JP2008216650A - Method for manufacturing alignment layer and method for manufacturing liquid crystal device - Google Patents

Method for manufacturing alignment layer and method for manufacturing liquid crystal device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing alignment layer with which productivity thereof is improved and quality desired therefor is obtained, and a method for manufacturing liquid crystal device. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing alignment layer by depositing an inorganic alignment layer on a substrate inside a chamber with predetermined atmosphere, the method includes alkylation treatment and deposition process S4a to alkylate an inorganic material flying from an inorganic material supplying means and deposit it on the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to an alignment film manufacturing method and a liquid crystal device manufacturing method.

液晶装置の品質は水分により劣化する可能性が高い。そのため、液晶装置の製造工程中において、配向膜など液晶装置を構成する部材が吸湿したり、その部材に水分が付着することを抑える必要がある。   The quality of the liquid crystal device is likely to deteriorate due to moisture. Therefore, during the manufacturing process of the liquid crystal device, it is necessary to prevent the members constituting the liquid crystal device such as the alignment film from absorbing moisture or adhering moisture to the member.

液晶装置を構成する部材が吸湿した状態、あるいはその部材に水分が付着した状態を放置したままで、その部材を用いた液晶装置の製造を続行すると、製造後の液晶装置の品質は不十分なものとなり、生産性の低下にもつながる。また、水分のみならず、液晶装置を構成する部材の表面が異常な状態を放置したままで、その部材を用いた液晶装置の製造を続行した場合にも、製造後の液晶装置の品質は不十分なものとなり、生産性の低下にもつながる。   If the manufacture of the liquid crystal device using the member is continued with the member constituting the liquid crystal device absorbing moisture or the state where moisture is attached to the member, the quality of the liquid crystal device after manufacture is insufficient. It leads to a decline in productivity. In addition, the quality of the liquid crystal device after manufacture is not good even when the manufacture of the liquid crystal device using the member is continued with the surface of the member constituting the liquid crystal device left in an abnormal state as well as moisture. It will be sufficient, leading to a decline in productivity.

液晶装置に用いる配向膜としては、ポリイミド等の有機材料からなる高分子膜をラビング処理したものを用いる場合が多い。ところが、近時においては、耐熱性や耐光性の向上等を目的として、酸化珪素等の無機材料からなる配向膜、すなわち無機配向膜を用いることが提案されている。   As an alignment film used in a liquid crystal device, a polymer film made of an organic material such as polyimide is often rubbed. However, recently, for the purpose of improving heat resistance and light resistance, it has been proposed to use an alignment film made of an inorganic material such as silicon oxide, that is, an inorganic alignment film.

無機配向膜は、無機材料の蒸気流と積層構造の最表面とが接触し、積層構造上に無機材料が蒸着されることによって形成される。基板上に蒸着した無機材料は、この無機材料のカラム構造が被成膜面に対して所定の角度で傾斜をなすように、配列することにより堆積している。しかし、斜方蒸着法等により形成された無機配向膜は、その表面に分極した水酸基が多数存在してしまい、特に水等の極性基を持つ化合物を吸着し易い。その結果、特に水を吸着することにより、この水が液晶の劣化を引き起こしてしまい、表示性能が悪くなるといった課題があった。   The inorganic alignment film is formed by bringing the vapor flow of the inorganic material into contact with the outermost surface of the laminated structure and depositing the inorganic material on the laminated structure. The inorganic material deposited on the substrate is deposited by arranging so that the column structure of the inorganic material is inclined at a predetermined angle with respect to the film formation surface. However, the inorganic alignment film formed by the oblique deposition method or the like has a large number of polarized hydroxyl groups on the surface thereof, and particularly easily adsorbs a compound having a polar group such as water. As a result, there is a problem in that, particularly by adsorbing water, the water causes deterioration of the liquid crystal, resulting in poor display performance.

そのため、無機配向膜の耐久性等を向上させる手段の一つとして、無機配向膜の表面を長鎖アルコールやシランカップリング剤などのアルキル鎖をもつ材料でコーティング（アルキル化）する技術がある（例えば、特許文献１）。このようにして、無機配向膜に撥液性が付与されて水分の浸入を防止したり、液晶が変質することを抑制する。
特開平８−２２００９号公報 Therefore, as one means for improving the durability of the inorganic alignment film, there is a technique for coating (alkylating) the surface of the inorganic alignment film with a material having an alkyl chain such as a long-chain alcohol or a silane coupling agent ( For example, Patent Document 1). In this manner, the inorganic alignment film is imparted with liquid repellency to prevent moisture from entering, and to prevent the liquid crystal from being altered.
JP-A-8-22009

