KR20060093070A

KR20060093070A - 무기 배향막의 형성 방법, 무기 배향막, 전자 장치용 기판,액정 패널 및 전자기기

Info

Publication number: KR20060093070A
Application number: KR1020060015796A
Authority: KR
Inventors: 히데노부 오타
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2006-08-23
Also published as: US20060188666A1; EP1693701A1

Abstract

본 발명은 타겟을 효과적으로 이용하면서(자원 절약으로 환경에의 부담이 적은 방법으로), 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제조할 수 있는 무기 배향막의 형성 방법을 제공하는 것, 상기 형성 방법에 의해 얻어지는 무기 배향막을 제공하는 것, 상기 무기 배향막을 구비하는 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기를 제공하는 것으로, 본 발명의 무기 배향막의 형성 방법은, 이온빔 소스(ion beam source)로부터의 이온빔을 타겟에 조사함으로써, 스퍼터 입자를 인출하고, 상기 스퍼터 입자를 기재(基材) 상에 입사시켜, 무기 배향막을 형성하는 방법으로서, 타겟 전체를 교환하는 일 없이, 타겟의 결손을 보충 또는 회복하는 복구 처리를 하면서 성막하는 것을 특징으로 한다.

Description

무기 배향막의 형성 방법, 무기 배향막, 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기{METHOD FOR FORMING INORGANIC ORIENTATION FILM, INORGANIC ORIENTATION FILM, SUBSTRATE FOR ELECTRONIC DEVICE, LIQUID CRYSTAL PANEL, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

도 1은 본 발명의 액정 패널의 실시예 1을 나타내는 모식적인 종단면도,

도 2는 본 발명의 방법에 의해 형성된 무기 배향막을 나타내는 종단면도,

도 3은 본 발명의 실시예 1의 무기 배향막의 형성 방법에 이용하는 배향막 형성 장치의 모식도,

도 4는 타겟의 형상을 나타내기 위한 사시도,

도 5는 타겟의 형상을 나타내기 위한 사시도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시 형태의 무기 배향막의 형성 방법에 이용하는 배향막 형성 장치의 모식도,

도 7은 타겟의 형상 및 타겟의 이동 방향을 나타내기 위한 도면,

도 8은 본 발명의 액정 패널의 제 2 실시 형태를 나타내는 모식적인 종단면도,

도 9는 본 발명의 전자기기를 적용한 모바일형(또는 노트북형)의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도,

도 10은 본 발명의 전자기기를 적용한 휴대 전화기(PHS도 포함함)의 구성을 나타내는 사시도,

도 11은 본 발명의 전자기기를 적용한 디지털 스틸 카메라의 구성을 나타내는 사시도,

도 12는 본 발명의 전자기기를 적용한 투사형 표시 장치의 광학계를 모식적으로 나타내는 도면,

도 13은 타겟의 형상을 나타내기 위한 사시도,

도 14는 타겟의 형상을 나타내기 위한 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1A, 1B : 액정 패널 2 : 액정층

3A, 3B : 무기 배향막 4A, 4B : 무기 배향막

5 : 투명 도전막 6 : 투명 도전막

7A, 7B : 편광막 8A, 8B : 편광막

9 : 기판 10 : 기판

100 : 기재 101 : 기재

200 : 전자 장치용 기판 500 : 타겟

510 : 제 1 부재 520 : 제 2 부재

530 : 제 3 부재 S1 : 이온원

S11 : 필라멘트 S12 : 인출 전극

S13 : 가스 공급원 S100 : 배향막 형성 장치

S3 : 진공 챔버 S4 : 배기 펌프

S5 : 기재 홀더 S6 : 타겟 유지 부재(backing plate)

S7 : 이동 수단 11 : 마이크로 렌즈 기판

111 : 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판

112 : 오목부 113 : 마이크로 렌즈

114 : 표층 115 : 수지층

12 : 액정 패널용 대향 기판 13 : 블랙 매트릭스

131 : 개구 14 : 투명 도전막

17 : TFT 기판 171 : 유리 기판

172 : 화소 전극 173 : 박막 트랜지스터

1100 : 퍼스널 컴퓨터 1102 : 키보드

1104 : 본체부 1106 : 표시 유닛

1200 : 휴대 전화기 1202 : 조작 버튼

1204 : 수화구 1206 : 송화구

1300 : 디지털 스틸 카메라 1302 : 케이스(case)

1304 : 수광 유닛 1306 : 셔터 버튼

1308 : 회로 기판 1312 : 비디오 신호 출력 단자

1314 : 데이터 통신용 입출력 단자

1430 : 텔레비전 모니터 1440 : 퍼스널 컴퓨터

300 : 투사형 표시 장치 301 : 광원

302, 303 : 인터그레이터 렌즈 304, 306, 309 : 미러

305, 307, 308 : 다이크로익 미러 310∼314 : 집광 렌즈

320 : 스크린 20 : 광학 블록

21 : 다이크로익 프리즘 211, 212 : 다이크로익 미러면

213∼215 : 면 216 : 출사면

22 : 투사 렌즈 23 : 표시 유닛

24∼26 : 액정 광 밸브

본 발명은 무기 배향막의 형성 방법, 무기 배향막, 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기에 관한 것이다.

스크린 상에 화상을 투영하는 투사형 표시 장치가 알려져 있다. 이 투사형 표시 장치에서는, 그 화상 형성에 주로 액정 패널이 이용되고 있다.

이러한 액정 패널은, 통상, 액정 분자를 일정 방향으로 배향시키기 위해, 소정의 프리틸트각이 발현되도록 설정된 배향막을 갖고 있다. 이들 배향막을 제조하기 위해서는, 기재 상에 성막된 폴리이미드 등의 고분자 화합물로 이루어지는 박막을, 레이온 등의 포(布)에 의해 일 방향으로 문지르는 러빙 처리 방법 등이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

그러나, 폴리이미드 등의 고분자 화합물로 구성된 배향막은 사용 환경, 사용 시간 등에 의해, 광 열화가 발생하는 경우가 있었다. 이러한 광 열화가 일어나면, 배향막, 액정층 등의 구성 재료를 분해하고, 그 분해 생성물이 액정의 성능 등에 악영향을 미치게 하는 경우가 있다. 또한, 이 러빙 처리에서는 정전기나 먼지가 발생하고, 그것에 의하여 신뢰성 등이 저하한다고 하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결할 목적으로, 무기 재료로 구성된 배향막을 채용하는 시도가 있다. 무기 배향막은, 일반적으로, 사방(斜方) 증착법에 의해 형성되지만, 이러한 방법을 채용하는 경우, 증착 원재료가 챔버 내로 비산하여 먼지로 되고, 기판에 대한 먼지의 부착이 현저해지고, 또한, 제품의 양품률에도 현저한 악영향을 미친다고 하는 문제가 있다. 또한, 스퍼터링 등에 의해 무기 배향막을 형성하는 것도 생각되지만, 이러한 경우, 이하와 같은 문제가 있다. 즉, 원반 형상의 타겟을 이용하지만, 이 타겟으로서 비교적 작은 것을 이용하면, 베킹 플레이트 등의 타겟 고정용 부재 등에도, 고에너지 입자(예컨대, 이온빔)가 닿게 되어, 타겟의 구성 재료 이외의 성분이, 형성되는 배향막 내에 포함되게 된다. 이러한 불순물이 비교적 많이 포함되면 배향막의 특성에 큰 악영향을 미친다. 또한, 예컨대, 이온빔을 타겟에 조사함으로써 스퍼터 입자를 인출하는 이온빔 스퍼터에 있어서는, 수렴시킨 이온빔을 타겟에 입사시키는 것이 일반적이지만, 이와 같이 수렴시킨 이온빔(수렴 고에너지 입자선)을 이용한 경우더라도, 일부의 이온(고에너지 입자)이 타겟 고정용 부재 등에 닿게 되어, 상기한 바와 같은 문제를 야기한다. 이러하는 문제를 해 결할 목적으로, 타겟으로서, 충분히 큰 것(예컨대, 직경 20㎝ 이상)을 이용하는 것도 생각할 수 있지만, 이러한 경우에는, 성막용 타겟을 효율적으로 이용하는 것이 곤란하다. 즉, 이온빔 스퍼터에 있어서는, 일부의 이온이 확산하여, 원하는 영역 외부에 까지 입사하지만, 이온의 대부분은 타겟의 소정 영역(목적으로 하는 영역)에 입사되기 때문에, 성막에 이용하는 타겟은 그 중앙부 부근이 소비되고, 가장자리부 부근의 대부분은 성막에 이용할 수 없다. 배향막의 형성에 이용하는 타겟은 일반적으로 고가이기 때문에, 상기한 바와 같이, 타겟을 효과적으로 이용을 할 수 없는 것은 자원 절약, 생산 비용의 관점으로부터도 바람직하지 못하다.

또한, 타겟의 수명이 짧으면(성막에 이용할 수 있는 양이 적으면), 조작자에 의해, 장치의 챔버 내의 타겟을 교환하는 빈도가 증가하고, 그 만큼, 챔버 내의 진공 흡인 등을 행하지 않으면 안되어, 배향막의 생산성을 더욱 저하시키는 요인이 된다. 또한, 이러한 타겟의 교환 시에 챔버 내에 이물질이 들어갈 가능성이 높아지게 되어, 형성하는 배향막의 품질 향상의 관점으로부터도 바람직하지 못하다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평10-161133호(특허 청구의 범위)

본 발명의 목적은 타겟을 효과적으로 이용하면서(자원 절약으로 환경에의 부담이 적은 방법으로), 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제조할 수 있는 무기 배향막의 형성 방법을 제공하는 것, 상기 형성 방법에 의해 얻어지는 무기 배향막을 제공하는 것, 상기 무기 배향막을 구비하는 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기를 제공하는 것에 있다.

이러한 목적은 하기의 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법은, 이온빔 소스(ion beam source)로부터의 이온빔을 타겟에 조사함으로써, 스퍼터 입자를 인출하고, 상기 스퍼터 입자를 기재 상에 입사하여, 무기 배향막을 형성하는 방법으로서,

상기 타겟 전체를 교환하는 일 없이, 상기 타겟의 결손을 보충 또는 회복하는 복구 처리를 하면서 성막하는 것을 특징으로 하는 무기 배향막의 형성 방법.

이에 따라, 타겟을 효과적으로 이용하면서(자원 절약으로 환경에의 부담이 적은 방법으로), 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제조할 수 있는 무기 배향막의 형성 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟으로서, 분할 가능한 복수개의 부재로 구성되고, 또한, 상기 복수개의 부재 중 일부만을 선택하여 교환할 수 있는 것을 이용하여, 상기 부재 중 상기 결손을 발생한 것을 적절히 교환함으로써, 상기 복구 처리를 행하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 타겟을 보다 효과적으로 이용하면서(자원 절약으로 환경에의 부담이 보다 적은 방법으로), 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제조할 수 있는 무기 배향막의 형성 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟은 원주 형상의 제 1 부재와, 당해 제 1 부재의 외주면(周面)을 둘러싸도록 배치되는 원통형의 제 2 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 타겟의 이용 효율을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 제 1 부재는 그 직경이 25∼250㎜의 원주 형상 부재인 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟 전체로서의 직경은 100∼350㎜인 것이 바람직하다.

이에 따라, 타겟의 이용 효율을 충분히 우수한 것으로 하면서, 이온빔이 타겟 이외의 부재에 조사되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다. 그 결과, 형성되는 무기 배향막의 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 복구 처리는 상기 타겟 상으로의 상기 이온빔의 조사 위치를 시간 경과에 따라 변화시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 이온빔의 조사 시에, 상기 이온빔 소스 및 상기 기재에 대하여, 상기 타겟을 상대적으로 이동시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟의 상기 이온빔 소스 및 상기 기재에 대한 상대적인 이동 속도는 0.01∼40㎜/초인 것이 바람직하다.

이에 따라, 스퍼터 입자를, 기재 상의 소망하는 부분에, 소망하는 각도로 퇴적시킬 수 있어, 결과적으로, 무기 배향막의 배향 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟의 상대적인 이동은 일차원 방향으로의 왕복 이동인 것이 바람직하다.

이에 따라, 배향막의 제조에 이용하는 장치가 대형화, 복잡화하는 것을 방지하면서, 타겟을 효과적으로 이용하며, 환경에의 부담이 적은 방법으로 무기 배향막을 형성할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 타겟은 상기 이온빔이 입사하는 쪽의 면에 있어서의, 상기 이동의 방향의 길이가 그 수직 방향의 길이보다 긴 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 이온빔을 조사할 때의 상기 이온빔의 가속 전압은 1200V 이상인 것이 바람직하다.

이에 따라, 스퍼터 입자를, 기재 상의 소망하는 부분에, 소망하는 각도로 퇴적시킬 수 있어, 결과적으로, 무기 배향막의 배향 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 무기 배향막을 주상(柱狀) 결정으로 구성하는 것으로서 얻는 경우, 당해 주상 결정의 꼭대기부(頂部) 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 적합하게 배향시킬 수 있는 형상으로 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 확실히 프리틸트각을 제어할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 조사되는 상기 이온빔의 이온빔 전류는 50∼500㎃인 것이 바람직하다.

