JPH0451118A - 液晶配向膜の製造法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 液晶表示素子用の透明絶縁基板の表面に斜方蒸着により
積層される液晶配向膜の製造法およびその製造装置に関
する。

従来の技術 液晶配向膜の製造法はいくつがありその中で傾斜配向膜
を得る方法に関しては斜め蒸着法が知られている、この
斜め蒸着法は、液晶分子の傾斜角度を設定できる唯一の
ものである。この方法は蒸発物質としてＳｉＯを用いＳ
ｉＯの蒸気流を斜めの角度から基板に導きいれるもので
ある。斜め蒸着法では、入射角θを大きく（−船釣には
θ〉７０度であることが知られている）すると傾斜した
コラムが形成され、液晶分子の長軸が前記コラム方向に
沿い、ある一定の傾斜角をもって液晶分子が傾斜配向す
る。ＳｉＯの蒸気流を得る方法としては、ＳｉＯを石英
ルツボ、タンタルルツボ等に充填させ適当な加熱手段を
使ってＳｉＯの蒸気流を得ていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、ＳｉＯが蒸発物質として選択され適当な加熱手
段を使ってＳｉＯの蒸気流を得ようとした際、次の様な
問題が生じていた。

蒸発物質としてのＳｉＯの形態が粉末もしくは塊状であ
り、しかもＳｉＯに昇華性があるために、バルクの状態
でＳｉＯが突沸し、真空装置内に飛散してその一部が基
板を直撃するケースがあった。

さらに、基板上に積層される薄膜はＳｉＯｘ　（但し、
１≦Ｘ≦２）で表示されるものであり、酸素の数は不定
であり、しかも傾斜したコラムの大きさが一様でなかっ
た。

これらの問題のために、基板内での膜厚制御や均一でし
かも再現性のある傾斜配向膜を得ることができなかった
。

さらに、従来の方法による傾斜配向Ｓｉ，ｎＸ膜は基板
に対する付着強度が弱かったために、液晶パネルを組み
立てる時に機械的な衝撃が加わった際、傾斜配向Ｓｉ，
ｎｘ膜の一部が破壊されて欠陥を含む配向膜となった。

しかも、複数枚の基板や大面積の基板上に傾斜配向膜を
形成しようとすると、上記の問題がより顕著に発生する
ために、従来の方法では生産性及び実用性にそして信転
性にとぼしかった。

本発明は上記した事情に鑑み、斜め蒸着法による１頃斜
配向処理において、基板内でのＭ厚制御や均一で再現性
のある傾斜配向膜を形成させる事により生産性そして実
用性を改善し、基板に対する付着強度を強くすることに
より信転性を改善した液晶配向膜の製造法とその製造装
置を促供するのを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の液晶配向膜の製造法
は、傾斜角をもって配設された透明絶縁基板の下方に反
応槽を配設し、前記反応槽内でＳｉ、Ｚｒ、ＡＩ！、、
Ｔｉ、Ｂｅ、Ｙから選択される少なくともｆａｌｌの元
素を含む蒸発源を蒸発させ、一部イオン化した混合酸素
ガスを前記反応槽内に導入して前記庫発源の蒸気流と反
応させ、前記反応槽の上部に設けられた開口窓から放出
される蒸気流を前記透明絶縁基板の表面に露出させ、前
記蒸発源の酸化物膜を形成させている。そして、上記の
製造法を実現させる装置に関する本発明は排気能を有す
る容器内の上部に、傾斜角度をもって基板を配置する手
段と前記基板を移動する手段とが備えられてあり、前記
容器内の下部にＳｔ。

Ｚｒ、Ａｎ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｙから選択される少なくとも
１種類の元素を含む蒸発源を加熱蒸発させる手段を具備
した反応槽が備えられてあり、酸素ガスをイオン化する
手段と計量された混合酸素ガスを前記反応槽に導入する
手段とが具備されてあり、前記混合酸素ガスの導入によ
って前記反応槽内で生成される蒸発源の酸化物蒸気流を
前記基板上に着膜させる液晶配向膜の製造装置である。

Ｓｉ元素を加熱しその加熱エネルギーを制？ｆＤする手
段、すなわちＳｔの蒸気流を持続的に制御する手段とし
ては電子ビームもしくはレーザーを用いるのが効果的で
ある。本発明はＳｔ、Ｚｒ。

