無機配向膜の形成方法及び液晶装置
【課題】信頼性の高い無機配向膜を低コストで形成する。
【解決手段】プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲット５を備えるスパッタ粒子放出部３と、基板１０を水平方向に搬送する搬送手段６ａを収容する成膜室２と、を備えるスパッタ装置１を用いて、搬送される基板１０にスパッタ粒子２７を入射させて、１０基板に接する下層配向膜１３２と液晶分子３７に接し液晶分子３７の配向を制御する上層配向膜１３１を含む無機配向膜３１を形成する方法であって、スパッタ粒子２７の基板１０に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、下層配向膜１３２を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、上層配向膜１３１を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする無機配向膜３１の形成方法。
【解決手段】プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲット５を備えるスパッタ粒子放出部３と、基板１０を水平方向に搬送する搬送手段６ａを収容する成膜室２と、を備えるスパッタ装置１を用いて、搬送される基板１０にスパッタ粒子２７を入射させて、１０基板に接する下層配向膜１３２と液晶分子３７に接し液晶分子３７の配向を制御する上層配向膜１３１を含む無機配向膜３１を形成する方法であって、スパッタ粒子２７の基板１０に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、下層配向膜１３２を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、上層配向膜１３１を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする無機配向膜３１の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機配向膜の形成方法及び液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターの光変調手段等に用いられる液晶装置は、液晶層と該液晶層を挟持するように対向配置された一対の基板等で構成されている。該一対の基板の内面側には液晶層に電圧を印加する電極が形成されている。そしてかかる電極の内面側には、液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。液晶装置はかかる構成により、選択電圧の印加時と非印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調して、画像等を形成できる。
【０００３】
配向膜は形成材料により、有機配向膜と無機配向膜に大別される。ポリイミドなどの有機材料からなる有機配向膜は形成が容易であり、ラビング処理により液晶分子の配向能力を容易に付与できる。しかし、かかるラビング処理は、（１）配向性の均一さを確保することが困難であること、（２）ラビング処理時の筋跡が残り易いこと、（３）ラビング布からのダスト発生による表示不良が発生しがちであること、等の不都合が指摘されている。そこでこのような不都合を解消するため、近年、カラム状に結晶成長した無機材料からなる無機配向膜、すなわちカラム構造を有する無機配向膜が提案されている。このような構成であれば、上述の不都合が解消された高い信頼性等を有する配向膜が得られるものと期待されている。
【０００４】
しかし、無機材料をカラム状に形成した場合、液晶分子が無機材料の隙間に入り込んで電極と接触する可能性がある。かかる現象は液晶装置の信頼性を大きく低下させる。そのため、無機配向膜を蒸着法で形成する場合において、９０度の蒸着角度で形成された最下層と鋭角な蒸着角度で形成された最上層とからなる２層構造として、液晶分子と電極との接触を低減する手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、蒸着法は基板に入射する粒子の指向性が良いため、蒸着角度を９０度に固定して行う１回のみの成膜では、隙間が充分に低減された下層膜を得ることが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の無機配向膜の形成方法は、プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲットを備えるスパッタ粒子放出部と、基板を水平方向に搬送する搬送手段を収容する成膜室と、を備えるスパッタ装置を用いて、搬送される上記基板にスパッタ粒子を入射させて、上記基板に接する下層配向膜と液晶分子に接し上記液晶分子の配向を制御する上層配向膜を含む無機配向膜を形成する方法であって、上記スパッタ粒子の上記基板に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、上記下層配向膜を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、上記上層配向膜を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする。
【０００９】
このような形成方法であれば、１台の装置を用いて、かつ真空引き工程を１回に留めた上で、互いに異なる性質を有する２層の薄膜を連続的に形成できる。したがって、高い信頼性と高い配向性とを兼ね備えた無機配向膜を低コストで形成できる。
【００１０】
［適用例２］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記基板の法線方向を９０度とした場合において、上記第１の入射角範囲は９０度を超える角度を含むことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１１】
このような形成方法であれば、多方向から入射する粒子で形成された、緻密な構造を有する下層配向膜を形成できる。したがって、より一層信頼性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１２】
［適用例３］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記第２の入射角範囲は９０度〜６０度の範囲であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１３】
このような形成方法であれば、上層配向膜に傾きの均一性が向上したカラム構造を形成できる。したがって、より一層配向性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１４】
［適用例４］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記スパッタ装置は、上記成膜室と上記スパッタ粒子放出部との間に上記基板が搬送される搬送方向に沿って動作するスリット部材を備えるスパッタ装置であり、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記スリット部材の動作により寸法が変化する開口部を介して上記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１５】
このような形成方法であれば、入射角範囲の変更や制御を容易に実施できる。したがって、より一層配向性と信頼性の向上した無機配向膜を、より一層低コストで得ることができる。
【００１６】
［適用例５］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記スパッタ装置は、上記２つのターゲットが、上記搬送方向と上記法線方向とに直交する線を軸として、上記法線方向に対して所定角度回転させた状態で固定されたスパッタ装置であり、上記第２の工程は、上記２つのターゲットと上記法線方向とが成す角度が鋭角である側から鈍角である側へと向かう方向を順方向とした場合において、上記基板を順方向に搬送しつつ該基板に上記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１７】
このような形成方法であれば、上層配向膜に形成されるカラム構造の傾きの均一性をより一層向上できる。したがって、より一層配向性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１８】
［適用例６］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記入射角が９０度となる上記基板の上記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置をシミュレーションにより算出する第３の工程をあらかじめ実施し、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記第３の工程で得られた成膜位置を基準に上記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１９】
このような形成方法であれば、スリット部材の位置を容易に設定できる。したがって、高い信頼性と高い配向性とを兼ね備えた無機配向膜をより一層低コストで形成できる。
【００２０】
［適用例７］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記基板を固定した状態で上記無機配向膜を形成し、次に該基板を用いて液晶装置を形成し、次に該液晶装置のプレチルト角を測定して該プレチルト角が０度となる上記基板の上記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置を算出する第４の工程をあらかじめ実施し、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記第４の工程で得られた成膜位置を基準に上記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００２１】
このような形成方法であれば、プレチルト角の精度を向上できる。したがって、より一層と配向性が向上した無機配向膜を形成できる。
【００２２】
［適用例８］本適用例の液晶装置は、上述のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法を用いて形成された無機配向膜を備えたことを特徴とする。
【００２３】
このような構成であれば、カラム構造を有する上層と緻密な構造を有する下層を備える無機配向膜で液晶分子を配向できるため、表示品質及び信頼性の向上した液晶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液晶装置の概略構成を示す図。
【図２】スパッタリング装置の概略構成を示す図。
【図３】成膜位置と入射角範囲を示す図。
【図４】シミュレーションにより求めた成膜位置−入射角線図。
【図５】第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法を示す図。
【図６】第１の実施形態にかかる基板に対するスパッタ粒子の堆積の態様を示す図。
【図７】第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法により基板上に形成された無機配向膜を液晶分子と共に示す図。
