JP2008122660A - 配向膜形成方法および液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】配向膜の耐湿性を向上させる。
【解決手段】無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える無機配向膜16,22を各基板10,20上に形成し、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子をカルボカチオン化し、カルボカチオン化により脱離した陽子と無機配向膜16,22の表面に存在する水酸基とを結合させ、カルボカチオン化された第2級の飽和炭化水素化合物と無機配向膜16,22とを結合させる表面処理を行う。
【選択図】図2
【解決手段】無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える無機配向膜16,22を各基板10,20上に形成し、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子をカルボカチオン化し、カルボカチオン化により脱離した陽子と無機配向膜16,22の表面に存在する水酸基とを結合させ、カルボカチオン化された第2級の飽和炭化水素化合物と無機配向膜16,22とを結合させる表面処理を行う。
【選択図】図2
Description
本発明は配向膜形成方法および液晶装置および電子機器に関する。
従来、例えば液晶装置の液晶分子の配向を制御する配向膜として、有機物からなる配向膜に比べて、耐光性および耐熱性を向上させ、配向不良の発生を抑制した無機材料からなる配向膜が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2004−170744号公報
ところで、上記従来技術の一例に係る無機配向膜において、例えば無機配向膜が酸化珪素から構成されている場合等のように、膜表面に分極した水酸基が存在している状態では、これらの水酸基によって、例えば水等の極性基を有する化合物が吸着され易く、配向膜の耐湿性を向上させることが困難となる虞がある。
このような問題に対して、例えばシランカップリング剤等による表面処理によって、配向膜表面の水酸基の活性を消失させることができる。しかしながら、シランカップリング剤による表面処理が行われた無機配向膜の表面にシロキサン結合(Si−O−Si)が存在する場合には、このシロキサン結合の酸素原子に起因する水素結合性によって無機配向膜表面の撥水性が低下する虞があり、無機配向膜の耐湿性を、より一層、向上させることが望まれている。
このような問題に対して、例えばシランカップリング剤等による表面処理によって、配向膜表面の水酸基の活性を消失させることができる。しかしながら、シランカップリング剤による表面処理が行われた無機配向膜の表面にシロキサン結合(Si−O−Si)が存在する場合には、このシロキサン結合の酸素原子に起因する水素結合性によって無機配向膜表面の撥水性が低下する虞があり、無機配向膜の耐湿性を、より一層、向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、配向膜の耐湿性を向上させることが可能な配向膜形成方法および液晶装置および電子機器を提供することを目的とする。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、この発明の配向膜形成方法は、無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える下地膜(例えば、実施の形態での無機配向膜16,22)を基板(例えば、実施の形態でのTFTアレイ基板10、対向基板20)上に形成し、第2級の飽和炭化水素化合物(例えば、実施の形態での2−メチルペンタン、2−メチルヘプタン、2−メチルオクタン、2−メチルノナン)と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物(例えば、実施の形態でのイミダゾール)とによる気相化学成長法により、前記第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子をカルボカチオン化し、該カルボカチオン化により脱離した陽子と前記下地膜表面に存在する前記水酸基とを結合させ、前記カルボカチオン化された前記第2級の飽和炭化水素化合物と前記下地膜とを結合させて配向膜(例えば、実施の形態での無機配向膜16,22)とする表面処理を前記下地膜に行うことを特徴としている。
上記の配向膜形成方法によれば、基板上に形成され、無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える下地膜に対し、β位の水素を脱離し易い第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理を行うことから、表面処理後の下地膜に酸素原子が含まれることを防止し、酸素原子に起因する水素結合性によって表面処理後の下地膜の表面の撥水性が低下することを防止することができる。
しかも、第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理では、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物を用いることで、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子のカルボカチオン化による陽子の脱離状態を安定に維持することができ、第2級の飽和炭化水素化合物を水素結合的に下地膜の表面に吸着させ易くすることができ、下地膜の表面処理を効率よく行うことができる。
しかも、第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理では、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物を用いることで、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子のカルボカチオン化による陽子の脱離状態を安定に維持することができ、第2級の飽和炭化水素化合物を水素結合的に下地膜の表面に吸着させ易くすることができ、下地膜の表面処理を効率よく行うことができる。
さらに、この発明の配向膜形成方法は、前記下地膜を、斜方蒸着法またはスパッタ法により形成することを特徴としている。
上記の配向膜形成方法によれば、斜方蒸着法により下地膜を形成することにより、成膜分子に過大なエネルギーを与える必要無しに、成膜分子を斜めに整列させることができる。また、スパッタ法により下地膜を形成することにより、成膜分子の基板に対する付着性を向上させることができる。
また、この発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板(例えば、実施の形態でのTFTアレイ基板10、対向基板20)の各内面は無機配向膜(例えば、実施の形態での無機配向膜16,22)を備え、前記無機配向膜は、第2級の飽和炭化水素化合物(例えば、実施の形態での2−メチルペンタン、2−メチルヘプタン、2−メチルオクタン、2−メチルノナン)と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物(例えば、実施の形態でのイミダゾール)とによる気相化学成長法により表面が処理されていることを特徴としている。