ＡＩｌ、　Ｔｉ、　　Ｂｅ、　Ｙから選択される少なく
とも１種類の元素からなる蒸発源を使用して、前記蒸発
源物質の酸化膜を傾斜配向膜として得ることができる。

作用 本発明の構成による液晶配向膜の製造法によれば、蒸発
源への加熱エネルギーの供給が安定となり、酸素ガスの
イオン化や反応槽に供給する混合ガス量を精度よく計量
できるので、生成される蒸発源物質酸化物の酸化度合の
バラツキを抑制し、それによってコラムの大きさが−様
な傾斜配向膜を得ることができる。また基板を移動して
均一化することによって、厚みムラのない傾斜配向膜を
再現性よく得ることができる。さらに、反応槽内で生成
される酸化物は化学的に活性であるために、基板表面に
対する付着強度も向上する。

実施例 実施例について第１図ならびに第２図を参照しながら、
本発明の製造法とその製造装置について説明する。第１
図は本発明の一実施例を示す製造装置の概要を示す断面
図であり、第２図は第１図の一部を拡大した斜視図であ
る。高真空ポンプ１を備えた容器２が示され、高真空ポ
ンプｌは容器２内の上部２ａに設けられ、容器２内の下
部２ｂには、開口窓４ａを有した反応槽４、反応槽４内
に配設された蒸発源３が示される。第１図においては酸
素ガスをイオン化するイオンアシスト器２１も容器２内
に配設されている。

イオンアシスト器２１内を流れる酸素ガスとイオンアシ
スト器２１をバイパスして流れる酸素ガスを混合させて
前記反応槽４内に導き、反応槽４内で混合酸素ガスを噴
出させるガス導入系２２が示される。

イオンアシスト器２１内を流れる酸素ガスは２２ａ、イ
オンアシスト器２１をバイパスして流れる酸素ガスは２
２ｂで示したパイプ中を流れ、これらが混合した混合酸
素ガスはパイプ２２ａと２２ｂを連結させたパイプ２２
ｃ内を流れ、矢印２２ｄで示したように反応槽４内で噴
出される。

なおガス導入系２２中に示された２２ｖは酸素ガスを充
填したボンベ、２２ｅ及び２２ｆは酸素ガスの流量を制
御するバルブを示す、第１図ではパイプ２２ａと２２ｂ
を連結さセたパイプ２２ｃ内に上記の混合酸素ガスを導
き反応槽４内でパイプ２２ｃの先端から混合酸素ガスを
噴出しているがパイプ２２ａと２２ｂを連結させないで
反応槽４内で各々別々に噴出させてもよい。

イオンアシスト器２１内を流れる酸素ガスはイオンアシ
スト器に加えられる印加電圧やイオン電流によってイオ
ン化される。しかも、このイオン化した酸素ガスは、イ
オンアシスト器２１を通過していない酸素ガスをも反応
槽４内でイオン化させる効果がある。

蒸発源３としてはＳｉ元素を使用した。Ｓｉ元素に加え
られる。加熱エネルギーとしては、持続的に制御できる
電子ビームもしくはレーザーが望ましい、矢印３ｂは偏
向タイプの電子ビームの軌跡を示している。

Ｓｉに加える加熱エネルギーの大きさやイオンアシスト
器２１に加える印加電圧やイオン電流の大きさ、イオン
アシスト器２１内を流れる酸素ガスの流量やイオンアシ
スト器２１をバイパスして流れる酸素ガスの流量を制御
することによって反応槽４内でＳｌの蒸気流と酸素ガス
との反応で生成され特定の値Ｘを有したＳｉＯｘの蒸気
流が形成される。

そして、反応槽４の開口窓４ａからＳｉＯｘの蒸気流が
放出される。

反応槽４の上部に配設された５はシャッターと呼ばれ反
応槽４の開口窓４ａから放出されるＳｉ，ＯＸの蒸気流
を随時遮断するのに用いられる。

そしてシャンク−５が開いている時に、Ｓｉ，ＯＸの蒸
気流に対して０度と異なる入射角θ（−船釣にはθ〉７
０度であることが知られている）に傾斜された透明絶縁
基板５が、シャッター５の上部に配設され、透明絶縁基
板６の表面にＳｉ，ＯＸの蒸気流かりされることによっ
てＳｉ，ＯｘｌＩＪｌ斜配向膜が形成される。第１図で
は詳細に記載されていないが本発明では、透明絶縁基板
６を連続的もしくは間欠的に移動させる手段を具備して
いる。基板供給場所６ａに位置した透明ｗＩＡｉｔ基板
６は所定の速度で所定の角度に傾けられ、基板置き場所
　６ｂまで移動する間（矢印６ｄは移動する方向の一例
を示している）ＳｉＯｘの蒸気流に曝される。第１図中
の６０は、透明絶縁基板６がＳｉＯｘの蒸気流に曝され
る場所を決定するのに用いられる暴露限定窓と呼ばれる
。なお、暴露限定窓６ｃとシャッター５の間に配されて
いる５ｂは、絞り窓とよばれるものであり、反応槽の開
口窓４ａから放出されかつ透明絶縁基板６に入射するＳ
ｉＯｘの蒸気流を制御するのに用いられる。第１図中の
２０は、保持板と呼ばれ、蒸発源３２反応槽４．シャッ
ター５．絞り窓５ｂ、透明絶縁基板６等を容器２内で保
持ならびに移動させるのに用いられる。２ｄならびに２
ｅで示される真空計器は各り容器２内の上部２ａならび
に下部２ｂに於ける真空度を測定するのに用いられる。