【図８】実測により求められたプレチルト角−成膜位置線図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法について、図面を参照しつつ述べる。なお本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各構成要素を図面で認識可能な程度の寸法とするため、該構成要素の縮尺を実際とは異ならせてある。
【００２６】
（第１の実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法の対象となる液晶装置について、説明する。図１は、液晶装置１００の概略構成を示す図である。図１（ａ）は液晶装置１００を各構成要素とともに対向基板１１の側から示す模式平面図であり、図１（ｂ）は液晶装置１００のＨ−Ｈ’線における断面を示す模式断面図である。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、液晶装置１００は、シール材５２と該シール材により所定の間隔を有するように対向配置された素子基板１０と対向基板１１の一対の基板等で構成されている。上記の一対の基板は、ガラス等の透明性材料からなる基板である。そして、かかるシール材５２と素子基板１０と対向基板１１とで構成される空間内には液晶分子３７（図７参照）を含有する液晶層３６が充填されている。なお、上述の一対の基板の外側の面（液晶層３６に面している側の反対側の面）には、偏光膜等が形成されているが、本図では図示を省略している。
【００２８】
そして液晶装置１００は、図１（ａ）に示すように、平面視においてシール材５２で囲まれた領域である光変調領域９９と、シール材５２の外側の領域である周辺回路領域に区画されている。周辺回路領域には、画像信号駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査信号駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板１１の角部においては、素子基板１０と対向基板１１との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が形成されている。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の内側の面上には画素電極３４が規則的に形成されている。そして該電極を覆うように、第１の無機配向膜３１ａが形成されている。なお、上記面上には各画素電極３４を駆動するＴＦＴ（薄膜トランジスター）等が形成されているが、本図では図示を省略している。
【００３０】
対向基板１１の内側の面上には第１の遮光層３２ａ及び第２の遮光層３２ｂが形成されている。そして該双方の遮光層（３２ａ、３２ｂ）を、共通電極３５を介して覆うように、第２の無機配向膜３１ｂが形成されている。図示するように、第１の無機配向膜３１ａは画素電極３４による段差を覆うように形成されており、第２の無機配向膜３１ｂは第１の遮光層３２ａによる段差を覆うように形成されている。第２の遮光層３２ｂは、図１（ａ）に示すように、光変調領域９９を囲む枠状の遮光層である。第１の遮光層３２ａは画素電極３４が形成されていない領域を覆うようにパターニングされた遮光層であるが、図１（ａ）では図示を省略している。
【００３１】
なお、以下の記載において、上述の「遮光層」のように、末尾のアルファベットによって第１（の遮光層）と第２（の遮光層）が区別されている構成要素について該アルファベットを省略した場合は、総称（第１と第２の双方）を意味するものとする。
【００３２】
上記双方の電極（３４、３５）は、ＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）等の透明導電性材料からなる。画素電極３４は島状にパターニングされた電極であり、上記のＴＦＴにより個別に電圧が印加される。一方、共通電極３５は少なくとも光変調領域９９の全域に形成された電極であり、該光変調領域の全域で同電位となっている。上述の液晶分子３７は、電圧無印加時においては上述の無機配向膜（３１ａ、３１ｂ）により所定のプレチルト角で配向されている。そして、画素電極３４に印加される電圧に応じて駆動され、光変調機能を発揮する。そして、素子基板１０側から照射された光源光が変調されて、対向基板１１側に画像等が形成される。
【００３３】
液晶装置１００の無機配向膜３１は、（ＳｉＯ2、ＳｉＯなど）等の酸化シリコンからなる。なお、無機配向膜３１の材料としては、酸化シリコンの他にＡｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ、及びＩＴＯ等の金属酸化物を用いることもできる。そして無機配向膜３１は、液晶層３６と接する面に所定方向に傾斜するカラム構造（斜方柱構造）を有している。上述のプレチルト角は、かかるカラム構造により発現される。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、かかるカラム構造を有する無機配向膜３１を、信頼性等を損なうことなく、かつ低コストで形成することを目的としている。
【００３４】
＜無機配向膜の形成装置＞
図２は、本実施形態の無機配向膜の形成方法に用いるスパッタリング装置（以下、「スパッタ装置」と称する。）１の概略構成を示す図である。以下、本図を用いてスパッタ装置１の概要を説明する。なお、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法は、上述の素子基板１０及び対向基板１１等の基板の一方の面上に無機配向膜を形成する方法に関するものである。そこで、以下の記載においては、対象の基板として素子基板１０を例に説明する。そして以下、素子基板１０を単に「基板１０」と称する。
【００３５】
図２に示すように、スパッタ装置１は、基板１０を収容する真空チャンバーである成膜室２と、基板１０の表面にスパッタ粒子を放出するスパッタ粒子放出部３と、を備えている。成膜室２内には、基板１０をその基板面（被処理面）がスパッタ粒子放出部３と対向するように保持して搬送可能な基板ホルダー６が配置されている。基板１０が搬送される方向がＸ方向であり、被搬送中の基板１０の基板面においてＸ方向と直交する方向がＹ方向である。そして、該基板面に直交する方向がＺ方向である。
【００３６】
本実施形態の無機配向膜の形成方法に用いるスパッタ装置１は対向ターゲット型のスパッタ装置であり、スパッタ粒子放出部３には、平板状の一対のターゲットが対向配置されている。上述の一対のターゲットのうち、被搬送中の基板１０に近い側のターゲットが第１のターゲット５ａであり、遠い側のターゲットが第２のターゲット５ｂである。かかる一対のタ−ゲットは、Ｙ方向に延びる細長い板状の形状を有している。そして後述するように、酸素ガスと反応して無機配向膜の構成物質となる材料で形成されている。本実施形態のスパッタ装置１における上述の一対のターゲット５はシリコンからなるが、他の材料を用いることもできる。
【００３７】
そして、スパッタ装置１においては、上述の一対のターゲット５のターゲット面が、上記基板面すなわちＸＹ面に対して傾くように、すなわちＹ軸を中心に回転した状態で配置されている。本実施形態で用いるスパッタ装置１では、上記の傾き、すなわちスパッタ粒子放出部３と被搬送中の基板１０とがなす角度は略４５度である。
【００３８】
成膜室２のＸ方向における外側には、該成膜室内の真空度を保持した状態での基板１０の搬入／搬出を可能とするロードロックチャンバー（不図示）が備えられている。ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。そして基板ホルダー６には、該基板ホルダーを上述のロードロックチャンバー側からその反対側へＸ方向に搬送する移動手段６ａが接続されている。移動手段６ａは、基板１０を一定速度で往路と復路の双方の方向に搬送することができる。以下の記載において、上述の一対のターゲット５とＸ方向とが成す角度が小さい側から大きき側に搬送する方向（本図においては左側から右側に向かう方向）を、順方向とする。
【００３９】
スパッタ粒子放出部３は、上記一対のターゲット５を備える箱型筐体部３Ａと、箱型筐体部３Ａを成膜室２に取付けるための接続部３Ｂとを備えている。接続部３Ｂは、箱型筐体部３Ａと成膜室２とを接続させる部分であり、フランジ等により構成されている。そして箱型筐体部３Ａは、スパッタ粒子２７を発生させる部分である。成膜室２とスパッタ粒子放出部３は接続部３Ｂにより導通しており、箱型筐体部３Ａ内で生じたスパッタ粒子２７は、接続部３Ｂを介して成膜室２へ向けて飛翔する。
【００４０】
図示するように、箱型筐体部３Ａは、互いに対向する略平板状の電極である第１電極９ａと第２電極９ｂ、及び側壁部材等で構成されている。第１のターゲット５ａは第１電極９ａに装着され、第２のターゲット５ｂは第２電極９ｂに装着されている。そして、かかる第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、接続部３Ｂ側とは反対側の端部を構成する側壁部材１９及び他の図示しない側壁部材と共にスパッタ粒子放出部３の真空チャンバーとなる箱型筐体部３Ａを構成している。ただし、第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、箱型筐体部３Ａを構成する上述の側壁部材（１９等）とは互いに絶縁されている。そして、第１電極９ａには直流電源又は高周波電源からなる電源（不図示）が接続され、第２電極９ｂには直流電源又は高周波電源からなる電源（不図示）が接続されている。したがって、第１のターゲット５ａと第２のターゲット５ｂとが対向する部分が、プラズマ生成領域となる。
【００４１】
スパッタ粒子放出部３には、プラズマ生成領域に放電用のアルゴンガスを流通させる第１のガス供給手段２１が配置されている。成膜室２には、搬送中の基板１０上に入射するスパッタ粒子２７と反応して無機配向膜を形成する反応ガスとしての酸素ガスを供給する第２のガス供給手段２２が配置されている。また、成膜室２には、内部圧力を制御して所望の真空度を得るための排気制御装置２０が、配管２０ａを介して接続されている。
【００４２】
第２のガス供給手段２２は、排気制御装置２０のＸ方向における反対側に接続されている。したがって、第２のガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、基板１０の基板面を経由して排気制御装置２０側へ流通する。上述のロードロックチャンバーにも、該ロードロックチャンバー内を独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置（不図示）が接続されている。そして上述したように、ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。かかる構成により、スパッタ装置１は、成膜室２を大気に解放することなく基板１０の出し入れを行うことができる。
【００４３】
プラズマ生成領域において成膜室２側の反対側に配置された側壁部材１９には、第１のガス供給手段２１が接続されている。第１のガス供給手段２１から供給されるアルゴンガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域すなわち一対のターゲット５間の領域に流入し、接続部３Ｂを介して成膜室２内に流入する。そして、成膜室２に流入したアルゴンガスは、第２のガス供給手段２２から供給されて流通する酸素ガスと合流して排気制御装置２０側へ流動する。
