JP4583416B2

JP4583416B2 - 液晶配向システム

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Publication number: JP4583416B2
Application number: JP2007197070A
Authority: JP
Inventors: 金揚李; 煌欽唐; ▲イン▼方張; 文宗謝; 陳▲徳▼ 蔡
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP2008040491A

Description

本発明は、基材表面の配向技術に関し、特に、液晶配向システムに関する。

インターネットおよびビジュアルテクノロジーの発展に伴って、フラットパネルディスプレイの応用がますます重要になりつつあり、日常生活にも深く浸透してきている。従来のブラウン管式フラットテレビに比べて、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、重量が軽い、体積が小さい、フルカラー表示である、輻射が無い、デジタル化、高画質、省エネ等の利点を有しているため、まさに次世代のフラットディスプレイの主流となってきている。

液晶ディスプレイは、電界を利用して液晶の幾何学的変換を制御することにより、光の伝送ルートおよび位相を変化させるとともに、偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）との組み合わせによって明暗の効果を生成し、加えて、駆動回路とカラーフィルタとの組み合わせにより階調および色彩の表現を行うものである。このうち、液晶パネル製造工程における液晶配向技術がとりわけ重要な役割を担っている。液晶配向工程は、液晶の配列秩序および方向を制御する重要なプロセスであり、また、例えば視野角、応答速度、コントラストおよび色彩表現等、高品質の表示特性とも大きな関わりをもっている。

液晶ディスプレイは、製造技術の進歩により表示のクオリティが向上し、且つ１台あたりの生産コストの低下に伴い、応用の可能な範囲が情報家電（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｐｐｌｉａｎｃｅ、ＩＡ）製品に広がってきており、テレビ用液晶ディスプレイが将来的な応用製品として期待されている。従って、業界では、テレビ用の液晶ディスプレイの研究開発に積極的に取り組んでおり、現在、液晶ディスプレイの応用においては、広視野角化および高速応答化が最も克服すべき課題となっている。

現在、市場において主流となっている広視野角技術には、ねじれネマティック（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ、ＴＮ）、超ねじれネマティック（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ、ＳＴＮ）、マルチドメイン垂直配向（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ、ＭＶＡ）、横電界スイッチング（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ、ＩＰＳ）等の３種類の液晶モードがあるが、液晶の応答時間がそれほど速くないため、光学補償ベンド（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｅｎｄ、ＯＣＢ）技術が提案されている。ＯＣＢ技術は、広視野角および高速応答の利点を兼ね備えている技術であり、広視野角に関しては、位相差板との組み合わせで最適化設計された後では、例えば上下１４０度、左右１６０度に達することができ、応答速度に関しては目下、フル階調が７ｍｓを下回り、１５．２インチのパネルの場合なら応答速度はわずか３ｍｓにすぎない。また、ＯＣＢ技術は、液晶分子を弓状配列にしているため、低温の環境下でも、残像の少ない動画を表示することができる。しかも、例えば−２０℃の低温の環境下でも、４０ｍｓの応答速度を維持することができるため、その他の液晶モードに比べ低温下での応答が１０倍以上優れている特色を有している。

ただし、ＯＣＢ液晶が適用される液晶ディスプレイは、視角が大きく、応答速度の向上といった利点を有しているが、ＯＣＢの曲がり（ｂｅｎｄ）型の液晶モードにおいて、液晶分子を広がり（ｓｐｌａｙ）状態から曲がり状態に変換し、液晶分子が曲がり状態のまま放射状態に戻されないようにするには、液晶分子のそれぞれを補償角度に応じて異なるプレチルト角となるように配列させる必要があるため、液晶変換のプロセスにおいて曲がり／広がり変換（ｂｅｎｄ−ｓｐｌａｙｔｒａｎｓｆｅｒ）のプロセスを有することになる。この場合、液晶内部の弾性エネルギー（ＥｌａｓｔｉｃＥｎｅｒｇｙ）により、広がりの形成速度が速いが、曲がり状態に戻す場合には、液晶分子のプレチルト角が安定しないため、ＯＣＢ技術の適用により量産化を行う場合に最も難しい部分となる。

