JP2015018102A - 表面処理方法、及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理基板の品質を向上させることが可能な表面処理方法、及び電気光学装置の製造方法を提供する。【解決手段】シランカップリング剤を気化させた雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜２８，３２が形成された被処理基板ＷＰを晒して無機配向膜２８，３２の表面処理を行う成膜方法において、雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜５２が形成されたダミー基板ＷＤを被処理基板ＷＰと同時に晒して表面処理を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、表面処理方法、及び電気光学装置の製造方法に関する。

上記電気光学装置の一つとして、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやプロジェクターのライトバルブなどにおいて用いられている。

液晶装置は、素子基板と対向基板との間に液晶層が挟持された構造となっている。素子基板の液晶層側の表面、及び対向基板の液晶層側の表面には、無機材料が斜方蒸着法によって成膜された無機配向膜が設けられている。

また、無機配向膜の表面に、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のように、気相処理によってシランカップリング剤の被膜を形成することにより、無機配向膜の表面の性質を耐光性にするなど改質する方法が知られている。また、気相処理による表面処理を行う際、シランカップリング剤の加水分解に必要な水分を供給するために、水蒸気を成膜室に導入する方法が開示されている。

特開２０１０−１７００３６号公報 特開２０１０−２４４８４号公報

しかしながら、水分（水蒸気）を直接供給する方法では、成膜室においてパーティクルが発生したり、無機配向膜との反応率（化学結合）が悪かったりする恐れがある。これにより、無機配向膜を備えたパネルの特性が低下するという課題がある。

本発明の態様は、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］本適用例に係る表面処理方法は、シランカップリング剤を気化させた雰囲気中に、斜方蒸着膜が形成された基板を晒して前記斜方蒸着膜の表面処理を行う表面処理方法であって前記雰囲気中に、斜方蒸着膜が形成されたダミー基板を前記基板と同時に晒して表面処理を行うことを特徴とする。

本適用例によれば、斜方蒸着膜が形成された基板に加えて、斜方蒸着膜が形成されたダミー基板を、一緒の雰囲気中に入れて表面処理を行うので、斜方蒸着膜にシランカップリング剤を結合させる際に、反応のきっかけとなる水分を雰囲気中に増やすことが可能となる。具体的には、基板の斜方蒸着膜に吸着された水分だけでは補えない水分を、ダミー基板の斜方蒸着膜に吸着した水分を加えることにより、加水分解反応を促進させることができ、斜方蒸着膜との反応率（化学結合）を向上させることができる。また、斜方蒸着膜に含まれる水分を加水分解に用いるので、強制的に水分を雰囲気中に供給する必要がなく、パーティクルが発生することを抑えることができる。その結果、基板の品質が低下することを抑えることができる。

［適用例２］上記適用例に係る表面処理方法において、前記表面処理は、大気圧より低い圧力下であり、圧力を一定にして行うことが好ましい。

本適用例によれば、大気圧より低い圧力下で一定の圧力で表面処理を行うので、パーティクルの発生を抑えることが可能となり、基板の品質が低下することを抑えることができる。また、大気圧より低い圧力下にしても、基板の斜方蒸着膜に吸着された水分に、ダミー基板の斜方蒸着膜に吸着された水分が加わるので、加水分解に必要な水分が除去されることを抑えることができる。

［適用例３］上記適用例に係る表面処理方法において、前記斜方蒸着膜の材料は、無機材料であることが好ましい。

本適用例によれば、無機材料から斜方蒸着膜を形成するので、斜方蒸着によるセルフシャドウィング効果により斜方蒸着膜を柱状組織（ポーラスな膜）にすることが可能となり、表面積が大きいので、膜の中に水分を取り込みやすくすることができる。よって、シランカップリング剤の加水分解に必要な水分を十分に補うことができる。

［適用例４］本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、シランカップリング剤を気化させた雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成された基板を晒して前記無機配向膜の表面処理を行う電気光学装置の製造方法であって、前記雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成されたダミー基板を前記基板と同時に晒して表面処理を行うことを特徴とする。

