JP2008185894A - 液晶装置の製造装置、及び液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板がプラズマに晒されること、配向膜の化学組成が不均一になること、を防止し、良好な無機配向膜を形成できるようにした液晶装置の製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置の製造装置１は、成膜室２と、スパッタ装置３とを備え、基板Ｗに対して斜めに設けられたスパッタ装置３は、プラズマ生成領域を挟んで対向するターゲット５ａ、５ｂと、スパッタ粒子５ｐを放出する開口部３ａと、プラズマ生成領域内の電子を拘束する電子拘束手段１６ａ、１６ｂと、プラズマ領域への第１のガス供給手段２１とを有しており、基板上への第２のガス供給手段２２を備え、第２のガスの流通経路は、開口部３ａに沿った面と基板に沿った面とが閉じる方向に向かって、横断面積が狭くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶装置の製造装置、及び液晶装置の製造方法に関する。

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、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において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、表示画像を形成するようになっている。

前述した配向膜としては、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。
しかし、このようなラビング法は、物理的にポリイミド膜をこすることでポリイミド膜に対して配向特性を付与するために、配向角やプレチルト角を選択的に制御することが困難であり、広視野角の液晶パネルに用いられるマルチドメインに適さない。また、配向性の均一さを確保することが難しく、処理後に不要なキズや配塵を生じやすいため、表示特性や歩留まりが低下しやすいという課題があった。
また、有機物からなる配向膜では、液晶プロジェクタのような高出力光源を備えた機器に用いた場合、有機物が光エネルギーを吸収することによって分解し、配向不良を生じてしまうことがあった。

そこで、このような不都合を解消するため、ターゲットから放出されるスパッタ粒子が１方向から斜めに基板に入射するようにスパッタリングを実施することにより、基板に対して斜め方向に結晶成長した複数の柱状構造を有する無機材料からなる配向膜を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような方法によれば、得られる無機配向膜は高い信頼性を有するものと期待されている。
特開２００４−１７０７４４号公報

一般に、スパッタ装置では、プラズマ雰囲気にＡｒ等の放電用ガスを導入し、放電用ガスにエネルギーを付加してイオン化し、これをターゲットに衝突させることで、ターゲットから粒子、すなわちスパッタ粒子をたたき出し、基板上に成膜を行っている。

しかしながら、スパッタ粒子を発生させる上で必要なプラズマが、基板に影響を与えてしまい、所望形状の無機配向膜を良好に形成することが難しくなるという課題がある。すなわち、基板がプラズマに晒されてしまうと、基板面の濡れ性が向上し、スパッタ粒子（配向膜材料）の付着状態、つまり無機配向膜としての柱状構造が制御できなくなってしまい、所望形状の無機配向膜が得られなくなってしまう。

また、蒸着法によって無機配向膜を形成することも知られているが、その場合には、蒸着源から発生するクラスター状粒子の持つエネルギーが小さいことから、例えば、装置の内壁面に付着したクラスター状粒子が、振動等によって内壁面から脱落し、発塵を起こしてこれが基板上に異物となって付着してしまうおそれがある。
さらに、蒸着法は高い真空度で成膜を行うことから、配向膜材料の平均自由行程が長くなり、真空チャンバー等の成膜室が大型化するため、装置に関する負担が大きくなる。

そこで、特にスパッタ装置を用いるとともに、このスパッタ装置を成膜室から分離し、基板がプラズマに晒されないようにする方法が考えられる。すなわち、反応ガス中でスパッタリングを行い、基板に付着したスパッタ粒子と反応ガスとを化学反応させて、得られた化合物を主材とする配向膜を形成するといった方法が考えられる。しかしながら、このような手法にあっては、基板上の位置によって、配向膜の化学組成が変化してしまうといった改善点があった。

つまり、前記の手法を実施するには、反応ガスを流通させるとともに、この反応ガス流通経路中に基板を備えた成膜室と、成膜室の外部に設置され、基板に対して斜めに設置されたスパッタ装置とを備える構成が考えられる。前記スパッタ装置において、スパッタ粒子を放出するターゲットは、基板面に対して斜めに設置する必要がある。したがって、前記基板面は、その成膜位置によってターゲットと基板面との距離が変化する。また、スパッタ粒子は放射状に放出されるため、ターゲットから離れるほど単位体積あたりのスパッタ粒子数は減少する。よって、ターゲットから離れるほど、基板の単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数は減少する。一方、基板近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数は、基板の位置に依らず一定であるため、スパッタ粒子数と反応ガスの分子数との比は、基板上の位置によって変化してしまう。よって、成膜された配向膜の化学組成が、基板上の位置によって変化してしまう。
このように、配向膜の化学組成が基板上の位置によって変化してしまうと、配向性の均一さを確保することが困難になる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、プラズマに起因して所望形状の無機配向膜が得られなくなってしまうのを防止し、しかも、無機配向膜の化学組成を均一にすることで、良好な配向性を有する無機配向膜を形成できるようにした液晶装置の製造装置及び液晶装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の液晶装置の製造装置は、対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造装置であって、
成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して、無機配向膜を形成するスパッタ装置とを備え、
前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットと、前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を、前記基板の一方の側から他方の側に向かって流れるように、斜めに放出する開口部と、前記プラズマ生成領域の前記開口部側に設けられて前記プラズマ生成領域に含まれる電子を捕捉ないし反射する電子拘束手段と、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段と、を有しており、
前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、 前記第２のスパッタガスの流通経路は、前記スパッタ粒子が前記基板に放射される領域において、前記一方の側から前記他方の側に向けて、横断面積が漸次大きくなるよう構成されていることを特徴とする。

このような構成とすれば、対向ターゲット型のスパッタ装置を備えたことで、所定の方向に選択的にスパッタ粒子を放出することを可能にし、さらに前記スパッタ装置の開口部を、放出されたスパッタ粒子が基板に対して斜めに入射する位置に配置しているので、基板に対して入射角を規制されたスパッタ粒子を堆積させることができ、柱状構造の無機配向膜を容易に形成することができる。そして、スパッタ装置の開口部側に前記電子拘束手段を備えていることで、プラズマの電子が基板表面に到達しないようにすることができ、プラズマの影響による基板表面の濡れ性の上昇を抑え、スパッタ粒子の拡散によって柱状構造の形成が阻害されるのを防止することができる。従って本発明の製造装置によれば、所望形状の柱状構造を有する配向性に優れた配向膜を具備した液晶装置を容易に製造することができる。

また、スパッタ装置と成膜室とで異なるスパッタガスを流通させる構成を採用していることで、反応ガス（第２のスパッタガス）がプラズマ生成領域を流通しなくなるため、プラズマによって反応ガスのイオンやラジカルが発生するのを防止することができる。したがって、反応ガスのイオンやラジカルによる基板表面の濡れ性の上昇を抑制することができ、所望形状の柱状構造の形成を促進して配向性の良好な無機配向膜を基板上に形成することができる。このように本発明の製造装置によれば、より配向性に優れる配向膜を具備した液晶装置を容易に製造することができる。

