配向膜の製造方法
【課題】所望の液晶配向性を有する配向膜を効率良く成膜する。
【解決手段】本発明の配向膜製造方法は、第一の成膜圧力で底面層をせいまくした後、真空槽５１内部の圧力を第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力に上昇させて、底面層の表面に表面層を積層し、底面層と表面層との積層膜で配向膜を構成する。底面層は低圧力で形成されるため、表面層と同じ傾斜角度で成膜した場合であっても屈折率が高い。屈折率が高い程バリア性が高いので、本発明により成膜される配向膜はバリア性と配向性を兼ね備える。
【解決手段】本発明の配向膜製造方法は、第一の成膜圧力で底面層をせいまくした後、真空槽５１内部の圧力を第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力に上昇させて、底面層の表面に表面層を積層し、底面層と表面層との積層膜で配向膜を構成する。底面層は低圧力で形成されるため、表面層と同じ傾斜角度で成膜した場合であっても屈折率が高い。屈折率が高い程バリア性が高いので、本発明により成膜される配向膜はバリア性と配向性を兼ね備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置を製造する製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば負の誘電異方性を有する液晶分子を、一対の基板間に垂直配向するように封入したVA（Vertically Aligned）モードの液晶表示装置が広く知られている。
VAモードの液晶表示装置では、電界無印加時に液晶分子が基板主面に対してほぼ垂直に配向し、電界印加時には基板主面に対して傾斜配向する。
【０００３】
垂直配向時には、光は偏光面がほとんど変化せずに液晶層を通過し、傾斜配向時には、複屈折率性により入射光の偏光面が回転する。
垂直配向時において光を遮断するように偏光板を配置しておくと、ＴＮモードの液晶表示装置に比較して高いコントラストを実現できると言われている。
【０００４】
各液晶分子の配向の変化方向を一定にするために、液晶は配向膜上に配置され、この配向膜によって、液晶分子はあらかじめ微小な斜頚角度(プレチルト角)を持って配向されている。
【０００５】
この配向膜には、従来よりポリイミド等の有機材料が広く知られている。しかし、有機材料からなる配向膜は耐光性や耐熱性に劣るため、近年ではSiO等の無機材料からなる耐光性、耐熱性に優れた無機配光膜の開発が進められている。無機配向膜の形成には、従来より斜方蒸着が用いられている。
【０００６】
斜方蒸着は、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ2などの無機材料を入射角が斜めに入るよう基板を斜頚させて蒸着を行う方法で、蒸気の入射角、成膜中の圧力(酸素などのガス導入)によりプレチルト角がコントロールされる。(特開2004-163921)
しかしながら、このようにして作製された配向膜は密度が低いため、バリア性が低く、この配向膜上に液晶を配置したときに、液晶中に含まれるイオンが配向膜中を透過し、配向膜の下層に位置する透明導電膜に進入すると、表示不良が生じてしまう。
【０００７】
そこで成膜工程を垂直蒸着と斜方蒸着２段に分け(特許公開2005-77901)、バリア性が高いバリア層を形成する方法が提案されているが、二台の成膜装置を使用し、その間を搬送すると処理時間が長くなり、また、一台の成膜装置内で垂直蒸着と斜方蒸着を行なうと、発塵や、リークガスの問題が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−１６３９２１号公報
【特許文献２】特開２００５−７７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶を所望のプレチルト角で配向可能であり、かつ、化学的安定性の高い配向膜を成膜することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
配向膜のバリア性に関し、配向膜の膜密度が高い程バリア性は高くなる。配向膜の膜密度の大きさは、配向膜の屈折率を測定すれば間接的に求めることができる。
配向膜を蒸着法で形成する場合、入射角度が３５−６０°の範囲、６×１０-3〜３×１０-2Paの圧力範囲では、入射角度が大きくなるほど、また、成膜圧力が高くなるほど形成される配向膜の構造が平滑なものから柱状に変化し、配向膜の表面に、液晶を傾けるために必要な凹凸が表面に形成され、その結果、入射角度が大きい程、また、圧力が高い程、プレチルト角は大きな値となる。
【００１０】
入射角度を大きくするためには、基板を水平面から傾け、傾斜させて蒸着すればよく、成膜圧力を変えるためには、真空槽中に導入する酸素の量を変え、真空槽中の酸素圧力を変えればよい。
【００１１】
本発明の発明者等は、バリア性の要求とプレチルト角の要求を両立させる配向膜を形成するため、成膜圧力と、屈折率及びプレチルト角の関係を測定した。
基板を水平状態から４５°傾斜させ、二酸化ケイ素からなる蒸着材料を真空雰囲気中で溶融、蒸発させ、基板表面に二酸化ケイ素膜から成る配向膜を形成したときの成膜圧力と屈折率の関係を下記表１及び図３に示し、成膜圧力とプレチルト角の関係を表２及び図４に示す。成膜速度は５Å／秒、膜厚１０００Åであった。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
図３、４から、成膜圧力が異なる場合、屈折率は成膜圧力が小さい程大きく、逆に、プレチルト角は成膜圧力が高い程大きい。
また、基板の水平面に対する傾斜角度を大きくすれば、プレチルト角を大きくすることができるが、斜め方向から入射する蒸気によって配向膜が形成されると、膜密度が低下し、バリア性が悪くなる。
従って、大きなプレチルト角を得るための傾斜角度と成膜圧力を設定すると、バリア性が得られなくなる。
【００１５】
本発明者等は、液晶のプレチルト角には、配向膜の表面の膜質が影響しており、配向膜の下層の部分の膜質は影響しないことに基づき、プレチルト角とバリア性が両立する配向膜を得るためには、プレチルト角を得るための傾斜角度を設定し、先ず、その傾斜角度でバリア性が得られる圧力で配向膜を形成した後、圧力を変化させ、傾斜角度を変化させずにプレチルト角を得られる膜質の配向膜を形成すればよいことを見いだし、本発明を創作するに到った。
【００１６】