上記の課題を解決するために、既存の技術は、いずれも垂直用高分子配向膜と水平用高分子配向膜とが混合されることにより、微構造の表面を作成する。また、まったく異なる２種の高分子材料が混合された場合に界面の結合が難しくなる問題を回避するための従来の方法を図７Ａに示す。まず、表面に導電層５１および配向膜５３が予め形成されている基材５を準備し、次に、図７Ｂに示すように、該配向膜５３において配向される液晶をラビング配向することにより、液晶分子を図７Ｃに示すように同一の方向に配列させている。

ただし、ラビング配向のプレチルト角における安定性は依然として好ましくない。また、ラビング製造工程において、フィルムをラビングする時に生じた埃（ｄｕｓｔ）による汚染、静電荷、すり傷（ＲｕｂｂｉｎｇＤｅｆｅｃｔ）等の問題により、製造工程において生産効率が低下し、信頼性も低減してしまう。従って、従来の技術には乗り越えるべきさまざまな問題点がまだ残っている。

上記のように、非ラビング式の配向技術が研究開発の主流になりつつあり、現在は、主に光配向（Ｐｈｏｔｏａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、イオンビーム配向（Ｉｏｎｂｅａｍａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、及びプラズマビーム配向（Ｐｌａｓｍａｂｅａｍａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、以上３種類の技術の開発が主要になってきている。

光配向技術には配向の均一性に優れているという特色があるが、現在、定着エネルギーおよび残像等の突破すべき技術の課題が残っており、露光機の電球の寿命、及び燈源のちらつきがその安定性に極めて大きな影響を及ぼしている。

イオンビーム配向技術は、高真空及び静電除去の設備が必要であるため、コストが極めて高い。しかも、使用されるイオンビーム銃の寿命の問題がまだ解決されていないため、いまだに実験室の開発段階にとどまっている。

プラズマビーム配向技術は、図８に示すように、プロセスチャンバーにおいて単一のプラズマ生成装置６により単一のプラズマビーム６１が生成され、基材６３の配向膜に対して垂直に往復走査することにより配向を行う。ただし、この技術により得られた成果がほぼ市販製品の標準に達しているにもかかわらず、プラズマビーム配向技術は、単一のプラズマ生成装置が数回の往復走査をすることにより配向膜を改質しているため、製造工程の時間が長く、方向の調整も難しく、量産にも不利となっている。また、プラズマ生成装置が往復走査する場合に生じる振動も製造工程の安定性に影響を及ぼしている。

従って、従来より存在していた問題を如何に有効に解決するかが、業界において克服すべき極めて重要な課題となっている。

以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、プレチルト角を安定させられる配向システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、量産に有利な配向システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、製造工程の安定性を向上させられる配向システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、基材表面の配向膜を配向することに適用される液晶配向システムが提供されている。この配向システムは、プロセスチャンバーを有する機台と、該配向膜を改質するために該プロセスチャンバーに設けられ、配向のために該基材を移動させる基材移動機構と、該プロセスチャンバーに方向や角度が調整可能に設けられ、該基材移動機構に面してそれぞれ配列され、一回の製造工程によりプレチルト角が安定的になる配向効果が得られるようにした複数のプラズマ生成装置と、を備えている。

前記の液晶配向システムにおいて、プロセスチャンバーは、単一式チャンバーおよび連続式チャンバーのいずれかである。複数のプラズマ生成装置は、複数のプラズマビームを生成するためのものであり、該プロセスチャンバーに並列配置されてもいいし、直列配置または交差配置されてもよい。プロセスチャンバーの操作環境は、常圧または真空であってよい。プロセスチャンバーの圧力範囲は、７６０Ｔｏｒｒ〜１ ×１０^-5Ｔｏｒｒであるのが好ましい。プラズマ生成装置が基材表面法線方向に対する角度範囲は、０°〜９０°であり、基材はプラズマ生成装置に垂直、いずれの角度で傾斜または回転することで設けられてよい。基材移動機構は複数の基材を同時に移動し、配向膜の配向を行うことができる。このうち、複数の基材の設置方式は、配向システムに水平または垂直になるか、プラズマビームに対して垂直、または傾斜角度が形成されるか、複数の基材が互いに平行、または挟み角が形成されるかのいずれかである。プラズマ生成装置のそれぞれは、エネルギーが同一または異なるイオン源を生成するものである。また、該プラズマ生成装置は、陽極層プラズマ源（ＡｎｏｄｅＬａｙｅｒ）、コロナ放電、プラズマグロー放電、ジェットプラズマ、プラズマトーチ、表面誘電放電、共平面拡散表面放電およびフェロエレックトリック放電等のいずれかから１つ選択されるが、これらに限定されるものではない。一つの実施態様として、基材移動機構は、複数のプラズマ生成装置の外側を囲んで設置されてもよく、他の一つの実施形態として、複数のプラズマ生成装置は、基材移動機構の外側を囲んで設置されてもよい。

