JP2008191264A - 液晶装置、配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ且つ適切な配向規制力を発揮する無機配向膜を得ることにより、信頼性及び表示品位の高い液晶装置、配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】対向配置される素子基板１０及び対向基板２０と、基板１０，２０間に挟持される液晶層５０と、配向膜４０，６０と、を備え、素子基板１０に設けられた配向膜４０が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、無機多孔質膜５６の液晶層５０側の表面に形成された複数の凸部と、を有し、平面視において前記凸部が長軸と短軸とを有する形状である。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置、配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法に関するものである。

液晶装置の製造方法において、配向膜に施す配向処理方法としては、ラビング法が広く用いられている。このラビング法は、ポリイミドやポリアミック酸などからなる有機配向膜の表面をナイロンやレーヨンのようなラビング布で一定方向に機械的に擦ることによって配向処理された配向膜を得る方法である。しかし、ラビングによる配向処理は、配向膜とラビング布が直接接触することによって、配向膜の剥がれにより発塵、汚染が生じやすい。

そこで、特許文献１においては、ラビング処理を行うことなく大きなプレチルト角を実現するために、有機ポリイミド膜に対してイオンビームを照射することにより配向処理する技術が開示されている。

一方、特許文献２においては、無機多孔質膜にイオンビーム照射による異方性エッチングを行い、水平配向及び垂直配向のいずれにおいても所望のプレチルト角を発現させることができるという配向処理技術が開示されている。

特開２００１−２９６５２８号公報 特開２００５−３１１９６号公報

しかしながら、特許文献１では、有機配向膜上のイオンビームが照射された領域において、高分子鎖の化学結合に部分開裂が生じており、配向膜の耐光性などの信頼性が著しく低下してしまう。また、特許文献２では、当該文献に開示された技術により配向処理された無機多孔質膜を用いることによって有機配向膜にはない優れた信頼性は得られるが、有機ポリイミド配向膜のように液晶材料との相互作用が大きくはなく液晶配向規制力に乏しい。したがって、液晶装置内のわずかな環境変化、例えば微量水分のパネル内への混入等によりシール際からの表示不良や横電界によるドメイン発生などが生じやすいという問題があった。

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、耐久性に優れ且つ適切な配向規制力を発揮する無機配向膜を得ることにより、信頼性及び表示品位の高い液晶装置、配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法を提供することにある。

本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、対向配置される一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、当該無機膜の前記液晶層側の表面に形成された複数の凸部と、を有し、平面視において前記凸部が長軸と短軸とを有する形状であることを特徴とする。

また、対向配置される一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、前記一方の基板の基板面に対して傾斜する複数の柱状構造物を有してなり、前記複数の柱状構造物の前記液晶層側には、複数の凸部が形成されると共に、当該複数の凸部のうち隣り合う少なくとも２つの柱状構造物の凸部同士が結合されており、平面視において、前記凸部が結合する方向と、前記複数の柱状構造物の延在方向とが、交差していることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、無機膜であっても、所望とする液晶配向規制力を有した配向膜を備えているため、表示品質が低下するのを防止できる。その理由は、本発明の配向膜は、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、無機膜の液晶層側の表面に複数の凸部を有している。液晶は、このような凸部の延在方向に沿うようにして基板面に対して水平配向することになる。したがって配向膜のラビング等による配向処理に起因する信頼性上の問題や、表示品質の低下の問題が生じないものとなる。よって本発明の液晶装置は、耐久性に優れ、且つ適切な配向規制力を発揮する異方性に優れた微細な凹凸形状を有する無機の配向膜により、信頼性及び表示品位の高い液晶装置を製造することができる。

また、対向配置される一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、前記一方の基板の基板面に対して傾斜する複数の柱状構造物を有してなり、前記複数の柱状構造物のうち隣り合う柱状構造物の前記液晶層側には、当該隣り合う柱状構造物同士にまたがる凸部が形成されていることも好ましい。

本発明の液晶装置によれば、無機膜であっても、所望とする液晶配向規制力を有した配向膜を備えているため、表示品質が低下するのを防止できる。その理由は、先に述べたように本発明の配向膜は、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、無機膜の液晶層側の表面に複数の凸部を有している。液晶は、このような凸部の延在方向に沿うようにして基板面に対して水平配向することになる。したがって配向膜のラビング等による配向処理に起因する信頼性上の問題や、表示品質の低下の問題が生じないものとなる。よって本発明の液晶装置は、耐久性に優れ、且つ適切な配向規制力を発揮する異方性に優れた微細な凹凸形状を有する無機の配向膜により、信頼性及び表示品位の高い液晶装置を製造することができる。

本発明の配向膜の製造方法は、対向配置される一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に、前記一方の基板の基板面に対して所定方向に傾斜する複数の柱状構造物を有する無機膜を形成する工程と、平面視において前記複数の柱状構造物の延在方向と交差する方向から、前記無機膜にイオンビームを照射する工程と、を有することを特徴とする。

本発明の配向膜の製造方法によれば、対向配置される一対の基板の少なくとも一方の基板上に、一方の基板の基板面に対して所定方向に傾斜する複数の柱状構造物を有した無機膜が形成されている。無機膜には、柱状構造物の延在方向と交差する方向から、イオンビームが照射される。本発明のように、予め、ある方向性を有した柱状構造物を有した無機膜を用いることによって、イオンビーム照射時に柱状構造物の先端同士が結晶化し易い。そのため、延在方向がイオンビームの照射方向に沿う複数の凸部を良好に形成することができる。これにより、無機膜の最表層（柱状構造物の先端）に凹凸形状が付与され、所望の液晶配向規制力を得ることができる。