係る知見に基づいて成された本発明は、基板上に透明導電膜と二酸化ケイ素を主成分とする配向膜が形成され、前記配向膜表面に液晶が配置される液晶表示装置の前記配向膜を製造する製造方法であって、前記配向膜を形成する工程は、前記透明導電膜が形成された基板を水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜させた状態で真空雰囲気中に保持し、前記真空雰囲気中に酸素を導入し、前記真空雰囲気の酸素圧力を第一の成膜圧力にした状態で二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料を溶融させ、前記蒸着材料の蒸気を放出させ、前記透明導電膜表面に前記配向膜の底面層を成長させた後、前記真空雰囲気の酸素圧力を、前記第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力にし、前記配向膜の表面層を前記底面層上に形成する配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、同一の真空槽内で、前記底面層と前記表面層を成長させる配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記傾斜角度は、前記底面層を形成する間と前記表面層を形成する間で同じにする配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記真空雰囲気中に窒素ガスを導入する配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記表面層の膜厚をが１０ｎｍ以上にする配向膜の製造方法である。
【００１７】
表面に膜厚１０００Åの透明導電膜（ＩＴＯ膜）がスパッタ法で成膜された基板を用意し、傾斜角度(基板表面と水平面の成す角度)４０°、４５°、５０°、圧力２×１０-2Ｐａ、２×１０-3Ｐａの条件を組み合わせ、それぞれ配向膜を形成した。各配向膜は、屈折率をエリプソメータによって測定し、更に各配向膜に液晶（メルク（株）社製の商品名「ＭＬＣ６６０８」）を配置し、クリスタルローテーション法でプレチルト角を測定した。
傾斜角度と圧力以外の成膜条件を下記表３に示し、測定結果を下記表４、５に示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】
【００２１】
図５は、上記測定結果から求めた傾斜角度と屈折率の関係を示すグラフであり、符号Ｌ1に示す曲線は２×１０-2Ｐａの圧力で形成した場合、符号Ｈ1に示す曲線は、２×１０-3Ｐａの圧力で形成した場合である。
【００２２】
図６は、上記測定結果から求めた傾斜角度とプレチルト角の関係を示すグラフであり、符号Ｈ2に示す曲線は、２×１０-2Ｐａの圧力で形成した場合、符号Ｌ2示す曲線は、２×１０-3Ｐａの圧力で形成した場合である。
図５、６から分かるように、基板の水平面からの傾斜角度が大きくなるほど屈折率が小さく、プレチルト角が大きくなっている。
【００２３】
本発明は、必要なプレチルト角が得られる圧力の値と傾斜角度の値の組み合わせのうち、同じ傾斜角度で圧力を小さくした場合に、必要な屈折率が得られる傾斜角度を予め求めておき、先ず、必要な屈折率が得られる第一の成膜圧力で蒸着して配向膜の底面層を形成し、次いで、圧力を第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力に変更し、必要なプレチルト角が得られる表面層を形成している。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により成膜された配向膜はバリア性と配向性を兼ね備えるので、異なる成膜装置によってバリア膜を配向膜と別に成膜する必要が無い。
本発明で形成される配向膜はＳｉＯ2を主成分とするため、配向膜に樹脂膜を用いた場合に比べ、液晶表示装置は耐光性、耐熱性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１の符号５は本発明方法に用いることができる成膜装置の一例を示している。
この成膜装置５は、真空槽５１を有している。真空槽５１の内部には、基板ホルダ５７が配置されている。また、真空槽５１の内部には回転軸５５が水平に配置され、基板ホルダ５７はこの回転軸５５に取り付けられており、回転軸５５が回転すると、基板ホルダ５７は水平面に対して所望角度傾斜できるように構成されている。
図１の符号１１は、基板ホルダ５７に保持され、表面Ｓが水平面Ｈに対して傾斜角度θ(０＜θ＜９０°)傾いた状態の基板を示している。
【００２６】
真空槽５１内部の基板ホルダ５７の真下位置には、蒸着容器５２が配置されている。蒸着容器５２の内部には、蒸着材料５４が配置されている。
真空槽５１には真空排気系５９が接続されている。真空排気系５９によって真空槽５１内部を真空排気し、電源４から不図示のヒータに通電して蒸着容器５２内の蒸着材料５４を加熱溶融させると、真空槽５１内に蒸着材料５４の蒸気が放出され、蒸着材料５４の蒸気が基板１１表面上に到達する。
【００２７】
真空槽５１にはガス供給系５８が接続されている。ガス供給系５８には不図示のタンクが設けられており、タンク内に収容された補助ガスを流量制御しながら真空槽５１内部に導入できるように構成されている。
【００２８】
真空槽５１には、圧力センサ６７と膜厚センサ６３が設けられている。圧力センサ６７は制御装置２に接続され、膜厚センサ６３は、膜厚計６を介して制御装置２に接続されており、圧力センサ６７によって真空槽５１内部の圧力を測定し、膜厚センサ６３によって基板１１表面上に成長する薄膜の膜厚を測定できるように構成されている。
【００２９】
制御装置２は、圧力センサ６７と膜厚センサ６３の測定値に基づいて、下記のようにガス導入系５８から真空槽５１内に導入する補助ガスの量を制御する。
即ち、制御装置２は一乃至複数の圧力値を記憶するように構成されており、記憶された圧力値の中から、一の圧力値が選択されると、制御装置２は、圧力センサ６７によって測定された真空槽５１内の圧力の測定値が選択された圧力と等しくなるように、ガス導入系５８を制御する。ここでは、後述するように、第一の成膜圧力と、それよりも高圧の第二の成膜圧力が記憶されている。
【００３０】
また、制御装置２には、膜厚基準値が記憶されており、膜厚センサ６３の測定値が膜厚基準値よりも小さいときには、第一の成膜圧力が選択され、膜厚基準値以上になると、第二の成膜圧力が選択される。
【００３１】
次に、この成膜装置５を用いて配向膜を成膜する工程について説明する。
液晶表示装置に要求されるプレチルト角の範囲は予め分かっており、上述したように、成膜圧力を変えた場合に、必要なプレチルト角と屈折率を得ることができる傾斜角度θを予め求めておき、その傾斜角度で蒸着したときに、必要な屈折率が得られる成膜圧力と、必要なプレチルト角が得られる成膜圧力を、それぞれ第一の成膜圧力と第二の成膜圧力として、制御装置２に記憶させておく。
【００３２】
