JP4329738B2 - 液晶装置の製造装置、液晶装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置の製造装置、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、画像光を作製するようになっている。

ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加した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。ラビング処理とは、柔らかい布からなるローラで、高分子膜の表面を所定方向に擦ることにより、高分子を所定方向に配向させるものである。その配向性高分子と液晶分子との分子間相互作用により、配向性高分子に沿って液晶分子が配置されるので、非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向させることができるようになっている。また、側鎖アルキル基により、液晶分子にプレティルトを与えることができるようになっている。

しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そして、長期間の使用後には、液晶分子を所望のプレティルト角に配列することができなくなるなど液晶分子の配向制御機能が低下し、液晶プロジェクタの表示品質が低下してしまうおそれがある。

そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の使用が提案されており、このような無機配向膜の製造方法としては、例えば斜方蒸着法による酸化珪素（ＳｉＯ_２）膜の成膜が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の技術は、特に画素電極等の配線などによって配向膜の下地に段差部が形成されている場合に、そのままで無機材料を斜方蒸着すると、段差部の近傍で無機材料の蒸着ムラや蒸着されない蒸着不良領域ができてしまう、といった技術課題を解決したもので、特に第一の無機斜方蒸着膜と第二の無機斜方蒸着膜とを、方位角方向を異ならせて形成するようにしたものである。

また、斜方蒸着法により無機配向膜を製造する場合、配向膜を所望の配向状態に形成するためには、配向膜材料の入射角度を制御する必要がある。このような制御を行うため、従来、配向膜材料と基板との間にスリットを形成した遮蔽板を配設し、このスリットを通して所定の入射角度で選択的に蒸着をなさせることにより、所望の配向膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２７７８７９号公報 特開２００２−３６５６３９号公報

ところで、前述したような、配向膜の下地に段差部が形成されることによる技術課題を解決するためには、特許文献１に示されるような技術の他にも、例えば配向膜の下地として、平坦化層を兼ねた下地膜を形成しておき、この下地膜で段差部をある程度無くした後に、その上に無機配向膜を形成するといったことが考えられる。
しかしながら、その場合には、特に下地膜形成のための装置と配向膜形成のための装置とを別に用意する必要があり、装置コストが高くなってしまうといった新たな課題が生じてしまう。

また、特許技術文献２の技術にあっては、配向膜材料の入射角度を制御する必要上、蒸着源から昇華した配向膜材料のうち、所定角度で流れて（飛んで）前記スリット内を通過したものだけが配向膜となり、昇華した他の材料は無駄になってしまうことから、材料の使用効率が悪いといった改善すべき課題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、配向膜の下地に段差部が形成されることによる技術課題を解決し、しかも斜方蒸着で無機配向膜を形成する際の、材料の使用効率をも改善した、液晶装置の製造装置、液晶装置の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため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液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面側に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無機材料を物理的蒸着法で蒸着し、下地膜及び配向膜を形成するための蒸着手段とを備え、
前記成膜室内の、前記蒸着手段における蒸着源の略上方に、前記配向膜の下地となる下地膜の形成エリアを有し、
前記成膜室内の、前記蒸着手段における蒸着源の斜め上方に、前記配向膜の形成エリアを有し、該配向膜の形成エリアには、無機材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部を有した遮蔽板が設けられ、
前記成膜室には、前記基板を保持し搬送するための搬送手段が備えられ、該搬送手段には、前記下地膜の形成エリアにおいて、前記基板を保持した状態で該基板を下降させて前記蒸着手段に近づかせ、かつ、その位置から上昇させるように該基板を昇降させる、昇降機構が設けられていることを特徴としている。

この液晶装置の製造装置によれば、同じ成膜室内に下地膜の形成エリアと配向膜の形成エリアとを有しているので、異なる基板に対して、同じ蒸着手段により下地膜の形成と配向膜の形成とを並行して行うことが可能になる。また、下地膜を形成することで配向膜の下地に段差部が形成されるのを抑えることができ、さらに、下地膜形成のための装置と配向膜形成のための装置とを別に用意する必要がなくなり、装置コストを軽減することができる。また、同じ蒸着手段で下地膜の形成と配向膜の形成とを並行して行うので、蒸着源から昇華させた材料の無駄を少なくし、材料の使用効率を高めることができる。