【００４４】
スパッタ装置１により基板１０の基板面に無機配向膜を形成する場合、該基板を移動手段６ａにより搬送させつつ、第１のガス供給手段２１からアルゴンガスを導入しつつ、第１電極９ａ及び第２電極９ｂにＤＣ電力（ＲＦ電力）を供給する。その結果、プラズマ生成領域にプラズマ雰囲気が発生する。そして該プラズマ雰囲気中のアルゴンイオン等がターゲット５に衝突することで、ターゲット５から配向膜材料（シリコン）がスパッタ粒子２７としてたたき出される。そして、該スパッタ粒子のうちプラズマＰｚから開口部２５側へ飛翔するスパッタ粒子２７が、接続部３Ｂを介して成膜室２側へ放出される。
【００４５】
接続部３Ｂと移動手段６ａで搬送される基板１０との間には、Ｘ方向に沿って動作（移動）する第１のスリット部材２４ａと第２のスリット部材２４ｂが配置されている。そして、平面視で第１のスリット部材２４ａと第２のスリット部材２４ｂとの間の領域、すなわち上記双方のスリット部材２４のどちらにも重ならない部分が、開口部２５である。上記一対のターゲット５間に発生するスパッタ粒子２７は、スリット部材２４の動作によりＸ方向の寸法が変化する開口部２５を介して基板１０の基板面に入射する。かかるスパッタ粒子２７が堆積することで、上述の基板面に無機配向膜が形成される。なお、スリット部材２４はＸ方向にのみ動作する。したがって、開口部２５の寸法もＸ方向にのみ変化する。
【００４６】
なお、上述の一対の電極９等以外のスパッタ装置１の構成要素について、以下に記載する。
基板ホルダー６には、保持した基板１０を加熱するためのヒーター７、及び保持した基板１０を冷却するための第３の冷却手段８ｃが配置されている。ヒーター７は制御部７ａに接続されており、制御部７ａを介した昇温動作により基板ホルダー６及び基板１０を所望の温度まで加熱できる。第３の冷却手段８ｃは第３の冷媒循環手段１８ｃと配管等を介して接続されており、第３の冷媒循環手段１８ｃから供給される冷媒を循環させることにより、基板ホルダー６及び基板１０を所望の温度まで冷却できる。
【００４７】
また、第１電極９ａには、第１の冷媒循環手段１８ａと配管等を介して接続されている第１の冷却手段８ａが配置されている。同じく第２電極９ｂには、第２の冷媒循環手段１８ｂと配管等を介して接続されている第２の冷却手段８ｂが配置されている。双方の冷却手段８は内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段１８から供給される冷媒を循環させることで、一対のターゲット５の冷却を行うことができる。
【００４８】
また、上記双方の冷却手段８を平面視で囲むように、矩形枠状の永久磁石等からなる第１の磁界発生手段１６ａ及び第２の磁界発生手段１６ｂが配置されている。これらの磁界発生手段１６は、一対のターゲット５を取り囲むＺａ方向の磁界を発生させることができる。そしてかかる磁界によりプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束して、該電子が基板１０の基板面に入射して該基板面の濡れ性が上昇してスパッタ粒子２７のマイグレーションが生じ、柱状構造形成が阻害されるのを抑制できる。
【００４９】
＜スリット部材と入射角範囲＞
次に、スパッタ粒子２７の入射角範囲等について説明する。図３は、成膜位置と入射角範囲βを示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）の双方とも、成膜室２の一部とスパッタ粒子放出部３とを簡略化して基板１０と共に示している。成膜室２内の要素については、基板ホルダー６等の搬送系は図示を省略している。またスパッタ粒子放出部３内の要素については、一対のターゲット５以外の要素の図示を省略している。
【００５０】
図３（ａ）は成膜位置を示す図である。上述したように、スパッタ粒子放出部３は、一対のターゲット５のターゲット面がＸＹ面に対して傾くように取り付けられている。本実施形態のスパッタ装置１における取り付け角（上記の傾きの角度）θは、４５度である。また、本実施形態のスパッタ装置１におけるターゲット間距離ａは６０ｍｍ〜１００ｍｍ、ターゲット端部と基板１０との間の距離ｂは１００ｍｍ〜２００ｍｍである。
【００５１】
そして本実施形態の説明においては、一対のターゲット５の中心線ｃが基板１０と交わる位置のＸ方向の座標を０とし、スリット部材２４の（端部の）位置の基準点としている。そして該０点を基準に、本図においては左側を「−」、右側を「＋」として、スリット部材２４の位置を（ｍｍ単位で）表している。成膜位置とは、基板１０の基板面のうち、スリット部材２４と重ならない領域、すなわちスパッタ粒子２７が入射してくる領域のＸ方向の座標を、上述の０点を基準に示す物である。すなわち、スリット部材２４の端部の位置を示す概念である。したがって、Ｘ方向の座標すなわちある一点を示す概念でもあり、Ｘ方向における所定の範囲を示す概念でもある。後者の概念として用いる場合、開口部２５のＸ方向における大きさを示すこととなる。図３（ａ）では、第１のスリット部材２４ａが−６０、第２のスリット部材２４ｂが＋２０に位置している。すなわち、図３（ａ）に示す成膜位置は、−６０〜＋２０である。
【００５２】
図３（ｂ）は、入射角範囲βを示している。図示するように、一対のターゲット５で生じたスパッタ粒子２７は、図３（ａ）に示す中心線ｃの方向のみでなく、所定の角度範囲で基板１０に向けて飛翔する。すなわち、スパッタ粒子２７が基板１０に入射するときの該基板に対する角度である入射角は、所定の範囲の分布を有している。かかる入射角の範囲が入射角範囲βである。
【００５３】
本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基板１０をＸ方向に搬送しつつ、該基板の基板面にスパッタ粒子２７を入射させ堆積させるものである。したがって該基板面には、入射角範囲β内のあらゆる角度からスパッタ粒子２７が入射する。そして、入射角範囲βは、スリット部材２４を動作させることで任意に設定できる。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、かかるスリット部材２４の動作により、限定された入射角範囲βでスパッタ粒子２７を堆積させるものである。なお入射角は、Ｚ方向すなわち基板１０に垂直な方向を９０度としている。そして、図中の左側、すなわち取り付け角θが鋭角である側を、９０度以上（９０度〜１８０度）としている。また、図中の右側を９０度以下（０度〜９０度）としている。
【００５４】
＜基準成膜位置の算出＞
図４は、シミュレーションにより求めた、成膜位置−入射角線図である。スリット部材２４により入射角範囲βを制限するには、上述の関係を調べる必要がある。特に、本実施形態の無機配向膜の形成方法のように、入射角を９０度以内に制限する工程を有する場合には、基準成膜位置すなわち入射角が９０度となる成膜位置を事前に確認する必要がある。本実施形態の無機配向膜の形成方法では、第３の工程として、かかる基準成膜位置と入射角の関係をシミュレーションにより求めている。
【００５５】
シミュレーションは、個々のスパッタ粒子の軌跡をモンテカルロ法で算出することにより行う。入射角は、成膜位置により一義的に決まるものではない。すなわち、ある成膜位置に様々な方向（角度）から複数のスパッタ粒子２７が入射する。かかる入射角をスパッタ粒子２７毎にモンテカルロ法により算出して、該入射角の平均値を該成膜位置における入射角としている。図示するように、シミュレーションによれば、成膜位置が−７０の点において、入射角が９０度となる。すなわち成膜位置が−７０の点において、スパッタ粒子２７は基板１０の基板面に対して垂直方向から入射する。したがって、基準成膜位置は−７０となる。
【００５６】
＜無機配向膜の形成方法＞
図５は、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法を示す図である。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、無機配向膜３１を下層配向膜１３２（図６参照）と上層配向膜１３１（図７参照）とに分けて形成する点に特徴がある。すなわち本実施形態の形成方法で得られる無機配向膜３１は、下層配向膜１３２と上層配向膜１３１との積層体である。下層配向膜１３２を形成する工程が第１の工程であり、上層配向膜１３１を形成する工程が第２の工程である。
下層配向膜１３２と上層配向膜１３１の膜厚比は、２：８〜８：２の範囲である。合計の膜厚すなわち無機配向膜３１の膜厚は、５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。成膜時における成膜室２内の圧力は、０．３Ｐａ〜１．０Ｐａである。放電用ガスとしてのアルゴンガスと反応ガスとしての酸素ガスとの供給比は、２０：１〜３：１の範囲である。
【００５７】
図５（ａ）は、第１の工程における成膜位置等を示す図である。成膜位置は−９０〜５０である。したがって、開口部２５の大きさは１４０ｍｍである。上述の成膜位置は、入射角が９０度となる基準成膜位置の−７０を含んでいる。すなわち一方の成膜位置（−９０）は、基準成膜位置の−７０を超えている。その結果、本工程における入射角範囲である第１の入射角範囲β1は、略４５度〜１１０度、すなわち９０度を超える角度を含む範囲となる。
【００５８】
図６は、本実施形態の無機配向膜の形成方法における、画素電極３４が形成された基板１０に対するスパッタ粒子２７の堆積の態様を示す図である。
図６（ａ）は、第１の工程における上述の態様等を示している。図示するように、第１の入射角範囲β1が９０度以上の領域を含んでいるため、画素電極３４の両側からスパッタ粒子２７が入射する。その結果、画素電極３４の端部の段差の部分にもスパッタ粒子２７が満遍なく堆積する。したがって、図６（ｂ）に示すように、かかる段差の部分にも下層配向膜１３２が充分な膜厚で形成される。また、入射角範囲が広いため、カラム構造が形成されない。したがって、本工程で形成される下層配向膜１３２は液晶分子３７を配向する機能は弱い代わりに、緻密な膜質を有することとなる。このように、下層配向膜１３２を形成した後、第２の工程としてスリット部材２４を動作させて成膜位置を変更した上で、上層配向膜１３１を形成する。
【００５９】
なお、本工程では基板１０を矢印に示す方向すなわち逆方向に搬送しているが、順方向に搬送して成膜してもかまわない。本工程はカラム構造を有しない配向膜を形成する工程であり、また、入射角範囲が広く、かつ９０度を含んでいるため、どちらの搬送方向を用いても緻密な構造を有する下層配向膜１３２を形成できる。
【００６０】
図５（ｂ）は、第２の工程における成膜位置等を示す図である。成膜位置は−５０〜２０である。したがって、開口部２５の大きさは７０ｍｍである。上述の成膜位置は、入射角が９０度となる基準成膜位置すなわち−７０を含んでいない。その結果、本工程における入射角範囲である第２の入射角範囲β2は、略６０度〜８０度の範囲となる。すなわち、第１の工程における第１の入射角範囲β1に比べて狭い範囲であり、かつ９０度以内に収まる範囲である。なお、本工程における基板１０の搬送方向は矢印に示す方向すなわち順方向に限定される。
【００６１】
図６（ｂ）は、第２の工程における上述の態様等を示す図である。すなわち、下層配向膜１３２の上層にスパッタ粒子２７が堆積する態様を示す図である。上述したように第２の入射角範囲β2が狭いため、画素電極３４の片側のみからスパッタ粒子２７が入射する。一方で、入射角範囲βが９０度、すなわち基板１０に対する直角方向を含まないため、カラム構造を有する無機配向膜が形成される。