また、形成する配向膜の底面層の膜厚を基準膜厚として制御装置２に記憶させておく。
蒸着容器５２内に二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料５４を配置し、ガス供給系５８に補助ガスとして酸素ガスを配置し、真空排気系５９を動作させて真空槽５１内部に真空雰囲気を形成する。
【００３３】
図１の符号１０は成膜対象物である積層基板を示している。積層基板１０は基板１１と、基板１１表面に配置された透明電極膜１２とを有しており、表面に透明電極膜１２が露出している。
【００３４】
真空槽５１内の真空雰囲気を維持したまま、積層基板１０を真空槽５１内部に搬入し、透明電極膜１２が露出する面（成膜面）を蒸着容器５２に向け、水平な基板ホルダ５７に保持させた後、基板ホルダ５７を傾け、基板１１の表面Ｓと水平面Ｈとの角度が予め求めた傾斜角度θになるよう積層基板１０を傾ける。
真空槽５１の内部には加熱ヒータ６１が設けられており、加熱ヒータ６１に通電し、積層基板１０を所定温度に加熱する。
【００３５】
蒸着容器５２との基板ホルダ５７の間にはシャッタ６８が設けられており、シャッタ６８を閉じた状態で蒸着容器５２の蒸着材料５４を加熱し、蒸気を放出させ、真空槽５１内に酸素ガスを導入し、第一の成膜圧力で安定したところで、シャッタ６８を開け、積層基板１０を所定温度に維持したまま、蒸着材料５４の蒸気を積層基板１０の成膜面に到達させ、配向膜の底面層を成長させる。
底面層の膜厚が基準膜厚に到達したところで、一旦シャッタ６８を閉じ、酸素導入量を増加させ、真空槽５１内を第一の成膜圧力から第二の成膜圧力に変化させる。
【００３６】
真空槽５１内の圧力が第二の成膜圧力で安定したところで、シャッタ６８を開け、底面層上に、配向膜の表面層を成長させると、所望の屈折率の底面層と、所望のプレチルト角が得られる表面層を有する配向膜が形成される。
表面層が所定膜厚に達したところで、シャッタ６８を閉じ、蒸着材料５４の加熱を停止し、蒸気放出を停止させた状態で、積層基板１０を真空槽５１の外部に搬出する。
【００３７】
次に、配向膜が形成された積層基板１０を組み立てて液晶表示装置を製造する工程について説明すると、上述した工程で成膜面に配向膜が形成された２枚の積層基板１０、２０を、配向膜１５、２５が形成された面を対面させて、不図示のスペーサを挟み込み、積層基板１０、２０を封止部材３３で貼り合せて、積層基板１０、２０の間に液晶３１を配置し、基板１１、２１の配向膜１５、２５が形成された側と反対側の面に偏光板１７、２７を配置すれば、図２に示すような液晶表示装置１が得られる。
【実施例】
【００３８】
＜試験１＞
上記成膜装置５により、傾斜角度を４２°に維持したまま、２×１０-3Ｐａ（第一の成膜圧力）で底面層を成膜し、２×１０-2Ｐａ（第二の成膜圧力）で底面層の表面に表面層を積層し、合計膜厚５００Åの配向膜を成膜する際に、配向膜の底面層の膜厚と表面層の膜厚の比を５０／４５０、１００／４００、２００／３００、３００／２００、４００／１００、５００／０に変えて６種類の配向膜を別々の積層基板１０の成膜面に形成した。
【００３９】
各配向膜の表面に液晶（メルク（株）社製の商品名「ＭＬＣ６６０８」）を配置し、クリスタルローテーション法によりプレチルト角を測定した。
尚、配向膜の成膜速度は５Å／秒、加熱手段（ヒータ）への投入電力は１５０×７（ｍＡ、ＫＶ）とし、蒸着容器５２と基板１１間の距離は１０００ｍｍとした。配向膜全体の膜厚のうち、表面層の膜厚と、表面層の膜厚に対応するプレチルト角の値を下記表６に示し、表面層の膜厚と、プレチルト角の関係を図７に示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】
表６と図７から、表面層の膜厚が１００Å（１０ｎｍ）未満と薄すぎると、傾斜角度θと成膜圧力が同じであっても、底面層の影響を受けてプレチルト角が小さいが、表面層が１０ｎｍあれば膜厚が厚い場合と同じプレチルト角が得られた。
【００４２】
＜試験２＞
上記「試験１」で成膜した６種類の配向膜について、見かけ上の屈折率を測定し、表面層の膜厚と屈折率との関係を調べた。尚、見かけ上の屈折率とは、表面層と底面層を足した配向膜全体の屈折率のことである。配向膜全体の膜厚のうち、表面層の膜厚と、測定された屈折率との関係を図８に示す。
表面層の膜厚が減り、底面層の膜厚が増える程、屈折率が高い層の割合が増えるから、図８に示されるように、配向膜全体の屈折率が高くなることが分かる。
【００４３】
図８と、上記図７から、例えば、表面層の膜厚が１００Å（１０ｎｍ）、底面層の膜厚が４００Å（４０ｎｍ）の配向膜は、高い屈折率（約１．４５）を維持したまま、約３°のプレチルト角を持ち、配向膜が配向性とバリア性の両方に優れている。
【００４４】
＜試験３＞
表面にＩＴＯからなる透明電極膜１２が形成された積層基板１０を用意し、上記「試験１」と同じ条件で、配向膜全体の膜厚は変えず、表面層の膜厚と底面層の膜厚を変えた配向膜を別々の積層基板１０に成膜した。
【００４５】
成膜された各配向膜上に液晶を配置して５種類の液晶セル（液晶表示装置１）を作製し、液晶セルの耐光特性評価試験を行った。その評価試験の結果を、底面層の膜厚及び表面層の膜厚と一緒に、下記表７に記載する。
【００４６】
【表７】
【００４７】
底面層の膜厚がゼロであり、表面層だけで配向膜を構成した液晶セルは、８００時間で画面の焼きつきが発生したが、配向膜に底面層を１００Å（１０ｎｍ）以上設けた液晶セルでは、２０００時間以上焼きつきが発生しなかった。
【００４８】
焼きつきは透明電極膜１２、２２由来のイオンが配向膜を通って液晶に進入することで発生するから、透明電極膜１２、２２に、ＩＴＯのようにイオンを放出する透明導電材料を用いても、底面層の膜厚が１０ｎｍ以上あれば長時間安定した画像表示可能な液晶表示装置が得られることが分かる。
【００４９】
以上は、配向膜を成膜する時に、圧力を二段階に変える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも表面層が高い圧力で成膜され、表面層以外の少なくとも一部が表面層よりも低い圧力で成膜されるのであれば、圧力を３段階以上に変えてもよい。また、圧力は段階的に変えずに、最終的に表面から所定膜厚深さまでを成膜する時に、高い圧力になるように、連続的に増加させてもよい。
また、真空槽５１内部の圧力を第一の成膜圧力から第二の成膜圧力へ増加させる間も、蒸着材料５４の蒸気を基板１１上に到達させ、配向膜の成長を続けてもよい。
【００５０】
蒸着材料５４を溶融させる方法は特に限定されず、ＥＢガンから電子ビームを蒸着材料５４に照射して加熱する方法、蒸着容器５２にヒーターを取り付け、蒸着容器５２をヒータで加熱し、熱伝導で蒸着材料５４を加熱する方法等を採用することができる。