また、前記液晶装置の製造装置においては、前記成膜室に、前記下地膜の形成エリア側にのみ選択的に蒸着物を飛ばす、第２の蒸着手段が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、下地膜の成膜レートを配向膜の成膜レートに比較して高くすることができ、これにより下地膜の膜厚を十分に厚くして平坦化膜としての機能を高めることができる。

また、前記液晶装置の製造装置においては、前記成膜室に、前記基板を保持し搬送するための搬送手段が備えられ、該搬送手段に、前記基板を保持した状態で昇降させる昇降機構が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、前記昇降機構によって特に下地膜の形成エリア側で基板を下降し、蒸着源との間の距離を狭めることにより、下地膜の成膜レートを高くすることが可能になる。したがって、下地膜の膜厚を十分に厚くして平坦化膜としての機能を高めることができる。

また、前記液晶装置の製造装置においては、前記成膜室に、前記基板を保持し搬送するための搬送手段が備えられ、該搬送手段に、前記基板を保持した状態で回動させる回動機構が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、前記回動機構によって特に下地膜の形成エリア側で基板を回動させることにより、形成する下地膜の膜厚や膜質のむらを無くすことができる。

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液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面側に配向膜を形成してなる液晶装置の製造方法であって、
基板上に下地膜を形成する工程と、前記下地膜上に配向膜を形成する工程とを備えてなり、
同一の成膜室内において、一の基板への下地膜の形成と、他の基板への配向膜の形成とを、同一の蒸着手段を用いて並行して行うようにし、
前記基板上に下地膜を形成する工程では、
前記蒸着手段における蒸着源の略上方の下地膜形成エリアにおいて、搬送手段によって前記一の基板を保持した状態で、昇降機構により前記一の基板を下降させて前記蒸着源に近づかせて前記下地膜の形成し、その後、前記昇降機構によって前記一の基板を上昇させ、
前記下地膜上に配向膜を形成する工程では、
前記下地膜形成エリアにおいて下地膜が形成された後に、搬送手段によって前記蒸着手段における蒸着源の斜め上方の配向膜形成エリアに移動された前記他の基板を、前記搬送手段によって保持した状態で、前記下地膜上に前記配向膜を形成する
ことを特徴としている。

この液晶装置の製造方法によれば、同一の成膜室内において、一の基板への下地膜の形成と、他の基板への配向膜の形成とを、同一の蒸着手段を用いて並行して行うようにしたので、下地膜形成のための装置と配向膜形成のための装置とを別に用意する必要がなくなり、装置コストを軽減することができる。また、特に下地膜を形成することで配向膜の下地に段差部が形成されるのを抑えることができ、この段差部に起因する技術課題を解決することができる。さらに、同一の蒸着手段で下地膜の形成と配向膜の形成とを並行して行うので、蒸着源から昇華させた材料の無駄を少なくし、材料の使用効率を高めることができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記一の基板への下地膜の形成を、前記同一の蒸着手段を用いて行うとともに、該蒸着手段とは別の第２の蒸着手段をも用いて行うのが好ましい。
このようにすれば、下地膜の成膜レートを配向膜の成膜レートに比較して高くすることができ、これにより下地膜の膜厚を十分に厚くして平坦化膜としての機能を高めることができる。

また、前記液晶装置の製造方法においては、前記一の基板への下地膜の形成を、該一の基板を回動させつつ行うのが好ましい。
このようにすれば、基板を回動させつつ下地膜を形成するので、得られる下地膜の膜厚や膜質のむらを無くすことができる。

本発明の液晶装置は、前記の製造装置、あるいは前記の製造方法によって得られたことを特徴としている。
この液晶装置によれば、前述したように装置コストが軽減され、さらに材料の使用効率を高められているので、製造コストの低減化が図られたものとなる。また、配向膜の下地に段差部が形成されることによる技術課題も解決され、これによって品質の向上が図られたものとなる。

