JP4974683B2

JP4974683B2 - 液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP4974683B2
Application number: JP2007003134A
Authority: JP
Inventors: 信青代
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2012-07-11
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Also published as: JP2008170667A

Description

本発明は液晶表示装置の技術分野に関する。

従来より、例えば負の誘電異方性を有する液晶分子を、一対の基板間に垂直配向するように封入したVA（Vertically Aligned）モードの液晶表示装置が広く知られている。
VAモードの液晶表示装置では、電界無印加時に液晶分子が基板表面に対してほぼ垂直に配向するため、光は液晶層をその偏光面をほとんど変化させることなく通過する。従って、基板上下に偏光版を配置することにより、電界無印加時において良好な黒表示が可能である。

これに対して、電界印加時には、液晶分子は基板表面に対して傾斜配向し結果生じる複屈折率性により入射する光の偏光面が回転する。このVAモードの液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置に比較して高いコントラストを実現できる。

上記のようにVAモードの液晶表示装置は、電界印加時に液晶分子を斜頚配向させて複屈折率を得るようにしている。そのため電界無印加時において液晶分子をあらかじめ微小な斜頚角度(プレチルト角)を持たせて配向させている。液晶分子を基板表面に対して所定のプレチルト角で配向させるため、基板上の液晶層と接触する表面には、配向膜が形成されている。

従来より、液晶基板用の配向膜にはポリイミド等の有機材料が広く知られている。しかし、有機材料からなる配向膜は、耐光性や耐熱性に劣るため近年ではSiO等の無機材料からなる耐光性、耐熱性に優れた無機配向膜の開発が進められている。無機配向膜の形成には従来より、基板を蒸着源に対して傾斜させて、蒸着源からＳｉＯ₂、ＳｉＯ、Ａｌ₂Ｏ₂等の無機材料の蒸気を基板表面に斜め到達させる斜方蒸着が用いられており、蒸気の入射角、成膜中の圧力(酸素などのガス導入)によりプレチルト角がコントロールされる(特許公開２００４−１６３９２１)。

この方法では、蒸着中の圧力が高く、入射角が大きいほど蒸着粒子のセルフシャドーイング効果が大きくなり膜が平滑な構造から柱状晶に変化しプレチルト角発現に必要な表面粗さ及び表面形状が形成される。
しかしながらこれらの方法により形成された無機配向膜は非常に膜密度(屈折率)が低く、さらに入射角が大きくなるほど蒸着効率は低下する。以上のことから配向膜の化学的安定性や生産性を考慮するとなるべく配向膜は入射角が小さく、成膜圧力が低い条件で作製されることが望ましい。
特開２００４−１６３９２１号公報特開２００５−７７９０１号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶を所望のプレチルト角で配向可能であり、かつ、化学的安定性の高い配向膜を効率良く成膜することである。