上記の液晶装置によれば、基板上に形成され、無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える下地膜は、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により表面が処理されていることから、例えばシランカップリング剤により表面が処理されている場合等のように、表面処理が行われた下地膜の表面に存在する酸素原子に起因する水素結合性によって下地膜の撥水性が低下してしまうことを防止し、液晶装置の耐湿性を向上させることができる。
しかも、相対的に配向規制力が弱い下地膜に対して、第2級の飽和炭化水素化合物とヘテロ環状化合物とによる表面処理を行うことで、配向規制力を向上させることができる。
しかも、相対的に配向規制力が弱い下地膜に対して、第2級の飽和炭化水素化合物とヘテロ環状化合物とによる表面処理を行うことで、配向規制力を向上させることができる。
また、この発明の電子機器は、上述した液晶装置(例えば、実施の形態での液晶装置100)を備えることを特徴としている。
上記の電子機器によれば、電子機器の耐用期間を向上させることができる。
上記の電子機器によれば、電子機器の耐用期間を向上させることができる。
以下、本発明の液晶装置および配向膜形成方法および電子機器の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
(液晶装置)
本実施の形態による液晶装置100は、例えば図1および図2に示すように、対向配置された一対のTFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶50が挟持されて構成されている。
なお、図2は、後述する図4でのA−A’線に沿った断面図である。
TFTアレイ基板10の中央には、例えば図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、例えば図2に示すように、液晶50が封止されている。この液晶50は、TFT基板10の表面上に液晶材料が直接塗布されて形成されたもので、シール材19には液晶材料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、例えば図1に示すように、後述する走査線3a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6a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。
そして、各駆動素子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。
本実施の形態による液晶装置100は、例えば図1および図2に示すように、対向配置された一対のTFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶50が挟持されて構成されている。
なお、図2は、後述する図4でのA−A’線に沿った断面図である。
TFTアレイ基板10の中央には、例えば図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、例えば図2に示すように、液晶50が封止されている。この液晶50は、TFT基板10の表面上に液晶材料が直接塗布されて形成されたもので、シール材19には液晶材料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、例えば図1に示すように、後述する走査線3a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6a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。
そして、各駆動素子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。
また、TFT基板10に貼り合わされる対向基板20には、例えば図2に示すように、共通電極21が形成されている。この共通電極21は、例えば図1に示すように、画像作製領域101の略全域に形成されたもので、共通電極21の4つの隅部には基板間導通部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100が駆動されるようになっている。
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100が駆動されるようになっている。
液晶装置100の画像作製領域101には、例えば図3に示すように、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、画素電極9の側方には、この画素電極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、データ線駆動素子120から画像信号S1,S2,…,Sn(nは任意の自然数)が供給されるようになっている。
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、走査線駆動素子110から所定のタイミングでパルス的に走査信号G1,G2,…,Gm(mは任意の自然数)が供給される。また、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50に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
液晶50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21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50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50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。
また、本実施形態の液晶装置100では、例えば図4に示すように、TFTアレイ基板10上に、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide;以下ITOと呼ぶ)等の透明導電性材料からなる矩形状の輪郭部9aを有する画素電極9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および走査線3aおよび容量線3bが設けられている。
この液晶装置100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。
この液晶装置100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。
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の後述するソース領域には、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の後述するドレイン領域には、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。
例えば図2に示すように、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と、基板本体10Aの内側に形成されたTFT素子30と、画素電極9と、無機配向膜16などを主体として構成されている。
