JP2012058562A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高品位に表示することが可能な液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】一対の基板４１，４２のうち少なくとも一方の基板において液晶層１５に面する側に設けられ、液晶層１５を構成する液晶分子を略垂直配向させる垂直配向膜である第１配向膜２８及び第２配向膜３２と、配向膜２８（３２）の液晶層１５に面する側に設けられた液晶分子の配向方向を規制する配向規制層２８ａ（３２ａ）と、を有し、配向規制層２８ａは、垂直配向膜に結合した原子移動ラジカル重合開始剤と液晶層１５中に含まれたラジカル重合性モノマーとの重合により形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。

上記液晶装置として、例えば、液晶プロジェクターのライトバルブとして用いられるＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置がある。液晶装置には、一対の基板の液晶層に面する側に液晶分子を所定方向に配向させるための配向膜が設けられている。

配向膜の形成方法としては、例えば、基板上に斜方蒸着法を用いて無機材料からなる配向膜を形成する方法がある。次に、このような配向膜における液晶分子の安定的な配向状態を実現するため、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のように、配向膜上に配向を規制する薄膜を形成する技術が開示されている。この薄膜は、光重合性組成物を含有する液晶層に光を照射して、液晶層中で光重合を行うことにより形成される。

特開２００２−３５７８３０号公報 特開２００９−２７６４４５号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、一対の基板間に挟持されていた液晶層に光を照射して光重合性組成物を重合させるため、照射光そのものや残った反応生成物が液晶分子にダメージを与えて信頼性（例えば、絶縁抵抗など）を損なう恐れがある。また、重合は配向膜界面において選択的に行われるわけではないので、液晶層中に漂う重合物が液晶層の配向欠陥となる等の課題もあった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板において前記液晶層に面する側に設けられ、前記液晶層を構成する液晶分子を略垂直配向させる垂直配向膜と、前記垂直配向膜の前記液晶層に面する側に設けられた前記液晶分子の配向方向を規制する配向規制層と、を有し、前記配向規制層は、前記垂直配向膜に結合した原子移動ラジカル重合開始剤と前記液晶層中に含まれたラジカル重合性モノマーとの重合により形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、例えば、液晶層に熱を加えることにより、垂直配向膜に結合した原子移動ラジカル重合開始剤とラジカル重合性モノマーとを重合させた配向規制層が得られる。したがって、垂直配向膜の界面のみに配向安定用の配向規制層を設けることができ、液晶層の中にモノマーが残ることを抑えることができる。よって、反応生成物（不純物）が液晶分子にダメージを与えたり、反応生成物が液晶層中に漂って配向欠陥となることを防ぐことができる。また、配向規制層を光の照射によって形成しないので、液晶層が劣化することを防ぐことができる。その結果、液晶層にダメージを与えることが抑えられ、表示品位を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例に係る液晶装置において、前記垂直配向膜は、酸化シリコンを主成分とする無機配向膜からなり、前記原子移動ラジカル重合開始剤がシランカップリング剤であって、前記垂直配向膜のシラノール基と前記シランカップリング剤とが結合していることが好ましい。

この構成によれば、シラノール基とシランカップリング剤が結合しているので、無機配向膜に原子移動ラジカル重合開始剤を効率よく結合させることができる。

［適用例３］上記適用例に係る液晶装置において、前記ラジカル重合性モノマーは、重合性基としてアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基のいずれかを含むことが好ましい。

この構成によれば、ラジカル重合性モノマーが上記重合性基を含むので、ラジカル重合性モノマーと原子移動ラジカル重合開始剤とを熱重合させることが可能となり、垂直配向膜の表面に配向規制層（原子移動ラジカル重合膜）を設けることができる。