また、反応ガス（第２のスパッタガス）の流通経路は、前記スパッタ粒子が前記基板に放射される領域において、前記一方の側から前記他方の側に向けて、横断面積が漸次大きくなるよう構成されている。
一方、前記ターゲットと前記基板との間の距離は、前記開口部がスパッタ粒子を斜めに放出するように構成されていることにより、基板の前記一方の側から他方の側に向かって長くなるようになっている。また、スパッタ粒子は開口部から放射状に放出されるため、開口部から離れるほど単位体積あたりのスパッタ粒子数は減少する。したがって、基板上の前記他方の側に向かうほど、基板の単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数は減少する。また、基板近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数は、反応ガスの流通経路の横断面積に反比例する。前記横断面積は前記他方の側に向けて漸次大きくなるようになっているため、基板近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数は、前記他方の側に向かって減少するものとなる。したがって、基板の単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数が減少する方向と、基板近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数が減少する方向とは一致するものとなる。よって、スパッタ粒子と反応ガスの分子とが反応して形成される配向膜は、化学組成が均一なものとなる。これにより、より配向性に優れる配向膜を具備した液晶装置を製造することができる。

本発明に係る製造装置では、前記電子拘束手段が、前記一対のターゲットの各々の外周部に沿って設けられていることが好ましい。このような構成とすれば、電子拘束手段の外側にプラズマが漏れ出るのを効果的に防止することができる。また、プラズマからの電子放出が抑えられる結果、プラズマ密度の向上に有効であり、スパッタ効率を高めることができる。

本発明に係る製造装置では、前記電子拘束手段が、前記一対のターゲットの対向方向に磁界を発生させる磁界発生手段であることが好ましい。このような構成とすれば、簡便な構成で容易に電子拘束手段を構成でき、装置コストの負担を低減できる。

本発明に係る製造装置では、前記成膜室内で前記基板を移動する移動手段が設けられており、前記開口部は、前記移動手段による基板移動方向と交差する方向に延びる帯状を成していることが好ましい。このような構成とすることで、前記移動手段により基板を移動させつつ成膜を行うことで、極めて容易に、無機配向膜を基板に対し面状に形成することができ、生産効率を著しく向上させることができる。

本発明に係る製造装置では、前記スパッタ装置は、前記開口部を一面に有する箱形筐体を備えており、前記箱形筐体における前記開口部に隣接する位置の対向する二側壁にそれぞれ前記ターゲットが配置されており、前記開口部と対向する位置の側壁に、前記プラズマ生成領域にスパッタガスを供給するガス供給手段が設けられている構成とすることもできる。このような構成とすることで、ガス供給手段からプラズマ生成領域を経由して開口部に至り、さらに成膜室に達するまでのスパッタガスの流れを円滑なものとすることができ、ガス流の乱れによってスパッタ粒子の軌道に乱れが生じるのを防止することができる。これにより、基板に対するスパッタ粒子の入射角度を高度に制御することが可能になり、配向性に優れる無機配向膜の形成をより容易なものとすることができる。

本発明に係る製造装置では、前記箱形筐体の前記開口部に隣接する四側壁にそれぞれターゲットが配置されるとともに、前記開口部と対向する側壁にもターゲットが配置されている構成とすることもできる。このような構成とすれば、プラズマ生成領域を取り囲むようにしてターゲットが配置されるので、プラズマから開口部に向かって進行するスパッタ粒子以外のスパッタ粒子は全てターゲットに入射することとなり、さらに再利用に供されるので、ターゲットの利用効率を高めることができる。さらに、電極面積が増大するために、投入できるプラズマエネルギーも増大するため、プラズマ中の成膜種も増加し、結果として成膜速度も増大し、基板の処理能力を著しく向上させることができる。

本発明に係る製造装置では、前記開口部と前記基板との間に、接地電位に保持された金属製メッシュが設けられている構成とすることもできる。このような構成とすることで、前記電子拘束手段から電子やイオン状物質が漏れ出た場合であっても、金属製メッシュによりこれらの荷電粒子を捕捉し除去することができるので、基板表面にプラズマの影響が及ぶのを効果的に防止することができ、基板表面の濡れ性の上昇によって柱状構造の形成が阻害されるのを防ぐことができる。これにより、配向性の良好な無機配向膜を容易に得られるようになる。

本発明に係る製造装置では、前記開口部と前記基板との間に、前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角度を規制するべく接地電位に保持された筒状体が設けられている構成とすることもできる。このような構成とすることで、前記筒状体によってスパッタ装置から漏れ出た電子を捕捉し除去することができる。また筒状体によりスパッタ粒子の角度規制を行えることから、スパッタ粒子の基板に対する入射角度を均一にし、均一な柱状構造の無機配向膜を形成できるようになる。

本発明の液晶装置の製造方法は、対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造方法であって、
成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して、無機配向膜を形成するスパッタ装置とを備え、前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットと、前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を放出する開口部と、前記プラズマ生成領域の前記開口部側に設けられて前記プラズマ生成領域に含まれる電子を捕捉ないし反射する電子拘束手段と、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段と、を有しており、
前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、前記第２のスパッタガスの流通経路は、前記スパッタ粒子が前記基板に放射される領域において、前記一方の側から前記他方の側に向けて、横断面積が漸次大きくなるよう構成されている製造装置を用いて前記基板上に無機配向膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、所望の柱状構造を有する無機配向膜を容易に形成できるので、配向膜による液晶配向制御性に優れた液晶装置を容易に製造することができる。

また本発明に係る液晶装置は、先に記載の本発明の製造装置、又は製造方法により得られたことを特徴としている。この構成によれば、高品質の表示が得られ、また信頼性に優れた液晶装置を提供することができる。

本発明に係る電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴としている。この構成によれば、高輝度高コントラストの表示が可能で、信頼性に優れた画像表示手段を具備した電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、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。

（液晶装置の製造装置）
図１（ａ）は本発明の係る液晶装置の製造装置の一実施の形態を示す概略構成図である。図１（ｂ）は、スパッタ装置３をＸａ方向に観察した側面構成図である。
図１（ａ）に示すように、製造装置１は、液晶装置の構成部材となる基板Ｗ上にスパッタ法により無機配向膜を成膜する装置であり、基板Ｗを収容する真空チャンバーからなる成膜室２と、前記基板Ｗの表面に無機材料からなる配向膜をスパッタ法により形成するスパッタ装置３とを備えている。スパッタ装置３は、そのプラズマ生成領域に放電用のアルゴンガス（第１のスパッタガス）を流通させる第１のガス供給手段２１を備えており、成膜室２は、内部に収容された基板Ｗ上に飛来する配向膜材料と反応して無機配向膜を形成する反応ガスとしての、酸素ガス（第２のスパッタガス）を供給する第２のガス供給手段２２を備えている。

成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための排気制御装置２０が配管２０ａを介して接続されている。また、成膜室２の図示下側の壁面から外側に突出するようにして、スパッタ装置３との接続部を成す筒状の装置接続部２５が形成されている。前記装置接続部２５は、その中心軸と、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面法線方向（図示Ｚ軸方向）とが、所定の角度（θ１）を成すように斜め方向に延びて形成されており、その先端部に接続されるスパッタ装置３を、基板Ｗに対して所定の角度で斜めに向けて配置することができるようになっている。
前記第２のガス供給手段２２は、装置接続部２５に関して排気制御装置２０と反対側に接続されており、第２のガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、矢印２２ｆで示すように、成膜室２の＋Ｘ側から基板Ｗ上を経由して排気制御装置２０側へ図示−Ｘ方向に流通するようになっている。

