KR100854642B1 - 배향막을 제조하는 제조 장치 - Google Patents

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다쿠야 미야카와
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

대향하는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 삽입하여 이루어지는 액정 장치의 배향막을 제조하는 제조 장치로서, 진공 챔버로 이루어지는 성막실과, 증착원을 갖고, 상기 성막실 내에서 상기 기판에 배향막 재료를 물리적 증착법에 의해 증착시켜 배향막을 형성하는 증착부와, 상기 증착부와 상기 기판 사이에 형성되고, 배향막 재료를 선택적으로 증착시키기 위한 슬릿 형상의 개구부를 가지며, 상기 기판에서의 배향막이 형성되지 않는 영역을 덮는 차폐판과, 상기 성막실에 게이트 밸브를 통하여 연통(連通)하는 진공 챔버로 이루어지는 급제재실과, 상기 급제재실에 연통하고, 상기 차폐판의 예비(豫備)를 수용하는 차폐판 수용실과, 상기 급제재실에 설치되어, 상기 성막실 내에 배치된 차폐판과 상기 차폐판 수용실 내에 배치된 예비 차폐판을 교환하는 교환 장치를 구비한다.
Figure R1020060064240
성막실, 증착부, 차폐판, 급제재실

Description

배향막을 제조하는 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR ORIENTED FILM}
도 1은 본 발명의 제조 장치의 일 실시예의 개략 구성도.
도 2는 차폐판 및 유지부의 구성을 설명하기 위한 요부(要部) 평면도.
도 3은 차폐판의 개구부 근방의 상태를 설명하기 위한 요부 측단면도.
도 4는 차폐판을 복수 설치한 제조 장치의 모식도.
도 5는 액정 장치의 TFT 어레이 기판의 평면도.
도 6은 액정 장치의 등가회로도.
도 7은 액정 장치의 평면 구조의 설명도.
도 8은 액정 장치의 단면 구조의 설명도.
도 9는 프로젝터의 요부를 나타낸 개략 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 제조 장치 2: 성막실(成膜室)
3: 급제재실 (給除材室) 4: 차폐판(遮蔽板) 수용실
5: 진공 펌프 6: 배관
7: 증착부 7a: 증착원(蒸着源)
W: 기판 8: 셔터
9: 유지판 10: 차폐판
11: 유지부 11a: 개구
11b: 지지부 12: 개구부(슬릿)
13: 방착판(防着板) 14, 15: 게이트 밸브
16: 카세트 승강 장치 16a: 승강(昇降) 로드
17: 수납 카세트 18: 교환 장치
18a: 주행부 18b: 암(arm) 기구
21: 셔터 수용실
본 발명은 배향막을 제조하는 제조 장치, 액정 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다.
액정 프로젝터 등의 투사형 표시 장치에서는 광변조부로서 액정 장치가 사용되고 있다.
이러한 액정 장치는 한 쌍의 기판 사이의 가장자리부에 밀봉재가 배열 설치되고, 그 중앙부에 액정층이 밀봉되어 구성되어 있다.
그 한 쌍의 기판의 내면 측에는 액정층에 전압을 인가하는 전극이 형성되고, 이들 전극의 내면 측에는 비(非)선택 전압 인가 시에서 액정 분자의 배향을 제어하 는 배향막이 형성된다.
이러한 구성에 의해, 액정 장치는 비선택 전압 인가 시와 선택 전압 인가 시의 액정 분자의 배향 변화에 의거하여 광원광을 변조하여 화상광을 제조한다.
그런데, 상술한 배향막으로서는, 측쇄(側鎖) 알킬기를 부가한 폴리이미드 등으로 이루어지는 고분자막의 표면에 러빙(rubbing) 처리를 실시한 것이 일반적으로 사용되고 있다.
러빙 처리는 부드러운 직물로 이루어지는 롤러에 의해 고분자막의 표면을 소정 방향으로 문지름으로써, 고분자를 소정 방향으로 배향시키는 것이다.
액정 분자는, 배향성 고분자와 액정 분자의 분자간 상호작용에 의해, 배향성 고분자를 따라 배치된다.
따라서, 비선택 전압 인가 시의 액정 분자를 소정 방향으로 배향시킬 수 있다.
또한, 측쇄 알킬기에 의해, 액정 분자에 프리틸트를 부여할 수 있다.
그러나, 이러한 유기 배향막을 구비한 액정 장치를 프로젝터의 광변조부로서 채용한 경우, 광원으로부터 조사되는 강한 광이나 열에 의해 배향막이 점차 분해될 우려가 있다.
그리고, 장기간의 사용 후에는, 액정 분자를 원하는 프리틸트각으로 배열시킬 수 없게 되는 등 액정 분자의 배향 제어 기능이 저하되어, 액정 프로젝터의 표시 품질이 저하될 우려가 있다.
그래서, 내광성 및 내열성이 우수한 무기 재료로 이루어지는 배향막을 사용 하는 것이 제안되어 있다.
이러한 무기 배향막의 제조 방법으로서는, 예를 들어 사방(斜方) 증착법에 의해 산화실리콘(SiO2)막을 성막하는 것이 알려져 있다.
사방 증착법에 의해 무기 배향막을 제조할 경우, 배향막을 원하는 배향 상태로 형성하기 위해서는, 배향막 재료의 입사(入射) 각도를 제어할 필요가 있다.
배향 재료의 입사 각도를 제어하는 기술로서, 일본국 공개특허2002-365639호 공보가 알려져 있다.
이 기술에서는 배향막 재료를 갖는 증착원과 기판 사이에 슬릿이 형성된 차폐판을 배열 설치하고, 이 슬릿을 통하여 소정의 입사 각도에 의해 선택적으로 증착시킴으로써, 원하는 배향막을 형성하고 있다.
그러나, 상기 기술에서는 배향막 재료인 SiO2이 기판뿐만 아니라 차폐판에도 배향막 재료가 증착되기 때문에, 장시간 처리를 행하면, 예를 들어 차폐판의 슬릿 폭이 좁아지게 된다.
그리하면, 슬릿에 의해 규정된 입사 각도 등에 대한 성막 조건이 성막 초기와 비교하여 변화하게 되어 증착 불균일 등이 생기고, 원하는 배향막을 얻을 수 없게 된다.
또한, 차폐판의 슬릿 근방에도 배향막 재료가 부착되지만, 그러한 상태에서 처리를 계속하면, 이 부착물이 파티클로 되어 배향막 위에 부착되고, 막 성능을 저하시킬 우려도 있다.
또한, 이러한 결점을 회피하기 위해서는, 차폐판의 교환 등 장치 내의 메인티넌스를 빈번히 행할 필요가 있지만, 그 경우에는 생산성이 현저하게 저하된다는 새로운 결점이 생기게 된다.
왜냐하면, 증착에 의한 성막은 통상 장치 내를 진공 분위기로 하여 행하지만, 장치 내의 메인티넌스 시에는 당연히 진공 분위기로부터 대기압으로 되돌릴 필요가 있다.
따라서, 메인티넌스 후 다시 성막을 행하기 위해서는, 장치 내를 다시 진공 처리하여 원하는 진공도로 할 필요가 있다.