［適用例４］上記適用例に係る液晶装置において、前記ラジカル重合性モノマーが液晶性骨格を有することが好ましい。

この構成によれば、液晶性骨格を有するので、ラジカル重合性モノマーの反応生成物が液晶層中に残った場合でも、液晶分子の配向に悪影響を及ぼすことを抑えることができる。

［適用例５］本適用例に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板において前記液晶層に面する側に、前記液晶層を構成する液晶分子を略垂直配向させる垂直配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記垂直配向膜の表面に原子移動ラジカル重合開始剤を塗布する塗布工程と、前記一対の基板間にラジカル重合性モノマーを含む前記液晶層を封入して液晶パネルを形成する液晶パネル形成工程と、前記液晶パネルを加熱することにより、前記原子移動ラジカル重合開始剤と前記液晶層中に含まれる前記ラジカル重合性モノマーとを反応させて、前記垂直配向膜の前記液晶層に面する側に配向規制層を形成する配向規制層形成工程と、を有することを特徴とする。

この方法によれば、垂直配向膜に原子移動ラジカル重合開始剤を塗布し、原子移動ラジカル重合開始剤とラジカル重合性モノマーとを反応させ、垂直配向膜の界面のみに配向安定用の配向規制層を形成するので、液晶層の中にモノマーが残ることを抑えることができる。よって、反応生成物（不純物）が液晶分子にダメージを与えたり、反応生成物が液晶層中に漂って配向欠陥となることを防ぐことができる。また、配向規制層を光の照射によって形成しないので、液晶層が劣化することを防ぐことができる。その結果、液晶層にダメージを与えることが抑えられ、表示品位を向上させることができる。

［適用例６］上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記垂直配向膜は、酸化シリコンを主成分とする無機配向膜からなり、前記原子移動ラジカル重合開始剤は、シランカップリング剤であることが好ましい。

この方法によれば、無機配向膜のシラノール基とシランカップリング剤とが結合するので、無機配向膜に原子移動ラジカル重合開始剤を効率よく塗布することができる。

［適用例７］上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記ラジカル重合性モノマーは、重合性基としてアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基のいずれかを含むことが好ましい。

この方法によれば、ラジカル重合性モノマーが上記重合性基を含むので、ラジカル重合性モノマーと原子移動ラジカル重合開始剤と熱重合させることが可能となり、垂直配向膜の表面に配向規制層（原子移動ラジカル重合膜）を形成することができる。

［適用例８］上記適用例に係る液晶装置の製造方法において、前記ラジカル重合性モノマーが液晶性骨格を有することが好ましい。

この方法によれば、液晶性骨格を有するので、ラジカル重合性モノマーの反応生成物が液晶層中に残った場合でも、液晶分子の配向に悪影響を及ぼすことを抑えることができる。

［適用例９］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、上記した液晶装置を備えているので、配向欠陥を防止することが可能となり、高品位な表示が得られる電子機器を提供することができる。

液晶装置の構造を示す模式平面図。 図１に示す液晶装置のＡ−Ａ'線に沿う模式断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 液晶装置の構造を示す模式断面図。 液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャート。 液晶装置の製造方法のうち一部の工程を示す模式断面図。 照射時間と比抵抗値との関係を示す図表。 電子機器の一例として液晶プロジェクターの構成を示す模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。本実施形態では、一例として投射型映像装置である液晶プロジェクターにおいてライトバルブとして用いられるＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例に挙げて説明する。

＜液晶装置の構成＞
図１は、液晶装置の構造を示す模式平面図である。図２は、図１に示す液晶装置のＡ−Ａ'線に沿う模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、液晶装置１１は、例えば、薄膜トランジスター（以下、「ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子」と称する。）を画素のスイッチング素子として用いたＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶装置である。液晶装置１１は、第１基板１２と第２基板１３とが、平面視略矩形枠状のシール材１４を介して貼り合わされている。

第１基板１２及び第２基板１３は、例えば、石英などの透光性材料によって構成されている。液晶装置１１は、シール材１４に囲まれた領域内に液晶層１５が封入された構成になっている。なお、シール材１４には液晶を注入するための液晶注入口１６が設けられ、液晶注入口１６は封止材１７により封止されている。

液晶層１５としては、例えば、誘電率異方性が負の液晶組成物が用いられる。液晶装置１１は、シール材１４の内周近傍に沿って遮光性材料からなる平面視矩形枠状の額縁遮光膜１８が第２基板１３に形成されており、この額縁遮光膜１８の内側の領域が表示領域１９となっている。