また、前記無機膜を形成する工程においては、斜方蒸着法によって前記無機膜を形成し、前記イオンビームを照射する工程においては、前記無機膜の蒸着方向と交差する方向からイオンビームを照射することも好ましい。
このような製造方法によれば、基板面に対して傾斜する複数の柱状構造物が形成され、異方性を有した無機膜とすることができる。また、斜方蒸着角度を調整することによって、柱状構造物の傾斜角度を調整することができる。

また、前記イオンビームの照射方向と前記延在方向とが交差する角度が、８５°以上９０°以下であることも好ましい。

イオンビームの照射角度が、基板面の方位角方向において複数の柱状構造物の長軸の平均的な延在方向に対して８５°以上９０°以下であることの詳細な理由は、後述の「発明を実施するための最良の形態」において述べるものとする。先に述べたように、イオンビームの照射方向は、無機膜に対して、基板面の方位角方向において複数の柱状構造物の長軸の平均的な延在方向と交差する方向である。そのため、基板面の方位角方向において複数の柱状構造物の長軸の平均的な延在方向と略直交する方向からイオンビームを照射することが好ましい。

さらに、前記イオンビームの照射角度が、前記基板面から５°以上４５°以下であることも好ましい。

イオンビームの照射角度が、基板面から５°以上４５°以下であることの理由は、イオンビームの照射角度が基板面から５°以下の場合、柱状構造物に対するエネルギーの照射密度が小さいため柱状構造物を良好にエッチングできず、形状にバラツキが生じてしまうことである。また、イオンビームの照射角度が基板面から４５°以上の場合、柱状構造物に対するエネルギーの照射が大きいため柱状構造物の形状が壊れてしまうことである。よって、本発明のように、イオンビームの照射角度を基板面から５°以上且つ４５°以下とすることによって、柱状構造物に対して良好なエッチングを施すことができ、適切な液晶配向規制力を有した配向膜を得ることができる。

本発明の液晶装置の製造方法は、上記のような配向膜の製造方法を備えていることを特徴とする。
本発明の液晶装置の製造方法によれば、耐久性に優れ、且つ適切な配向規制力を発揮する異方性に優れた微細な凹凸形状を有する無機の配向膜を得ることができ、信頼性及び表示品位の高い液晶装置を製造することができる。

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。

図１は、本発明の一実施形態である液晶装置の全体構成を示す平面図である。図２は、本実施形態の液晶装置の画像表示領域にマトリクス状に配置された複数の画素の等価回路図である。また、図３は素子基板に形成された複数の画素の平面図である。図４（ａ）は液晶装置の断面構成を模式的に示す図であり、図４（ｂ）は配向膜の断面構成を模式的に示す要部拡大図である。本実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴという）素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置を例にして説明する。

液晶装置１００は、図４（ａ）に示すように、素子基板（第１基板）１０と、素子基板１０に対向配置された対向基板（第２基板）２０と、素子基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層５０とを備えている。そして図１に示すように、液晶装置１００は、素子基板１０及び対向基板２０をシール材５２によって貼り合わせており、液晶層５０（図４（ａ）参照）をシール材５２で区画された領域内に封止している。シール材５２の内周に沿って周辺見切５３が形成されており、周辺見切５３で囲まれた平面視（対向基板２０側から素子基板１０を見た状態）で矩形状の領域を画像表示領域１０ａとしている。

また、液晶装置１００は、シール材５２の外側領域に設けられたデータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４と、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４と導通する接続端子１０２と、走査線駆動回路１０４を接続する配線１０５とを備えている。

液晶装置１００の画像表示領域１０ａには、図２に示すように、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されている。各々の画素領域に対応して、画素電極９と、画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０とが設けられている。図１に示した画像表示領域１０ａにはまた、複数のデータ線６ａと走査線３ａとが格子状に延びて形成されている。

図１及び図２に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０のソースにデータ線６ａが電気的に接続されており、ゲートには走査線３ａが電気的に接続されている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０のドレインは画素電極９と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Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０４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Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ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Ｓ１〜Ｓｎ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Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が走査信号Ｇ１〜Ｇｍ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Ｓ１〜Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、液晶層５０（図４（ａ）参照）を介して画素電極９に対向配置された後述する共通電極との間で一定期間保持される。

ここで、保持された画像信号Ｓ１〜Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が接続されている。蓄積容量７０は、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

次に、図３に基づいて、本実施形態の透過型の液晶装置１００の平面構造について説明する。
図３に示すように、素子基板１０上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素部であり、マトリクス状に配置された各画素部毎に表示を行うことが可能な構造になっている。

データ線６ａは、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。

また、容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図３中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。容量線３ｂの突出部と遮光膜１１ａとがコンタクトホール１３を介して電気的に接続され、後述する蓄積容量を形成している。

図４（ａ）に示すように、本実施形態の透過型の液晶装置１００においては、素子基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、初期配向状態が水平配向を呈する誘電異方性が正の液晶分子からなるもので、液晶装置１００は水平配向モードの表示装置である。すなわち、本実施形態の液晶装置１００では、誘電異方性が正の液晶分子からなる液晶層５０が一対の基板１０，２０間に挟持されている。

素子基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成された画素電極９、配向膜４０（無機配向膜と呼ぶこともある）を主体として構成されており、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とその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１、配向膜６０（無機配向膜と呼ぶこともある）とを主体として構成されている。また、素子基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。

また、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。

また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。

素子基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、素子基板１０を透過し、素子基板１０の図示下面（素子基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、素子基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。

また、素子基板１０の液晶層５０側には、画素電極９を含んで全面に配向膜４０が形成されている。配向膜４０は、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を所定の方向に制御するものである。本実施形態の配向膜４０は、液晶層５０の液晶分子を素子基板１０の基板面方向（基板面と平行な方向）に対して所定のプレチルト角を持って一様に配向するような配向規制力を有する膜である。

なお、画素電極９に電圧が印加された場合には、画素電極９上の液晶分子の配列が変化することによって表示が行われるが、画素電極９同士の間に位置する液晶分子は、表示に寄与しない。

