００６０】
また、本発明の製造方法では、画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分を活性化するため、画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に開口部を有するフォトマスクを用いて、第１基板１０の液晶層５０と対向する面側から画素電極９の画素領域Ｐを活性化する光を選択的に照射して露光を行う方法を採用しているが、図１５に示すように、上記遮光膜１３をマスクにしたセルフアライメントによって、第１基板１０の液晶層５０と対向する面とは反対の面側から画素領域Ｐを活性化する光を照射することも可能である。この場合も、画素領域Ｐ（垂直配向領域Ａ１）に長鎖アルキル鎖２８Ａが結合された垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭ（水平配向領域Ａ２）に短鎖アルキル鎖２８Ｂが結合された水平配向膜４２とを精度良く形成することが可能である。なお、この場合は、画素領域Ｐと垂直配向領域Ａ１とがほぼ一致し、遮光領域ＢＭと水平配向領域Ａ２とがほぼ一致することになる。
【００６１】
［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１６（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１６（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１６（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６３】
図１６（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１６（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６４】
このように図１６に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、高コントラストで、かつ表示品質が高い表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を適用した液晶装置の一例を示す断面図。
【図２】図１に示す液晶パネルの第１基板の要部を拡大して示す平面図。
【図３】垂直配向膜及び水平配向膜の構成を示す模式図。
【図４】図１に示す液晶パネルの電圧印加時における配向状態を示す断面図。
【図５】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図６】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図７】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図８】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図９】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１０】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１１】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１２】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１３】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１４】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１５】図１に示す液晶パネルの別の製造工程を示す断面図。
【図１６】本発明を適用した液晶装置を備える電子機器の例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・液晶装置、９・・・画素電極、１０・・・第１基板、１１・・・第１の配向膜、１３・・・遮光膜、２０・・・第２基板、２１・・・共通電極、２２・・・第２の配向膜、２８Ａ・・・長鎖アルキル鎖、２８Ｂ・・・短鎖アルキル鎖、４１・・・垂直配向膜、４２・・・水平配向膜、５０・・・液晶層、Ｐ・・・画素領域（表示領域）、ＢＭ・・・遮光領域（非表示領域）、Ａ１・・・垂直配向領域、Ａ２・・・水平配向領域
【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】
液晶装置を用いて映像を大画面に表示する装置として液晶プロジェクタがある。プロジェクタにおいては高輝度、高コントラストが要求されており、その点、垂直配向方式の液晶装置は高コントラストの表示が可能であり、近年、プロジェクタ用の液晶装置における液晶配向方式として採用されつつある。
【０００３】
しかしながら、垂直配向方式の液晶装置では、液晶が基板表面に対して垂直に立っており、電圧印加時に倒れる方位方向での相互作用が弱い。また、画素電位を印加すると、画素電極端から横方向の電界が発生し、この横方向電界に起因して、液晶が様々な方向に倒れてしまうため、ディスクリネーションを生じさせてしまう。
【０００４】
このようなディスクリネーションは、明暗のムラやコントラストの低下、残像等の表示欠陥として視認されるため、その発生を防止する必要がある。そこで、画素領域では液晶を垂直配向させて、良好なコントラスト特性を確保しつつ、画素領域の周辺にある非表示領域では液晶を水平配向させて、液晶の配向を規制し、ディスクリネーションの発生を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００５】
具体的に、特許文献１に開示された液晶装置では、無機配向膜を斜方蒸着法によって形成し、その厚さを変化させることで無機配向膜の配向角を制御して配向膜上の液晶の方位角を制御することが行われている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された液晶装置では、絵素領域内に垂直配向規制領域を、絵素領域外に水平配向規制領域を持たせることで、絵素内部の液晶分子を電圧印加時に一方向に配向させている。