額縁遮光膜１８は、例えば、遮光性材料であるアルミニウム（Ａｌ）で形成されており、第２基板１３側の表示領域１９の外周を区画するように設けられている。

表示領域１９内には、画素領域２１がマトリクス状に設けられている。画素領域２１は、表示領域１９の最小表示単位となる１画素を構成している。シール材１４の外側の領域には、データ線駆動回路２２及びパネル接続端子４３が第１基板１２の一辺（図１における下側）に沿って形成されている。パネル接続端子４３には、外部と接続するためのフレキシブル基板１００が、ＦＰＣ接続端子４４を介して電気的に接続されている。

また、シール材１４の内側の領域には、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路２４がそれぞれ形成されている。第１基板１２の残る一辺（図１における上側）には、検査回路２５が形成されている。第２基板１３側に形成された額縁遮光膜１８は、例えば、第１基板１２上に形成された走査線駆動回路２４及び検査回路２５に対向する位置（平面的に重なる位置）に形成されている。

一方、第２基板１３の各角部（例えば、シール材１４のコーナー部の４箇所）には、第１基板１２と第２基板１３との間の電気的導通をとるための、上下導通部としての上下導通端子２６が配設されている。

また、図２に示すように、第１基板１２の液晶層１５側には、複数の画素電極２７が形成されており、これら画素電極２７を覆うように第１配向膜２８が形成されている。画素電極２７は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる導電膜である。

一方、第２基板１３の液晶層１５側には、格子状の遮光膜（ＢＭ：ブラックマトリクス）（図示せず）が形成され、その上に平面ベタ状の共通電極３１が形成されている。そして、共通電極３１上には、第２配向膜３２が形成されている。共通電極３１は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる導電膜である。

液晶装置１１は透過型であって、第１基板１２及び第２基板１３における光の入射側と出射側とにそれぞれ偏光板（図示せず）等が配置されて用いられる。なお、液晶装置１１の構成は、これに限定されず、反射型や半透過型の構成であってもよい。

図３は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の電気的な構成を、図３を参照しながら説明する。

図３に示すように、液晶装置１１は、表示領域１９を構成する複数の画素領域２１を有している。各画素領域２１には、それぞれ画素電極２７が配置されている。また、画素領域２１には、ＴＦＴ素子３３が形成されている。

ＴＦＴ素子３３は、画素電極２７へ通電制御を行うスイッチング素子である。ＴＦＴ素子３３のソース側には、データ線３４が電気的に接続されている。各データ線３４には、例えば、データ線駆動回路２２（図１参照）から画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ素子３３のゲート側には、走査線３５が電気的に接続されている。走査線３５には、例えば、走査線駆動回路２４（図１参照）から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍが供給されるようになっている。また、ＴＦＴ素子３３のドレイン側には、画素電極２７が電気的に接続されている。

走査線３５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３３が一定期間だけオン状態となることで、データ線３４から供給された画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが、画素電極２７を介して画素領域２１に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

画素領域２１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２７と共通電極３１（図２参照）との間で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に、画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極と、容量線の一例であるシールド層５７（図４参照）に電気的に接続された容量電極３６との間に蓄積容量３７が形成されている。

このように、液晶層１５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、液晶層１５に入射した光が変調されて、画像光が生成されるようになっている。

図４は、液晶装置の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図４を参照しながら説明する。なお、図４は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。

図４に示すように、液晶装置１１は、一対の基板の一方である素子基板４１と、これに対向配置される一対の基板の他方である対向基板４２とを備えている。素子基板４１を構成する第１基板１２、及び対向基板４２を構成する第２基板１３は、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。

第１基板１２上には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等からなる下側遮光膜５１が形成されている。下側遮光膜５１は、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。第１基板１２及び下側遮光膜５１上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜５２が形成されている。

下地絶縁膜５２上には、ＴＦＴ素子３３及び走査線３５等が形成されている。ＴＦＴ素子３３は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層３８と、半導体層３８上に形成されたゲート絶縁膜５３と、ゲート絶縁膜５３上に形成されたポリシリコン膜等からなる走査線３５とを有する。上記したように、走査線３５は、ゲート電極としても機能する。