本発明の電子機器は、前記の液晶装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、製造コストの低減化、及び品質の向上が図られた液晶装置を備えているので、この電子機器自体も製造コストの低減化、及び品質の向上が図られたものとなる。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１は本発明における液晶装置の製造装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、図１中符号１は液晶装置の製造装置（以下、製造装置と記す）である。この製造装置１は、液晶装置の構成部材となる基板Ｗの表面に、同一の無機材料からなる下地膜と配向膜とを共に形成するためのもので、真空チャンバーによって形成される成膜室２と、下地膜材料でありかつ配向膜材料となる無機材料を昇華させる蒸着手段３と、を備えて構成されたものである。

成膜室２は、この成膜室２内に基板Ｗを搬入するための給材室４と、成膜室２内で処理を終えた基板Ｗを搬出するための除材室５とに、その上部側でそれぞれ連通したものである。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真空ポンプ６が配管７を介して接続されている。同様に、給材室４及び除材室５にも、これらを独立して真空雰囲気に調整する真空ポンプ（図示せず）が接続されている。これら成膜室２と給材室４及び除材室５との間には、それぞれの間の連通を気密に閉塞するゲートバルブ４ａ、５ａが備えられいる。このような構成により、給材室４から成膜室２内への基板Ｗの搬入、及び成膜室２内から除材室５への基板Ｗの搬出が、成膜室２内の真空度を大きく低下させることなく行えるようになっている。

また、この成膜室２内には、基板Ｗを給材室４から搬入し、さらに該成膜室２を連続的または断続的に搬送し、その後、処理後の基板Ｗを除材室５に搬出するための搬送手段８が設けられている。この搬送手段８は、給材室４から成膜室２内を通って除材室５に至るレール９と、このレール９に移動可能に懸架された二台の保持アーム１０と、これら保持アーム１０の下端に設けられて基板Ｗを保持するための保持部材１１とからなるものである。

保持アーム１０は、歯車等を備えることでレール９に移動可能に取り付けられた懸架部１０ａと、懸架部１０ａから下方に延びるアーム部１０ｂとによって構成されたもので、図示ない制御部により、移動等の動作が外部から制御されるように構成されたものである。アーム部１０ｂは、複数本の管状のロッドが互いに挿通可能に構成されたもので、これによって下方に向けて伸縮可能に構成されたものである。また、このアーム部１０ｂは、懸架部１０ａに対し回動可能に取り付けられており、さらにラック・ピニオン等の機械的手段、またはモータなどによる回動機構により、後述するように下地膜の形成エリアにおいて回動するようになっている。なお、この回動機構については、アーム部１０ｂを構成する複数のロッド間に設けてもよい。

保持部材１１は、静電チャック等による吸着機構、あるいは基板Ｗの底面側の外周部を支持する機構等により、基板Ｗの底面の成膜領域を露出させた状態で、これを着脱可能に保持するものである。なお、本実施形態では、静電チャックによって保持部材１１が構成されている。このような構成のもとに搬送手段８は、保持手段１１によって基板Ｗを保持した状態で、懸架部１０ａがレール９を走行（移動）することにより、基板Ｗを給材室４から搬入し、さらに該成膜室２を連続的または断続的に搬送し、その後、処理後の基板Ｗを除材室５に搬出するようになっている。また、アーム部１０ｂが下方に向けて伸縮可能に構成されていることにより、基板Ｗを、保持部材１１で保持した状態で昇降させることができるようになっている。すなわち、アーム部１０ｂが伸縮可能となっていることにより、本発明における昇降機構が構成されているのである。また、前記の回動機構により、基板Ｗを、保持部材１１で保持した状態で回動させることができるようになっている。なお、このような基板Ｗの昇降や回動についても、前記の制御部（図示せず）によって制御されるようになっている。

また、成膜室２内には、前記給材室４側の底部に蒸着手段３が配設されている。蒸着手段３は、前記基板Ｗに対して、下地膜材料でありかつ配向膜材料となる無機材料を物理的蒸着法、すなわち、蒸着法やイオンビームスパッタ法等のスパッタ法によって蒸着し、下地膜と配向膜とを形成するためのものである。本実施形態では、前記の無機材料からなる蒸着源３ａと、この蒸着源３ａに電子ビームを照射して加熱昇華させる電子ビーム銃ユニット（図示せず）とにより、蒸着手段３が構成されている。なお、電子ビーム銃ユニットに代えて、抵抗加熱方式のヒータを、蒸着源３ａの加熱手段として用いることもできる。下地膜材料でありかつ配向膜材料となる無機材料としては、本実施形態では二酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の酸化珪素（ＳｉＯｘ）が用いられる。