【００６２】
また、基板１０は開口部２５（図２参照）を順方向に横切る様に搬送されるため、入射角は８０度から６０度まで徐々に減少する。すなわち上層配向膜１３１の最上層は略６０度の方向から入射したスパッタ粒子２７で構成される。したがって、上層配向膜１３１が有するカラム構造は、全面で略均一な傾きを有することとなる。
【００６３】
図７は、上述の第１の工程及び第２の工程を実施することにより基板１０上に形成された無機配向膜３１を、液晶分子３７と共に示す図である。上述したように、下層配向膜１３２は画素電極３４の両側からスパッタ粒子２７を入射させて形成されているため、該画素電極による段差を完全に被っている。一方、上層配向膜１３１は略６０度〜８０度の範囲の入射角でスパッタ粒子２７を入射させて形成されているためカラム構造を有しており、液晶分子３７に均一なプレチルト角を付与できる。そして、上層配向膜１３１はカラム構造に起因する若干の隙間を有しているが、下層配向膜１３２が充分に緻密に形成されているため、液晶分子３７と画素電極３４との接触は抑制されている。そのため、本実施形態にかかる形成方法により得られた、上層配向膜１３１と下層配向膜１３２の２層構造を有する無機配向膜３１は、液晶分子３７を配向する機能と絶縁性を併せ持っている。したがって、上述の無機配向膜３１を用いることで、信頼性と表示品質の双方が向上した液晶装置を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の無機配向膜の形成方法は、スリット部材２４を動作させて成膜位置を変更することのみで、上述の上層配向膜１３１と下層配向膜１３２という、互いに異なる特性を有する２層の膜を形成している点にも特徴がある。このような形成方法であれば、基板１０を成膜室２内に出し入れすることなく連続的に上述の互いに異なる性質を有する２層の膜を形成できるため、無機配向膜３１の形成コストを低減できる。
【００６５】
さらに、第１の工程として基板１０を逆方向に搬送しつつ下層配向膜１３２を形成した後、第２の工程として基板１０を順方向に搬送しつつ上層配向膜１３１を形成できるため、基板１０を成膜室２内で一往復させるのみで無機配向膜３１を形成できる。したがって、より一層低コストで無機配向膜３１を形成できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、成膜位置を定める際の基準となる基準成膜位置の算出方法が上述の第１の実施形態にかかる形成方法と異なっている。他の要素、すなわち無機配向膜３１の形成に用いるスパッタ装置１及び搬送方法等は、第１の実施形態にかかる形成方法と同一である。そこで、本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基準成膜位置の算出方法についてのみ説明する。
【００６７】
＜基準成膜位置の算出＞
図８は、本実施形態の無機配向膜の形成方法において基準成膜位置の算出方法に用いるプレチルト角−成膜位置線図である。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基準成膜位置の算出をシミュレーションではなく実測により行なっている。かかる、基準成膜位置を実測により求める工程が、第４の工程である。
【００６８】
本工程に用いる液晶装置は、上述の液晶装置１００と類似する構造の液晶装置である。すなわち、スパッタ装置１（図２参照）を用いて無機配向膜３１を形成した基板１０を貼り合せて、図１に示す液晶装置１００と類似する液晶装置１００を形成する。成膜位置とスパッタ粒子２７の入射角は略１：１で対応する。そして、無機配向膜３１の最上層となるスパッタ粒子２７の入射角とプレチルト角は、略１：１で対応する。したがって、上述の構造の液晶装置における液晶分子３７のプレチルト角を実測することで、図８のプレチルト角−成膜位置線図を求めることができる。
【００６９】
本工程における基準成膜位置の算出に用いる無機配向膜３１の形成は、上述の第１の実施形態における無機配向膜３１の成膜方法とは異なり、基板１０を搬送せず固定して行なっている。基板１０を搬送しつつスパッタ粒子２７を入射させて基板面に無機配向膜３１を形成した場合、最上層のスパッタ粒子２７、すなわち最後に上述の基板１０に入射して堆積するスパッタ粒子２７の入射角は、基板面の全面で略同一となる。そのため、成膜位置とプレチルト角の関係を求めることができない。そこで、本実施形態における基準成膜位置の算出方法では、スリット部材２４を全開にして開口部２５を広く確保した上で、基板１０を固定して所定の膜厚（５０ｎｍ〜１５０ｎｍ）の無機配向膜３１を形成する。そして、かかる基板１０を用いて液晶装置を形成後、液晶分子３７のプレチルト角をＸ方向に沿って測定して、図８のプレチルト角−成膜位置線図を得ている。
【００７０】
図示するように、プレチルト角を実測することにより求めた基準成膜位置は−６０ｍｍであり、上述のシミュレーションによる結果とは若干異なっている。以下、かかる結果を基にスリット部材２４の位置を設定して、下層配向膜１３２と上層配向膜１３１とからなる無機配向膜３１を形成する。搬送方向等は、上述の第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法と同様なので、説明の記載は省略する。
【００７１】
成膜位置は上述の基準成膜位置の−６０を基に決定する。下層配向膜１３２は、緻密であり、かつステップカバレッジ性が良好なことが求められる一方で、プレチルト角の制御機能は不要である。そこで、上述の基準成膜位置よりもプレチルト角が小さくなる成膜位置を含むようにスリット部材（２４ａ、２４ｂ）の位置を設定する。本実施形態の無機配向膜の形成方法では、下層配向膜１３２を形成する第１の工程を実施する時の成膜位置を−８０〜６０としている。かかる成膜位置の設定で基板１０に対してスパッタ粒子２７を入射させることで、画素電極３４（図６等参照）を覆い、かつ緻密な構造を有する下層配向膜１３２を形成できる。
【００７２】
上層配向膜１３１は、ステップカバレッジ性はあまり求められない一方で、液晶分子３７のプレチルト角が一定の角度となるように制御する機能が必要である。そこで、基準成膜位置の−６０ｍｍよりプレチルト角が小さくなる成膜位置を含まないようにスリット部材２４の位置を設定する。本実施形態の無機配向膜３１の形成方法では、上層配向膜１３１を形成する第２の工程を実施する時の成膜位置を−４０〜３０としている。かかる成膜位置の設定で基板１０に対してスパッタ粒子２７を入射させることで、カラム構造を有する上層配向膜１３１を形成できる。
【００７３】
このように、プレチルト角の実測により算出した基準成膜位置に基づいて実際の成膜位置を決定して、第１の工程と第２の工程を連続的に実施することで、図７に示す無機配向膜３１と同様の、液晶分子３７を配向する機能と絶縁性を併せ持つ無機配向膜３１を形成できる。その結果、信頼性と表示品質の双方が向上した液晶装置１００を得ることができる。
【００７４】
（変形例）
上述の実施形態では、シリコンからなるターゲット５を用いており、シリコンからなるスパッタ粒子２７を飛翔中に酸素ガスと反応させて酸化シリコンとした上で、基板１０の基板面に堆積させている。しかし本発明の実施の形態はかかる態様に限定されるものではなく、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）あるいは酸化アルミニウム（ＡｌＯｙ等）からなるターゲット５を用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１…スパッタ装置、２…成膜室、３…スパッタ粒子放出部、３Ａ…箱型筐体部、３Ｂ…接続部、５ａ…第１のターゲット、５ｂ…第２のターゲット、６…基板ホルダー、６ａ…移動手段、７…ヒーター、７ａ…制御部、８ａ…第１の冷却手段、８ｂ…第２の冷却手段、８ｃ…第３の冷却手段、９ａ…第１電極、９ｂ…第２電極、１０…素子基板、１１…対向基板、１６ａ…第１の磁界発生手段、１６ｂ…第２の磁界発生手段、１８ａ…第１の冷媒循環手段、１８ｂ…第２の冷媒循環手段、１８ｃ…第３の冷媒循環手段、１９…側壁部材、２０…排気制御装置、２０ａ…配管、２１…第１のガス供給手段、２２…第２のガス供給手段、２４ａ…第１のスリット部材、２４ｂ…第２のスリット部材、２５…開口部、２７…スパッタ粒子、３１…無機配向膜、３１ａ…第１の無機配向膜、３１ｂ…第２の無機配向膜、３２ａ…第１の遮光層、３２ｂ…第２の遮光層、３４…画素電極、３５…共通電極、３６…液晶層、３７…液晶分子、５２…シール材、９９…光変調領域、１００…液晶装置、１０１…画像信号駆動回路、１０２…外部回路実装端子、１０４…走査信号駆動回路、１０６…基板間導通材、１３１…上層配向膜、１３２…下層配向膜、Ｐｚ…プラズマ、β…入射角範囲、β1…第１の入射角範囲、β2…第２の入射角範囲。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機配向膜の形成方法及び液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターの光変調手段等に用いられる液晶装置は、液晶層と該液晶層を挟持するように対向配置された一対の基板等で構成されている。該一対の基板の内面側には液晶層に電圧を印加する電極が形成されている。そしてかかる電極の内面側には、液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。液晶装置はかかる構成により、選択電圧の印加時と非印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調して、画像等を形成できる。
【０００３】
配向膜は形成材料により、有機配向膜と無機配向膜に大別される。ポリイミドなどの有機材料からなる有機配向膜は形成が容易であり、ラビング処理により液晶分子の配向能力を容易に付与できる。しかし、かかるラビング処理は、（１）配向性の均一さを確保することが困難であること、（２）ラビング処理時の筋跡が残り易いこと、（３）ラビング布からのダスト発生による表示不良が発生しがちであること、等の不都合が指摘されている。そこでこのような不都合を解消するため、近年、カラム状に結晶成長した無機材料からなる無機配向膜、すなわちカラム構造を有する無機配向膜が提案されている。このような構成であれば、上述の不都合が解消された高い信頼性等を有する配向膜が得られるものと期待されている。
【０００４】
しかし、無機材料をカラム状に形成した場合、液晶分子が無機材料の隙間に入り込んで電極と接触する可能性がある。かかる現象は液晶装置の信頼性を大きく低下させる。そのため、無機配向膜を蒸着法で形成する場合において、９０度の蒸着角度で形成された最下層と鋭角な蒸着角度で形成された最上層とからなる２層構造として、液晶分子と電極との接触を低減する手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、蒸着法は基板に入射する粒子の指向性が良いため、蒸着角度を９０度に固定して行う１回のみの成膜では、隙間が充分に低減された下層膜を得ることが困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例の無機配向膜の形成方法は、プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲットを備えるスパッタ粒子放出部と、基板を水平方向に搬送する搬送手段を収容する成膜室と、を備えるスパッタ装置を用いて、搬送される上記基板にスパッタ粒子を入射させて、上記基板に接する下層配向膜と液晶分子に接し上記液晶分子の配向を制御する上層配向膜を含む無機配向膜を形成する方法であって、上記スパッタ粒子の上記基板に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、上記下層配向膜を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、上記上層配向膜を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする。