一つの実施態様として、複数のプラズマ生成装置を利用し、方向や角度が調整可能なプラズマビームを生成することにより、配向膜を改質することができ、他の一つの実施態様として、複数のプラズマ生成装置のプラズマビームと基材との相対移動を利用し、方向や角度が調整可能なプラズマビームによりその配向膜を改質することもできる。また、プラズマビームの配置を単方向移動させることにより、方向や角度が調整可能な基材に関して配向膜を改質することができ、複数のプラズマ生成装置のプラズマビームと基材とを相対移動する配置を利用することにより、方向や角度が調整可能な基材に対して配向膜を改質することができる。

従来の技術と比較して、本発明に係る液晶配向システムは、主に、高エネルギーの特性を有する複数のプラズマ生成装置により方向や角度が調整可能になるよう配向膜の表面を改質することにより、液晶分子に特定の角度（０°〜９０°）を持たせ安定性の高い配置にする。このため、従来技術で曲りの配向を確実に安定的に作成することができないことに生じていた量産化の課題を解決することができる。このように、本発明は、プレチルト角を安定させられる液晶配向システムを提供することができる。

また、複数のプラズマ生成装置がプロセスチャンバー内に取り付けられているため、一回の走査処理だけで配向できるというニーズを達成することができ、素早い配向効果が得られ、製造工程の時間も大幅に短縮できる。これは、量産に有利であるとともに、従来技術でプラズマ生成装置の往復走査によって生じた振動による不安定性を低減することができるため、製造工程の安定性を高めることもできる。

以下、特定の具体的実施形態によって本発明の実施方式を説明する。明細書に記載の内容によって、この技術分野に習熟した者は簡単に本発明のその他の利点や効果を理解できる。ここで注意すべき点として、本実施形態における液晶配向製法およびその製法に適用される配向システムは、例えばテレビ用液晶ディスプレイを例に説明するものの、これらに限定されるものではない。このようなプレチルト角の配向方式は、さらに、例えば双安定の液晶（ＢｉｓｔａｂｌｅＬＣＤ）、電子ブック用ディスプレイ等に適用されることも可能であり、下記の実施形態が例示的に説明されるものであることはいうまでもない。

［第１の実施形態］
本発明に係る好ましい実施形態に基づいて描かれた図面を図１ないし図３に示す。まず、図１Ａないし図１Ｃは、本発明に係る好ましい実施形態の液晶配向システムの製法の流れを模式的に示す。

図１Ａに示すように、本発明に係る液晶配向システムの製法は、まず基材３を準備し、該基材３の表面に導電層３１および配向膜３３を予め形成しておく。

本実施形態において、該基材３は液晶パネルに適用されるガラス基板であり、該導電層３１の材料は酸化インジウムスズ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ、ＩＴＯ）である。すなわち、表面に導電層３１が形成された基材３は、例えばＩＴＯガラス基板であり、この導電層はこれらに限定されるものではなく、ディスプレイに適用される導電層であればよい。当然、導電層３１を有する基材３は、本実施形態に述べたガラス基板に限定されるものではなく、その他の実施形態において異なる材質を有する基材、例えばプラスチック基板、金属フレキシブル基板またはその他の適当な基材から選択されてもよいことは、この技術領域において通常知識を有する者には理解されるところである。

配向膜３３は、液晶分子の配列を有し、例えば、垂直配向（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ねじれネマチック（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）、超ねじれネマチック（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ，ＳＴＮ）、マルチドメイン垂直配向（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ，ＭＶＡ）、横電界スイッチング（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ，ＩＰＳ）、光学補償ベンド（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｅｎｄ，ＯＣＢ）、フェロエレクトリック液晶（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ，ＦＬＣ）またはその他の等価方式により形成されるものである。本来液晶分子に対して配向する配向膜への改質については、液晶分子のプレチルト角（９０°〜０°）および電気光学の特性を製造工程パラメータで制御することにより比較的容易である。このため、本実施形態においては、基材３の表面に液晶分子、例えば垂直配列である配向膜３３を予め形成しておく。