本適用例によれば、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成された基板に加えて、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成されたダミー基板を、一緒の雰囲気中に入れて表面処理を行うので、無機配向膜にシランカップリング剤を結合させる際に、反応のきっかけとなる水分を雰囲気中に増やすことが可能となる。具体的には、基板の無機配向膜に吸着された水分だけでは補えない水分を、ダミー基板の無機配向膜に吸着した水分を加えることにより、加水分解反応を促進させることができ、無機配向膜との反応率（化学結合）を向上させることができる。また、無機配向膜に含まれる水分を加水分解に用いるので、強制的に水分を雰囲気中に供給する必要がなく、パーティクルが発生することを抑えることができる。その結果、基板の品質が低下することを抑えることができる。

［適用例５］上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記表面処理は、大気圧より低い圧力下であり、圧力を一定にして行うことが好ましい。

本適用例によれば、大気圧より低い圧力下で一定の圧力で表面処理を行うので、パーティクルの発生を抑えることが可能となり、基板の品質が低下することを抑えることができる。また、大気圧より低い圧力下にしても、基板の無機配向膜に吸着された水分に、ダミー基板の無機配向膜に吸着された水分が加わるので、加水分解に必要な水分が除去されることを抑えることができる。

［適用例６］上記適用例に係る電気光学装置の製造方法において、前記無機配向膜は、シリコン酸化膜であることが好ましい。

本適用例によれば、シリコン酸化膜を用いて斜方蒸着法により無機配向膜を形成するので、無機配向膜をポーラスな膜にすることが可能となり、表面積が大きいので、その膜の中に水分を取り込みやすくすることができる。よって、シランカップリング剤の加水分解に必要な水分を十分に補うことができる。

電気光学装置としての液晶装置の構成を示す模式平面図。 図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’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。 液晶装置のうち主に画素の構造を示す模式断面図。 液晶装置に表面処理を施す表面処理装置の構成を示す模式図。 液晶装置の製造方法、及び表面処理方法を工程順に示すフローチャート。 無機配向膜に処理された処理膜の反応状態を示す模式図。 液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。

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。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

本実施形態では、電気光学装置の一例として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

＜電気光学装置の構成＞
図１は、電気光学装置としての液晶装置の構成を示す模式平面図である。図２は、図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。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、液晶装置の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に、電気光学材料の一例に係る正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。シール材１４は、例えば、熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材１４には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（ガラスビーズ）が混入されている。ガラスビーズは、セルギャップを出すために用いられる。

シール材１４の内側には、表示に寄与する複数の画素Ｐが配列した画素領域Ｅ（表示領域）が設けられている。画素領域Ｅの周囲には、表示に寄与しないダミー画素領域（図示せず）が設けられている。また、図１及び図２では図示を省略したが、画素領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光部（ブラックマトリックス；ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。

対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光膜１８（見切り部）が設けられている。遮光膜１８は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜１８の内側が複数の画素Ｐを有する画素領域Ｅとなっている。なお、図１では図示を省略したが、画素領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光膜が設けられている。

これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子６１に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。なお、検査回路２５の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路２２に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に設けてもよい。

図２に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う無機配向膜２８とが形成されている。

また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、信号配線、無機配向膜２８を含むものである。

対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光膜１８と、これを覆うように成膜された絶縁層３３と、絶縁層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う無機配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光膜１８、対向電極３１、無機配向膜３２を含むものである。

遮光膜１８は、図１に示すように画素領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が画素領域Ｅに入射しないように遮蔽して、画素領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。

絶縁層３３は、例えば、酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜１８を覆うように設けられている。このような絶縁層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

対向電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、絶縁層３３を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極２７を覆う無機配向膜２８および対向電極３１を覆う無機配向膜３２は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。無機配向膜２８，３２としては、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。

このような液晶装置１００は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さいノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも画素領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のデータ線側ソースドレイン領域（ソース領域）に電気的に接続されている。画素電極２７は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域（ドレイン領域）に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２２（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路２２から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは、走査線駆動回路２４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路２２からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線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２４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍ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ＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍ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Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された対向電極３１との間で一定期間保持される。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２７と対向電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域と容量線３ｂとの間に設けられている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。