【０００９】
このような形成方法であれば、１台の装置を用いて、かつ真空引き工程を１回に留めた上で、互いに異なる性質を有する２層の薄膜を連続的に形成できる。したがって、高い信頼性と高い配向性とを兼ね備えた無機配向膜を低コストで形成できる。
【００１０】
［適用例２］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記基板の法線方向を９０度とした場合において、上記第１の入射角範囲は９０度を超える角度を含むことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１１】
このような形成方法であれば、多方向から入射する粒子で形成された、緻密な構造を有する下層配向膜を形成できる。したがって、より一層信頼性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１２】
［適用例３］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記第２の入射角範囲は９０度〜６０度の範囲であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１３】
このような形成方法であれば、上層配向膜に傾きの均一性が向上したカラム構造を形成できる。したがって、より一層配向性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１４】
［適用例４］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記スパッタ装置は、上記成膜室と上記スパッタ粒子放出部との間に上記基板が搬送される搬送方向に沿って動作するスリット部材を備えるスパッタ装置であり、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記スリット部材の動作により寸法が変化する開口部を介して上記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１５】
このような形成方法であれば、入射角範囲の変更や制御を容易に実施できる。したがって、より一層配向性と信頼性の向上した無機配向膜を、より一層低コストで得ることができる。
【００１６】
［適用例５］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記スパッタ装置は、上記２つのターゲットが、上記搬送方向と上記法線方向とに直交する線を軸として、上記法線方向に対して所定角度回転させた状態で固定されたスパッタ装置であり、上記第２の工程は、上記２つのターゲットと上記法線方向とが成す角度が鋭角である側から鈍角である側へと向かう方向を順方向とした場合において、上記基板を順方向に搬送しつつ該基板に上記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１７】
このような形成方法であれば、上層配向膜に形成されるカラム構造の傾きの均一性をより一層向上できる。したがって、より一層配向性の向上した無機配向膜を形成できる。
【００１８】
［適用例６］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記入射角が９０度となる上記基板の上記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置をシミュレーションにより算出する第３の工程をあらかじめ実施し、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記第３の工程で得られた成膜位置を基準に上記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００１９】
このような形成方法であれば、スリット部材の位置を容易に設定できる。したがって、高い信頼性と高い配向性とを兼ね備えた無機配向膜をより一層低コストで形成できる。
【００２０】
［適用例７］上述の無機配向膜の形成方法であって、上記基板を固定した状態で上記無機配向膜を形成し、次に該基板を用いて液晶装置を形成し、次に該液晶装置のプレチルト角を測定して該プレチルト角が０度となる上記基板の上記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置を算出する第４の工程をあらかじめ実施し、上記第１の工程及び上記第２の工程は、上記第４の工程で得られた成膜位置を基準に上記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【００２１】
このような形成方法であれば、プレチルト角の精度を向上できる。したがって、より一層と配向性が向上した無機配向膜を形成できる。
【００２２】
［適用例８］本適用例の液晶装置は、上述のいずれかに記載の無機配向膜の形成方法を用いて形成された無機配向膜を備えたことを特徴とする。
【００２３】
このような構成であれば、カラム構造を有する上層と緻密な構造を有する下層を備える無機配向膜で液晶分子を配向できるため、表示品質及び信頼性の向上した液晶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液晶装置の概略構成を示す図。
【図２】スパッタリング装置の概略構成を示す図。
【図３】成膜位置と入射角範囲を示す図。
【図４】シミュレーションにより求めた成膜位置−入射角線図。
【図５】第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法を示す図。
【図６】第１の実施形態にかかる基板に対するスパッタ粒子の堆積の態様を示す図。
【図７】第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法により基板上に形成された無機配向膜を液晶分子と共に示す図。
【図８】実測により求められたプレチルト角−成膜位置線図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法について、図面を参照しつつ述べる。なお本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各構成要素を図面で認識可能な程度の寸法とするため、該構成要素の縮尺を実際とは異ならせてある。
【００２６】
（第１の実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法の対象となる液晶装置について、説明する。図１は、液晶装置１００の概略構成を示す図である。図１（ａ）は液晶装置１００を各構成要素とともに対向基板１１の側から示す模式平面図であり、図１（ｂ）は液晶装置１００のＨ−Ｈ’線における断面を示す模式断面図である。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、液晶装置１００は、シール材５２と該シール材により所定の間隔を有するように対向配置された素子基板１０と対向基板１１の一対の基板等で構成されている。上記の一対の基板は、ガラス等の透明性材料からなる基板である。そして、かかるシール材５２と素子基板１０と対向基板１１とで構成される空間内には液晶分子３７（図７参照）を含有する液晶層３６が充填されている。なお、上述の一対の基板の外側の面（液晶層３６に面している側の反対側の面）には、偏光膜等が形成されているが、本図では図示を省略している。
【００２８】
そして液晶装置１００は、図１（ａ）に示すように、平面視においてシール材５２で囲まれた領域である光変調領域９９と、シール材５２の外側の領域である周辺回路領域に区画されている。周辺回路領域には、画像信号駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査信号駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板１１の角部においては、素子基板１０と対向基板１１との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が形成されている。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の内側の面上には画素電極３４が規則的に形成されている。そして該電極を覆うように、第１の無機配向膜３１ａが形成されている。なお、上記面上には各画素電極３４を駆動するＴＦＴ（薄膜トランジスター）等が形成されているが、本図では図示を省略している。
【００３０】
対向基板１１の内側の面上には第１の遮光層３２ａ及び第２の遮光層３２ｂが形成されている。そして該双方の遮光層（３２ａ、３２ｂ）を、共通電極３５を介して覆うように、第２の無機配向膜３１ｂが形成されている。図示するように、第１の無機配向膜３１ａは画素電極３４による段差を覆うように形成されており、第２の無機配向膜３１ｂは第１の遮光層３２ａによる段差を覆うように形成されている。第２の遮光層３２ｂは、図１（ａ）に示すように、光変調領域９９を囲む枠状の遮光層である。第１の遮光層３２ａは画素電極３４が形成されていない領域を覆うようにパターニングされた遮光層であるが、図１（ａ）では図示を省略している。
【００３１】
なお、以下の記載において、上述の「遮光層」のように、末尾のアルファベットによって第１（の遮光層）と第２（の遮光層）が区別されている構成要素について該アルファベットを省略した場合は、総称（第１と第２の双方）を意味するものとする。
【００３２】
上記双方の電極（３４、３５）は、ＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）等の透明導電性材料からなる。画素電極３４は島状にパターニングされた電極であり、上記のＴＦＴにより個別に電圧が印加される。一方、共通電極３５は少なくとも光変調領域９９の全域に形成された電極であり、該光変調領域の全域で同電位となっている。上述の液晶分子３７は、電圧無印加時においては上述の無機配向膜（３１ａ、３１ｂ）により所定のプレチルト角で配向されている。そして、画素電極３４に印加される電圧に応じて駆動され、光変調機能を発揮する。そして、素子基板１０側から照射された光源光が変調されて、対向基板１１側に画像等が形成される。
【００３３】
液晶装置１００の無機配向膜３１は、（ＳｉＯ2、ＳｉＯなど）等の酸化シリコンからなる。なお、無機配向膜３１の材料としては、酸化シリコンの他にＡｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ、及びＩＴＯ等の金属酸化物を用いることもできる。そして無機配向膜３１は、液晶層３６と接する面に所定方向に傾斜するカラム構造（斜方柱構造）を有している。上述のプレチルト角は、かかるカラム構造により発現される。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、かかるカラム構造を有する無機配向膜３１を、信頼性等を損なうことなく、かつ低コストで形成することを目的としている。