이에 따라, 스퍼터 입자를, 기재 상의 소망 부분에, 소망 각도로 퇴적시킬 수 있어, 결과적으로, 무기 배향막의 배향 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 무기 배향막을 주상 결정으로 구성하는 것으로서 얻는 경우, 당해 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 적합하게 배향시킬 수 있는 형상으로 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 확실하게 프리틸트각을 제어할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 스퍼터 입자를, 상기 기재의 상기 무기 배향막을 형성하는 면의 수직 방향에 대하여 소정 각도 θs만큼 경사 진 방향으로부터 상기 기재 상으로 입사시키고, 상기 기재 상에, 주로 무기 재료로 구성된 주상 결정이, 상기 기재의 상기 무기 배향막을 형성하는 면의 면 방향에 대하여, 경사진 상태로 배향된 상기 무기 배향막을 형성하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 프리틸트각을 보다 확실하게 제어할 수 있어, 무기 배향막의 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 소정 각도 θs는 40° 이상인 것이 바람직하다.

이에 따라, 무기 배향막을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 할 수 있고, 그 결과, 무기 배향막의 배향 특성을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 기재 상에 도달하는 상기 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 상기 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 주상 결정은 상기 기재에 대하여 소정 각도 θc만큼 경사진 상태로 배향하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 적절한 프리틸트각을 발현시킬 수 있어, 액정 재료의 배향 상태 를 보다 적합하게 규제할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 상기 무기 재료는 산화규소로 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 스퍼터 입자를, 기재 상의 소망 부분에, 소망 각도로 퇴적시킬 수 있어, 결과적으로, 무기 배향막의 배향 특성을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 무기 배향막을 주상 결정으로 구성하는 것으로서 얻는 경우, 당해 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 적합하게 배향시킬 수 있는 형상으로 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 확실히 프리틸트각을 제어할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막은 본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제공할 수 있다.

본 발명의 무기 배향막에서는, 무기 배향막의 평균 두께는 0.02∼0.3㎛인 것이 바람직하다.

이에 따라, 보다 적절한 프리틸트각을 발현시킬 수 있어, 액정 재료의 배향 상태를 보다 적합하게 규제할 수 있다.

본 발명의 전자 장치용 기판은, 기판 상에, 전극과 본 발명의 무기 배향막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 전자 장치용 기판을 제공할 수 있다.

본 발명의 액정 패널은 본 발명의 무기 배향막과 액정층을 구비한 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 액정 패널을 제공할 수 있다.

본 발명의 전자기기는 본 발명의 액정 패널을 구비한 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 신뢰성이 높은 전자기기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

우선, 무기 배향막의 형성 방법의 설명에 앞서, 본 발명의 배향막을 구비하는 본 발명의 액정 패널의 제 1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 액정 패널의 제 1 실시 형태를 나타내는 모식적인 종단면도, 도 2는 본 발명의 방법에 의해 형성된 무기 배향막을 나타내는 종단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 액정 패널(1A)은 액정층(2)과 무기 배향막(3A, 4A)과 투명 도전막(5, 6)과 편광막(7A, 8A)과 기판(9, 10)을 갖고 있다.

액정층(2)은 주로 액정 재료로 구성되어 있다.

액정층(2)을 구성하는 액정 재료로는, 네마틱 액정, 스메틱 액정(smectic liquid crystal) 등 배향할 수 있는 것이면 어떠한 액정 재료를 이용하여도 관계없지만, TN형 액정 패널의 경우, 네마틱 액정을 형성하는 것이 바람직하고, 예컨대, 페닐시클로헥산(phenylcyclohexane) 유도체 액정, 비페닐(biphenyl) 유도체 액정, 비페닐시클로헥산 유도체 액정, 터페닐(terphenyl) 유도체 액정, 페닐 에테르(phenylether) 유도체 액정, 페닐에스테르 유도체 액정, 비시클로헥산(bicyclohexane) 유도체 액정, 아조메틴(azometin) 유도체 액정, 아족시(azoxy) 유도체 액정, 피리미딘(pyrimidine) 유도체 액정, 디옥산(dioxane) 유도체 액정, 큐반(cubane) 유도체 액정 등을 들 수 있다. 또한, 이들 네마틱 액정 분자에 모노플루오로기, 디플루오로기, 트리플루오로기, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 등의 불소계 치환기를 도입한 액정 분자도 포함된다.

액정층(2)의 양면에는, 무기 배향막(3A, 4A)이 배치되어 있다.

또한, 무기 배향막(3A)은, 후술하는 바와 같은 투명 도전막(5)과 기판(9)으로 이루어지는 기재(100) 상에 형성되어 있고, 무기 배향막(4A)은, 후술하는 바와 같은 투명 도전막(6)과 기판(10)으로 이루어지는 기재(101) 상에 형성되어 있다.

무기 배향막(3A, 4A)은 액정층(2)을 구성하는 액정 재료(액정 분자)의(전압 무인가 시에 있어서의) 배향 상태를 규제하는 기능을 갖고 있다.

이러한 무기 배향막(3A, 4A)은, 예컨대, 후술하는 바와 같은 방법(본 발명의 무기 배향막의 형성 방법)에 의해 형성되고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주상 결정이, 기재(100)의 무기 배향막이 형성되어 있는 면의 면 방향에 대하여, 소정(일정) 방향으로 소정 각도 θc만큼 경사진 상태로 배열된 구성으로 되어있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 무기 배향막(3A, 4A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상이 액정 재료를 안정하게 배향시킬 수 있는 형상으로 되어있다.

본 실시 형태에서는, 무기 배향막(3A, 4A)을 구성하는 각 주상 결정은, 주상 결정의 꼭대기부 부근에서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 비교적 평탄하고, 또한, 기재(100)의 무기 배향막이 형성되어 있는 면과의 이루는 각도 θc'가 주상 결정의 경사각 θc보다 작은 부분을 갖고 있다. 이러한 구성으로 하면, 각 주상 결정의 비교적 평탄한 부분의 각각에, 액정 분자가 안정한 상태로 배치되기 때문에, 적절한 프리틸트각을 발현시킬 수 있어, 전압 인가 시에 있어서의 액정 분자의 상승을 보다 적합하게 규제할 수 있다.

기재(100)에 대한 주상 결정의 경사각 θc는 30∼60°인 것이 바람직하고, 40∼50°인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 보다 적절한 프리틸트각을 발현시킬 수 있어, 액정 분자의 배향 상태를 보다 적합하게 규제할 수 있다.

또한, 이러한 주상 결정의 폭 W는 10∼40㎚인 것이 바람직하고, 10∼20㎚인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 보다 적절한 프리틸트각을 발현시킬 수 있고, 액정 분자의 배향 상태를 보다 적합하게 규제할 수 있다.

무기 배향막(3A, 4A)은 주로 무기 재료로 구성되어 있다. 일반적으로, 무기 재료는 유기 재료에 비해, 우수한 화학적 안정성을 갖고 있기 때문에, 종래와 같은 유기 재료로 구성된 배향막과 비교하여, 더 우수한 내광성을 갖는 것으로 된다.

또한, 무기 배향막(3A, 4A)을 구성하는 무기 재료는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주상으로 결정화할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 이에 따라, 액정층(2)을 구성하는 액정 분자의(전압 무인가 시에 있어서의) 배향 상태(프리틸트각)를 보다 용이하게 규제할 수 있다.

상술한 바와 같은 무기 재료로는, 예컨대, SiO₂나 SiO 등의 산화규소(실리콘 산화물), Al₂O₃ 등의 산화알루미늄(알루미늄 산화물), ZnO 등의 산화아연(아연 산화물), MgO, ITO 등의 각종 금속 산화물 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 특히, 산화규소를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 액정 패널은 보다 우수한 내광성을 갖는 것으로 된다.

이러한 무기 배향막(3A, 4A)은 그 평균 두께가 0.02∼0.3㎛인 것이 바람직하고, 0.02∼0.08㎛인 것이 더욱 바람직하다. 평균 두께가 상기 하한값 미만이면, 각 부분에서의 프리틸트각을 충분히 균일하게 하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 평균 두께가 상기 상한값을 넘으면, 구동 전압이 높게 되어, 소비 전력이 커질 가능성이 있다.

무기 배향막(3A)의 외부 표면 쪽(액정층(2)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 투명 도전막(5)이 배치되어 있다. 마찬가지로, 무기 배향막(4A)의 외부 표면 쪽(액정층(2)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 투명 도전막(6)이 배치되어 있다.

투명 도전막(5, 6)은 이들 사이에서 통전하는 것에 의해, 액정층(2)의 액정 분자를 구동하는(배향을 변화시키는) 기능을 갖는다.

투명 도전막(5, 6) 사이에서의 통전 제어는 투명 도전막에 접속된 제어 회로(도시하지 않음)로부터 공급하는 전류를 제어함으로써 행해진다.

투명 도전막(5, 6)은 도전성을 갖고 있고, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), IO(Indium Oxide), 산화주석(SnO₂) 등으로 구성되어 있다.

투명 도전막(5)의 외부 표면 쪽(무기 배향막(3A)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 기판(9)이 배치되어 있다. 마찬가지로, 투명 도전막(6)의 외부 표면 쪽(무기 배향막(4A)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 기판(10)이 배치되어 있다.

기판(9, 10)은 상술한 액정층(2), 무기 배향막(3A, 4A), 투명 도전막(5, 6), 및 후술하는 편광막(7A, 8A)을 지지하는 기능을 갖고 있다. 기판(9, 10)의 구성 재료는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 석영 유리 등의 유리나 폴리에틸렌텔레프탈레이트 등의 플라스틱 재료 등을 들 수 있다. 이 중에서도 특히, 석영 유리 등의 유리로 구성된 것인 것이 바람직하다. 그에 따라, 뒤틀림(warping), 휨(bending) 등이 발생하기 어려운, 보다 안정성이 우수한 액정 패널을 얻을 수 있다. 또, 도 1에서는, 밀봉재, 배선 등의 기재는 생략했다.

기판(9)의 외부 표면 쪽(투명 도전막(5)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 편광막(편광판, 편광 필름)(7A)이 배치되어 있다. 마찬가지로, 기판(10)의 외부 표면 쪽(투명 도전막(6)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에는, 편광막(편광판, 편광 필름)(8A)이 배치되어 있다.

편광막(7A, 8A)의 구성 재료로는, 예컨대, PVA(polyvinyl alcohol) 등을 들 수 있다. 또한, 편광막으로는, 상기 재료에 요소를 도핑한 것 등을 이용하여도 좋다.

편광막으로는, 예컨대, 상기 재료로 구성된 막을 1축 방향으로 연신한 것을 이용할 수 있다.

이러한 편광막(7A, 8A)에 배치함으로써, 통전량의 조절에 의한 광의 투과율 제어를 보다 확실히 실행할 수 있다.

편광막(7A, 8A)의 편광축 방향은, 통상, 무기 배향막(3A, 4A)의 배향 방향을 따라 결정된다.

또, 본 실시 형태에서는, 무기 배향막으로서, 도 2에 나타내는 바와 같은 구성에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 액정 분자가 안정하게 배향되는 형상이면, 어느 형상이더라도 좋다.

다음에, 본 발명의 무기 배향막의 형성 방법 및 본 발명의 무기 배향막의 형성에 이용하는 배향막 형성 장치에 대하여 설명한다.

우선, 본 발명의 배향막의 형성 방법의 제 1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태의 무기 배향막의 형성 방법에 이용하는 배향막 형성 장치의 모식도, 도 4, 도 5는 본 실시 형태에서 이용하는 타겟의 형상을 나타내기 위한 사시도이다.

우선, 본 실시 형태에서 이용하는 배향막 형성 장치에 대하여 설명한다.

도 3에 나타내는 배향막 형성 장치 S100은 이온빔을 조사하는 이온원(이온빔 소스) S1과, 진공 챔버 S3과, 진공 챔버 S3 내의 압력을 제어하는 배기 펌프 S4와, 무기 배향막을 형성하는 기재를 진공 챔버 S3 내에 고정하는 기재 홀더 S5와, 타겟(500)을 유지하는 타겟 유지 부재(backing plate) S6을 갖고 있다.

이온원 S1은 그 내부에 필라멘트 S11과, 인출 전극 S12를 갖고 있다. 또한, 이온원 S1에는, 이온원 S1 내에 가스를 공급하는 가스 공급원 S13이 접속되어 있다.

또한, 타겟 유지 부재 S6은, 통상, 스테인리스강, 구리, 구리 합금 등의 열전도성에 우수한 금속 재료로 구성되어 있다. 무기 배향막의 형성 시에는, 타겟(500)은 In 등의 본딩제를 통해, 타겟 유지 부재 S6에 고정된다.

다음에, 도시의 구성과 같은 배향막 형성 장치를 이용한, 본 발명의 제 1 실시 형태의 무기 배향막의 형성 방법에 대하여 설명한다. 이하, 대표적으로, 무기 배향막(3A)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다.

