JP4000819B2

JP4000819B2 - 蒸着方法、液晶装置の製造方法

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Publication number: JP4000819B2
Application number: JP2001329589A
Authority: JP
Inventors: 孝昭田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003129228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被蒸着材表面に液晶配向膜等の蒸着膜を形成するのに好適な蒸着装置を用いる蒸着方法、ならびに液晶装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板等の被蒸着材表面に対して蒸着膜を形成する方法として斜方蒸着法が知られている。この斜方蒸着法は、蒸着物質を斜めの角度から被蒸着材に導き入れ、被蒸着材表面に対して所定方向に配向した蒸着物質の柱状構造物（以下、カラムとも言う）を形成することが可能な蒸着方法である。具体的には所定の蒸着装置を用いて行われ、真空下、蒸着源を加熱して蒸着物質の蒸気流を生じさせ、予め蒸着源と傾き角θ₁（蒸着源と基板面重心位置とを結ぶ基準線と、基板面法線とのなす角）でセットされた被蒸着材に対し蒸着を行うものとされている。この場合、上記傾き角θ₁に基づいて蒸着物質のカラム配向方向が決定される。
【０００３】
一方、このような斜方蒸着法は、例えば液晶配向膜を形成する際に用いられる場合がある。この場合、基板上に液晶配向膜として形成した蒸着膜により、具体的にはカラムの配向方向に基づいて液晶分子を所定角度θ₂（プレティルト角とも言う）だけ傾斜させることが可能となる。例えば、蒸着物質としてＳｉＯを用い、ＳｉＯの蒸気流を傾き角θ₁に伴う蒸着角度で基板に導き入れることで、ＳｉＯの蒸着膜（液晶配向膜）を基板面に形成しており、例えば蒸着角度が４５°〜７２°程度の場合、プレティルト角θ₂は０°となり、蒸着角度が７５°〜８５°程度ではθ₂は１１°〜３５°程度となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような斜方蒸着法においては、被蒸着材面上の場所によって蒸着の膜厚が異なってくる場合がある。これは、蒸着源が点源あるいは線源であって、被蒸着材が蒸着源と傾き角θ₁でセットされているためで、被蒸着材面において蒸着源との距離が異なってくるためである。このように蒸着膜厚が被蒸着面の場所によって異なると、蒸着分子の配向方向も場所によって異なるものとなる場合がある。さらに蒸着膜を液晶配向膜として用いた場合には、蒸着膜厚が基板面上の場所によって異なると、液晶分子のプレティルト角θ₂も基板面上の場所によって異なってくる場合がある。
【０００５】
具体的には、基板面内で蒸着源に近い部分では膜厚が大きくなり、遠い部分では膜厚が小さくなるとともに、膜厚が大きいとプレティルト角が大きくなり、小さい場合にはプレティルト角が小さくなる場合がある。その結果、液晶層の電気光学的特性が場所によって変化し、これを表示画面等に用いた場合には、表示画面全体にわたって一様なコントラストが得られなくなる場合がある。
【０００６】
本発明の課題は、被蒸着材たる基板面全体に亙って、膜厚の均一な蒸着膜を形成することが可能な蒸着方法、ならびに液晶装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る蒸着装置は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源と、被蒸着材を前記蒸着源に対し所定の角度だけ傾斜させて配設させる被蒸着材配設部と、前記蒸着源と前記被蒸着材配設部との間に配設され前記蒸気が流通可能な蒸気流通部とを備え、前記蒸気流通部は開口部と、該開口部に対して相対移動可能に形成され前記蒸気の流通を遮ることが可能な遮蔽部材とを含み、前記開口部に対する前記遮蔽部材の相対移動を制御する遮蔽部材移動制御手段を備え、前記被蒸着材配設部に配設される被蒸着材の被蒸着面を、前記開口部の、前記遮蔽部材によって遮られることが可能な開口面に対して非平行状態に配置するものである。
【０００８】
このような蒸着装置によると、遮蔽部材移動制御手段により遮蔽部材の開口部に対する相対移動を制御することが可能となるため、例えば蒸着量を多くしたい位置には遮蔽部材が開口部を遮らないように遮蔽部材を移動させ、蒸着量を少なくしたい位置には遮蔽部材が開口部を遮るように遮蔽部材を移動させることが可能となる。したがって、遮蔽部材の移動制御により開口部の位置毎に実際の開口時間を異ならせることが可能となり、ひいては被蒸着材の被蒸着面において蒸着量を位置毎に異ならせることが可能となる。これにより、蒸着装置を用いて蒸着される蒸着膜の膜厚は被蒸着材表面において均一なものとなり得る。
【０００９】
具体的に、前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を前記開口部の開口面と略平行な方向に相対移動させる制御を行うものとすることができる。これにより、遮蔽部材が蒸着流を遮る量を開口部の位置毎に制御し易くなり、被蒸着材に対する蒸着量も制御し易くなる。さらに被蒸着材配設部に配設した被蒸着材の傾斜方向の余弦方向と略同方向に遮蔽部材を相対移動させることで、一層蒸着流の遮蔽量を開口部の位置毎に制御し易くなる。このように、本発明の蒸着装置における遮蔽部材移動制御手段は、開口部に対する遮蔽部材の相対移動を制御することにより、開口部の開口量を制御する開口量制御手段として機能している。この開口量制御手段により、開口部における位置毎の蒸着流の遮蔽量を制御することが可能となり、被蒸着材への蒸着量も制御可能となるため、被蒸着面の位置毎の蒸着膜厚を均一化することが可能となり得る。
