プラズマ発生装置、成膜装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器
【課題】イオンビーム照射開始直後から、安定した成膜を可能にした、プラズマ発生装置、成膜装置、該成膜装置に用いた液晶装置の製造方法、及ぶ該液晶装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】放電室６内に所定のガスを導入すると共に放電室６の外周に設置したコイル７に高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置５である。放電室６の外側に、放電室６の内部を加熱する加熱手段Ｈを備えている。
【解決手段】放電室６内に所定のガスを導入すると共に放電室６の外周に設置したコイル７に高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置５である。放電室６の外側に、放電室６の内部を加熱する加熱手段Ｈを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置、成膜装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置（電子機器）の光変調手段として用いられる液晶ライトバルブ（液晶装置）は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、その電極の内側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。そして、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光が変調され、画像光が作製される構成となっている。
【０００３】
このように液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用する場合には、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の採用が検討されている。
この無機配向膜の製造するには、イオンビームスパッタ装置（成膜装置）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。このイオンビームスパッタ装置は、基板に対して所定の入射角度で無機材料の粒子を連続入射させ、無機材料の柱状構造体を形成して無機配向膜を形成することができる。よって、液晶ライトバルブではこの柱状構造体に沿って液晶分子が配向するので、この無機配向膜により液晶分子に対する配向規制およびプレティルトの付与が可能となる。
【特許文献１】特開２００５−８４１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イオンビームスパッタ装置はコイルに電流を流すことにより、放電室内にプラズマ放電を起こしてイオンビームを引き出しているが、プラズマ放電開始直後の放電室内部は、電位的に不安定であり、プラズマ放電を維持するために前記コイルに投入する電力値が上昇してしまう。すると、一時的に電源の出力が不足し、イオンビームが不安定になることによりプラズマ放電の初期段階に成膜される膜厚の信頼性が低下するといった問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、イオンビーム照射開始直後から、安定した成膜を可能にした、プラズマ発生装置、成膜装置、該成膜装置に用いた液晶装置の製造方法、及ぶ該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラズマ発生装置は、放電室内に所定のガスを導入すると共に前記放電室内の外周に設置したコイルに高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置において、前記放電室の外側に、前記放電室の内部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のプラズマ発生装置によれば、放電室の内部を加熱する加熱手段を備えているので、該加熱手段によって予め放電室内の温度を上昇させることができる。
よって、放電室内の温度を上昇させた状態でプラズマ放電を行うことが可能となるので、プラズマ放電の開始時に放電室内に生じる温度変化を小さくし、プラズマ放電を良好に行うことができる。
【０００８】
また上記プラズマ発生装置においては、前記加熱手段は前記放電室の外周面を囲む同心状に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、加熱手段により放電室内を均一に加熱することが可能となり、より安定したプラズマ放電を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明の成膜装置は、基材に対向して設けたターゲットに、イオンビームを照射するイオン源を有し、前記ターゲットから放出された粒子を前記基材上に成膜させる成膜装置において、前記イオン源は上記のプラズマ発生装置から構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の成膜装置によれば、放電室の内部を加熱する加熱手段を備えているので、該加熱手段によって予め放電室内の温度を上昇させることができる。
よって、放電室内の温度を上昇させた状態でプラズマ放電を行うことが可能となるので、プラズマ放電を開始した際に放電室内に生じる温度変化を小さくでき、プラズマ放電を維持する際に必要な電力量を安定させることができる。したがって、プラズマ放電時に電源から安定した電力供給が行われるので、プラズマ放電開始時からイオンビームを安定した状態で照射することができ、ターゲットから放出された粒子を基材上に安定して成膜することができる。
【００１１】
また本発明の成膜装置は、イオンビーム引き出し電極の加熱も可能なため、予め前記電極の加熱を行うことで、イオンビーム引き出し直後における、電極の熱膨張による変形に伴うイオンビーム形状の変化を回避でき、より安定した粒子をターゲットから放出させることができる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、上記の成膜装置を用いて、液晶装置を構成する無機配向膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
本発明の液晶装置の製造方法は、無機配向膜を形成するに際して、上述したようにプラズマ放電開始時から安定した成膜ができる成膜装置を用いているので、該無機配向膜は信頼性の高いものとなり、このような工程を備えたことにより信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記の液晶装置の製造方法により得た液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した信頼性の高い液晶装置を備えているので、電子機器自体も信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（成膜装置）
図１は、本実施形態の成膜装置である、イオンビームスパッタ装置の概略構成を模式的に示す図であり、図中符号１００は、イオンビームスパッタ装置である。図１に示すように、このイオンビームスパッタ装置１００は、真空チャンバ１およびその内部圧力を制御する排気ポンプ２と、その真空チャンバ１内で基板（基材）Ｓを固定する基板ホルダー３と、該基板Ｓに向けてスパッタ粒子を放出するターゲット４と、そのターゲット４に向けてイオンビームを照射するイオン源５とを備えている。また前記イオン源５は、本発明の一実施形態に係るプラズマ発生装置によって構成されている。