<1> 우선, 진공 챔버 S3 내의 타겟 유지 부재 S6에 타겟(500)을 설치한다. 타겟(500)을 구성하는 재료는 무기 배향막(3A)을 형성하는 재료에 따라 적절히 선택되고, 예컨대, SiO₂로 구성된 무기 배향막을 형성하는 경우에는, 타겟(500)으로서, SiO₂로 구성된 것을 적합하게 이용할 수 있고, 또한, SiO로 구성된 무기 배향막을 형성하는 경우에는, 타겟(500)으로서, SiO로 구성된 것을 적합하게 이용할 수 있다. 그리고, 타겟(500)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원주 형상(원반 형상)의 제 1 부재(510)와, 원통형의 제 2 부재(520)로 구성되어 있다. 이들 부재(제 1 부재(510)와 제 2 부재(520))는 제 1 부재(510)의 외주면(원주의 외주면)과, 제 2 부재(520)의 내주면에 밀착하고 있지만, 필요에 따라 분할하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 타겟(500)에 대해서는, 후에 상술한다.

<2> 다음에, 진공 챔버 S3 내의 기재 홀더 S5에 기재(100)를 설치한다.

<3> 다음에, 배기 펌프 S4에 의해, 진공 챔버 S3 내를 감압한다.

<4> 다음에, 이온원 S1 내에, 가스 공급원 S13으로부터 가스를 공급한다.

<5> 다음에, 필라멘트 S11에 전원(도시하지 않음)으로부터, 전압을 인가하여, 열전자를 발생시킨다. 이와 같이 하여 발생한 열전자는 이온원 S1 내로 도입된 가스와 충돌한다. 이에 따라, 가스가 이온화하여, 플라즈마가 발생한다. 이러한 상태에서, 인출 전극 S12에 이온 가속 전압을 인가함으로써, 이온을 가속하여, 이온빔으로서, 타겟(500)에 조사시킨다.

이온빔이 조사된 타겟(500)으로부터는 스퍼터 입자가 인출되고, 당해 스퍼터 입자를 기재(100) 상에 입사, 퇴적시킨다.

그리고, 상기한 바와 같은 이온빔의 조사를 계속하는 것에 의해, 스퍼터 입자의 기재(100) 상으로의 입사, 퇴적이 진행되어, 기재(100) 상에 무기 배향막(3A)이 형성된 기판(본 발명의 전자 장치용 기판(전자 장치용 기판(200)))을 얻을 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 타겟에의 이온빔의 조사를 행함으로써, 타겟의 두께가 시간이 경과함에 따라 작아지기 때문에, 성막을 반복하여 행한 경우 등에는 타겟을 교환해야 한다.

통상, 이온빔 스퍼터에 있어서는, 이온빔이 타겟 이외의 부재에 조사되는 것을 방지하기 위해, 타겟의 중심 부근(원의 중심 부근)을 목표로 하여 이온빔을 조사한다. 따라서, 종래에 있어서는, 타겟은 그 중심 부근이 선택적으로 소비되고, 외주부 부근은 거의 소비되지 않고서 남아 있었다. 환언하면, 타겟을 효과적으로 이용할 수 없게, 성막에 이용할 수 없는 부분이 많이 남아, 자원 절약, 생산비용의 관점 등으로부터 바람직하지 못하다고 하는 문제가 있었다. 또한, 상기한 바와 같은 문제의 발생을 방지할 목적으로, 비교적 작은 타겟을 이용한 경우에는, 타겟을 유지하기 위한 유지 부재 등에도, 이온빔이 닿게 되어, 타겟의 구성 재료 이외의 성분이, 형성되는 배향막 내에 포함된다고 하는 문제가 발생하고 있었다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 타겟 전체를 교환하는 일 없이, 타겟의 결손을 보충 또는 회복하는 복구 처리를 하면서 성막하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 이온빔이 타겟 이외의 부재에 닿는 것에 의한 문제의 발생을 충분히 방지하면서, 타겟의 이용 효율을 우수한 것으로 할 수 있다.

특히, 본 실시 형태에 따른 도시의 구성에서는, 타겟(500)으로서, 필요시에는 분할 가능한 제 1 부재(510)와 제 2 부재(520)로 구성된 것을 이용한다. 즉. 타겟으로서, 분할 가능한 복수개의 부재로 구성되고, 또한, 상기 복수개의 부재 중 일부만을 선택하여 교환할 수 있는 것을 이용하여, 상기 부재 중 이온빔에 의해 결손을 발생한 것을 적절히 교환함으로써, 복구 처리를 행한다. 이에 따라, 이온빔이 타겟(500) 이외의 부재에 닿는 것에 의한 문제의 발생을 충분히 방지하면서, 타겟(500)의 이용 효율을 우수한 것으로 할 수 있다.

환언하면, 이온빔을 구성하는 이온 입자는, 매우 높은 확률로 타겟(500)의 중심 부근을 구성하는 제 1 부재(510)에 충돌하기 때문에, 타겟(500)의 소비는 제 1 부재(510)에서 선택적으로 진행되어 가지만, 한편으로, 제 1 부재(510)의 외주를 둘러싸도록 배치된 제 2 부재(520)에 의해, 이온빔(이온빔을 구성하는 이온 입자)이 타겟(500) 이외의 부재에 조사되는 것이 효과적으로 방지되고 있다. 따라서, 배향막의 형성(성막)을 반복하여 행한 경우, 성막에 의한 소비가 진행하고 있는 제 1 부재(510)만을 교환하고, 제 2 부재(520)를 그대로 이용할 수 있어, 결과적으로, 타겟(500) 전체로서의 이용 효율을 우수한 것으로 할 수 있다.

제 1 부재(510)의 직경은 25∼250㎜인 것이 바람직하고, 50∼100㎜인 것이 더욱 바람직하며, 55∼75㎜인 것이 더 바람직하다. 이에 따라, 제 1 부재(510)에의 이온빔 조사의 선택성을 특히 높은 것으로 할 수 있어, 결과적으로, 타겟(500)의 이용 효율을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다. 이에 대하여, 제 1 부재(510)의 직경이 상기 하한값 미만이면, 이온빔을 구성하는 이온 입자가 제 2 부재(520)에 충돌할 확률이 높아진다. 그 결과, 제 2 부재(520)의 교환 빈도(제 1 부재(510)의 교환 빈도에 대한 제 2 부재(520)의 교환 빈도의 비율)도 높아지게 되어, 타겟(500) 전체로서의 이용 효율이 저하하는 경향을 나타낸다. 한편, 제 1 부재(510)의 직경이 상기 상한값을 넘으면, 제 1 부재(510) 중 성막에 이용할 수 없는 부분의 비율이 증가하고, 결과적으로, 타겟(500) 전체로서의 이용 효율이 저하할 가능성이 있다.

또한, 타겟(500) 전체로서의 직경(제 2 부재(520)의 외경)은 100∼350㎜인 것이 바람직하고, 110∼310㎜인 것이 더욱 바람직하며, 120∼300㎜인 것이 더더욱 바람직하다. 이에 따라, 타겟(500)의 이용 효율을 충분히 우수한 것으로 하면서, 이온빔이 타겟(500) 이외의 부재에 조사되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있어, 결 과적으로, 형성되는 무기 배향막의 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다. 이에 대하여, 타겟(500) 전체로서의 직경이 상기 하한값 미만이면, 이온빔이 타겟(500) 이외의 부재에 조사되는 것을 충분히 방지하는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다. 한편, 타겟(500) 전체로서의 직경이 상기 상한값을 넘으면, 타겟(500) 중 성막에 이용되지 않는 부분의 비율이 증가하고, 결과적으로, 타겟(500) 전체로서의 이용 효율이 저하될 가능성이 있다.

또, 상기한 설명에서는, 타겟(500)이 제 1 부재(510)와 제 2 부재(520)로 이루어지는 것으로 하여 설명했지만, 타겟(500)은 세 개 이상의 부재(제 1 부재, 제 2 부재, 제 3 부재, …)로 구성되는 것이라도 좋다. 예컨대, 타겟(500)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 동심원 형상으로 세 개의 부재(중심 쪽으로부터 제 1 부재(510), 제 2 부재(520), 제 3 부재(530))가 배치된 것이라도 좋다. 이에 따라, 타겟(500) 전체로서의 이용 효율을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다. 즉, 이온빔을 구성하는 이온 입자의 충돌 확률을, 제 1 부재(510), 제 2 부재(520), 제 3 부재(530)의 순서대로 작게 할 수 있고, 제 2 부재(520)의 교환이 필요하게 되었을 때에도, 제 3 부재(530) 등을 교환하는 일 없이 그대로 이용하는 것 등을 할 수 있다. 이와 같이, 타겟(500)이 세 개 이상의 부재로 구성되는 것인 경우, 각 부재의 직경(외경)은 상술한 것보다 작은 것이라도 좋다.

또한, 이온빔의 조사 시에는, 타겟(500)으로부터 발생한 스퍼터 입자가, 기재(100)에, 기재(100)의 무기 배향막(3A)을 형성하는 면의 수직 방향에 대하여 소정 각도(조사각) θs만큼 경사진 방향으로부터 입사하도록, 기재 홀더 S5의 설치 각도를 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 주로 무기 재료로 구성된 주상 결정이, 기재의 무기 배향막을 형성하는 면의 면 방향에 대하여, 경사진 상태로 배향된 무기 배향막을 형성할 수 있다. 그 결과, 무기 배향막의 프리틸트각을 보다 확실히 제어할 수 있어, 무기 배향막의 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

각도 θs는 40° 이상인 것이 바람직하고, 45° 이상인 것이 더욱 바람직하며, 50∼87°인 것이 더더욱 바람직하고, 70∼87°인 것이 가장 바람직하다. 이에 따라, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 할 수 있고, 그 결과, 얻어지는 무기 배향막(3A)은 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 기능이 보다 우수한 것으로 된다. 이에 대하여, 각도 θs가 지나치게 작으면, 충분한 프리틸트각를 얻을 수 없고, 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 기능이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 한편, 각도 θs가 지나치게 크면, 타겟(500)으로부터 인출된 스퍼터 입자를, 기재(100) 상에 확실히 부착시키는 것이 곤란하게 되고, 그 결과, 기재(100)와 무기 배향막(3A)의 밀착성이 저하한다고 하는 문제가 발생할 가능성이 있다.

또한, 본 발명자는 상술한 바와 같이 성막할 때에 기재에 도달하는 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 무기 배향막의 배향성을 보다 적합하게 제어할 수 있는 것을 찾아내었다. 보다 자세히 설명하면, 기재에 도달하는 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 할 수 있고, 그 결과, 무기 배향막의 배향 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

또한, 이하와 같은 조건 (1) 및 (2) 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하고, 두 개를 동시에 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

(1) 인출 전극 S12에 인가하는 이온빔의 가속 전압이 1200V 이상이다.

(2) 조사되는 이온빔의 이온빔 전류가 50∼500㎃이다.

이러한 조건 (1) 및 (2) 중, 적어도 하나를 만족함으로써, 무기 배향막을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 분자를 보다 안정하게 배향하는 형상으로 할 수 있어, 결과적으로, 프리틸트각을 보다 확실히 제어할 수 있다.

특히, 상기 조건 (1) 및 (2)을 동시에 만족함으로써, 전술한 효과가 보다 현저한 것으로 된다.

이온빔의 가속 전압은, 상술한 바와 같이, 1200V 이상인 것이 바람직하지만, 1400V 이상인 것이 더욱 바람직하다. 가속 전압이 상기 하한값 미만이면, 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을 보다 확실히 제어하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.

이온빔 전류는, 상술한 바와 같이, 50∼500㎃인 것이 바람직하지만, 200∼500㎃인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을 보다 확실히 제어할 수 있고, 또한 이온빔을 목적하는 부분에 조사할 수 있어(이온빔의 조사 위치의 선택성이 향상하여), 타겟의 이용 효율을 더 향상시킬 수 있다. 이에 대하여, 이온빔 전류가 상기 하한값 미만이면, 스퍼터 레이트가 저하하여, 충분한 생산성를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 이온빔 전류가 상기 상한값을 넘 으면, 액정 분자의 배향성에 편차가 발생하는 경향이 있다.

일반적으로, 기재에 대하여 소정의 조건으로 스퍼터 입자를 경사지게 입사하면, 스퍼터 입자의 입사각(조사각)에 대응한 방향으로 경사진 주상 결정을 성장시킬 수 있어, 무기 배향막 전체로서 배향성을 갖는 것으로 할 수 있지만, 액정 분자의 배향성에 편차가 발생할 가능성이 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 조건을 만족하면, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 확실히 프리틸트각을 제어할 수 있다.

또한, 진공 챔버 S3 내의 압력, 즉, 무기 배향막(3A)을 형성할 때의 분위기의 압력은 5.0×10^-2Pa 이하인 것이 바람직하고, 1.0×10^-2Pa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 무기 배향막(3A)을 형성할 수 있다. 이에 대하여, 진공 챔버 S3 내의 압력이 지나치게 높으면, 스퍼터 입자의 직진성이 저하하는 경우가 있고, 그 결과, 주상 결정이 충분히 형성되지 않을 가능성이 있다. 또한, 결정의 배향이 충분히 구비되지 않을 가능성이 있다.

가스 공급원 S13으로부터 이온원 S1 내로 공급되는 가스는 특별히 한정되지 않지만, 희(希) 가스인 것이 바람직하고, 아르곤 가스인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 무기 배향막(3A)의 형성 속도(스퍼터 레이트)를 향상시킬 수 있다.