本実施形態では、成膜室２の上方壁面は、水平方向（図示Ｘ軸方向）に沿って設けられている。成膜室２の下方壁面は、第２のガスの流入口付近および流出口付近では、水平方向に沿って設けられており、また、前記装置接続部２５付近では、基板上の一方の側（図示＋Ｘ側）となる第２のガス供給手段２２側から、他方の側（図示−Ｘ側）となる排気制御装置２０側に向かって、鉛直方向下向きに傾斜している。また、図示ＸＺ平面と平行に、前記上方壁面と前記下方壁面を挟持して、一対の成膜室２の側方壁面（図示せず）が設けられている。側方壁面間の距離は、本実施形態では、Ｘ方向に沿って一定となっている。

上記のような成膜室２の構成にあっては、第２のガスの流通経路に関して、流通経路に直交する横断面（図示ＹＺ断面）は、上方壁面、下方壁面、および、一対の側方壁面に囲まれる矩形となっている。そのため、第２のガスの流通経路の横断面積は、第２のガス流入口付近では一定であり、前記装置接続部２５付近では漸次大きくなり、第２のガス流出口付近では再び変化しないものとなっている。

また、実際の製造装置では、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入および搬出を可能とするロードロックチャンバーが、成膜室２のＸ軸方向外側に備えられている。ロードロックチャンバーにも、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置が接続され、ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。かかる構成により、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行えるようになっている。

スパッタ装置３は、２枚のターゲット５ａ、５ｂを対向配置してなる対向ターゲット型のスパッタ装置であり、第１のターゲット５ａは略平板状の第１電極９ａに装着され、第２のターゲット５ｂは略平板状の第２電極９ｂに装着されている。電極９ａ、９ｂに支持されたターゲット５ａ、５ｂは、基板Ｗ上に形成する無機配向膜の構成物質を含む材料、例えばシリコンからなるものとされる。またターゲット５ａ、５ｂは図示Ｙ方向に延びる細長い板状のものが用いられており（図２参照）、互いの対向面がほぼ平行になるように設置されている。
第１電極９ａには直流電源又は高周波電源からなる電源４ａが接続され、第２電極９ｂには直流電源又は高周波電源からなる電源４ｂが接続されており、各電源４ａ、４ｂから供給される電力によりターゲット５ａ、５ｂが対向する空間（プラズマ生成領域）にプラズマＰｚを発生させるようになっている。

第１電極９ａのターゲット５ａと反対側にはターゲット５ａを冷却するための第１の冷却手段８ａが設けられており、第１の冷却手段８ａには。第１の冷媒循環手段１８ａが配管等を介して接続されている。また第２電極９ｂのターゲット５ｂと反対側には、ターゲット５ｂを冷却するための第２の冷却手段８ｂが設けられており、第２の冷却手段８ｂには、配管等を介して第２の冷媒循環手段１８ｂが接続されている。第１の冷却手段８ａは、図１（ｂ）に示すようにターゲット５ａとほぼ同一の平面寸法に形成されており、第１電極９ａを介してターゲット５ａと平面視で重なる位置に配設されている。また特に図示はしないが、第２の冷却手段８ｂについても同様にターゲット５ｂと平面視で重なる位置に配設されている。冷却手段８ａ、８ｂは内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段１８ａ、１８ｂから供給される冷媒を循環させることでターゲット５ａ、５ｂの冷却を行うようになっている。
また、図１（ｂ）に示すように、平面視矩形状の第１の冷却手段８ａを取り囲むようにして矩形枠状の永久磁石、電磁石、これらを組み合わせた磁石等からなる第１の磁界発生手段１６ａが配設されており、図１（ａ）に示す第２の冷却手段８ｂを取り囲む第２の磁界発生手段１６ｂも同様の形状である。
なお、冷却手段８ａ、８ｂは、導電部材により作製してそれぞれ第１電極９ａ、９ｂと電気的に接続してもよく、この場合には冷却手段８ａ、８ｂに対しそれぞれ電源４ａ、４ｂを電気的に接続することができる。また、第１電極９ａ、９ｂの内部に冷媒流路を形成することで第１電極９ａ、９ｂが冷却手段を兼ねる構成としてもよい。

図２は、図１（ａ）に示すスパッタ装置３の構成を示す図であり、図２（ａ）はスパッタ装置３を成膜室２側から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＧ−Ｇ’矢視図である。
図１及び図２に示すように、第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、それらの一端部（−Ｚａ側端部）に接続された側壁部材１９と、第１電極９ａ及び第２電極９ｂのＹ軸方向両端部にそれぞれ接続された側壁部材９ｃ、９ｄとともにスパッタ装置３の真空チャンバーとなる箱形筐体を構成している。ただし、箱形筐体を構成する第１電極９ａ、第２電極９ｂ、及び側壁部材９ｃ、９ｄ、１９は互いに絶縁された構造である。箱形筐体は、第１電極９ａ及び第２電極９ｂの側壁部材１９と反対側の端部にスパッタ粒子が排出される開口部３ａを有している。そして、開口部３ａを介して成膜室２に突出形成された装置接続部２５と接続され、かかる接続構造により前記箱形筐体の内部は成膜室２の内部と連通している。

図１に示すように、ターゲット５ａ、５ｂに挟まれるプラズマ生成領域に対して成膜室２と反対側に配置された側壁部材１９には、前記第１のガス供給手段が接続されており、第１のガス供給手段２１から供給されるアルゴンガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域（ターゲット対向領域）に流入し、装置接続部２５を介して成膜室２内に流入するようになっている。そして、成膜室２に流入したアルゴンガスは、矢印２１ｆで示すように、第２のガス供給手段２２から供給されて矢印２２ｆに沿って流通する酸素ガスと合流して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。本実施形態の製造装置１では、第１のスパッタガスであるアルゴンガスを図示Ｚａ方向に沿って成膜室２側へ流通させ、成膜室２内を−Ｘ方向に流通する酸素ガスと合流させ、その後−Ｘ方向に流通させるようになっている。

第１電極９ａのターゲット５ａと反対側に第１の磁界発生手段１６ａが配置され、第２電極９ｂのターゲット５ｂと反対側には第２の磁界発生手段１６ｂが配置されている。図２（ｂ）に示すように、第２の磁界発生手段１６ｂは、矩形状のターゲット５ｂの外周端に沿って配置された矩形枠状であり、第１の磁界発生手段１６ａも同様である。従って第１の磁界発生手段１６ａと第２の磁界発生手段１６ｂとは、対向配置されたターゲット５ａ、５ｂの外周部で互いに対向して配置されている。そして、これらの磁界発生手段１６ａ、１６ｂがターゲット５ａ、５ｂを取り囲むＸａ方向の磁界をスパッタ装置３内に発生させ、かかる磁界によってプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束する電子拘束手段を構成している。