【００１０】
また、前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を、前記開口部の全部を開口させる非遮蔽位置から、前記開口部の一部を閉口させる一部遮蔽位置を経て、前記開口部の全部を閉口させる遮蔽位置まで移動させる制御を行うものとすることができる。このように遮蔽部材を移動させることで、上記被蒸着材配設部に被蒸着材を配設した場合、非遮蔽位置にある遮蔽部材を、開口部の被蒸着材と相対的に近い位置側から閉口させる一部遮蔽位置を経て、近い位置側から遠い位置側へ経時的に閉口面積を広げ、最終的に遮蔽部材を遮蔽位置に移動させて、開口部の全部を閉口させることが可能となる。したがって、開口部の被蒸着材と相対的に近い位置側から相対的に遠い位置側に通過する総蒸気量を増やすことが可能となった。例えば従来の蒸着装置では、被蒸着材において開口部と遠い位置では蒸着量が少なくなり、蒸着膜厚が近い位置に比して相対的に薄くなる傾向にあったが、本発明の採用により遠い位置側でも蒸着量を増やすことが可能となり、蒸着膜厚が相対的に薄くなる等の問題を防止ないし抑制することが可能となった。
【００１１】
一方、前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を、前記開口部の全部を閉口させる遮蔽位置から、前記開口部の一部を開口させる一部遮蔽位置を経て、前記開口部の全部を開口させる非遮蔽位置まで移動させる制御を行うものとすることができる。このように遮蔽部材を移動させることで、上記被蒸着材配設部に被蒸着材を配設した場合、遮蔽位置にある遮蔽部材を、開口部の被蒸着材と相対的に遠い位置側から開口させる一部遮蔽位置（一部非遮蔽位置）を経て、遠い位置側から近い位置側へ経時的に開口面積を広げ、最終的に遮蔽部材を非遮蔽位置に移動させて、開口部の全部を開口させることが可能となる。したがって、開口部の被蒸着材と相対的に遠い位置側から相対的に近い位置側に通過する総蒸気量を減らすことが可能となった。例えば従来の蒸着装置では、被蒸着材において開口部と遠い位置では蒸着量が少なくなり、蒸着膜厚が近い位置に比して相対的に薄くなる傾向にあったが、本発明の採用により遠い位置側でも蒸着量を増やすことが可能となり、蒸着膜厚が相対的に薄くなる等の問題を防止ないし抑制することが可能となった。
【００１２】
次に本発明の蒸着方法は上記記載の蒸着装置を用いたことを特徴とし、前記被蒸着材を前記被蒸着材配設部に配設し、前記遮蔽部材を移動させつつ、前記蒸着源から前記蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする。この場合、遮蔽部材の移動に伴って、開口部の被蒸着材と相対的に近い位置側から遠い位置側へ開口部を経時的に閉口させつつ、蒸着源から蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることが可能となる。若しくは、遮蔽部材の移動に伴って、開口部の被蒸着材と相対的に遠い位置側から近い位置側へ開口部を経時的に開口させつつ、蒸着源から蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることが可能となる。したがって、被蒸着材に対し、その被蒸着面において均一な量で蒸着材を蒸着させることが可能となり、蒸着膜厚の不均一化を防止ないし抑制することが可能となる。
【００１３】
さらに本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持され、一対の基板の液晶層側の表面に無機配向膜がそれぞれ形成された構成を具備する液晶装置の製造方法であって、上記蒸着装置及び蒸着方法を用いて基板の表面に無機配向膜を蒸着形成することを特徴とする。この場合、基板表面には蒸着物質たる無機配向膜が形成されることとなり、上記蒸着装置を用いているため、無機配向膜は膜厚が従来の蒸着方法に比して均一となり、挟持される液晶層において液晶分子をより均一に所定角度（プレティルト角）だけ傾斜させることが可能となる。したがって、本発明の方法により製造された液晶装置を表示装置に用いた場合、液晶層の電気光学的特性が場所によらずより均一になるため、表示画面全体にわたって一様なコントラストで表示することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［蒸着装置の一実施形態及び蒸着方法の一実施例］
以下、本発明の蒸着装置についてその一実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各構成部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、その縮尺を異ならしめてある。
図１は、蒸着装置の外観を模式的に示す説明図である。この蒸着装置１は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源２と、蒸着物質の蒸気が流通可能な例えばスリット状の開口部３ａを備える蒸気流通部３と、被蒸着材としての基板５を蒸着源２に対して所定角度傾斜させて配設する基板配設部７とを具備する蒸着室８、蒸着室８を真空にするための真空ポンプ１０を備えている。なお、基板配設部７は基板５を蒸着室８から吊り下げ状態で把持する吊下把持部材として構成されているが、基板５を傾斜させた状態で配設することが可能な載置式の設置部材を用いることも可能である。
【００１５】
また、蒸気流通部３は、蒸着源２と基板配設部７との間に配置されるとともに、蒸着室８に対して位置固定された固定遮蔽板３ｂを備えている。さらに、固定遮蔽板３ｂに板面方向への位置移動が許容された状態で設けられ、且つ開口部３ａに対して相対移動可能に形成されるとともに、開口部３ａへの相対移動に基づき蒸気の流通を遮ることが可能な稼動遮蔽板３ｃが備えられている。このような移動遮蔽板３ｃは、例えば蒸着室８の外部に設けられた遮蔽板移動制御部（遮蔽部材移動制御手段）６により、開口部３ａへの相対移動が制御されている。