무기 배향막(3A)을 형성할 때의 기재(100)의 온도는 비교적 낮은 것이 바람 직하다. 구체적으로는, 기재(100)의 온도는 150℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 80℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하며, 20∼50℃로 하는 것이 더더욱 바람직하다. 이에 따라, 기재(100)에 부착된 스퍼터 입자가 최초에 부착된 위치로부터 이동하는 현상, 즉 이동(migration)이라는 현상을 억제하여, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 무기 배향막(3A)을 형성할 수 있다. 또, 무기 배향막(3A)을 형성할 때의 기재(100)의 온도가 상기 범위의 것이 되도록 필요에 따라 냉각하여도 좋다.

무기 배향막(3A)의 형성 속도(성막 속도)는, 특히 한정되지 않지만, 1∼15㎚/분인 것이 바람직하고, 6∼10㎚/분인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 무기 배향막의 배향성을 손상시키는 일없이, 보다 효율적으로 무기 배향막을 형성할 수 있다.

이상, 무기 배향막(3A)을 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, 무기 배향막(4A)에 대해서도 마찬가지로 형성할 수 있다.

다음에, 본 발명의 배향막의 형성 방법의 제 2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 형태의 무기 배향막의 형성 방법에 이용하는 배향막 형성 장치의 모식도, 도 7은 본 실시 형태에서 이용하는 타겟의 형상 및 타겟의 이동 방향을 나타내기 위한 도면이다.

도 6에 나타내는 배향막 형성 장치 S100은 이온빔을 조사하는 이온원(이온빔 소스) S1과, 진공 챔버 S3과, 진공 챔버 S3 내의 압력을 제어하는 배기 펌프 S4와, 무기 배향막을 형성하는 기재를 진공 챔버 S3 내에 고정하는 기재 홀더 S5와, 타겟(500)을 유지하는 타겟 유지 부재(backing plate) S6과, 타겟 유지 부재 S6과 함께 타겟(500)을 이동시키는 이동 수단 S7을 갖고 있다.

또한, 타겟 유지 부재 S6은, 통상, 스테인리스강, 구리, 구리 합금 등의 열전도성에 우수한 금속 재료로 구성되어 있다. 무기 배향막의 형성 시에는, 타겟(500)은 In 등의 본딩제를 통해, 타겟 유지 부재 S6에 고정된다. 그리고, 이 타겟 유지 부재 S6은 이동 수단 S7에 의해 이동 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 타겟(500)도 타겟 유지 부재 S6과 함께 이동하는 것으로 된다. 환언하면, 타겟(500) 상으로의 이온빔의 조사 위치를 시간 경과에 따라 변화시킬 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한 환언하면, 타겟(500)은 이동 수단 S7에 의해, 이온원 S1 및 기재에 대하여, 상대적으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다.

다음에, 도시한 구성과 같은 배향막 형성 장치를 이용한, 본 발명의 제 2 실시 형태의 무기 배향막의 형성 방법에 대하여 설명한다. 이하, 대표적으로, 무기 배향막(3A)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다.

<1> 우선, 진공 챔버 S3 내의 타겟 유지 부재 S6에 타겟(500)을 설치한다. 타겟(500)을 구성하는 재료는 무기 배향막(3A)을 형성하는 재료에 의해 적절히 선 택되고, 예컨대, SiO₂로 구성된 무기 배향막을 형성하는 경우에는, 타겟(500)으로서, SiO₂로 구성된 것을 적합하게 이용할 수 있으며, 또한, SiO로 구성된 무기 배향막을 형성하는 경우에는, 타겟(500)으로서, SiO로 구성된 것을 적합하게 이용할 수 있다.

<5> 다음에, 필라멘트 S11에 전원(도시하지 않음)으로부터, 전압을 인가하여, 열전자를 발생시킨다. 이와 같이 하여 발생한 열전자는 이온원 S1 내에 도입된 가스와 충돌한다. 이에 따라, 가스가 이온화하여, 플라즈마가 발생한다. 이러한 상태에서, 인출 전극 S12에 이온 가속 전압을 인가함으로써, 이온을 가속하여, 이온빔으로서, 타겟(500)에 조사시킨다.

이 때, 이동 수단 S7에 의해, 타겟 유지 부재 S6을 이동시킨다. 이에 따라, 타겟(500) 상으로의 이온빔의 조사 위치가 시간 경과에 따라 변화된다. 환언하면, 타겟 유지 부재 S6과 동시에 타겟(500)도 이동하고, 타겟(500)의 이온원 S1 및 기재(100)에 대한 상대적인 위치 관계가 시간 경과에 따라 변화된다(도 7 참조).

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 복구 처리를, 타겟(500)을 이온원 S1 및 기 재(100)에 대하여 상대적으로 이동시키면서, 이온빔을 조사함으로써 실행한다. 이에 따라, 타겟(500) 상의 이온빔이 입사되는 부분을 시간 경과에 따라 변화시킬 수 있다. 그 결과, 타겟(500)이 국부적으로 소비되는 것을 방지할 수 있어, 타겟(500)을 낭비 없이 효과적으로 이용할 수 있다. 또한, 타겟(500)을 효과적으로 이용할 수 있으므로, 자원 절약으로 인한 환경에의 부담이 적은 방법으로 무기 배향막을 형성할 수 있다. 또한, 타겟(500)을 효과적으로 이용할 수 있기 때문에, 타겟(500)의 교환 빈도를 감소시킬 수 있어, 타겟의 교환에 따르는 문제의 발생도 효과적으로 방지할 수 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 타겟(500)으로서, 엽전 형상을 갖는 것을 이용하고 있고, 타겟(500)의 상대적인 이동(이온원 S1 및 기재(100)와의 상대적인 이동)은 타겟(500)의 장축 방향과 거의 동일한 일차원 방향으로의 왕복 이동이다. 이에 따라, 배향막 형성 장치의 구성이 대형화, 복잡화하는 것을 방지하면서, 타겟(500)을 충분히 효과적으로 이용할 수 있다.

타겟(500)의 이동 속도(이온원 S1 및 기재(100)와의 상대적인 이동 속도)는 0.01∼40㎜/초인 것이 바람직하고, 3∼35㎜/초인 것이 더욱 바람직하며, 3∼30㎜/초인 것이 더더욱 바람직하다. 타겟(500)의 이동 속도가 상기 하한값 미만이면, 이온빔의 조사 조건 등에 따라서는, 타겟(500)을, 이온원 S1 및 기재(100)에 대하여 상대적으로 이동시키는 것에 의한 효과가 충분히 발휘되지 않을 가능성이 있다. 또한, 이온빔의 조사 조건 등에 따라서는, 타겟(500)으로부터 인출되는 스퍼터 입자의 비행 방향이 불안정하게 되어, 무기 배향막을, 후술하는 바와 같은 주상 결정 으로 구성된 것으로서 얻는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다. 한편, 타겟(500)의 이동 속도가 상기 상한값을 넘으면, 이온빔의 조사 조건 등에 따라서는, 타겟(500)으로부터 인출되는 스퍼터 입자의 비행 방향이 불안정하게 되어, 무기 배향막을 후술하는 바와 같은 주상 결정으로 구성된 것으로서 얻는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 타겟(500)의 이동을 수반하는 이온빔의 조사를 계속하는 것에 의해, 스퍼터 입자의 기재(100) 상으로의 입사, 퇴적이 진행되고, 기재(100) 상에 무기 배향막(3A)이 형성된 기판(본 발명의 전자 장치용 기판(전자 장치용 기판(200)))을 얻을 수 있다.

또, 이온빔의 조사 시에는, 타겟(500)으로부터 발생한 스퍼터 입자가 기재(100)에, 기재(100)의 무기 배향막(3A)을 형성하는 면의 수직 방향에 대하여 소정 각도(조사각) θs만큼 경사진 방향으로부터 입사하도록, 기재 홀더 S5의 설치 각도를 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 주로 무기 재료로 구성된 주상 결정이, 기재의 무기 배향막을 형성하는 면의 면 방향에 대하여, 경사진 상태로 배향된 무기 배향막을 형성할 수 있다. 그 결과, 무기 배향막의 프리틸트각을 보다 확실히 제어할 수 있어, 무기 배향막의 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

각도 θs는 40° 이상인 것이 바람직하고, 45° 이상인 것이 더욱 바람직하며, 50∼87°인 것이 더더욱 바람직하고, 70∼87°인 것이 가장 바람직하다. 이에 따라, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 분 자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 할 수 있고, 그 결과, 얻어지는 무기 배향막(3A)은 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 기능이 보다 우수한 것으로 된다. 이에 대하여, 각도 θs가 지나치게 작으면, 충분한 프리틸트각를 얻을 수 없어, 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 기능이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 한편, 각도 θs가 지나치게 크면, 타겟(500)으로부터 인출된 스퍼터 입자를, 기재(100) 상에 확실하게 부착시키는 것이 곤란하게 되고, 그 결과, 기재(100)와 무기 배향막(3A)의 밀착성이 저하한다고 하는 문제가 발생할 가능성이 있다.

또한, 본 발명자는, 상술한 바와 같이 성막할 때에 기재에 도달하는 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 무기 배향막의 배향성을 보다 적합하게 제어할 수 있는 것을 찾아내었다. 보다 자세히 설명하면, 기재에 도달하는 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 재료를 보다 안정하여 배향할 수 있는 형상으로 할 수 있고, 그 결과, 무기 배향막의 배향 특성을 더 우수한 것으로 할 수 있다.

또한, 이하와 같은 조건 (1) 및 (2) 중, 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하고, 두 개를 동시에 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

(2) 조사되는 이온빔의 이온빔 전류가 50∼500㎃이다.

이온빔의 가속 전압은, 상술한 바와 같이, 1200V 이상인 것이 바람직하지만, 1400V 이상인 것이 더욱 바람직하다. 가속 전압이 상기 하한값 미만이면, 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을 보다 확실히 제어하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

이온빔 전류는, 상술한 바와 같이, 50∼500㎃인 것이 바람직하지만, 200∼500㎃인 것이 더욱 바람직하다. 이온빔 전류가 상기 하한값 미만이면, 스퍼터 레이트가 저하하여, 충분한 생산성를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 이온빔 전류가 상기 상한값을 넘으면, 액정 분자의 배향성에 편차가 발생하는 경향이 있다.

일반적으로, 기재에 대하여 소정의 조건으로 스퍼터 입자를 경사지게 하여 입사시키면, 스퍼터 입자의 입사각(조사각)에 대응한 방향으로 경사진 주상 결정을 성장시킬 수 있어, 무기 배향막 전체로서 배향성을 갖는 것으로 할 수 있지만, 액정 분자의 배향성에 편차가 발생하게 될 가능성이 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 조건을 만족하면, 무기 배향막(3A)을 구성하는 주상 결정의 꼭대기부 부근의 형상을, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 형상으로 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 확실히 프리틸트각을 제어할 수 있다.

또한, 진공 챔버 S3 내의 압력, 즉, 무기 배향막(3A)을 형성할 때의 분위기의 압력은 5.0×10^-2Pa 이하인 것이 바람직하고, 1.0×10^-2Pa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 무기 배향막(3A) 을 형성할 수 있다. 이에 대하여, 진공 챔버 S3 내의 압력이 지나치게 높으면, 스퍼터 입자의 직진성이 저하하는 경우가 있고, 그 결과, 주상 결정이 충분히 형성되지 않을 가능성이 있다. 또한, 결정의 배향이 충분히 갖추어지지 않을 가능성이 있다.

가스 공급원 S13으로부터 이온원 S1 내로 공급되는 가스는, 특히 한정되지 않지만, 희 가스인 것이 바람직하고, 아르곤 가스인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 무기 배향막(3A)의 형성 속도(스퍼터 레이트)를 향상시킬 수 있다.

무기 배향막(3A)을 형성할 때의 기재(100)의 온도는 비교적 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 기재(100)의 온도는 150℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 80℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하며, 20∼50℃로 하는 것이 더더욱 바람직하다. 이에 따라, 기재(100)에 부착된 스퍼터 입자가 최초에 부착된 위치로부터 이동하는 현상, 즉 이동(migration)이라는 현상을 억제하여, 액정 분자를 보다 안정하게 배향할 수 있는 무기 배향막(3A)을 형성할 수 있다. 또, 무기 배향막(3A)을 형성할 때의 기재(100)의 온도가 상기 범위의 것으로 되도록, 필요에 따라 냉각하여도 좋다.

무기 배향막(3A)의 형성 속도(성막 속도)는, 특별히 한정되지 않지만, 1∼15㎚/분인 것이 바람직하고, 6∼10㎚/분인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 무기 배향막의 배향성을 손상하는 일없이, 보다 효율적으로 무기 배향막을 형성할 수 있다.

이상, 무기 배향막(3A)을 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, 무기 배향막 (4A)에 대해서도 마찬가지로 형성할 수 있다.