基板１１はガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。
【００５１】
透明電極膜の成膜方法は特に限定されず、スパッタ法、蒸着法等の一般に用いられる成膜方法で成膜することができる。透明導電膜は成膜後、必要に応じてパターニングしてから配向膜を成膜してもよいし、パターニングせずに配向膜を成膜してもよい。
【００５２】
透明電極膜を蒸着法で成膜する場合であって、成膜後にウェットエッチングやドライエッチングによるパターニングが不要な場合には、真空槽５１内部で、透明導電材料を主成分とする蒸着材料を蒸発させて透明電極膜を成膜した後、同じ真空槽５１で、無機材料を主成分とする蒸着材料を蒸発させて配向膜を形成することもできる。この場合、大気に晒すことなく透明電極膜と配向膜を連続して成膜可能なので、透明電極膜と配向膜の膜質が良くなる。
【００５３】
透明電極膜を構成する透明導電材料としては特に限定されず、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）と、ＺｎＯ（酸化亜鉛）と、酸化錫と、酸化錫カドニウムとからなる群より選択されるいずれか１種類以上の透明導電材料を用いることができる。ＩＴＯと、ＺｎＯと、酸化錫と、酸化錫カドニウムのいずれを透明電極膜に用いた場合でも、配向膜の屈折率が低いと透明導電材料のイオンが液晶に進入するが、本発明のように配向膜に屈折率の高い底面層を設けることで、イオンが液晶に進入することが防止される。
【００５４】
偏光板１７、２７の配置は特に限定されず、偏光板１７、２７を偏光方向が互いに直交するよう配置すれば、一方の偏光板１７側から入射した光は、オン状態で偏光板２７を通過して発光し、オフ状態で偏光板２７に吸収される。また、偏光板１７、２７を偏光方向が互いに平行になるように配置すれば、一方の偏光板１７側から入射した光は、オン状態で偏光板２７に吸収され、オフ状態で偏光板２７を通過して発光する。
【００５５】
以上は、基板１１、２１が水平になるよう基板ホルダ５７に保持させてから、傾斜角度θが設定角度になるよう回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め基板ホルダ５７を傾斜角度θが設定傾斜角度になるよう傾けておき、その基板ホルダ５７に基板１１、２１を保持させてもよい。
【００５６】
また、第二の成膜圧力と、必要なプレチルト角が変更せず、傾斜角度θを変える必要が無い場合には、基板ホルダ５７に回転軸５５のような回転手段を取り付けず、基板ホルダ５７を、傾斜角度θが設定角度になるよう傾けた状態で固定してもよく、装置の構造がより簡易になる。
【００５７】
ＶＡ方式の液晶表示装置１の場合、実用的なプレチルト角は２°以上５°以下と言われている。プレチルト角が２°未満であると、オフ状態からオン状態に切り替えた時の応答性が悪く、逆にプレチルト角が５°を超えるとオフ状態でも光の偏光が起こり、光が漏れ出してしまう。従って、第二の成膜圧力で配向膜を成膜した時のプレチルト角が２°以上５°以下の範囲なる傾斜角度で、配向膜を成膜することが望ましい。
【００５８】
傾斜角度は第二の成膜圧力とプレチルト角との関係で決まるので、特に限定されないが、傾斜角度が３５°未満であると、第二の成膜圧力を高くしても配向特性を得るのが困難であり、傾斜角度が５０°を超えると成膜速度が極端に遅くなるので、傾斜角度は３５°以上５０°以下が望ましい。
【００５９】
傾斜角度が３５°以上５０°以下の範囲おいて、第二の成膜圧力は５×１０-3Ｐａ以上３×１０-2Ｐａ以下の範囲であれば、上述した実用的なプレチルト角の範囲が得られ、また、第一の成膜圧力は１×１０-4Ｐａ以上３×１０-3Ｐａ以下であれば実用的なバリア性が得られる。
【００６０】
以上は補助ガスを酸素ガスで構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、補助ガスとして酸素ガスと一緒に、Ｎ2とＡｒのいずれか一方または両方を真空槽５１内に導入し、その補助ガスの導入量を制御することで、第一、第二の成膜圧力を形成することもできる。
【００６１】
真空槽５１に酸素ガス、又酸素ガスとＡｒを導入すれば、ＳｉＯ2を主成分とする配向膜が得られ、酸素ガスとＮ2、又は酸素ガスとＮ2とＡｒを導入すれば、ＳｉＯ2とＳｉＯＮの両方を含む配向膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】配向膜の成膜に用いる成膜装置を説明するための断面図
【図２】本発明の液晶表示装置の一例を説明するための断面図
【図３】成膜圧力と屈折率との関係を示すグラフ
【図４】成膜圧力とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図５】傾斜角度と屈折率との関係を示すグラフ
【図６】傾斜角度とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図７】表面層の膜厚とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図８】表面層の膜厚と屈折率との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００６３】
１……液晶表示装置 ５……成膜装置 １１、２１……基板 １２、２２……透明電極膜 １５、２５……配向膜 ３１……液晶 ５１……真空槽 ５４……蒸着材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置を製造する製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば負の誘電異方性を有する液晶分子を、一対の基板間に垂直配向するように封入したVA（Vertically Aligned）モードの液晶表示装置が広く知られている。
VAモードの液晶表示装置では、電界無印加時に液晶分子が基板主面に対してほぼ垂直に配向し、電界印加時には基板主面に対して傾斜配向する。
【０００３】
垂直配向時には、光は偏光面がほとんど変化せずに液晶層を通過し、傾斜配向時には、複屈折率性により入射光の偏光面が回転する。
垂直配向時において光を遮断するように偏光板を配置しておくと、ＴＮモードの液晶表示装置に比較して高いコントラストを実現できると言われている。
【０００４】
各液晶分子の配向の変化方向を一定にするために、液晶は配向膜上に配置され、この配向膜によって、液晶分子はあらかじめ微小な斜頚角度(プレチルト角)を持って配向されている。
【０００５】