그러나, 장치 내를 진공 처리하는데는 시간이 소요되고, 예를 들어 복수의 기판이 복수개 취해지는 대형 기판에 증착을 행할 경우 등에는, 장치가 대형으로 되기 때문에, 진공 처리에 예를 들어 십수 시간 내지 1일 정도를 필요로 한다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 배향막 제조에서의 생산성을 향상시키고, 또한 배향막의 막 성능 저하도 방지한 배향막의 제조 장치, 이 제조 장치에 의해 제조된 배향막을 가진 액정 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 배향막의 제조 장치는, 대향하는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 삽입하여 이루어지는 액정 장치의 배향막을 제조하는 제조 장치로서, 진공 챔버로 이루어지는 성막실과, 증착원을 갖고, 상기 성막실 내에 서 상기 기판에 배향막 재료를 물리적 증착법에 의해 증착시켜 배향막을 형성하는 증착부와, 상기 증착부와 상기 기판 사이에 형성되고, 배향막 재료를 선택적으로 증착시키기 위한 슬릿 형상의 개구부를 가지며, 상기 기판에서의 배향막이 형성되지 않는 영역을 덮는 차폐판과, 상기 성막실에 게이트 밸브를 통하여 연통(連通)하는 진공 챔버로 이루어지는 급제재실(給除材室)과, 상기 급제재실에 연통하고, 상기 차폐판의 예비(豫備) 차폐판을 수용하는 차폐판 수용실과, 상기 급제재실에 설치되어, 상기 성막실 내에 배치된 차폐판과 상기 차폐판 수용실 내에 배치된 예비 차폐판을 교환하는 교환 장치를 구비한다.
이 배향막의 제조 장치에 의하면, 급제재실을 진공 상태로 하여 둠으로써, 예를 들어 증착에 의한 성막 처리를 소정 시간 행한 후의 메인티넌스 시에, 성막실 내의 진공 상태를 유지한 채, 교환 장치에 의해 차폐판을 예비의 새로운 차폐판으로 교환하는 것이 가능해진다.
따라서, 새로운 차폐판에 의해 성막 조건을 성막 초기에서의 조건으로 되돌릴 수 있고, 이것에 의해 제조하는 배향막의 막 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 차폐판에 부착된 배향막 재료의 영향에 의해, 제조한 배향막에 라인이 형성되는 등의 성막 불균일이 생기게 되는 것을 방지할 수 있고, 또한 차폐판에 부착된 배향막 재료가 파티클로 되어 배향막 위에 부착되는 것도 방지할 수 있다.
따라서, 제조하는 배향막의 막 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 이 메인티넌스 시에, 진공 상태를 유지한 채로 차폐판의 교환을 행할 수 있기 때문에, 종래와 같이 일단 진공 상태로부터 대기압으로 하고, 다시 진공 처리한다는 조작이 불필요해지며, 따라서, 진공 처리 조작에 필요한 시간의 낭비를 없애 생산성을 각별히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 차폐판 수용실은 상기 급제재실에 게이트 밸브를 통하여 연통하고 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 차폐판 수용실에 수용한 예비 차폐판이 모두 사용 완료로 되었을 때, 상기 게이트 밸브를 폐색하여 상기 급제재실의 진공 상태를 유지한 채, 차폐판 수용실 내의 차폐판 교환을 행할 수 있다.
그리고, 이와 같이 급제재실의 진공 상태를 유지하여 둠으로써, 상기 메인티넌스 시에 성막실과 급제재실을 연통시켰을 때, 성막실의 진공 상태가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 교환 장치는 상기 성막실 내의 차폐판을 상기 차폐판 수용실 내로 배출하는 배출 암(arm) 기구와, 상기 차폐판 수용실 내의 예비 차폐판을 상기 성막실 내로 공급하는 공급 암 기구를 구비하는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 사용 완료의 차폐판 배출과, 예비 차폐판의 공급을 병행하여 행할 수 있기 때문에, 차폐판의 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있어 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 복수의 상기 급제재실과 복수의 상기 차폐판 수용실을 구비하는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 1개의 급제재실에 의해 성막실 내로부터 사용 완료의 차폐판을 배출하는 동시에, 이것과 병행하여, 다른 급제재실에 의해 차폐판 수용실로부터 예비 차폐판을 공급할 수 있다.
따라서, 차폐판의 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있어 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 성막실 내에서 복수의 차폐판을 교환할 경우에, 복수의 급제재실과 복수의 차폐판 수용실이 설치되어 있음으로써, 이들 복수의 차폐판을 동시에 교환하는 것도 가능해진다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 급제재실에 적어도 1개의 상기 교환 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 사용 완료의 차폐판 배출과, 예비 차폐판의 공급을 병행하여 행할 수 있기 때문에, 차폐판의 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있어 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 성막실에 상기 차폐판이 복수 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 각각의 차폐판에 대응시킴으로써 복수의 기판을 동시에 또는 단속적(斷續的)으로 성막 처리하는 것이 가능해지고, 이것에 의해 생산성 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 성막실에는 상기 차폐판을 유지하는 유지부와, 상기 유지부와 상기 차폐판 사이에 설치되고, 상기 차폐판의 개구부가 소정의 위치로 되도록 차폐판의 위치를 결정하는 위치 결정부를 구비하는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 차폐판을 교환했을 때에, 그 개구부의 위치가 소정의 위치로 되도록 용이하게 위치 결정하여 세트하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 배향막의 제조 장치에서는, 상기 증착부에는 상기 증착원을 개폐 가능하게 덮는 셔터가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
증착부에 의해 배향막 재료를 승화(昇華)시켰을 때, 승화 개시 초기에서는 승화 속도가 안정되지 않고, 따라서, 그 상태에서 성막을 행한 경우에, 얻어지는 배향막에 불균일이 생기게 될 우려가 있다.
그래서, 증착원을 개폐 가능하게 덮는 셔터를 설치하고, 승화 개시 초기에서는 증착원을 덮어 둠으로써, 승화 속도가 안정될 때까지 성막을 대기할 수 있다.
또한, 이와 같이 증착원을 덮어 둠으로써, 성막실 내에 배향막 재료가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 셔터에 대해서도, 장시간 사용하면 배향막 재료의 부착량이 많아지며, 이 부착물이 파티클로 되어 배향막 위에 부착되어 막 성능을 저하시킬 우려도 있다.
그래서, 이 셔터에 대해서도, 상기 차폐판과 마찬가지로, 급제재실과 셔터 수용실과 교환 장치를 구비함으로써, 성막실 내의 진공 상태를 크게 바꾸지 않고, 자동 교환을 행할 수 있도록 구성하여 두는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 장치는 상기 배향막의 제조 장치에 의해 제조된 배향막을 구비한다.
이 액정 장치에 의하면, 상술한 바와 같이 배향막의 막 성능 저하가 방지되어 있기 때문에, 이 액정 장치 자체도 양호한 품질을 갖는 것으로 된다.
또한, 배향막의 제조에 대한 생산성이 향상되어 있기 때문에, 이 액정 장치 자체의 생산성도 향상된 것으로 된다.
본 발명의 전자 기기는 상기 액정 장치를 구비한다.
이 전자 기기에 의하면, 양호한 품질을 갖고, 생산성이 향상된 액정 장치를 구비하고 있기 때문에, 이 전자 기기 자체도 양호한 품질을 갖고, 생산성이 향상된 것으로 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에서의 배향막의 제조 장치의 일 실시예의 개략 구성을 나타낸 도면이며, 도 1 중의 부호 1은 배향막의 제조 장치(이하 제조 장치라고 함)이다.
이 제조 장치(1)는 액정 장치의 구성 부재로 되는 기판(W)의 표면에 무기 재료로 이루어지는 배향막을 형성하기 위한 것이며, 진공 챔버로 이루어지는 성막실(2)과, 상기 성막실(2)에 연통하는 진공 챔버로 이루어지는 급제재실(3)과, 상기 급제재실(3)에 연통하는 차폐판 수용실(4)을 구비하여 구성된 것이다.
성막실(2)은 배향막 형성의 전(前)처리(예를 들어 기판의 가열 처리)를 행하기 위한 전처리실(도시 생략)과, 배향막 형성 후의 후(後)처리(예를 들어 기판의 냉각 처리)를 행하기 위한 후처리실(도시 생략)에 각각 연통한 것이며, 이들 처리실과의 사이의 연통을 기밀(氣密)하게 폐색(閉塞)하는 게이트 밸브(도시 생략)가 구비되고, 이것에 의해 전처리실로부터의 기판(W)의 반입, 및 후처리실로의 기판(W)의 반출을 실내의 진공도를 크게 저하시키지 않고 행할 수 있도록 구성된 것이다.