また、配向膜３３は、有機薄膜や、無機薄膜、または有機と無機とが混合されてなる薄膜であり、例えば、ポリイミド、アクリック、およびポリビニル肉桂酸（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ−ｃｉｎｎａｍａｔｅ，ＰＶＣＮ）等の有機化合物、または、ガラス、石英、金、酸化インジウムスズ、シリコン、シリコン窒化物、無定形水素添加シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｉｌｉｃｏｎ）、無定形水素添加カーボン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓｃａｒｂｏｎ，ａ−Ｃ：Ｈ）、ダイヤモンド状炭素膜（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ、ＤＬＣ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、二酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛チタン（ＺｎＴｉＯ₂）および酸化インジウムチタン（ＩｎＴｉＯ₂）等の無機化合物の少なくともいずれか一つである。また、基材３の導電層３１の表面をコーティングすることにより配向膜３３を形成する技術、ラビング式配向および垂直配向等の技術のいずれも従来技術であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

次に、図１Ｂに示すように、配向膜３３を方向や角度が調整可能なプラズマビーム１５５で改質することにより、図１Ｃに示すように、基材３の表面に均一でかつ規則性のある分子結合の配向膜３３が形成され、該液晶分子が安定なプレチルト角となる配向効果が得られるように配向システム１を運用して、該配向膜３３表面を方向や角度が調整可能になるよう改質する。

図２に示すように、配向膜３３を方向や角度が調整可能になるよう改質するには、配向システム１を運用することができる。この配向システム１は、プロセスチャンバー１１と、該プロセスチャンバー１１に設けられた基材移動機構１３と、該基材移動機構１３に面してそれぞれ配列されている複数のプラズマ生成装置１５とを備えている。

プロセスチャンバー１１は、第１の開口１１１およびそれに相対する第２の開口１１３を有している。本実施形態において、第１の開口１１１はインレット（ｉｎｌｅｔ）であり、第２の開口１１３はアウトレット（ｏｕｔｌｅｔ）である。また、本実施形態において、プロセスチャンバー１１は単一式チャンバーであるものの、その他の実施形態においてプロセスチャンバー１１は連続式チャンバーであってもよく、すなわち、複数のプロセスチャンバー１１を接続することが可能であり、ファクトリースペースの大きさに応じて方向を変更することができる。

基材移動機構１３は、プロセスチャンバー１１の下に設けられ、配向のために該基材３を移動させる。基材移動機構１３は、基材を搬送する任意の移動機構であればよく、かかる移動機構が産業に広範囲に応用されているため、ここでは詳しい説明を省略する。

プラズマ生成装置１５は、方向や角度が調整可能なプラズマビーム（後述する）をプロセスチャンバー１１に生成し、基材移動機構１３の上に別々に配列され、該配向膜３３を改質する。本実施形態において、機能の必要に応じて該プラズマ生成装置１５の傾斜角度を任意に調整することができる。プラズマ生成装置１５の傾斜角は、プラズマ生成装置１５が基材３の表面の法線方向に対して０°〜９０°の範囲内にあり、配向膜３３における液晶分子配列の傾斜程度は０°〜９０°の範囲内の角度であればよい。

また、プラズマ生成装置１５は、異なるエネルギーと角度を有してもよく、異なるエネルギーに応じて異なるプラズマビーム１５５を生成することができる。本実施形態において、プラズマ生成装置は、常圧または真空（７６０Ｔｏｒｒ〜１×１０^-5Ｔｏｒｒ）になっている圧力雰囲気において高エネルギーを有するプラズマビーム１５５を生成する。また、該複数のプラズマを有するプラズマ生成装置１５において、機能の必要に応じてプラズマ生成装置の傾斜角を任意に調整することができる。該プラズマ生成装置１５の傾斜角については、例えば０°〜９０°の範囲内にあり、機能の必要に応じて基材３はプラズマ生成装置に対して垂直か、いずれの角度で傾斜または回転していてもよく、本実施形態に記載のものに限定されるものではない。