【特許文献１】特開２００５−１０７３７３号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記発明では、厚さの異なる斜方蒸着層を形成するために、２回の真空プロセスが必要となり、工程負担が大きくなるため、生産効率及びコストの面で優れているとは言い難い。また、「画素表示領域のプレチルト角は周囲のプレチルト角よりも小さい」ということになっており、基板平面に対して垂直方向を強く規制していないため、コントラスト的にも優れているとは言い難い。また、特許文献２においては、絵素領域外に水平配向規制領域を形成するために、垂直配向膜にＵＶ光を照射しているが、これによって切断されたアルキル基が残存してしまい、焼き付きなどの不具合が生じることがある。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、良好なコントラスト特性を有し、且つ、ディスクリネーション等の発生を防止した液晶装置を得ると共に、製造工程の更なる簡素化を可能とした液晶装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶装置の製造方法は、複数の画素電極を有する第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶層とを備え、少なくとも第１基板の液晶層と対向する側の面に、複数の画素電極の表示領域に対応する部分において液晶層の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分において液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させる水平配向膜とを有する液晶装置の製造方法であって、垂直配向膜及び前記水平配向膜を形成する際に、表示領域に対応する部分を活性化する工程と、画素電極の活性化された部分に長鎖アルキル鎖を形成して垂直配向膜とする工程と、非表示領域に短鎖アルキル鎖を形成して水平配向膜とする工程と、長鎖アルキル鎖及び短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向にラビング処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る液晶装置の製造方法では、第１基板の液晶層と対向する側の面に垂直配向膜及び水平配向膜を形成する際に、レジスト等を用いることなく、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。また、レジスト等を用いないことから製造工程も簡略化することができる。
【００１１】
そして、本発明の方法により製造された液晶装置では、電圧無印加時には複数の画素電極の表示領域に対応する部分に形成された長鎖アルキル鎖（垂直配向膜）により液晶層の液晶分子を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に形成された短鎖アルキル鎖（水平配向膜）により液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させることによって、電圧印加時には画素電極端から発生する横方向電界の影響を抑えて、液晶層の液晶分子が一定方位方向に配向するようになるため、ディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、画素電極の表示領域に対応する部分を活性化する際に、フォトマスクを用いて第１基板の液晶層と対向する面側から当該部分を活性化する光を選択的に照射することができる。
【００１３】
この場合、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、画素電極の表示領域に対応する部分を活性化する際に、第１基板の液晶層と対向する側の面に、画素電極を形成する前に非表示領域に対応する部分を遮光する遮光膜を設けて、第１基板の液晶層と対向する面とは反対の面側から当該部分を活性化する光を照射することができる。
【００１５】
この場合、遮光膜をマスクにしたセルフアライメントによって、複数の画素電極の表示領域に対応する部分に長鎖アルキル鎖が結合された垂直配向膜と、表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分に短鎖アルキル鎖が結合された水平配向膜とを精度良く形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、長鎖アルキル鎖を、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成し、短鎖アルキル鎖を、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成することが好ましい。
【００１７】
これにより、長鎖アルキル鎖と短鎖アルキル鎖とを表示領域と非表示領域とにそれぞれ適切に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係る液晶装置の製造方法では、長鎖アルキル鎖の炭素原子数を１１〜２０とし、短鎖アルキル鎖の炭素原子数を５〜１０とすることが好ましい。
【００１９】
これにより、垂直配向膜に適した長さの長鎖アルキル鎖と、水平配向膜に適した長さの短鎖アルキル鎖とを適切に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した液晶装置の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２１】
［液晶装置］
先ず、本発明の一実施形態として図１に示す液晶装置１について説明する。