また、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、基板本体20Aの内側に形成された共通電極21と、無機配向膜22などを主体として構成されている。
また、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、基板本体20Aの内側に形成された共通電極21と、無機配向膜22などを主体として構成されている。
TFT基板10の表面には、第1遮光膜11aおよび第1層間絶縁膜12が形成されている。そして、第1層間絶縁膜12の表面に半導体層1aが形成され、この半導体層1aを中心としてTFT素子30が形成されている。半導体層1aにおける走査線3aとの対向部分にはチャネル領域1a’が形成され、その両側にソース領域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。
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およびデータ線6aの表面には、第3層間絶縁膜7が形成されている。そして、第3層間絶縁膜7の表面に画素電極9が形成され、この画素電極9は、第2層間絶縁膜4および第3層間絶縁膜7に形成されたコンタクトホール8を介して、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。
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、この誘電体膜の表面に容量線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、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’および低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するものである。
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’および低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するものである。
また、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および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。
ここで、TFT基板10側の無機配向膜16および対向基板20側の無機配向膜22には、後述するように、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により、表面処理が施されており、各無機配向膜16,22の表面に配置される液晶50の配向が所定方向に規制されるようになっている。
そして、表面処理が施された無機配向膜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によって封止されている。
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100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、この偏光板18の透過軸が無機配向膜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、この偏光板28の透過軸が無機配向膜22の配向規制方向と略一致するように配置されている。
(配向膜形成方法)
本実施の形態による液晶装置100は上記構成を備えており、次に、この液晶装置100の各無機配向膜16,22の形成方法について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による液晶装置100は上記構成を備えており、次に、この液晶装置100の各無機配向膜16,22の形成方法について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、各基板10,20上に斜方蒸着法によりSiO2またはSiO等の珪素酸化物からなる各無機配向膜16,22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16,22を形成しているが、これに限定されず、他の方法として、例えば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、またはゾルゲル法、または自己組織化法等の方法を採用することができる。
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16,22を形成しているが、これに限定されず、他の方法として、例えば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、またはゾルゲル法、または自己組織化法等の方法を採用することができる。
ここで、各無機配向膜16,22を形成する蒸着装置40は、例えば図5(a)に示すように、無機配向膜材料の蒸気流を発生させる蒸着源512と、各基板10,20を保持する保持機構514とを備えている。各基板10,20は、蒸着源512と各基板10,20の基板面重心位置とを結ぶ基準線X1と、各基板10,20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。
これにより、例えば図5(a),(b)での矢印Y1により示すように、蒸着源512から発生した無機材料の進行方向、すなわち無機材料の放出方向と、各基板10,20において配向膜が形成される基板面とのなす角度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16,22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°未満に設定されている。
これにより、例えば図5(a),(b)での矢印Y1により示すように、蒸着源512から発生した無機材料の進行方向、すなわち無機材料の放出方向と、各基板10,20において配向膜が形成される基板面とのなす角度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16,22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°未満に設定されている。
この蒸着装置40を用いて各基板10,20上に斜方蒸着を行うと、例えば図5(b)での矢印Y1により示すように、蒸着源512から昇華した配向膜材料が各基板10,20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、各基板10,20に配向膜材料が斜め柱状に堆積し、無機材料の柱状構造体が形成される。つまり、本実施形態において無機配向膜16,22は、各基板10,20の表面に無数に形成された柱状構造体により構成されている。
これにより、図5(a)に示すように、各基板10,20に配向膜材料が斜め柱状に堆積し、無機材料の柱状構造体が形成される。つまり、本実施形態において無機配向膜16,22は、各基板10,20の表面に無数に形成された柱状構造体により構成されている。