他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層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に侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。

さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側にはＳｉＯ２等の無機膜からなる配向膜６０が形成されている。

この配向膜６０は、電圧無印加時において、液晶層５０の液晶分子を素子基板１０の基板面方向（基板面と平行な方向）に一様に配向するような配向規制力を有する膜であり、先に述べた配向膜４０の配向規制方向と略直交する方向に液晶を配向するよう機能する。

以下に、本実施形態の配向膜４０，６０の構成について詳しく説明する。
図４（ｂ）は、凸部５４の構造を模式的に示す斜視図である。
図４（ｂ）に示すように、配向膜４０，６０は、基板面に対して所定方向に傾くように配向した複数の柱状構造物５５を有する下地層５７と、柱状構造物５５の異方軸（図中の実線矢印で示す）に対して直交する方向に長軸を沿わせた凸部５４を有する最表層５８と、を有してなる多孔質構造をなす無機膜（以下、無機多孔質膜５６と称する）から構成されている。凸部５４は、柱状構造物５５の異方軸に対してほぼ直交する方向で隣り合う複数の柱状構造物５５の先端の凸部同士が結晶化することにより形成され、その長手方向が柱状構造物５５の異方軸に対して略直交する方向に沿っている。換言すると、平面的に見て柱状構造物５５の延在方向に対してほぼ直交する方向に、凸部５４の長軸が位置する。なお、柱状構造物５５の延在方向は、基板面に垂直な方向から柱状構造物５５に対して光を投射した場合に、投影された柱状構造物５５の影の長軸方向に一致する。
なお、柱状構造物５５の異方軸は、平面視（基板面の方位角方向）において、複数の柱状構造物５５の長軸の平均的な延在方向を示す。また、下地層５７と最表層５８とはその境界がはっきりとしたものではない。

また、図４（ｂ）は、凸部５４の構造を模式的に示すものであり、柱状構造物５５の配置に規則性はなく、また、凸部５４を構成する柱状構造物５５の数も任意である。さらに、凸部５４の形状は、長軸と短軸を有していれば良く、例えば、長軸方向の断面が楕円形状となる形状であっても良い。

最表層５８には、上記した凸部５４が基板面上にランダムに形成されており、基板の面方向において凸部５４の短軸方向Ｔよりも長軸方向Ｓの方が平均的に多く存在する。したがって、液晶分子５１はこのような凸部５４Ｓに沿って配向することになる。

このような配向膜４０，６０により、液晶分子５１が配向膜４０，６０に基づいて各基板本体１０Ａ，２０Ａの基板面に対して略水平に、且つ柱状構造物５５の異方軸に対して略直交する方向に一様に配向される。

なお、液晶分子５１が素子基板１０の基板面に平行な場合のプレチルト角を０°とし、液晶分子５１が素子基板１０の基板面に垂直な場合のプレチルト角を９０°とした場合に、配向膜４０，６０によって配向規制される液晶分子５１のプレチルト角が１０°より小さく０°より大きくなれば良い。また、１０°以上のプレチルト角を必要とする場合など、プレチルト角の調整には、シランカップリング剤のような表面処理材料を用いても良い。

（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態の液晶装置１００の製造方法について説明する。
本実施形態の液晶装置１００の製造方法は、配向膜４０，６０の形成方法に特徴があるため、その他の素子や電極の形成方法は省略する。

まず、素子基板１０を作成する。
ここでは、ガラス等からなる透光性の基板本体１０Ａ（基板本体２０Ａ）を用意し、これに走査線３ａ、データ線６ａ、及び画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０等を公知の方法で形成する。続いて、基板本体１０Ａ上にスパッタ法若しくは蒸着法によりＩＴＯを成膜し、マスクエッチングによりＩＴＯ膜をマトリクス状にパターニングして画素電極９とする。

次に、画素電極９上に配向膜４０を形成する。
ここでまず、アモルファス層からなる多孔質の無機多孔質膜５６を形成する。具体的には、配向性能を付与すべく無機材料としてのＳｉＯ２を斜方蒸着法により画素電極９上に所定の膜厚で成膜するものとする。

なお、無機材料としてはＳｉＯ_２の他に、例えば、ＳｉＯのようなシリコン酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_３、ＷＯ_３、ＣｒＯ_３、ＨｆＯ_２、Ｔｉ_３Ｏ_５、ＮｉＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の金属酸化物が挙げられ、これらのうちの１種類又は２種類以上を組み合わせて用いることができるが、特に、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３またはＺｒＯ_２を主成分とするものが好ましい。

図５は本発明における成膜装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
この成膜装置３００は、液晶装置の構成部材となる基板本体１０Ａの表面に、無機材料からなる異方性を有した多孔質膜を形成するためのもので、真空チャンバによって形成される成膜室３０３と、蒸着部３と、この蒸着部３と基板本体１０Ａとの間に配設される遮蔽板３４、及び蒸着流制御部材３５と、を備えて構成されたものである。

成膜装置３００は、成膜室３０３中にＳｉＯ等の蒸着源３０２を具備している。蒸着源３０２の斜め上方に基板本体１０Ａが設置されるようになっており、成膜室３０３内において基板本体１０Ａは、蒸着源３０２からの蒸着流３０５の射出方向に対して斜めに設置される。本実施形態の成膜室３０３内には、基板本体１０Ａを保持するステージ３０１が設けられており、基板本体１０Ａを、その蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を維持しつつ水平方向に平行移動とするものである。さらに、不図示の加熱手段により基板本体１０Ａを加熱可能となっている。