【００３４】
＜無機配向膜の形成装置＞
図２は、本実施形態の無機配向膜の形成方法に用いるスパッタリング装置（以下、「スパッタ装置」と称する。）１の概略構成を示す図である。以下、本図を用いてスパッタ装置１の概要を説明する。なお、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法は、上述の素子基板１０及び対向基板１１等の基板の一方の面上に無機配向膜を形成する方法に関するものである。そこで、以下の記載においては、対象の基板として素子基板１０を例に説明する。そして以下、素子基板１０を単に「基板１０」と称する。
【００３５】
図２に示すように、スパッタ装置１は、基板１０を収容する真空チャンバーである成膜室２と、基板１０の表面にスパッタ粒子を放出するスパッタ粒子放出部３と、を備えている。成膜室２内には、基板１０をその基板面（被処理面）がスパッタ粒子放出部３と対向するように保持して搬送可能な基板ホルダー６が配置されている。基板１０が搬送される方向がＸ方向であり、被搬送中の基板１０の基板面においてＸ方向と直交する方向がＹ方向である。そして、該基板面に直交する方向がＺ方向である。
【００３６】
本実施形態の無機配向膜の形成方法に用いるスパッタ装置１は対向ターゲット型のスパッタ装置であり、スパッタ粒子放出部３には、平板状の一対のターゲットが対向配置されている。上述の一対のターゲットのうち、被搬送中の基板１０に近い側のターゲットが第１のターゲット５ａであり、遠い側のターゲットが第２のターゲット５ｂである。かかる一対のタ−ゲットは、Ｙ方向に延びる細長い板状の形状を有している。そして後述するように、酸素ガスと反応して無機配向膜の構成物質となる材料で形成されている。本実施形態のスパッタ装置１における上述の一対のターゲット５はシリコンからなるが、他の材料を用いることもできる。
【００３７】
そして、スパッタ装置１においては、上述の一対のターゲット５のターゲット面が、上記基板面すなわちＸＹ面に対して傾くように、すなわちＹ軸を中心に回転した状態で配置されている。本実施形態で用いるスパッタ装置１では、上記の傾き、すなわちスパッタ粒子放出部３と被搬送中の基板１０とがなす角度は略４５度である。
【００３８】
成膜室２のＸ方向における外側には、該成膜室内の真空度を保持した状態での基板１０の搬入／搬出を可能とするロードロックチャンバー（不図示）が備えられている。ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。そして基板ホルダー６には、該基板ホルダーを上述のロードロックチャンバー側からその反対側へＸ方向に搬送する移動手段６ａが接続されている。移動手段６ａは、基板１０を一定速度で往路と復路の双方の方向に搬送することができる。以下の記載において、上述の一対のターゲット５とＸ方向とが成す角度が小さい側から大きき側に搬送する方向（本図においては左側から右側に向かう方向）を、順方向とする。
【００３９】
スパッタ粒子放出部３は、上記一対のターゲット５を備える箱型筐体部３Ａと、箱型筐体部３Ａを成膜室２に取付けるための接続部３Ｂとを備えている。接続部３Ｂは、箱型筐体部３Ａと成膜室２とを接続させる部分であり、フランジ等により構成されている。そして箱型筐体部３Ａは、スパッタ粒子２７を発生させる部分である。成膜室２とスパッタ粒子放出部３は接続部３Ｂにより導通しており、箱型筐体部３Ａ内で生じたスパッタ粒子２７は、接続部３Ｂを介して成膜室２へ向けて飛翔する。
【００４０】
図示するように、箱型筐体部３Ａは、互いに対向する略平板状の電極である第１電極９ａと第２電極９ｂ、及び側壁部材等で構成されている。第１のターゲット５ａは第１電極９ａに装着され、第２のターゲット５ｂは第２電極９ｂに装着されている。そして、かかる第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、接続部３Ｂ側とは反対側の端部を構成する側壁部材１９及び他の図示しない側壁部材と共にスパッタ粒子放出部３の真空チャンバーとなる箱型筐体部３Ａを構成している。ただし、第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、箱型筐体部３Ａを構成する上述の側壁部材（１９等）とは互いに絶縁されている。そして、第１電極９ａには直流電源又は高周波電源からなる電源（不図示）が接続され、第２電極９ｂには直流電源又は高周波電源からなる電源（不図示）が接続されている。したがって、第１のターゲット５ａと第２のターゲット５ｂとが対向する部分が、プラズマ生成領域となる。
【００４１】
スパッタ粒子放出部３には、プラズマ生成領域に放電用のアルゴンガスを流通させる第１のガス供給手段２１が配置されている。成膜室２には、搬送中の基板１０上に入射するスパッタ粒子２７と反応して無機配向膜を形成する反応ガスとしての酸素ガスを供給する第２のガス供給手段２２が配置されている。また、成膜室２には、内部圧力を制御して所望の真空度を得るための排気制御装置２０が、配管２０ａを介して接続されている。
【００４２】
第２のガス供給手段２２は、排気制御装置２０のＸ方向における反対側に接続されている。したがって、第２のガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、基板１０の基板面を経由して排気制御装置２０側へ流通する。上述のロードロックチャンバーにも、該ロードロックチャンバー内を独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置（不図示）が接続されている。そして上述したように、ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。かかる構成により、スパッタ装置１は、成膜室２を大気に解放することなく基板１０の出し入れを行うことができる。
【００４３】
プラズマ生成領域において成膜室２側の反対側に配置された側壁部材１９には、第１のガス供給手段２１が接続されている。第１のガス供給手段２１から供給されるアルゴンガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域すなわち一対のターゲット５間の領域に流入し、接続部３Ｂを介して成膜室２内に流入する。そして、成膜室２に流入したアルゴンガスは、第２のガス供給手段２２から供給されて流通する酸素ガスと合流して排気制御装置２０側へ流動する。
【００４４】
スパッタ装置１により基板１０の基板面に無機配向膜を形成する場合、該基板を移動手段６ａにより搬送させつつ、第１のガス供給手段２１からアルゴンガスを導入しつつ、第１電極９ａ及び第２電極９ｂにＤＣ電力（ＲＦ電力）を供給する。その結果、プラズマ生成領域にプラズマ雰囲気が発生する。そして該プラズマ雰囲気中のアルゴンイオン等がターゲット５に衝突することで、ターゲット５から配向膜材料（シリコン）がスパッタ粒子２７としてたたき出される。そして、該スパッタ粒子のうちプラズマＰｚから開口部２５側へ飛翔するスパッタ粒子２７が、接続部３Ｂを介して成膜室２側へ放出される。
【００４５】
接続部３Ｂと移動手段６ａで搬送される基板１０との間には、Ｘ方向に沿って動作（移動）する第１のスリット部材２４ａと第２のスリット部材２４ｂが配置されている。そして、平面視で第１のスリット部材２４ａと第２のスリット部材２４ｂとの間の領域、すなわち上記双方のスリット部材２４のどちらにも重ならない部分が、開口部２５である。上記一対のターゲット５間に発生するスパッタ粒子２７は、スリット部材２４の動作によりＸ方向の寸法が変化する開口部２５を介して基板１０の基板面に入射する。かかるスパッタ粒子２７が堆積することで、上述の基板面に無機配向膜が形成される。なお、スリット部材２４はＸ方向にのみ動作する。したがって、開口部２５の寸法もＸ方向にのみ変化する。
【００４６】
なお、上述の一対の電極９等以外のスパッタ装置１の構成要素について、以下に記載する。
基板ホルダー６には、保持した基板１０を加熱するためのヒーター７、及び保持した基板１０を冷却するための第３の冷却手段８ｃが配置されている。ヒーター７は制御部７ａに接続されており、制御部７ａを介した昇温動作により基板ホルダー６及び基板１０を所望の温度まで加熱できる。第３の冷却手段８ｃは第３の冷媒循環手段１８ｃと配管等を介して接続されており、第３の冷媒循環手段１８ｃから供給される冷媒を循環させることにより、基板ホルダー６及び基板１０を所望の温度まで冷却できる。
【００４７】
また、第１電極９ａには、第１の冷媒循環手段１８ａと配管等を介して接続されている第１の冷却手段８ａが配置されている。同じく第２電極９ｂには、第２の冷媒循環手段１８ｂと配管等を介して接続されている第２の冷却手段８ｂが配置されている。双方の冷却手段８は内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段１８から供給される冷媒を循環させることで、一対のターゲット５の冷却を行うことができる。
【００４８】
また、上記双方の冷却手段８を平面視で囲むように、矩形枠状の永久磁石等からなる第１の磁界発生手段１６ａ及び第２の磁界発生手段１６ｂが配置されている。これらの磁界発生手段１６は、一対のターゲット５を取り囲むＺａ方向の磁界を発生させることができる。そしてかかる磁界によりプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束して、該電子が基板１０の基板面に入射して該基板面の濡れ性が上昇してスパッタ粒子２７のマイグレーションが生じ、柱状構造形成が阻害されるのを抑制できる。
【００４９】
＜スリット部材と入射角範囲＞
次に、スパッタ粒子２７の入射角範囲等について説明する。図３は、成膜位置と入射角範囲βを示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）の双方とも、成膜室２の一部とスパッタ粒子放出部３とを簡略化して基板１０と共に示している。成膜室２内の要素については、基板ホルダー６等の搬送系は図示を省略している。またスパッタ粒子放出部３内の要素については、一対のターゲット５以外の要素の図示を省略している。
【００５０】
図３（ａ）は成膜位置を示す図である。上述したように、スパッタ粒子放出部３は、一対のターゲット５のターゲット面がＸＹ面に対して傾くように取り付けられている。本実施形態のスパッタ装置１における取り付け角（上記の傾きの角度）θは、４５度である。また、本実施形態のスパッタ装置１におけるターゲット間距離ａは６０ｍｍ〜１００ｍｍ、ターゲット端部と基板１０との間の距離ｂは１００ｍｍ〜２００ｍｍである。
【００５１】
そして本実施形態の説明においては、一対のターゲット５の中心線ｃが基板１０と交わる位置のＸ方向の座標を０とし、スリット部材２４の（端部の）位置の基準点としている。そして該０点を基準に、本図においては左側を「−」、右側を「＋」として、スリット部材２４の位置を（ｍｍ単位で）表している。成膜位置とは、基板１０の基板面のうち、スリット部材２４と重ならない領域、すなわちスパッタ粒子２７が入射してくる領域のＸ方向の座標を、上述の０点を基準に示す物である。すなわち、スリット部材２４の端部の位置を示す概念である。したがって、Ｘ方向の座標すなわちある一点を示す概念でもあり、Ｘ方向における所定の範囲を示す概念でもある。後者の概念として用いる場合、開口部２５のＸ方向における大きさを示すこととなる。図３（ａ）では、第１のスリット部材２４ａが−６０、第２のスリット部材２４ｂが＋２０に位置している。すなわち、図３（ａ）に示す成膜位置は、−６０〜＋２０である。