次に、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長(CVD)法により無機配向膜16,22の表面を処理する。
具体的には、無機配向膜16,22を形成した各基板10,20をCVD装置(図示略)のチャンバ内に搬送した後、窒素ガスにより真空置換を行い、チャンバ内を窒素雰囲気とする。
そして、所定温度(例えば、300℃等)かつ所定時間(例えば、1時間等)で各基板10,20を加熱し、無機配向膜16,22に潜在する水分を除去する。
具体的には、無機配向膜16,22を形成した各基板10,20をCVD装置(図示略)のチャンバ内に搬送した後、窒素ガスにより真空置換を行い、チャンバ内を窒素雰囲気とする。
そして、所定温度(例えば、300℃等)かつ所定時間(例えば、1時間等)で各基板10,20を加熱し、無機配向膜16,22に潜在する水分を除去する。
次に、第2級の飽和炭化水素化合として所定量(例えば、0.1g等)の2−メチルペンタンを貯留するガラス容器と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物として所定量(例えば、300μリットル等)のイミダゾールを貯留するガラス容器とをチャンバ内に導入する。
そして、所定温度(例えば、185℃等)かつ所定時間(例えば、4時間等)でチャンバ内を加熱する。
これにより、2−メチルペンタンとイミダゾールとは蒸発し、2−メチルペンタンの2位の炭素原子がカルボカチオン化し、このカルボカチオン化により陽子が脱離した状態がイミダゾールによって安定に維持される。そして、カルボカチオン化により脱離した陽子と無機配向膜16,22表面に存在するシラノール基とが結合し、カルボカチオン化された2−メチルペンタンが水素結合的に無機配向膜16,22の表面に吸着される。
そして、所定温度(例えば、185℃等)かつ所定時間(例えば、4時間等)でチャンバ内を加熱する。
これにより、2−メチルペンタンとイミダゾールとは蒸発し、2−メチルペンタンの2位の炭素原子がカルボカチオン化し、このカルボカチオン化により陽子が脱離した状態がイミダゾールによって安定に維持される。そして、カルボカチオン化により脱離した陽子と無機配向膜16,22表面に存在するシラノール基とが結合し、カルボカチオン化された2−メチルペンタンが水素結合的に無機配向膜16,22の表面に吸着される。
次に、チャンバ内を室温まで冷却した後、表面処理が施された各基板10,20を、窒素雰囲気においてチャンバ内から搬出し、さらに、所定温度(例えば、300℃等)かつ所定時間(例えば、数10分等)で加熱する。この乾燥処理によって脱水縮合反応が生じ、カルボカチオン化された2−メチルペンタンと無機配向膜16,22とが結合する。
そして、大気雰囲気において、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の疎水性の度合い(水に対する接触角)を測定し、一連の処理を終了する。
この2−メチルペンタンとイミダゾールとによるCVD法による一連の処理では、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば103.2°程度となる。
そして、大気雰囲気において、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の疎水性の度合い(水に対する接触角)を測定し、一連の処理を終了する。
この2−メチルペンタンとイミダゾールとによるCVD法による一連の処理では、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば103.2°程度となる。
なお、上述した一連の処理において、イミダゾールを省略した場合には、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば33.4°程度となり、2−メチルペンタンの2位の炭素原子のカルボカチオン化による陽子の脱離状態を安定に維持することが困難となることに起因して、表面処理後の無機配向膜16,22の疎水性の度合い(水に対する接触角)を向上させることができなくなる。
なお、上述した実施の形態では、無機配向膜16,22に対する表面処理を2−メチルペンタンにより行うとしたが、これに限定されず、例えば2−メチルヘプタン、2−メチルオクタン、2−メチルノナン等であってもよく、相対的に電子を吸引する官能基を備えることでβ位の水素を脱離し易く、いわゆるβ−水素脱離を利用して無機配向膜16,22の表面に存在する分極した水酸基との脱水縮合反応によって無機配向膜16,22の表面に結合する第2級の飽和炭化水素化合物であればよい。
例えば上述した一連の処理において、2−メチルペンタンの代わりに2−メチルヘプタンを用いた場合には、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば88.5°程度となり、2−メチルペンタンの代わりに2−メチルオクタンを用いた場合には、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば63.7°程度となる。
例えば上述した一連の処理において、2−メチルペンタンの代わりに2−メチルヘプタンを用いた場合には、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば88.5°程度となり、2−メチルペンタンの代わりに2−メチルオクタンを用いた場合には、表面処理後の無機配向膜16,22の表面の水に対する接触角は、例えば63.7°程度となる。
また、上述した実施の形態では、各基板10,20上にSiO2またはSiO等の珪素酸化物からなる各無機配向膜16,22を形成するとしたが、これに限定されず、例えばAl2O3、ZnO、MgF、ITO等の金属酸化物等の他の材料からなる無機配向膜16,22を形成してもよい。
上述したように、本実施の形態による液晶装置100によれば、一対のTFTアレイ基板10および対向基板20の内面に形成された無機配向膜16,22は、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによるCVD法により表面が処理されていることから、例えばシランカップリング剤により表面が処理されている場合等のように、表面処理が行われた無機配向膜16,22の表面に存在する酸素原子に起因する水素結合性によって無機配向膜16,22の撥水性が低下してしまうことを防止し、液晶装置100の耐湿性を向上させることができる。
しかも、斜方蒸着により形成された相対的に配向規制力が弱い無機配向膜16,22に対して、第2級の飽和炭化水素化合物とヘテロ環状化合物とによる表面処理を行うことで、配向規制力を向上させることができる。
しかも、斜方蒸着により形成された相対的に配向規制力が弱い無機配向膜16,22に対して、第2級の飽和炭化水素化合物とヘテロ環状化合物とによる表面処理を行うことで、配向規制力を向上させることができる。
また、本実施の形態による配向膜形成方法によれば、一対のTFTアレイ基板10および対向基板20の内面に形成された無機配向膜16,22に対し、β位の水素を脱離し易い第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理を行うことから、表面処理後の無機配向膜16,22に酸素原子が含まれることを防止し、酸素原子に起因する水素結合性によって表面処理後の無機配向膜16,22の表面の撥水性が低下することを防止することができる。