【００１６】
また、図２は、前記イオンビームスパッタ装置１００を構成する前記イオン源５の構成を示す拡大図である。
図２は、イオン源５の構成を示す拡大図である。図２に示すように、石英の円筒状筐体からなる放電室６と、該放電室６の外周部に設けられたコイル７と、を有している。そして、放電室６には、ガス導入パイプ８を通じて例えばＡｒなどの不活性ガスが導入されるようになっている。
【００１７】
また、放電室６の外側には図２に示されるように放電室６の内部を加熱する加熱手段Ｈが設けられている。この加熱手段Ｈとしては、ホットプレート、電気炉等のほか、赤外線ランプ、キセノンランプを採用することができる。よって、イオン源５は、前記加熱手段Ｈにより放電室６内の温度を調節することが可能となっている。加熱手段Ｈは、円筒状筐体からなる放電室６の外周面を囲む同心状に形成されている。
【００１８】
前記イオンビームスパッタ装置１００を用いて基板（基材）Ｓにスパッタ粒子を成膜する場合には、前記コイル７に高周波を印加することで高周波電磁誘導を起こし、前記放電室６内にプラズマ放電を生じさせる。
【００１９】
このとき、前記ガス導入パイプ８を通じてプラズマ放電が生じている放電室６内に送り込まれたＡｒガスがイオン化して、Ａｒ＋イオンが生成される。生成されたＡｒ＋イオンは、加速電源（図示しない）によって、例えば１〜３ＫＶの電位差で保持された平面視した状態で格子状の引出しグリッド１２に吸引されることで加速された後、該引出しグリッド１２より図１に示したターゲット４に向かって照射される。このように、例えば１ＫｅＶ程度に加速したＡｒ＋イオンをターゲット４に当て、スパッタリング効果によりターゲット４を構成する原子をたたき出し、ターゲット４に対向して配置した基板Ｓ上に均質な膜を堆積させることができるようになっている。
【００２０】
ところで、従来の構成におけるイオンビームスパッタ装置では、イオン源からイオンビームを引き出され始まると放電室内の温度が上昇する。放電開始直後はプラズマの状態が安定せず、安定したプラズマ放電維持のために投入電力値を制御しなくてはならなく、一時的に電源の出力不足が生じ、イオンビームが不安定になる問題があった。
したがって、プラズマ放電開始時、すなわち成膜初期段階においては、イオンビーム照射が不安定となり、このような不安定なイオンビームを照射されたターゲットはスパッタ粒子を安定して照射することができず、プラズマ放電開始時に安定した成膜を行うことができなかった。
【００２１】
そこで、本発明のイオンビームスパッタ装置１００は、プラズマ放電を開始するに際し、上述した加熱手段Ｈによって放電室６内部の温度を予め上昇させておくことにより、プラズマ放電を開始後に前記放電室６内に生じる温度差を抑えることを可能としている。よって、成膜初期時において、プラズマ放電開始時に放電を維持するために必要となる投入電力を軽減するとともにイオンビームを安定した状態で照射させることができる。
このように、安定したイオンビームを照射されたターゲット４は、スパッタ粒子を安定して照射することとなり、基板Ｓに均一な成膜を行うことができる。
よって、本実施形態によるイオンビームスパッタ装置１００によれば、イオンビーム照射開始直後から安定した成膜を行うことが可能となっているので、基板Ｓ上に信頼性が高く、均一な成膜を行うことができる。
【００２２】
次に、上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて液晶装置５０の無機配向膜を製造する工程を説明するに先立ち、前記イオンビームスパッタ装置１００によって形成した無機配向膜を備える液晶装置５０の概略構成について説明する。
【００２３】
図３は、液晶装置の全体構成を示す平面図である。図４は、図２のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図５は、液晶装置の等価回路図である。
図３および図４に示すように、本実施形態の液晶装置５０は、素子基板５２と対向基板５３とがシール材５４によって貼り合わされ、このシール材５４によって区画された領域内に液晶層５１が封入されている。液晶層５１は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材５４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）６６が形成されている。
【００２４】
素子基板５２の内面側（対向面側）には、透光性導電膜からなる画素電極６５と無機配向膜４０とが順次配設されている。一方、対向基板５３の内面側（対向面側）には、透光性導電膜からなる共通電極２１と無機配向膜６０とが順次配設されている。
【００２５】
前記素子基板５２と前記対向基板５３とは、それぞれ無機配向膜４０，６０が設けられた側の面を上記シール材５４によって貼り合わされており、このシール材５４には、例えば素子基板５２と対向基板６３とを貼り合わせた後に液晶を注入するための、液晶注入口５５が形成されていて、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５６により封止されたものとなっている。
【００２６】
シール材５４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路５７および外部回路実装端子５８が素子基板５２の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路５９が形成されている。素子基板５２の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路５９の間を接続するための複数の配線６２が設けられている。また、対向基板５３の角部においては、素子基板５２と対向基板５３との間で電気的導通をとるための基板間導通材６１が配設されている。
【００２７】
無機配向膜４０，６０は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性を有しているため、有機材料で構成された有機配向膜に比べ、特に優れた耐光性を有したものとなっている。
無機配向膜４０，６０を構成する無機材料としては、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯ等のシリコンの酸化物、ＭｇＯ、ＩＴＯ等の金属酸化物等を用いることができる。中でも、特に、シリコンの酸化物を用いるのが好ましく、本実施形態における無機配向膜はＳｉＯ２から構成されている。
【００２８】
このような無機配向膜４０，６０は、その平均厚さが０．０２〜０．３μｍであるのが好ましく、０.０２〜０.０８μｍであるのがより好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、各部位におけるプレチルト角を十分に均一にするのが困難となる場合がある。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
【００２９】
無機配向膜４０，６０は、後述するように上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて形成されたものであり、プラズマ放電時に電源から安定した電力供給が行われて安定したイオンビームを照射することにより均一な膜厚で成膜されており、液晶分子を安定して配向する信頼性の高いものとなっている。
【００３０】
具体的には、図６に示すように、柱状の結晶が、基板本体５２Ａ、５３Ａの無機配向膜が形成されている面の面方向に対して、所定（一定）の方向に所定の角度θｃだけ傾斜した状態で配列した構成となっている。特に本発明では、無機配向膜４０，６０を構成する柱状結晶の頂部付近の形状が、液晶分子を安定して配向させることが可能な形状となっている。