＜液晶装置を構成する画素の構成＞
図４は、液晶装置のうち主に画素の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置のうち画素の構造を、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１００は、素子基板１０と、これに対向配置される対向基板２０とを備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａ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。

図４に示すように、第１基材１０ａ上には、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）等の材料を含む下側遮光膜３ｃが形成されている。下側遮光膜３ｃは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素Ｐの開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、導電性を有し、走査線３ａの一部として機能するようにしてもよい。第１基材１０ａ及び下側遮光膜３ｃ上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層１１ａが形成されている。

下地絶縁層１１ａ上には、ＴＦＴ３０及び走査線３ａ等が形成されている。ＴＦＴ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン（高純度の多結晶シリコン）等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁層１１ｇと、ゲート絶縁層１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極３０ｇとを有する。走査線３ａは、ゲート電極３０ｇとしても機能する。

半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴ３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、データ線側ＬＤＤ領域３０ｓ１と、データ線側ソースドレイン領域３０ｓと、画素電極側ＬＤＤ領域３０ｄ１と、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを備えている。

チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。このように、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。

ゲート電極３０ｇ及びゲート絶縁層１１ｇ上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁層１１ｂが形成されている。第１層間絶縁層１１ｂ上には、容量素子１６が設けられている。具体的には、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ及び画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第１容量電極１６ａと、固定電位側容量電極としての容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）の一部とが、誘電体膜１６ｃを介して対向配置されることにより、容量素子１６が形成されている。

誘電体膜１６ｃは、例えば、シリコン窒化膜である。第２容量電極１６ｂ（容量線３ｂ）は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。

第１容量電極１６ａは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子１６の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第１容量電極１６ａは、容量線３ｂと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第１容量電極１６ａは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ３，ＣＮＴ４を介して、画素電極２７とＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）とを中継接続する機能を有する。

容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃを介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、ゲート絶縁層１１ｇ、第１層間絶縁層１１ｂ、誘電体膜１６ｃ、及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ２を介して、半導体層３０ａのデータ線側ソースドレイン領域３０ｓ（ソース領域）に電気的に接続されている。

データ線６ａの上層には、第３層間絶縁層１１ｄを介して画素電極２７が形成されている。第３層間絶縁層１１ｄは、例えば、シリコンの酸化物や窒化物からなり、ＴＦＴ３０が設けられた領域を覆うことによって生じる表面の凸部を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ処理）やスピンコート処理などが挙げられる。第３層間絶縁層１１ｄには、コンタクトホールＣＮＴ４が形成されている。

画素電極２７は、コンタクトホールＣＮＴ４，ＣＮＴ３を介して第１容量電極１６ａに接続されることにより、半導体層３０ａの画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）に電気的に接続されている。なお、画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ膜等の透明導電膜から形成されている。

画素電極２７及び隣り合う画素電極２７間の第３層間絶縁層１１ｄ上には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した無機配向膜２８が設けられている。無機配向膜２８上には、シール材１４（図１及び図２参照）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が設けられている。

一方、第２基材２０ａ上（液晶層１５側）には、例えば、ＰＳＧ膜（リンをドーピングしたシリコン酸化膜）などからなる絶縁層３３が設けられている。絶縁層３３上には、その全面に渡って対向電極３１が設けられている。対向電極３１上には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着した無機配向膜３２が設けられている。対向電極３１は、上述の画素電極２７と同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる。

液晶層１５は、画素電極２７と対向電極３１との間で電界が生じていない状態で無機配向膜２８，３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板１０及び対向基板２０を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、素子基板１０と対向基板２０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。

＜表面処理装置＞
図５は、液晶装置に表面処理を施す表面処理装置の構成を示す模式図である。以下、表面処理装置の構造を、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、表面処理装置４０は、無機配向膜２８，３２（斜方蒸着膜）を有する素子基板１０及び対向基板２０（以降、「被処理基板Ｗ」と称する。）に対して、シランカップリング剤の蒸気を導入して表面処理を行うことにより、被処理基板Ｗに形成された無機配向膜２８，３２の耐光性を向上させる装置である。