この配向膜には、従来よりポリイミド等の有機材料が広く知られている。しかし、有機材料からなる配向膜は耐光性や耐熱性に劣るため、近年ではSiO等の無機材料からなる耐光性、耐熱性に優れた無機配光膜の開発が進められている。無機配向膜の形成には、従来より斜方蒸着が用いられている。
【０００６】
斜方蒸着は、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ2などの無機材料を入射角が斜めに入るよう基板を斜頚させて蒸着を行う方法で、蒸気の入射角、成膜中の圧力(酸素などのガス導入)によりプレチルト角がコントロールされる。(特開2004-163921)
しかしながら、このようにして作製された配向膜は密度が低いため、バリア性が低く、この配向膜上に液晶を配置したときに、液晶中に含まれるイオンが配向膜中を透過し、配向膜の下層に位置する透明導電膜に進入すると、表示不良が生じてしまう。
【０００７】
そこで成膜工程を垂直蒸着と斜方蒸着２段に分け(特許公開2005-77901)、バリア性が高いバリア層を形成する方法が提案されているが、二台の成膜装置を使用し、その間を搬送すると処理時間が長くなり、また、一台の成膜装置内で垂直蒸着と斜方蒸着を行なうと、発塵や、リークガスの問題が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−１６３９２１号公報
【特許文献２】特開２００５−７７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶を所望のプレチルト角で配向可能であり、かつ、化学的安定性の高い配向膜を成膜することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
配向膜のバリア性に関し、配向膜の膜密度が高い程バリア性は高くなる。配向膜の膜密度の大きさは、配向膜の屈折率を測定すれば間接的に求めることができる。
配向膜を蒸着法で形成する場合、入射角度が３５−６０°の範囲、６×１０-3〜３×１０-2Paの圧力範囲では、入射角度が大きくなるほど、また、成膜圧力が高くなるほど形成される配向膜の構造が平滑なものから柱状に変化し、配向膜の表面に、液晶を傾けるために必要な凹凸が表面に形成され、その結果、入射角度が大きい程、また、圧力が高い程、プレチルト角は大きな値となる。
【００１０】
入射角度を大きくするためには、基板を水平面から傾け、傾斜させて蒸着すればよく、成膜圧力を変えるためには、真空槽中に導入する酸素の量を変え、真空槽中の酸素圧力を変えればよい。
【００１１】
本発明の発明者等は、バリア性の要求とプレチルト角の要求を両立させる配向膜を形成するため、成膜圧力と、屈折率及びプレチルト角の関係を測定した。
基板を水平状態から４５°傾斜させ、二酸化ケイ素からなる蒸着材料を真空雰囲気中で溶融、蒸発させ、基板表面に二酸化ケイ素膜から成る配向膜を形成したときの成膜圧力と屈折率の関係を下記表１及び図３に示し、成膜圧力とプレチルト角の関係を表２及び図４に示す。成膜速度は５Å／秒、膜厚１０００Åであった。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
図３、４から、成膜圧力が異なる場合、屈折率は成膜圧力が小さい程大きく、逆に、プレチルト角は成膜圧力が高い程大きい。
また、基板の水平面に対する傾斜角度を大きくすれば、プレチルト角を大きくすることができるが、斜め方向から入射する蒸気によって配向膜が形成されると、膜密度が低下し、バリア性が悪くなる。
従って、大きなプレチルト角を得るための傾斜角度と成膜圧力を設定すると、バリア性が得られなくなる。
【００１５】
本発明者等は、液晶のプレチルト角には、配向膜の表面の膜質が影響しており、配向膜の下層の部分の膜質は影響しないことに基づき、プレチルト角とバリア性が両立する配向膜を得るためには、プレチルト角を得るための傾斜角度を設定し、先ず、その傾斜角度でバリア性が得られる圧力で配向膜を形成した後、圧力を変化させ、傾斜角度を変化させずにプレチルト角を得られる膜質の配向膜を形成すればよいことを見いだし、本発明を創作するに到った。
【００１６】
係る知見に基づいて成された本発明は、基板上に透明導電膜と二酸化ケイ素を主成分とする配向膜が形成され、前記配向膜表面に液晶が配置される液晶表示装置の前記配向膜を製造する製造方法であって、前記配向膜を形成する工程は、前記透明導電膜が形成された基板を水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜させた状態で真空雰囲気中に保持し、前記真空雰囲気中に酸素を導入し、前記真空雰囲気の酸素圧力を第一の成膜圧力にした状態で二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料を溶融させ、前記蒸着材料の蒸気を放出させ、前記透明導電膜表面に前記配向膜の底面層を成長させた後、前記真空雰囲気の酸素圧力を、前記第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力にし、前記配向膜の表面層を前記底面層上に形成する配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、同一の真空槽内で、前記底面層と前記表面層を成長させる配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記傾斜角度は、前記底面層を形成する間と前記表面層を形成する間で同じにする配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記真空雰囲気中に窒素ガスを導入する配向膜の製造方法である。
本発明は配向膜の製造方法であって、前記表面層の膜厚をが１０ｎｍ以上にする配向膜の製造方法である。
【００１７】
表面に膜厚１０００Åの透明導電膜（ＩＴＯ膜）がスパッタ法で成膜された基板を用意し、傾斜角度(基板表面と水平面の成す角度)４０°、４５°、５０°、圧力２×１０-2Ｐａ、２×１０-3Ｐａの条件を組み合わせ、それぞれ配向膜を形成した。各配向膜は、屈折率をエリプソメータによって測定し、更に各配向膜に液晶（メルク（株）社製の商品名「ＭＬＣ６６０８」）を配置し、クリスタルローテーション法でプレチルト角を測定した。
傾斜角度と圧力以外の成膜条件を下記表３に示し、測定結果を下記表４、５に示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】
【００２１】
図５は、上記測定結果から求めた傾斜角度と屈折率の関係を示すグラフであり、符号Ｌ1に示す曲線は２×１０-2Ｐａの圧力で形成した場合、符号Ｈ1に示す曲線は、２×１０-3Ｐａの圧力で形成した場合である。
【００２２】