다음에, 본 발명의 액정 패널의 제 2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 액정 패널의 제 2 실시 형태를 나타내는 모식적인 종단면도이다. 이하, 도 8에 나타내는 액정 패널(1B)에 대하여, 상기 제 1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 액정 패널(TFT 액정 패널)(1B)은 TFT 기판(액정 구동 기판)(17)과 TFT 기판(17)에 접합된 무기 배향막(3B)과 액정 패널용 대향 기판(12)과 액정 패널용 대향 기판(12)에 접합된 무기 배향막(4B)과, 무기 배향막(3B)과 무기 배향막(4B)의 공간에 봉입된 액정으로 이루어지는 액정층(2)과, TFT 기판(액정 구동 기판)(17)의 외부 표면 쪽(무기 배향막(4B)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에 접합된 편광막(7B)과, 액정 패널용 대향 기판(12)의 외부 표면 쪽(무기 배향막(4B)과 대향하는 면과는 반대쪽의 면 쪽)에 접합된 편광막(8B)를 갖고 있다. 무기 배향막(3B, 4B)은 상술한 무기 배향막(3A, 4A)과 마찬가지의 방법(본 발명의 무기 배향막의 형성 방법)으로 형성된 것이고, 편광막(7B, 8B)은 상술한 편광막(7A, 8A)과 마찬가지의 것이다.

액정 패널용 대향 기판(12)은 마이크로 렌즈 기판(11)과, 이러한 마이크로 렌즈 기판(11)의 표층(114) 상에 마련되어, 개구(131)가 형성된 블랙 매트릭스(13)와, 표층(114) 상에 블랙 매트릭스(13)를 덮도록 마련된 투명 도전막(공통 전극)(14)을 갖고 있다.

마이크로 렌즈 기판(11)은 요곡면(凹曲面)을 갖는 복수(다수)의 오목부(마이크로 렌즈용 오목부)(112)가 마련된 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(제 1 기판)(111)과, 이러한 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)의 오목부(112)가 마련된 면에 수지층(접착제층)(115)을 통해 접합된 표층(제 2 기판)(114)을 갖고 있고, 또한, 수지층(115)에서는, 오목부(112) 내에 충전된 수지에 의해 마이크로 렌즈(113)가 형성되어 있다.

마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)은 평판 형상의 모재(母材)(투명 기판)로부터 제조되고, 그 표면에는, 복수(다수)의 오목부(112)가 형성되어 있다. 오목부(112)는, 예컨대, 마스크를 이용한, 건식 에칭법, 습식 에칭법 등에 의해 형성할 수 있다.

이 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)은, 예컨대, 유리 등으로 구성되어 있다.

상기 모재의 열팽창 계수는 유리 기판(171)의 열팽창 계수와 거의 같은 것(예컨대, 양자의 열팽창 계수의 비가 1/10∼10 정도)인 것이 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 액정 패널에서는, 온도가 변화되었을 때에 양자의 열팽창 계수가 다른 것에 의해 발생하는 뒤틀림, 휨, 박리 등이 방지된다.

이러한 관점으로부터는, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)과, 유리 기판(171)과는 동 종류의 재질로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 온도 변화 시의 열팽창 계수의 상위에 의한 뒤틀림, 휨, 박리 등이 효과적으로 방지된다.

특히, 마이크로 렌즈 기판(11)을 고온 폴리실리콘의 TFT 액정 패널에 이용하는 경우에는, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)은 석영 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다. TFT 액정 패널은 액정 구동 기판으로서 TFT 기판을 갖고 있다. 이러한 TFT 기판에는, 제조 시의 환경에 의해 특성이 변화되기 어려운 석영 유리가 바람직하게 이용된다. 이 때문에, 이것에 대응시켜, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)을 석영 유리로 구성함으로써, 뒤틀림, 휨 등이 발생하기 어려운, 안정성이 우수한 TFT 액정 패널을 얻을 수 있다.

마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)의 상면에는, 오목부(112)를 덮는 수지층(접착제층)(115)이 마련된다.

오목부(112) 내에는, 수지층(115)의 구성 재료가 충전되는 것에 의해, 마이크로 렌즈(113)가 형성되어 있다.

수지층(115)은, 예컨대, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)의 구성 재료의 굴절율보다 높은 굴절율의 수지(접착제)로 구성할 수 있어, 예컨대, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴에폭시계와 같은 자외선 경화 수지 등으로 적합하게 구성할 수 있다.

수지층(115)의 상면에는, 평판 형상의 표층(114)이 마련된다.

표층(유리층)(114)은, 예컨대, 유리로 구성할 수 있다. 이 경우, 표층(114)의 열팽창 계수는 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)의 열팽창 계수와 거의 같은 것(예컨대, 양자의 열팽창 계수의 비가 1/10∼10정도)으로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)과 표층(114)의 열팽창 계수의 상위에 의해 발생하는 뒤틀림, 휨, 박리 등이 방지된다. 이러한 효과는 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)과 표층(114)을 동(同) 종류의 재료로 구성하면, 보다 효과적으로 얻어진다.

표층(114)의 두께는, 마이크로 렌즈 기판(11)이 액정 패널에 이용되는 경우, 필요한 광학 특성을 얻는 관점으로부터는, 통상, 5∼1000㎛ 정도로 되고, 더욱 바람직하게는 10∼150㎛ 정도로 된다.

또, 표층(배리어층)(114)은, 예컨대, 세라믹으로 구성할 수도 있다. 또, 세라믹으로는, 예컨대, AlN, SiN, TiN, BN 등의 질화물계 세라믹, Al₂O₃, TiO₂ 등의 산화물계 세라믹, WC, TiC, ZrC, TaC 등의 탄화물계 세라믹 등을 들 수 있다. 표층(114)을 세라믹으로 구성하는 경우, 표층(114)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 20㎚∼20㎛ 정도로 하는 것이 바람직하고, 40㎚∼1㎛ 정도로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또, 이러한 표층(114)은 필요에 따라 생략할 수 있다.

블랙 매트릭스(13)는 차광 기능을 갖고, 예컨대, Cr, A1, Al 합금, Ni, Zn, Ti 등의 금속, 카본이나 티탄 등을 분산한 수지 등으로 구성되어 있다.

투명 도전막(14)은 도전성을 갖고, 예컨대, ITO, IO, 산화주석(SnO₂) 등으로 구성되어 있다.

TFT 기판(17)은 액정층(2)의 액정을 구동하는 기판이며, 유리 기판(171)과, 이러한 유리 기판(171) 상에 마련되어, 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 배치된 복수 (다수)의 화소 전극(172)과, 각 화소 전극(172)에 대응하는 복수(다수)의 박막 트랜지스터(TFT)(173)를 갖고 있다. 또, 도 8에서는, 밀봉재, 배선 등의 기재는 생략했다.

유리 기판(171)은 상술한 바와 같은 이유로부터, 석영 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

화소 전극(172)은 투명 도전막(공통 전극)(14)과의 사이에서 충방전을 하는 것에 의해, 액정층(2)의 액정을 구동한다. 이 화소 전극(172)은, 예컨대, 상술한 투명 도전막(14)과 동일한 재료로 구성되어 있다.

박막 트랜지스터(173)는 근방의 대응하는 화소 전극(172)에 접속되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터(173)는, 도시하지 않은 제어 회로에 접속되고, 화소 전극(172)으로 공급하는 전류를 제어한다. 이에 따라, 화소 전극(172)의 충방전이 제어된다.

무기 배향막(3B)은 TFT 기판(17)의 화소 전극(172)과 접합되어 있고, 무기 배향막(4B)은 액정 패널용 대향 기판(12)의 투명 도전막(14)과 접합되어 있다.

액정층(2)은 액정 재료(액정 분자)로 구성되어 있고, 화소 전극(172)의 충방전에 대응하여, 이러한 액정 분자, 즉 액정의 배향이 변화된다.

이러한 액정 패널(1B)에서는, 통상, 한 개의 마이크로 렌즈(113)와, 이러한 마이크로 렌즈(113)의 광축 Q에 대응한 블랙 매트릭스(13)의 한 개의 개구(131)와, 한 개의 화소 전극(172)과, 이러한 화소 전극(172)에 접속된 한 개의 박막 트랜지스터(173)가 1 화소에 대응하고 있다.

액정 패널용 대향 기판(12) 쪽으로부터 입사된 입사광 L은 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판(111)을 통하고, 마이크로 렌즈(113)를 통과할 때에 집광되면서, 수지층(115), 표층(114), 블랙 매트릭스(13)의 개구(131), 투명 도전막(14), 액정층(2), 화소 전극(172), 유리 기판(171)을 투과한다. 이 때, 마이크로 렌즈 기판(11)의 입사 쪽에 편광막(8B)이 마련되기 때문에, 입사광 L이 액정층(2)을 투과할 때에, 입사광 L은 직선 편광으로 되어있다. 그 때, 이 입사광 L의 편광 방향은 액정층(2)의 액정 분자의 배향 상태에 대응하여 제어된다. 따라서, 액정 패널(1B)을 투과한 입사광 L을 편광막(7B)에 투과시킴으로써, 출사광의 휘도를 제어할 수 있다.

이와 같이, 액정 패널(1B)은 마이크로 렌즈(113)를 갖고 있고, 또한, 마이크로 렌즈(113)를 통과한 입사광 L은 집광되어 블랙 매트릭스(13)의 개구(131)를 통과한다. 한편, 블랙 매트릭스(13)의 개구(131)가 형성되어 있지 않은 부분에서는, 입사광 L은 차광된다. 따라서, 액정 패널(1B)에서는, 화소 이외의 부분으로부터 불필요 광이 누설되는 것이 방지되고, 또한, 화소 부분에서의 입사광 L의 감쇠가 억제된다. 이 때문에, 액정 패널(1B)은 화소부에서 높은 광 투과율을 갖는다.

이 액정 패널(1B)은, 예컨대, 공지의 방법에 의해 제조된 TFT 기판(17)과 액정 패널용 대향 기판(12)에, 각각, 무기 배향막(3B, 4B)을 형성하고, 그 후, 밀봉재(도시하지 않음)를 통해 양자를 접합하고, 이어서, 그에 따라 형성된 공극부의 밀봉 구멍(도시하지 않음)으로부터 액정을 공극부 내로 주입하고, 다음에, 이러한 봉입 구멍을 막는 것에 의해 제조할 수 있다.

또, 상기 액정 패널(1B)에서는, 액정 구동 기판으로서 TFT 기판을 이용했지만, 액정 구동 기판에 TFT 기판 이외의 다른 액정 구동 기판, 예컨대, TFD 기판, STN 기판 등을 이용하여도 좋다.

또한, 상술한 바와 같은 무기 배향막을 구비하는 액정 패널은 광원이 강한 것이나, 옥외에서 이용되는 것에 적합하게 이용할 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 액정 패널(1A)을 구비하는 본 발명의 전자기기(액정 표시 장치)에 대하여, 도 9 내지 도 11에 나타내는 실시 형태에 근거하여, 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 전자기기를 적용한 모바일형(또는 노트북형)의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다.

이 도면에 있어, 퍼스널 컴퓨터(1100)는 키보드(1102)를 구비한 본체부(1104)와, 표시 유닛(1106)으로 구성되고, 표시 유닛(1106)은 본체부(1104)에 대하여 힌지 구조부를 통해 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 퍼스널 컴퓨터(1100)에 있어서는, 표시 유닛(1106)이 상술한 액정 패널(1A)과, 도시하지 않은 백 라이트를 구비하고 있다. 백 라이트로부터의 광을 액정 패널(1A)에 투과시킴으로써 화상(정보)을 표시할 수 있는 것이다.

도 10은 본 발명의 전자기기를 적용한 휴대 전화기(PHS도 포함함)의 구성을 나타내는 사시도이다.

이 도면에서, 휴대 전화기(1200)는 복수의 조작 버튼(1202), 수화구(1204) 및 송화구(1206)와 함께 전술한 액정 패널(1A)과 도시하지 않은 백 라이트를 구비 하고 있다.

도 11은 본 발명의 전자기기를 적용한 디지털 스틸 카메라의 구성을 나타내는 사시도이다. 또, 이 도면에는, 외부기기와의 접속에 대해서도 간단하게 표시되어 있다.

여기서, 통상의 카메라는 피사체의 광 이미지에 의해 은염 사진 필름을 감광하는 데 대하여, 디지털 스틸 카메라(1300)는 피사체의 광 이미지를 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자에 의해 광전 변환하여 촬상 신호(화상 신호)를 생성한다.

디지털 스틸 카메라(1300)에 있어서의 케이스(case)(1302)의 배면에는, 전술한 액정 패널(1A)과, 도시하지 않은 백 라이트가 마련되고, CCD에 의한 촬상 신호에 근거하여 표시를 행하는 구성으로 되어 있고, 액정 패널(1A)은 피사체를 전자 화상으로서 표시하는 파인더로서 기능한다.

케이스의 내부에는, 회로 기판(1308)이 설치되어 있다. 이 회로 기판(1308)은 촬상 신호를 저장(기억)할 수 있는 메모리가 설치되어 있다.

또한, 케이스(1302)의 정면 쪽(도시의 구성에서는 이면 쪽)에는, 광학 렌즈(촬상 광학계)나 CCD 등을 포함하는 수광 유닛(1304)이 마련된다.

촬영자가 액정 패널(1A)에 표시된 피사체 이미지를 확인하고, 셔터 버튼(1306)을 누르면, 그 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 회로 기판(1308)의 메모리에 전송·저장된다.