表面処理装置４０は、成膜室４１と、減圧装置４２と、気化装置４３と、キャリアガス供給装置４４とを備えている。

成膜室４１は、内部に無機配向膜２８，３２を有する被処理基板Ｗを収容可能な容器である。例えば、ステンレスなどの金属或いは石英からなる。成膜室４１は、密閉可能に構成されており、配管４５を介して接続される減圧装置４２によって内部を減圧可能に構成されている。

また、成膜室４１内或いは成膜室４１の外には、図示しない抵抗加熱ヒーターが備えられており、成膜室４１の内部の温度（被処理基板Ｗの温度）を所定の温度に維持することが可能となっている。

減圧装置４２は、配管４５を介して成膜室４１に接続されている。配管４５には、制御弁Ｖ１が設けられている。減圧装置４２は、成膜室４１内の気体を外部に排出して、成膜室４１内の圧力を大気圧よりも低下させることができるように構成されている。

減圧装置４２としては、例えば、コンプレッサー等を用いることができる。減圧装置４２及び制御弁Ｖ１は、図示しない制御装置に接続されており、成膜室４１内を所定の圧力に維持できるように構成されている。

気化装置４３は、定量的に供給されたシランカップリング剤を気化させるための装置であり、配管４６を介して成膜室４１に接続されている。気化装置４３は、シランカップリング剤を定量的に供給する処理剤供給部４７や、供給されたシランカップリング剤を加熱して気化させる加熱部（図示せず）等を備えている。配管４６には、制御装置（図示しない）に接続された制御弁Ｖ２が設けられ、成膜室４１に供給するガスの流量を制御することができるように構成されている。

シランカップリング剤としては、例えば、下記の一般式（１）で表されるものを用いることができる。

ＯＲはアルコキシ基であり、Ｒはメチル基（ＣＨ₃）、エチル基（Ｃ₂Ｈ₅）等のアルキル基である。

このＲとしては非常に選択の幅が広く、シランカップリング剤として、例えば、オクタデシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ｐ−トリフルオロメチルフェニルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、及び３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを好適に用いることができる。また、オクチルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びトリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシラン等も用いることもできる。

キャリアガス供給装置４４は、気化装置４３を介して成膜室４１内にキャリアガスを供給し、キャリアガスと共に気化したシランカップリング剤を成膜室４１内に供給するためのもので、配管４８を介して気化装置４３に接続されている。キャリアガスは使用されるシランカップリング剤の種類に応じて選択され、例えば窒素ガス（Ｎ₂）やアルゴンガス（Ａｒ）等を用いることができる。キャリアガス供給装置４４は、例えば制御装置（図示略）に接続された制御弁Ｖ３等によりキャリアガスの供給量を制御することが可能である。

基板保持部５１は、成膜室４１内に配置され、複数の被処理基板Ｗを互いに離間させた状態で保持する構成とされている。この基板保持部５１は、気化したシランカップリング剤の流れを遮らない構成であることが好ましく、例えば通気性の良いメッシュ状のものでもよい。

また、基板保持部５１の上段から中段までは、製品として用いられる被処理基板ＷＰが載置されている。基板保持部５１の下段には、被処理基板ＷＰのように製品とはならない、無機配向膜５２が形成されたダミー基板ＷＤが載置されている。被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤの無機配向膜２８，３２，５２は、シリコン酸化膜が斜方蒸着された柱状構造物が複数形成され、多孔質膜となっている。

これにより、被処理基板ＷＰの無機配向膜２８，３２だけでは補えない水分を、ダミー基板ＷＤの無機配向膜５２に吸着した水分（表面吸着水）で補い、これらの水分を基に加水分解を促進させることができる。

また、加水分解に必要な水分を補うことができるので、強制的に水分（水蒸気）を成膜室４１の中に供給することなく、単分子状態の水分（表面に単分子状態で吸着していた水分）を供給することができる。よって、成膜室４１の中にパーティクルが発生することを抑え、更に、被処理基板ＷＰやダミー基板ＷＤの表面での化学反応の結果として生成した水を次の加水分解反応に利用することができる。