【００１６】
遮蔽板移動制御部６は、蒸気流通部３における移動遮蔽板３ｃの移動開始ないし移動停止タイミング、移動方向、移動速度等を制御するものとされており、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを含み、移動制御は、例えばＲＯＭに格納された制御プログラムをＣＰＵが読み込み、その制御プログラムに基づいてＲＡＭをワークエリアとしてＣＰＵが実行するものとされている。なお、遮蔽板移動制御部６にスイッチを設け、そのスイッチを人為的に操作することでハード的に移動遮蔽板３ｃの移動制御を実行することも可能である。
【００１７】
移動遮蔽板３ｃは、上記遮蔽板移動制御部６により開口部３ａの開口面と略平行な方向に相対移動可能にされており、このような開口面と略平行な方向への相対移動に基づき、開口部３ａの開口量を制御することが可能とされている。したがって、本実施形態では、遮蔽板移動制御部６は開口部３ａの開口量を制御する開口量制御手段として機能している。また、開口部３ａの開口量を制御することで蒸着源２から基板５への蒸気の流通量を制御することが可能となり、つまり遮蔽板移動制御部６は蒸気流通量制御手段としての機能も具備している。
【００１８】
この場合の蒸着方法は以下の通りである。まず、真空ポンプ１０を作動させると、蒸着室８が真空化し、さらに加熱装置（図示略）により蒸着源２を加熱すると蒸着源２から蒸着物質の蒸気が発生する。蒸着源２から発生した蒸着物質の蒸気流は、蒸気流通部３の開口部３ａを通過し、所定の角度（蒸着角）で基板５の表面に蒸着されるものとされている。ここで、開口部３ａは移動遮蔽板３ｃによりその開口量が制御されるものとされており、その開口量制御に基づき基板５への蒸着量が基板面上の位置毎に制御されるものとされている（詳細は後述）。
【００１９】
次に、図２は蒸着源２と、蒸気流通部３と、移動遮蔽板３ｃと、基板５との位置関係を模式的に示す説明図である。基板５は、点源で構成される蒸着源２と基板５の重心位置とを結ぶ基準線ｌ₁と、基板５の基板面法線ｌ₂とのなす角で定義される傾き角θ₁を、８０°として配設されている。また、基板５と蒸着源２との略中間付近には蒸気流通部３が配設され、本実施形態の場合、基板５（重心位置）と蒸着源２との距離Ｌ₁が１００ｃｍ、蒸気流通部３と蒸着源２との距離Ｌ₂が５０ｃｍとされている。
【００２０】
移動遮蔽板３ｃは、固定遮蔽板３ｂの内部に設けられた移動遮蔽板収容孔３８に対し、開口部３ａの開口面と平行な方向への位置移動が許容された状態で挿脱自在に組み付けられている。すなわち移動遮蔽板３ｃは、収容孔３８に自身の全てが挿入され開口部３ａを全開口させる状態と、自身の一部が挿出され開口部３ａを部分的に開口させる状態と、自身の一部若しくは全てが挿出され開口部３ａを閉口させる状態との間で移動可能に制御されている。したがって、開口部３ａは移動遮蔽板３ｃによりその開口量が制御されるものとされており、すなわち移動遮蔽板３ｃの開口部３ａに対する移動に基づき開口量が変化するものとされている。言い換えると、開口部３ａの位置毎において開口時間を変化させることが可能となり、その開口部３ａの位置毎に蒸気の流通量が変化するものとされている。
【００２１】
具体的に移動遮蔽板３ｃの移動に伴う開口部３ａの開口状態について、図３〜図５を参照しつつ説明する。図３においては、移動遮蔽板３ｃは収容部３８に全てが収容され、開口部３ａが全開口状態とされている。この場合、所定角度で傾斜した基板５の被蒸着面全面において蒸着がなされるものとされている。なお、収容部３８は傾斜した基板５の近い側に形成されており、その近い側から移動遮蔽板３ｃが開口部３ａを閉じるべく移動するものとされている。
【００２２】
次に、図４においては、移動遮蔽板３ｃは収容部３８に自身の一部が収容され、言い換えると自身の一部が収容部から挿出した状態とされている。この場合、挿出した部分は開口部３ａの一部を閉口し、したがって開口部３ａは一部閉口状態となっている。この一部閉口部は上述した通り基板５に近い側であって、基板５においては蒸気流通部３（開口部３ａ）と近い位置、言い換えると蒸着源２と近い位置が蒸着されない、若しくは蒸着され難い状態となっている。
【００２３】
さらに、図５においては、移動遮蔽板３ｃは自身の全部が収容部３８から挿出した状態とされている。この場合、挿出した部分は開口部３ａの全てを閉口し、したがって開口部３ａは全閉口状態となっており、したがって基板５に対して蒸着が行われない状態である。
【００２４】
以上のように、移動遮蔽板３ｃに対して、開口部３ａにおいて基板５と相対的に近い位置側から相対的に遠い位置側へ、経時的に開口部３ａを閉じるべく、すなわち開口面積を小さくするべく移動する制御が行われるものとされている。これにより、基板５において開口部３ａ（蒸着源２）と近い位置の被蒸着面においては、蒸着時間が相対的に短くなる一方、開口部３ａ（蒸着源２）と遠い位置の被蒸着面においては、蒸着時間が相対的に長くなる。したがって、元来基板に近い位置の被蒸着面は蒸着量は遠い位置に比して多くなるものの、移動遮蔽板３ｃの作用に基づき蒸着時間が遠い位置に比して短くなるため、その遠い位置と蒸着量を略同量とすることが可能となり、蒸着膜厚を基板面において均一なものとすることが可能となる。
【００２５】
なお、移動遮蔽板３ｃを開口部３ａの全部を閉口させる全閉口状態（図５の状態）から、開口部３ａの一部を開口させる一部閉口状態（図４の状態）を経て、開口部３ａの全部を開口させる全開口状態（図３の状態）まで移動させる制御を行うものとすることもできる。この場合、開口部３ａの基板５と相対的に遠い位置側から近い位置側へ経時的に開口部３ａを開けるべく、すなわち開口面積を大きくするべく移動遮蔽板３ｃを移動する制御が行われる。