この蒸着手段３では、蒸着源３ａを保持するルツボ（図示せず）の開口が上方に向いて配設されており、これによって蒸着手段３は、無機材料の昇華物（蒸着物）を、上方に向けて放射状に出射するようになっている。
なお、この蒸着手段３には、その蒸着源３ａを開閉可能に覆うシャッター１２が備えられている。このシャッター１２は、本実施形態では図示しない進退機構に接続されて、蒸着源３ａを開放した状態（図１中に実線で示す状態）と、蒸着源３ａを覆った状態（図１中に二点鎖線で示す状態）との間を、移動できるように構成されたものである。このような構成のもとにシャッター１２は、後述するように特に配向材料の昇華開始初期において、蒸着源３ａを覆うことで、蒸着源３ａの昇華速度が安定するまで、基板Ｗに対する成膜を停止させることができるようになっている。

成膜室２内においては、蒸着源３ａの略上方、すなわち蒸着源３ａの直上とその周辺が本発明における下地膜の形成エリア１３となっており、蒸着源３ａの斜め上方、すなわち、除材室５側が本発明における配向膜の形成エリア１４となっている。
下地膜の形成エリア１３は、前述したように蒸着源３ａの直上部となっていることから、例えば蒸着源３ａの斜め上方の配向膜の形成エリア１４に比べ、蒸着源３ａからの距離が短くなっている。したがって、蒸着源３ａから昇華した無機材料の拡散の度合いが少なく、その濃度が比較的高い状態にある。すなわち、一般に蒸着法での成膜レートは、距離の２乗に反比例すると言われている。よって、この下地膜の形成エリア１３では、配向膜の形成エリア１４に比べ、無機材料の成膜レートが高くなっている。

また、この下地膜の形成エリア１３では、前記の昇降機構及び回動機構が働くようになっている。すなわち、図１中矢印Ａで示すように保持アーム１０のアーム部１０ｂが下方に伸張し、これによって保持部材１１に保持された基板Ｗを下降させるようになっている。さらに、保持アーム１０が矢印Ｂ方向（あるいはその逆方向）に回動し、例えばこの下地膜の形成エリア１３を通過する間に、基板Ｗを１回転又は２回転程度回動させるようになっている。

配向膜の形成エリア１４には、支持部材（図示せず）に支持された状態で遮蔽板１５が配設されている。この遮蔽板１５は、金属やセラミックス、樹脂等によって形成されたもので、基板Ｗに対し、蒸着源３ａから昇華した無機材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部１６を形成したものである。この開口部１６は、遮蔽板１５が適宜に配置されたことにより、基板Ｗの搬送方向（レール９の長さ方向）と直交するように位置させられたもので、前記蒸着手段３から昇華した無機材料（蒸着物）を、基板Ｗに選択的に蒸着させるためのものである。

また、この開口部１６は、遮蔽板１５が、蒸着源３ａの斜め上方に位置する配向膜の形成エリア１４に配置されていることにより、その内部に臨む基板Ｗの面を、前記蒸着源３ａに対して所定の角度範囲にするように形成配置されている。これによって無機材料の昇華物（蒸着物）は、基板Ｗの成膜面に対して、所定の角度で斜方蒸着するようになっている。

一方、遮蔽板１５自体は、基板Ｗの底面側を覆うことで、開口部１６によって規定された成膜領域以外の、非配向膜形成領域を覆い、この領域への無機材料の蒸着を阻むようになっている。ただし、基板Ｗは開口部１６に対して移動することから、基板Ｗの成膜領域（配向膜形成領域）を、時間をずらしつつ全て開口部１６内に臨ませることで、この成膜領域の全面に無機材料を斜方蒸着させることができるようになっている。
なお、成膜室２内には、その内壁面に配向膜材料が付着するのを防止するため、防着板（図示せず）が成膜室２に対して着脱可能に配設されている。

次に、このような構成の製造装置１による下地膜及び配向膜の製造方法に基づき、本発明の製造方法の一例について説明する。
まず、真空ポンプ６を作動させ、成膜室２内を所望の真空度に調整しておくとともに、図示しない加熱手段によって成膜室２内を所定の温度に調整する。また、これとは別に、シャッター１２で蒸着源３ａを覆っておく。そして、この状態で蒸着手段３を作動させ、配向膜材料を昇華させる。