図６は、上記測定結果から求めた傾斜角度とプレチルト角の関係を示すグラフであり、符号Ｈ2に示す曲線は、２×１０-2Ｐａの圧力で形成した場合、符号Ｌ2示す曲線は、２×１０-3Ｐａの圧力で形成した場合である。
図５、６から分かるように、基板の水平面からの傾斜角度が大きくなるほど屈折率が小さく、プレチルト角が大きくなっている。
【００２３】
本発明は、必要なプレチルト角が得られる圧力の値と傾斜角度の値の組み合わせのうち、同じ傾斜角度で圧力を小さくした場合に、必要な屈折率が得られる傾斜角度を予め求めておき、先ず、必要な屈折率が得られる第一の成膜圧力で蒸着して配向膜の底面層を形成し、次いで、圧力を第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力に変更し、必要なプレチルト角が得られる表面層を形成している。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により成膜された配向膜はバリア性と配向性を兼ね備えるので、異なる成膜装置によってバリア膜を配向膜と別に成膜する必要が無い。
本発明で形成される配向膜はＳｉＯ2を主成分とするため、配向膜に樹脂膜を用いた場合に比べ、液晶表示装置は耐光性、耐熱性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１の符号５は本発明方法に用いることができる成膜装置の一例を示している。
この成膜装置５は、真空槽５１を有している。真空槽５１の内部には、基板ホルダ５７が配置されている。また、真空槽５１の内部には回転軸５５が水平に配置され、基板ホルダ５７はこの回転軸５５に取り付けられており、回転軸５５が回転すると、基板ホルダ５７は水平面に対して所望角度傾斜できるように構成されている。
図１の符号１１は、基板ホルダ５７に保持され、表面Ｓが水平面Ｈに対して傾斜角度θ(０＜θ＜９０°)傾いた状態の基板を示している。
【００２６】
真空槽５１内部の基板ホルダ５７の真下位置には、蒸着容器５２が配置されている。蒸着容器５２の内部には、蒸着材料５４が配置されている。
真空槽５１には真空排気系５９が接続されている。真空排気系５９によって真空槽５１内部を真空排気し、電源４から不図示のヒータに通電して蒸着容器５２内の蒸着材料５４を加熱溶融させると、真空槽５１内に蒸着材料５４の蒸気が放出され、蒸着材料５４の蒸気が基板１１表面上に到達する。
【００２７】
真空槽５１にはガス供給系５８が接続されている。ガス供給系５８には不図示のタンクが設けられており、タンク内に収容された補助ガスを流量制御しながら真空槽５１内部に導入できるように構成されている。
【００２８】
真空槽５１には、圧力センサ６７と膜厚センサ６３が設けられている。圧力センサ６７は制御装置２に接続され、膜厚センサ６３は、膜厚計６を介して制御装置２に接続されており、圧力センサ６７によって真空槽５１内部の圧力を測定し、膜厚センサ６３によって基板１１表面上に成長する薄膜の膜厚を測定できるように構成されている。
【００２９】
制御装置２は、圧力センサ６７と膜厚センサ６３の測定値に基づいて、下記のようにガス導入系５８から真空槽５１内に導入する補助ガスの量を制御する。
即ち、制御装置２は一乃至複数の圧力値を記憶するように構成されており、記憶された圧力値の中から、一の圧力値が選択されると、制御装置２は、圧力センサ６７によって測定された真空槽５１内の圧力の測定値が選択された圧力と等しくなるように、ガス導入系５８を制御する。ここでは、後述するように、第一の成膜圧力と、それよりも高圧の第二の成膜圧力が記憶されている。
【００３０】
また、制御装置２には、膜厚基準値が記憶されており、膜厚センサ６３の測定値が膜厚基準値よりも小さいときには、第一の成膜圧力が選択され、膜厚基準値以上になると、第二の成膜圧力が選択される。
【００３１】
次に、この成膜装置５を用いて配向膜を成膜する工程について説明する。
液晶表示装置に要求されるプレチルト角の範囲は予め分かっており、上述したように、成膜圧力を変えた場合に、必要なプレチルト角と屈折率を得ることができる傾斜角度θを予め求めておき、その傾斜角度で蒸着したときに、必要な屈折率が得られる成膜圧力と、必要なプレチルト角が得られる成膜圧力を、それぞれ第一の成膜圧力と第二の成膜圧力として、制御装置２に記憶させておく。
【００３２】
また、形成する配向膜の底面層の膜厚を基準膜厚として制御装置２に記憶させておく。
蒸着容器５２内に二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料５４を配置し、ガス供給系５８に補助ガスとして酸素ガスを配置し、真空排気系５９を動作させて真空槽５１内部に真空雰囲気を形成する。
【００３３】
図１の符号１０は成膜対象物である積層基板を示している。積層基板１０は基板１１と、基板１１表面に配置された透明電極膜１２とを有しており、表面に透明電極膜１２が露出している。
【００３４】
真空槽５１内の真空雰囲気を維持したまま、積層基板１０を真空槽５１内部に搬入し、透明電極膜１２が露出する面（成膜面）を蒸着容器５２に向け、水平な基板ホルダ５７に保持させた後、基板ホルダ５７を傾け、基板１１の表面Ｓと水平面Ｈとの角度が予め求めた傾斜角度θになるよう積層基板１０を傾ける。
真空槽５１の内部には加熱ヒータ６１が設けられており、加熱ヒータ６１に通電し、積層基板１０を所定温度に加熱する。
【００３５】
蒸着容器５２との基板ホルダ５７の間にはシャッタ６８が設けられており、シャッタ６８を閉じた状態で蒸着容器５２の蒸着材料５４を加熱し、蒸気を放出させ、真空槽５１内に酸素ガスを導入し、第一の成膜圧力で安定したところで、シャッタ６８を開け、積層基板１０を所定温度に維持したまま、蒸着材料５４の蒸気を積層基板１０の成膜面に到達させ、配向膜の底面層を成長させる。
底面層の膜厚が基準膜厚に到達したところで、一旦シャッタ６８を閉じ、酸素導入量を増加させ、真空槽５１内を第一の成膜圧力から第二の成膜圧力に変化させる。
【００３６】
真空槽５１内の圧力が第二の成膜圧力で安定したところで、シャッタ６８を開け、底面層上に、配向膜の表面層を成長させると、所望の屈折率の底面層と、所望のプレチルト角が得られる表面層を有する配向膜が形成される。
表面層が所定膜厚に達したところで、シャッタ６８を閉じ、蒸着材料５４の加熱を停止し、蒸気放出を停止させた状態で、積層基板１０を真空槽５１の外部に搬出する。
【００３７】
次に、配向膜が形成された積層基板１０を組み立てて液晶表示装置を製造する工程について説明すると、上述した工程で成膜面に配向膜が形成された２枚の積層基板１０、２０を、配向膜１５、２５が形成された面を対面させて、不図示のスペーサを挟み込み、積層基板１０、２０を封止部材３３で貼り合せて、積層基板１０、２０の間に液晶３１を配置し、基板１１、２１の配向膜１５、２５が形成された側と反対側の面に偏光板１７、２７を配置すれば、図２に示すような液晶表示装置１が得られる。