成膜室２の前記上方壁面の鉛直下方側には、基板ホルダ６が設けられており、基板Ｗをその被処理面（成膜面）が水平（ＸＹ面に平行）になるようにして保持できるようになっている。基板ホルダ６には、基板ホルダ６をロードロックチャンバー（図示せず）側からその反対側へ水平に搬送する移動手段６ａが接続されている。移動手段６ａによる基板Ｗの搬送方向は、図１においてＸ軸方向に平行であり、ターゲット５ａ、５ｂの長さ方向（Ｙ軸方向）と直交する方向となっている。

また、基板ホルダ６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒータ（加熱手段）７が設けられており、さらに、保持した基板Ｗを冷却するための第３の冷却手段８ｃが設けられている。ヒータ７は、電源等を具備した制御部７ａに接続されており、制御部７ａを介した昇温動作により所望の温度に基板ホルダ６を加熱し、これによって基板Ｗを所望の温度に加熱できるように構成されている。一方、第３の冷却手段８ｃは、第３の冷媒循環手段１８ｃと配管等を介して接続されており、第３の冷媒循環手段１８ｃから供給される冷媒を循環させることにより所望の温度に基板ホルダ６を冷却し、これによって基板Ｗを所望の温度に冷却するように構成されている。

製造装置１により液晶装置の構成部材である基板Ｗ上に無機配向膜を形成するには、第１のガス供給手段２１からアルゴンガスを導入しつつ、第１電極９ａ及び第２電極９ｂにＤＣ電力（ＲＦ電力）を供給することで、ターゲット５ａ、５ｂに挟まれる空間にプラズマＰｚを発生させ、プラズマ雰囲気中のアルゴンイオン等をターゲット５ａ、５ｂに衝突させることで、ターゲット５ａ、５ｂから配向膜材料（シリコン）をスパッタ粒子５ｐとしてたたき出し、さらにプラズマＰｚに含まれるスパッタ粒子５ｐのうち、プラズマＰｚから開口部３ａ側へ飛行するスパッタ粒子５ｐのみを選択的に成膜室２側へ放出する。そして、基板Ｗの鉛直下方側の斜め方向から飛来したスパッタ粒子５ｐと、成膜室２を流通する酸素ガスとを基板Ｗ上で反応させることで、シリコン酸化物からなる配向膜を基板Ｗ上に形成するようになっている。

なお、本実施形態では、基板Ｗの鉛直方向下方側の面に配向膜が形成されるようになっているが、本発明でいう基板上とは、基板面の前記配向膜が形成される側を意味する表現であり、鉛直上方や下方を意味するものではない。

なお、本実施形態では、スパッタ粒子５ｐとしてのシリコンを、第２のスパッタガスである酸素ガスと反応させることでシリコン酸化物を基板Ｗ上に成膜する場合について説明しているが、ターゲット５ａ、５ｂとして例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）やアルミニウム酸化物（ＡｌＯ_ｙ等）などを用い、ターゲット５ａ、５ｂに対してＲＦ電力を入力してスパッタ動作を行うことで、これらシリコン酸化物やアルミニウム酸化物からなる無機配向膜を基板Ｗ上に形成することができる。またこの場合において、第２のスパッタガス（酸素ガス）を成膜室２内に流通させておくことで、形成される無機配向膜の酸化物組成からのずれを防止することができ、無機配向膜の絶縁性を高めることができる。

上記構成を備えた製造装置１によれば、対向ターゲット型のスパッタ装置３が基板Ｗに対して所定角度（θ１）傾けて前記接続装置２５に接続され、配置されているので、スパッタ装置３の開口部３ａから放出されるスパッタ粒子５ｐを所定角度で斜め方向から基板Ｗの成膜面に入射（放射）させることができる。そして、このようにして斜め方向から入射させたスパッタ粒子５ｐの堆積により、一方向に配向した柱状構造を具備した無機配向膜を基板Ｗ上に形成することができるようになっている。また、対向ターゲット型のスパッタ装置３では、開口部３ａから放出されないスパッタ粒子は、主にターゲット５ａ、５ｂに入射して再利用されるため、極めて高いターゲット利用効率を得られるようになっている。さらにスパッタ装置３においては、ターゲット間隔を狭めることで開口部３ａから放出されるスパッタ粒子５ｐの指向性を高めることができるので、基板Ｗに到達するスパッタ粒子５ｐの入射角は高度に制御されたものとなり、形成される無機配向膜における柱状構造の配向性も良好なものとなる。

また、本実施形態では、スパッタ粒子と第２のスパッタガスとを反応させて、得られた化合物を主材とした無機配向膜を形成しており、第２のスパッタガスの流通経路を、先述のように横断面積が変化するように構成しているので、以下のような作用が得られる。

スパッタ装置３から放出されるスパッタ粒子５ｐは、ターゲット間隔を狭めることで、図示Ｚａ方向へ放出されるよう指向性を高められているが、この指向性を高めるほど、スパッタ粒子数は減少してしまうため、実際には、ある程度の放射状になることが許容されて放出されている。そのため、図示Ｚａ方向に進むにつれて、単位体積あたりのスパッタ粒子数が少なくなり、開口部３ａから成膜位置が離れるほど、基板Ｗの単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数が減少する。また、スパッタ装置３から放出されるスパッタ粒子５ｐは、基板Ｗの一方の側（図示＋Ｘ側）から他方の側（図示−Ｘ側）に向けて流れるように斜めに入射するため、基板Ｗの前記他方の側（図示−Ｘ側）の位置ほど、開口部３ａと基板Ｗとの距離が長くなっている。したがって、基板Ｗの前記他方の側（図示−Ｘ側）の位置ほど、基板Ｗの単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数が少なくなっている。

ここで、基板Ｗ近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガス（第２スパッタガス）の分子数が、流通経路に沿って一定である場合、基板Ｗの前記他方の側（図示−Ｘ側）に行くにつれ、スパッタ粒子数に対する反応ガスの分子数が、相対的に多くなってしまう。したがって、基板ＷのＸ方向に沿って、形成された配向膜の化学組成が変化してしまい、配向角は不均一なものとなってしまう。これを防止するために、例えば、反応ガスの量を多くすると、成膜室２を飛来している堆積前のスパッタ粒子５ｐと反応ガスの分子とが衝突する頻度が高くなり、スパッタ粒子５ｐを所望の角度で堆積させることができず、良好な成膜を行うことができなくなる。

そこで、本発明では、上記製造装置１の流通経路を、先述したように基板Ｗの前記一方の側（図示＋Ｘ側）から前記他方の側（図示−Ｘ側）に向けて、横断面積が漸次大きくなるように構成している。ここで、基板Ｗ近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数は、反応ガスの流通経路の横断面積に反比例する。前記横断面積は前記他方の側（図示−Ｘ側）に向けて漸次大きくなるようになっているため、基板Ｗ近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数は、前記他方の側（図示−Ｘ側）に向かって減少するものとなる。したがって、基板Ｗの単位面積に堆積する、単位時間あたりのスパッタ粒子数が減少する方向と、基板Ｗ近傍の単位面積を流通する、単位時間あたりの反応ガスの分子数が減少する方向とが一致するようになる。よって、スパッタ粒子と反応ガスの分子とが反応して形成される配向膜は、化学組成が均一なものとなる。これにより、無機配向膜における柱状構造の配向性を良好なものとすることができる。