この液晶装置１は、図１に示すように、ＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶パネル５８を備えている。液晶パネル５８は、第１基板１０と、この第１基板１０に対向して配置される第２基板２０と、これら第１基板１０と第２基板２０との間に挟持された液晶層５０とから構成されている。
【００２２】
第１基板１０は、ガラス等の透明な基板本体１０Ａと、この基板本体１０Ａ上に形成された遮光膜１３と、この遮光膜１３を覆うように形成された層間絶縁層１４と、この層間絶縁層１４上に形成された複数の画素電極９と、これら複数の画素電極９を覆うように形成された第１の配向膜１１などから構成されている。また、遮光膜１３上には、スイッチング素子であるＴＦＴ素子（図示せず）や、各種配線（図示せず）等が形成されている。
【００２３】
第１基板１０は、図２に示すように、面内にマトリックス状に配置された複数の画素電極９（その外周部を９ａとし、その周縁部を９ｂとする。）に対応して、その内側に設けられた画素領域（表示領域）Ｐと、この画素領域Ｐの間を遮光する遮光領域（非表示領域）ＢＭとを有して構成されている。
【００２４】
画素電極９は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなる。遮光膜１３は、例えばＣｒ等の遮光材料からなり、画素電極９の間Ｇ及び周縁部９ｂを遮光している。したがって、基板本体１０Ａ側から入射する光は、遮光領域ＢＭによって区画された画素開口部としての画素領域Ｐを透過することになる。
【００２５】
第１の配向膜１１は、図１に示すように、複数の画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分において液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させる垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭに対応する部分において液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向膜４２とを有して構成されている。これにより、第１基板１０の面内には、図２に示すように、少なくとも画素領域Ｐ全体を含んで垂直配向領域Ａ１が形成されており、遮光領域ＢＭに対応して垂直配向領域Ａ１を取り囲むように水平配向領域Ａ２が形成されている。また、第１基板１０では、図１に示すように、遮光領域ＢＭの幅をａ、水平配向領域Ａ２の幅をｂ、画素電極９の間Ｇの幅をｃとすると、これらの関係はａ＞ｂ＞ｃとなっている。このように、画素電極９の間Ｇの幅（ｃ）よりも水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）の方が大きくなるように設定し、画素電極９の周縁部９ｂ上に水平配向膜４２の一部が配置されている。なお、第１基板１０では、遮光領域ＢＭの幅（ａ）と水平配向領域Ａ２の幅（ｂ）とが等しい構成であってもよい。
【００２６】
一方、第２基板２０は、図１に示すように、ガラス等からなる透明な基板本体２０Ａと、この基板本体２０Ａ上に形成された共通電極２１と、垂直配向膜からなる第２の配向膜２２とから構成されている。共通電極２１及び第２の配向膜２２は、画素領域Ｐ毎に区画されることなく第２基板２０側の少なくとも表示領域全体に亘って設けられている。
【００２７】
液晶層５０は、このような第１基板１０の第１の配向膜１１と第２基板２０の第２の配向膜２２との間に、誘電率異方性が負の液晶を挟持することにより形成されている。また、互いに対向配置された第１基板１０と第２基板２０との端縁部は、シール材（図示せず。）によって封止されている。
【００２８】
液晶装置は、このような液晶パネル５８の両側に配置された一対の１／４波長板８１，８２と、これら一対の１／４波長板８１，８２の外側に配置された一対の偏光板７１，７２とを備えている。具体的に、第１基板１０及び第２基板２０の外側には、１／４波長板８１，８２が互いの光軸を直交させるようにそれぞれ配置されている。また、偏光板７１，７２は、互いの偏光軸が内側に配置された１／４波長板８１，８２の光軸に対して略４５゜の角度を為すように、且つ互いの偏光軸が直交するように配置されている。また、偏光板７１の下方には、図示を省略する光源ユニットが配置されている。
【００２９】
ところで、上記第１の配向膜１１を構成している垂直配向膜４１及び水平配向膜４２のうち、垂直配向膜４１は、図３に模式的に示すように、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体に構成されており、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、垂直配向領域Ａ１に対応する画素電極９の表面を化学的に修飾することにより形成されている。そして、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、その直鎖が基板面に対して略垂直に起立した状態で結合しており、これによって垂直配向能を有することになる。
【００３０】
一方、水平配向膜４２は、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル鎖２８Ｂを主体に構成されており、この短鎖アルキル鎖２８Ｂは、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、水平配向領域Ａ２に対応する画素電極９の周縁部９ｂと、露出した層間絶縁層１４の表面とを化学的に修飾することにより形成されている。そして、この短鎖アルキル鎖２８Ｂは、その直鎖が基板面（基板の方線方向）に対して一の方向に傾倒した状態とされており、これによって水平配向能（一の方向に配向規制力）を有することになる。
【００３１】
また、水平配向膜４２によって液晶層５０の液晶分子５２を配向させるプレチルト角は、基板表面に対して１゜〜２０゜とすることが好ましく、より好ましくは１０゜以下である。これにより、電圧印加時に発生する横電界の影響を抑えることができるほどの配向規制力を得ることができる。