【００２６】
［実施例］
上述した実施形態の蒸着装置１を用いて以下の実験を行った。まず、直径３０ｃｍの基板５を傾き角度θ₁＝８０°で基板配設部７に取り付けた後、蒸着室８を真空として蒸着源２から蒸着物質としてＳｉＯの蒸気を生じさせた。その蒸気は、蒸気流通部３の開口部３ａを介して基板５の表面に蒸着された。なお、基板５は直径３０ｃｍの円状基板を採用し、移動遮蔽板３ｃは図３〜図５に示す移動制御が行われるものとする。ここで、移動遮蔽板３ｃは、蒸着源２の作動を開始して２５秒を経過した後、移動が開始されるものとされており、具体的には１．０５ｃｍ／ｓｅｃの速度で移動制御が行われるものとされている。なお、比較例として移動遮蔽板３ｃを備えていないもの、すなわち開口部３ａにおいて開口量制御が行われない蒸着装置を用いて蒸着を行った。
【００２７】
次に、このように基板５に蒸着された蒸着膜について蒸着膜厚を検討した。具体的には図６に示すように、基板面に座標をとり、各ｘ座標位置毎に蒸着膜厚を求めた。なお、図６においてθで示した矢方向に蒸着流が広がるものとされており、基板５はｘ軸を支軸としてｙ軸方向が蒸着源２に対して傾いているものとされている。すなわちｙ軸が傾斜線方向、ｘ軸が傾斜支軸線方向となり、基板５を基板配設部７に取り付けた状態でｙ＝０が蒸着源２に近い側、ｙ＝３０が蒸着源２に遠い側とされている。
【００２８】
結果を図７に示す。移動遮蔽板３ｃの不使用時（黒丸）にはｙの増加に伴って、すなわち蒸着源２から遠くなるにつれて蒸着膜厚が大きくなることが分かる。一方、移動遮蔽板３ｃを使用し開口制御を行った場合には、ｙの値に関わらず蒸着膜厚は略一定で、不使用時に比して相対的に均一な蒸着膜厚となっていることが分かる。
【００２９】
［液晶装置の一実施形態］
上記蒸着装置１により製造した蒸着膜付基板を用いた液晶装置の構成について、その一実施形態を図面を参照して以下説明する。図８は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図９は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ'線断面図である。なお、図１０においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００３０】
図８に示すように、本実施形態の液晶装置において、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９ａと、当該画素電極９ａを制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３０とがマトリクス状に複数形成されており、画像信号を供給するデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソース領域に電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３０ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３０ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレイン領域に電気的に接続されており、スイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００３１】
画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０（図１０参照）に形成された対向電極２１（図１０参照）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がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図１０参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば画素電極９ａの電圧は、蓄積容量７０によりソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持される。蓄積容量７０を形成する方法として、半導体層との間で容量を形成するための配線である容量線３０ｂを設けている。
【００３２】
次に、図９を参照しつつ、本実施形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の画素部（画像表示領域）内の平面構造について説明する。液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ'により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３０ａ及び容量線３０ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５０を介してポリシリコン膜からなる半導体層１１ａのうちソース領域に電気的に接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８０を介して半導体層１１ａのうちドレイン領域に電気的に接続されている。画素電極ピッチは、２０μｍ程度以下、好ましくは１５μｍ程度以下とされている。また、半導体層１１ａのうちチャネル領域に対向するように走査線３０ａが配置されており、走査線３０ａはゲート電極として機能している。
【００３３】