또한, 이 성막실(2) 내에는, 전처리실로부터 반입된 기판(W)을 연속적 또는 단속적으로 반송하고, 다시 후처리실에 반출하기 위한 반송부(도시 생략)가 설치되어 있다.
이 성막실(2)에는, 그 내부 압력을 제어하여 원하는 진공도를 얻기 위한 진공 펌프(5)가 배관(6)을 통하여 접속되어 있다.
또한, 이 성막실(2) 내에는 한쪽 측벽 측에 증착부(7)가 배열 설치되어 있다.
증착부(7)는 상기 기판(W)에 대하여 배향막 재료를 물리적 증착법, 즉, 증착법이나 이온빔 스퍼터링법 등의 스퍼터링법에 의해 증착시키고, 배향막을 형성하기 위한 것이다.
본 실시예에서는 배향막 재료로 이루어지는 증착원(7a)과, 이 증착원(7a)에 전자빔을 조사하여 가열 승화시키는 전자빔 총 유닛(도시 생략)에 의해 증착부(7)가 구성되어 있다.
여기서, 배향막 재료로서는, 이산화실리콘(SiO2) 등의 산화실리콘(SiOX)이나, Al2O3, ZnO, MgO, ITO 등의 금속 산화물이 사용된다.
이 증착부(7)에서는, 증착원(7a)을 유지하는 용기(도시 생략)의 개구가 후술 하는 차폐판의 개구부를 향하도록 배열 설치되어 있고, 이것에 의해 증착부(7)는 배향막 재료의 승화물(증착물)을 도 1 중의 2점쇄선으로 나타낸 방향, 즉, 차폐판의 개구부 근방에 효율적으로 출사(出射)시킨다.
또한, 이 증착부(7)에는 그 증착원(7a)을 개폐 가능하게 덮는 셔터(8)가 구비되어 있다.
이 셔터(8)는, 본 실시예에서는 진퇴 기구(도시 생략)에 접속되어, 증착원(7a)을 개방한 상태(도 1 중의 실선으로 나타낸 상태)와 증착원(7a)을 덮은 상태(도 1 중의 파선(破線)으로 나타낸 상태) 사이를 이동할 수 있게 구성된 것이다.
이러한 구성하에서 셔터(8)는, 후술하는 바와 같이 특히 배향 재료의 승화 개시 초기에서 증착원(7a)을 덮음으로써, 증착원(7a)의 승화 속도가 안정될 때까지 기판(W)에 대한 성막을 정지시킬 수 있다.
상기 증착부(7)와 상기 기판(W) 사이에는 유지판(9)이 설치되어 있다.
이 유지판(9)은 그 상면 측에 기판(W)을 유지하고, 또한 상기 반송부(도시 생략)에 의해 이것을 이동시킬 수 있게 한 것이다.
이 유지판(9)에는 차폐판(10)을 유지 고정시키기 위한 유지부(11)가 형성되어 있다. 유지부(11)는 성막실(2) 내에서 상기 증착부(7)가 배치되어 있는 내벽 측과는 반대인 측벽 측에 위치하고 있다. 유지부(11)는 차폐판(10)에 대응한 형상의 개구(11a)와, 이 개구(11a)의 내측 에지부 하측에서 내측으로 연장되어 형성된 지지부(11b)로 이루어지는 것이다. 이러한 구성에 의해, 차폐판(10)은 개구(11a) 내에 끼워 넣어지고, 지지부(11b) 위에 탑재 배치됨으로써, 유지판(9)에 착탈(着 脫) 가능하게 유지 고정된다.
차폐판(10)은 금속이나 세라믹스, 수지 등에 의해 형성된 것이며, 상기 유지판(9)의 유지부(11)에 유지 고정됨으로써, 후술하는 바와 같이 상기 기판(W)의 비(非)배향막 형성 영역을 덮는다.
이 차폐판(10)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이 적절한 폭의 슬릿 형상 개구부(슬릿)(12)가 형성되어 있다.
이 개구부(12)는, 차폐판(10)이 소정의 상태로 배치됨으로써, 상기 기판(W)의 반송 방향과 직교하도록 위치된 것이며, 상기 증착부(7)로부터의 배향막 재료(증착물)를 기판(W)에 선택적으로 증착시키기 위한 것이다.
또한, 이 개구부(12)는, 개구부(12)에 의해 노출된 기판(W)의 면과 증착원(7a)으로부터 개구부(12)까지의 승화 방향의 각도가 소정의 각도 범위로 설정되도록 배치되어 있다.
이것에 의해, 배향막 재료의 승화물(증착물)은 기판(W)의 성막면(成膜面)에 대하여 소정의 각도로 사방(斜方) 증착된다.
여기서, 본 실시예에서는 차폐판(10)이 상기 기판(W)에 대하여 소정의 상태로 배치되도록, 즉, 그 개구부(12)가 상기 증착원(7a)에 대하여 소정의 위치로 되도록 차폐판(10)과 유지부(11) 사이에 위치 결정부가 설치되어 있다.
차폐판(10)은 도 2에 나타낸 바와 같이 그 평면 형상이 대략 원 형상이며, 그 가장자리부에 직선부(10a)가 개구부(12)와 평행하게 형성되어 있다.
한편, 이 차폐판(10)을 유지하는 유지판(9)의 유지부(11)에는, 그 개구(11a) 의 내측 에지에 상기 직선부(10a)에 대응하는 직선부(11c)가 형성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 차폐판(10)은 도 2에 나타낸 바와 같이 그 직선부(10a)와 유지부(11)에서의 직선부(11c)를 접촉시키면서, 상기 유지부(11)에 유지 고정된다.
즉, 본 실시예에서는, 차폐판(10)의 직선부(10a)와 유지부(11)의 직선부(11c)에 의해, 차폐판(10)의 위치 결정을 이루기 위한 위치 결정부가 형성되어 있는 것이다.
또한, 이러한 직선부(10a, 11c)에 의한 구성 이외에도, 이들 직선부(10a, 11c) 이외의 형상에 의한 결합이나, 핀과 구멍에 의한 결합 등 종래 공지의 결합 등에 의한 위치 결정부를 본 발명에서의 위치 결정부로서 채용하도록 할 수도 있다.
또한, 차폐판(10) 자체는, 기판(W)의 저면(底面) 측을 덮음으로써, 개구부(12)에 의해 규정된 성막 영역 이외의 비배향막 형성 영역을 덮고, 이 영역에 대한 배향막 재료의 증착을 저지한다.
다만, 기판(W)은 개구부(12)에 대하여 이동하기 때문에, 기판(W)의 성막 영역(배향막 형성 영역)을 시간을 어긋나게 하면서 모두 개구부(12) 내에 면하게 함으로써, 이 성막 영역의 전면(全面)에 배향막 재료를 사방 증착시킬 수 있다.
또한, 성막실(2) 내에는, 그 내벽면에 배향막 재료가 부착되는 것을 방지하기 위해, 방착판(防着板)(13)이 성막실(2)에 대하여 착탈 가능하게 배열 설치되어 있다.
이 성막실(2)에는 상기 급제재실(3)이 게이트 밸브(14)를 통하여 연통하여 접속되어 있다.
급제재실(3)은 진공 챔버에 의해 형성된 것이며, 성막실(2)과 마찬가지로, 그 내부 압력을 제어하여 원하는 진공도를 얻기 위한 진공 펌프(도시 생략)를 구비한 것이다.
게이트 밸브(14)는 개폐 가능하게 구성되어, 급제재실(3)과 성막실(2) 사이의 연통을 기밀하게 폐색하거나, 또는 이것을 개방하기 위한 것이다.
이 급제재실(3)에는 상기 차폐판 수용실(4)이 게이트 밸브(15)를 통하여 연통하여 접속되어 있다.