【００３１】
基材本体５２Ａ、５３Ａに対する柱状の結晶の傾きθｃは、３０〜６０°であるのが好ましく、４０〜５０°であるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。また、このような柱状の結晶の幅は、１０〜４０ｎｍであるのが好ましく、１０〜２０ｎｍであるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。なお、無機配向膜としては、図６に示した構成に限定されることはなく、液晶分子が安定して配向するような形状であれば、いずれの形状であってもよい。
【００３２】
ところで、前記液晶層５１を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶装置の場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００３３】
図５は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。液晶装置５０の画像表示領域Ａ（図３参照）を構成すべくマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極６５がそれぞれ形成されている。また、画素電極６５の側方には、当該画素電極６５への通電制御を行うための画素スイッチング素子であるＴＦＴ素子６４が形成されている。このＴＦＴ素子６４のソースには、データ線５６ａが電気的に接続されている。各データ線５６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがそれぞれ供給される。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線５６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線５６ａに対してグループ毎に供給してもよい。
【００３４】
また、ＴＦＴ素子６４のゲートには、走査線５３ａが電気的に接続されている。走査線５３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。なお、走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線５３ａに対してこの順に線順次で印加される。
また、ＴＦＴ素子６４のドレインには、画素電極６５が電気的に接続されている。そして、走査線５３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子６４を一定期間だけオン状態にすると、データ線５６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
【００３５】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極６５と後述する共通電極２１との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極６５と容量配線６７との間に蓄積容量６８が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。
【００３６】
（液晶装置の製造方法）
次に、上記液晶装置５０を製造する工程について説明する。上記液晶装置５０は、上記無機配向膜４０、６０を上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて形成する点に特徴を有しており、それ以外の製造工程についは従来公知の方法と同様である。したがって、以下の説明では無機配向膜４０，６０を形成する工程についてのみ説明することとする。なお、以下の説明では、素子基板５２に設けられた画素電極６５上に無機配向膜４０を形成する場合について説明するが、対向基板５３の無機配向膜６０も同様の構成からなるものであり、同一工程により製造することが可能である。
【００３７】
無機配向膜４０を形成するには、まず、真空チャンバ１内の基板ホルダー３に、図１に示した成膜される基板Ｓ（画素電極６５が形成された基板本体５２Ａ）を固定し、排気ポンプ２により真空チャンバ１の内部を減圧する。次に、ガス導入パイプ８からイオン源５内にガスを供給するとともに、放電室６の外周に設置したコイル７に高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成する。ここで、前記ガス導入パイプ８よりイオン源５内に供給されるガスは、希ガスであれば特に限定されないが、中でも特にアルゴンガスであるのが好ましい。これにより、無機配向膜４０の形成速度（スパッタレート）を向上させることができる。
続いて、引き出しグリッド１２にイオン加速電圧を印加して、プラズマにより発生したＡｒイオンを加速する。これにより、イオン源５からイオンビームが照射される。
【００３８】
このように、前記イオン源５から出射されたイオンビームをターゲット４に照射することで、該ターゲット４から無機配向膜４０の形成材料となるスパッタ粒子を基板本体５２Ａに向けて放出させる。
なお、ターゲット４を構成する材料は、無機配向膜を形成する材料によって適宜選択されるが、上述したように無機配向膜４０はＳｉＯ２から構成されているため、ターゲット４としてＳｉＯ２を用いた。
【００３９】
ターゲット４と基板本体５２Ａとの角度を調整して、前記素子基板５２に対してスパッタ粒子（ＳｉＯ２）を所定の入射角度で入射させることにより、図６に示した柱状構造体を所定の角度θｃだけ傾斜した状態に形成できる。
【００４０】
なお、基板ホルダー３は、ターゲット４より発生したスパッタ粒子が、基板本体５２Ａの無機配向膜４０を形成する面の垂直方向に対して所定の角度（照射角）だけ傾斜した方向から照射されるように、あらかじめ移動または回動させておくものであるが、スパッタ粒子を照射しつつ、照射角が所定角度となるように移動または回動させてもよい。
【００４１】
基板本体５２Ａに対して略一定の入射角度でスパッタ粒子を連続入射すると、スパッタ粒子が斜め柱状に堆積して、無機材料の柱状構造体（図５参照）が形成される。この柱状構造体が基板本体５２Ａの表面に無数に形成されることにより、無機配向膜４０が構成されることとなる。
このような無機配向膜４０を有した液晶装置５０は、柱状構造体に沿って液晶分子が所定の角度θｃだけ傾斜した状態に配向するので、この無機配向膜４０により非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向規制することができる。
【００４２】
ここで、基板本体５２Ａの無機配向膜４０を形成する面の垂直方向に対する角度を照射角とした場合、スパッタ粒子の照射角度は４５°以上であるのが好ましく、５０〜８７°であるのがより好ましく、７０〜８７°であるのがさらに好ましい。これにより、無機配向膜４０を構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶分子がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、得られる無機配向膜４０は液晶分子の配向状態を規制する機能がより優れたものとなる。
【００４３】
上記の理由として、照射角度が小さすぎると、十分なプレチルト角が得られず、液晶分子の配向状態を規制する機能が十分に得られなくなってしまう可能性があり、照射角度が大きすぎると、照射されたスパッタ粒子を基板本体５２Ａ上に付着させるのが困難となり、その結果、前記基板本体５２Ａと無機配向膜４０との密着性が低下するといった問題が生じる可能性があるからである。