＜電気光学装置の製造方法、表面処理方法＞
図６は、電気光学装置としての液晶装置の製造方法、及び表面処理方法を工程順に示すフローチャートである。図７は、被処理基板の無機配向膜に処理された処理膜の反応状態を示す模式図である。以下、表面処理方法を含む液晶装置の製造方法、及び処理膜の反応状態を、図６及び図７を参照しながら説明する。

最初に、素子基板１０側の製造方法を説明する。まず、ステップＳ１１では、石英基板などからなる第１基材１０ａ上にＴＦＴ３０を形成する。具体的には、まず、第１基材１０ａ上に、アルミニウムなどからなる下側遮光膜３ｃ（走査線）を成膜する。その後、周知の成膜技術を用いて、シリコン酸化膜などからなる下地絶縁層１１ａを成膜する。

次に、下地絶縁層１１ａ上に、ＴＦＴ３０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、ＴＦＴ３０を形成する。

ステップＳ１２では、画素電極２７を形成する。製造方法としては、上記と同様に、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、画素電極２７を形成する。

ステップＳ１３では、無機配向膜２８を形成する。具体的には、画素電極２７などを覆うように無機配向膜２８を形成する。無機配向膜２８の製造方法としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの無機材料を斜方蒸着する斜方蒸着法が用いられる。

ステップＳ１４では、被処理基板ＷＰ（素子基板１０）をアルコール洗浄する。具体的には、無機配向膜２８を有した被処理基板ＷＰを用意し、被処理基板ＷＰの表面を常温、液相のアルコールによって洗浄するアルコール洗浄を行う。

本実施形態のアルコール洗浄においては、例えば、イソプロピルアルコール等を用いることができる。次に、被処理基板ＷＰを、例えば加熱オーブン等により加熱する加熱処理を行ってアルコールを気化させ乾燥除去する。以上により、素子基板１０側が完成する。次に、対向基板２０側の製造方法を説明する。

まず、ステップＳ２１では、ガラス基板等の透光性材料からなる第２基材２０ａ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、対向電極３１を形成する。

ステップＳ２２では、対向電極３１上に無機配向膜３２を形成する。無機配向膜３２の製造方法は、無機配向膜２８と場合と同様であり、例えば、斜方蒸着法を用いて形成する。

ステップＳ２３では、被処理基板ＷＰ（対向基板２０）をアルコール洗浄する。具体的には、ステップＳ１４で行ったアルコール洗浄と同様にして行う。以上により、対向基板２０側が完成する。次に、ダミー基板ＷＤの製造方法を説明する。

ステップＳ３１では、ダミー基板ＷＤを形成する。具体的には、ダミー基板ＷＤは、例えば、ガラス基板上の全面に無機配向膜５２が斜方蒸着されている。なお、ダミー基板ＷＤの大きさは、被処理基板ＷＰと略同等である。

ステップＳ３２では、ダミー基板ＷＤをアルコール洗浄する。具体的には、ステップＳ１４で行ったアルコール洗浄と同様にして行う。以上により、ダミー基板ＷＤが完成する。次に、共通の製造方法を説明する。

ステップＳ４１では、被処理基板ＷＰ（１０，２０）及びダミー基板ＷＤに表面処理を施す。具体的には、図５に示すように、減圧装置４２により成膜室４１内の圧力を大気圧よりも低い所定の圧力に維持する。次いで、成膜室４１の中に、被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤが載置された基板保持部５１を搬入する。

成膜室４１内（被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤ）は、抵抗加熱ヒーター（図示略）によって、例えば約１００℃〜約２００℃程度の温度に加熱しておく。以下、抵抗加熱ヒーターを制御装置によって制御することにより、表面処理が終了するまで成膜室４１内の温度を維持する。

次に、被処理基板ＷＰの無機配向膜２８，３２、及びダミー基板ＷＤの無機配向膜５２の表面にシランカップリング剤の処理膜を形成する。具体的には、気化装置４３により上記の一般式（１）で表されるシランカップリング剤を大気圧よりも低い圧力下で気化させる。