上記課題を解決するために本発明は、基板と、前記基板の表面上に配置された透明電極膜と、前記透明電極膜上に配置された配向膜と、前記配向膜表面に配置された液晶とを有し、前記透明電極膜はインジウム錫酸化物を主成分とし、前記配向膜は二酸化ケイ素を主成分とする液晶表示装置の製造方法であって、第一の真空槽内部に前記基板を配置した状態で、前記第一の真空槽内部でインジウム錫酸化物を含む透明導電材料を溶融させて蒸気を放出し、前記透明導電材料の蒸気を前記基板の表面上に到達させて、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の前記透明電極膜を形成する工程と、第二の真空槽内部に、前記透明電極膜が形成された前記基板を、蒸着角度を２５°以上４５°以下に配置した状態で、前記第二の真空槽内部で二酸化ケイ素を含む無機材料を溶融させて蒸気を放出し、前記無機材料の蒸気を前記透明電極膜表面に到達させて前記配向膜を形成する工程と、を有する液晶表示装置の製造方法である。
本発明は液晶表示装置の製造方法であって、真空雰囲気に基板を配置した状態で、透明導電材料を前記真空雰囲気内部で溶融させて、前記透明導電材料の蒸気を前記真空雰囲気に放出させ、前記透明導電材料の蒸気を前記基板の表面上に到達させて、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の透明電極膜を形成する第一の蒸着工程と、前記透明電極膜が形成された状態の前記基板を真空雰囲気に配置した状態で、無機材料を溶融させて、前記無機材料の蒸気を放出させ、前記基板表面の基板法線を、前記溶融した前記無機材料の表面の蒸着法線から傾けた状態で前記無機材料の蒸気を前記透明電極膜の表面に到達させて前記配向膜を形成する第二の蒸着工程と、によって仮の積層膜を形成し、前記仮の積層膜表面に液晶を配置し、前記液晶に所望のプレチルト角の範囲を与える前記蒸着法線と前記基板法線との成す角度である蒸着角度が２５°以上４５°以下の範囲に成る成膜条件を予め求めておき、液晶表示装置用の基板上に、前記第一の蒸着工程で透明電極膜を形成した後、前記第二の蒸着工程で前記配向膜を形成する際に、求めた前記成膜条件で、前記蒸着角度を２５°以上４５°以下の角度にして、前記液晶表示装置用の前記基板表面上に前記無機材料の蒸気を到達させる液晶表示装置の製造方法である。
本発明は液晶表示装置の製造方法であって、前記第二の蒸着工程は、基板ホルダに前記液晶表示装置用の基板を水平に保持させた後、前記基板ホルダを傾け、前記蒸着角度を、予め求めた角度にする液晶表示装置の製造方法である。
本発明は液晶表示装置の製造方法であって、前記透明導電材料としてインジウム錫酸化物を主成分とするものを用い、前記無機材料として二酸化ケイ素を主成分とするものを用いる液晶表示装置の製造方法である。

尚、算術平均粗さ（Ｒａ）はＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定されている。

本発明は上記のように構成されており、透明電極膜は蒸着法で成膜されるため、スパッタ法で成膜された場合に比べて表面粗さが粗くなる。そのような透明電極膜の表面に蒸着法で配向膜を成膜する場合、従来に比べて蒸着角度が小さく、成膜圧力が小さくても（２５°以上４５°以下）、プレチルト角が２°以上５°以下になる配向膜を成膜することができる。

蒸着角度を変えてＳｉＯ₂からなる配向膜を蒸着法で成膜した時の、成膜速度を測定した。その測定結果を図１１のグラフに示す。図１１のグラフの横軸は蒸着角度（°）を、縦軸は成膜速度（蒸着角度が３０°の時の成膜速度を１００％として換算）を示している。図１１のグラフから明らかなように、蒸着角度が大きくなる程成膜速度は遅いから、本発明によれば従来よりも早い成膜速度で配向膜を成膜可能なことがわかる。

蒸着角度が小さいと、成膜速度が速くなるだけでなく、膜密度（屈折率）を１．４３以上と高くなる。膜密度が高いと配向膜のバリア性が高く、配向膜に接触する液晶には、基板側から不純物が進入しないので、本発明により製造された液晶表示装置は液晶の劣化が遅く、寿命も長くなる。

本発明の液晶表示装置は配向膜の成膜速度が速く、生産効率が高い。配向膜はバリア性が高く、化学的に安定しているため、液晶表示装置の寿命が長くなる。配向膜はＳｉＯ₂を主成分とするため、配向膜に樹脂膜を用いた場合に比べ、液晶表示装置は耐光性、耐熱性に優れている。

本発明に用いる第一、第二の蒸着装置について説明する。
図１の符号２は、透明導電膜の成膜に用いられる第一の蒸着装置を示している。第一の蒸着装置２は真空槽３と、真空槽３内部に配置された蒸着容器４と、真空槽３内部の蒸着容器４上方位置に配置された基板ホルダ７とを有しており、蒸着容器４の内部にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を主成分とする透明導電材料６が収容されている。