その後、蒸着源３ａの無機材料の昇華速度が安定したら、給材室４のゲートバルブ４ａを開き、一方の保持アーム１０を給材室４に入れ、その保持部材１１で予め待機させておいた基板Ｗを保持する。
ここで、給材室４に予め待機させておいた基板Ｗとしては、例えば図２（ａ）に示すように、基板本体８０Ａ上に、駆動素子や配線等を含む積層構造８３を形成し、さらにその上に画素電極４９を形成してなる素子基板である。このような基板Ｗにあっては、積層構造８３や画素電極４９により、その表面、すなわち配向膜を形成する側の面に、段差部が形成されたものとなっている。

そして、その状態で保持アーム１０を再度成膜室２内に入れ、基板Ｗを成膜室２内に搬入するとともに、ゲートバルブ４ａを閉じる。
また、シャッター１２を移動させて蒸着源３ａを開放する。すると、蒸着源３ａからは、昇華した無機材料が上方に向けて放射状に出射する。
一方、保持アーム１０を下地膜の形成エリア１３に移動させたら、前記の昇降機構を働かせ、アーム部１０ｂを下降させることで基板Ｗを下降させ、これを蒸着源３ａに近づける。このように基板Ｗを蒸着源３ａに近づけることにより、無機材料の成膜レートが高くなり、この無機材料からなる下地膜を所望する厚さ、すなわち、後述する配向膜より十分に厚い厚さに成膜することができる。また、このように基板Ｗを下降させたら、前記の回動機構を働かせ、基板Ｗを回動させる。

このように基板Ｗを下降させて蒸発源３ａに近づけ、さらにその状態で回動させつつ、保持アーム１０を下地膜の形成エリア１３に所定時間留まらせることにより、図２（ｂ）に示すように前記の積層構造８３、画素電極４９を覆って下地膜８５を形成する。ここで、この下地膜８５の形成については、その厚さを十分厚くすることで、図２（ｂ）に示したように積層構造８３や画素電極４９で形成された段差部の影響をほとんどなくし、基板Ｗの表面を平坦化する。なお、保持アーム１０を下地膜の形成エリア１３に所定時間留まらせるには、レール９に対する保持アーム１０の走行（移動）を所定時間停止させるようにしてもよく、または、保持アーム１０を低速で連続的に移動させ、あるいは断続的に移動させるようにしてもよい。

このようにして基板Ｗに下地膜８５を形成したら、前記の昇降機構によって再度アーム１０ｂを縮小し、基板Ｗを上昇させる。そして、その状態で保持アーム１０を走行（移動）させ、前記基板Ｗを配向膜の形成エリア１３に移動させる。
また、これと並行して、もう一つの保持アーム１０を前記と同様にして給材室４に入れ、別に待機させておいた基板Ｗを保持させ、さらに下地膜の形成エリア１３に移動させる。なお、このような二つの基板Ｗの移動の際には、前記のシャッター１２を作動させ、蒸着源３ａを覆っておく。

続いて、シャッター１２を開き、下地膜の形成エリア１３では、先の基板Ｗの場合と同様にして下地膜８５を形成する。
一方、配向膜の形成エリア１４では、レール９に対して保持アーム１０を連続的あるいは断続的に移動させることにより、先に下地膜を形成した基板Ｗを遮蔽板４上の所定位置にまで到達させ、その成膜面を開口部１６に臨ませる。

すると、開口部１６が蒸着源３ａに対して所定の角度範囲となるように形成配置されていることにより、蒸着源３ａから昇華してきた無機材料は、基板Ｗの成膜面に対して所定の角度で斜方蒸着する。そして、このような斜方蒸着を、開口部１６に対して基板Ｗを連続的あるいは断続的に移動させつつ行うことで、最終的に、基板Ｗの成膜領域（配向膜形成領域）の全面に配向膜材料を斜方蒸着させ、これにより所望の配向膜を形成することができる。すなわち、図２（ｃ）に示すように下地膜８５上に配向膜８６を形成することができる。