次いで、気化させたシランカップリング剤をキャリアガス供給装置４４によって供給したキャリアガスと共に大気圧よりも低い圧力に維持した成膜室４１内に導入する。キャリアガスは、例えば、窒素ガス（Ｎ₂）を用い、流量は、例えば５００ｃｃ／ｍｉｎ以下（大気圧換算）とする。

成膜室４１内に気化させたシランカップリング剤を含むキャリアガスを導入すると共に、減圧装置４２によってキャリアガスの排出を行って成膜室４１内の圧力を一定にする。これにより、成膜室４１内を、例えば、約５００Ｐａ程度の圧力に維持する。成膜室４１の圧力を大気圧より低い圧力下にするものの、無機配向膜２８，３２，５２に吸着された水分が残り、この水分が加水分解に寄与する。そして、例えば約１５０℃の温度で約２時間程度、被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤの表面処理を行う。

成膜室４１内には被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤが配置されているため、被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤが気化したシランカップリング剤の雰囲気中に晒されて、無機配向膜２８，３２，５２上にシランカップリング剤の処理膜が形成される。次に、図７を参照しながら、処理膜の反応状態について説明する。

図７（ａ）に示す工程では、成膜室４１内に気化させたシランカップリング剤を含むキャリアガスを導入する。図７（ｂ）に示す工程では、上記したように、被処理基板ＷＰ及びダミー基板ＷＤに形成された無機配向膜２８，３２，５２が、柱状構造物が複数形成された多孔質膜となっているので、無機配向膜２８，３２，５２に官能基が加水分解されるのに十分な水分が含まれている。そして、シランカップリング剤の「ＯＣＨ₃」と「Ｈ₂Ｏ（水）」が結合することにより、「ＣＨ₃ＯＨ（アルコール）」となる（脱アルコール）。

図７（ｃ）に示す工程では、シランカップリング剤が加水分解により、「ＳｉＯＨ」となる。図７（ｄ）に示す工程では、加水分解されたシランカップリング剤が、そのメトキシ基がＯＨ基となることにより、無機配向膜２８，３２，５２と反応する。そして、水素結合により、脱水縮合反応する。

図７（ｅ）に示す工程では、シランカップリング剤と無機配向膜２８，３２，５２とが化学結合し、被処理基板ＷＰの無機配向膜２８，３２、及びダミー基板ＷＤの無機配向膜５２にシランカップリングの表面処理を施すことができる。

このように、被処理基板ＷＰに加えて、ダミー基板ＷＤにも無機配向膜５２を形成するので、被処理基板ＷＰだけでは補えない水分を補うことができる。よって、シランカップリング剤を加水分解させることが可能となり、加水分解したものが、無機配向膜２８，３２，５２の表面に結合する。また、結合した際に、水分が生成するので、この水分を基に次の反応を誘起させることができる。つまり、加水分解と脱水縮合反応とを繰り返すことができる。次に、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる方法を説明する。

ステップＳ４２では、素子基板１０上にシール材１４を塗布する。詳しくは、素子基板１０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１０における表示領域Ｅの周縁部に（表示領域Ｅを囲むように）シール材１４を塗布する。

シール材１４としては、例えば、紫外線硬化型エポキシ樹脂が挙げられる。なお、紫外線などの光硬化型樹脂に限定されず、熱硬化型樹脂などを用いるようにしてもよい。また、シール材１４には、例えば、素子基板１０と対向基板２０との間隔（ギャップ或いはセルギャップ）を所定値とするためのスペーサー等のギャップ材が含まれている。

ステップＳ４３では、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。具体的には、素子基板１０に、塗布されたシール材１４を介して素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる。

ステップＳ４４では、液晶注入口から構造体の内部に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止材で封止する。以上により、液晶装置１００が完成する。

＜電子機器の構成＞
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図８を参照して説明する。図８は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図８に示すように、本実施形態の投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。

偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。

このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、焼き付き等が抑えられた液晶装置１００を用いているので、高い表示品質を実現することができる。