真空槽３には真空排気系９と、ガス供給系８とが接続されており、真空槽３内部を真空排気すると、真空槽３内部に真空雰囲気が形成される。この蒸着装置２の真空槽３内部に真空雰囲気を形成し、真空雰囲気を維持したまま真空槽３内にサンプル基板９１を搬入して基板ホルダ７に保持させ、真空排気を続けながら、ガス供給系８から酸素ガス（Ｏ₂）を供給し、真空槽３内部の圧力が安定したところで、透明導電材料６を加熱溶融させて蒸気を発生させ、サンプル基板９１に該蒸気を到達させて透明導電膜を成膜した。その透明導電膜を成膜した時の成膜条件を下記表１に記載する。

尚、透明導電材料６の加熱は、ＥＢガンから電子ビームを蒸発材料に照射して行った。
上記表１の成膜条件で成膜された透明導電膜のＡＦＭ（原子間力顕微鏡）写真を図４に示す。また、その透明導電膜の算術平均粗さ（Ｒａ）は７．６９６ｎｍであり、最大高さ（Ｒｍａｘ）は８９．９２４ｎｍであった。

比較のため、下記表２に示す条件でスパッタ法（ＤＣスパッタ）によりＩＴＯ膜を成膜した。

上記表２の成膜条件で成膜した透明導電膜のＡＦＭ写真を図５に示す。またその透明導電膜の算術平均粗さ（Ｒａ）は１．２７５ｎｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）は１５．４２ｎｍであり、結晶形状は柱状晶的に成長していた。

スパッタ法では蒸発粒子のエネルギーが非常に大きいため透明導電膜の表面が平滑になりすぎ、算術平均粗さが４ｎｍに達しないが、蒸着法によれば、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の柱状結晶の透明導電膜が形成されることがわかる。

次に、透明導電膜の表面に配向膜を形成する第二の蒸着装置ついて説明する。
第二の蒸着装置５は真空槽５１を有しており、真空槽５１の内部には蒸着容器５２が配置され、蒸着容器５２の内部には二酸化ケイ素を主成分とする無機材料５４が収容されている（図２）。

真空槽５１内部には回転軸５５が水平に配置されている。
回転軸５５は不図示のモータに取り付けられており、回転軸５５は、その中心軸線を中心とし、水平状態を維持したまま回転するように構成されている。

回転軸５５にはサンプル基板９１を保持する基板ホルダ５７が取り付けられている。基板ホルダ５７は、サンプル基板９１を保持したときに、サンプル基板９１が回転軸５５に対して平行になるように構成されており、回転軸５５を回転させると、サンプル基板９１は基板ホルダ５７と一緒に回転し、水平面に対して平行な状態にも、水平面に対して所望角度に対して傾いた状態にもできるように構成されている。

真空槽５１には真空排気系５９とガス供給系５８が接続されており、真空槽５１内を真空排気し、真空槽５１に取り付けられた圧力計６７で内部圧力を測定しながらガス供給系５８から酸素ガスの流量を調整し、所定圧力（成膜圧力）の成膜雰囲気を形成した後、無機材料５４を加熱溶融させ、無機材料５４の蒸気を放出すると、サンプル基板９１の表面上に蒸気が到達し、無機材料の薄膜（配向膜）が成長する。

回転軸５５は蒸着容器５２の真上に配置されており、サンプル基板９１をその中心が回転軸５５上に位置するように配置した場合にはサンプル基板９１の中央が蒸着容器５２の真上に位置し、基板が水平な状態では、基板表面に蒸着材料の蒸気が略垂直に入射し、均一な薄膜が形成される。
他方、回転軸５５を回転させ、サンプル基板９１を水平面内に対して所望角度傾けると、基板表面には蒸着材料が垂直以下の角度で入射する。

図２の符号Ｓはサンプル基板９１表面を垂直に通る基板法線を示し、同図の符号Ｈは無機材料５４が溶融した時の液面を垂直に通る蒸着法線を示しており、基板法線Ｓと蒸着法線Ｈとが成す角度を蒸着角度θとすると、サンプル基板９１が水平配置された時には蒸着角度θはゼロになり、サンプル基板９１が水平面に対して傾いた状態では、蒸着角度θはゼロよりも大きくなる。