このようにして下地膜の形成エリア１３で一の基板Ｗに下地膜８５を形成し、さらにこれと並行して配向膜の形成エリア１４で他の基板Ｗに配向膜８６を形成したら、配向膜の形成エリア１４に位置する保持アーム１０を移動させ、保持した基板Ｗを除材室５に搬出させる。そして、そのまま給材室４に移動させ、前記と同様にして待機させておいた基板Ｗを保持させ、再度下地膜の形成エリア１３に移動させる
一方、下地膜の形成エリア１３に位置する保持アーム１０についても、前記と同様にして走行（移動）させ、下地膜８５を形成した基板Ｗを配向膜の形成エリア１３に移動させる。
以下、このような処理を繰り返すことにより、基板Ｗに対して下地膜８５の形成と配向膜８６の形成とを、並行して連続的に行うことができる。

このような構成の製造装置１にあっては、同じ成膜室２内に下地膜の形成エリア１３と配向膜の形成エリア１４とを有しているので、異なる基板Ｗに対して、同じ蒸着手段３により下地膜８５の形成と配向膜８６の形成とを並行して行うことができる。また、下地膜８５を形成することで配向膜８６の下地に段差部が形成されるのを抑えることができ、さらに、下地膜形成のための装置と配向膜形成のための装置とを別に用意する必要がなくなり、装置コストを軽減することができる。また、同じ蒸着手段３で下地膜８５の形成と配向膜８６の形成とを並行して行うので、蒸着源３ａから昇華させた材料の無駄を少なくし、材料の使用効率を高めることができる。よって、従来に比べ生産コストを格段に低減することができる。

また、搬送手段８に昇降機構を設け、特に下地膜の形成エリア１３側で基板Ｗを下降し、蒸着源３ａとの間の距離を狭めることができるようにしたので、下地膜８５の成膜レートを高くすることができ、これにより下地膜８５の膜厚を十分に厚くして、平坦化膜としての機能を高めることができる。
また、搬送手段８に回動機構を設け、特に下地膜の形成エリア１３側で基板Ｗを回動させるようにしたので、形成する下地膜８５の膜厚や膜質のむらを無くすことができ、これにより平坦化膜としての機能を高めることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、図３に示すように、前記蒸発手段３とは別に第２の蒸着手段１８を設け、この第２の蒸着手段１８の蒸着源１８ａより、下地膜の形成エリア１３側にのみ選択的に無機材料の昇華物（蒸着物）を飛ばすようにしてもよい。この第２の蒸着手段については、蒸着手段３と同様の構成のものとすることができる。

また、この第２の蒸着手段１８から下地膜の形成エリア１３側にのみ選択的に昇華物（蒸着物）を飛ばすためには、例えばこの第２の蒸着手段１８と配向膜の形成エリア１４における前記開口部１６との間に遮断板１９を配設し、第２の蒸着手段１８の昇華物が開口部１６に流れる（飛ぶ）のを遮断するようにすればよい。
このように構成することで、下地膜の形成エリア１３では前記の蒸着手段３に加え、第２の蒸着手段１８によっても蒸着処理がなされるので、下地膜の成膜レートを配向膜の成膜レートに比較してより高くすることができ、これにより下地膜８５の膜厚を十分に厚くして平坦化膜としての機能をより高めることができる。

次に、このような製造装置１による製造方法で形成された下地膜、配向膜を備えた、本発明の液晶装置について説明する。なお、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。
図４は、本発明の液晶装置の一実施形態の概略構成を示すＴＦＴアレイ基板の平面図であり、図４中符号８０はＴＦＴアレイ基板（基板）である。このＴＦＴアレイ基板８０の中央には画像作製領域１０１が形成されている。その画像作製領域１０１の周縁部に前記シール材８９が配設されて、画像作製領域１０１に液晶層（不図示）が封止されている。この液晶層は、ＴＦＴアレイ基板８０上に液晶が直接塗布されて形成されたもので、シール材８９には液晶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。そのシール材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素子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素子１２０とが実装されている。その駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板８０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。

一方、ＴＦＴアレイ基板８０に貼り合わされる対向基板９０（図７参照）には、共通電極６１（図７参照）が形成されている。この共通電極６１は、画像作製領域１０１のほぼ全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部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、液晶装置が駆動されるようになっている。