次に、断面構造を見ると、図１０に示すように、本実施形態の液晶装置は、一対の透明基板を有しており、その一方の基板をなすＴＦＴアレイ基板１００と、これに対向配置される他方の基板をなす対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１００は、例えば石英基板やハードガラスからなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなるものである。ＴＦＴアレイ基板１００には、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる画素電極９ａが設けられ、ＴＦＴアレイ基板１００上の各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３０ａ、当該走査線３０ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１１ａのチャネル領域１ａ'、走査線３０ａと半導体層１１ａとを絶縁する絶縁薄膜１２、データ線６ａ、半導体層１１ａ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１１ａ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。
【００３４】
また、上記走査線３０ａ上、絶縁薄膜１２上を含むＴＦＴアレイ基板１００上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５０及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８０が各々形成された第２層間絶縁膜１４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホール５０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１４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８０が形成された第３層間絶縁膜１７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１４及び第３層間絶縁膜１７を貫通するコンタクトホール８０を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。これら第３層間絶縁膜１７や画素電極９ａは無機配向膜３６の下地層となっている。
【００３５】
また、ゲート絶縁膜となる絶縁薄膜１２を走査線３０ａの一部からなるゲート電極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１１ａ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３０ｂ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。
【００３６】
また、図１０に示すようにＴＦＴアレイ基板１００表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置には、第１遮光膜１１１が設けられている。第１遮光膜１１１は、ＴＦＴアレイ基板１００上に設けられたメタル層Ｍ１と、メタル層Ｍ１の上に設けられたバリア層Ｂ１とからなるものである。
【００３７】
また、第１遮光膜１１１と複数の画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１層間絶縁膜（絶縁体層）１１２が設けられている。第１層間絶縁膜１１２は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１１ａを第１遮光膜１１１から電気的に絶縁するために設けられるものである。さらに、第１層間絶縁膜１１２は、ＴＦＴアレイ基板１００の全面に形成されており、第１遮光膜１１１パターンの段差を解消するために表面を研磨し、平坦化処理を施してある。
【００３８】
上記第１遮光膜１１１（及びこれに電気的に接続された容量線３０ｂ）は、定電位源に電気的に接続されており、第１遮光膜１１１及び容量線３０ｂは、定電位とされる。したがって、第１遮光膜１１１に対向配置される画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対して、第１遮光膜１１１の電位変動が悪影響を及ぼすことはない。
【００３９】
他方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板１０上のデータ線６ａ、走査線３０ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０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第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３上を含む対向基板２０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられている。対向電極２１もＴＦＴアレイ基板１００の画素電極９ａと同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。第２遮光膜２３の存在により、対向基板２０の側からの入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１１ａのチャネル領域１ａ'や低濃度ソース領域領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。さらに、第２遮光膜２３は、コントラスト比の向上、色材の混色防止などの機能、いわゆるブラックマトリクスとしての機能を有している。
【００４０】
次に、ＴＦＴアレイ基板１００の画素スイッチング用ＴＦＴ３０、データ線６ａ及び走査線３０ａの形成領域にあたる第３層間絶縁膜１７上及び画素電極９ａ上に無機斜方蒸着膜からなる無機配向膜３６が形成されている。この無機配向膜３６は、第１遮光膜１１１、第１層間絶縁膜１１２、ＴＦＴ３０、第２層間絶縁膜１４、第３層間絶縁膜１７、画素電極９ａ等を形成したＴＦＴアレイ基板１００に上述の蒸着装置１（図１参照）を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板１００に対して所定の角度で配列されたカラムを成長させる斜方蒸着工程により形成されたものである。