配向膜を成膜する時の蒸着角度θと、その配向膜に液晶を接触させた時のプレチルト角との間には相関関係があることが知られており、蒸着角度θが大きくなる程プレチルト角は大きくなり、蒸着角度θが小さくなる程プレチルト角は小さくなる。

液晶表示装置として実用的なプレチルト角の範囲は予め分かっており（例えば２°以上５°以下）、所望のプレチルト角が得られる蒸着角度θで配向膜を形成するために、蒸着角度θとプレチルト角との関係を調べる予備試験を行う。

予備試験は、図１の第一の蒸着装置２を用いて表面に透明導電膜９２が形成された状態のサンプル基板９１を複数枚用意し、蒸着角度θをそれぞれ異ならせ、下記表３、

に示す成膜条件で配向膜を形成した後、各配向膜の表面に液晶（メルク（株）社製の商品名「ＭＬＣ６６０８」）を配置し、クリスタルローテーション法によりプレチルト角を測定した。

蒸着角度θとプレチルト角の測定値と、配向膜を成膜したときの成膜圧力を下記表４に示す。

表４のプレチルト角の蒸着角度θに対する測定値をプロットし、成膜圧力毎に曲線で結んだ結果を図６に示す。
図６の曲線から、例えば、実用的なプレチルト角の範囲が２°以上５°以下である場合には、そのプレチルト角の範囲を得るための蒸着角度θは２５°以上４５°以下であることが読み取れる。

次に、比較のため、蒸着法に変え、スパッタ法（ＤＣスパッタ）で透明導電膜が成膜されたサンプル基板を用いた以外は、上記予備試験と同じ成膜条件で、蒸着角度θを変えて配向膜を成膜し、プレチルト角を測定した。測定されたプレチルト角の値を、蒸着角度θと成膜圧力と共に下記表５に示し、表４のプレチルト角の蒸着角度θに対する測定値をプロットし、成膜圧力毎に曲線で結んだ結果を図７に示す。

表４と表５に記載された数値を見ると、蒸着法では、表４から、成膜圧力が２×１０^-3Ｐａ、蒸着角度θが２５°の時に２°〜３°の範囲内のプレチルト角が得られており、スパッタ法で同程度のプレチルト角を得るためには、表５から、成膜圧力を２×１０^-2Ｐａ、蒸着角度θを４５°とする必要があることがわかる。

このように、同程度のプレチルト角を得るためには、透明導電膜をスパッタ法で成膜するよりも、蒸着法で成膜した方が、蒸着角度θが小さくてすみ、成膜圧力も低くすむことが分かる。
蒸着角度θが小さい程成膜速度が速く、成膜圧力が低い程配向膜が化学的に安定する。
本発明者らは、蒸着角度が同じでも、透明導電膜の表面粗さが異なると、プレチルト角の値が異なることを発見している。

透明導電膜の表面粗さとプレチルト角の関係について説明する。
透明導電膜の表面粗さが異なるサンプル基板を用意し、配向膜を成膜する時の蒸着角度θを全て３０°とし、成膜圧力、成膜速度、膜厚を上記予備試験と同じ条件にして配向膜を成膜し、プレチルト角を求めた。その測定結果を図８のグラフに示す。同図の符号Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃはそれぞれ配向膜を成膜する時の成膜圧力が５×１０^-3Ｐａ、２×１０^-3Ｐａ、５×１０^-4Ｐａの場合の測定結果を示している。

図８の符号ＡｍａｘとＡｍｉｎは上限のプレチルト角（５°）と下限のプレチルト角（２°）を得るための蒸着角をそれぞれ示している。
図８から分かるように、２°以上５°以下のプレチルト角を得るためには、配向膜を成膜する時の成膜圧力が５×１０^-4Ｐａ以上５×１０^-3Ｐａ以下の範囲では、透明導電膜の算術平均粗さを４ｎｍ以上１２ｎｍ以下にすればよいことがわかる。上述したように、スパッタ法では透明導電膜の算術平均粗さは４ｎｍに達しないから、本発明では透明導電膜を蒸着法で成膜する必要があることがわかる。