しかしながら、斜方蒸着させた無機配向膜は非常に微細なカラム構造であることから間隙が多く、その隙間にまで十分に撥液処理することが困難である。そのため、上記処理の本来の効果が発揮されていないことがあった。さらに、従来は配向膜形成後、配向膜の水分を除去する工程なども必要であり、表面の撥液化処理には大変な時間を要していたことから、製造時間が長くなり製品の生産効率を低下させる要因となっていた。   However, since the obliquely deposited inorganic alignment film has a very fine column structure, there are many gaps, and it is difficult to sufficiently perform the liquid repellent treatment to the gaps. For this reason, the original effect of the above treatment may not be exhibited. In addition, conventionally, after the formation of the alignment film, a process for removing moisture from the alignment film is also required, and the liquid repellency treatment of the surface has taken a lot of time. It was a factor to lower.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性の向上を図り、所望の品質が得られる配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an alignment film and a method for manufacturing a liquid crystal device that can improve productivity and obtain desired quality.

本発明の配向膜の製造方法は、所定雰囲気のチャンバ内において基板上に無機配向膜を成膜する配向膜の製造方法において、無機材料供給手段から飛来する無機材料をアルキル化して基板上に堆積させる処理堆積工程、を含むことを特徴とする。   The alignment film manufacturing method of the present invention is an alignment film manufacturing method in which an inorganic alignment film is formed on a substrate in a chamber in a predetermined atmosphere. The inorganic material flying from the inorganic material supply means is alkylated and deposited on the substrate. And a process deposition step.

本発明の配向膜の製造方法によれば、アルキル化された無機材料を基板上に堆積させることによって、カラム構造全体が撥液性を有することになり、カラム間の微細な隙間においても十分な撥液効果が得られるものとなる。これにより、配向膜の表面状態（カラム構造）を変化させることなく耐久性を向上させることができるので、液晶配向性に優れた無機配向膜を成膜することができる。   According to the method for producing an alignment film of the present invention, by depositing an alkylated inorganic material on a substrate, the entire column structure has liquid repellency, and even a minute gap between columns is sufficient. A liquid repellent effect is obtained. Thereby, since durability can be improved without changing the surface state (column structure) of the alignment film, an inorganic alignment film excellent in liquid crystal alignment can be formed.

また、無機材料をアルキル化して基板上に堆積させている本発明では、無機材料の撥液化と堆積とを同じチャンバ内で同時に行なうことができる。よって、処理時間が短縮されて歩留まりが向上する。   Further, in the present invention in which the inorganic material is alkylated and deposited on the substrate, the repellency and deposition of the inorganic material can be performed simultaneously in the same chamber. Therefore, the processing time is shortened and the yield is improved.

本発明の配向膜の製造方法は、所定雰囲気のチャンバ内において基板上に無機配向膜を成膜する配向膜の製造方法において、無機材料供給手段から飛来する無機材料を基板に堆積させる堆積工程と、基板に堆積した無機材料をアルキル化する処理工程と、を含み、堆積工程と処理工程とを交互に繰り返すことによって成膜することを特徴とする。   An alignment film manufacturing method according to the present invention includes a deposition step of depositing an inorganic material flying from an inorganic material supply means on a substrate in an alignment film manufacturing method for forming an inorganic alignment film on a substrate in a chamber in a predetermined atmosphere. And a treatment step of alkylating the inorganic material deposited on the substrate, and forming the film by alternately repeating the deposition step and the treatment step.

本発明の配向膜の製造方法によれば、無機材料供給手段から飛来する無機材料を基板上に所定量堆積させる工程と、基板上に堆積した無機材料をアルキル化する工程とを交互に行いつつ無機配向膜を成膜することによって、カラム間の隙間における奥行きが深くなる前、つまり、撥液処理が堆積構造の表面全体に施される状態で当該処理を行うことができ、カラムの表面全体に撥液性を付与することができる。これにより、カラム間の微細な隙間においても十分な撥液効果が得られるものとなる。よって、配向膜の表面状態（カラム構造）を変化させることなく耐久性を向上させることができるので、液晶配向性に優れた無機配向膜を成膜することができる。   According to the method for manufacturing an alignment film of the present invention, a step of depositing a predetermined amount of an inorganic material flying from an inorganic material supply unit and a step of alkylating the inorganic material deposited on the substrate are alternately performed. By forming the inorganic alignment film, the treatment can be performed before the depth in the gap between the columns becomes deep, that is, in a state where the liquid repellent treatment is applied to the entire surface of the deposition structure. Can be imparted with liquid repellency. Thereby, a sufficient liquid repellent effect can be obtained even in a minute gap between columns. Therefore, since durability can be improved without changing the surface state (column structure) of the alignment film, an inorganic alignment film excellent in liquid crystal alignment can be formed.