遮蔽板３４は、成膜室３０３内の基板側に固定されるもので、金属やセラミックス、樹脂等によって形成されたものである。この遮蔽板３４には、適宜な幅のスリット状の開口部１１が形成されている。この開口部１１は、蒸着源３０２からの配向膜材料の昇華物（蒸着物）を、基板本体１０Ａに選択的に蒸着させるためのものである。また、この開口部１１は、その内部に臨む基板本体１０Ａの蒸着面を、蒸着源３０２に対して所定の角度範囲にするように形成配置されている。これによって配向膜材料の昇華物は、基板本体１０Ａの蒸着面に対して、所定の角度で斜方蒸着するようになっている。

成膜装置３００では、蒸着源３０２から、配向膜材料の昇華物を、主に図５中の二点鎖線で示す方向に出射するようになっている。ただし、配向膜材料の昇華物は、その流れ方向が不図示のルツボの開口に制限されるものの、ある程度の距離を流れるとその先では蒸着源３０２を中心にして放射状に広がって流れてしまう。

そこで本実施形態においては、この蒸着源３０２からの配向膜材料の昇華物の流れ、すなわち蒸着源３０２の昇華方向を、後述する遮蔽板３４の開口部１１とその近傍に規制するべく、蒸着源３０２の近傍に上記した蒸着流制御部材３５を配設するものとする。蒸着流制御部材３５は、図５に示すように基板本体１０Ａと蒸着源３０２との間の蒸着源３０２側に固定されるもので、適宜な幅のスリット状の開口部３８を有したものである。この開口部３８は、蒸着源３０２と後述の遮蔽板３４の開口部１１とを結ぶ位置に形成配置されたもので、これによって蒸着源３０２の昇華方向を、遮蔽板３４の開口部１１とその近傍に規制する。

なお、遮蔽板３４の開口部１１は、蒸着源３０２と開口部３８とを結ぶ直線の延長上にほぼ配設されている。このような構成のもとに蒸着源３０２からの昇華物は、開口部３８で規制されたことにより、成膜室３０３内を放射状に広がることなく、開口部１１とその近傍のみに向けて流れるようになっている。

一方、遮蔽板３４自体は、基板本体１０Ａの蒸着面側を覆うことで、開口部１１によって規定された成膜領域以外の、非配向膜形成領域を覆い、この領域への配向膜材料の蒸着を阻むようになっている。ただし、基板本体１０Ａは開口部１１に対して移動することから、基板本体１０Ａの成膜領域（配向膜形成領域）を、時間をずらしつつ全て開口部１１内に臨ませることで、この成膜領域の全面に無機材料を斜方蒸着させることができるようになっている。

上記構成の成膜装置３００を用いた無機多孔質膜５６の製造方法について述べる。
基板本体１０Ａ（２０Ａ）を、蒸着流３０５に対して所定方向となるように成膜装置３００内に配置する。この状態で、蒸着源３０２に設けられた加熱手段３０７により無機酸化物を加熱して蒸発（気化）させる。そして、図５の二点鎖線で示すように、蒸着源３０２から昇華した無機材料、つまり無機酸化物の蒸発粒子が、開口部１１，３８を介して基板本体１０Ａの蒸着面（配向膜４０を形成する面）に到達し、基板本体１０Ａに対して略一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射する。なお、このとき基板本体１０Ａを前述した加熱手段により所定の温度に加熱するとともに、ステージ３０１により所定の速度で平行移動させる。そうすると、基板本体１０Ａには無機材料が基板面に対して斜め方向に傾斜して柱状に堆積していく。そして、図６（ａ）に示すように、柱状構造物５５が基板本体１０Ａの表面に無数に形成されることにより、無機多孔質膜５６が得られることとなる。このように柱状構造物５５が所定の傾斜角度θ４（図６（ｂ）の破線矢印Ｐで示す蒸着方向における基板面に対する柱状構造物５５の傾斜角度）で形成され、最終的に無機多孔質膜５６が形成される。

多孔質構造をなす無機多孔質膜５６の平均細孔径は、図５に示した蒸着源３０２から気化した無機酸化物が基板本体１０Ａの表面に到着した際に形成される柱状構造（カラム構造）の状態にも大きく依存しており、蒸着時の成膜室３０３内の真空度、蒸着レート、基板の温度（基本温度）、蒸着角度θ２等の各種条件を適宜設定することにより調整することができる。蒸着時の成膜室３０３内の真空度は、１×１０−５〜５×１０−１Ｐａ程度であるのが好ましく、５×１０−５〜５×１０−２Ｐａ程度であるのがより好ましい。

なお、シリコン酸化物からなる無機多孔質膜５６の場合、その蒸着角度θ２に応じて、異なる方向性を有する斜方蒸着膜が形成される。本実施形態の場合、上記蒸着角度θ２は４０°〜８５°程度であるのが好ましく、４０°〜８０°程度であるのがより好ましい。

また、蒸着角度θ２や蒸着距離Ｌ、遮蔽板３４の厚みや開口部１１の大きさなどによって、柱状構造物５５の方向均一性を調整することができる。さらに、蒸着角度θ２によって、柱状構造物５５と基板面との傾斜角度θ４や無機多孔質膜５６の表面積を調整することができる。

次に、無機多孔質膜５６に異方性エッチングを施して配向膜４０（６０）を形成する。
配向膜４０，６０の配向処理は、多孔質構造の無機多孔質膜５６に異方性エッチングを施すものである。
ここでは、例えばイオンビームなどの指向性を有するビームを無機多孔質膜５６の表面部に所定方向から照射して配向処理を行う。本実施形態では、図７（ａ），（ｂ）に示すように、無機多孔質膜５６における柱状構造物５５の異方軸（破線矢印Ｐで示す蒸着方向）と略直交する方向（矢印ＩＢで示す方向））からイオンビームを照射することにより、一軸配向性に優れた微細な配向構造を有する配向膜４０，６０を容易に形成することができる。