本実施形態において、プラズマ生成装置１５は、例えば陽極層（ＡｎｏｄｅＬａｙｅｒＴｈｒｕｓｔｅｒ，ＡＬＴ）プラズマ源であり、また、図３に示すように、基材３に対しては、各プラズマ生成装置１５は、並列に配置されているが、交錯配置されてもよく、その他の実施形態において並列配置、直列配置、交錯配置のいずれかにより該プロセスチャンバー１１に設けられてもよく、本実施形態に記載のものに限定されるものではない。

また、プラズマ源は、プラズマ生成装置１５によって生成された高エネルギーを有するプラズマビームを提供する。本実施形態において、該プラズマ源は、電子、イオン、フリーラジカル、および中性粒子の少なくともいずれか二つからなる。その他の実施形態において、該プラズマ源は、電子、イオン、フリーラジカル、および中性粒子のいずれか一つからなる。また、プラズマ生成装置１５は、プラズマ源に使用されるプロセスガス、例えば空気、乾燥空気、酸素、窒素、アルゴン、水気、または前記の圧力雰囲気においてプラズマ態に解離されたガスであればよい。

本実施形態において、プロセスチャンバー１１の圧力範囲は、７６０Ｔｏｒｒ〜１×１０^-5Ｔｏｒｒの間にあり、すなわち、常圧または真空の圧力雰囲気７６０Ｔｏｒｒ〜１×１０^-5Ｔｏｒｒの条件で該プラズマ源を生成する。該プラズマ生成装置１５が該基材３表面の法線方向に対する角度は、０°〜９０°の範囲内にあり、該配向膜３３を方向や角度が調整可能になるよう改質した後、該液晶分子の傾斜角度を０°〜９０°の範囲内にする。また、プラズマにより改質された配向膜３３の表面では、プレチルト角が８〜１０°に安定的に維持されることにより、光学補償ベンド配列（ＯＣＢ）液晶が速やかに広がり（splay）状態より曲がり状態に変換される。また、液晶分子は、特定のプレチルト角（例えば４５〜５５°）である場合にも安定的に維持され、時間に伴って減衰することもない。

ここで注意すべき点は、本実施形態における配向システム１は、液晶配向（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）に応用されているが、該配向システム１は、量産の設計を必要とする他の工業に応用することができ、例えば、斜め堆積（Ｏｂｌｉｑｕｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、保護オーバーコーティング（ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＯｖｅｒ−Ｃｏａｔｉｎｇ）、基板クリーニング（ＳｕｂｓｔｒａｔｅＣｌｅａｎｉｎｇ）、イオン援用堆積（Ｉｏｎ−ａｓｓｉｓｔｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、光学コーティング（ＯｐｔｉｃａｌＣｏａｔｉｎｇｓ）、スパッタリングプロセス（ＳｐｕｔｔｅｒｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、印刷回路板クリーニング（ＰＣＢＣｌｅａｎｉｎｇ）および宇宙技術のスラスター（Ｔｈｒｕｓｔｅｒｆｏｒｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）等、各プロセスに必要なプラズマビームの濃度および発散角度に基づいて、各プロセスに合う最適なパラメータ設計および最速の処理効率に応じるものであればよい。

また、プラズマ生成装置１５に関しては、異なるエネルギーで異なる目的、例えば、液晶配向、クリーニング、コーティング、加熱、アニーリングおよび表面改質等を達成できる。また、製造プロセスの必要に応じて、該プラズマ生成装置１５のプラズマ発散角度をそれぞれ調整することにより、異なるプラズマ源のコリメーションを達成できる。そのうち、例えば、該プラズマ生成装置１５そのものの機構または外付け装置を変更することにより、該プラズマ生成装置１５のプラズマ発散角度を調整することができる。

従来技術と比較して、本実施形態においては基材３の単方向移動を利用して、方向や角度が調整可能な配向システム１により配向膜３３を改質する。このように、該プロセスチャンバー１１の真空度、ガス流量（例えば５〜１００ｓｃｃｍであるが、これに限定されるものではない）、複数のプラズマ生成装置１５の間の距離、角度やエネルギー、電圧（例えば２００〜８００ボルトであるが、これに限定されるものではない）、プレチルト角および処理時間（例えば５〜１５０秒であるが、これに限定されるものではない）等の製造プロセスのパラメータを調整することにより、該基材３が特定の速度で複数のプラズマ生成装置１５によって走査され、必要とする配向効果を一回で得ることができる。このため、製造時間を短縮できるだけでなく、量産にも有利となる。しかも製造プロセスの安定性を高めることもできる。もちろん、その他の実施形態において、該基材３を往復移動させる方式で製造プロセスを進めてもよい。