【００３２】
第２の配向膜２２は、上記垂直配向膜４１と同様に、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル鎖２８Ａを主体に構成されており、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を用いて、共通電極２１の表面を化学的に修飾することにより形成されている。そして、この長鎖アルキル鎖２８Ａは、その直鎖が基板面に対して略垂直に起立した状態で結合しており、これによって垂直配向能を有することになる。
【００３３】
以上のような構造を有する液晶装置では、図１に示す初期配向状態（電圧無印加状態）において、画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に形成された垂直配向膜４１（長鎖アルキル鎖２８Ａ）が液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、遮光領域ＢＭに対応する部分（水平配向領域Ａ２）に形成された水平配向膜４２（短鎖アルキル鎖２８Ｂ）が液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向させている。
【００３４】
そして、画素電極９と共通電極２１との間に電圧を印加したときには、図４に示すように、その電圧に応じて垂直配向領域Ａ１（垂直配向膜４１）上に位置する液晶分子５１が基板法線方向からチルトする。これにより、液晶パネル５８の厚さ方向に透過する光が変調されて、階調表示が可能なものとなる。なお、画素電極９上において垂直配向している液晶５０の液晶分子５１は、そのチルトする方向を規制する手段が何もない場合には、画素電極９の端部から発生する横電界の影響を受けて、画素電極９の内側に向かって放射状に倒れようとする。しかしながら、画素電極９の中央では液晶分子５１の配向方向が対立するために、画素電極９の中央付近の液晶分子５１は倒れることができず、垂直配向したままディスクリネーションの発生の原因となる。
【００３５】
本発明においては、垂直配向領域Ａ１の水平配向領域Ａ２近傍に位置する液晶分子５１が、画素電極９の周縁部９ｂ上の液晶分子５２の配向に大きく影響を受ける。したがって、垂直配向領域Ａ１上の液晶分子５１は、電圧印加時に全て揃った方向にチルトし、均一に配向するようになる。これにより、画素電極９の端部から共通電極２１に向かって第１基板１０に平行な方向に横方向電界が生じても、この横方向電界の影響を抑えて、液晶分子５１の配向対立に起因するディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００３６】
なお、画素電極９の周縁部９ｂ上の液晶分子５２は、遮光領域ＢＭ内に位置するため、画素領域Ｐの透過率に寄与することはなく、画素領域Ｐの透過率は垂直配向領域Ａ１上に位置する液晶分子５１にのみ依存している。したがって、電圧無印加時に画素領域Ｐから光漏れが生じることはない。
【００３７】
［液晶装置の製造方法］
次に、本発明を適用して製造される上記液晶パネル５８の製造工程について説明する。
なお、以下の説明において例示される材料等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００３８】
上記液晶パネル５８は、上記第１基板１０を作製する工程と、この工程と並行して又は前後して、上記第２基板２０を作製する工程と、作製された第１基板１０と第２基板２０とを対向させ、シール材により貼り合わせ、その間の空間に誘電率異方性が負の液晶を注入して、所定厚の液晶層５０を形成する工程とを経ることによって製造される。
【００３９】
（第１基板の作製工程）
第１基板１０の作製工程については、先ず、図５に示すように、ガラスからなる基板本体１０Ａ上にＣｒ（クロム）からなる遮光膜１３を格子状に形成し、この遮光膜１３によって遮光領域ＢＭを規定すると共に、この遮光領域ＢＭに囲まれた領域を画素領域Ｐとする。続いて、図示を省略するものの、遮光膜１３上に、ＴＦＴ素子やデータ線、走査線等の配線を形成し、これらを覆うようにして層間絶縁層１４を形成する。続いて、画素領域Ｐから遮光領域ＢＭ側に張り出すように、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる複数の画素電極９を、層間絶縁層１４により平坦化された面内にマトリックス状に並べてパターン形成する。なお、これらの工程は、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。
【００４０】
次に、図６に示すように、上記垂直配向領域Ａ１に対応する部分を活性化するため、この垂直配向領域Ａ１に対応する部分に開口部を有するフォトマスクＭを用いて、第１基板１０の液晶層５０と対向する面側から垂直配向領域Ａ１を活性化する光を選択的に照射して露光を行う。
【００４１】
上記垂直配向領域Ａ１に対応する部分を活性化する光としては、波長が１５０〜３００ｎｍの紫外光を用いることが好ましく、具体的には、波長１７２ｎｍのエキシマレーザー（真空紫外光）や、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを用いることができる。これにより、例えばＩＴＯからなる画素電極９の画素領域Ｐに対して波長１７２ｎｍのエキシマレーザーによる紫外光（ＵＶ光）を照射した場合には、ＩＴＯの基本骨格が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、画素電極９の表面に存在する水酸基（ＯＨ基）を選択的に切断して活性化させることができる。なお、ＵＶ光は、大気中の酸素によって吸収されるため、減圧雰囲気下で露光を行うことが望ましい。
【００４２】
次に、図７に示すように、活性化された垂直配向領域Ａ１に、長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を気相処理により反応させて、上記垂直配向膜４１となる長鎖アルキル基２８Ａを形成する。