【００４４】
真空チャンバ１内の圧力、すなわち、無機配向膜４０を形成する際の雰囲気の圧力は、５．０×１０−２Ｐａ以下であるのが好ましく、１．０×１０−２Ｐａ以下であるのがより好ましい。これにより、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜４０を形成することができる。これに対し、真空チャンバ１内の圧力が高すぎると、照射されたスパッタ粒子の直進性が低下してしまう場合があり、その結果、柱状の結晶が十分に形成されない可能性がある。また、結晶の配向が十分に揃わない可能性がある。
【００４５】
無機配向膜４０を形成する際の基板本体５２Ａの温度は、比較的低いのが好ましい。具体的には、前記基板本体５２Ａの温度は、１５０℃以下とするのが好ましく、８０℃以下とするのがより好ましく、２０〜５０℃とするのがさらに好ましい。これにより、基板本体５２Ａに付着したスパッタ粒子が最初に付着した位置から移動する現象、すなわちマイグレーションという現象を抑制し、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜４０を形成することができる。なお、無機配向膜４０を形成する際の素子基板５２の温度が、上記範囲のものとなるように、必要に応じて冷却してもよい。
【００４６】
無機配向膜４０の形成速度（成膜速度）は、特に限定されないが、１〜１５ｎｍ／分であるのが好ましく、６〜１０ｎｍ／分であるのがより好ましい。これにより、得られる無機配向膜の配向性を損なうことなく、より効率よく無機配向膜を形成することができる。
以上、イオン源５からＡｒイオンを放出させる場合について説明したが、イオン源５から放出するイオン種はターゲットをスパッタできるものであれば、例えばＫｒ、Ｘｅ等の他の種類の希ガスのイオン、窒素、酸素などの分子イオン、中性粒子、クラスターイオン等を用いてもよい。また、イオンビームの形状は特に限定されず、円形、シート状、楕円、多角形等のいずれの形であっても構わない。
【００４７】
以上、本実施形態に係る液晶装置５０の製造方法によれば、上記イオンビームスパッタ装置１００により安定したイオンビームが照射されることで、スパッタ粒子を安定して照射することで基板Ｓ上に均一な成膜を行うことができる。よって、高品質な液晶装置５０を提供することができる。
【００４８】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一例としてプロジェクタについて説明する。
図７は、プロジェクタを概略的に示す図である。
このプロジェクタＰＪは、上述した液晶装置を光変調手段（液晶ライトバルブ）として用いており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の間欠表示型カラー液晶プロジェクタである。
【００４９】
図７に示すように、プロジェクタＰＪは、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３，８１４と、反射ミラー８１５，８１６，８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、射出レンズ８２０と、液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備えて構成されている。また、前記光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とから構成されるものである。
【００５０】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および射出レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用液晶ライトバルブ８２４に入射する。
【００５１】
各液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００５２】
上述したプロジェクタＰＪは、上述したイオンビームスパッタ装置１００によって形成された均一な膜厚から構成される無機配向膜４０，６０を有する液晶装置５０を光変調手段として備えているので、液晶装置５０における液晶分子の配向制御機能が高まって、信頼性に優れたものとなっている。
【００５３】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
【００５４】
また、本実施形態においては、ＴＮモードの液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、垂直配向モード、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）モードなど、電圧無印加時の液晶分子の配向状態がいかなる液晶装置にも適用することができる。本発明を、垂直配向モードの液晶装置に適用する場合には、液晶層を、液晶分子の長短軸方向が短長軸方向に比較して分極しやすい、正負の誘電率異方性を有する液晶により構成すれば良い。この場合には、電圧無印加時に、液晶層内の液晶分子が無機配向膜によって制御され、所定の方向に配列するのに対し、電圧印加時には、液晶層内の液晶分子が、その長軸方向を一対の基板間に発生する縦電界の方向に対して略垂直平行方向に向けて配列するため、電圧無印加時、電圧印加時における液晶分子の配列を光学的に識別し、表示を行うことができる。
【００５５】
また、本発明の液晶装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、上述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】イオンビームスパッタ装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】イオン源の構成を示す拡大図である。
【図３】液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図２のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図５】液晶装置の等価回路図である。
【図６】無機配向膜の具体的形状を説明するための図である。
【図７】プロジェクタを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＰＪ…プロジェクタ（電子機器）、Ｈ…加熱手段、Ｓ…基板、４…ターゲット、５…イオン源（プラズマ発生装置）、６…放電室、７…コイル、５０…液晶装置、１００…イオンビームスパッタ装置（成膜装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置、成膜装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置（電子機器）の光変調手段として用いられる液晶ライトバルブ（液晶装置）は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、その電極の内側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。そして、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光が変調され、画像光が作製される構成となっている。
【０００３】
このように液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用する場合には、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の採用が検討されている。