【００５２】
図３（ｂ）は、入射角範囲βを示している。図示するように、一対のターゲット５で生じたスパッタ粒子２７は、図３（ａ）に示す中心線ｃの方向のみでなく、所定の角度範囲で基板１０に向けて飛翔する。すなわち、スパッタ粒子２７が基板１０に入射するときの該基板に対する角度である入射角は、所定の範囲の分布を有している。かかる入射角の範囲が入射角範囲βである。
【００５３】
本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基板１０をＸ方向に搬送しつつ、該基板の基板面にスパッタ粒子２７を入射させ堆積させるものである。したがって該基板面には、入射角範囲β内のあらゆる角度からスパッタ粒子２７が入射する。そして、入射角範囲βは、スリット部材２４を動作させることで任意に設定できる。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、かかるスリット部材２４の動作により、限定された入射角範囲βでスパッタ粒子２７を堆積させるものである。なお入射角は、Ｚ方向すなわち基板１０に垂直な方向を９０度としている。そして、図中の左側、すなわち取り付け角θが鋭角である側を、９０度以上（９０度〜１８０度）としている。また、図中の右側を９０度以下（０度〜９０度）としている。
【００５４】
＜基準成膜位置の算出＞
図４は、シミュレーションにより求めた、成膜位置−入射角線図である。スリット部材２４により入射角範囲βを制限するには、上述の関係を調べる必要がある。特に、本実施形態の無機配向膜の形成方法のように、入射角を９０度以内に制限する工程を有する場合には、基準成膜位置すなわち入射角が９０度となる成膜位置を事前に確認する必要がある。本実施形態の無機配向膜の形成方法では、第３の工程として、かかる基準成膜位置と入射角の関係をシミュレーションにより求めている。
【００５５】
シミュレーションは、個々のスパッタ粒子の軌跡をモンテカルロ法で算出することにより行う。入射角は、成膜位置により一義的に決まるものではない。すなわち、ある成膜位置に様々な方向（角度）から複数のスパッタ粒子２７が入射する。かかる入射角をスパッタ粒子２７毎にモンテカルロ法により算出して、該入射角の平均値を該成膜位置における入射角としている。図示するように、シミュレーションによれば、成膜位置が−７０の点において、入射角が９０度となる。すなわち成膜位置が−７０の点において、スパッタ粒子２７は基板１０の基板面に対して垂直方向から入射する。したがって、基準成膜位置は−７０となる。
【００５６】
＜無機配向膜の形成方法＞
図５は、本実施形態にかかる無機配向膜の形成方法を示す図である。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、無機配向膜３１を下層配向膜１３２（図６参照）と上層配向膜１３１（図７参照）とに分けて形成する点に特徴がある。すなわち本実施形態の形成方法で得られる無機配向膜３１は、下層配向膜１３２と上層配向膜１３１との積層体である。下層配向膜１３２を形成する工程が第１の工程であり、上層配向膜１３１を形成する工程が第２の工程である。
下層配向膜１３２と上層配向膜１３１の膜厚比は、２：８〜８：２の範囲である。合計の膜厚すなわち無機配向膜３１の膜厚は、５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。成膜時における成膜室２内の圧力は、０．３Ｐａ〜１．０Ｐａである。放電用ガスとしてのアルゴンガスと反応ガスとしての酸素ガスとの供給比は、２０：１〜３：１の範囲である。
【００５７】
図５（ａ）は、第１の工程における成膜位置等を示す図である。成膜位置は−９０〜５０である。したがって、開口部２５の大きさは１４０ｍｍである。上述の成膜位置は、入射角が９０度となる基準成膜位置の−７０を含んでいる。すなわち一方の成膜位置（−９０）は、基準成膜位置の−７０を超えている。その結果、本工程における入射角範囲である第１の入射角範囲β1は、略４５度〜１１０度、すなわち９０度を超える角度を含む範囲となる。
【００５８】
図６は、本実施形態の無機配向膜の形成方法における、画素電極３４が形成された基板１０に対するスパッタ粒子２７の堆積の態様を示す図である。
図６（ａ）は、第１の工程における上述の態様等を示している。図示するように、第１の入射角範囲β1が９０度以上の領域を含んでいるため、画素電極３４の両側からスパッタ粒子２７が入射する。その結果、画素電極３４の端部の段差の部分にもスパッタ粒子２７が満遍なく堆積する。したがって、図６（ｂ）に示すように、かかる段差の部分にも下層配向膜１３２が充分な膜厚で形成される。また、入射角範囲が広いため、カラム構造が形成されない。したがって、本工程で形成される下層配向膜１３２は液晶分子３７を配向する機能は弱い代わりに、緻密な膜質を有することとなる。このように、下層配向膜１３２を形成した後、第２の工程としてスリット部材２４を動作させて成膜位置を変更した上で、上層配向膜１３１を形成する。
【００５９】
なお、本工程では基板１０を矢印に示す方向すなわち逆方向に搬送しているが、順方向に搬送して成膜してもかまわない。本工程はカラム構造を有しない配向膜を形成する工程であり、また、入射角範囲が広く、かつ９０度を含んでいるため、どちらの搬送方向を用いても緻密な構造を有する下層配向膜１３２を形成できる。
【００６０】
図５（ｂ）は、第２の工程における成膜位置等を示す図である。成膜位置は−５０〜２０である。したがって、開口部２５の大きさは７０ｍｍである。上述の成膜位置は、入射角が９０度となる基準成膜位置すなわち−７０を含んでいない。その結果、本工程における入射角範囲である第２の入射角範囲β2は、略６０度〜８０度の範囲となる。すなわち、第１の工程における第１の入射角範囲β1に比べて狭い範囲であり、かつ９０度以内に収まる範囲である。なお、本工程における基板１０の搬送方向は矢印に示す方向すなわち順方向に限定される。
【００６１】
図６（ｂ）は、第２の工程における上述の態様等を示す図である。すなわち、下層配向膜１３２の上層にスパッタ粒子２７が堆積する態様を示す図である。上述したように第２の入射角範囲β2が狭いため、画素電極３４の片側のみからスパッタ粒子２７が入射する。一方で、入射角範囲βが９０度、すなわち基板１０に対する直角方向を含まないため、カラム構造を有する無機配向膜が形成される。
【００６２】
また、基板１０は開口部２５（図２参照）を順方向に横切る様に搬送されるため、入射角は８０度から６０度まで徐々に減少する。すなわち上層配向膜１３１の最上層は略６０度の方向から入射したスパッタ粒子２７で構成される。したがって、上層配向膜１３１が有するカラム構造は、全面で略均一な傾きを有することとなる。
【００６３】
図７は、上述の第１の工程及び第２の工程を実施することにより基板１０上に形成された無機配向膜３１を、液晶分子３７と共に示す図である。上述したように、下層配向膜１３２は画素電極３４の両側からスパッタ粒子２７を入射させて形成されているため、該画素電極による段差を完全に被っている。一方、上層配向膜１３１は略６０度〜８０度の範囲の入射角でスパッタ粒子２７を入射させて形成されているためカラム構造を有しており、液晶分子３７に均一なプレチルト角を付与できる。そして、上層配向膜１３１はカラム構造に起因する若干の隙間を有しているが、下層配向膜１３２が充分に緻密に形成されているため、液晶分子３７と画素電極３４との接触は抑制されている。そのため、本実施形態にかかる形成方法により得られた、上層配向膜１３１と下層配向膜１３２の２層構造を有する無機配向膜３１は、液晶分子３７を配向する機能と絶縁性を併せ持っている。したがって、上述の無機配向膜３１を用いることで、信頼性と表示品質の双方が向上した液晶装置を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の無機配向膜の形成方法は、スリット部材２４を動作させて成膜位置を変更することのみで、上述の上層配向膜１３１と下層配向膜１３２という、互いに異なる特性を有する２層の膜を形成している点にも特徴がある。このような形成方法であれば、基板１０を成膜室２内に出し入れすることなく連続的に上述の互いに異なる性質を有する２層の膜を形成できるため、無機配向膜３１の形成コストを低減できる。
【００６５】
さらに、第１の工程として基板１０を逆方向に搬送しつつ下層配向膜１３２を形成した後、第２の工程として基板１０を順方向に搬送しつつ上層配向膜１３１を形成できるため、基板１０を成膜室２内で一往復させるのみで無機配向膜３１を形成できる。したがって、より一層低コストで無機配向膜３１を形成できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、成膜位置を定める際の基準となる基準成膜位置の算出方法が上述の第１の実施形態にかかる形成方法と異なっている。他の要素、すなわち無機配向膜３１の形成に用いるスパッタ装置１及び搬送方法等は、第１の実施形態にかかる形成方法と同一である。そこで、本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基準成膜位置の算出方法についてのみ説明する。
【００６７】
＜基準成膜位置の算出＞
図８は、本実施形態の無機配向膜の形成方法において基準成膜位置の算出方法に用いるプレチルト角−成膜位置線図である。本実施形態の無機配向膜の形成方法は、基準成膜位置の算出をシミュレーションではなく実測により行なっている。かかる、基準成膜位置を実測により求める工程が、第４の工程である。
【００６８】
本工程に用いる液晶装置は、上述の液晶装置１００と類似する構造の液晶装置である。すなわち、スパッタ装置１（図２参照）を用いて無機配向膜３１を形成した基板１０を貼り合せて、図１に示す液晶装置１００と類似する液晶装置１００を形成する。成膜位置とスパッタ粒子２７の入射角は略１：１で対応する。そして、無機配向膜３１の最上層となるスパッタ粒子２７の入射角とプレチルト角は、略１：１で対応する。したがって、上述の構造の液晶装置における液晶分子３７のプレチルト角を実測することで、図８のプレチルト角−成膜位置線図を求めることができる。
【００６９】
本工程における基準成膜位置の算出に用いる無機配向膜３１の形成は、上述の第１の実施形態における無機配向膜３１の成膜方法とは異なり、基板１０を搬送せず固定して行なっている。基板１０を搬送しつつスパッタ粒子２７を入射させて基板面に無機配向膜３１を形成した場合、最上層のスパッタ粒子２７、すなわち最後に上述の基板１０に入射して堆積するスパッタ粒子２７の入射角は、基板面の全面で略同一となる。そのため、成膜位置とプレチルト角の関係を求めることができない。そこで、本実施形態における基準成膜位置の算出方法では、スリット部材２４を全開にして開口部２５を広く確保した上で、基板１０を固定して所定の膜厚（５０ｎｍ〜１５０ｎｍ）の無機配向膜３１を形成する。そして、かかる基板１０を用いて液晶装置を形成後、液晶分子３７のプレチルト角をＸ方向に沿って測定して、図８のプレチルト角−成膜位置線図を得ている。
【００７０】
図示するように、プレチルト角を実測することにより求めた基準成膜位置は−６０ｍｍであり、上述のシミュレーションによる結果とは若干異なっている。以下、かかる結果を基にスリット部材２４の位置を設定して、下層配向膜１３２と上層配向膜１３１とからなる無機配向膜３１を形成する。搬送方向等は、上述の第１の実施形態にかかる無機配向膜の形成方法と同様なので、説明の記載は省略する。