また、無機材料の蒸着、及び撥液化は、どちらも水分を排除した状態を必要とする工程であることから、基板上に無機材料を堆積させる工程と、無機材料をアルキル化する工程とを、同じチャンバ内で行なうことができる。よって、処理時間が短縮されて歩留まりが向上する。   In addition, since the vapor deposition and liquid repellency of the inorganic material are both steps that require a state in which moisture is excluded, a step of depositing the inorganic material on the substrate and a step of alkylating the inorganic material are performed. It can be done in the same chamber. Therefore, the processing time is shortened and the yield is improved.

また、前記処理工程において、金属アルコキシドで、主にオクタデシルトリメトキシシランを含む、シランカップリング剤、Ａｌ系カップリング剤、Ｍｇ系カップリング剤の少なくとも、いずれか１つを用いて、無機材料をアルキル化することが好ましい。
この方法によれば、処理材料が金属アルコキシドで、主にオクタデシルトリメトキシシランを含む、シランカップリング剤、Ａｌ系カップリング剤、Ｍｇ系カップリング剤の少なくともいずれか１つを用いれば、無機材料と容易且つ確実に反応固着させることができる。これにより、無機配向膜が吸湿したり、無機配向膜に水分が付着したりすることを抑えつつ、無機配向膜に所定の性能を与えることができる。 Further, in the treatment step, the inorganic material is formed by using at least one of a silane coupling agent, an Al-based coupling agent, and an Mg-based coupling agent mainly containing octadecyltrimethoxysilane as a metal alkoxide. Alkylation is preferred.
According to this method, when at least one of a silane coupling agent, an Al-based coupling agent, and an Mg-based coupling agent containing a metal alkoxide and mainly containing octadecyltrimethoxysilane is used, the inorganic material The reaction can be fixed easily and reliably. Thereby, a predetermined performance can be given to the inorganic alignment film while suppressing moisture absorption of the inorganic alignment film or moisture adhering to the inorganic alignment film.

また、処理工程において、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。
このような製造方法によれば、無機材料のアルキル化を減圧雰囲気下で行うことによって、アルキル化する処理材料が揮発し易く、無機材料の撥液化における反応時間（処理時間）が短縮される。処理材料によっては、揮発に高温を必要とする材料もあることから、減圧した状態で処理工程を行うことで、用いる材料の幅を広げることができる。 Moreover, it is preferable to perform in a pressure-reduced atmosphere in a process process.
According to such a manufacturing method, by performing the alkylation of the inorganic material in a reduced-pressure atmosphere, the treatment material to be alkylated easily volatilizes, and the reaction time (treatment time) in making the inorganic material lyophobic is shortened. Depending on the processing material, there is a material that requires a high temperature for volatilization, and therefore, the width of the material to be used can be widened by performing the processing step under reduced pressure.

また、基板を加熱することも好ましい。
このような製造方法によれば、基板を加熱することにより、処理材料が揮発し易く、無機材料の撥液化における反応時間が短縮される。また、基板を加熱することにより、カラム構造の成長段階において無機材料の核発生密度が低下したとしても、基板上に付着した処理材料が新たな核となって微細構造が形成される。そのため、液晶配向性に優れた無機配向膜を形成することができる。 It is also preferable to heat the substrate.
According to such a manufacturing method, when the substrate is heated, the treatment material is easily volatilized, and the reaction time for making the inorganic material lyophobic is shortened. Further, by heating the substrate, even if the nucleation density of the inorganic material is reduced in the growth stage of the column structure, the processing material attached on the substrate becomes a new nucleus and a fine structure is formed. Therefore, an inorganic alignment film excellent in liquid crystal alignment can be formed.

本発明の液晶装置の製造方法は、無機配向膜を備える液晶装置の製造方法であって、上記した配向膜の製造方法により、基板上に無機配向膜を形成する工程を備えたことを特徴とする。   The method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device including an inorganic alignment film, and includes the step of forming an inorganic alignment film on a substrate by the method for manufacturing an alignment film described above. To do.

本発明の液晶装置の製造方法によれば、無機配向膜とシール材との間の密着性が高まり、無機配向膜の柱状構造に起因する微小な隙間からの表示領域内への水分即ち水分子の浸入を防止することができる。これにより、配向膜や液晶の劣化を抑制でき、液晶装置の耐湿性を向上させることができる。したがって、優れた表示特性を確保することができるとともに、製造時間が短縮され生産性を向上させることができる。   According to the method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, the adhesion between the inorganic alignment film and the sealing material is increased, and moisture, that is, water molecules, enters the display region from a minute gap due to the columnar structure of the inorganic alignment film. Can be prevented. Thereby, deterioration of the alignment film and the liquid crystal can be suppressed, and the moisture resistance of the liquid crystal device can be improved. Therefore, excellent display characteristics can be ensured, and the manufacturing time can be shortened and the productivity can be improved.