この無機配向膜の製造するには、イオンビームスパッタ装置（成膜装置）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。このイオンビームスパッタ装置は、基板に対して所定の入射角度で無機材料の粒子を連続入射させ、無機材料の柱状構造体を形成して無機配向膜を形成することができる。よって、液晶ライトバルブではこの柱状構造体に沿って液晶分子が配向するので、この無機配向膜により液晶分子に対する配向規制およびプレティルトの付与が可能となる。
【特許文献１】特開２００５−８４１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イオンビームスパッタ装置はコイルに電流を流すことにより、放電室内にプラズマ放電を起こしてイオンビームを引き出しているが、プラズマ放電開始直後の放電室内部は、電位的に不安定であり、プラズマ放電を維持するために前記コイルに投入する電力値が上昇してしまう。すると、一時的に電源の出力が不足し、イオンビームが不安定になることによりプラズマ放電の初期段階に成膜される膜厚の信頼性が低下するといった問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、イオンビーム照射開始直後から、安定した成膜を可能にした、プラズマ発生装置、成膜装置、該成膜装置に用いた液晶装置の製造方法、及ぶ該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラズマ発生装置は、放電室内に所定のガスを導入すると共に前記放電室内の外周に設置したコイルに高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置において、前記放電室の外側に、前記放電室の内部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のプラズマ発生装置によれば、放電室の内部を加熱する加熱手段を備えているので、該加熱手段によって予め放電室内の温度を上昇させることができる。
よって、放電室内の温度を上昇させた状態でプラズマ放電を行うことが可能となるので、プラズマ放電の開始時に放電室内に生じる温度変化を小さくし、プラズマ放電を良好に行うことができる。
【０００８】
また上記プラズマ発生装置においては、前記加熱手段は前記放電室の外周面を囲む同心状に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、加熱手段により放電室内を均一に加熱することが可能となり、より安定したプラズマ放電を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明の成膜装置は、基材に対向して設けたターゲットに、イオンビームを照射するイオン源を有し、前記ターゲットから放出された粒子を前記基材上に成膜させる成膜装置において、前記イオン源は上記のプラズマ発生装置から構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の成膜装置によれば、放電室の内部を加熱する加熱手段を備えているので、該加熱手段によって予め放電室内の温度を上昇させることができる。
よって、放電室内の温度を上昇させた状態でプラズマ放電を行うことが可能となるので、プラズマ放電を開始した際に放電室内に生じる温度変化を小さくでき、プラズマ放電を維持する際に必要な電力量を安定させることができる。したがって、プラズマ放電時に電源から安定した電力供給が行われるので、プラズマ放電開始時からイオンビームを安定した状態で照射することができ、ターゲットから放出された粒子を基材上に安定して成膜することができる。
【００１１】
また本発明の成膜装置は、イオンビーム引き出し電極の加熱も可能なため、予め前記電極の加熱を行うことで、イオンビーム引き出し直後における、電極の熱膨張による変形に伴うイオンビーム形状の変化を回避でき、より安定した粒子をターゲットから放出させることができる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、上記の成膜装置を用いて、液晶装置を構成する無機配向膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
本発明の液晶装置の製造方法は、無機配向膜を形成するに際して、上述したようにプラズマ放電開始時から安定した成膜ができる成膜装置を用いているので、該無機配向膜は信頼性の高いものとなり、このような工程を備えたことにより信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記の液晶装置の製造方法により得た液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した信頼性の高い液晶装置を備えているので、電子機器自体も信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（成膜装置）
図１は、本実施形態の成膜装置である、イオンビームスパッタ装置の概略構成を模式的に示す図であり、図中符号１００は、イオンビームスパッタ装置である。図１に示すように、このイオンビームスパッタ装置１００は、真空チャンバ１およびその内部圧力を制御する排気ポンプ２と、その真空チャンバ１内で基板（基材）Ｓを固定する基板ホルダー３と、該基板Ｓに向けてスパッタ粒子を放出するターゲット４と、そのターゲット４に向けてイオンビームを照射するイオン源５とを備えている。また前記イオン源５は、本発明の一実施形態に係るプラズマ発生装置によって構成されている。
【００１６】
また、図２は、前記イオンビームスパッタ装置１００を構成する前記イオン源５の構成を示す拡大図である。
図２は、イオン源５の構成を示す拡大図である。図２に示すように、石英の円筒状筐体からなる放電室６と、該放電室６の外周部に設けられたコイル７と、を有している。そして、放電室６には、ガス導入パイプ８を通じて例えばＡｒなどの不活性ガスが導入されるようになっている。
【００１７】
また、放電室６の外側には図２に示されるように放電室６の内部を加熱する加熱手段Ｈが設けられている。この加熱手段Ｈとしては、ホットプレート、電気炉等のほか、赤外線ランプ、キセノンランプを採用することができる。よって、イオン源５は、前記加熱手段Ｈにより放電室６内の温度を調節することが可能となっている。加熱手段Ｈは、円筒状筐体からなる放電室６の外周面を囲む同心状に形成されている。
【００１８】
前記イオンビームスパッタ装置１００を用いて基板（基材）Ｓにスパッタ粒子を成膜する場合には、前記コイル７に高周波を印加することで高周波電磁誘導を起こし、前記放電室６内にプラズマ放電を生じさせる。
【００１９】
このとき、前記ガス導入パイプ８を通じてプラズマ放電が生じている放電室６内に送り込まれたＡｒガスがイオン化して、Ａｒ＋イオンが生成される。生成されたＡｒ＋イオンは、加速電源（図示しない）によって、例えば１〜３ＫＶの電位差で保持された平面視した状態で格子状の引出しグリッド１２に吸引されることで加速された後、該引出しグリッド１２より図１に示したターゲット４に向かって照射される。このように、例えば１ＫｅＶ程度に加速したＡｒ＋イオンをターゲット４に当て、スパッタリング効果によりターゲット４を構成する原子をたたき出し、ターゲット４に対向して配置した基板Ｓ上に均質な膜を堆積させることができるようになっている。
【００２０】