또한, 이 디지털 스틸 카메라(1300)에서는, 케이스(1302)의 측면에, 비디오 신호 출력 단자(1312)와, 데이터 통신용 입출력 단자(1314)가 마련된다. 그리고, 도시와 같이, 비디오 신호 출력 단자(1312)에는 텔레비전 모니터(1430)가, 데이터 통신용 입출력 단자(1314)에는 퍼스널 컴퓨터(1440)가, 각각 필요에 따라 접속된다. 또한, 소정 조작에 의해, 회로 기판(1308)의 메모리에 저장된 촬상 신호가 텔레비전 모니터(1430)나, 퍼스널 컴퓨터(1440)로 출력되는 구성으로 되어 있다.

다음에, 본 발명의 전자기기의 일례로서, 상기 액정 패널(1B)을 이용한 전자기기(액정프로젝터)에 대하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 전자기기(투사형 표시 장치)의 광학계를 모식적으로 나타내는 도면이다.

동 도면에 나타내는 바와 같이, 투사형 표시 장치(300)는 광원(301)과 복수의 인터그레이터 렌즈를 구비한 조명 광학계와, 복수의 다이크로익 미러 등을 구비한 색 분리 광학계(도광 광학계)와, 적색에 대응한 (적색용) 액정 광 밸브(액정 광 셔터 어레이)(24)와, 녹색에 대응한 (녹색용) 액정 광 밸브(액정 광 셔터 어레이)(25)와, 청색에 대응한 (청색용) 액정 광 밸브(액정 광 셔터 어레이)(26)와, 적색광만을 반사하는 다이크로익 미러면(211) 및 청색광만을 반사하는 다이크로익 미러면(212)이 형성된 다이크로익 프리즘(색 합성 광학계)(21)과, 투사 렌즈(투사 광학계)(22)를 갖고 있다.

또한, 조명 광학계는 인터그레이터 렌즈(302, 303)를 갖고 있다. 색 분리 광학계는 미러(304, 306, 309), 청색광 및 녹색광을 반사하는(적색광만을 투과하는) 다이크로익 미러(305), 녹색광만을 반사하는 다이크로익 미러(307), 청색광만 을 반사하는 다이크로익 미러(또는 청색광을 반사하는 미러)(308), 집광 렌즈(310, 311, 312, 313, 314)를 갖고 있다.

액정 광 밸브(25)는 상술한 액정 패널(1B)을 구비하고 있다. 액정 광 밸브(24, 26)도 액정 광 밸브(25)와 마찬가지의 구성으로 되어있다. 이들 액정 광 밸브(24, 25, 26)가 구비하고 있는 액정 패널(1B)은 도시하지 않은 구동 회로에 각각 접속되어 있다.

또, 투사형 표시 장치(300)에서는, 다이크로익 프리즘(21)과 투사 렌즈(22)로 광학 블럭(20)이 구성되어 있다. 또한, 이 광학 블럭(20)과, 다이크로익 프리즘(21)에 대하여 고정적으로 설치된 액정 광 밸브(24, 25, 26)로 표시 유닛(23)이 구성되어 있다.

이하, 투사형 표시 장치(300)의 작용을 설명한다.

광원(301)으로부터 출사된 백색광(백색 광속)은 인터그레이터 렌즈(302, 303)를 투과한다. 이 백색광의 광 강도(휘도 분포)는 인터그레이터 렌즈(302, 303)에 의해 균일하게 된다. 광원(301)으로부터 출사되는 백색광은 그 광 강도가 비교적 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 스크린(320) 상에 형성되는 화상을 보다 선명한 것으로 할 수 있다. 또한, 투사형 표시 장치(300)에서는, 내광성에 우수한 액정 패널(1B)을 이용하고 있기 때문에, 광원(301)으로부터 출사되는 광의 강도가 큰 경우더라도, 우수한 장기(長期) 안정성를 얻을 수 있다.

인터그레이터 렌즈(302, 303)를 투과한 백색광은 미러(304)에서 도 12 중 왼쪽으로 반사하고, 그 반사광 중 청색광(B) 및 녹색광(G)은 각각 다이크로익 미러 (305)에서 도 12 중 아래쪽으로 반사하며, 적색광(R)은 다이크로익 미러(305)를 투과한다.

다이크로익 미러(305)를 투과한 적색광은 미러(306)에서 도 12 중 아래쪽으로 반사하고, 그 반사광은 집광 렌즈(310)에 의해 정형되어, 적색용 액정 광 밸브(24)에 입사된다.

다이크로익 미러(305)에서 반사된 청색광 및 녹색광 중 녹색광은 다이크로익 미러(307)에서 도 12 중 왼쪽으로 반사하고, 청색광은 다이크로익 미러(307)를 투과한다.

다이크로익 미러(307)에서 반사된 녹색광은 집광 렌즈(311)에 의해 정형되어, 녹색용 액정 광 밸브(25)에 입사된다.

또한, 다이크로익 미러(307)를 투과한 청색광은 다이크로익 미러(또는 미러)(308)에서 도 12 중 왼쪽으로 반사되고, 그 반사광은 미러(309)에서 도 12 중 위쪽으로 반사된다. 상기 청색광은 집광 렌즈(312, 313, 314)에 의해 정형되고, 청색용 액정 광 밸브(26)로 입사된다.

이와 같이, 광원(301)으로부터 출사된 백색광은 색 분리 광학계에 의해, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색으로 색 분리되어, 각각, 대응하는 액정 광 밸브로 안내되어 입사된다.

이 때, 액정 광 밸브(24)가 갖는 액정 패널(1B)의 각 화소(박막 트랜지스터(173)와 이것에 접속된 화소 전극(172))는 적색용 화상 신호에 근거하여 작동하는 구동 회로(구동 수단)에 의해, 스위칭 제어(온/오프), 즉 변조된다.

마찬가지로, 녹색광 및 청색광은, 각각, 액정 광 밸브(25, 26)에 입사되어, 각각의 액정 패널(1B)에서 변조되고, 그에 따라 녹색용 화상 및 청색용 화상이 형성된다. 이 때, 액정 광 밸브(25)가 갖는 액정 패널(1B)의 각 화소는 녹색용 화상 신호에 근거하여 작동하는 구동 회로에 의해 스위칭 제어되고, 액정 광 밸브(26)가 갖는 액정 패널(1B)의 각 화소는 청색용 화상 신호에 근거하여 작동하는 구동 회로에 의해 스위칭 제어된다.

이에 따라 적색광, 녹색광 및 청색광은, 각각, 액정 광 밸브(24, 25, 26)에서 변조되어, 적색용 화상, 녹색용 화상 및 청색용 화상이 각각 형성된다.

상기 액정 광 밸브(24)에 의해 형성된 적색용 화상, 즉 액정 광 밸브(24)로부터의 적색광은 면(213)으로부터 다이크로익 프리즘(21)에 입사되고, 다이크로익 미러면(211)에서 도 12 중 왼쪽으로 반사되며, 다이크로익 미러면(212)을 투과하여, 출사면(216)으로부터 출사된다.

또한, 상기 액정 광 밸브(25)에 의해 형성된 녹색용 화상, 즉 액정 광 밸브(25)로부터의 녹색광은 면(214)으로부터 다이크로익 프리즘(21)에 입사되어, 다이크로익 미러면(211, 212)을 각각 투과하여, 출사면(216)으로부터 출사된다.

또한, 상기 액정 광 밸브(26)에 의해 형성된 청색용 화상, 즉 액정 광 밸브(26)로부터의 청색광은 면(215)으로부터 다이크로익 프리즘(21)에 입사되어, 다이크로익 미러면(212)에서 도 12 중 왼쪽으로 반사되고, 다이크로익 미러면(211)을 투과하여, 출사면(216)으로부터 출사된다.

이와 같이, 상기 액정 광 밸브(24, 25, 26)로부터의 각 색의 광, 즉 액정 광 밸브(24, 25, 26)에 의해 형성된 각 화상은 다이크로익 프리즘(21)에 의해 합성되고, 이에 따라 컬러 화상이 형성된다. 이 화상은 투사 렌즈(22)에 의해, 소정 위치에 설치되어 있는 스크린(320) 상에 투영(확대 투사)된다.

또, 본 발명의 전자기기는 도 9의 퍼스널 컴퓨터(모바일형 퍼스널 컴퓨터), 도 10의 휴대 전화기, 도 11의 디지털 스틸 카메라, 도 12의 투사형 표시 장치 외에도, 예컨대, 텔레비전이나, 비디오 카메라, 뷰 파인더형, 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 호출기, 전자 수첩(통신 기능 부가도 포함함), 전자 사전, 전자 계산기, 전자 게임기기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, 방범용 텔레비전 모니터, 전자 쌍안경, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기(예컨대 금융 기관의 현금 인출기, 자동 판매기), 의료기기(예컨대, 전자 체온계, 혈압계, 혈당계, 심전 표시 장치, 초음파 진단 장치, 내시경용 표시 장치), 물고기 떼 탐지기, 각종 측정기기, 계량기류(예컨대, 차량, 항공기, 선박의 계량기류), 비행 시뮬레이터 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자기기의 표시부, 모니터부로서, 상술한 본 발명의 액정 패널을 적용 가능한 것은 물론이다.

이상, 본 발명을 도시한 실시 형태에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 본 발명의 무기 배향막의 형성 방법에서는, 임의의 원하는 공정이 1 또는 2 이상 추가되어도 좋다. 또한, 예컨대, 본 발명의 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기에서는, 각 부의 구성은 마찬가지의 기능을 발휘하는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있고, 또한, 임의의 구성을 부가할 수도 있다.

또한, 상술한 제 1 실시 형태에서는, 타겟은 복수개의 부재(원주 형상, 원통형 부재)가 동심원 형상으로 배치되는 것에 의해 구성된 것으로 하여 설명했지만, 타겟을 구성하는 부재의 형상이나 배치 패턴은, 상술한 바와 같은 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 타겟(500)은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 각기둥 형상, 각관 형상을 이루는 것과 같은 부재로 구성되는 것이라도 좋다. 또한, 타겟(500)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보았을 때의 형상이 U자 형상의 반관 형상의 부재를, 제 2 부재(520), 제 3 부재(530)로서 구비하는 것이라도 좋다. 이에 따라, 제 1 부재(510)의 교환을 보다 용이하게 실행할 수 있다.

또한, 타겟은 복수개의 부재가 접합 등에 의해 일체화된 것이라도 좋다. 타겟이 이러한 것이더라도, 필요시에는, 타겟을 구성하는 소정 부재(예컨대, 제 1 부재)만을 선택적으로 교환할 수 있다.

또한, 상술한 제 2 실시 형태에서는, 이온빔의 조사 시에, 타겟을 일차원 방향으로 이동시키는 것으로 하여 설명했지만, 타겟은 이차원 이상의 방향으로 이동하는 것이라도 좋다.

또한, 상술한 제 2 실시 형태에서는, 타겟이 엽전 형상을 갖는 것으로 하여 설명했지만, 타겟의 크기는 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 투사형 표시 장치(전자기기)는 세 개의 액정 패널을 갖는 것이고, 이들 모두에 본 발명의 액정 패널을 적용한 것에 대하여 설명했지만, 적어도 이들 중 한 개가, 본 발명의 액정 패널이면 좋다. 이 경우, 적어도, 청색용 액정 광 밸브에 이용되는 액정 패널에 본 발명을 적용하는 것이 바람직 하다.

(실시예)

[액정 패널의 제조]

이하와 같이 하여, 도 8에 나타내는 바와 같은 액정 패널을 제조했다.

(실시예 1)

우선, 이하와 같이 하여, 마이크로 렌즈 기판을 제조했다.

두께 약 1.2㎜의 미(未)가공의 석영 유리 기판(투명 기판)을 모재로서 준비하고, 이것을 85℃의 세정액(황산과 과산화수소수의 혼합액)에 침적하여 세정하고, 그 표면을 청정화했다.

그 후, 이 석영 유리 기판의 표면 및 이면에, CVD 법에 의해, 두께 0.4㎛의 다결정 실리콘의 막을 형성했다.

다음에, 형성한 다결정 실리콘막에, 형성할 오목부에 대응한 개구를 형성했다.

이것은 다음과 같이 행하였다. 우선, 다결정 실리콘막 상에, 형성하는 오목부의 패턴을 갖는 레지스트층을 형성했다. 다음에, 다결정 실리콘막에 대하여 CF 가스에 의한 건식 에칭을 행하여, 개구를 형성했다. 다음에, 상기 레지스트층을 제거했다.

다음에, 석영 유리 기판을 에칭액(10wt% 불산+10wt% 글리세린의 혼합 수용 액)에 120분간 침지하여 습식 에칭(에칭 온도 30℃)하여, 석영 유리 기판 상에 오목부를 형성했다.

그 후, 석영 유리 기판을 15wt% 테트라메틸 수산화 암모늄 수용액에 5분간 침지하여, 표면 및 이면에 형성한 다결정 실리콘막을 제거함으로써, 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판을 얻었다.

다음에, 이러한 마이크로 렌즈용 오목부 부착 기판의 오목부가 형성된 면에, 자외선(UV) 경화형 아크릴계의 광학 접착제(굴절률 1.60)를 기포없이 도포하고, 이어서, 이러한 광학 접착제에 석영 유리제의 커버 유리(표층)를 접합하며, 이어서, 이러한 광학 접착제에 자외선을 조사해서 광학 접착제를 경화시켜, 적층체를 얻었다.