しかも、第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理では、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物としてイミダゾールを用いることで、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子のカルボカチオン化による陽子の脱離状態を安定に維持することができ、第2級の飽和炭化水素化合物を水素結合的に無機配向膜16,22の表面に吸着させ易くすることができ、無機配向膜16,22の表面処理を効率よく行うことができる。
しかも、第2級の飽和炭化水素化合物による表面処理では、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物としてイミダゾールを用いることで、第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子のカルボカチオン化による陽子の脱離状態を安定に維持することができ、第2級の飽和炭化水素化合物を水素結合的に無機配向膜16,22の表面に吸着させ易くすることができ、無機配向膜16,22の表面処理を効率よく行うことができる。
(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6を用いて説明する。図6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、上述した実施の形態に係る液晶装置100を光変調手段として備えたものである。
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6を用いて説明する。図6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、上述した実施の形態に係る液晶装置100を光変調手段として備えたものである。
このプロジェクタは、例えば光源810と、ダイクロイックミラー813,814と、反射ミラー815,816,817と、入射レンズ818と、リレーレンズ819と、出射レンズ820と、液晶装置100からなる各光変調手段822,823,824と、クロスダイクロイックプリズム825と、投射レンズ826とを備えて構成され、光源810は、メタルハライド等のランプ811と、このランプ811の光を反射するリフレクタ812とを備えて構成されている。
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共に、青色光と緑色光とを反射する。このダイクロイックミラー813を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。
なお、青色光に対しては、相対的に長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ818およびリレーレンズ819および出射レンズ820を含むリレーレンズ系からなる導光手段821が設けられている。この導光手段821を介して、青色光が青色光用光変調手段824に入射される。
なお、青色光に対しては、相対的に長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ818およびリレーレンズ819および出射レンズ820を含むリレーレンズ系からなる導光手段821が設けられている。この導光手段821を介して、青色光が青色光用光変調手段824に入射される。
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、隣り合う直角プリズム同士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。
この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16,22を有する液晶装置100を備えているため、光源810から照射される強い光や熱により無機配向膜16,22が劣化することは抑制される。また、このプロジェクタよれば、水分(湿気)に起因する液晶50の劣化が確実に防止され、長寿命化が図られた液晶装置100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。
10 TFTアレイ基板(基板) 16 無機配向膜(下地膜、配向膜) 20 対向基板(基板) 22 無機配向膜(下地膜、配向膜) 100 液晶装置
Claims (4)
- 無機材料からなり、分極した水酸基を表面に備える下地膜を基板上に形成し、
第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により、前記第2級の飽和炭化水素化合物の2位の炭素原子をカルボカチオン化し、該カルボカチオン化により脱離した陽子と前記下地膜表面に存在する前記水酸基とを結合させ、前記カルボカチオン化された前記第2級の飽和炭化水素化合物と前記下地膜とを結合させて配向膜とする表面処理を前記下地膜に行うことを特徴とする配向膜形成方法。 - 前記下地膜を、斜方蒸着法またはスパッタ法により形成することを特徴とする請求項1に記載の配向膜形成方法。
- 互いに対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板の各内面は無機配向膜を備え、
前記無機配向膜は、第2級の飽和炭化水素化合物と、窒素原子および炭素原子を含むヘテロ環状化合物とによる気相化学成長法により表面が処理されていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項3に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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|---|---|---|---|
| JP2006306395A JP2008122660A (ja) | 2006-11-13 | 2006-11-13 | 配向膜形成方法および液晶装置および電子機器 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007168A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置および表面処理方法 |
| JP2012213873A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Fujifilm Corp | 撥水膜の形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、および、インクジェット記録装置 |
| JP2012213872A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Fujifilm Corp | 撥水膜の形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、および、インクジェット記録装置 |
-
2006
- 2006-11-13 JP JP2006306395A patent/JP2008122660A/ja not_active Withdrawn
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