本実施形態においては、複数のプラズマ生成装置１５により方向や角度が調整可能になるように該配向膜３３を改質することにより、該基材３の表面に均一かつ規則的な分子結合である配向膜３３が形成される。このように、一回の製造プロセスによりプレチルト角を得られるとともに、プレチルト角が安定になる配向効果も得られる。もちろん、配向後の特性の減衰により配向の不安定性が生じることがないように、配向と同時に水素含有ガスを加えることにより鈍化処理を行うことができる。あるいは配向後、水素含有ガスを加えることによっても鈍化処理を行うことができる。これは、水素原子がプラズマビーム処理された後に生じた浮遊ボンドの結合によって配向の安定性が改善され、不安定な配向膜の化学結合による変化が回避されることによって該配向膜３３に安定的なプレチルト角をもたらすためである。

［第２の実施形態］
図４Ａ、図４Ｂは、基材とプラズマビーム間の相対配置関係の第２の実施形態を模式的に示している。該液晶配向システム及び該システムに適用される製法は、前記実施形態とほぼ同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。この液晶配向システムの最大の相違点は、基材移動機構１３が複数の基材３を移動させるとともに、プラズマビーム１５５により基材３への配向膜の配向を行うことができることである。このうち、複数の基材３の配置方式は、配向システムに水平または垂直になるか、プラズマビーム１５５に対して垂直、または傾斜角度が形成されるか、複数の基材３が互いに平行、または挟み角が形成されるかのいずれかである。

［第３の実施形態］
図５Ａは、本発明に係る液晶配向システムの第３の実施形態であり、該液晶配向システム及び該システムに適用される製法は、前記実施形態とほぼ同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。この液晶配向システムの最大の相違点は、基材移動機構１３がフレキシブルのに基材３を移動し、中心に設けられた複数のプラズマ生成装置１５の外側に取り囲まれていることである。即ち、中心の複数のプラズマ生成装置１５によって生成されたプラズマビーム１５５が連続的に周りに向けて配向膜３３の配向を行うことができるため、基材３は、基材移動機構１３のみで移動し、周りを取り囲めばそれでよく、しかも、マルチプラズマビーム１５５の角度及び傾斜角度を調整するには、中心軸を回すか、中心軸をある角度にシフトさせるかすればよく、極めて便利である。図５Ｂに示す実施形態において、該基材移動機構１３は、複数のプラズマ生成装置１５の外側に環状に設けられ、直角に設けられることに限定されるものではない。

図６は、本発明に係る液晶配向システムの第４の実施形態であり、該液晶配向システム及び該システムに適用される製法は、前記実施形態とほぼ同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。この液晶配向システムの最大の相違点は、基材移動機構１３が一つの中心軸として使用されるのであり、中心軸の外縁でフレキシブルの基材３を移動し、移動した基材３は周りに取り囲まれた複数のプラズマ生成装置１５からのプラズマビーム１５５により配向を行うことである。即ち、基材３は、中心軸箇所において配向膜３３へ配向を連続的に受けるため、基材移動機構１３の設計は簡単化され、機台の設計も有効的に縮減される。しかも、基材３の配向された傾斜角度を調整するには、中心軸をある角度にシフトさせればよいため、極めて便利である。

従来技術と比較して、本発明に係る液晶配向システムおよび該システムに適用される製法は、主に複数のプラズマ生成装置により配向膜の表面を方向や角度が調整可能になるよう改質することにより、液晶分子がプレチルト角での配列となり、均一でかつ等方向性を有する配向膜が形成される。これにより、製造された配向膜は均一性が良好となり、定着性が高く、プレチルト角を有する。

また、複数のプラズマ生成装置１５により該配向膜の表面を改質するため、一回の製造プロセスだけで配向プロセスを完成することができ、従来技術のように往復走査することによって生じる問題もなく、製造プロセスの時間が削減でき、製造プロセスも簡単化できる。また、本発明では、ラビング式配向の代わりに複数のプラズマ生成装置（プラズマビーム）により配向を行っているため、微量のエネルギーだけでプレチルト角を持たさせる効果を達成することができるとともに、好ましい安定性も確保できる。従って、本発明は従来技術が抱えていた問題を解決することができる。