半導体層３８は、チャネル領域３８ａと、低濃度ソース領域３８ｂと、低濃度ドレイン領域３８ｃと、高濃度ソース領域３８ｄと、高濃度ドレイン領域３８ｅとを備えている。チャネル領域３８ａは、走査線３５からの電界によりチャネルが形成される。下地絶縁膜５２上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁膜５４が形成されている。

第１層間絶縁膜５４上には、蓄積容量３７及びデータ線３４等が設けられている。蓄積容量３７は、ＴＦＴ素子３３の高濃度ドレイン領域３８ｅ及び画素電極２７に接続された画素電位側容量電極としての中継層５５と、固定電位側容量電極としての容量電極３６とが、誘電体膜５６を介して対向配置されている。

容量電極３６及びデータ線３４は、下層に導電性ポリシリコン膜Ａ１、上層にアルミニウム膜Ａ２の二層構造を有する膜として形成されている。

容量電極３６及びデータ線３４は、光反射性能に比較的優れたアルミニウムを含み、かつ、光吸収性能に比較的優れたポリシリコンを含むことから、遮光層として機能し得る。よって、ＴＦＴ素子３３の半導体層３８に対する入射光の進行を、その上側で遮ることが可能である。

このような容量電極３６は、蓄積容量３７の固定電位側容量電極として機能する。容量電極３６を固定電位とするためには、上述のように、画素領域２１外の定電位源に接続されることで固定電位とされたシールド層５７と、コンタクトホール５８を介して電気的に接続されることによってなされている。

第１層間絶縁膜５４には、ＴＦＴ素子３３の高濃度ソース領域３８ｄとデータ線３４とを電気的に接続するコンタクトホール６１が開孔されている。言い換えれば、データ線３４は、誘電体膜５６及び第１層間絶縁膜５４を貫通するコンタクトホール６１を介して、ＴＦＴ素子３３の半導体層３８と電気的に接続されている。具体的には、データ線３４が上述のような二層構造をとっており、中継層５５が導電性のポリシリコン膜からなることにより、データ線３４及び半導体層３８間の電気的接続は、導電性のポリシリコン膜によって実現されている。すなわち、下から順に、半導体層３８、中継層５５のポリシリコン膜、データ線３４の下層の導電性ポリシリコン膜Ａ１、その上層のアルミニウム膜Ａ２となる。

また、第１層間絶縁膜５４には、ＴＦＴ素子３３の高濃度ドレイン領域３８ｅと蓄積容量３７を構成する中継層５５とを電気的に接続するコンタクトホール６２が開孔されている。第１層間絶縁膜５４上には、シリコン酸化膜等からなる第２層間絶縁膜６３が形成されている。

第２層間絶縁膜６３上には、例えば、アルミニウム等からなるシールド層５７が形成されている。また、第２層間絶縁膜６３には、上記したように、シールド層５７と容量電極３６とを電気的に接続するためのコンタクトホール５８が形成されている。第２層間絶縁膜６３上には、シリコン酸化膜等からなる第３層間絶縁膜６４が形成されている。

第２層間絶縁膜６３及び第３層間絶縁膜６４には、画素電極２７と中継層５５とを電気的に接続するためのコンタクトホール６５，６６が開孔されている。具体的には、第２層間絶縁膜６３上に形成された第２中継層６７を介してコンタクトホール６５とコンタクトホール６６とが電気的に接続されている。第２中継層６７は、シールド層５７と同一の膜構成となっており、下層にアルミニウム膜、上層に窒化チタン膜という二層構造を備えている。

つまり、高濃度ドレイン領域３８ｅと画素電極２７とは、コンタクトホール６２、中継層５５、コンタクトホール６５、第２中継層６７、コンタクトホール６６を介して、電気的に接続されている。第３層間絶縁膜６４上には、上記した画素電極２７及び第１配向膜２８が形成されている。