【００４１】
図１１は無機斜方蒸着膜３６が形成されている部分及びその近傍部分の斜方蒸着方向に沿った断面構造を模式的に示す図である。無機斜方蒸着膜３６は、基板１００の表面に対し所定角度θ₃だけ配向した無機材料のカラム３６ａを有し、そのカラム３６ａが疎に形成されており、隣接する柱状構造物３６ａ，３６ａ間に隙間３７が空いている。また、上記実施形態の蒸着装置を用いているため、無機斜方蒸着膜３６は均一な膜厚を有している。
【００４２】
図１０に戻り、ＴＦＴアレイ基板１００側の無機配向膜３６と対向する位置にあたる対向基板２０の対向電極２１上にも、同様の材料からなる無機配向膜１４２が設けられている。この無機配向膜１４２も、無機配向膜３６と同様、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向基板２０に上述の蒸着装置１（図１参照）を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板２０に対して所定の角度で配列されたカラムを成長させる斜方蒸着により形成されたものである。
【００４３】
ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０は、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置されている。そして、これら基板１００、２０と図示しない基板側方に設けられたシール材とにより囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層１５０が形成される。液晶層１５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態（電圧無印加時）で無機配向膜３６、１４２の作用により所定の配向状態をとっている。なお、「電圧無印加時」、「電圧印加時」は、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意味している。
【００４４】
なお、図１１に示すように、無機斜方蒸着膜３６が形成されている部分の近傍の液晶分子は、電界が印加されていない状態（電圧無印加時）では分子の長軸は斜方蒸着方向に沿った方向を含む面に配向し、プレティルト角θ_pが２５度から４５度の範囲内となる。このように液晶分子が配向するのは、無機斜方蒸着膜３６，１４２が、先に述べたように傾斜したカラム間に隙間３７を有する構造であり、この無機斜方蒸着膜３６，１４２の液晶層１５０側の表面形状効果によるものである。
【００４５】
［液晶装置の製造プロセス］
次に、上記構成を有する液晶装置の製造プロセスについて、その一実施例を図１２から図１４を参照して説明する。なお、図１２と図１３は各工程におけるＴＦＴアレイ基板１００側の各層を、図１４（ａ），（ｂ）は各工程における対向基板２０側の各層を、図１０と同様に図９のＡ−Ａ'断面に対応させて示した工程図である。
【００４６】
図１２に示すように、石英基板、ハードガラスなどからなるＴＦＴアレイ基板１００上にメタル層Ｍ１とバリア層Ｂ１とからなる第１遮光膜１１１、第１層間絶縁膜１１２、半導体層１１ａ、チャネル領域１ａ'、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、高濃度ドレイン領域１ｅ、第１蓄積容量電極１ｆ、絶縁薄膜１２、走査線３０ａ、容量線３０ｂ、第２層間絶縁膜１４、データ線６ａ、第３層間絶縁膜１７、コンタクトホール８０、画素電極９ａを従来と同様の方法（例えばフォトリソグラフィ法）などにより形成したものを用意する。このように画素電極９ａ等が形成されたＴＦＴアレイ基板１００の表面に対して図１に示した蒸着装置１を用いて所定方向から無機材料（蒸着物質）を斜方蒸着する。そして、図１３に示すように、所定方向に配向したカラムを有する無機斜方蒸着膜３６（図１１参照）が表層部に形成される。
【００４７】
他方、対向基板２０については、ガラス基板等が先ず用意され、図１４（ａ）に示すように、第２遮光膜２３を、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程を経て形成する。なお、遮光膜は、Ｃｒ、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌなどの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。その後、第２遮光膜２３が形成された対向基板２０の全面にスパッタリング等により、ＩＴＯ等の透明導電性膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。次に、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向基板２０に対して、図１に示した蒸着装置１を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板に対して所定の角度で配列された柱状構造物を成長させる斜方蒸着を行い、図１４（ｂ）に示すように対向電極２１の表層に無機配向膜１４２を形成する。
【００４８】
最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１００（図１３参照）と対向基板２０（図１４参照）とを斜方蒸着方向が反対（１８０°ずらす）になるように配置（ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０とを、所定角度で配列した柱状構造物の配列方向が反対になるように配置）し、セル厚が４μｍになるようにシール材５１（図１５参照）により貼り合わせ、空パネルを作製する。液晶としてはフッ素系のポジ型の液晶を使用し、この液晶をパネル内に封入し、本実施形態の液晶装置が得られる。