図５は、液晶装置の等価回路図である。透過型液晶装置の画像作製領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、それぞれ画素電極４９が形成されている。また、その画素電極４９の側方には、該画素電極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素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。

また、ＴＦＴ素子３０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素子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、ＴＦＴ素子３０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、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を介して各ドット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。

図６は、液晶装置の平面構造の説明図である。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、以下ＩＴＯという）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。また、画素電極４９の縦横の境界に沿って、データ線４６ａ、走査線４３ａおよび容量線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４１ａを中心として形成されている。半導体層１ａ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４８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７は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図５のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。図７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とを主体として構成されている。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、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極４９、さらにこれを覆う下地膜８５、無機配向膜８６などを主体として構成されている。ここで、下地膜８５、配向膜８６は、前記の製造装置１によって形成されたものであり、特に下地膜８５は、平坦化膜として機能している。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、およびその内側に形成された共通電極６１、さらにこれを覆う下地膜８５、無機配向膜９２などを主体として構成されている。この対向基板９０においても、下地膜８５、配向膜９２は、前記の製造装置１によって形成されたものとなっている。

ＴＦＴアレイ基板８０の表面には、後述する第１遮光膜５１ａ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５２の表面に半導体層４１ａが形成され、この半導体層４１ａを中心としてＴＦＴ素子３０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、そ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。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。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域４１ｂと高濃度ソース領域４１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域４１ｃと高濃度ドレイン領域４１ｅとが形成されている。

半導体層４１ａの表面には、ゲート絶縁膜４２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜４２の表面に走査線４３ａが形成されて、チャネル領域４１ａ’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４２および走査線４３ａの表面には、第２層間絶縁膜４４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４４の表面にデータ線４６ａが形成され、第２層間絶縁膜４４に形成されたコンタクトホール４５を介して、そのデータ線４６ａが高濃度ソース領域４１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４４およびデータ線４６ａの表面には、第３層間絶縁膜４７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜４７の表面に画素電極４９が形成され、第２層間絶縁膜４４および第３層間絶縁膜４７に形成されたコンタクトホール４８を介して、その画素電極４９が高濃度ドレイン領域４１ｅに接続されている。さらに、画素電極４９を覆って、前記製造装置１で形成された無機配向膜８６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。

なお、本実施形態では、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、その表面に容量線４３ｂ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、前述した蓄積容量５７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、液晶装置に入射した光が、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に侵入すること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の表面には、第２遮光膜６３が形成されている。第２遮光膜６３は、液晶装置に入射した光が半導体層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４１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板９０の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極６１が形成されている。さらに、共通電極６１の表面には、前記製造装置１で形成された無機配向膜９２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。

そして、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。この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。なお、ＴＦＴアレイ基板８０の配向膜８６による配向規制方向と、対向基板９０の配向膜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。これにより、本実施形態の液晶装置６０は、ツイステッドネマチックモードで動作するようになっている。

また両基板８０、９０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５８、６８が配置されている。なお、各偏光板５８、６８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から離間配置することが望ましい。各偏光板５８、６８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８０側の偏光板５８は、その透過軸が配向膜８６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板９０側の偏光板６８は、その透過軸が配向膜９２の配向規制方向と略一致するように配置されている。

液晶装置６０は、対向基板９０を光源側に向けて配置される。その光源光のうち偏光板６８の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板６８を透過して液晶装置６０に入射する。
非選択電圧印加時の液晶装置６０では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶層５０の厚さ方向に約９０°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、約９０°旋光されて液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板６８の透過軸と一致するため、偏光板６８を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶装置６０では白表示が行われるようになっている（ノーマリーホワイトモード）。

また、選択電圧印加時の液晶装置６０では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板５８の透過軸と直交するため、偏光板５８を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶装置６０では黒表示が行われるようになっている。

ここで、前述したように両基板８０、９０の内側には、前記製造装置１で形成された無機配向膜８６、９２が形成されている。これら無機配向膜８６、９２は、前述したようにＳｉＯ_２やＳｉＯ等の酸化珪素によって好適に形成されるが、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯやＩＴＯ等の金属酸化物等によって形成することもできる。