画素電極２７は、平面的にマトリクス状に形成されており、例えば、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。反射型の液晶装置とする場合にはアルミニウム等の材料を用いる。また、画素電極２７上には、所定の方向に配向処理が施された第１配向膜２８が形成されている。第１配向膜２８は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料からなる無機配向膜である。更に、第１配向膜２８は、例えば、液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜でもある。第１配向膜２８の表面には、無機配向膜の配向欠陥を防止するために、液晶分子の配向方向を規制する第１配向規制層２８ａが設けられている。

第１配向膜２８（２８ａ）上には、シール材１４（図２参照）により囲まれた空間に液晶等の電気光学物質が封入された液晶層１５が設けられている。第２基板１３の液晶層１５に面する側には、透明な共通電極３１を覆って所定の方向に配向処理が施された第２配向膜３２が形成されている。

第２配向膜３２は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料からなる無機配向膜である。更に、第２配向膜３２は、例えば、液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜でもある。第２配向膜３２の表面には、第１配向膜２８と同様に、無機配向膜の配向欠陥を防止するための、液晶分子の配向方向を規制する第２配向規制層３２ａが設けられている。第１配向規制層２８ａ及び第２配向規制層３２ａについての説明は後述する。

液晶層１５は、画素電極２７からの電界が印加されていない状態で第１配向膜２８及び第２配向膜３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板４１及び対向基板４２をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。

なお、第１配向規制層２８ａ及び第２配向規制層３２ａを形成する際に用いた材料が液晶層１５の中に反応生成物として残ってしまうと、配向不良が生じるという問題が発生する。以下、第１配向規制層２８ａ及び第２配向規制層３２ａの製造方法を含む液晶装置１１の製造方法を説明する。

＜液晶装置の製造方法＞
図５は、液晶装置の製造方法を工程順に示すフローチャートである。図６は、液晶装置の製造方法のうち一部の工程を示す模式断面図である。以下、液晶装置の製造方法を、図５及び図６を参照しながら説明する。

最初に、素子基板４１側の製造方法を説明する。ステップＳ１１では、石英基板などからなる第１基板１２上にＴＦＴ素子３３や各配線等を形成する。具体的には、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第１基板１２上にＴＦＴ素子３３などを形成する。

ステップＳ１２では、画素電極２７を形成する。具体的には、ＴＦＴ素子３３等の形成と同様に、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、第１基板１２上のＴＦＴ素子３３の上方に画素電極２７を形成する。

ステップＳ１３（配向膜形成工程）では、画素電極２７の上方に第１配向膜２８である無機配向膜を形成する。無機配向膜の製造方法は、画素電極２７及び第３層間絶縁膜６４上に、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着（斜方蒸着法）によって形成する。第１配向膜２８（無機配向膜）の表面には、図６に示すように、シラノール基（−ＯＨ）が多数存在する。

ステップＳ１４（塗布工程）では、第１配向膜２８（無機配向膜）の表面に重合開始剤を固着（固定）させる。具体的には、シランカップリング剤の形態にした原子移動ラジカル重合開始剤を、第１配向膜２８の表面に反応固着させる。反応固着させる方法としては、例えば、有機溶剤にシランカップリング剤を溶かし、この有機溶剤の液中に第１配向膜２８が形成された素子基板４１を浸漬する（塗布する）。これにより、無機配向膜のシラノール基とシランカップリング剤とが結合し、第１配向膜２８の表面に原子移動ラジカル重合開始剤が固着される。なお、反応を促進させるために加熱するようにしてもよい。

重合開始剤としては、例えば、下記化１に示す２−（４−クロロスルフォニルフェニル）エチルトリメトキシシランを用いることができる。また、下記化２に示す、Ｎ−（４−クロロメチルベンゾイル）−Ｎ−メチルアミノプロピルシランを用いるようにしてもよい。

その後、素子基板４１に付着する未反応物を洗浄し、素子基板４１を乾燥させることにより、第１配向膜２８の表面に重合開始剤が固着した素子基板４１が完成する。次に、対向基板４２側の製造方法を説明する。

まず、ステップＳ２１では、石英基板等の透光性材料からなる第２基板１３上に、周知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、共通電極３１を形成する。