【００７１】
成膜位置は上述の基準成膜位置の−６０を基に決定する。下層配向膜１３２は、緻密であり、かつステップカバレッジ性が良好なことが求められる一方で、プレチルト角の制御機能は不要である。そこで、上述の基準成膜位置よりもプレチルト角が小さくなる成膜位置を含むようにスリット部材（２４ａ、２４ｂ）の位置を設定する。本実施形態の無機配向膜の形成方法では、下層配向膜１３２を形成する第１の工程を実施する時の成膜位置を−８０〜６０としている。かかる成膜位置の設定で基板１０に対してスパッタ粒子２７を入射させることで、画素電極３４（図６等参照）を覆い、かつ緻密な構造を有する下層配向膜１３２を形成できる。
【００７２】
上層配向膜１３１は、ステップカバレッジ性はあまり求められない一方で、液晶分子３７のプレチルト角が一定の角度となるように制御する機能が必要である。そこで、基準成膜位置の−６０ｍｍよりプレチルト角が小さくなる成膜位置を含まないようにスリット部材２４の位置を設定する。本実施形態の無機配向膜３１の形成方法では、上層配向膜１３１を形成する第２の工程を実施する時の成膜位置を−４０〜３０としている。かかる成膜位置の設定で基板１０に対してスパッタ粒子２７を入射させることで、カラム構造を有する上層配向膜１３１を形成できる。
【００７３】
このように、プレチルト角の実測により算出した基準成膜位置に基づいて実際の成膜位置を決定して、第１の工程と第２の工程を連続的に実施することで、図７に示す無機配向膜３１と同様の、液晶分子３７を配向する機能と絶縁性を併せ持つ無機配向膜３１を形成できる。その結果、信頼性と表示品質の双方が向上した液晶装置１００を得ることができる。
【００７４】
（変形例）
上述の実施形態では、シリコンからなるターゲット５を用いており、シリコンからなるスパッタ粒子２７を飛翔中に酸素ガスと反応させて酸化シリコンとした上で、基板１０の基板面に堆積させている。しかし本発明の実施の形態はかかる態様に限定されるものではなく、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）あるいは酸化アルミニウム（ＡｌＯｙ等）からなるターゲット５を用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１…スパッタ装置、２…成膜室、３…スパッタ粒子放出部、３Ａ…箱型筐体部、３Ｂ…接続部、５ａ…第１のターゲット、５ｂ…第２のターゲット、６…基板ホルダー、６ａ…移動手段、７…ヒーター、７ａ…制御部、８ａ…第１の冷却手段、８ｂ…第２の冷却手段、８ｃ…第３の冷却手段、９ａ…第１電極、９ｂ…第２電極、１０…素子基板、１１…対向基板、１６ａ…第１の磁界発生手段、１６ｂ…第２の磁界発生手段、１８ａ…第１の冷媒循環手段、１８ｂ…第２の冷媒循環手段、１８ｃ…第３の冷媒循環手段、１９…側壁部材、２０…排気制御装置、２０ａ…配管、２１…第１のガス供給手段、２２…第２のガス供給手段、２４ａ…第１のスリット部材、２４ｂ…第２のスリット部材、２５…開口部、２７…スパッタ粒子、３１…無機配向膜、３１ａ…第１の無機配向膜、３１ｂ…第２の無機配向膜、３２ａ…第１の遮光層、３２ｂ…第２の遮光層、３４…画素電極、３５…共通電極、３６…液晶層、３７…液晶分子、５２…シール材、９９…光変調領域、１００…液晶装置、１０１…画像信号駆動回路、１０２…外部回路実装端子、１０４…走査信号駆動回路、１０６…基板間導通材、１３１…上層配向膜、１３２…下層配向膜、Ｐｚ…プラズマ、β…入射角範囲、β1…第１の入射角範囲、β2…第２の入射角範囲。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲットを備えるスパッタ粒子放出部と、基板を水平方向に搬送する搬送手段を収容する成膜室と、を備えるスパッタ装置を用いて、搬送される前記基板にスパッタ粒子を入射させて、前記基板に接する下層配向膜と液晶分子に接し前記液晶分子の配向を制御する上層配向膜を含む無機配向膜を形成する方法であって、
前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、前記下層配向膜を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、前記上層配向膜を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記基板の法線方向を９０度とした場合において、前記第１の入射角範囲は９０度を超える角度を含むことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記第２の入射角範囲は９０度〜６０度の範囲であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記スパッタ装置は、前記成膜室と前記スパッタ粒子放出部との間に前記基板が搬送される搬送方向に沿って動作するスリット部材を備えるスパッタ装置であり、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記スリット部材の動作により寸法が変化する開口部を介して前記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記スパッタ装置は、前記２つのターゲットが、前記搬送方向と前記法線方向とに直交する線を軸として、前記法線方向に対して所定角度回転させた状態で固定されたスパッタ装置であり、
前記第２の工程は、前記２つのターゲットと前記法線方向とが成す角度が鋭角である側から鈍角である側へと向かう方向を順方向とした場合において、前記基板を順方向に搬送しつつ該基板に前記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記入射角が９０度となる前記基板の前記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置をシミュレーションにより算出する第３の工程をあらかじめ実施し、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記第３の工程で得られた成膜位置を基準に前記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記基板を固定した状態で前記無機配向膜を形成し、次に該基板を用いて液晶装置を形成し、次に該液晶装置のプレチルト角を測定して該プレチルト角が０度となる前記基板の前記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置を算出する第４の工程をあらかじめ実施し、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記第４の工程で得られた成膜位置を基準に前記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の無機配向膜の形成方法を用いて形成された無機配向膜を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１】
プラズマ生成領域を挟むように対向配置された２つのターゲットを備えるスパッタ粒子放出部と、基板を水平方向に搬送する搬送手段を収容する成膜室と、を備えるスパッタ装置を用いて、搬送される前記基板にスパッタ粒子を入射させて、前記基板に接する下層配向膜と液晶分子に接し前記液晶分子の配向を制御する上層配向膜を含む無機配向膜を形成する方法であって、
前記スパッタ粒子の前記基板に対する入射角の範囲を入射角範囲と定義した場合において、前記下層配向膜を形成する工程である第１の工程における入射角範囲である第１の入射角範囲が、前記上層配向膜を形成する工程である第２の工程における入射角範囲である第２の入射角範囲に比べて広いことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記基板の法線方向を９０度とした場合において、前記第１の入射角範囲は９０度を超える角度を含むことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記第２の入射角範囲は９０度〜６０度の範囲であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記スパッタ装置は、前記成膜室と前記スパッタ粒子放出部との間に前記基板が搬送される搬送方向に沿って動作するスリット部材を備えるスパッタ装置であり、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記スリット部材の動作により寸法が変化する開口部を介して前記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記スパッタ装置は、前記２つのターゲットが、前記搬送方向と前記法線方向とに直交する線を軸として、前記法線方向に対して所定角度回転させた状態で固定されたスパッタ装置であり、
前記第２の工程は、前記２つのターゲットと前記法線方向とが成す角度が鋭角である側から鈍角である側へと向かう方向を順方向とした場合において、前記基板を順方向に搬送しつつ該基板に前記スパッタ粒子を入射させる工程であることを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記入射角が９０度となる前記基板の前記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置をシミュレーションにより算出する第３の工程をあらかじめ実施し、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記第３の工程で得られた成膜位置を基準に前記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載の無機配向膜の形成方法であって、
前記基板を固定した状態で前記無機配向膜を形成し、次に該基板を用いて液晶装置を形成し、次に該液晶装置のプレチルト角を測定して該プレチルト角が０度となる前記基板の前記スパッタ粒子放出部に対する相対位置である成膜位置を算出する第４の工程をあらかじめ実施し、
前記第１の工程及び前記第２の工程は、前記第４の工程で得られた成膜位置を基準に前記スリット部材を動作させて行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の無機配向膜の形成方法を用いて形成された無機配向膜を備えたことを特徴とする液晶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３３２７１（Ｐ２０１２−１３３２７１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７１８１（Ｐ２０１０−２８７１８１）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【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２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【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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