【実施例】
【００３８】
＜試験１＞
上記成膜装置５により、傾斜角度を４２°に維持したまま、２×１０-3Ｐａ（第一の成膜圧力）で底面層を成膜し、２×１０-2Ｐａ（第二の成膜圧力）で底面層の表面に表面層を積層し、合計膜厚５００Åの配向膜を成膜する際に、配向膜の底面層の膜厚と表面層の膜厚の比を５０／４５０、１００／４００、２００／３００、３００／２００、４００／１００、５００／０に変えて６種類の配向膜を別々の積層基板１０の成膜面に形成した。
【００３９】
各配向膜の表面に液晶（メルク（株）社製の商品名「ＭＬＣ６６０８」）を配置し、クリスタルローテーション法によりプレチルト角を測定した。
尚、配向膜の成膜速度は５Å／秒、加熱手段（ヒータ）への投入電力は１５０×７（ｍＡ、ＫＶ）とし、蒸着容器５２と基板１１間の距離は１０００ｍｍとした。配向膜全体の膜厚のうち、表面層の膜厚と、表面層の膜厚に対応するプレチルト角の値を下記表６に示し、表面層の膜厚と、プレチルト角の関係を図７に示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】
表６と図７から、表面層の膜厚が１００Å（１０ｎｍ）未満と薄すぎると、傾斜角度θと成膜圧力が同じであっても、底面層の影響を受けてプレチルト角が小さいが、表面層が１０ｎｍあれば膜厚が厚い場合と同じプレチルト角が得られた。
【００４２】
＜試験２＞
上記「試験１」で成膜した６種類の配向膜について、見かけ上の屈折率を測定し、表面層の膜厚と屈折率との関係を調べた。尚、見かけ上の屈折率とは、表面層と底面層を足した配向膜全体の屈折率のことである。配向膜全体の膜厚のうち、表面層の膜厚と、測定された屈折率との関係を図８に示す。
表面層の膜厚が減り、底面層の膜厚が増える程、屈折率が高い層の割合が増えるから、図８に示されるように、配向膜全体の屈折率が高くなることが分かる。
【００４３】
図８と、上記図７から、例えば、表面層の膜厚が１００Å（１０ｎｍ）、底面層の膜厚が４００Å（４０ｎｍ）の配向膜は、高い屈折率（約１．４５）を維持したまま、約３°のプレチルト角を持ち、配向膜が配向性とバリア性の両方に優れている。
【００４４】
＜試験３＞
表面にＩＴＯからなる透明電極膜１２が形成された積層基板１０を用意し、上記「試験１」と同じ条件で、配向膜全体の膜厚は変えず、表面層の膜厚と底面層の膜厚を変えた配向膜を別々の積層基板１０に成膜した。
【００４５】
成膜された各配向膜上に液晶を配置して５種類の液晶セル（液晶表示装置１）を作製し、液晶セルの耐光特性評価試験を行った。その評価試験の結果を、底面層の膜厚及び表面層の膜厚と一緒に、下記表７に記載する。
【００４６】
【表７】
【００４７】
底面層の膜厚がゼロであり、表面層だけで配向膜を構成した液晶セルは、８００時間で画面の焼きつきが発生したが、配向膜に底面層を１００Å（１０ｎｍ）以上設けた液晶セルでは、２０００時間以上焼きつきが発生しなかった。
【００４８】
焼きつきは透明電極膜１２、２２由来のイオンが配向膜を通って液晶に進入することで発生するから、透明電極膜１２、２２に、ＩＴＯのようにイオンを放出する透明導電材料を用いても、底面層の膜厚が１０ｎｍ以上あれば長時間安定した画像表示可能な液晶表示装置が得られることが分かる。
【００４９】
以上は、配向膜を成膜する時に、圧力を二段階に変える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも表面層が高い圧力で成膜され、表面層以外の少なくとも一部が表面層よりも低い圧力で成膜されるのであれば、圧力を３段階以上に変えてもよい。また、圧力は段階的に変えずに、最終的に表面から所定膜厚深さまでを成膜する時に、高い圧力になるように、連続的に増加させてもよい。
また、真空槽５１内部の圧力を第一の成膜圧力から第二の成膜圧力へ増加させる間も、蒸着材料５４の蒸気を基板１１上に到達させ、配向膜の成長を続けてもよい。
【００５０】
蒸着材料５４を溶融させる方法は特に限定されず、ＥＢガンから電子ビームを蒸着材料５４に照射して加熱する方法、蒸着容器５２にヒーターを取り付け、蒸着容器５２をヒータで加熱し、熱伝導で蒸着材料５４を加熱する方法等を採用することができる。
基板１１はガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。
【００５１】
透明電極膜の成膜方法は特に限定されず、スパッタ法、蒸着法等の一般に用いられる成膜方法で成膜することができる。透明導電膜は成膜後、必要に応じてパターニングしてから配向膜を成膜してもよいし、パターニングせずに配向膜を成膜してもよい。
【００５２】
透明電極膜を蒸着法で成膜する場合であって、成膜後にウェットエッチングやドライエッチングによるパターニングが不要な場合には、真空槽５１内部で、透明導電材料を主成分とする蒸着材料を蒸発させて透明電極膜を成膜した後、同じ真空槽５１で、無機材料を主成分とする蒸着材料を蒸発させて配向膜を形成することもできる。この場合、大気に晒すことなく透明電極膜と配向膜を連続して成膜可能なので、透明電極膜と配向膜の膜質が良くなる。
【００５３】
透明電極膜を構成する透明導電材料としては特に限定されず、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）と、ＺｎＯ（酸化亜鉛）と、酸化錫と、酸化錫カドニウムとからなる群より選択されるいずれか１種類以上の透明導電材料を用いることができる。ＩＴＯと、ＺｎＯと、酸化錫と、酸化錫カドニウムのいずれを透明電極膜に用いた場合でも、配向膜の屈折率が低いと透明導電材料のイオンが液晶に進入するが、本発明のように配向膜に屈折率の高い底面層を設けることで、イオンが液晶に進入することが防止される。
【００５４】
偏光板１７、２７の配置は特に限定されず、偏光板１７、２７を偏光方向が互いに直交するよう配置すれば、一方の偏光板１７側から入射した光は、オン状態で偏光板２７を通過して発光し、オフ状態で偏光板２７に吸収される。また、偏光板１７、２７を偏光方向が互いに平行になるように配置すれば、一方の偏光板１７側から入射した光は、オン状態で偏光板２７に吸収され、オフ状態で偏光板２７を通過して発光する。
【００５５】
以上は、基板１１、２１が水平になるよう基板ホルダ５７に保持させてから、傾斜角度θが設定角度になるよう回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め基板ホルダ５７を傾斜角度θが設定傾斜角度になるよう傾けておき、その基板ホルダ５７に基板１１、２１を保持させてもよい。
【００５６】