ステップＳ２２（配向膜形成工程）では、共通電極３１上に第２配向膜３２である無機配向膜を形成する。無機配向膜の製造方法は、第１配向膜２８の製造方法と同様である。まず、対向基板４２における共通電極３１上に、斜方蒸着法を用いて無機配向膜を形成する。

ステップＳ２３（塗布工程）では、第２配向膜３２（無機配向膜）の表面に重合開始剤を固着させる（塗布する）。重合開始剤を固着させる方法は、第１配向膜２８のときと同様である。以上により、第２配向膜３２の表面に重合開始剤が固着した対向基板４２が完成する。次に、素子基板４１と対向基板４２とを貼り合わせる方法を説明する。

ステップＳ３１では、素子基板４１上にシール材１４を塗布する。詳しくは、素子基板４１とディスペンサー（吐出装置でも可能）との相対的な位置関係を変化させて、素子基板４１における表示領域１９の周縁部に（表示領域１９を囲むように）シール材１４を塗布する。

ステップＳ３２では、素子基板４１と対向基板４２とを貼り合わせて、液晶装置１１となる前の液晶パネルを形成する。具体的には、素子基板４１に塗布されたシール材１４を介して素子基板４１と対向基板４２とを貼り合わせる。より具体的には、互いの基板４１，４２の平面的な縦方向や横方向の位置精度を確保しながら行う。

ステップＳ３３（液晶パネル形成工程）では、液晶パネルの液晶注入口１６（図１参照）から構造体の内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口１６を真空封止する。液晶としては、上記したように、誘電率異方性が負の液晶組成物にラジカル重合性モノマーを混合したものである。封止には、例えば、樹脂等の封止材１７が用いられる。

ラジカル重合性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルなど、下記化３、化４、化５に示すような、液晶性骨格を有するものが好ましい。下記化３〜化５のＲ１、Ｒ２は、少なくとも一方がアクリレート、メタクリレート、ビニル、ビニロキシ、エポキシなどの重合性基である。ラジカル重合性モノマーが液晶性骨格を有することにより、例えば、ラジカル重合性モノマーの反応生成物が液晶層１５中に残った場合でも、液晶分子の配向に悪影響を及ぼすことを抑えることができる。

ステップＳ３４（配向規制層形成工程）では、液晶パネルを加熱して原子移動ラジカル重合開始剤とラジカル重合性モノマーとを重合反応させる。加熱する温度は、例えば、６０℃〜１００℃である。加熱することにより重合反応が促進する。下記化６は、ポリメチルメタクリレートを重合した場合の化学構造式である。下記化７は、ビフェニル骨格を有する液晶性モノマーを重合した場合の化学構造式である。

これにより、第１配向膜２８の表面に第１配向規制層２８ａ（原子移動ラジカル重合膜）が、また、第２配向膜３２の表面に第２配向規制層３２ａ（原子移動ラジカル重合膜）が形成される。その後、液晶装置１１とフレキシブル基板１００（図１、図２参照）とを接続する工程などを有して終了する。

図７は、原子移動ラジカル重合によって配向膜を形成した本実施例と、光重合によって配向膜を形成した比較例とにおいて、照射時間と比抵抗値との関係を示す図表である。以下、本実施例と比較例との比抵抗値を、図７の図表を参照しながら説明する。

図７に示す図表は、原子移動ラジカル重合によって配向膜を形成した実施例の液晶装置１１と、光重合によって配向膜を形成した比較例の液晶装置とに液晶プロジェクターの光を照射し、照射した時間毎の比抵抗値を、実施例と比較例において求めたものである。なお、配向膜以外の液晶装置の構成は、実施例と比較例において同一とする。

具体的には、ビフェニル系モノマー材料を用いて原子移動ラジカル重合によって配向膜を形成した液晶装置を実施例の液晶装置１１とする。また、同じモノマー材料を紫外線で光重合して配向膜を形成した液晶装置を比較例の液晶装置とする。そして、液晶装置に照射する光の照射時間（ｈｒｓ．）を、０、５０、１００、２００、５００の５段階で変えたときの比抵抗値（Ω・ｃｍ）を求めた。なお、液晶プロジェクターでの使用を想定して両者にＵＨＰランプ（超高圧水銀ランプ）で、５Ｗ／ｃｍ²の光を照射しながら液晶層１５の比抵抗値の経時変化を求めた。