次に、透明導電膜をスパッタ法で成膜した場合と、蒸着法で成膜した場合の両方について、配向膜の屈折率（膜充填密度）を測定した。屈折率とプレチルト角の関係を図９のグラフに示す。

図９のグラフから分かるように、プレチルト角が同じであっても、蒸着法で成膜された透明導電膜の方が、スパッタ法で成膜された透明導電膜に比べて、屈折率が高い。
これは、蒸着法で透明導電膜を成膜した方が、低い成膜圧力、小さい蒸着角度で所望のプレチルト角が得られるため、配向膜の充填密度が高く、その結果屈折率が大きくなったと推測される。

次に、配向膜の屈折率と、その配向膜上に液晶を配置したセルのセル寿命の関係について説明する。セルに３００００ルクスの光を照射し、焼きつきが発生した時間をセル寿命とした。配向膜の屈折率と、セル寿命の関係との関係を図１０のグラフに示す。

図１０の縦軸は屈折率１．４５の時のセル寿命を１とした場合の、セル寿命（相対値）を示し、同図の縦軸は屈折率を示している。図１０から分かるように、屈折率が大きい程セル寿命が長くなっている。これは、屈折率が低く、配向膜の密度が低いと液晶中に不純物イオン（例えばＩＴＯのイオン）が侵入してしまうためである。

屈折率が１．４３以上であれば、セル寿命は、屈折率１．４５の時と比較した相対値で８０％以上となり、液晶表示装置として実用的なセル寿命が実現できる。上述したように、スパッタ法で透明導電膜を成膜した場合は屈折率が低く、１．４３に届かないので、セル寿命の観点からも、透明導電膜はスパッタ法でなく蒸着法で成膜することが望ましいことが分かる。

次に、上記第一、第二の蒸着装置２、５を用いて、予備試験の結果から液晶表示装置を製造する工程について説明する。
成膜対象物として透明な基板を用い、その基板を第一の蒸着装置２に搬入し、上述した工程で、基板の表面上にＩＴＯを主成分とし、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の透明導電膜を蒸着法によって成膜する。
透明導電膜が形成された基板を真空槽３から搬出し、必要に応じて、透明導電膜をパターニングして透明電極膜を形成する。

透明導電膜の算術平均粗さはパターニング前もパターニング後も変わらないので、パターニングされた透明導電膜で透明電極膜を構成した場合も、パターニングされていない透明導電膜で透明電極膜を構成した場合のいずれも、透明電極膜の算術平均粗さは４ｎｍ以上１２ｎｍ以下になる。

次に、透明電極膜の表面に配向膜を成膜する工程について説明する。
液晶表示装置のプレチルト角の範囲は予め設定されており、上記予備試験で求めたプレチルト角と蒸着角度θの関係から、設定したプレチルト角の範囲を与える蒸着角度θの範囲（設定範囲）を求める。配向膜を成膜する時の成膜圧力や加熱条件等の条件から、その設定範囲内で、プレチルト角や屈折率等の膜特性が最適になる値を求める。

基板ホルダ５７を水平配置しておき、透明電極膜が形成された基板を、第二の蒸着装置５の真空槽５１内に搬入して、基板ホルダ５７に水平配置し、蒸着角度θが、上記設定範囲の中から求めた値になるよう回転軸５５を回転させた後、基板を静止させ、設定蒸着角度θを求めた予備試験の時と同じ成膜圧力で、配向膜を成膜し、膜厚測定手段６３で測定される膜厚が所定膜厚に達したところで、基板から蒸気を遮断して、成膜を停止し、基板を真空槽５１から取り出すと、基板表面に透明電極膜と配向膜が積層されたパネルが得られる。