また、第二の成膜圧力と、必要なプレチルト角が変更せず、傾斜角度θを変える必要が無い場合には、基板ホルダ５７に回転軸５５のような回転手段を取り付けず、基板ホルダ５７を、傾斜角度θが設定角度になるよう傾けた状態で固定してもよく、装置の構造がより簡易になる。
【００５７】
ＶＡ方式の液晶表示装置１の場合、実用的なプレチルト角は２°以上５°以下と言われている。プレチルト角が２°未満であると、オフ状態からオン状態に切り替えた時の応答性が悪く、逆にプレチルト角が５°を超えるとオフ状態でも光の偏光が起こり、光が漏れ出してしまう。従って、第二の成膜圧力で配向膜を成膜した時のプレチルト角が２°以上５°以下の範囲なる傾斜角度で、配向膜を成膜することが望ましい。
【００５８】
傾斜角度は第二の成膜圧力とプレチルト角との関係で決まるので、特に限定されないが、傾斜角度が３５°未満であると、第二の成膜圧力を高くしても配向特性を得るのが困難であり、傾斜角度が５０°を超えると成膜速度が極端に遅くなるので、傾斜角度は３５°以上５０°以下が望ましい。
【００５９】
傾斜角度が３５°以上５０°以下の範囲おいて、第二の成膜圧力は５×１０-3Ｐａ以上３×１０-2Ｐａ以下の範囲であれば、上述した実用的なプレチルト角の範囲が得られ、また、第一の成膜圧力は１×１０-4Ｐａ以上３×１０-3Ｐａ以下であれば実用的なバリア性が得られる。
【００６０】
以上は補助ガスを酸素ガスで構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、補助ガスとして酸素ガスと一緒に、Ｎ2とＡｒのいずれか一方または両方を真空槽５１内に導入し、その補助ガスの導入量を制御することで、第一、第二の成膜圧力を形成することもできる。
【００６１】
真空槽５１に酸素ガス、又酸素ガスとＡｒを導入すれば、ＳｉＯ2を主成分とする配向膜が得られ、酸素ガスとＮ2、又は酸素ガスとＮ2とＡｒを導入すれば、ＳｉＯ2とＳｉＯＮの両方を含む配向膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】配向膜の成膜に用いる成膜装置を説明するための断面図
【図２】本発明の液晶表示装置の一例を説明するための断面図
【図３】成膜圧力と屈折率との関係を示すグラフ
【図４】成膜圧力とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図５】傾斜角度と屈折率との関係を示すグラフ
【図６】傾斜角度とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図７】表面層の膜厚とプレチルト角との関係を示すグラフ
【図８】表面層の膜厚と屈折率との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００６３】
１……液晶表示装置 ５……成膜装置 １１、２１……基板 １２、２２……透明電極膜 １５、２５……配向膜 ３１……液晶 ５１……真空槽 ５４……蒸着材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に透明導電膜と二酸化ケイ素を主成分とする配向膜が形成され、前記配向膜表面に液晶が配置される液晶表示装置の前記配向膜を製造する製造方法であって、
前記配向膜を形成する工程は、
前記透明導電膜が形成された基板を水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜させた状態で真空雰囲気中に保持し、
前記真空雰囲気中に酸素を導入し、前記真空雰囲気の酸素圧力を第一の成膜圧力にした状態で二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料を溶融させ、前記蒸着材料の蒸気を放出させ、前記透明導電膜表面に前記配向膜の底面層を成長させた後、
前記真空雰囲気の酸素圧力を、前記第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力にし、前記配向膜の表面層を前記底面層上に形成する配向膜の製造方法。
【請求項２】
同一の真空槽内で、前記底面層と前記表面層を成長させる請求項１記載の配向膜の製造方法。
【請求項３】
前記傾斜角度は、前記底面層を形成する間と前記表面層を形成する間で同じにする請求項２記載の配向膜の製造方法。
【請求項４】
前記真空雰囲気中に窒素ガスを導入する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の配向膜の製造方法。
【請求項５】
前記表面層の膜厚を１０ｎｍ以上にする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の配向膜の製造方法。
【請求項１】
基板上に透明導電膜と二酸化ケイ素を主成分とする配向膜が形成され、前記配向膜表面に液晶が配置される液晶表示装置の前記配向膜を製造する製造方法であって、
前記配向膜を形成する工程は、
前記透明導電膜が形成された基板を水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜させた状態で真空雰囲気中に保持し、
前記真空雰囲気中に酸素を導入し、前記真空雰囲気の酸素圧力を第一の成膜圧力にした状態で二酸化ケイ素を主成分とする蒸着材料を溶融させ、前記蒸着材料の蒸気を放出させ、前記透明導電膜表面に前記配向膜の底面層を成長させた後、
前記真空雰囲気の酸素圧力を、前記第一の成膜圧力よりも高い第二の成膜圧力にし、前記配向膜の表面層を前記底面層上に形成する配向膜の製造方法。
【請求項２】
同一の真空槽内で、前記底面層と前記表面層を成長させる請求項１記載の配向膜の製造方法。
【請求項３】
前記傾斜角度は、前記底面層を形成する間と前記表面層を形成する間で同じにする請求項２記載の配向膜の製造方法。
【請求項４】
前記真空雰囲気中に窒素ガスを導入する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の配向膜の製造方法。
【請求項５】
前記表面層の膜厚を１０ｎｍ以上にする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の配向膜の製造方法。
【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２００８−１７０６６８（Ｐ２００８−１７０６６８Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３５（Ｐ２００７−３１３５）
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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