차폐판 수용실(4)은 상기 차폐판(10)의 예비를 복수 수용하는 것으로서, 진공 챔버에 의해 형성된 것이며, 성막실(2)이나 급제재실(3)과 마찬가지로, 그 내부 압력을 제어하여 원하는 진공도를 얻기 위한 진공 펌프(도시 생략)를 구비한 것이다.
게이트 밸브(15)는 상기 게이트 밸브(14)와 마찬가지로 개폐 가능하게 구성된 것이며, 차폐판 수용실(4)과 급제재실(3) 사이의 연통을 기밀하게 폐색하거나, 또는 이것을 개방하기 위한 것이다.
차폐판 수용실(4)에는 카세트 승강 장치(16)가 설치되어 있고, 카세트 승강 장치(16)에는 수납 카세트(17)가 설치되어 있다.
카세트 승강 장치(16)는 에어 실린더나 유압 실린더 등에 의한 공지의 승강 장치로서, 승강 로드(16a) 위에 지지판(도시 생략)을 구비하고, 이 지지판 위에 수납 카세트(17)를 착탈 가능하게 유지한 것이다.
수납 카세트(17)는 차폐판(10)의 예비, 즉, 미(未)사용 또는 클리닝 후의 것이며, 배향막 재료의 부착이 없는 차폐판(10)을 복수매 수납한 것이다.
여기서, 차폐판 수용실(4)에는, 상기 게이트 밸브(15)와는 별도로, 외부에 연통하고, 수납 카세트(17)를 교환하는데 사용되는 메인티넌스 게이트 밸브(도시 생략)가 설치되어 있다.
그리고, 수납 카세트(17)는, 수납한 차폐판(10)의 예비 모두가 사용 완료의 차폐판(10)으로 교환되었을 때, 이 메인티넌스 게이트 밸브를 개방함으로써, 별도로 준비된 수납 카세트(17)와 교환된다.
또한, 상기 급제재실(3)에는, 상기 성막실(2) 내의 차폐판(10)과 상기 차폐판 수용실(4) 내의 예비 차폐판(10)을 교환하는 교환 장치(18)가 설치되어 있다.
이 교환 장치(18)는 급제재실(3) 내에 설치되어 있고, 주행부(18a)와 암 기구(18b)를 구비하고 있다. 주행부(18a)는 성막실(2)과 차폐판 수용실(4) 사이, 즉, 게이트 밸브(14, 15) 사이를 주행한다.
암 기구(18b)는 주행부(18a)에 대하여 회동(回動) 가능하게, 또한 승강(昇降) 가능하게 설치되어 있고, 암, 기어, 및 척(chuck)부(도시 생략)를 갖고 있다. 척부는 암의 선단(先端)에 설치되어 있고, 자석이나 정전(靜電) 척 등으로 이루어지며, 차폐판(10)을 유지할 수 있게 되어 있다.
암 기구(18b)는 차폐판(10)을 유지하면서 신축(伸縮) 가능하게 동작한다. 이러한 암 기구(18b)에 의해, 차폐판(10)은 전방(前方) 또는 후방(後方)으로 이동 하게 되어 있다. 이러한 구성을 갖는 교환 장치(18)에서는, 주행부(18a)가 한쪽 게이트 밸브 측으로 이동하고, 암 기구(18b)를 동작시킴으로써, 차폐판(10)이 유지되어 이송된다.
다음으로, 이러한 구성의 제조 장치(1)에 의한 배향막의 제조 방법과, 이 제조 장치(1)의 메인티넌스에 대해서 설명한다.
우선, 게이트 밸브(14)를 폐색하여 두고, 그 상태에서 진공 펌프(5)를 작동시켜 성막실(2) 내를 원하는 진공도로 조정하여 두는 동시에, 가열 수단(도시 생략)에 의해 성막실(2) 내를 소정의 온도로 조정한다.
또한, 이것과는 별도로, 셔터(8)에 의해 증착원(7a)을 덮고, 그 상태에서 증착부(7)를 작동시켜 배향막 재료를 승화시킨다.
그리고, 배향막 재료의 승화 속도가 안정되면, 셔터(8)를 이동시켜 증착원(7a)을 개방한다.
이와 같이 증착원(7a)을 개방함으로써, 도 1 중의 2점쇄선으로 나타낸 범위로 배향막 재료를 승화시켜 출사시킬 수 있다.
이어서, 전처리실에서 가열 등의 전처리가 실행된 기판(W)을 성막실(2) 내에 반입한다.
그리고, 이 기판(W)을 반송부에서 연속적 또는 단속적으로 이동시켜 차폐판(10) 위에 도달시키고, 개구부(12)를 통하여 그 성막면을 노출시킨다.
그리하면, 개구부(12)에 의해 노출된 기판(W)의 면과 증착원(7a)으로부터 개구부까지의 승화 방향의 각도가 소정의 각도 범위로 설정되어 있음으로써, 증착 원(7a)으로부터 승화되어 온 배향막 재료는 기판(W)의 성막면에 대하여 소정의 각도로 사방 증착된다.
그리고, 이러한 사방 증착을 개구부(12)에 대하여 기판(W)을 연속적 또는 단속적으로 이동시키면서 행함으로써, 최종적으로 기판(W)의 성막 영역(배향막 형성 영역)의 전면에 배향막 재료를 사방 증착시키고, 이것에 의해 원하는 배향막을 형성할 수 있다.
그러나, 이러한 증착에 의한 성막에서는, 증착부(7)에 의한 배향막 재료로부터의 승화물(증착물)을 개구부(12) 내에만 선택적으로 출사시키는 것은 거의 불가능하며, 통상은 도 3에 나타낸 바와 같이 차광판(4) 하면의 개구부(12) 근방, 더 나아가서는 개구부(12)의 내측 에지부에 배향막 재료(19)가 증착되어 부착된다.
그리고, 성막 처리의 시간이 길어짐에 따라, 배향막 재료(19)의 부착량이 많아지고, 이 부착된 배향막 재료(19)에 의해, 상술한 바와 같이 얻어지는 배향막의 막 성능이 저하될 우려가 생긴다.
그래서, 본 발명에서도 이러한 막 성능의 저하를 방지하기 위해, 메인티넌스로서 차폐판(10)의 교환을 행한다.
다만, 본 발명에서는, 종래와 달리, 성막실(2) 내를 대기압으로 되돌리지 않고, 교환 장치(18)에 의해 자동적으로 차폐판(10)을 교환한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는, 기판(W)에 배향막을 형성한 후, 성막실(2) 내를 대기압으로 되돌리지 않고, 이 기판(W)을 후처리실에 반출하는 동시에, 증착부(7)에 의한 배향막 재료의 승화를 정지시킨다.
또한, 이 메인티넌스(교환)에 앞서, 급제재실(3) 내 및 차폐판 수용실(4) 내를 각각 원하는 진공 상태로 하여 둔다.
또한, 이 메인티넌스(교환)의 타이밍에 대해서는, 특별히 한정되지 않아, 1매의 기판(W)에 성막 처리할 때마다 행할 수도 있고, 미리 설정한 매수의 기판(W)을 성막 처리한 후에 행하도록 할 수도 있다.
이어서, 게이트 밸브(14)를 개방하고, 교환 장치(18)의 주행부(18a)를 게이트 밸브(14) 측으로 이동시킨다.
그리고, 암 기구(18b)를 동작시킴으로써, 성막실(2) 내의 차폐판(10)을 유지부(11)로부터 제거하고, 그대로 유지하여 이것을 급제재실(3) 내에 반입한다.
또한, 암 기구(18b)를 회동시켜 유지한 차폐판(10)을 차폐판 수용실(4) 측을 향하게 하고, 주행부(18a)를 게이트 밸브(15) 측으로 이동시킨다.
이어서, 게이트 밸브(15)를 개방하여 유지하고 있던 사용 완료의 차폐판(10)을 수용 카세트(17) 내에 넣고, 다시 이 수용 카세트(17)로부터 예비 차폐판(10)을 취출(取出)하여 이것을 유지한다.