【００４３】
長鎖アルキル基２８Ａは、炭素原子数１１〜２０の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器と共に密閉容器内に放置し、この容器を加熱しながらシランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させることにより、活性化された垂直配向領域Ａ１に選択的に結合される。
【００４４】
ここで、シランカップリング剤とは、一分子中に有機官能基と加水分解基とを有したもので、これによって無機物と有機物を結びつけ、材料の物理的強度や耐久性、接着性などの向上を可能にするものである。具体的には、珪素原子（Ｓｉ）に一つの有機官能基と、２〜３の無機物と反応する官能基を有したもので、以下の式によって表される。
【００４５】
【化１】
【００４６】
使用するシランカップリング剤としては、特に限定されないものの、有機官能基が良好な撥水性を有し、且つ良好な耐光性を有するものであればよく、具体的には、化合物式における有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが好適に用いられる。また、加水分解基についても特に限定されないものの、例えばメトキシ基（−Ｏ−ＣＨ３）、エトキシ基（−Ｏ−Ｃ２Ｈ５）などが好ましい。
【００４７】
本実施形態では、図８に模式的に示すように、画素電極９の垂直配向領域Ａ１を活性化させた後、基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数１８の長鎖アルキル基を側鎖に有するシランカップリング剤（ＯＤＳ：オクタデシルトリエトキシシラン）を有した容器と共に、密閉容器内に放置する。そして、この容器を１８０℃の温度で加熱しながら２時間放置し、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させる。ここで、長鎖アルキル基は、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有していることにより、画素電極９の表面に存在する水酸基（ＯＨ基）と強固に結合する。したがって、長鎖アルキル基２８Ａを画素電極９の垂直配向領域Ａ１上に直接形成することができる。
【００４８】
次に、図９に示すように、第１基板１０の垂直配向領域Ａ１を取り囲む水平配向領域Ａ２に、短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を気相処理により反応させて、上記水平配向膜４２となる短鎖アルキル基２８Ｂを形成する。
【００４９】
短鎖アルキル基２８Ｂは、炭素原子数５〜１０の短鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を有した容器と共に密閉容器内に放置し、この容器を加熱しながらシランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの液晶層５０と対向する側の面に接触させることにより、垂直配向膜４１間から露出した水平配向領域Ａ２に選択的に結合される。
【００５０】
短鎖アルキル鎖２８Ｂは、炭素原子数５〜１０のアルキル基を持つトリメトキシシランとして、例えば、ペンチル基（Ｃ５）、ヘキシル基（Ｃ６）、ヘプチル基（Ｃ７）、オクチル基（Ｃ８）、ノニル基（Ｃ９）、デシル基（Ｃ１０）などが挙げられる。
【００５１】
本実施形態では、図１０に模式的に示すように、垂直配向膜４１となる長鎖アルキル鎖２８Ａを形成した後、基板本体１０Ａを、例えば炭素原子数６の短鎖アルキル基を側鎖に有するシランカップリング剤を有した容器を１２０℃の温度で加熱すると共に、密閉容器内に２時間放置し、シランカップリング剤の蒸気を基板本体１０Ａの画素電極９が形成された面に接触させる。ここで、短鎖アルキル基は、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を有していることにより、垂直配向膜４１の間から露出した画素電極の周縁部９ｂ及び画素電極９の間で露出する層間絶縁層１４に選択的に結合される。これにより、短鎖アルキル基２８Ｂを水平配向領域Ａ２上に形成することができる。
【００５２】
次に、図１１に示すように、ラビング布をローラに巻きつけたラビング処理装置５５を用いて、長鎖アルキル鎖２８Ａ及び短鎖アルキル鎖２８Ｂが形成された面を一定方位方向にラビング処理する。ここで、鎖長が短い短鎖アルキル鎖２８Ｂは、基板面に対してチルトし易くなっており、このようなラビング処理を行うことによって、その殆どがラビング方向に沿って一様に傾倒（チルト）することになる。なお、鎖長が長い長鎖アルキル基２０Ａはラビングされてもほとんど水平方位方向に配向せず、垂直配向状態を維持する。
【００５３】
以上のようにして、垂直配向領域Ａ１に垂直配向膜４１を、水平配向領域Ａ２に水平配向膜４２を、それぞれ備えた第１基板１０を作製することができる。
【００５４】
（第２基板の作製工程）
第２基板２０の作製工程については、先ず、図１２に示すように、ガラスからなる材料からなる基板本体２０Ａ上に、ＩＴＯからなる共通電極２１を形成し、この共通電極２１上に長鎖アルキル鎖２８Ａを主体とした垂直配向膜からなる第２の配向膜２２を形成することによって得られる。これらの工程は公知の手法を用いることができ、例えば共通電極２１の形成には蒸着法等が好適である。
【００５５】
第２の配向膜２２（垂直配向膜）は、上記した垂直配向膜４１と同様に、例えば長鎖アルキル基２８Ａを含むシランカップリング剤を用いて形成することができる。この場合、第２の配向膜は、画素領域毎に区画することなく、第１基板１０側の垂直配向領域Ａ１及び水平配向領域Ａ２に対応した共通電極２１上に形成される。
以上のようにして、第２の配向膜２２を備えた第２基板２０を作製することができる。
【００５６】
（基板の貼合せ及び液晶の注入工程）