同じ蒸着角度θ、同じ成膜圧力で、２枚の基板１１、２１表面上に透明電極膜１２、２２と配向膜１５、２５を積層して２枚のパネル（第一、第二のパネル）１０、２０を作成し、第一、第二のパネル１０、２０を、配向膜１５、２５が形成された面を対面させて、不図示のスペーサを挟み込み、第一、第二のパネル１０、２０を封止部材３３で貼り合せて、第一、第二のパネル１０、２０の間に液晶３１を配置すると、本発明の液晶表示装置１が得られる（図３）。

上述したように、配向膜１５、２５が成膜されている間、蒸着角度θはプレチルト角が最適な値になるよう設定されているから、液晶３１は所定のプレチルト角に配向する。第一のパネル１０の透明電極膜１２と、第二のパネル２０の透明電極膜２２との間に電圧を印加すると、分子長軸の傾きが大きくなり、液晶３１を通過する光が偏光される。

各基板１１、２１の透明電極膜１２、２２と反対側の面には偏光板１７、２７がそれぞれ配置されている。偏光板１７、２７を偏光方向が互いに直交するように配置すれば、第一、第二のパネル１０、２０の透明電極膜１２、２２に電圧を印加したオン状態では、一方の偏光板１７から入射した光は、液晶３１で偏光されて他方の偏光板２７を通過するが、電圧を印加したオフ状態では液晶３１で偏光されずに他方の偏光板２７で吸収される。

ＶＡ方式の液晶表示装置１の場合、実用的なプレチルト角は２°以上５°以下と言われており、プレチルト角が２°未満であると、オフ状態からオン状態に切り替えた時の応答性が悪く、逆にプレチルト角が５°を超えるとオフ状態でも光の偏光が起こり、光が漏れ出してしまう。

上述したように、予備試験で求めた蒸着角度θとプレチルト角との関係から、液晶のプレチルト角が２°以上５°以下になる蒸着角度θの範囲（２５°以上４５°以下）を求めることが可能であり、その範囲の中の設定値に蒸着角度θを維持したまま配向膜１５、２５を成膜すれば、応答性が高く、かつ、光の漏れ出しが無い液晶表示装置１が得られる。

以上は、透明電極膜と配向膜を別々の真空槽内部で成膜する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、真空槽内部に透明導電材料の蒸気を放出する第一の蒸着源と、無機材料の蒸気を放出する第二の蒸着源の両方を設け、透明電極膜と配向膜を同じ真空槽内部で成膜することもできる。

図１２の符号７０は本発明に用いる蒸着装置の他の例を示している。この蒸着装置７０は、真空槽５１内部に複数の蒸着容器４、５２（ここでは２つ）と、シャッター７５を設けた以外は、上記図２に示した第二の蒸着装置５と同じ構造を有しており、蒸着容器４、５２は真空槽５１の底面側にそれぞれ位置し、基板ホルダ５７は真空槽５１の天井側に位置し、シャッター７５は基板ホルダ５７と蒸着容器４、５２の間に位置する。

ここでは、シャッター７５は板状である。シャッター７５は不図示の回転手段に接続されており、シャッター７５は回転手段によって同一平面内で回転する。
シャッター７５には開口７６が設けられており、シャッター７５を回転させると、開口７６が蒸着容器４、５２の上を順番に通過するようになっている。

透明導電材料６と無機材料５４を別々の蒸着容器４、５２に収容しておき、透明導電膜が成膜される前の基板１１、２１を真空槽５１内部に搬入して基板ホルダ５７に保持させる。

シャッター７５で蒸着容器４、５２を覆った状態で、不図示の加熱手段で透明導電材料６を加熱溶融させて、透明導電材料６の蒸気を放出させ、その放出量が安定したところで、シャッター７５を回転させ、開口７６が透明導電材料６の入った蒸着容器４の真上に位置したところで静止させ、透明導電材料の蒸気を基板１１、２１表面に到達させて透明電極膜１２、２２を成膜する。
透明電極膜が所定膜厚まで成長したところで、シャッター７５を回転させ、透明導電材料６の入った蒸着容器４をシャッター７５で覆い、透明電極膜１２、２２の成膜を終了する。