上記した本発明の製造法ならびに製造装置は蒸発源３と
してｓ＋およびＺｒ、　Ａｊｌ！、　Ｔｉ、　Ｂｅ。

Ｙから少なくとも１種類の元素を選択して使用し、透明
絶縁基板６の表面に蒸発源３と酸素ガスとの反応生成膜
を傾斜配向膜として生成することができるし、しかも上
記の元素から選択された少なくとも１種類の元素からな
る蒸発源についてもその蒸発源物質と酸素ガスとの反応
性成物を傾斜配向膜として形成することができる。

なお、上記の説明では傾斜配向させる基板として透明絶
縁基板を例にしているがプラスティックの樟なフレキシ
ブルな透明絶縁基板も、使用することができる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、Ｓｉ、ＺｒＡｌ！、
”ｌ”ｉ、Ｂｅ、Ｙから選を尺される少なくとも１種類
の元素を蒸発源として用い、制御性に優れた酸素ガスの
イオン化手段と制御性に優れた加熱熔解手段とを用い、
反応槽内で予め酸化物を形成させた活性の高い酸化物蒸
気流を傾斜配置させたＭ着基板に導いているので、基板
への付着強度が高く、酸化度合いの分布が狭く、均一な
膜厚とコラム径とを有する液晶配向膜を生産性高く得る
ことができる。

従って、本発明は、複数枚の基板や大面積の基板上に傾
斜配向膜を形成できる生産性及び実用性に優れた液晶配
向膜の製造法ならびに製造装置と言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における製造装置の概要を示
す断面図、第２図は第１図の一部を拡大した斜視図であ
る。 ｌ・・・・・・高真空ポンプ、２・・・・・・容器、２
ｃ・旧・・保持板、２ｄ、２ｅ・・・・・・真空計、３
・・・・・・蒸発源、４・・・・・・反応槽、４ａ・・
・・・・開口窓、５・・・・・・シャッター５ｂ・・・
・・・絞り窓、６・・・・・・透明絶縁基板、６ｃ・・
・・・・暴露限定窓、２１・・・・・・イオンアシスト
器、２２ｅ。 ２２ｆ・・・・・・パルプ、２２■・・・・・・ボンベ
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　傾斜角度をもって配設された透明絶縁基板の下
   方に反応槽を配設し、前記反応槽内でＳｉ，Ｚｒ，Ａｌ
   ，Ｔｉ，Ｂｅ，Ｙから選択される少なくとも１種類の元
   素を含む蒸発源を蒸発させ、一部イオン化した混合酸素
   ガスを前記反応槽内に導入して前記蒸発源の蒸気源と反
   応させ、前記反応槽の上部に設けられた開口窓から放出
   される蒸気流を前記透明絶縁基板の表面に露出させ、前
   記蒸発源の酸化物膜を形成することを特徴とする液晶配
   向膜の製造法。
2. （２）　排気能を有する容器内の上部に、傾斜角度をも
   って基板を配置する手段と前記基板を移動する手段とが
   備えられてあり、前記容器内の下部にＳｉ，Ｚｒ，Ａｌ
   ，Ｔｉ，Ｂｅ，Ｙから選択される少なくとも１種類の元
   素を含む蒸発源を加熱蒸発させる手段を具備した反応槽
   が備えられてあり、酸素ガスをイオン化する手段と計量
   された混合酸素ガスを前記反応槽に導入する手段とが具
   備されてあり、前記混合酸素ガスの導入によって前記反
   応槽内で生成される蒸発源の酸化物蒸気流を前記基板上
   に着膜させる液晶配向膜の製造装置。
3. （３）　蒸発源を加熱蒸発させる手段として電子ビーム
   もしくはレーザーを用いることを特徴とする請求項（１
   ）記載の液晶配向膜の製造法。
4. （４）　蒸発源を加熱蒸発させる手段として電子ビーム
   もしくはレーザーを用いることを特徴とする請求項（２
   ）記載の液晶配向膜の製造装置。