그 후, 커버 유리를 두께 50㎛로 감삭, 연마하여, 마이크로 렌즈 기판을 얻었다. 또, 얻어진 마이크로 렌즈 기판에서는, 수지층의 두께는 12㎛이었다.

이상과 같이 하여 얻어진 마이크로 렌즈 기판에 대하여, 스퍼터링법 및 포토리소그래피법을 이용하여, 커버 유리의 마이크로 렌즈에 대응한 위치에 개구가 마련된 두께 0.16㎛의 차광막(Cr막), 즉, 블랙 매트릭스를 형성했다. 또한, 블랙 매트릭스 상에 두께 0.15㎛의 ITO막(투명 도전막)을 스퍼터링법에 의해 형성하여, 액정 패널용 대향 기판을 제조했다.

이와 같이 하여 얻어진 액정 패널용 대향 기판의 투명 도전막 상에 무기 배향막을 도 3에 나타내는 바와 같은 장치를 이용하여, 이하와 같이 형성했다.

우선, 구리로 구성된 타겟 유지 부재 S6에, 본딩제로서의 In을 통해, 도 4에 나타내는 바와 같은 형상의 SiO₂제의 타겟(500)을 설치했다. 타겟(500)을 구성하는 제 1 부재(510)는 직경:50㎜, 높이:2㎜의 원주 형상을 이루는 것이고, 제 2 부재(520)는 외경:300㎜, 제 1 부재(510)와 접촉하는 부분의 내경 50㎜, 타겟 유지 부재 S6(본딩제)과 접촉하는 부분의 내경:150㎜, 높이:3㎜의 원통형을 이루는 것이었다.

다음에, 진공 챔버 S3 내의 기재 홀더 S5에, 액정 패널용 대향 기판을 설치하고, 배기 펌프 S4에 의해, 진공 챔버 S3 내를 7.0×10^-5Pa까지 감압했다.

다음에, 이온원 S1 내에, 가스 공급원 S13으로부터 아르곤 가스를 공급하고, 필라멘트 S11에 전압을 인가하여, 플라즈마를 발생시켜, 인출 전극 S12에 1800V의 이온 가속 전압을 인가하여, 이온을 가속하며, 이온빔으로서, 타겟(500)에 조사했다. 또, 조사된 이온빔의 이온빔 전류는 250㎃이었다.

이온빔이 조사된 타겟(500)으로부터는, 액정 패널용 대향 기판을 향해 스퍼터 입자가 인출되고, 투명 도전막 상에 평균 두께 0.05㎛의 SiO₂로 구성된 무기 배향막을 형성했다. 또, 스퍼터 입자의 조사 각도(입사 각도) θs는 80°이었다. 또한, 성막할 때의 액정 패널용 대향 기판의 온도는 100℃이었다.

상기한 바와 같이 하여 형성된 무기 배향막을 구성하는 주상 결정의 액정 패널용 대향 기판에 대한 경사각 θc는 45°이고 주상 결정의 폭은 25㎚이었다.

또한, 별도로 준비한 TFT 기판(석영 유리제)의 표면에도, 상기와 마찬가지로 하여, 무기 배향막을 형성했다.

무기 배향막이 형성된 액정 패널용 대향 기판과 무기 배향막이 형성된 TFT 기판을 밀봉재를 통해 접합했다. 이 접합은 액정층을 구성하는 액정 분자가 왼쪽으로 트위스트하도록 무기 배향막의 배향 방향이 90° 어긋나게 행하였다.

다음에, 무기 배향막-무기 배향막 사이에 형성된 공극부의 밀봉 구멍으로부터 액정(메르크사제: MJ99247)을 공극부 내로 주입하고, 이어서, 이러한 밀봉 구멍을 막았다. 형성된 액정층의 두께는 약 3㎛이었다.

그 후, 액정 패널용 대향 기판의 외부 표면 쪽과, TFT 기판의 외부 표면 쪽에, 각각, 편광막(8B), 편광막(7B)을 접합함으로써, 도 8에 나타내는 바와 같은 구조의 TFT 액정 패널을 제조했다. 편광막으로는, 폴리비닐알콜(PVA)로 구성된 막을 1축 방향으로 연신한 것을 이용했다. 또, 편광막(7B), 편광막(8B)의 접합 방향은, 각각, 무기 배향막(3B), 무기 배향막(4B)의 배향 방향에 근거하여 결정했다. 즉, 전압 인가 시에는 입사광이 투과되지 않고, 전압 무인가 시에는 입사광이 투과되도록, 편광막(7B), 편광막(8B)을 접합했다.

또, 제조된 액정 패널의 프리틸트각은 3∼9° 범위의 것이었다.

(실시예 2∼6)

무기 배향막을 형성할 때의 각 조건을 표 1에 나타내는 바와 같이 하여, SiO₂로 구성된 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(실시예 7∼10)

타겟(500)으로서, Al₂O₃을 이용하고, 무기 배향막을 형성할 때의 각 조건을 표 1에 나타내는 바와 같이 하여, Al₂O₃으로 구성된 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(실시예 11)

타겟으로서 도 5에 나타내는 바와 같은 형상의 것을 이용한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다. 타겟(500)을 구성하는 제 1 부재(510)는 직경:50㎜, 높이:2㎜의 원주 형상을 이루는 것이고, 제 2 부재(520)는 외경:90㎜, 내경:50㎜, 높이:2㎜의 원통형을 이루는 것이며, 제 3 부재(530)는 외경:300㎜, 제 2 부재(520)와 접촉하는 부분의 내경:90㎜, 타겟 유지 부재 S6(본딩제)과 접촉하는 부분의 내경:100㎜, 높이:3㎜의 원통형을 이루는 것이었다.

(비교예 1)

도 3에 나타내는 바와 같은 장치를 이용하지 않고서, 폴리이미드계 수지(PI)의 용액(일본 합성 고무 주식회사제:AL6256)을 준비하고, 스핀 코트법에 의해, 액정 패널용 대향 기판의 투명 도전막 상에 평균 두께 0.05㎛의 막을 형성하고, 프리틸트각이 2∼3°로 되도록 러빙 처리를 실시하여, 배향막으로 한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다. 또, 비교예 1에서는, 러빙 처 리할 때에, 먼지와 같은 것이 발생했다.

(비교예 2)

타겟(500)으로서, 분할 불능인 SiO₂제의 원반형 부재(직경:300㎜, 두께:5㎜)를 이용한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 3)

타겟(500)으로서, 분할 불능인 SiO₂제의 원반형 부재(직경:250㎜, 두께:5㎜)를 이용한 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 4)

타겟(500)으로부터 발생된 스퍼터 입자를, 경사지게 하지 않고서 액정 패널용 대향 기판에 입사한 이외에는, 상기 비교예 2와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 5)

증착 장치를 이용하여, 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 비교예 2와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

[타겟의 이용 효율의 평가]

상기 실시예 1∼11 및 비교예 2∼4에 대하여, 각각, 상술한 것과 동일한 방법으로, 타겟을 교환하는 일 없이, 무기 배향막의 형성을 반복하여 행했다. 그리고, 형성된 무기 배향막에 대하여 원소 분석을 하여, 무기 배향막 내의 In의 함유율이 1ppm 이상으로 된 시점에서, 배향막의 형성을 중지했다.

성막에 이용한 타겟의 크기가 작은 비교예 3에서는, 1장 째에 형성한 무기 배향막에서, 이미 고농도의 In이 검출되었다.

또한, 실시예 1∼11 및 비교예 2, 4에서는, 거의 동수의 무기 배향막을 형성한 시점에서 In의 함유율이 소정 농도 이상으로 되었지만, 실시예 1∼11에서는, 그 때에 제 2 부재(및 제 3 부재)는 거의 소비되어 있지 않았고, 제 1 부재만을 교환함으로써(제 2 부재, 제 3 부재를 교환하는 일 없이), 무기 배향막의 제조를 반복하여 실행할 수 있었다. 환언하면, 실시예 1∼11에서는, 타겟 중 소비가 심한 부분만을 교환할 수 있고, 타겟의 이용 효율이 우수했다. 또한, 실시예 1∼11에서는, 제 2 부재, 제 3 부재를 교환하는 일 없이 계속해서 이용한 경우더라도, 제 1 부재를 교환함으로써, In의 검출량은 다시 저하하여, 불순물의 함유율이 적은 바람직한 배향막을 형성할 수 있었다. 이에 대하여, 비교예 2, 4에서는, 무기 배향막의 제조를 계속하기 위해서는, 타겟 전체를 교환해야 했다.

[액정 패널의 평가]

상기 실시예 1∼11 및 비교예 1∼5로 제조한 액정 패널(1장 째로서 제조된 액정 패널)에 대하여, 광 투과율을 연속적으로 측정했다. 광 투과율의 측정은 각 액정 패널을 50℃의 온도 하에 두고, 전압 무인가의 상태로, 15lm/㎟의 광속 밀도의 백색광을 조사함으로써 행하였다.

또, 액정 패널의 평가로서는, 비교예 1로 제조한 액정 패널의 백색광의 조사개시로부터 광 투과율이 초기의 광 투과율과 비교하여, 50% 저하하기까지의 시간(내광 시간)을 기준으로 하여, 이하와 같이 4단계로 평가했다.

◎:내광 시간이 비교예 1보다 5배 이상.

○:내광 시간이 비교예 1보다 2배 이상 5배 미만.

△:내광 시간이 비교예 1보다 1배 이상 2배 미만.

×:내광 시간이 비교예 1보다 뒤떨어진다.

표 1에는, 무기 배향막의 형성 조건, 무기 배향막의 평균 두께, 각 액정 패널에서의 프리틸트 각도, 타겟의 이용 효율의 평가 결과와 함께, 액정 패널의 평가 결과를 정리하여 나타내었다. 또, 표 1 중, 타겟의 이용 효율의 평가는 가장 우수한 것을 「◎」, 충분히 우수한 것을「○」, 약간 뒤떨어지는 것을 「△」, 매우 뒤떨어지는 것을 「×」로 나타내었다. 또한, 표 1 중 「제 2 부재의 내경」, 「제 3 부재의 내경」으로서는, 각각, 제 1 부재와 접촉하는 부분에 있어서의 제 2 부재의 내경의 값, 제 2 부재와 접촉하는 부분에 있어서의 제 3 부재의 내경의 값을 나타내었다.

표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에서는, 효율적으로 타겟을 이용할 수 있었다.

특히, 실시예 11에서는, 타겟의 이용 효율이 더 우수했다. 즉, 실시예 11에서는, 제 1 부재의 교환 시에 있어, 제 2 부재, 제 3 부재는 모두 거의 소비되고 있지 않았지만, 특히, 제 3 부재의 외관 형상의 변화는 전혀 일어나지 않았다. 따라서, 그 후, 무기 배향막의 형성을 더 반복하여 실행하여, 제 2 부재의 교환 시기가 온다고 해도, 제 3 부재는 그대로 이용할 수 있는 것이라고 생각된다. 이에 대하여, 비교예에서는, 타겟의 이용 효율이 열화하고 있었다. 즉, 비교예 3에서는, 1장 째에 형성한 무기 배향막에서, 이미 고농도의 In이 검출되어, 타겟을 바람직한 무기 배향막의 형성에 사용할 수 없었고, 또한, 비교예 2, 4에서는, 타겟이 국부적으로 소비되고 있지만, 타겟 전체를 교환해야 하여, 타겟의 이용 효율이 나빴다.

또한, 본 발명의 액정 패널에 있어서는, 비교예 1의 액정 패널과 비교하여, 우수한 내광성을 나타내었다. 또한, 본 발명의 액정 패널에서는, 충분한 프리틸트 각를 얻을 수 있고, 액정 분자의 배향 상태를 확실히 규제할 수 있었지만, 비교예 4 및 5의 액정 패널에서는, 충분한 프리틸트각를 얻을 수 없고, 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 것이 곤란했다.

[액정 프로젝터(전자기기)의 평가]

상기 실시예 1∼11 및 비교예 1∼5로 제조한 TFT 액정 패널을 이용하여, 도 12에 나타내는 바와 같은 구조의 액정 프로젝터(전자기기)를 조립하여, 이 액정 프로젝터를 5000시간 연속 구동시켰다.

또, 액정 프로젝터의 평가로는, 구동 직후의 투사 화상과 구동 후 5000시간의 투사 화상을 관찰하고, 이하와 같이 4단계로 선명도를 평가했다.

◎:선명한 투사 화상이 관찰되었다.

○:거의 선명한 투사 화상이 관찰되었다.

△:약간 선명함이 뒤떨어지는 투사 화상이 관찰되었다.

×:선명하지 않은 투사 화상이 확인되었다.

이 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터(전자기기)는 장시간 연속하여 구동시킨 경우더라도, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있었다.

이에 대하여, 비교예 1의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터에서는, 구동 시간에 따라, 투사 화상의 선명도가 분명히 저하했다. 이것은 초기의 단계에서는, 액정 분자의 배향이 정리되어 있지만, 장기 구동에 의해, 배향막이 열화하여, 액정 분자의 배향성이 저하했기 때문이라고 생각된다. 또, 비교예 4 및 5의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터에서는, 구동 당초부터, 선명한 투사 화상을 얻을 수는 없었다. 이것은 무기 배향막의 배향성이 원래 낮기 때문이라고 생각된다.