ところで、従来の構成におけるイオンビームスパッタ装置では、イオン源からイオンビームを引き出され始まると放電室内の温度が上昇する。放電開始直後はプラズマの状態が安定せず、安定したプラズマ放電維持のために投入電力値を制御しなくてはならなく、一時的に電源の出力不足が生じ、イオンビームが不安定になる問題があった。
したがって、プラズマ放電開始時、すなわち成膜初期段階においては、イオンビーム照射が不安定となり、このような不安定なイオンビームを照射されたターゲットはスパッタ粒子を安定して照射することができず、プラズマ放電開始時に安定した成膜を行うことができなかった。
【００２１】
そこで、本発明のイオンビームスパッタ装置１００は、プラズマ放電を開始するに際し、上述した加熱手段Ｈによって放電室６内部の温度を予め上昇させておくことにより、プラズマ放電を開始後に前記放電室６内に生じる温度差を抑えることを可能としている。よって、成膜初期時において、プラズマ放電開始時に放電を維持するために必要となる投入電力を軽減するとともにイオンビームを安定した状態で照射させることができる。
このように、安定したイオンビームを照射されたターゲット４は、スパッタ粒子を安定して照射することとなり、基板Ｓに均一な成膜を行うことができる。
よって、本実施形態によるイオンビームスパッタ装置１００によれば、イオンビーム照射開始直後から安定した成膜を行うことが可能となっているので、基板Ｓ上に信頼性が高く、均一な成膜を行うことができる。
【００２２】
次に、上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて液晶装置５０の無機配向膜を製造する工程を説明するに先立ち、前記イオンビームスパッタ装置１００によって形成した無機配向膜を備える液晶装置５０の概略構成について説明する。
【００２３】
図３は、液晶装置の全体構成を示す平面図である。図４は、図２のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図５は、液晶装置の等価回路図である。
図３および図４に示すように、本実施形態の液晶装置５０は、素子基板５２と対向基板５３とがシール材５４によって貼り合わされ、このシール材５４によって区画された領域内に液晶層５１が封入されている。液晶層５１は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材５４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）６６が形成されている。
【００２４】
素子基板５２の内面側（対向面側）には、透光性導電膜からなる画素電極６５と無機配向膜４０とが順次配設されている。一方、対向基板５３の内面側（対向面側）には、透光性導電膜からなる共通電極２１と無機配向膜６０とが順次配設されている。
【００２５】
前記素子基板５２と前記対向基板５３とは、それぞれ無機配向膜４０，６０が設けられた側の面を上記シール材５４によって貼り合わされており、このシール材５４には、例えば素子基板５２と対向基板６３とを貼り合わせた後に液晶を注入するための、液晶注入口５５が形成されていて、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５６により封止されたものとなっている。
【００２６】
シール材５４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路５７および外部回路実装端子５８が素子基板５２の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路５９が形成されている。素子基板５２の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路５９の間を接続するための複数の配線６２が設けられている。また、対向基板５３の角部においては、素子基板５２と対向基板５３との間で電気的導通をとるための基板間導通材６１が配設されている。
【００２７】
無機配向膜４０，６０は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性を有しているため、有機材料で構成された有機配向膜に比べ、特に優れた耐光性を有したものとなっている。
無機配向膜４０，６０を構成する無機材料としては、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯ等のシリコンの酸化物、ＭｇＯ、ＩＴＯ等の金属酸化物等を用いることができる。中でも、特に、シリコンの酸化物を用いるのが好ましく、本実施形態における無機配向膜はＳｉＯ２から構成されている。
【００２８】
このような無機配向膜４０，６０は、その平均厚さが０．０２〜０．３μｍであるのが好ましく、０.０２〜０.０８μｍであるのがより好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、各部位におけるプレチルト角を十分に均一にするのが困難となる場合がある。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
【００２９】
無機配向膜４０，６０は、後述するように上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて形成されたものであり、プラズマ放電時に電源から安定した電力供給が行われて安定したイオンビームを照射することにより均一な膜厚で成膜されており、液晶分子を安定して配向する信頼性の高いものとなっている。
【００３０】
具体的には、図６に示すように、柱状の結晶が、基板本体５２Ａ、５３Ａの無機配向膜が形成されている面の面方向に対して、所定（一定）の方向に所定の角度θｃだけ傾斜した状態で配列した構成となっている。特に本発明では、無機配向膜４０，６０を構成する柱状結晶の頂部付近の形状が、液晶分子を安定して配向させることが可能な形状となっている。
【００３１】
基材本体５２Ａ、５３Ａに対する柱状の結晶の傾きθｃは、３０〜６０°であるのが好ましく、４０〜５０°であるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。また、このような柱状の結晶の幅は、１０〜４０ｎｍであるのが好ましく、１０〜２０ｎｍであるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。なお、無機配向膜としては、図６に示した構成に限定されることはなく、液晶分子が安定して配向するような形状であれば、いずれの形状であってもよい。
【００３２】
ところで、前記液晶層５１を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶装置の場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００３３】
図５は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。液晶装置５０の画像表示領域Ａ（図３参照）を構成すべくマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極６５がそれぞれ形成されている。また、画素電極６５の側方には、当該画素電極６５への通電制御を行うための画素スイッチング素子であるＴＦＴ素子６４が形成されている。このＴＦＴ素子６４のソースには、データ線５６ａが電気的に接続されている。各データ線５６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがそれぞれ供給される。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線５６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線５６ａに対してグループ毎に供給してもよい。