次に、図１３に示すように、第１基板１０と第２基板２０とを、第１の配向膜１１及び第２の配向膜２２が内側になるように貼り合わせ、図１４に示すように、第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層５０を封入することで、液晶パネル５８が作製される。
【００５７】
以上のように、本発明の製造方法では、第１基板１０の液晶層５０と対向する側の面に垂直配向膜４１及び水平配向膜４２を形成する際に、レジスト等を用いることなく、複数の画素電極９の画素領域Ｐ（表示領域）に対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に長鎖アルキル鎖２８Ａが結合された垂直配向膜４１と、画素領域Ｐの間に存在する遮光領域ＢＭ（非表示領域）に対応する部分（水平配向領域Ａ２）に短鎖アルキル鎖２８Ｂが結合された水平配向膜４２とを精度良く形成することができる。また、レジスト等を用いないことから製造工程も簡略化することができる。
【００５８】
そして、このような製造方法により得られた液晶パネル５８では、垂直配向領域Ａ１に形成された長鎖アルキル鎖２８Ａ（垂直配向膜４１）が液晶層５０の液晶分子５１を垂直配向させることによって、良好なコントラスト特性を確保しつつ、水平配向領域Ａ２に形成された短鎖アルキル鎖２８Ｂ（水平配向膜４２）が液晶層５０の液晶分子５２を一定方位方向に水平配向させることによって、電圧印加時に横方向電界の影響を抑えて、液晶層５０の液晶分子５１，５２が一定方位方向に配向するようになるため、ディスクリネーション等の発生を防止することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１基板１０側に遮光膜１３を設けた構成となっているが、第２基板２０側に遮光膜１３を設けた構成としてもよい。この場合も、第１の配向膜１１は、複数の画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）において垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭに対応する部分（水平配向領域Ａ２）において水平配向膜４２とを形成する一方、第２基板２０の液晶層５０と対向する側の面に、遮光膜１３を遮光領域ＢＭに対応して画素領域Ｐを取り囲むように形成すればよい。
【００６０】
また、本発明の製造方法では、画素電極９の画素領域Ｐに対応する部分を活性化するため、画素領域Ｐに対応する部分（垂直配向領域Ａ１）に開口部を有するフォトマスクを用いて、第１基板１０の液晶層５０と対向する面側から画素電極９の画素領域Ｐを活性化する光を選択的に照射して露光を行う方法を採用しているが、図１５に示すように、上記遮光膜１３をマスクにしたセルフアライメントによって、第１基板１０の液晶層５０と対向する面とは反対の面側から画素領域Ｐを活性化する光を照射することも可能である。この場合も、画素領域Ｐ（垂直配向領域Ａ１）に長鎖アルキル鎖２８Ａが結合された垂直配向膜４１と、遮光領域ＢＭ（水平配向領域Ａ２）に短鎖アルキル鎖２８Ｂが結合された水平配向膜４２とを精度良く形成することが可能である。なお、この場合は、画素領域Ｐと垂直配向領域Ａ１とがほぼ一致し、遮光領域ＢＭと水平配向領域Ａ２とがほぼ一致することになる。
【００６１】
［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１６（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１６（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１６（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６３】
図１６（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１６（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６４】
このように図１６に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、高コントラストで、かつ表示品質が高い表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を適用した液晶装置の一例を示す断面図。
【図２】図１に示す液晶パネルの第１基板の要部を拡大して示す平面図。
【図３】垂直配向膜及び水平配向膜の構成を示す模式図。
【図４】図１に示す液晶パネルの電圧印加時における配向状態を示す断面図。
【図５】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図６】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図７】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図８】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図９】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１０】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１１】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１２】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１３】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１４】図１に示す液晶パネルの製造工程を示す断面図。
【図１５】図１に示す液晶パネルの別の製造工程を示す断面図。