また、上記成膜動作に際して、スパッタ装置３のターゲット５ａ、５ｂを取り囲む矩形枠状の磁界発生手段１６ａ、１６ｂにより形成される磁界によって、プラズマＰｚに含まれる電子５ｒを捕捉ないし反射させることができ、プラズマＰｚをターゲット５ａ、５ｂが対向する領域内に良好に閉じ込めることができるので、前記電子５ｒが基板Ｗの成膜面に入射して基板Ｗ表面の濡れ性が上昇するのを防止することができる。これにより、基板Ｗに付着したスパッタ粒子５ｐの再配置により柱状構造の形成が阻害されるのを良好に防止することができる。従って本実施形態の製造装置１によれば、配向性の良好な無機配向膜を基板Ｗ上に容易に形成することができる。
上記と同様の観点から、開口部３ａと基板Ｗとの間に位置する成膜室２や装置接続部２５の壁部は、接地電位に保持しておくことが好ましい。このような構成とすることで、電子拘束手段から漏れ出た電子を前記壁部により捕捉し除去することができ、基板Ｗ表面の濡れ性が上昇してしまうのを効果的に防止することができる。

さらに製造装置１では、ターゲット５ａ、５ｂに細長い板状のものを用いており、スパッタ装置３からＹ軸方向に延びるライン状にスパッタ粒子５ｐを放出させることができる。そして、基板ホルダ６は前記スパッタ粒子のラインと直交する方向（Ｘ軸方向）に基板Ｗを搬送することができるようになっているので、前記スパッタ粒子のラインにより基板Ｗ上を走査するようにして面状に成膜を行うことができ、連続的に基板処理を行うことができ、極めて高い生産効率を実現することができる。

また、本実施形態の製造装置１では、成膜法としてスパッタ装置３によるスパッタ法を採用しているので、例えば蒸着法やイオンビームスパッタ法に比べて低い真空度、すなわち、大気圧に近い圧力で成膜を行うことができ、真空ポンプ等の真空装置（排気制御装置）に関する負担を軽減することができる。さらに、蒸着法に比べて高い圧力で成膜を行うことから、成膜材料（配向膜材料）の平均自由行程が短くなり、従って蒸着法を採用した場合に比べて真空チャンバー等からなる成膜室を小型化することができ、装置に関する負担を軽減することができる。

また、スパッタ法によってターゲットから放出されるスパッタ粒子（配向膜材料）の持つエネルギーは例えば１０ｅＶであり、蒸着法によって蒸着源から発生するクラスター状粒子の持つエネルギーが例えば０．１ｅＶであるのに比べて格段に大きいため、スパッタ粒子は蒸着法によるクラスター状粒子に比べて密着性が高いものとなる。すなわち、クラスター状粒子の場合、例えば成膜室２や装置接続部２５の内壁面に付着した粒子が振動等によって脱落し、発塵を起こしてこれが基板Ｗ上に異物となって付着してしまうおそれがあるが、スパッタ粒子の場合には、内壁面などに一旦付着すると、その高密着性によって容易には脱落せず、従ってこれが基板Ｗ上に異物となって付着してしまうといった不都合を回避することができる。

また、基板ホルダ６に基板Ｗを冷却するための第３の冷却手段８ｃを設けているので、成膜時に第３の冷却手段８ｃによって基板Ｗを冷却し、基板Ｗを室温等の所定温度に保持することができ、スパッタによって基板Ｗに付着した配向膜材料分子の基板上での拡散（マイグレーション）を抑制することができる。これにより、基板Ｗ上における配向膜材料の局所的な成長が促進され、一軸方向に柱状に成長した配向膜を容易に得られるようになる。

なお、上記実施形態では、箱形筐体の対向する二側壁を成す第１電極９ａ及び第２電極９ｂにのみターゲット５ａ、５ｂが支持されている構成としているが、対向ターゲット型のスパッタ装置３では、図２に示すように、側壁部材９ｃ、９ｄ、１９にもそれぞれターゲット５ｃ、５ｄ、５ｅを配設することができる。このような構成において、各側壁部材９ｃ、９ｄ、１９に電源を接続して電極として機能させ、前記各ターゲット５ｃ、５ｄ、５ｅに電力を供給するならば、これらのターゲット５ｃ、５ｄ、１９から放出されるスパッタ粒子を成膜に用いることができるので、成膜速度の向上が期待できる。また、プラズマ生成領域を取り囲むようにしてターゲット５ａ〜５ｅが配置されていると、開口部３ａから成膜室２へ放出されるスパッタ粒子を除くスパッタ粒子はプラズマＰｚを取り囲むターゲット５ａ〜５ｅに入射して、他のスパッタ粒子の生成等に再利用されるので、ターゲットの利用効率を高めることができる。
上記構成においては、ターゲット５ｃ、５ｄ、５ｅを冷却するための冷却手段を各側壁部材９ｃ、９ｄ、１９に隣接して設けることが好ましい。さらには、増設したターゲット５ｃ、５ｄ、５ｅに対応して電子拘束手段（磁界発生手段）の配置を変更し、プラズマＰｚとターゲット５ａ〜５ｅとの位置関係を最適化することが好ましい。

（製造装置の他の構成例）
本実施形態に係る製造装置１では、スパッタ粒子５ｐの進行方向をさらに良好に規制する手段を設けることができる。以下、かかる構成について図３を参照して説明する。
図３（ａ）は、本構成例における製造装置１の概略構成を示す図である。図３（ａ）に示すように、本構成例では、装置接続部２５に通じる成膜室２の開口部に、金属製メッシュ１１と複数の金属製筒状体１２とが設けられている。図３（ｂ）は、これら金属製メッシュ１１と金属製筒状体１２とを、図３（ａ）の概略Ｚａ方向に観察したときの概略斜視図である。

金属製メッシュ１１は、アルミニウム等の非磁性金属からなるもので、装置接続部２５に通じる成膜室２の開口部２５ａを覆うように成膜室２の内壁に取り付けられたものである。金属製メッシュ１１は成膜室２の壁部と電気的に導通して接地電位に保持されている。従って金属製メッシュ１１によって、電子拘束手段から漏れ出るプラズマＰｚ中の電子やイオン状物質を捕捉して除去することができ、これにより基板Ｗに対してプラズマＰｚの影響が及ぶのを防ぐことができる。すなわち、スパッタ装置３には磁界発生手段１６ａ、１６ｂからなる電子拘束手段が設けられているものの、この電子拘束手段から電子等が洩れ出て基板Ｗに到達すると、先に記載のように基板Ｗ表面の濡れ性が上昇してスパッタ粒子のマイグレーションが生じ、柱状構造の形成が阻害されるおそれがあるが、このような金属製メッシュ１１を配設しておくことにより、電子等が成膜室２の開口部２５ａから洩れ出てくるのを防止することができ、無機配向膜における柱状構造の形成を促進し、良好な配向性を備えた無機配向膜を形成することができる。また金属製メッシュ１１については、その開口径を例えば２〜３ｍｍ程度に小さくできるため、所望の開口径にすることにより、プラズマＰｚに含まれる電子やイオン状物質の洩れ防止効果を十分発揮させることができる。