【００３４】
また、ＴＦＴ素子６４のゲートには、走査線５３ａが電気的に接続されている。走査線５３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。なお、走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線５３ａに対してこの順に線順次で印加される。
また、ＴＦＴ素子６４のドレインには、画素電極６５が電気的に接続されている。そして、走査線５３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子６４を一定期間だけオン状態にすると、データ線５６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
【００３５】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極６５と後述する共通電極２１との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極６５と容量配線６７との間に蓄積容量６８が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。
【００３６】
（液晶装置の製造方法）
次に、上記液晶装置５０を製造する工程について説明する。上記液晶装置５０は、上記無機配向膜４０、６０を上記イオンビームスパッタ装置１００を用いて形成する点に特徴を有しており、それ以外の製造工程についは従来公知の方法と同様である。したがって、以下の説明では無機配向膜４０，６０を形成する工程についてのみ説明することとする。なお、以下の説明では、素子基板５２に設けられた画素電極６５上に無機配向膜４０を形成する場合について説明するが、対向基板５３の無機配向膜６０も同様の構成からなるものであり、同一工程により製造することが可能である。
【００３７】
無機配向膜４０を形成するには、まず、真空チャンバ１内の基板ホルダー３に、図１に示した成膜される基板Ｓ（画素電極６５が形成された基板本体５２Ａ）を固定し、排気ポンプ２により真空チャンバ１の内部を減圧する。次に、ガス導入パイプ８からイオン源５内にガスを供給するとともに、放電室６の外周に設置したコイル７に高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成する。ここで、前記ガス導入パイプ８よりイオン源５内に供給されるガスは、希ガスであれば特に限定されないが、中でも特にアルゴンガスであるのが好ましい。これにより、無機配向膜４０の形成速度（スパッタレート）を向上させることができる。
続いて、引き出しグリッド１２にイオン加速電圧を印加して、プラズマにより発生したＡｒイオンを加速する。これにより、イオン源５からイオンビームが照射される。
【００３８】
このように、前記イオン源５から出射されたイオンビームをターゲット４に照射することで、該ターゲット４から無機配向膜４０の形成材料となるスパッタ粒子を基板本体５２Ａに向けて放出させる。
なお、ターゲット４を構成する材料は、無機配向膜を形成する材料によって適宜選択されるが、上述したように無機配向膜４０はＳｉＯ２から構成されているため、ターゲット４としてＳｉＯ２を用いた。
【００３９】
ターゲット４と基板本体５２Ａとの角度を調整して、前記素子基板５２に対してスパッタ粒子（ＳｉＯ２）を所定の入射角度で入射させることにより、図６に示した柱状構造体を所定の角度θｃだけ傾斜した状態に形成できる。
【００４０】
なお、基板ホルダー３は、ターゲット４より発生したスパッタ粒子が、基板本体５２Ａの無機配向膜４０を形成する面の垂直方向に対して所定の角度（照射角）だけ傾斜した方向から照射されるように、あらかじめ移動または回動させておくものであるが、スパッタ粒子を照射しつつ、照射角が所定角度となるように移動または回動させてもよい。
【００４１】
基板本体５２Ａに対して略一定の入射角度でスパッタ粒子を連続入射すると、スパッタ粒子が斜め柱状に堆積して、無機材料の柱状構造体（図５参照）が形成される。この柱状構造体が基板本体５２Ａの表面に無数に形成されることにより、無機配向膜４０が構成されることとなる。
このような無機配向膜４０を有した液晶装置５０は、柱状構造体に沿って液晶分子が所定の角度θｃだけ傾斜した状態に配向するので、この無機配向膜４０により非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向規制することができる。
【００４２】
ここで、基板本体５２Ａの無機配向膜４０を形成する面の垂直方向に対する角度を照射角とした場合、スパッタ粒子の照射角度は４５°以上であるのが好ましく、５０〜８７°であるのがより好ましく、７０〜８７°であるのがさらに好ましい。これにより、無機配向膜４０を構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶分子がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、得られる無機配向膜４０は液晶分子の配向状態を規制する機能がより優れたものとなる。
【００４３】
上記の理由として、照射角度が小さすぎると、十分なプレチルト角が得られず、液晶分子の配向状態を規制する機能が十分に得られなくなってしまう可能性があり、照射角度が大きすぎると、照射されたスパッタ粒子を基板本体５２Ａ上に付着させるのが困難となり、その結果、前記基板本体５２Ａと無機配向膜４０との密着性が低下するといった問題が生じる可能性があるからである。
【００４４】
真空チャンバ１内の圧力、すなわち、無機配向膜４０を形成する際の雰囲気の圧力は、５．０×１０−２Ｐａ以下であるのが好ましく、１．０×１０−２Ｐａ以下であるのがより好ましい。これにより、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜４０を形成することができる。これに対し、真空チャンバ１内の圧力が高すぎると、照射されたスパッタ粒子の直進性が低下してしまう場合があり、その結果、柱状の結晶が十分に形成されない可能性がある。また、結晶の配向が十分に揃わない可能性がある。
【００４５】
無機配向膜４０を形成する際の基板本体５２Ａの温度は、比較的低いのが好ましい。具体的には、前記基板本体５２Ａの温度は、１５０℃以下とするのが好ましく、８０℃以下とするのがより好ましく、２０〜５０℃とするのがさらに好ましい。これにより、基板本体５２Ａに付着したスパッタ粒子が最初に付着した位置から移動する現象、すなわちマイグレーションという現象を抑制し、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜４０を形成することができる。なお、無機配向膜４０を形成する際の素子基板５２の温度が、上記範囲のものとなるように、必要に応じて冷却してもよい。
【００４６】
無機配向膜４０の形成速度（成膜速度）は、特に限定されないが、１〜１５ｎｍ／分であるのが好ましく、６〜１０ｎｍ／分であるのがより好ましい。これにより、得られる無機配向膜の配向性を損なうことなく、より効率よく無機配向膜を形成することができる。
以上、イオン源５からＡｒイオンを放出させる場合について説明したが、イオン源５から放出するイオン種はターゲットをスパッタできるものであれば、例えばＫｒ、Ｘｅ等の他の種類の希ガスのイオン、窒素、酸素などの分子イオン、中性粒子、クラスターイオン等を用いてもよい。また、イオンビームの形状は特に限定されず、円形、シート状、楕円、多角形等のいずれの形であっても構わない。