【図１６】本発明を適用した液晶装置を備える電子機器の例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・液晶装置、９・・・画素電極、１０・・・第１基板、１１・・・第１の配向膜、１３・・・遮光膜、２０・・・第２基板、２１・・・共通電極、２２・・・第２の配向膜、２８Ａ・・・長鎖アルキル鎖、２８Ｂ・・・短鎖アルキル鎖、４１・・・垂直配向膜、４２・・・水平配向膜、５０・・・液晶層、Ｐ・・・画素領域（表示領域）、ＢＭ・・・遮光領域（非表示領域）、Ａ１・・・垂直配向領域、Ａ２・・・水平配向領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶層とを備え、少なくとも前記第１基板の前記液晶層と対向する側の面に、前記複数の画素電極の表示領域に対応する部分において前記液晶層の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜と、前記表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分において前記液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させる水平配向膜とを有する液晶装置の製造方法であって、
前記垂直配向膜及び前記水平配向膜を形成する際に、
前記表示領域に対応する部分を活性化する工程と、
前記画素電極の活性化された部分に長鎖アルキル鎖を形成して前記垂直配向膜とする工程と、
前記非表示領域に短鎖アルキル鎖を形成して前記水平配向膜とする工程と、
前記長鎖アルキル鎖及び前記短鎖アルキル鎖が形成された面を前記一定方位方向にラビング処理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２】
前記画素電極の前記表示領域に対応する部分を活性化する際に、フォトマスクを用いて前記第１基板の前記液晶層と対向する面側から当該部分を活性化する光を選択的に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】
前記画素電極の前記表示領域に対応する部分を活性化する際に、前記第１基板の前記液晶層と対向する側の面に、前記画素電極を形成する前に前記非表示領域に対応する部分を遮光する遮光膜を設けて、前記第１基板の前記液晶層と対向する面とは反対の面側から当該部分を活性化する光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４】
前記長鎖アルキル鎖を、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成し、前記短鎖アルキル鎖を、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
前記長鎖アルキル鎖の炭素原子数を１１〜２０とし、前記短鎖アルキル鎖の炭素原子数を５〜１０とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１】
複数の画素電極を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶層とを備え、少なくとも前記第１基板の前記液晶層と対向する側の面に、前記複数の画素電極の表示領域に対応する部分において前記液晶層の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜と、前記表示領域の間に存在する非表示領域に対応する部分において前記液晶層の液晶分子を一定方位方向に水平配向させる水平配向膜とを有する液晶装置の製造方法であって、
前記垂直配向膜及び前記水平配向膜を形成する際に、
前記表示領域に対応する部分を活性化する工程と、
前記画素電極の活性化された部分に長鎖アルキル鎖を形成して前記垂直配向膜とする工程と、
前記非表示領域に短鎖アルキル鎖を形成して前記水平配向膜とする工程と、
前記長鎖アルキル鎖及び前記短鎖アルキル鎖が形成された面を前記一定方位方向にラビング処理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２】
前記画素電極の前記表示領域に対応する部分を活性化する際に、フォトマスクを用いて前記第１基板の前記液晶層と対向する面側から当該部分を活性化する光を選択的に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】
前記画素電極の前記表示領域に対応する部分を活性化する際に、前記第１基板の前記液晶層と対向する側の面に、前記画素電極を形成する前に前記非表示領域に対応する部分を遮光する遮光膜を設けて、前記第１基板の前記液晶層と対向する面とは反対の面側から当該部分を活性化する光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４】
前記長鎖アルキル鎖を、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成し、前記短鎖アルキル鎖を、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
前記長鎖アルキル鎖の炭素原子数を１１〜２０とし、前記短鎖アルキル鎖の炭素原子数を５〜１０とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２９４５４５（Ｐ２００９−２９４５４５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４９８７８（Ｐ２００８−１４９８７８）
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【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２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【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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