또한, 본 발명의 액정 패널을 구비한 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 디지털 스틸 카메라를 제작하여, 마찬가지의 평가를 한 바, 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.

이들 결과로부터, 본 발명의 액정 패널, 전자기기는 내광성에 우수하고, 장기간 사용하여도 안정한 특성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

[액정 패널의 제조]

(실시예 12)

우선, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 패널용 대향 기판을 제조했다.

얻어진 액정 패널용 대향 기판의 투명 도전막 상에 무기 배향막을 도 6에 나타내는 바와 같은 장치를 이용해서, 이하와 같이 형성했다.

우선, 구리로 구성된 타겟 유지 부재 S6에, 본딩제로서의 In을 통해, 도 7에 나타내는 바와 같은 SiO₂제의 엽전형 타겟(500)(장축 방향 길이:500㎜, 단축 방향 길이:350㎜, 두께:5㎜)을 설치했다.

다음에, 이온원 S1 내에, 가스 공급원 S13으로부터 아르곤 가스를 공급하고, 필라멘트 S11에 전압을 인가하여, 플라즈마를 발생시키고, 인출 전극 S12에 2000V의 이온 가속 전압을 인가해서, 이온을 가속하여, 이온빔으로서, 타겟(500)에 조사했다. 또, 조사된 이온빔의 이온빔 전류는 250㎃이었다.

또한, 이온빔의 조사시에는, 타겟을 그 장축 방향으로 왕복시키도록 이동시켰다. 타겟의 이동 속도는 30㎜/초이었다.

상기한 바와 같이 하여 형성된 무기 배향막을 구성하는 주상 결정의 액정 패널용 대향 기판에 대한 경사각 θc는 45°이고, 주상 결정의 폭은 25㎚이었다.

무기 배향막이 형성된 액정 패널용 대향 기판과, 무기 배향막이 형성된 TFT 기판을 밀봉재를 통해 접합했다. 이 접합은 액정층을 구성하는 액정 분자가 왼쪽으로 트위스트하도록 무기 배향막의 배향 방향이 90° 어긋나게 했다.

그 후, 액정 패널용 대향 기판의 외부 표면 쪽과, TFT 기판의 외부 표면 쪽에, 각각, 편광막(8B), 편광막(7B)을 접합함으로써, 도 8에 나타내는 바와 같은 구조의 TFT 액정 패널을 제조했다. 편광막으로는, 폴리비닐알콜(PVA)로 구성된 막을 1축 방향으로 연신한 것을 이용했다. 또, 편광막(7B), 편광막(8B)의 접합 방향은, 각각, 무기 배향막(3B), 무기 배향막(4B)의 배향 방향에 근거해 결정했다. 즉, 전압 인가 시에는 입사광이 투과되지 않고, 전압 무인가 시에는 입사광이 투과되도록 편광막(7B), 편광막(8B)을 접합했다.

또, 제조된 액정 패널의 프리틸트각은 3∼7° 범위의 것이었다.

(실시예 13∼18)

무기 배향막을 형성할 때의 각 조건을 표 3에 나타내는 바와 같이 하여, SiO₂로 구성된 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 실시예 12와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(실시예 19∼21)

타겟(500)으로서, Al₂O₃을 이용하고, 무기 배향막을 형성할 때의 각 조건을 표 3에 나타내는 바와 같이 하여, Al₂O₃으로 구성된 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 실시예 12와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 6)

도 6에 나타내는 바와 같은 장치를 이용하지 않고서, 폴리이미드계 수지(PI)의 용액(일본 합성 고무 주식회사제: AL6256)을 준비하고, 스핀 코트법에 의해, 액정 패널용 대향 기판의 투명 도전막 상에 평균 두께 0.05㎛의 막을 형성하고, 프리틸트각이 2∼3°가 되도록 러빙 처리를 실시하여, 배향막으로 한 이외에는, 상기 실시예 12와 마찬가지로 해서 액정 패널을 제조했다. 또, 비교예 6에서는, 러빙 처리할 때에, 먼지와 같은 것이 발생했다.

(비교예 7)

타겟(500)으로서, SiO₂제의 원반형 부재(직경:350㎜, 두께:5㎜)를 이용하고, 이온빔의 조사 시에 타겟을 이동시키지 않은 이외에는, 상기 실시예 17과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 8)

타겟(500)으로부터 발생한 스퍼터 입자를 경사지게 하지 않고서 액정 패널용 대향 기판에 입사시킨 이외에는, 상기 비교예 7과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

(비교예 9)

증착 장치를 이용하여, 무기 배향막을 형성한 이외에는, 상기 비교예 7과 마찬가지로 하여 액정 패널을 제조했다.

[타겟의 이용 효율의 평가]

상기 실시예 12∼21 및 비교예 7, 8에 대하여, 각각, 상술한 것과 동일한 방법으로, 타겟을 교환하는 일 없이, 무기 배향막의 형성을 반복하여 행했다. 그리고, 형성된 무기 배향막에 대하여 원소 분석을 하고, 무기 배향막 내의 In의 함유율이 0.5ppm 이상으로 된 시점에서, 배향막의 형성을 중지하여, 그 시점에서의 타겟의 중량을 측정했다. 타겟의 이용 효율을 이하의 4단계의 기준에 따라 평가했다.

◎:타겟의 잔량이 초기 중량의 65% 미만.

○:타겟의 잔량이 초기 중량의 65% 이상 75% 미만.

△:타겟의 잔량이 초기 중량의 75% 이상 85% 미만.

×:타겟의 잔량이 초기 중량의 85% 이상.

[액정 패널의 평가]

상기 실시예 12∼21 및 비교예 6∼9로 제조한 액정 패널(1장 째로서 제조된 액정 패널)에 대하여, 광 투과율을 연속적으로 측정했다. 광 투과율의 측정은 각 액정 패널을 50℃의 온도 하에 두고, 전압 무인가의 상태에서, 15lm/㎟의 광속 밀도의 백색광을 조사함으로써 행했다.

또, 액정 패널의 평가로는, 비교예 6으로 제조한 액정 패널의 백색광의 조사 개시로부터 광 투과율이 초기의 광 투과율과 비교하여, 50% 저하하기까지의 시간(내광 시간)을 기준으로 하여, 이하와 같이 4단계로 평가했다.

◎:내광 시간이 비교예 6보다 5배 이상.

○:내광 시간이 비교예 6보다 2배 이상 5배 미만.

△:내광 시간이 비교예 6보다 1배 이상 2배 미만.

×:내광 시간이 비교예 6보다 뒤떨어진다.

표 3에는, 무기 배향막의 형성 조건, 무기 배향막의 평균 두께, 각 액정 패널에서의 프리틸트 각도와 함께, 타겟의 이용 효율의 평가 결과, 액정 패널의 평가 결과를 정리하여 나타내었다.

표 3으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에서는, 효율적으로 타겟을 이용할 수 있었던 데 비하여, 비교예 7, 8에서는, 타겟이 국부적으로 소비되어, 타겟의 이용 효율이 나빴다.

또한, 본 발명의 액정 패널에 있어서는, 비교예 6의 액정 패널과 비교하여, 우수한 내광성을 나타내었다. 또한, 본 발명의 액정 패널에서는, 충분한 프리틸트각를 얻을 수 있어, 액정 분자의 배향 상태를 확실히 규제할 수 있었지만, 비교예 8 및 9의 액정 패널에서는, 충분한 프리틸트각를 얻을 수 없어, 액정 분자의 배향 상태를 규제하는 것이 곤란했다.

[액정 프로젝터(전자기기)의 평가]

상기 실시예 12∼21 및 비교예 6∼9로 제조한 TFT 액정 패널을 이용하여, 도 12에 나타내는 바와 같은 구조의 액정 프로젝터(전자기기)를 조립하고, 이 액정 프로젝터를 5000시간 연속 구동시켰다.

또, 액정 프로젝터의 평가로는, 구동 직후의 투사 화상과 구동 후 5000시간의 투사 화상을 관찰하여, 이하와 같이 4단계로 선명도 평가를 했다.

◎:선명한 투사 화상이 관찰되었다.

○:거의 선명한 투사 화상이 관찰되었다.

△:약간 선명함이 떨어지는 투사 화상이 관찰되었다.

×:선명하지 않은 투사 화상이 확인되었다.

이 결과를 표 4에 나타내었다.

표 4로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터(전자기기)는 장시간 연속하여 구동시킨 경우더라도, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있었다.

이에 대하여, 비교예 6의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터에서는, 구동 시간에 따라, 투사 화상의 선명도가 분명히 저하했다. 이것은 초기 단계에서는, 액정 분자의 배향이 정리되어 있지만, 장기 구동에 의해, 배향막이 열화하여, 액정 분자의 배향성이 저하했기 때문이라고 생각된다. 또, 비교예 8 및 9의 액정 패널을 이용하여 제조된 액정 프로젝터에서는, 구동 당초부터, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있는 것은 아니었다. 이것은 무기 배향막의 배향성이 원래 낮기 때문이라고 생각된다.

본 발명에 의하면, 타겟을 효과적으로 이용하면서(자원 절약으로 환경에의 부담이 적은 방법으로), 배향 특성(액정 재료의 배향 상태를 규제하는 기능)에 우수하고, 또한, 내광성에 우수한 무기 배향막을 제조할 수 있는 무기 배향막의 형성 방법을 제공할 수 있고, 상기 형성 방법에 의해 얻어지는 무기 배향막을 제공할 수 있으며, 또한 상기 무기 배향막을 구비하는 전자 장치용 기판, 액정 패널 및 전자기기를 제공할 수 있다.

Claims

이온빔 소스(ion beam source)로부터의 이온빔을 타겟에 조사함으로써, 스퍼터 입자를 인출하고, 상기 스퍼터 입자를 기재 상에 입사시켜, 무기 배향막을 형성하는 방법으로서,

상기 타겟 전체를 교환하는 일 없이, 상기 타겟의 결손을 보충 또는 회복하는 복구 처리를 행하면서 성막하는 것을 특징으로 하는 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 타겟으로서, 분할 가능한 복수개의 부재로 구성되고, 또한 상기 복수개의 부재 중 일부만을 선택하여 교환할 수 있는 것을 이용하고,

상기 부재 중 상기 결손을 발생한 것을 적절히 교환함으로써, 상기 복구 처리를 행하는 무기 배향막의 형성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 타겟은 원주 형상의 제 1 부재와, 당해 제 1 부재의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 원통형의 제 2 부재를 구비하는 것인 무기 배향막의 형성 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 부재는 그 직경이 25∼250㎜의 원주 형상 부재인 무기 배향막의 형성 방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 타겟 전체로서의 직경은 100∼350㎜인 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 복구 처리는 상기 타겟 상으로의 상기 이온빔의 조사 위치를 시간 경과에 따라 변화시키는 것인 무기 배향막의 형성 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 이온빔의 조사시에, 상기 이온빔 소스 및 상기 기재에 대하여, 상기 타겟을 상대적으로 이동시키는 무기 배향막의 형성 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 타겟의, 상기 이온빔 소스 및 상기 기재에 대한 상대적인 이동 속도는 0.01∼40㎜/초인 무기 배향막의 형성 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 타겟의 상대적인 이동은 일차원 방향으로의 왕복 이동인 무기 배향막의 형성 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 타겟은, 상기 이온빔이 입사되는 쪽의 면에 있어서의, 상기 이동의 방향의 길이가 그 수직 방향의 길이보다 긴 것인 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이온빔을 조사할 때의 상기 이온빔의 가속 전압은 1200V 이상인 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

조사되는 상기 이온빔의 이온빔 전류는 50∼500㎃인 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스퍼터 입자를, 상기 기재의 상기 무기 배향막을 형성하는 면의 수직 방향에 대하여 소정 각도 θs만큼 경사시킨 방향으로부터 상기 기재 상에 입사하고,

상기 기재 상에, 주로 무기 재료로 구성된 주상(柱狀) 결정이, 상기 기재의 상기 무기 배향막을 형성하는 면의 면 방향에 대하여, 경사진 상태로 배향된 상기 무기 배향막을 형성하는

무기 배향막의 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 소정 각도 θs는 40° 이상인 무기 배향막의 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 기재 상에 도달하는 상기 스퍼터 입자의 에너지 및/또는 수를 제어함으로써, 상기 주상 결정의 꼭대기부(頂部) 부근의 형상을 제어하는 무기 배향막의 형성 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 주상 결정은 상기 기재에 대하여 소정 각도 θc만큼 경사진 상태로 배향된 것인 무기 배향막의 형성 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무기 재료는 산화규소로 구성되는 것인 무기 배향막의 형성 방법.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 무기 배향막의 형성 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 무기 배향막.
제 18 항에 있어서,

상기 무기 배향막의 평균 두께는 0.02∼0.3㎛인 무기 배향막.
기판상에, 전극과, 청구항 18에 기재된 무기 배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치용 기판.
청구항 18에 기재된 무기 배향막과, 액정층을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 패널.
청구항 21에 기재된 액정 패널을 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.