【００４７】
以上、本実施形態に係る液晶装置５０の製造方法によれば、上記イオンビームスパッタ装置１００により安定したイオンビームが照射されることで、スパッタ粒子を安定して照射することで基板Ｓ上に均一な成膜を行うことができる。よって、高品質な液晶装置５０を提供することができる。
【００４８】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一例としてプロジェクタについて説明する。
図７は、プロジェクタを概略的に示す図である。
このプロジェクタＰＪは、上述した液晶装置を光変調手段（液晶ライトバルブ）として用いており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の間欠表示型カラー液晶プロジェクタである。
【００４９】
図７に示すように、プロジェクタＰＪは、光源８１０と、ダイクロイックミラー８１３，８１４と、反射ミラー８１５，８１６，８１７と、入射レンズ８１８と、リレーレンズ８１９と、射出レンズ８２０と、液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備えて構成されている。また、前記光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とから構成されるものである。
【００５０】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ８２２に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および射出レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用液晶ライトバルブ８２４に入射する。
【００５１】
各液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００５２】
上述したプロジェクタＰＪは、上述したイオンビームスパッタ装置１００によって形成された均一な膜厚から構成される無機配向膜４０，６０を有する液晶装置５０を光変調手段として備えているので、液晶装置５０における液晶分子の配向制御機能が高まって、信頼性に優れたものとなっている。
【００５３】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。
【００５４】
また、本実施形態においては、ＴＮモードの液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、垂直配向モード、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）モードなど、電圧無印加時の液晶分子の配向状態がいかなる液晶装置にも適用することができる。本発明を、垂直配向モードの液晶装置に適用する場合には、液晶層を、液晶分子の長短軸方向が短長軸方向に比較して分極しやすい、正負の誘電率異方性を有する液晶により構成すれば良い。この場合には、電圧無印加時に、液晶層内の液晶分子が無機配向膜によって制御され、所定の方向に配列するのに対し、電圧印加時には、液晶層内の液晶分子が、その長軸方向を一対の基板間に発生する縦電界の方向に対して略垂直平行方向に向けて配列するため、電圧無印加時、電圧印加時における液晶分子の配列を光学的に識別し、表示を行うことができる。
【００５５】
また、本発明の液晶装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、上述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】イオンビームスパッタ装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】イオン源の構成を示す拡大図である。
【図３】液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図２のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図５】液晶装置の等価回路図である。
【図６】無機配向膜の具体的形状を説明するための図である。
【図７】プロジェクタを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＰＪ…プロジェクタ（電子機器）、Ｈ…加熱手段、Ｓ…基板、４…ターゲット、５…イオン源（プラズマ発生装置）、６…放電室、７…コイル、５０…液晶装置、１００…イオンビームスパッタ装置（成膜装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電室内に所定のガスを導入すると共に前記放電室の外周に設置したコイルに高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置において、
前記放電室の外側に、該放電室の内部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記加熱手段は前記放電室の外周面を囲む同心状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
基材に対向して設けたターゲットに、イオンビームを照射するイオン源を有し、前記ターゲットから放出された粒子を前記基材上に成膜させる成膜装置において、
前記イオン源は請求項１又は２に記載のプラズマ発生装置から構成されることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の成膜装置を用いて、液晶装置を構成する無機配向膜を形成する工程を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶装置の製造方法により得た液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
放電室内に所定のガスを導入すると共に前記放電室の外周に設置したコイルに高周波を通電してガスを放電させてプラズマを形成するプラズマ発生装置において、
前記放電室の外側に、該放電室の内部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記加熱手段は前記放電室の外周面を囲む同心状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
基材に対向して設けたターゲットに、イオンビームを照射するイオン源を有し、前記ターゲットから放出された粒子を前記基材上に成膜させる成膜装置において、
前記イオン源は請求項１又は２に記載のプラズマ発生装置から構成されることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の成膜装置を用いて、液晶装置を構成する無機配向膜を形成する工程を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶装置の製造方法により得た液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３１１００６（Ｐ２００８−３１１００６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５５９７９（Ｐ２００７−１５５９７９）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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