그리고, 다시 암 기구(18b)를 게이트 밸브(14) 측을 향하게 하고, 주행부(18a)를 이동시켜 지지한 차폐판(10)의 예비를 성막실(2) 내의 유지부(11)에 세트한다.
이 때, 유지부(11)와 차폐판(10) 사이에는 상술한 직선부(10a, 11c)에 의한 위치 결정부가 형성되어 있기 때문에, 이 위치 결정부에 의해 규제되는 상태에서 차폐판(10)을 유지부(11)에 세트함으로써, 차폐판(10)의 개구부(12)를 소정 위치에 위치 맞춤할 수 있다.
이렇게 하여 차폐판(10)의 교환을 행하면, 성막실(2)과 급제재실(3) 사이의 게이트 밸브(14)를 폐색하고, 교환 후의 새로운 차폐판(10)을 사용하여 다시 기판(W)에 대한 성막을 행한다.
또한, 이러한 차폐판(10)의 교환이 진행되어, 수납 카세트(17) 내의 차폐판(10)이 모두 사용 완료의 차폐판(10)으로 교환되면, 게이트 밸브(15)를 폐색하여 차폐판 수용실(4) 내를 대기압으로 되돌린다.
그리고, 상기 게이트 밸브(15)와는 별도로, 외부에 연통하는 메인티넌스 게이트 밸브(도시 생략)를 개방하고, 수납 카세트(17)를 별도로 준비하여 둔, 새로운(예비) 차폐판(10)을 수납한 수납 카세트(17)와 교환한다.
그 후, 메인티넌스 게이트 밸브를 폐색하여 차폐판 수용실(4) 내를 소정의 진공 상태로 되돌리고, 그 상태에서 대기한다.
또한, 급제재실(3)과 차폐판 수용실(4)에 대해서는, 이들 사이에 게이트 밸브(15)를 설치하여 각각을 독립된 진공 챔버로서 구성했지만, 이들을 단순히 연통시킨 것만으로 1개의 진공 챔버로서 구성할 수도 있다.
이렇게 구성하여도, 성막실(2)과 급제재실(3) 사이의 게이트 밸브(14)의 개폐에 의해 성막실(2) 내의 진공 상태를 제어함으로써, 성막실(2) 내의 진공도를 현저하게 저하시키지 않고, 차폐판(10)의 교환을 행할 수 있다.
이러한 구성의 제조 장치(1)에서는, 급제재실(3)을 진공 상태로 하여 둠으로써, 예를 들어 증착에 의한 성막 처리를 소정 시간 행한 후의 메인티넌스 시에, 성 막실(2) 내의 진공 상태를 유지한 채, 교환 장치(18)에 의해 차폐판(10)을 예비의 새로운 차폐판(10)으로 교환할 수 있다.
따라서, 새로운 차폐판(10)에 의해 성막 조건을 성막 초기에서의 조건으로 되돌릴 수 있고, 이것에 의해 제조하는 배향막의 막 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 차폐판(10)에 부착된 배향막 재료의 영향에 의해, 제조한 배향막에 라인이 형성되는 등의 성막 불균일이 생기게 되는 것을 방지할 수 있고, 또한 차폐판(10)에 부착된 배향막 재료가 파티클로 되어 배향막 위에 부착되는 것도 방지할 수 있다.
따라서, 제조하는 배향막의 막 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 이 메인티넌스 시에, 진공 상태를 유지한 채로 차폐판(10)의 교환을 행할 수 있기 때문에, 종래와 같이 일단 진공 상태로부터 대기압으로 하고, 다시 진공 처리하는 조작이 불필요해지며, 따라서, 진공 처리 조작에 필요한 시간의 낭비를 없애 생산성을 각별히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않아, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어 상기 실시예에서는 급제재실(3)에 1대의 교환 장치(18)를 설치했지만, 이것을 복수대 설치하도록 할 수도 있다.
구체적으로는, 급제재실(3)에 2대의 교환 장치(18), 예를 들어 제 1 교환 장치 및 제 2 교환 장치를 설치하며, 제 1 교환 장치를 성막실(2) 내의 차폐판(10)을 차폐판 수용실(4) 내에 배출하는 전용 교환 장치로서 사용하고, 제 2 교환 장치를 차폐판 수용실(4) 내의 예비 차폐판(10)을 성막실(2) 내에 공급하는 전용 교환 장치로서 사용한다.
이 경우, 제 1 교환 장치에는 배출 암 기구가 배치되고, 제 2 교환 장치에는 공급 암 기구가 배치된다.
이렇게 구성함으로써, 사용 완료의 차폐판(10) 배출과, 예비 차폐판(10)의 공급을 병행하여 행할 수 있고, 따라서, 차폐판(10)의 교환에 필요한 시간을 단축하여 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 1대의 교환 장치(18)에 2개의 암 기구, 예를 들어 제 1 암 기구 및 제 2 암 기구를 설치할 수도 있다. 이 경우, 제 1 암 기구는 차폐판(10)을 배출하기 위한 암 기구로서 사용되고, 제 2 암 기구는 차폐판(10)을 공급하기 위한 암 기구로서 사용된다.
또한, 1개의 성막실(2)에 대하여 급제재실(3)과 차폐판 수용실(4)을 각각 복수씩 설치할 수도 있다.
그 경우에, 복수의 급제재실(3) 각각에 상기 실시예에서 나타낸 교환 장치(18)를 설치할 수도 있고, 또한 복수의 급제재실(3)에서 1개의 교환 장치를 설치하도록 할 수도 있다.
구체적으로는, 제 1 급제재실(3)에는 성막실(2) 내의 차폐판(10)을 차폐판 수용실(4) 내에 배출하는 전용 배출 암 기구를 접속하고, 제 2 급제재실(3)에는 차폐판 수용실(4) 내의 예비 차폐판(10)을 성막실(2) 내에 공급하는 전용 공급 암 기구를 접속한다.
이렇게 구성함으로써, 배출 암 기구와 공급 암 기구를 갖는 1대의 교환 장치를 급제재실(3)에 설치할 수 있다.
이렇게 구성하면, 제 1 급제재실(3)에서 성막실(2) 내로부터 사용 완료의 차폐판(10)이 배출되는 동시에, 이것과 병행하여, 제 2 급제재실(3)에서 차폐판 수용실(4)로부터 예비 차폐판(10)이 공급된다.
따라서, 차폐판(10)의 교환에 필요한 시간을 단축할 수 있어 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 성막실(2) 내에서 복수의 차폐판(10)을 사용하여 복수의 기판(W)에 증착을 행할 경우에, 급제재실(3)과 차폐판 수용실(4)이 각각 복수씩 설치되어 있어, 복수의 차폐판(10)을 동시에 교환할 수도 있다.
도 4는 복수의 차폐판(10)이 설치된 제조 장치를 나타낸 평면 모식도이다.
이 제조 장치에서는, 평면으로부터 보아 원형의 성막실(2) 중심에 증착원(7a)(증착부(7))이 배열 설치되고, 이 증착원(7a)에 대하여 복수의 차폐판(10)이 방사상(放射狀)으로 배열 설치된다.
즉, 증착원(7a)의 상방(上方)에 배열 설치된 유지판(9)에는 그 외주(外周) 측에 4개의 유지부(11)가 등간격으로 형성 배치되어 있고, 이들 4개의 유지부(11)에 각각 차폐판(10)이 세트되어 있다.
또한, 성막실(2)의 외측에는 상기 4개의 유지부(11)에 각각 대응하여 급제재실(3)과 차폐판 수용실(4)이 설치되어 있고, 4개의 급제재실(3)에는 교환 장치(18)가 각각 설치되어 있다.
이와 같이 복수(4개)의 차폐판(10)을 설치함으로써, 차폐판(10)마다 상이한 기판(W)에 대하여 배향막의 사방 증착에 의한 성막을 행할 수 있다.