ここで、図８に示すように、イオンビームの照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの入射角度）は、無機多孔質膜５６の面方向に対して５°以上４５°以下の角度となっている。無機多孔質膜５６の面方向に対して５°以下の角度からイオンビームの照射を行うと、図７（ａ）に示したような柱状構造物５５の先端部分を所望とする形状に結晶化することができない。そのため、無機多孔質膜５６の表面、つまり配向膜４０，６０の最表層の削れ方にバラツキが出てしまう。また、無機多孔質膜５６の面方向に対して４５°以上の角度からイオンビームの照射を行うと、柱状構造物５５の形状が壊れてしまう。このようなことから、イオンビームの照射角度θ３を無機多孔質膜５６の面方向に対して５°以上４５°以下の角度とすることにより、図７（ａ）に示したような柱状構造物５５の先端部分を所望とする形状に結晶化することができる。これにより、液晶分子の配向を所定の方向に規制する所望の配向規制力が付与された配向膜４０，６０を得ることができる。

具体的には、図７（ａ）に示すように、配向膜４０，６０の最表層５８に図中の矢印ＩＢで示す方向からイオンビームを照射することによって、無機多孔質膜５６の柱状構造物５５の先端の凸部同士がイオンビームの照射方向と概略平行な方向に数個ずつ結晶化して連結し、同方向に長軸を沿わせた凸部５４が形成される。斜方蒸着により形成された無機多孔質膜５６は、図６（ｃ）に示すように、基板の面方向において隣なり合う柱状構造物５５同士の間隔Ｍ２よりも、蒸着方向に略直交する方向において隣り合う柱状構造物５５同士の間隔Ｍ１の方が平均的に近接した構造となっている。そのため、無機多孔質膜５６の蒸着方向、すなわち、無機多孔質膜５６の柱状構造物５５の異方軸に略直交する方向からイオンビームを照射することにより、隣り合う柱状構造物５５の先端の凸部同士が結晶化し易く、少ない照射エネルギーでエッチング（結晶化）できる。凸部５４は、基板の面方向にランダムに形成される。液晶分子は、このような凸部５４における長軸方向Ｓに沿って配向する。

本実施形態においては、異方性を有した多孔質無機膜からなる無機多孔質膜５６にイオンビームを照射することによって、上述したような液晶分子の配向を所定の方向に規制する所望の配向規制力が付与された配向膜４０，６０を得ることができる。

このようにして、配向膜４０を設けた素子基板１０と配向膜６０を設けた対向基板２０とを対向配置し、相互間に液晶層を挟持させることによって、図４に示すような本実施形態の液晶装置１００を得る。

以下に、本実施形態の配向膜と従来の配向膜との違いについて述べる。

図９は、ゾルゲル法によって作成した等方性の多孔質膜にイオンビーム照射を行った後の表面を模式化した図、図１０は、斜方蒸着法によって作成したある方向性を有する無機多孔質膜５６にイオンビーム照射を行った後の表面を模式化した図である。さらに、図１１は、イオンビーム照射前の無機多孔質膜の表面を模式化した図である。なお、各図において、無機多孔質膜５６の柱状構造物５５の異方軸を破線矢印Ｐで示し、イオンビームの照射方向を実線矢印ＩＢで示している。

通常、イオンビーム照射など大きなエネルギーを多孔質構造の無機多孔質膜に照射すると、膜を構成する微粒子のマイグレーションによる形状変化とともに微粒子の膜外除去（エッチング）が生ずる。

従来、ゾルゲル法によって作成した比較的膜密度の小さい等方性多孔質膜６９にイオンビームを照射して異方性エッチングを行うためには、膜を構成する分子１ケあたりに換算すると比較的大きなエネルギーが必要であった。その結果、図９に示すように、等方性多孔質膜６９からなる配向膜上に数百ｎｍオーダーの凹凸形状が形成される。（このとき、等方性多孔質膜６９に対して小さいエネルギーで照射を行うと異方性が十分に得られず、等方的な表面形状になってしまう。）このような数百ｎｍオーダーの凹凸形状の配向膜を用いた場合、液晶層を構成する液晶分子の配向秩序度が低い。巨視的には液晶分子が一様に配向しているように見えるが、微視的に見るとその液晶配向方向は一様ではなく大きなばらつきが見られる。そのため、上記したような等方性多孔質膜６９からなる配向膜の液晶配向規制力は小さいものとなる。

一方、本実施形態のように、異方性を持った比較的膜密度の高い多孔質膜（無機多孔質膜５６）にイオンビーム照射を行う場合には、膜を構成する分子１ケあたりに換算すると少ないエネルギーで無機多孔質膜５６の表面部に凹凸形状が得られる。イオンビームは、無機多孔質膜５６の柱状構造物５５の異方軸（図中の矢印Ｐ方向）に略直交する方向（図中の矢印ＩＢ方向）から照射する。すると、図１０に示すような微細な異方性を持った凹凸形状（数十ｎｍオーダー）が得られる。したがって、微視的に見ても液晶分子の配向方向のバラツキが小さく押さえられ、適度な液晶配向規制力を得ることができる。

このように、本発明の方法によれば、形成される配向膜４０，６０の表面を一軸配向性に優れた微細な配向構造（凹凸構造）とすることができる。すなわち、耐光性や耐熱性に優れ、かつ液晶配向秩序度の高い配向膜４０，６０を容易に形成ことができる。したがって、良好な配向特性と高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置１００を容易に製造することができる。

なお、図１１に示すように、無機多孔質膜５６にイオンビームを照射する前の表面は、柱状構造物の先端が点状に見えている。ここでは、無機多孔質膜５６の表面上に凹凸は殆どなく、略フラットに近い状態であって液晶配向規制力に乏しい。そのため、上述したように、無機多孔質膜５６にイオンビームを照射して異方性エッチングを施すことによって表面上に凹凸形状が形成されるので、液晶の配向規制力を高めることができる。