上記のように、これらの実施の形態は本発明を例示する目的で示すものであり、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。本発明に係る実質的な技術内容は、下記の特許請求の範囲に定義される。本発明はこの技術分野に精通したものが特許請求の範囲を脱しない範囲で色々な修飾や変更が可能であり、そうした修飾や変更は本発明の技術範囲に入るものである。

本発明に係る液晶配向システムの製法の好ましい実施形態を模式的に示した図である。本発明に係る液晶配向システムの製法の好ましい実施形態を模式的に示した図である。本発明に係る液晶配向システムの製法の好ましい実施形態を模式的に示した図である。本発明に係る液晶配向システムを模式的に示し、液晶配向システムの実施状態を示した図である。基材とプラズマビームとの間の相対配置関係が並列配置となることを模式的に示した図である。基材とプラズマビームとの間の相対配置関係の第２の実施形態を模式的に示し、図４Ａは基材が互いにある角度に挟まれた配列となっている。基材とプラズマビームとの間の相対配置関係の第２の実施形態を模式的に示し、図４Ｂは基材が互いに平行の配列となっている。基材とプラズマビームとの間の相対配置関係の第３の実施形態を模式的に示し、図５Ａの基材は、プラズマ生成装置の外側に設けられ、直角の移動方式を呈している。基材とプラズマビームとの間の相対配置関係の第３の実施形態を模式的に示し、図５Ｂの基材は、プラズマ生成装置の外側に環状に設けられている、移動方式を呈している。本発明に係る液晶配向システムの第４の実施形態を模式的に示した図である。従来の液晶配向システムを模式的に示した図である。従来の液晶配向システムを模式的に示した図である。従来の液晶配向システムを模式的に示した図である。従来の他の液晶配向システムを模式的に示した図である。

符号の説明

１配向システム
１１プロセスチャンバー
１１１第１の開口
１１３第２の開口
１３基材移動機構
１５プラズマ生成装置
１５５プラズマビーム
３基材
３１導電層
３３配向膜
６プラズマ生成装置
６１プラズマビーム
６３基材
Ｂ１、Ｂ２矢印

Claims

基材表面の配向膜を配向することに適用される液晶配向システムにおいて、
プロセスチャンバーを有する機台と、
前記プロセスチャンバーに設けられ、配向のために前記基材を移動させる基材移動機構と、
前記配向膜を改質するために前記プロセスチャンバーに方向や角度が調整可能になるように設けられ、前記基材移動機構に面してそれぞれ配列され、一回の製造工程によりプレチルト角が安定的になる配向効果を得られるようにした複数のプラズマ生成装置と、
を備えていることを特徴とする液晶配向システム。
前記プロセスチャンバーは、単一式チャンバーまたは連続式チャンバーのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記基材の設置方式は、水平か、水平回転角度か、垂直か、傾斜角度かのいずれかにすることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記基材移動機構は、配向膜の配向のために複数の基材を同時に移動することを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記の複数の基材の設置方式は、配向システムに対して水平または垂直になるか、プラズマビームに対して垂直または傾斜角度が形成されるか、複数の基材が互いに平行または挟み角が形成されるかのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の液晶配向システム。
前記基材移動機構は、複数のプラズマ生成装置の外側を囲んで設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記の複数のプラズマ生成装置は、基材移動機構の外側を囲んで設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記プラズマ生成装置は、プラズマ源またはイオン源のいずれかを生成するものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記の複数のプラズマ生成装置は、並列配置または直列配置のいずれかにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記プロセスチャンバーの操作条件は、常圧と真空との間にある圧力雰囲気であることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記プロセスチャンバーの圧力雰囲気は、７６０Ｔｏｒｒ〜１ ×１０^-5Ｔｏｒｒの範囲内にあることを特徴とする請求項１０に記載の液晶配向システム。
前記プラズマ生成装置は、前記基材表面の法線方向に対する角度が０°〜９０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。
前記プラズマ生成装置は、同一または異なるエネルギーであるプラズマ源を生成することを特徴とする請求項１に記載の液晶配向システム。