구체적으로는, 개구부(12)에 의해 노출된 기판(W)의 면과 증착원(7a)으로부터 개구부(12)까지의 승화 방향의 각도가 소정의 각도 범위로 설정되어 있어, 증착원(7a)으로부터 승화되어 온 배향막 재료는 기판(W)의 성막면에 대하여 소정의 각도로 사방 증착된다. 또한, 1개의 증착원(7a)으로부터 복수의 기판(W)에 대하여 동일한 입사 각도로 사방 증착이 실시된다. 또한, 성막실(2) 내에서 4개의 기판(W)에 동시에 성막 처리를 행할 수 있다. 따라서, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 각 유지부(11)에 대응하는 급제재실(3), 차폐판 수용실(4), 및 교환 장치(18)를 사용함으로써, 각 유지부(11)에 유지된 차폐판(10)을 메인티넌스 시에 동시에 교환할 수 있다.
따라서, 차폐판(10)의 교환에 필요한 시간을 단축하여 생산성을 보다 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 배향막의 제조 장치에서는, 특히 증착원(7a)을 개폐 가능하게 덮는 셔터(8)에 대해서도, 소정 시간 성막 처리에 사용한 후에는, 새로운 것으로 교환하는 것이 바람직하다.
이것은, 셔터(8)의 내면 측에 부착된 배향막 재료의 양이 많아지면, 그 부착물의 일부가 파티클로 되어 형성하는 배향막에 이물(異物)로서 부착될 우려가 있기 때문이다.
그래서, 이 셔터(8)를 교환하는 기구에 대해서도, 예를 들어 도 1 중의 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 상기 급제재실(3)과 동일한 구성으로 이루어지는 급제재실(20)과, 상기 차폐판 수용실(4)과 동일한 구성으로 이루어지는 셔터 수용실(21)과, 교환 장치(18)를 구비함으로써, 성막실(2) 내의 진공 상태를 크게 바꾸지 않고, 자동 교환을 행할 수 있도록 구성하여 두는 것이 바람직하다.
다음으로, 이러한 제조 장치(1)에 의해 형성된 배향막을 구비한, 본 발명의 액정 장치에 대해서 설명한다.
또한, 이하의 설명에 사용하는 각 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.
도 5는 본 발명의 액정 장치의 일 실시예의 개략 구성을 나타낸 TFT 어레이 기판의 평면도이며, 도 5 중의 부호 80은 TFT 어레이 기판(기판)이다.
이 TFT 어레이 기판(80)의 중앙에는 화상 제조 영역(101)이 형성되어 있다.
그 화상 제조 영역(101)의 가장자리부에 상기 밀봉재(89)가 배열 설치되어, 화상 제조 영역(101)에 액정층(도시 생략)이 밀봉되어 있다.
이 액정층은 TFT 어레이 기판(80) 위에 액정이 직접 도포되어 형성된 것이며, 밀봉재(89)에는 액정의 주입구가 설치되지 않은 구조로 되어 있다.
상기 밀봉재(89)의 외측에는 후술하는 주사선에 주사 신호를 공급하는 주사선 구동 소자(110)와, 후술하는 데이터선에 화상 신호를 공급하는 데이터선 구동 소자(120)가 실장되어 있다.
상기 구동 소자(110, 120)로부터 TFT 어레이 기판(80)의 단부(端部)의 접속 단자(79)에 걸쳐 배선(76)이 배선되어 있다.
한편, TFT 어레이 기판(80)에 접합되는 대향 기판(90)(도 8 참조)에는 공통 전극(61)(도 8 참조)이 형성되어 있다.
이 공통 전극(61)은 화상 제조 영역(101)의 대략 전역(全域)에 형성된 것이며, 그 4개의 코너에는 기판간 도통부(70)가 설치되어 있다.
이 기판간 도통부(70)로부터는 접속 단자(79)에 걸쳐 배선(78)이 배선되어 있다.
그리고, 외부로부터 입력된 각종 신호가 접속 단자(79)를 통하여 화상 제조 영역(101)에 공급됨으로써, 액정 장치가 구동된다.
도 6은 액정 장치의 등가회로도이다.
투과형 액정 장치의 화상 제조 영역을 구성하기 위해, 매트릭스 형상(어레이 형상)으로 배치된 복수의 화소에는 각각 화소 전극(49)이 형성되어 있다.
또한, 그 화소 전극(49)의 측방(側方)에는, 상기 화소 전극(49)으로의 통전(通電) 제어를 행하기 위한 스위칭 소자인 TFT 소자(30)가 형성되어 있다.
이 TFT 소자(30)의 소스에는 데이터선(46a)이 접속되어 있다.
각 데이터선(46a)에는 상술한 데이터선 구동 소자(120)로부터 화상 신호(S1, S2, …, Sn)가 공급된다.
또한, TFT 소자(30)의 게이트에는 주사선(43a)이 접속되어 있다.
주사선(43a)에는 상술한 주사선 구동 소자로부터 소정의 타이밍에서 펄스식으로 주사 신호(G1, G2, …, Gm)가 공급된다.
한편, TFT 소자(30)의 드레인에는 화소 전극(49)이 접속되어 있다.
그리고, 주사선(43a)으로부터 공급된 주사 신호(G1, G2, …, Gm)에 의해, 스위칭 소자인 TFT 소자(30)를 일정 기간만 온(on)으로 하면, 데이터선(46a)으로부터 공급된 화상 신호(S1, S2, …, Sn)가 화소 전극(49)을 통하여 각 화소의 액정에 소정의 타이밍에서 기입된다.
액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2, …, Sn)는 화소 전극(49)과 후술하는 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량으로 일정 기간 유지된다.
또한, 유지된 화상 신호(S1, S2, …, Sn)가 누설되는 것을 방지하기 위해, 화소 전극(49)과 용량선(43b) 사이에 축적 용량(57)이 형성되고, 액정 용량과 병렬로 배치되어 있다.
이와 같이, 액정에 전압 신호가 인가되면, 인가된 전압 레벨에 따라 액정 분자의 배향 상태가 변화된다.
이것에 의해, 액정에 입사된 광원광이 변조되어 화상광이 제조된다.
도 7은 액정 장치의 평면 구조의 설명도이다.
본 실시예의 액정 장치에서는, TFT 어레이 기판 위에 인듐 주석 산화물(Indium Tin 0xide, 이하 ITO라고 함) 등의 투명 도전성 재료로 이루어지는 사각형 형상의 화소 전극(49)(파선(49a)에 의해 그 윤곽을 나타냄)이 매트릭스 형상으로 배열 형성되어 있다.
또한, 화소 전극(49)의 종횡(縱橫)의 경계를 따라 데이터선(46a), 주사선(43a) 및 용량선(43b)이 설치되어 있다.
본 실시예에서는 각 화소 전극(49)이 형성된 사각형 영역이 화소이며, 매트릭스 형상으로 배치된 화소마다 표시를 행하는 것이 가능한 구조로 되어 있다.
TFT 소자(30)는 폴리실리콘막 등으로 이루어지는 반도체층(41a)을 중심으로 하여 형성되어 있다.
반도체층(41a)의 소스 영역(후술)에는 컨택트 홀(45)을 통하여 데이터선(46a)이 접속되어 있다.
또한, 반도체층(41a)의 드레인 영역(후술)에는 컨택트 홀(48)을 통하여 화소 전극(49)이 접속되어 있다.
한편, 반도체층(41a)에서의 주사선(43a)과의 대향 부분에는 채널 영역(41a')이 형성되어 있다.
도 8은 액정 장치의 단면 구조의 설명도이며, 도 7의 A-A'선에 따른 측단면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액정 장치(60)는 TFT 어레이 기판(80)과, 이것에 대향 배치된 대향 기판(90)과, 이들 사이에 삽입된 액정층(50)을 주체(主體)로 하여 구성되어 있다.
TFT 어레이 기판(80)은 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(80A), 및 그 내측에 형성된 TFT 소자(30)나 화소 전극(49), 무기 배향막(86) 등을 주체로 하여 구성되어 있다.