金属製筒状体１２は、アルミニウム等の非磁性金属からなる六角筒状のもので、金属製メッシュ１１のスパッタ装置３と反対側に取り付けられたものである。また、金属製筒状体１２は、図３（ｂ）に示すように、多数が密に配列されて筒状体群１３を構成している。なお、図３（ｂ）では図面を見やすくするために金属製メッシュ１１の一部を省略しているが、実際には金属製メッシュ１１は筒状体群１３のスパッタ装置３側の開口端を覆うようにして設けられている。

図３（ａ）に示すように、筒状体群１３を構成する各金属製筒状体１２は、その中心軸が、水平面に対する法線方向（Ｚ軸方向）に対して、前記θ_１にほぼ一致する角度で傾斜したＺａ方向に向くよう配置されている。従って、前記中心軸は、基板Ｗに対して傾斜して配置されたスパッタ装置３の開口部３ａと同じ傾斜角で鉛直方向に対し傾斜させられたものとなっている。このような構成により、前記ターゲット５ａ、５ｂから放出されたスパッタ粒子は、金属製筒状体１２を通過することにより、基板Ｗに対する入射角が設定された角度に、より良好に規制される。なお、金属製筒状体１２の長さ（高さ）については特に制限がないものの、例えば数ｃｍ〜十数ｃｍ程度である。

また、各金属製筒状体１２からなる筒状体群１３は、各金属製筒状体１２の開口部が、ハニカム構造と呼ばれる最密充填構造となるように配置されている。かかる構造を具備した筒状体群１３は、各金属製筒状体１２の開口部からなる空間率が高く、よって圧力損失が小さくなり、従って成膜性を損なうことなく、スパッタ粒子の基板Ｗに対する入射角を良好に規制することができるものとなっている。さらに本実施形態では、筒状体群１３も金属製メッシュ１１と同様に接地（アース）されており、筒状体群１３によってもプラズマＰｚ中の電子やイオン状物質が捕捉除去されるので、プラズマＰｚの影響が基板Ｗに及ぶのを防ぎ、柱状構造の無機配向膜を良好に形成することができる。

なお、上記では金属製メッシュ１１と金属製筒状体１２からなる筒状体群１３の両方を設けた場合について説明したが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また金属製メッシュ１１の格子形状や、金属製筒状体１２の開口端形状等は適宜変更することが可能である。

また、前記実施形態では、第２のスパッタガスの流通経路として、図示Ｚ方向の高さを変化させて、横断面積を変化させた例を示したが、図示Ｙ方向の幅、すなわち、成膜室２の前記側方壁面間の距離を変化させて、横断面積を変化させた構成も可能である。かかる構成について、図４（ａ）と図４（ｂ）とを用いて説明する。

図４（ａ）は、本構成例における製造装置１の概略構成を示す図であり、図４（ｂ）は、成膜室２を図示＋Ｚ方向から観察した平面図である。本構成例において第２のスパッタガスの流通経路は、図示Ｚ方向の高さは変化せずに、図示Ｙ方向の幅が、図示−Ｘ方向に向かって広がった形状となっている。このため、流通経路の横断面積は、図示−Ｘ方向に向かって漸次広くなり、流通経路の構成条件を満たすものとなる。
このような構成とすることで、第１のスパッタガスの流れと第２のスパッタガスの流れとが、成膜室２の開口部２５ａにおいて、鋭角に合流するようになり、合流地点においてガス流が乱れることが防止される。よって、基板Ｗに対するスパッタ粒子５ｐの入射角度がばらつくことを防止することができる。

なお、成膜室２の側壁形状としては、例示した平面状の他に、曲面状としてもよく、このようにすることで、流通経路における横断面積の変化率を位置ごとに調整することができる。また、流通経路の高さと幅のうち、片方のみを変化させるのではなく、両方とも変化させて、横断面積を変化させてもよい。また、上記実施形態では、第２のスパッタガスの流通方向として、流通経路の断面積が狭まる方向から広がる方向に向かう例を用いて説明したが、第２のガス供給手段２２と排気制御装置２０の配置を換えることによって、流通経路の断面積が広がる方向から狭まる方向に第２のスパッタガスを流通させても良い。

（液晶装置の製造方法）
次に、上記製造装置１を用いた液晶装置の製造方法（基板Ｗ上に無機配向膜を形成する工程）について説明する。
まず、基板Ｗとして、液晶装置用基板としてスイッチング素子や電極等、所定の構成部材が形成された基板を用意する。次いで、基板Ｗを成膜室２に併設されたロードロックチャンバー内に収容し、ロードロックチャンバー内を減圧して真空状態とする。また、これとは別に、排気制御装置を作動させて成膜室２内を所望の真空度に調整しておく。

続いて、基板Ｗを成膜室２内に搬送し、基板ホルダ６にセットする。そして、配向膜形成の前処理として、基板ホルダ６のヒータ７によって基板Ｗを例えば２５０℃〜３００℃程度で加熱し、基板Ｗの表面に付着した吸着水やガスなどの脱水・脱ガス処理を行う。次いで、ヒータ７による加熱を停止した後、スパッタリングによる基板温度の上昇を抑制するため、冷媒循環手段１８ｃを作動させて冷却手段８ｃに冷媒を循環させることで基板Ｗを所定温度、例えば室温に保持する。

次に、アルゴンガスを第１のガス供給手段２１からスパッタ装置３内に所定流量で導入し、酸素ガスを第２のガス供給手段２２から所定流量で成膜室２内に導入するとともに、排気制御装置２０を作動させ、所定の操作圧力、例えば１０^−１Ｐａ程度に調整する。酸素ガスプラズマでは酸素ラジカル、酸素の負イオンが発生するため、本実施形態の製造装置１では、プラズマ生成領域であるターゲット５ａ、５ｂの前面にはアルゴンガスのみを導入し、酸素ガスは別系統のガス供給路から基板Ｗ上へ流入させている。また、成膜中にも必要に応じてヒータ７、冷却手段８ｃを作動させることにより、基板Ｗを室温に保持することが好ましい。

その後、このような成膜条件のもとで、移動手段６ａにより基板Ｗを図１中のＸ方向に所定の速度で移動させつつ、スパッタ装置３によるスパッタリングを行う。すると、ターゲット５ａ、５ｂからは、配向膜材料となるスパッタ粒子（シリコン）が放出されるが、対向ターゲット型のスパッタ装置３では、ターゲット対向方向に進行するスパッタ粒子はプラズマＰｚ内に閉じ込められ、ターゲット面方向の開口部３ａに向かって進行するスパッタ粒子５ｐのみが開口部３ａから成膜室２内に放出され、進行方向を規制されたスパッタ粒子５ｐのみが基板Ｗ上に入射するようになる。

