JP4778354B2 - 液晶装置の製造装置、及び液晶装置の製造方法 - Google Patents
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また、スパッタ法ではなく、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、例えばこのクラスター状粒子が装置の内壁面に付着し、その後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、成膜材料(配向膜材料)の平均自由行程が長くなるため、真空チャンバー等からなる成膜室が大型化し、装置に関する負担が大きくなる。
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、前記成膜室に、前記基板を少なくとも一方向に移動させる移動手段が設けられており、前記スパッタ装置は、箱形筐体と、前記箱形筐体の一つの面に形成されスパッタ粒子を放出する開口部と、前記箱形筐体の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配置され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を有しており、前記開口部は、前記基板に対して斜め方向から前記スパッタ粒子を入射させる位置に配置され、前記開口部と前記基板との間に、複数の金属製筒状体を束ねた筒状体群が設けられるとともに、前記筒状体群の前記開口部側の端部に金属製メッシュが設けられ、前記筒状体群と前記金属製メッシュはいずれも接地電位に保持されており、前記筒状体群により前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角度が規制されるとともに、前記筒状体群と前記金属製メッシュとにより前記スパッタ装置から放出された荷電粒子が捕捉され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。
本発明の液晶装置の製造装置は、上記課題を解決するために、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を有しており、前記開口部は、前記基板に対して斜め方向から前記スパッタ粒子を入射させる位置に配置されていることを特徴とする。
かかる構成の液晶装置の製造装置によれば、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。
このように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、反応性ガスのプラズマによって反応性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。従って反応性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、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。
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である成膜室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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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4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5は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図6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7は、図6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7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。
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。
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。
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。
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。
Claims (8)
- 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、
前記成膜室に、前記基板を少なくとも一方向に移動させる移動手段が設けられており、
前記スパッタ装置は、箱形筐体と、前記箱形筐体の一つの面に形成されスパッタ粒子を放出する開口部と、前記箱形筐体の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配置され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を有しており、
前記開口部は、前記基板に対して斜め方向から前記スパッタ粒子を入射させる位置に配置され、
前記開口部と前記基板との間に、開口径よりも大きい長さを有する金属製筒状体を複数束ねた筒状体群が設けられるとともに、前記筒状体群の前記開口部側の端部に金属製メッシュが設けられ、
前記筒状体群と前記金属製メッシュはいずれも接地電位に保持されており、
前記筒状体群により前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角度が規制されるとともに、前記筒状体群と前記金属製メッシュとにより前記スパッタ装置から放出された荷電粒子が捕捉されることを特徴とする液晶装置の製造装置。 - 前記筒状体群は、六角柱状の前記金属製筒状体を束ねたハニカム構造を有し、前記金属製メッシュは、前記金属製筒状体の開口径よりも小さい開口径を有す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。
- 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又は2に記載の液晶装置の製造装置。
- 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から3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造装置。
- 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から4のいずれか1項に記載の液晶装置の製造装置。
- 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から5のいずれか1項に記載の液晶装置の製造装置。 - 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6に記載の液晶装置の製造装置。
- 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、前記成膜室に、前記基板を少なくとも一方向に移動させる移動手段が設けられており、前記スパッタ装置は、箱形筐体と、前記箱形筐体の一つの面に形成されスパッタ粒子を放出する開口部と、前記箱形筐体の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配置され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を有しており、前記開口部は、前記基板に対して斜め方向から前記スパッタ粒子を入射させる位置に配置され、前記開口部と前記基板との間に、複数の金属製筒状体を束ねた筒状体群が設けられるとともに、前記筒状体群の前記開口部側の端部に金属製メッシュが設けられ、前記筒状体群と前記金属製メッシュはいずれも接地電位に保持されており、前記筒状体群により前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角度が規制されるとともに、前記筒状体群と前記金属製メッシュとにより前記スパッタ装置から放出された荷電粒子が捕捉され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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