한쪽 대향 기판(90)은 유리나 석영 등의 투광성 재료로 이루어지는 기판 본체(90A), 및 그 내측에 형성된 공통 전극(61)이나 무기 배향막(92) 등을 주체로 하 여 구성되어 있다.
TFT 어레이 기판(80)의 표면에는 후술하는 제 1 차광막(51a) 및 제 1 층간절연막(12)이 형성되어 있다.
그리고, 제 1 층간절연막(52)의 표면에 반도체층(41a)이 형성되고, 이 반도체층(41a)을 중심으로 하여 TFT 소자(30)가 형성된다.
반도체층(41a)에서의 주사선(43a)과의 대향 부분에는 채널 영역(41a')이 형성되고, 그 양측에 소스 영역 및 드레인 영역이 형성된다.
이 TFT 소자(30)는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 채용하고 있기 때문에, 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 불순물 농도가 상대적으로 높은 고농도 영역과, 상대적으로 낮은 저농도 영역(LDD 영역)이 형성되어 있다.
즉, 소스 영역에는 저농도 소스 영역(41b)과 고농도 소스 영역(41d)이 형성되고, 드레인 영역에는 저농도 드레인 영역(41c)과 고농도 드레인 영역(41e)이 형성된다.
반도체층(41a)의 표면에는 게이트 절연막(42)이 형성되어 있다.
그리고, 게이트 절연막(42)의 표면에 주사선(43a)이 형성되어, 채널 영역(41a')과의 대향 부분이 게이트 전극을 구성하고 있다.
또한, 게이트 절연막(42) 및 주사선(43a)의 표면에는 제 2 층간절연막(44)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간절연막(44)의 표면에 데이터선(46a)이 형성되고, 제 2 층간절연막(44)에 형성된 컨택트 홀(45)을 통하여 그 데이터선(46a)이 고농도 소스 영역(41d)에 접속되어 있다.
또한, 제 2 층간절연막(44) 및 데이터선(46a)의 표면에는 제 3 층간절연막(47)이 형성되어 있다.
그리고, 제 3 층간절연막(47)의 표면에 화소 전극(49)이 형성되고, 제 2 층간절연막(44) 및 제 3 층간절연막(47)에 형성된 컨택트 홀(48)을 통하여 그 화소 전극(49)이 고농도 드레인 영역(41e)에 접속되어 있다.
또한, 화소 전극(49)을 덮어 상기 제조 장치(1)에 의해 형성된 무기 배향막(86)이 형성되고, 비선택 전압 인가 시에서의 액정 분자의 배향을 규제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 반도체층(41a)을 연장 설치하여 제 1 축적 용량 전극(41f)이 형성되어 있다.
또한, 게이트 절연막(42)을 연장 설치하여 유전체막이 형성되고, 그 표면에 용량선(43b)이 배치되어 제 2 축적 용량 전극이 형성된다.
제 1 축적 용량 전극(41f), 제 2 축적 용량 전극(용량선(43b)), 및 유전체막(게이트 절연막(42))에 의해 상술한 축적 용량(57)이 구성되어 있다.
또한, TFT 소자(30)의 형성 영역에 대응하는 기판 본체(80A) 표면에 제 1 차광막(51a)이 형성되어 있다.
제 1 차광막(51a)은 액정 장치에 입사된 광이 반도체층(41a)의 채널 영역(41a'), 저농도 소스 영역(41b) 및 저농도 드레인 영역(41c)에 침입하는 것을 방지하는 것이다.
한편, 대향 기판(90)에서의 기판 본체(90A) 표면에는 제 2 차광막(63)이 형성되어 있다.
제 2 차광막(63)은 액정 장치에 입사된 광이 반도체층(41a)의 채널 영역(41a')이나 저농도 소스 영역(41b), 저농도 드레인 영역(41c) 등에 침입하는 것을 방지하는 것이며, 평면으로부터 보아 반도체층(41a)과 겹치는 영역에 설치되어 있다.
또한, 대향 기판(90)의 표면에는 대략 전면에 걸쳐 ITO 등의 도전체로 이루어지는 공통 전극(61)이 형성되어 있다.
또한, 공통 전극(61)의 표면에는 상기 제조 장치(1)에 의해 형성된 무기 배향막(92)이 형성되고, 비선택 전압 인가 시에서의 액정 분자의 배향을 규제할 수 있다.
그리고, TFT 어레이 기판(80)과 대향 기판(90) 사이에는 네마틱 액정 등으로 이루어지는 액정층(50)이 삽입되어 있다.
이 네마틱 액정 분자는 양(陽)의 유전율 이방성을 갖는 것이며, 비선택 전압 인가 시에는 기판을 따라 수평 배향되고, 선택 전압 인가 시에는 전계 방향을 따라 수직 배향된다.
또한, 네마틱 액정 분자는 양의 굴절율 이방성을 갖는 것이며, 그 복굴절(複屈折)과 액정층 두께의 곱(리타데이션(retardation)) Δnd는 예를 들어 약 0.40㎛(60℃)로 되어 있다.
또한, TFT 어레이 기판(80)의 배향막(86)에 의한 배향 규제 방향과 대향 기 판(90)의 배향막(92)에 의한 배향 규제 방향은 약 90° 틀어진 상태로 설정되어 있다.
이것에 의해, 본 실시예의 액정 장치(60)는 트위스티드 네마틱 모드로 동작한다.
또한, 양 기판(80, 90)의 외측에는 폴리비닐알코올(PVA)에 옥소를 도핑한 재료 등으로 이루어지는 편광판(58, 68)이 배치되어 있다.
또한, 각 편광판(58, 68)은 사파이어 유리나 수정 등의 고(高)열전도율 재료로 이루어지는 지지 기판 위에 장착하여, 액정 장치(60)로부터 이간(離間) 배치하는 것이 바람직하다.
각 편광판(58, 68)은 그 흡수축 방향의 직선 편광을 흡수하고, 투과축 방향의 직선 편광을 투과하는 기능을 갖는다.
TFT 어레이 기판(80) 측의 편광판(58)은 그 투과축이 배향막(86)의 배향 규제 방향과 대략 일치하도록 배치되고, 대향 기판(90) 측의 편광판(68)은 그 투과축이 배향막(92)의 배향 규제 방향과 대략 일치하도록 배치된다.
액정 장치(60)는 대향 기판(90)을 광원 측을 향하게 하여 배치된다.
그 광원광 중 편광판(68)의 투과축과 일치하는 직선 편광만이 편광판(68)을 투과하여 액정 장치(60)에 입사된다.
비선택 전압 인가 시의 액정 장치(60)에서는, 기판에 대하여 수평 배향된 액정 분자가 액정층(50)의 두께 방향으로 약 90° 틀어진 나선 형상으로 적층 배치되어 있다.
이 때문에, 액정 장치(60)에 입사된 직선 편광은 약 90° 선광(旋光)되어 액정 장치(60)로부터 출사한다.
이 직선 편광은 편광판(58)의 투과축과 일치하기 때문에, 편광판(58)을 투과한다.
따라서, 비선택 전압 인가 시의 액정 장치(60)에서는 백색 표시가 실행된다(표준 백색 모드).
또한, 선택 전압 인가 시의 액정 장치(60)에서는 액정 분자가 기판에 대하여 수직 배향되어 있다.
이 때문에, 액정 장치(60)에 입사된 직선 편광은 선광되지 않고 액정 장치(60)로부터 출사한다.
이 직선 편광은 편광판(58)의 투과축과 직교하기 때문에, 편광판(58)을 투과하지 않는다.
따라서, 선택 전압 인가 시의 액정 장치(60)에서는 흑색 표시가 실행된다.
여기서, 상술한 바와 같이 양 기판(80, 90)의 내측에는 상기 제조 장치(1)에 의해 형성된 무기 배향막(86, 92)이 형성되어 있다.