スパッタ粒子５ｐは、装置接続部２５に臨む基板Ｗの成膜面に対してのみ選択的に入射、基板Ｗ上で酸素ガスと反応してシリコン酸化物の被膜を形成する。このように基板Ｗに対して斜めに傾けて配置されたスパッタ装置３から放出され、さらに基板Ｗに対してスパッタ装置３と同様に斜めに傾けて配置された装置接続部２５を通過したスパッタ粒子５ｐは、基板Ｗの成膜面に対して所定の角度、すなわち前記θ_１で入射するようになる。その結果、基板Ｗ上で酸素ガスとスパッタ粒子５ｐとの反応を伴って堆積した無機配向膜は、前記の入射角θ_１に対応した角度で傾斜する柱状構造を有した無機配向膜となる。

このように、製造装置１により基板Ｗ状に形成される無機配向膜は所望の角度で傾斜した柱状構造を有する無機配向膜であり、この配向膜を備えてなる液晶装置は、かかる無機配向膜によって液晶のプレチルト角を良好に制御することがでるものとなる。

またこのとき、スパッタ装置３の開口部３ａに設けられた電子拘束手段（磁界発生手段１６ａ、１６ｂ）によりプラズマＰｚに含まれる電子やイオン状物質が捕捉又は反射されるため、これらの電子やイオン状物質が基板Ｗに到達するのを防止することができる。さらに、図３に示した金属製メッシュ１１や金属製筒状体１２を成膜室２に配設しておけば、上記電子やイオン状物質が基板Ｗに到達するのをより効果的に防止することができ、また基板Ｗに入射するスパッタ粒子５ｐの入射角制御もより高精度に行うことができる。

以上の工程により、基板Ｗ上に無機配向膜を形成したならば、別途製造した他の基板とシール材を介して貼り合わせ、基板間に液晶を封入することで液晶装置を製造することができる。なお、本発明に係る液晶装置の製造方法において、無機配向膜の形成工程以外の製造工程については公知の製造方法を適用することができる。

（液晶装置）
以下、製造装置１を用いて製造することができる液晶装置の一例について図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態の液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板８０の平面構成図である。
図６は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図７は、ＴＦＴアレイ基板８０の画像表示領域を拡大して示す平面構成図である。図８は、図７のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面構成図である。
本実施形態の液晶装置は、図８に示すように、対向配置されたＴＦＴアレイ基板（第１基板）８０と、対向基板（第２基板）９０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えたＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置である。

図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板８０の中央には画像表示領域１０１が形成されている。画像表示領域１０１の周縁部にシール材８９が配設されており、かかるシール材８９により前記ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０とを貼り合わせ、前記両基板８０，９０とシール材８９とに囲まれる領域内に液晶層（不図示）が封止される。シール材８９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回路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回路１２０とが実装されている。ＴＦＴアレイ基板８０の端部には外部回路に接続する複数の接続端子７９が設けられており、かかる接続端子７９には前記駆動回路１１０，１２０から延びる配線が接続されている。シール材８９の四隅には前記ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０とを電気的に接続する基板間導通部７０が設けられており、基板間導通部７０も配線を介して接続端子７９と電気的に接続されている。

図６は、液晶装置の等価回路図である。液晶装置の画像表示領域には、複数のデータ線４６ａと、データ線４６ａと交差する方向に延びる複数の走査線４３ａとが形成されており、隣接する２本のデータ線４６ａと隣接する２本の走査線４３ａとに囲まれた矩形状の領域に対応して画素電極４９が配置されており、画像表示領域全体では画素電極４９が平面視マトリクス状に配列されている。各画素電極４９には、画素電極４９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０が接続されている。ＴＦＴ３０のソースにはデータ線４６ａが接続されている。各データ線４６ａには、前述したデータ線駆動回路から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線４３ａが接続されている。走査線４３ａには、前述した走査線駆動回路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、ＴＦＴ３０のドレインには画素電極４９が接続されている。そして、走査線４３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、ＧｍによりＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることで、データ線４６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極４９を介して各画素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。

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４９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４９と容量線４３ｂとの間に蓄積容量１７が液晶容量と並列に接続されている。

図７は、ＴＦＴアレイ基板８０の平面構成図である。本実施形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極４９（破線４９ａ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。各画素電極４９の縦横の境界に沿って、データ線４６ａ、走査線４３ａ及び容量線４３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極４９の形成領域に対応する矩形状の領域が画素の平面領域に対応しており、マトリクス状に配列された画素毎に表示動作が行われるようになっている。

ＴＦＴ３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層４１ａを備えている。半導体層４１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール４５を介して、データ線４６ａが接続されている。また、半導体層４１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール４８ｂ（４８ａ）を介して、画素電極４９が接続されている。一方、半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分には、チャネル領域４１ａ’が形成されている。

図８は、液晶装置の断面構造を示す図であり、図７のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。図８に示すように、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＦＴアレイ基板８０と、これに対向配置された対向基板９０と、これらの間に挟持された液晶層５０とを備えて構成されている。ＴＦＴアレイ基板８０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体８０Ａ、及びその内側（液晶層側）に形成されたＴＦＴ３０や画素電極４９、さらにこれを覆う配向下地膜８５及び無機配向膜８６などを備えている。一方の対向基板９０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体９０Ａ、およびその内側（液晶層側）に形成された共通電極６１、さらにこれを覆う配向下地膜９５、無機配向膜９２などを備えている。

基板本体８０Ａの内面側には、後述する第１遮光膜５１ａおよび第１層間絶縁膜５２が形成されている。第１層間絶縁膜５２上に島状の半導体層４１ａが形成されている。半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分にはチャネル領域４１ａ’が形成されており、チャネル領域４１ａ’の両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。ＴＦＴ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しており、ソース領域およびドレイン領域に、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。チャネル領域４１ａ’側から順に形成された低濃度ソース領域４１ｂと高濃度ソース領域４１ｄとが前記ソース領域を構成し、チャネル領域４１ａ’側から順に形成された低濃度ドレイン領域４１ｃと高濃度ドレイン領域４１ｅとが前記ドレイン領域を構成している。

半導体層４１ａの表面にゲート絶縁膜４２が形成されており、ゲート絶縁膜４２上に走査線４３ａが形成されている。走査線４３ａのうちチャネル領域４１ａ’との対向部分はＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。ゲート絶縁膜４２及び走査線４３ａを覆って第２層間絶縁膜４４が形成されている。第２層間絶縁膜４４上にデータ線４６ａ、及びドレイン電極４６ｂが形成されており、データ線４６ａの一部は第２層間絶縁膜４４に貫設されたコンタクトホール４５内に埋設されて高濃度ソース領域４１ｄと電気的に接続されている。一方、ドレイン電極４６ｂは、第２層間絶縁膜４４に貫設されたコンタクトホール４８ａを介して半導体層４１ａの高濃度ドレイン領域４１ｅと電気的に接続されている。