次いで、無機材料５４を加熱溶融して無機材料５４の蒸気を放出させ、その放出量が安定したところでシャッター７５を回転させ、開口７６が無機材料５４の入った蒸着容器５２の真上に位置しところで静止させ、無機材料５４の蒸気を透明電極膜１２、２２の表面に到達させ、配向膜を成長させる。

図１２は配向膜を成長させている時の状態を示しており、無機材料５４の蒸気が透明電極膜１２、２２の表面に到達させる前には、基板１１、２１は、予め蒸着角度θが上述した設定範囲の中から求めた値になった状態で静止されており、その蒸着角度θが維持されたまま配向膜が成長する。

配向膜が所定膜厚まで成長したところで、無機材料５４の入った蒸着容器５２をシャッター７５で覆うと、基板１１、２１表面上に透明電極膜１２、２２と、配向膜１５、２５とが積層されたパネル１０、２０が得られる。

この蒸着装置７０を用いた場合、基板上にマスクを配置して透明電極膜のパターニングを行う場合や、透明電極膜のパターニングが不要な場合は、透明電極膜と配向膜の成膜を連続して同一の真空槽５１内部で行うことができるので、基板や透明電極膜が大気に晒されず、透明電極膜と配向膜の膜質が良くなる。

蒸着角度θは、配向膜を成長させる時までに、プレチルト角を得るために設定された角度になっていればよく、透明電極膜を成膜している間も設定された角度にしてもよいが、蒸着角度θが大きい状態で透明電極膜を成膜すると、成膜速度が遅く、透明電極膜の成膜時間が長くなるので、透明電極膜を成膜している間は、蒸着角度θをゼロか、ゼロに近い値になるようにし、透明電極膜を成膜し終わってから、配向膜の成膜を開始するまでに蒸着角度θが予め設定した値になるように基板１１、２１を傾けることが望ましい。

透明導電材料や無機材料等の蒸着材料を溶融させる方法は特に限定されず、ＥＢガンから電子ビームを蒸着材料の照射して直接加熱する方法、蒸着容器にヒーターを取り付け、蒸着容器を加熱し、熱伝導で蒸着材料を加熱する方法等を採用することができる。

透明電極膜を成膜する時の蒸着角度は特に限定されないが、成膜速度を考慮すると、基板を水平配置（蒸着角度がゼロ）することが望ましい。
基板は透明基板であれば、ガラス基板、プラスチック基板等種々のものを用いることができる。

偏光板１７、２７の配置は特に限定されず、偏光板１７、２７を偏光方向が互いに平行になるように配置すれば、オン状態で光が偏光板２７に吸収され、オフ状態で光が偏光板２７を通過して発光する液晶表示装置１が得られる。

以上は、基板１１、２１が水平になるよう基板ホルダ５７に保持させてから、蒸着角度θが設定角度になるよう回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め基板ホルダ５７を蒸着角度θが設定蒸着角度になるよう傾けておき、その基板ホルダ５７に基板１１、２１を保持させてもよい。

また、成膜圧力も設定プレチルト角も変えない場合には、基板ホルダ５７に回転軸５５のような回転手段を取り付けず、基板ホルダ５７を、蒸着角度θが設定蒸着角度になるよう傾けた状態で固定してもよい。

上述したように透明電極膜（透明導電膜）の表面粗さが異なると、配向膜を成膜するときの蒸着角度θが同じであってもプレチルト角が変わるので、実際の製品を製造するときには、透明電極膜の粗さを、予備試験の時と同じにすることが望ましい。

以上は、透明導電材料としてＩＴＯを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＴＯと、ＺｎＯと、酸化錫と、酸化錫カドニウムからなる群より選択されるいずれか１種類以上の透明導電材料を用いることができる。これらの透明導電材料は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用い、２種類の透明導電材料を含有する透明電極膜を形成してもよい。

また、無機材料はＳｉＯ₂に限定されず、ＳｉＯ₂と、ＳｉＯと、Ａｌ₂Ｏ₂からなる群より選択されるいずれか１種類以上の無機材料を用いることができる。これらの無機材料は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用い、２種類以上の無機材料を含有する配向膜を形成してもよい。