【００４９】
なお、上記実施形態の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法においては、本発明をＴＦＴ素子に代表される３端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置とこの液晶装置用基板の製造方法に適用した場合について説明したが、ＴＦＤ素子に代表される２端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法や、パッシブマトリクス型の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法にも適用できる。また、本発明は透過型の液晶装置だけでなく、反射型の液晶装置にも適用可能である。
【００５０】
［液晶装置の全体構成］
次に、上記液晶装置の全体構成を図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５は、ＴＦＴアレイ基板１００をその上に形成された各構成要素とともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図１６は、対向基板２０を含めて示す図１５のＨ−Ｈ'断面図である。
【００５１】
図１５において、ＴＦＴアレイ基板１００の上には、シール材５１がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第２遮光膜２３と同じかあるいは異なる材料からなる額縁としての第３遮光膜５３が設けられている。シール材５１の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１００の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。
【００５２】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１００の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０との間で電気的導通をとるための導通材１０６が設けられている。そして、図１６に示すように、図１５に示したシール材５１とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５１によりＴＦＴアレイ基板１００に固着されている。
【００５３】
［電子機器］
上記の本発明の実施形態の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図１７を参照して説明する。図１７において、投射型表示装置１１００は、上述した実施形態の液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ及び９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、光源装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１００１の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。
【００５４】
均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。したがって、均一照明光学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
【００５５】
各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂ及び緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４から色合成プリズム９１０の側に出射される。次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【００５６】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、図示しない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本例のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【００５７】
導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されている。集光レンズ９５４から出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム９１０によって合成された光が投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投射面１００１の表面に拡大投射されるようになっている。
【００５８】