이들 무기 배향막(86, 92)은 상술한 바와 같이 SiO2나 SiO 등의 산화실리콘에 의해 적절히 형성되지만, Al2O3, ZnO, MgO이나 ITO 등의 금속 산화물 등에 의해 형성할 수도 있다.
이러한 무기 배향막(86, 92)을 형성하여 이루어지는 액정 장치(60)에서는, 상술한 바와 같이 제조 장치(1)에 의해 형성됨으로써 이들 무기 배향막(86, 92)의 막 성능 저하가 방지되어 있기 때문에, 이 액정 장치(60) 자체도 양호한 품질을 갖는 것으로 된다.
또한, 무기 배향막(86, 92)의 제조에 대한 생산성이 향상되어 있기 때문에, 이 액정 장치(60) 자체의 생산성도 향상된 것으로 된다.
(프로젝터)
다음으로, 본 발명의 전자 기기로서 프로젝터의 일 실시예에 대해서 도 9를 사용하여 설명한다.
도 9는 프로젝터의 요부(要部)를 나타낸 개략 구성도이다.
이 프로젝터는 상술한 실시예에 따른 액정 장치를 광변조부로서 구비한 것이다.
도 9에 있어서, 부호 810은 광원, 부호 813 및 부호 814는 다이크로익 미러, 부호 815, 부호 816, 및 부호 817은 반사 미러, 부호 818은 입사 렌즈, 부호 819는 릴레이 렌즈, 부호 820은 출사 렌즈, 부호 822, 부호 823, 및 부호 824는 본 발명의 액정 장치로 이루어지는 광변조부, 부호 825는 크로스 다이크로익 프리즘, 부호 826은 투사 렌즈이다.
광원(810)은 메탈 할라이드 등의 램프(811)와 램프의 광을 반사시키는 리플렉터(812)로 이루어진다.
다이크로익 미러(813)는 광원(810)으로부터의 백색광에 포함되는 적색광을 투과시키는 동시에, 청색광과 녹색광을 반사시킨다.
투과된 적색광은 반사 미러(817)에 의해 반사되어, 적색광용 광변조부(822)에 입사된다.
또한, 다이크로익 미러(813)에 의해 반사된 녹색광은 다이크로익 미러(814)에 의해 반사되어 녹색광용 광변조부(823)에 입사된다.
또한, 다이크로익 미러(813)에 의해 반사된 청색광은 다이크로익 미러(814)를 투과한다.
청색광에 대해서는, 긴 광로(光路)에 의한 광 손실을 방지하기 위해, 입사 렌즈(818), 릴레이 렌즈(819) 및 출사 렌즈(820)를 포함하는 릴레이 렌즈계로 이루어지는 도광부(導光部)(821)가 설치되어 있다.
이 도광부(821)를 통하여 청색광이 청색광용 광변조부(824)에 입사된다.
각 광변조부(822, 823, 824)에 의해 변조된 3개의 색광(色光)은 크로스 다이크로익 프리즘(825)에 입사된다.
이 크로스 다이크로익 프리즘(825)은 4개의 직각 프리즘을 접합시킨 것이며, 그 계면(界面)에는 적색광을 반사시키는 유전체 다층막과 청색광을 반사시키는 유전체 다층막이 X자 형상으로 형성되어 있다.
이들 유전체 다층막에 의해 3개의 색광이 합성되어 컬러 화상을 나타내는 광이 형성된다.
합성된 광은 투사 광학계인 투사 렌즈(826)에 의해 스크린(827) 위에 투영되고, 화상이 확대되어 표시된다.
상술한 프로젝터는 상기 액정 장치를 광변조부로서 구비하고 있다.
이 액정 장치는 상술한 바와 같이 내광성 및 내열성이 우수한 무기 배향막을 구비하고 있기 때문에, 광원으로부터 조사되는 강한 광이나 열에 의해 배향막이 열화(劣化)되지는 않는다.
또한, 이 액정 장치는 양호한 품질을 갖고, 생산성이 향상되어 있기 때문에, 이 프로젝터(전자 기기) 자체도 양호한 품질을 갖고, 생산성이 향상된 것으로 된다.
또한, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않아, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 상술한 실시예에 다양한 변경을 가한 것을 포함한다.
예를 들어 상기 실시예에서는 스위칭 소자로서 TFT를 구비한 액정 장치를 예로 들어 설명했지만, 스위칭 소자로서 박막 다이오드(Thin Film Diode) 등의 2단자형 소자를 구비한 액정 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는 투과형 액정 장치를 예로 들어 설명했지만, 반사형 액정 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는 TN(Twisted Nematic) 모드로 기능하는 액정 장치를 예로 들어 설명했지만, VA(Vertical Alignment) 모드로 기능하는 액정 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 실시예에서는 3판식(板式)의 투사형 표시 장치(프로젝터)를 예로 들어 설명했지만, 단판식의 투사형 표시 장치나 직시형 표시 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 액정 장치를 프로젝터 이외의 전자 기기에 적용하는 것도 가능하다.
그 구체적인 예로서, 휴대 전화를 들 수 있다.
이 휴대 전화는 상술한 각 실시예 또는 그 변형예에 따른 액정 장치를 표시부에 구비한 것이다.
또한, 그 이외의 전자 기기로서는, 예를 들어 IC 카드, 비디오 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 헤드 마운트 디스플레이, 또한 표시 기능을 갖는 팩시밀리 장치, 디지털 카메라의 파인더, 휴대형 TV, DSP 장치, PDA, 전자수첩, 전광 게시판, 선전 공고용 디스플레이 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 배향막 제조에서의 생산성을 향상시키고, 또한 배향막의 막 성능 저하도 방지한 배향막의 제조 장치, 이 제조 장치에 의해 제조된 배향막을 가진 액정 장치, 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 대향하는 한 쌍의 기판 사이에 액정을 삽입하여 이루어지는 액정 장치의 배향막을 제조하는 제조 장치로서,
    진공 챔버로 이루어지는 성막실(成膜室)과,
    증착원(蒸着源)을 갖고, 상기 성막실 내에서 상기 기판에 배향막 재료를 물리적 증착법에 의해 증착시켜 배향막을 형성하는 증착부와,
    상기 증착부와 상기 기판 사이에 형성되고, 배향막 재료를 선택적으로 증착시키기 위한 슬릿 형상의 개구부를 가지며, 상기 기판에서의 배향막이 형성되지 않는 영역을 덮는 차폐판(遮蔽板)과,
    상기 성막실에 게이트 밸브를 통하여 연통(連通)하는 진공 챔버로 이루어지는 급제재실(給除材室)과,
    상기 급제재실에 연통하고, 상기 차폐판의 예비(豫備) 차폐판을 수용하는 차폐판 수용실과,
    상기 급제재실에 설치되어, 상기 성막실 내에 배치된 차폐판과 상기 차폐판 수용실 내에 배치된 예비 차폐판을 교환하는 교환 장치를 구비하는 배향막의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐판 수용실은 상기 급제재실에 게이트 밸브를 통하여 연통하고 있는 배향막의 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 교환 장치는 상기 성막실 내의 차폐판을 상기 차폐판 수용실 내로 배출하는 배출 암(arm) 기구와, 상기 차폐판 수용실 내의 예비 차폐판을 상기 성막실 내로 공급하는 공급 암 기구를 구비하는 배향막의 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 급제재실과 복수의 상기 차폐판 수용실을 구비하는 배향막의 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 급제재실에 적어도 1개의 상기 교환 장치가 설치되어 있는 배향막의 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 성막실에 상기 차폐판이 복수 설치되어 있는 배향막의 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 성막실에는 상기 차폐판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부와 상기 차폐판 사이에 설치되고, 상기 차폐판의 개구부가 소정의 위치로 되도록 차폐판의 위치를 결정하는 위치 결정부를 구비하는 배향막의 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착부에는 상기 증착원을 개폐 가능하게 덮는 셔터가 구비되어 있는 배향막의 제조 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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