次に、本発明に係る液晶装置の製造方法について実施例を用いて具体的に説明する。
まず、以下のようにして無機多孔質膜を得た。
表１は、斜方蒸着法による多孔質膜（無機多孔質膜）の形成条件を示すとともに、ゾルゲル法による多孔質膜との比較を示す表である。表１に基づいて無機多孔質膜の形成における実施例及び比較例について説明する。以下の説明において図５を適宜参照するものとする。

（実施例１）
表１に示す実施例１において、図５に示すように、珪素酸化物（ＳｉＯ２）からなる蒸着材料を真空度１．２×１０−２Ｐａに設定された成膜室３０３内で蒸発させた。基板Ｗは蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を４５°とした状態で成膜室３０３内に保持し、温度が５５℃となるよう加熱しておく。本実施例における基板Ｗに対する蒸着材料の蒸着レートは８Å／ｓｅｃである。このような条件のもとで斜方蒸着法による成膜を行い、平均膜厚が７５０Å、基板面に対する柱状構造物の角度θ４が７５°の無機多孔質膜を得た。

（実施例２）
表１に示す実施例２において、ＳｉＯ２からなる蒸着材料を真空度４．０×１０−３Ｐａに設定された成膜室３０３内で蒸発させた。基板Ｗは蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を５２．５°とした状態で成膜室３０３内に保持し、温度が５５℃となるよう加熱しておく。本実施例における基板Ｗに対する蒸着材料の蒸着レートは１５Å／ｓｅｃである。このような条件のもとで斜方蒸着法による成膜を行い、平均膜厚が７５０Å、基板面に対する柱状構造物の角度θ４が６６°の無機多孔質膜を得た。

（実施例３）
表１に示す実施例３において、珪素酸化物（ＳｉＯ）からなる蒸着材料を真空度８．０×１０−３Ｐａに設定された成膜室３０３内で蒸発させた。基板Ｗは蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を５０°とした状態で成膜室３０３内に保持し、温度が６０℃となるよう加熱しておく。本実施例における基板Ｗに対する蒸着材料の蒸着レートは１５Å／ｓｅｃである。このような条件のもとで斜方蒸着法による成膜を行い、平均膜厚が６００Å、基板面に対する柱状構造物の角度θ４が６２°の無機多孔質膜を得た。

（実施例４）
表１に示す実施例４において、ＳｉＯからなる蒸着材料を真空度１．０×１０−２Ｐａに設定された成膜室３０３内で蒸発させた。基板Ｗは蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を５２．５°とした状態で成膜室３０３内に保持し、温度が６０℃となるよう加熱しておく。本実施例における基板Ｗに対する蒸着材料の蒸着レートは１５Å／ｓｅｃである。このような条件のもとで斜方蒸着法による成膜を行い、平均膜厚が６００Å、基板面に対する柱状構造物の角度θ４が７０°の無機多孔質膜を得た。

（実施例５）
表１に示す実施例５において、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる蒸着材料を真空度１．０×１０−５Ｐａに設定された成膜室３０３内で蒸発させた。基板Ｗは蒸着角度θ２（基板法線方向と蒸着流との成す角度）を５２．５°とした状態で成膜室３０３内に保持し、温度が８０℃となるよう加熱しておく。本実施例における基板Ｗに対する蒸着材料の蒸着レートは４Å／ｓｅｃである。このような条件のもとで斜方蒸着法による成膜を行い、平均膜厚が４５０Å、基板面に対する柱状構造物の角度θ４が７２°の無機多孔質膜を得た。

（比較例１）
表１に示す比較例１において、ＳｉＯ２からなる蒸着材料を、化合物の加水分解・重縮合により複合酸化物を形成するゾルゲル法によって基板Ｗ上に成膜すると、平均膜厚が１０００Åの等方性無機膜となった。ゾルゲル法は、水、あるいは有機溶媒に所望の元素の有機化合物を溶かし込んだものを出発原料とし、これをゾルと呼ぶ。これを基板Ｗ上にスピンコート法などで塗布した後に、乾燥工程を経て、ゲル状の膜を得て、さらに最終的に熱処理を行い結晶化した膜を得るものである。蒸着法とゾルゲル法を比較すると、ゾルゲル法は、成膜レートの観点からは好ましいが、密着性の点では蒸着法に劣る。また、蒸着法による成膜に比べて膜密度が小さい膜が形成される。

上記の各実施例及び比較例の条件下では、斜方蒸着法によって形成した実施例１〜５の多孔質膜の方が、ゾルゲル法によって形成した比較例１の多孔質膜よりも薄く、膜密度の高い膜が形成できた。

以下に本発明に係る配向膜の製造方法において、無機配向膜の実施例及び比較例について説明する。表２は、イオンビームによる異方性エッチングの照射条件を示すとともに、その比較例を示すものである。なお、各実施例及び比較例において表２に示すイオンビーム照射条件を用いた。

次に、以下のようにして無機配向膜を得た。
表２に基づいて無機配向膜の形成における実施例及び比較例について説明するとともに、図８を適宜参照するものとする。
なお、表２では表１に示した実施例１〜５のうちのいずれかの無機多孔質膜を用いて各試験を行っている。

イオンビーム照射は、ＡＥ機器エンジニアリング社製イオンビームミリング装置（フィラメントバケット型、イオン源サイズ２５０ｍｍφ）を用いて配向処理を行った。まず、チャンバ内の公転、傾斜、揺動、静止等が可能な基板ホルダーに、無機多孔質膜５６（斜方蒸着膜）が形成された基板を設置し、照射されるイオンビームによって最適な液晶配向特性が得られるように基板ホルダーの位置・角度等を調整したのち、アルゴンイオンビームを照射した。図８に示したように、イオンビーム入射角度θ３は、基板面からの角度であり、先に述べたように入射角度θ３は、５°〜４５°程度が好ましく、１０°〜３５°程度であるのがより好ましい。