このような無機配向膜８６、９２を形成してなる液晶装置６０にあっては、特に下地膜８５及び配向膜８６、９２に関して、前述したように装置コストが軽減され、さらに材料の使用効率を高められているので、製造コストの低減化が図られたものとなる。また、配向膜８６、９２の下地に段差部が形成されることによる技術課題も解決され、これによって品質の向上が図られたものとなる。

（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８を用いて説明する。図８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８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、前述したように耐光性および耐熱性に優れた無機配向膜を備えているので、光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することはない。また、この液晶装置は、製造コストの低減化、及び品質の向上が図られているので、このプロジェクタ（電子機器）自体も製造コストの低減化、及び品質の向上が図られたものとなる。

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。

本発明の製造装置の一実施形態の概略構成図である。 下地膜および配向膜の成膜を説明するための要部側断面図である。 本発明の製造装置の他の実施形態の概略構成図である。 液晶装置のＴＦＴアレイ基板の平面図である。 液晶装置の等価回路図である。 液晶装置の平面構造の説明図である。 液晶装置の断面構造の説明図である。 プロジェクタの要部を示す概略構成図である。

符号の説明

１…液晶装置の製造装置、２…成膜室、３…蒸着手段、３ａ…蒸着源、８…搬送手段、１０…保持アーム、１０ａ…懸架部、１０ｂ…アーム部、１１…保持部材、１３…下地膜の形成エリア、１４…配向膜の形成エリア、１５…遮蔽板、１６…開口部、１８…第２の蒸着手段、１９…遮蔽板、５０…液晶層、６０…液晶装置、８０…基板（ＴＦＴアレイ基板）、８０Ａ…基板本体、８５…下地膜、８６…無機配向膜、９０…基板（対向基板）、９０Ａ…基板本体、９２…無機配向膜、Ｗ…基板

Claims (6)

1. 対向する一対の基板間に液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面側に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無機材料を物理的蒸着法で蒸着し、下地膜及び配向膜を形成するための蒸着手段とを備え、
   前記成膜室内の、前記蒸着手段における蒸着源の略上方に、前記配向膜の下地となる下地膜の形成エリアを有し、
   前記成膜室内の、前記蒸着手段における蒸着源の斜め上方に、前記配向膜の形成エリアを有し、該配向膜の形成エリアには、無機材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部を有した遮蔽板が設けられ、
   前記成膜室には、前記基板を保持し搬送するための搬送手段が備えられ、該搬送手段には、前記下地膜の形成エリアにおいて、前記基板を保持した状態で該基板を下降させて前記蒸着手段に近づかせ、かつ、その位置から上昇させるように該基板を昇降させる、昇降機構が設けられていることを特徴とする液晶装置の製造装置。
2. 前記成膜室には、前記下地膜の形成エリア側にのみ選択的に蒸着物を飛ばす、第２の蒸着手段が備えられていることを特徴とする請求項１記載の液晶装置の製造装置。
3. 前記搬送手段には、前記基板を保持した状態で回動させる回動機構が設けられてい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. 対向する一対の基板間に液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面側に配向膜を形成してなる液晶装置の製造方法であって、
   基板上に下地膜を形成する工程と、前記下地膜上に配向膜を形成する工程とを備えてなり、
   同一の成膜室内において、一の基板への下地膜の形成と、他の基板への配向膜の形成とを、同一の蒸着手段を用いて並行して行うようにし、
   前記基板上に下地膜を形成する工程では、
   前記蒸着手段における蒸着源の略上方の下地膜形成エリアにおいて、搬送手段によって前記一の基板を保持した状態で、昇降機構により前記一の基板を下降させて前記蒸着源に近づかせて前記下地膜の形成し、その後、前記昇降機構によって前記一の基板を上昇させ、
   前記下地膜上に配向膜を形成する工程では、
   前記下地膜形成エリアにおいて下地膜が形成された後に、搬送手段によって前記蒸着手段における蒸着源の斜め上方の配向膜形成エリアに移動された前記他の基板を、前記搬送手段によって保持した状態で、前記下地膜上に前記配向膜を形成する
   ことを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 前記一の基板への下地膜の形成を、前記蒸着手段を用いて行うとともに、該蒸着手段とは別の第２の蒸着手段をも用いて行うことを特徴とする請求項４記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記一の基板への下地膜の形成を、該一の基板を回動させつつ行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶装置の製造方法。

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