第２層間絶縁膜４４、データ線４６ａ、及びドレイン電極４６ｂを覆って第３層間絶縁膜４７が形成されている。第３層間絶縁膜４７の表面に画素電極４９が形成されており、画素電極４９は第３層間絶縁膜４７を貫通してドレイン電極４６ｂに達する画素コンタクトホール４８ｂを介してドレイン電極４６ｂと電気的に接続されている。かかる構造により、画素電極４９とＴＦＴ３０とが電気的に接続されている。さらに、画素電極４９を覆って、配向下地膜８５が形成され、配向下地膜８５上に無機配向膜８６が形成されている。
無機配向膜８６は、先に記載のようにシリコン酸化物によって好適に構成されるが、シリコン酸化物に限らず、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物、マグネシウム酸化物、インジウム錫酸化物、あるいはシリコン窒化物、チタン窒化物などにより形成してもよい。後述する無機配向膜９２についても同様である。

半導体層４１ａを延設して第１蓄積容量電極４１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜４２を延設して誘電体膜が形成されており、かかる領域のゲート絶縁膜４２を介して前記第１蓄積容量電極４１ｆと対向する位置に第２蓄積容量電極を成す容量線４３ｂが配置されている。これにより、前記第１蓄積容量電極４１ｆと容量線４３ｂとが平面的に重なる位置に前述の蓄積容量５７が形成されている。
また、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する基板本体８０Ａの表面に、第１遮光膜５１ａが形成されている。第１遮光膜５１ａは、ＴＦＴアレイ基板８０の外側からの光が、半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ’、低濃度ソース領域４１ｂおよび低濃度ドレイン領域４１ｃに入射して光リークを生じるのを防止するものである。

一方、対向基板９０における基板本体９０Ａ上には、第２遮光膜６３が形成されている。第２遮光膜６３は、対向基板９０側からの光が半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ’や低濃度ソース領域４１ｂ、低濃度ドレイン領域４１ｃ等に入射するのを防止するものであり、平面視において半導体層４１ａと重なる領域に設けられている。前記第２遮光膜６３を覆う対向基板９０のほぼ全面にＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極６１が形成されている。そして、共通電極６１を覆って配向下地膜９５が形成され、かかる配向下地膜９５上に無機配向膜９２が形成されている。

ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０との間には、ネマチック液晶等からなる液晶層５０が挟持されている。ネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであり、非選択電圧印加時には基板に沿って水平配向し、選択電圧印加時には電界方向に沿って垂直配向する。またネマチック液晶分子は、正の屈折率異方性を有するものであり、その複屈折と液晶層厚との積（リタデーション）Δｎｄは、例えば約０．４０μｍ（６０℃）となっている。ＴＦＴアレイ基板８０側の無機配向膜８６による配向規制方向と、対向基板９０側の無機配向膜９２による配向規制方向とは、約９０°ねじれた状態に設定されている。基板本体８０Ａ、９０Ａのそれぞれの外側（液晶層５０と反対側）には、偏光板５８、６８が互いの透過軸を直交させた状態（クロスニコル）で配置されている。従って、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＮモードで動作し、捻れ配向した液晶の旋光性を利用した白表示と、電圧印加により垂直配向させた液晶の透過性を利用した黒表示との間で階調表示を行うものとなっている。
なお、本液晶装置６０をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、偏光板５８、６８については、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から離間して配置することが望ましい。

以上説明した液晶装置６０にあっては、特に無機配向膜８６、９２として、前述したように製造装置１により形成できる配向性の良好な無機配向膜を備えているので、これらの無機配向膜８６、９２によって液晶分子のプレチルト角等の配向状態をより良好に制御することができ、高輝度、高コントラストの表示が可能であり、また耐熱性、耐光性に優れた信頼性の高い液晶装置となる。

（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器としてプロジェクタの一実施形態について、図９を用いて説明する。図９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、前述した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９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。

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、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。

前述したプロジェクタは、前記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように信頼性が高く、高画質の表示が得られるものとなっているので、このプロジェクタ（電子機器）自体も信頼性が高く、高画質のプロジェクタとなる。

なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前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、前記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、前記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、前記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する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板式の投射型表示装置（プロジェクタ）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、前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。

実施形態に係る液晶装置の製造装置の概略構成図。 図１に示すスパッタ装置の詳細構成を示す図。 実施形態に係る製造装置の他の構成例を示す図。 実施形態に係る製造装置の他の構成例を示す図。 実施形態に係るＴＦＴアレイ基板の全体構成図。 同、等価回路図。 同、画素の詳細構成を示す図。 図７のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。 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

１ 製造装置、２ 成膜室、３ スパッタ装置、５ａ，５ｂ ターゲット、９ 金属板（遮蔽部材）、１０ 開口部、１１ 金属製メッシュ、１２ 金属製筒状体、１６ａ，１６ｂ 磁界発生手段（電子拘束手段）、５０ 液晶層、６０ 液晶装置、８０ ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、８５，９５ 配向下地膜、８６，９２ 無機配向膜、９０ 対向基板（第２基板）

Claims (9)

1. 対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造装置であって、
   成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して、無機配向膜を形成するスパッタ装置とを備え、
   前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットと、前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を、前記基板の一方の側から他方の側に向かって流れるように、斜めに放出する開口部と、前記プラズマ生成領域の前記開口部側に設けられて前記プラズマ生成領域に含まれる電子を捕捉ないし反射する電子拘束手段と、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段と、を有しており、
   前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、
   前記第２のスパッタガスの流通経路は、前記スパッタ粒子が前記基板に放射される領域において、前記一方の側から前記他方の側に向けて、横断面積が漸次大きくなるよう構成されていることを特徴とする液晶装置の製造装置。
2. 前記電子拘束手段が、前記一対のターゲットの各々の外周部に沿って設けられて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装置。
3. 前記電子拘束手段が、前記一対のターゲットの対向方向に磁界を発生させる磁界発生手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置の製造装置。
4. 前記成膜室内で前記基板を移動する移動手段が設けられており、
   前記開口部は、前記移動手段による基板移動方向と交差する方向に延びる帯状を成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶装置の製造装置。
5. 前記スパッタ装置は、前記開口部を一面に有する箱形筐体を備えており、
   前記箱形筐体における前記開口部に隣接する位置の対向する二側壁にそれぞれ前記ターゲットが配置されており、
   前記開口部と対向する位置の側壁に、前記プラズマ生成領域にスパッタガスを供給するガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶装置の製造装置。
6. 前記箱形筐体の前記開口部に隣接する四側壁にそれぞれターゲットが配置されるとともに、前記開口部と対向する側壁にもターゲットが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置の製造装置。
7. 前記開口部と前記基板との間に、接地電位に保持された金属製メッシュが設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶装置の製造装置。
8. 前記開口部と前記基板との間に、前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角度を規制するべく接地電位に保持された筒状体が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶装置の製造装置。
9. 対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造方法であって、
   成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して、無機配向膜を形成するスパッタ装置とを備え、前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットと、前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を放出する開口部と、前記プラズマ生成領域の前記開口部側に設けられて前記プラズマ生成領域に含まれる電子を捕捉ないし反射する電子拘束手段と、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段と、を有しており、前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、前記スパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを、前記開口部の外側において、前記基板上に流通させる第２のガス供給手段を備え、前記第２のスパッタガスの流通経路は、前記スパッタ粒子が前記基板に放射される領域において、前記一方の側から前記他方の側に向けて、横断面積が漸次大きくなるよう構成されている製造装置を用いて前記基板上に無機配向膜を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。

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