本実施例の液晶装置１１に光を照射した場合、照射時間が長くなるに伴って比抵抗値が低下しているものの、初期的にも比抵抗値が高く経時変化も極めて少ない。また、表示品位に変化は無く、配向も安定している。

比較例の液晶装置に光を照射した場合、初期値でも比抵抗値が低く、重合時点での不純物生成が見られる。また、時間の経過に伴って更に分解反応が進行している。照射時間が２００時間の時点では、電圧保持率の低下によるフリッカーが認められた。

このように、光重合によって配向膜を形成した比較例の液晶装置に対し、原子移動ラジカル重合によって配向膜を形成した実施例の液晶装置１１の方が、表示品位を高くすることができる。

＜電子機器の構成＞
図８は、上記した液晶装置を備えた電子機器の一例として液晶プロジェクターの構成を示す模式図である。以下、液晶装置を備えた液晶プロジェクターの構成を、図８を参照しながら説明する。

図８に示すように、液晶プロジェクター９０１は、上記した液晶装置１１が採用された液晶モジュールを３つ配置し、それぞれＲＧＢ用のライトバルブ９１１Ｒ，９１１Ｇ，９１１Ｂとして用いた構造となっている。

詳しくは、メタルハイドロランプ等の白色光源のランプユニット９１２から投射光が発せられると、３枚のミラー９１３及び２枚のダイクロイックミラー９１４によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ，Ｇ，Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ９１１Ｒ，９１１Ｇ，９１１Ｂにそれぞれ導かれる。特に光成分Ｂは、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ９１５、リレーレンズ９１６、出射レンズ９１７からなるリレーレンズ系９１８を介して導かれる。

ライトバルブ９１１Ｒ，９１１Ｇ，９１１Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分Ｒ，Ｇ，Ｂは、ダイクロイックプリズム９１９により再度合成された後、投射レンズ９２０を介して、スクリーン９２１にカラー画像として投射される。

なお、上記したように、３つの液晶モジュールを配置した液晶プロジェクター９０１に限定されず、例えば、１つの液晶モジュールを配置した液晶プロジェクターに適用するようにしてもよい。

このような構成の液晶プロジェクター９０１は、上記した液晶装置１１が採用された液晶モジュールを介すことによって、配向欠陥を防止することが可能となり、高品位な表示を行うことができる。なお、上記した液晶装置１１は、上記した液晶プロジェクター９０１の他、高精細ＥＶＦ（Electric View Finder）、携帯電話機、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、照明機器などの各種電子機器に用いることができる。

以上詳述したように、本実施形態の液晶装置１１、液晶装置１１の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態の液晶装置１１及びその製造方法によれば、無機配向膜からなる配向膜２８，３２に原子移動ラジカル重合開始剤を塗布し（固着し）、原子移動ラジカル重合開始剤とラジカル重合性モノマーとを熱を加えて反応させ、配向膜２８，３２の界面のみに配向安定用の配向規制層２８ａ，３２ａを形成するので、液晶層１５の中にモノマーが残ることを抑えることができる。よって、反応生成物（不純物）が液晶分子にダメージを与えたり、反応生成物が液晶層１５中に漂って配向欠陥となることを防ぐことができる。また、配向規制層２８ａ，３２ａを光の照射によって形成しないので、液晶層１５が劣化することを防ぐことができる。その結果、液晶層１５にダメージを与えることが抑えられ、表示品位を向上させることができる。

（２）本実施形態の電子機器によれば、上記した液晶装置１１を備えているので、配向欠陥を防止することが可能となり、高品位な表示が得られる電子機器を提供することができる。

なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、第１配向膜２８及び第２配向膜３２の両方の表面に配向規制層２８ａ，３２ａ（原子移動ラジカル重合膜）を形成することに限定されず、例えば、片側の配向膜のみに配向規制層を形成するようにしてもよい。これによれば、上記実施形態と比べて比対称性が低下すると考えられるものの、液晶分子の配向欠陥を抑えることができる。