なお、液晶装置１００が搭載される電子機器としては、投射型表示装置１０００の他、撮像装置、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、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、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など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、本実施形態の表面処理方法、及び液晶装置１００の製造方法によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）本実施形態の表面処理方法、及び液晶装置１００の製造方法によれば、斜方蒸着法によって無機配向膜２８，３２が形成された被処理基板ＷＰに加えて、斜方蒸着法によって無機配向膜５２が形成されたダミー基板ＷＤを、一緒の雰囲気中に入れて表面処理を行うので、無機配向膜２８，３２，５２にシランカップリング剤を結合させる際に、反応のきっかけとなる水分を雰囲気中に増やすことが可能となる。具体的には、無機配向膜２８，３２に吸着された水分だけでは補えない水分を、ダミー基板ＷＤの無機配向膜５２に吸着した水分を加えることにより、加水分解反応を促進させることができ、無機配向膜２８，３２，５２との反応率（化学結合）を向上させることができる。また、無機配向膜２８，３２，５２に含まれる水分を加水分解に用いるので、強制的に水分を雰囲気中に供給する方法と比較して、水分が過剰になりシランカップリング剤同士の反応が進むことが無いので、パーティクルが発生することを抑えることができる。その結果、被処理基板ＷＰの品質を向上させることができる。また、水分の不足により、無機配向膜表面との反応率が不足することも無い。

（２）本実施形態の表面処理方法、及び液晶装置１００の製造方法によれば、シリコン酸化膜などからなる無機配向膜２８，３２，５２を斜方蒸着法により形成するので、無機配向膜２８，３２，５２をポーラスな膜にすることが可能となり、表面積が大きいので、膜の中に水分を取り込みやすくすることができる。よって、シランカップリング剤の加水分解に必要な水分を十分に補うことができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、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、電気光学装置として液晶装置１００に適用することに限定されず、例えば、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等に適用するようにしてもよい。

３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｃ…下側遮光膜、ＣＮＴ１〜４…コンタクトホール、６ａ…データ線、１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第２層間絶縁層、１１ｄ…第３層間絶縁層、１１ｇ…ゲート絶縁層、１４…シール材、１５…液晶層、１６…容量素子、１６ａ…第１容量電極、１６ｂ…第２容量電極、１６ｃ…誘電体膜、１８…遮光膜、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２，５２…無機配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…画素電極側ソースドレイン領域、３０ｄ１…画素電極側ＬＤＤ領域、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…データ線側ソースドレイン領域、３０ｓ１…データ線側ＬＤＤ領域、３１…対向電極、３３…絶縁層、４０…表面処理装置、４１…成膜室、４２…減圧装置、４３…気化装置、４４…キャリアガス供給装置、４５，４６，４８…配管、４７…処理剤供給部、５１…基板保持部、６１…外部接続用端子、１０００…投射型表示装置、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。

Claims (6)

1. シランカップリング剤を気化させた雰囲気中に、斜方蒸着膜が形成された基板を晒して前記斜方蒸着膜の表面処理を行う表面処理方法であって、
   前記雰囲気中に、斜方蒸着膜が形成されたダミー基板を前記基板と同時に晒して表面処理を行うことを特徴とする表面処理方法。
2. 請求項１に記載の表面処理方法であって、
   前記表面処理は、大気圧より低い圧力下であり、圧力を一定にして行うことを特徴とする表面処理方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の表面処理方法であって、
   前記斜方蒸着膜の材料は、無機材料であることを特徴とする表面処理方法。
4. シランカップリング剤を気化させた雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成された基板を晒して前記無機配向膜の表面処理を行う電気光学装置の製造方法であって、
   前記雰囲気中に、斜方蒸着法によって無機配向膜が形成されたダミー基板を前記基板と同時に晒して表面処理を行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
5. 請求項４に記載の電気光学装置の製造方法であって、
   前記表面処理は、大気圧より低い圧力下であり、圧力を一定にして行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電気光学装置の製造方法であって、
   前記無機配向膜は、シリコン酸化膜であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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