透明電極膜の成膜に用いる蒸着装置を説明するための断面図配向膜の成膜に用いる蒸着装置を説明するための断面図本発明の液晶表示装置の一例を説明するための断面図蒸着法で成膜された透明導電膜のＡＦＭ写真スパッタ法で成膜された透明導電膜のＡＦＭ写真蒸着角度とプレチルト角の関係を示すグラフ（蒸着法）蒸着角度とプレチルト角の関係を示すグラフ（スパッタ法）透明電極膜の算術平均粗さとプレチルト角の関係を示すグラフ屈折率とプレチルト角の関係を示すグラフ屈折率とセル寿命との関係を示すグラフ蒸着角度と成膜速度の関係を示すグラフ配向膜の成膜に用いる蒸着装置の他の例を説明するための断面図

符号の説明

１……液晶表示装置３……真空槽（第一の真空槽）６……透明導電材料１１、２１……基板１２、２２……透明電極膜１５、２５……配向膜３１……液晶５１……真空槽（第二の真空槽）５４……無機材料５７……基板ホルダ

Claims

基板と、前記基板の表面上に配置された透明電極膜と、前記透明電極膜上に配置された配向膜と、前記配向膜表面に配置された液晶とを有し、
前記透明電極膜はインジウム錫酸化物を主成分とし、
前記配向膜は二酸化ケイ素を主成分とする液晶表示装置の製造方法であって、
第一の真空槽内部に前記基板を配置した状態で、前記第一の真空槽内部でインジウム錫酸化物を含む透明導電材料を溶融させて蒸気を放出し、前記透明導電材料の蒸気を前記基板の表面上に到達させて、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の前記透明電極膜を形成する工程と、
第二の真空槽内部に、前記透明電極膜が形成された前記基板を、蒸着角度を２５°以上４５°以下に配置した状態で、前記第二の真空槽内部で二酸化ケイ素を含む無機材料を溶融させて蒸気を放出し、前記無機材料の蒸気を前記透明電極膜表面に到達させて前記配向膜を形成する工程と、を有する液晶表示装置の製造方法。
真空雰囲気に基板を配置した状態で、透明導電材料を前記真空雰囲気内部で溶融させて、前記透明導電材料の蒸気を前記真空雰囲気に放出させ、前記透明導電材料の蒸気を前記基板の表面上に到達させて、算術平均粗さが４ｎｍ以上１２ｎｍ以下の透明電極膜を形成する第一の蒸着工程と、
前記透明電極膜が形成された状態の前記基板を真空雰囲気に配置した状態で、無機材料を溶融させて、前記無機材料の蒸気を放出させ、
前記基板表面の基板法線を、前記溶融した前記無機材料の表面の蒸着法線から傾けた状態で前記無機材料の蒸気を前記透明電極膜の表面に到達させて前記配向膜を形成する第二の蒸着工程と、によって仮の積層膜を形成し、
前記仮の積層膜表面に液晶を配置し、前記液晶に所望のプレチルト角の範囲を与える前記蒸着法線と前記基板法線との成す角度である蒸着角度が２５°以上４５°以下の範囲に成る成膜条件を予め求めておき、
液晶表示装置用の基板上に、前記第一の蒸着工程で透明電極膜を形成した後、前記第二の蒸着工程で前記配向膜を形成する際に、求めた前記成膜条件で、前記蒸着角度を２５°以上４５°以下の角度にして、前記液晶表示装置用の前記基板表面上に前記無機材料の蒸気を到達させる液晶表示装置の製造方法。
前記第二の蒸着工程は、基板ホルダに前記液晶表示装置用の基板を水平に保持させた後、前記基板ホルダを傾け、前記蒸着角度を、予め求めた角度にする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
前記透明導電材料としてインジウム錫酸化物を主成分とするものを用い、
前記無機材料として二酸化ケイ素を主成分とするものを用いる請求項２乃至請求項３のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。