イオンビームの照射条件の一例を示す。
イオンビームの引出電圧（Ｖ）を３００Ｖ、ビーム電流値２００ｍＡ、チャンバ内圧力２．０×１０−４（Ｔｏｒｒ）の条件で、斜方蒸着膜の蒸着方向（カラム傾斜方向）に対して直交方向からイオンビームを照射する。イオンビーム照射角度θ３、照射時間は適宜設定されるものとする。
このようにして、無機多孔質膜（斜方蒸着膜）の最表面上に、多数の微細な細長い凹凸形状を有する無機配向膜を得る。

以下の各実施例では、多孔質の無機多孔質膜が形成された基板を用い、基板上の無機多孔質膜に異方性エッチングを施して、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸とは異なる異方性を有する無機配向膜を得る。
（実施例１）
表２に示す実施例１において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（実施例２）
表２に示す実施例２において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を１５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（実施例３）
表２に示す実施例３において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を３０°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（実施例４）
表２に示す実施例４において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を４５°、照射時間を２０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（実施例５）
表２に示す実施例５において、イオンビーム照射の方位角を８５°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２０°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例１）
表２に示す比較例１において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を７５°、照射時間を１５ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例２）
表２に示す比較例２において、イオンビーム照射の方位角を９０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例３）
表２に示す比較例３において、イオンビーム照射の方位角を０°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して上記角度方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例４）
表２に示す比較例４において、イオンビーム照射の方位角を４５°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して上記角度方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例５）
表２に示す比較例５において、イオンビーム照射の方位角を７５°、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２５°、照射時間を６０ｓｅｃとした条件で、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

（比較例６）
表２に示す比較例６において、イオンビーム照射角度θ３（基板面に対するイオンビームの照射角度）を２０°、照射時間を３０ｓｅｃとした条件で、ゾルゲル法により成膜した等方性無機膜に対してイオンビームを照射して無機配向膜を得た。

次に、以下のようにして液晶装置を得た。
前工程のイオンビーム照射により配向処理を施した素子基板と対向基板を用意した。一方の無機配向膜付き基板の無機配向膜の外周部に沿って、液晶注入口に対応する部分を除いて、熱硬化型接着剤（日本化薬社製、「ＭＬ３８０４Ｐ」）を印刷した。なお、この熱硬化型接着剤は、直径約３μｍのシリカ球を混合したエポキシ樹脂を主材料とするものである。そして、無機配向膜付き基板を、８０℃で１０分間加熱することによって、熱硬化型接着剤中の溶媒を除去した。次に、この熱硬化型接着剤が印刷された無機配向膜付き基板と、他方の無機配向膜付き基板を、無機配向膜側を内側にし、かつ、無機配向膜の配向方向が９０°となるように配置した。そして、この２枚の基板を、クリップで圧着しながら１５０℃×１時間加熱することにより貼り合わせた。

次に、無機配向膜同士の間の空間に、液晶注入口からフッ素系の正の誘電異方性液晶（メルク社製、商品名「ＭＪ９９２４７」）を真空注入法により注入した。その後、液晶注入口に、アクリル系のＵＶ接着剤（スリーボンド社製、商品名「ＴＢ３０２６Ｅ」）を供給し、波長３６５ｎｍのＵＶを３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射することにより、液晶注入口を封止した。このようにして、無機多孔質膜を用いた液晶装置を作成した。

次に、プレチルト角測定および配向秩序度評価を行った。
先に述べた各実施例および各比較例で製造した液晶装置について、液晶のプレチルト角をそれぞれ測定した。このプレチルト角の測定は、各液晶装置に対して、入射角度を変化させながら光を入射し、その反射光の角度変化を観測するクリスタルローテーション法により行った。
一方、配向秩序度評価は、偏光軸を直行させた２枚の偏光板の間に、前記と同じイオンビーム照射条件で作成したテスト基板をアンチパラレルに組んだ液晶装置を挿入し、当該液晶装置を回転させて透過する光（漏れ光）が最小となるようにして、赤色レーザー光強度としてフォトセンサーで測定した。この測定法において、漏れ光が０以上〜３未満を「◎」、４以上６未満を「○」、６以上１０未満を「△」、１０以上を「×」、として評価した。これにより、漏れ光が６未満において配向秩序度が良好であり、１０以上の場合は配向秩序度が悪いと判断した。

表２には、各実施例および各比較例で得た液晶装置における液晶のプレチルト角及び配向秩序評価を示した。表２に基づいて、液晶装置における実施例及び比較例の評価結果について説明する。

実施例１はプレチルト角が３°、実施例２はプレチルト角が２°、実施例３はプレチルト角が４°、実施例４はプレチルト角が２°、実施例５はプレチルト角が２．５°であった。

比較例１はプレチルト角が０．３°、比較例２はプレチルト角が１．１°、比較例３はプレチルト角が０．１°以下、比較例４はプレチルト角が０．１°以下、比較例５はプレチルト角が０．６°であった。なお、比較例６のゾルゲル膜を備えた液晶装置では、プレチルト角が２．５°であった。

表２において、上記した実施例及び比較例のうち比較例３及び比較例４を除いて、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸（傾斜方向）に対して略直交方向からイオンビームを照射した場合に液晶を一軸配向させることのできる無機配向膜を得ることができた。しかしながら、比較例３及び比較例４では、イオンビーム照射方位角が０°、４５°となっており、無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸に対して直交する方向以外の方向からイオンビームを照射したために、液晶を一軸配向させる所望の無機配向膜を得ることができなかった。以上のことから、イオンビーム照射の方位角、つまり基板の面方向における無機多孔質膜の柱状構造物の異方軸に対するイオンビームの照射角度は、上記異方軸に対して８５°から９０°の範囲内であることが好ましい。