（変形例２）
上記したように、第１配向膜２８及び第２配向膜３２である無機配向膜は、斜方蒸着法によって形成することに限定されず、例えば、異方性スパッタ法を用いて形成するようにしてもよい。

１１…液晶装置、１２…第１基板、１３…第２基板、１４…シール材、１５…液晶層、１６…液晶注入口、１７…封止材、１８…額縁遮光膜、１９…表示領域、２１…画素領域、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通端子、２７…画素電極、２８…第１配向膜、２８ａ…第１配向規制層、３１…共通電極、３２…第２配向膜、３２ａ…第２配向規制層、３３…ＴＦＴ素子、３４…データ線、３５…走査線、３６…容量電極、３７…蓄積容量、３８…半導体層、３８ａ…チャネル領域、３８ｂ…低濃度ソース領域、３８ｃ…低濃度ドレイン領域、３８ｄ…高濃度ソース領域、３８ｅ…高濃度ドレイン領域、４１…一対の基板を構成する素子基板、４２…一対の基板を構成する対向基板、４３…パネル接続端子、４４…ＦＰＣ接続端子、５１…下側遮光膜、５２…下地絶縁膜、５３…ゲート絶縁膜、５４…第１層間絶縁膜、５５…中継層、５６…誘電体膜、５８，６１，６２，６５，６６…コンタクトホール、６３…第２層間絶縁膜、６４…第３層間絶縁膜、６７…第２中継層、１００…フレキシブル基板、９０１…液晶プロジェクター、９１１Ｒ，９１１Ｇ，９１１Ｂ…ライトバルブ、９１２…ランプユニット、９１３…ミラー、９１４…ダイクロイックミラー、９１５…入射レンズ、９１６…リレーレンズ、９１７…出射レンズ、９１８…リレーレンズ系、９１９…ダイクロイックプリズム、９２０…投射レンズ、９２１…スクリーン。

Claims (9)

1. 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板において前記液晶層に面する側に設けられ、前記液晶層を構成する液晶分子を略垂直配向させる垂直配向膜と、
   前記垂直配向膜の前記液晶層に面する側に設けられた前記液晶分子の配向方向を規制する配向規制層と、
   を有し、
   前記配向規制層は、前記垂直配向膜に結合した原子移動ラジカル重合開始剤と前記液晶層中に含まれたラジカル重合性モノマーとの重合により形成されていることを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１に記載の液晶装置であって、
   前記垂直配向膜は、酸化シリコンを主成分とする無機配向膜からなり、前記原子移動ラジカル重合開始剤がシランカップリング剤であって、前記垂直配向膜のシラノール基と前記シランカップリング剤とが結合していることを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液晶装置であって、
   前記ラジカル重合性モノマーは、重合性基としてアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基のいずれかを含むことを特徴とする液晶装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   前記ラジカル重合性モノマーが液晶性骨格を有することを特徴とする液晶装置。
5. 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板において前記液晶層に面する側に、前記液晶層を構成する液晶分子を略垂直配向させる垂直配向膜を形成する配向膜形成工程と、
   前記垂直配向膜の表面に原子移動ラジカル重合開始剤を塗布する塗布工程と、
   前記一対の基板間にラジカル重合性モノマーを含む前記液晶層を封入して液晶パネルを形成する液晶パネル形成工程と、
   前記液晶パネルを加熱することにより、前記原子移動ラジカル重合開始剤と前記液晶層中に含まれる前記ラジカル重合性モノマーとを反応させて、前記垂直配向膜の前記液晶層に面する側に配向規制層を形成する配向規制層形成工程と、
   を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
6. 請求項５に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記垂直配向膜は、酸化シリコンを主成分とする無機配向膜からなり、
   前記原子移動ラジカル重合開始剤は、シランカップリング剤であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記ラジカル重合性モノマーは、重合性基としてアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基のいずれかを含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法であって、
   前記ラジカル重合性モノマーが液晶性骨格を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項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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