本例において、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂは、図８ないし図１６を用いて説明した液晶装置である。例えば、液晶装置を投射型表示装置のライトバルブに用いる場合、直視型液晶表示装置として用いる場合に比べて入射光の強度が高く、配向膜がポリイミド等の有機配向膜から構成されていると配向膜の劣化が顕著に起こりやすいが、本実施形態のように配向膜を酸化シリコン等の無機斜方蒸着膜から構成することによって、長時間の使用によっても表示品位の高い投射型表示装置を実現することができる。また、図８ないし図１６を用いて説明した液晶装置では、図１に示した本発明に属する蒸着装置を用いて無機配向膜を形成しているため、基板面上において配向膜（蒸着膜）の膜厚が不均一になり難く、したがって、このような液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂが設けられた投射型表示装置によれば、配向膜の異常（劣化、配向膜厚等の不均一）に起因する液晶の配向不良によるコントラスト比の低下等がなく、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の蒸着装置によれば、基板面において膜厚の均一な蒸着膜を形成することが可能となる。このような蒸着装置を用いて、液晶装置の基板に対して無機配向膜を蒸着させることで、蒸着膜厚の不均一性に基づく液晶の配向不良等が生じ難く、さらに液晶装置を表示装置として用いた場合、その液晶の配向不良によるコントラスト比の低下等が生じ難く、表示品位の高い表示装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての蒸着装置を示す概略模式図。
【図２】図１の蒸着装置の構成部材について位置関係を示す説明図。
【図３】図１の蒸着装置における移動遮蔽板の作用を模式的に示す平面図。
【図４】図３に続く移動遮蔽板の作用を模式的に示す平面図。
【図５】図４に続く移動遮蔽板の作用を模式的に示す平面図。
【図６】実施例における蒸着結果を示す為の説明図。
【図７】実施例における蒸着結果を示す説明図。
【図８】本発明の蒸着装置を用いて製造した液晶装置の等価回路を示す図。
【図９】図８の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群を示す平面図。
【図１０】図９のＡ−Ａ'線断面図。
【図１１】図８の液晶装置の斜方蒸着膜が形成された部分の断面構造を模式的に示す図。
【図１２】本発明の液晶装置の製造方法を説明するための一工程図。
【図１３】図１２に続く、製造方法を説明するための一工程図。
【図１４】図１３に続く、製造方法を説明するための一工程図。
【図１５】本発明の製造方法により製造された液晶装置のＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに示す平面図。
【図１６】図１５のＨ−Ｈ'断面図である。
【図１７】本発明の製造方法により製造された液晶装置を用いた電子機器の一例を示す投射型表示装置の概略構成図。
【符号の説明】
１蒸着装置
２蒸着源
３蒸気流通部
３ａ開口部
３ｃ移動遮蔽板
５基板
６遮蔽板移動制御部
７基板配設部
８蒸着室

Claims

蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源と、被蒸着材を前記蒸着源に対し所定の角度だけ傾斜させて配設させる被蒸着材配設部と、前記蒸着源と前記被蒸着材配設部との間に配設され前記蒸気が流通可能な蒸気流通部とを備え、前記蒸気流通部は開口部と、該開口部に対して相対移動可能に形成され前記蒸気の流通を遮ることが可能な遮蔽部材とを含み、前記開口部に対する前記遮蔽部材の相対移動を制御する遮蔽部材移動制御手段を備え、前記被蒸着材配設部に配設される被蒸着材の被蒸着面を、前記開口部の、前記遮蔽部材によって遮られることが可能な開口面に対して非平行状態に配置する蒸着装置を用いた蒸着方法であって、
前記被蒸着材を前記被蒸着材配設部に配設し、前記遮蔽部材を移動させつつ、前記蒸着源から前記蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする蒸着方法。
前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を前記開口部の開口面と略平行な方向に相対移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の蒸着方法。
前記遮蔽部材移動制御手段は、前記開口部に対する前記遮蔽部材の相対移動を制御することにより、前記開口部の開口量を制御する開口量制御手段として機能していることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着方法。
前記遮蔽部材の移動に伴って、前記開口部の前記被蒸着材と相対的に近い位置側から遠い位置側へ経時的に該開口部の閉口面積を広げつつ、前記蒸着源から前記蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を、前記開口部の全部を開口させる非遮蔽位置から、前記開口部の一部を閉口させる一部遮蔽位置を経て、前記開口部の全部を閉口させる遮蔽位置まで移動させる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の蒸着方法。
前記遮蔽部材の移動に伴って、前記開口部の前記被蒸着材と相対的に遠い位置側から近い位置側へ経時的に該開口部の開口面積を広げつつ、前記蒸着源から前記蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記遮蔽部材移動制御手段は、前記遮蔽部材を、前記開口部の全部を閉口させる遮蔽位置から、前記開口部の一部を開口させる一部遮蔽位置を経て、前記開口部の全部を開口させる非遮蔽位置まで移動させる制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の蒸着方法。
互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持され、該一対の基板の液晶層側の表面に無機配向膜がそれぞれ形成された構成を具備する液晶装置の製造方法であって、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蒸着方法を用いて前記基板の表面に前記無機配向膜を蒸着形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。