また、表２に示すように、無機多孔質膜を備えた実施例１〜５の液晶装置は、いずれも、比較例１〜６の液晶装置に対して、漏れ光が少なく、配向秩序度が良好ということが明らかとなった。また、比較例１〜６の液晶装置は、いずれも、漏れ光が多く、配向秩序度が悪いということが明らかとなった。

実施例１〜５の液晶装置は、いずれもプレチルト角が２°以上で漏れ光も少ないことから、電圧印加時における液晶配向の応答性が良い。一方、比較例１〜５の液晶装置は、いずれもプレチルト角が２°未満であり、かつ漏れ光が多く、配向秩序度の評価が悪くなっている。また、比較例６の液晶装置は、プレチルト角が２．５°であり、実施例５の液晶装置と同等のプレチルト角となっている。しかしながら、上述したように本発明の無機多孔質膜を備えた実施例２の液晶装置よりも、ゾルゲル膜を備えた比較例６の液晶装置の方が配向秩序度が劣ることが明らかとなった。これにより、ゾルゲル膜よりも本発明の無機多孔質膜の方が高い液晶配向規制力が得られることが判明した。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一例として、図１２に概略構成を示すプロジェクタを挙げて説明する。図１２に示すプロジェクタ８００は、上述した各実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。

図１２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、８３１〜８３６は光変調手段に備えられた偏光板等の光学素子である。

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。
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射され、光学素子８３１を透過して赤色光用光変調手段８２２に入射する。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、光学素子８３２を透過して緑色光用光変調手段８２３に入射する。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を透過して導光手段８２１に入射する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。導光手段８２１を透過した青色光は、光学素子８３３を透過して青色光用光変調手段８２４に入射する。

各光変調手段８２２，８２３，８２４により変調された３つの色光は、各々対応する光学素子８３４〜８３６を透過して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。

上記構成を備えたプロジェクタ８００は、各実施形態の液晶装置を光変調手段として備えている。
上述したように各実施形態の液晶装置は、画素領域内の光透過部に配向膜が不要であることから配向膜起因の表示不良や信頼性の低下が生じず、また低消費電力で表示の明るさにも優れたものである。
よって、本発明のプロジェクタ８００は、上記液晶装置を光変調手段として備えているので、信頼性が高く優れた表示特性を備えたものとなっている。

なお、本発明の技術的範囲は、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。例えば、実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では３板式のプロジェクタ（投射型表示装置）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。

また、本発明の液晶装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、上述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。

第１実施形態の液晶装置の全体構成図。 第１実施形態の液晶装置の等価回路図。 第１実施形態の液晶装置の複数の画素を示す平面図。 （ａ）図３のＡ−Ａ’断面図、（ｂ）配向膜の概略構成を示す拡大図である。 第１実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。 （ａ）無機多孔質膜の概略構成図、（ｂ）蒸着方向を示す説明図、（ｃ）柱状構造物の配置を示す説明図である。 （ａ）配向膜の概略構成図、（ｂ）イオンビームの照射方向を示す説明図である。 基板面に対するイオンビームの照射角度を示す説明図である。 従来法によるイオンビーム照射後の配向膜表面の観察図である。 本発明におけるイオンビーム照射後の配向膜表面の観察図である。 イオンビームを照射する前の配向膜表面の観察図である。 電子機器の一例であるプロジェクタの概略構成図。

符号の説明

１００…液晶装置、１０…素子基板、２０…対向基板、４０，６０…配向膜、５４…凸部、５５…柱状構造物、５６…無機多孔質膜、５７…下地層、５８…最表層、３００…成膜装置

Claims (8)

1. 対向配置される一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持される液晶層と、
   前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、
   前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、当該無機膜の前記液晶層側の表面に形成された複数の凸部と、を有し、
   平面視において前記凸部が長軸と短軸とを有する形状であることを特徴とする液晶装置。
2. 対向配置される一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持される液晶層と、
   前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、
   前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、前記一方の基板の基板面に対して傾斜する複数の柱状構造物を有してなり、
   前記複数の柱状構造物の前記液晶層側には、複数の凸部が形成されると共に、当該複数の凸部のうち隣り合う少なくとも２つの柱状構造物の凸部同士が結合されており、
   平面視において、前記凸部が結合する方向と、前記複数の柱状構造物の延在方向とが、交差していることを特徴とする液晶装置。
3. 対向配置される一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持される液晶層と、
   前記一対の基板の前記液晶層に接する側の面に設けられた配向膜と、を備え、
   前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に設けられた配向膜が、多孔質構造を有する無機膜によって構成されるとともに、前記一方の基板の基板面に対して傾斜する複数の柱状構造物を有してなり、
   前記複数の柱状構造物のうち隣り合う柱状構造物の前記液晶層側には、当該隣り合う柱状構造物同士にまたがる凸部が形成されていることを特徴とする液晶装置。
4. 対向配置される一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に、前記一方の基板の基板面に対して所定方向に傾斜する複数の柱状構造物を有する無機膜を形成する工程と、
   平面視において前記複数の柱状構造物の延在方向と交差する方向から、前記無機膜にイオンビームを照射する工程と、を有することを特徴とする配向膜の製造方法。
5. 前記無機膜を形成する工程においては、斜方蒸着法によって前記無機膜を形成し、
   前記イオンビームを照射する工程においては、前記無機膜の蒸着方向と交差する方向からイオンビームを照射することを特徴とする請求項４記載の配向膜の製造方法。
6. 前記イオンビームの照射方向と前記延在方向とが交差する角度が、８５°以上９０°以下であることを特徴とする請求項４又は５に記載の配向膜の製造方法。
7. 前記イオンビームの照射角度が、前記基板面から５°以上４５°以下であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の配向膜の製造方法。
8. 請求項４乃至７のいずれか一項の配向膜の製造方法を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。

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