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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

図１は、本発明の製造方法により製造する液晶装置の概略構成を説明するためのＴＦＴアレイ基板の平面図、図２は、液晶装置の等価回路図、図３は、液晶装置の平面構造の説明図、図４は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図３のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。   FIG. 1 is a plan view of a TFT array substrate for explaining a schematic configuration of a liquid crystal device manufactured by the manufacturing method of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal device, and FIG. 3 is a plan structure of the liquid crystal device. FIG. 4 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of the liquid crystal device, and is a cross-sectional side view taken along the line AA ′ of FIG.

「液晶装置」
液晶装置６０は、図４に示すように、対向配置された一対の基板１０，２０間に液晶５０が挟持されて構成されている。一対の基板１０，２０のうちの一方であるＴＦＴアレイ基板１０（基板）の中央には、図１に示すように、画像表示領域１０１が形成されている。この画像表示領域１０１の周縁部にはシール材１９が配設されており、これによって画像表示領域１０１には液晶５０（図４参照）が封止されている。シール材１９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動素子１２０とが実装されている。その駆動回路１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板１０の端部の接続端子７９にかけて、配線７６が引き廻されている。 "LCD device"
As shown in FIG. 4, the liquid crystal device 60 is configured such that a liquid crystal 50 is sandwiched between a pair of substrates 10 and 20 arranged to face each other. As shown in FIG. 1, an image display region 101 is formed in the center of the TFT array substrate 10 (substrate) which is one of the pair of substrates 10 and 20. A sealing material 19 is disposed on the periphery of the image display area 101, and the liquid crystal 50 (see FIG. 4) is sealed in the image display area 101. On the outside of the sealing material 19, a scanning line driving circuit 110 for supplying a scanning signal to a scanning line described later and a data line driving element 120 for supplying an image signal to a data line described later are mounted. A wiring 76 is routed from the drive circuits 110 and 120 to the connection terminal 79 at the end of the TFT array substrate 10.

一方、ＴＦＴアレイ基板１０に貼り合わされる対向基板２０（図４参照，基板）には、共通電極２１（図４参照）が形成されている。この共通電極２１は、画像表示領域１０１の略全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部７０が設けられている。この基板間導通部７０からは、接続端子７９にかけて配線７８が引き廻されている。
そして、外部から入力された各種信号が、接続端子７９を介して画像表示領域１０１に供給されることにより、液晶装置６０が駆動されるようになっている。 On the other hand, a common electrode 21 (see FIG. 4) is formed on the counter substrate 20 (see FIG. 4, substrate) bonded to the TFT array substrate 10. The common electrode 21 is formed over substantially the entire area of the image display area 101, and inter-substrate conducting portions 70 are provided at the four corners. A wiring 78 is routed from the inter-substrate conduction portion 70 to the connection terminal 79.
Then, various signals input from the outside are supplied to the image display region 101 via the connection terminals 79, so that the liquid crystal device 60 is driven.

［等価回路図］
液晶装置の画像表示領域１０１には、図２の等価回路図に示すように、これを構成すべく複数のドットがマトリクス状に配置されており、これら各ドットには、それぞれ画素電極９が形成されている。また、その画素電極９の側方には、該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。このＴＦＴ素子３０のソースにはデータ線６ａが接続されている。各データ線６ａには、前述したデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。 [Equivalent circuit diagram]
As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 2, a plurality of dots are arranged in a matrix in the image display area 101 of the liquid crystal device, and a pixel electrode 9 is formed in each dot. Has been. Further, on the side of the pixel electrode 9, a TFT element 30 which is a switching element for performing energization control to the pixel electrode 9 is formed. A data line 6 a is connected to the source of the TFT element 30. Image signals S1, S2,..., Sn are supplied to the data lines 6a from the data line driving elements described above.

また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３ａが接続されている。走査線３ａには、前述した走査線駆動素子から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。一方、ＴＦＴ素子３０のドレインには画素電極９が接続されている。そして、走査線３ａ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３０を一定期間だけオンにすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極９を介して各ドットの液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。   A scanning line 3 a is connected to the gate of the TFT element 30. Scanning signals G1, G2,..., Gm are supplied to the scanning line 3a in a pulsed manner from the scanning line driving element described above at a predetermined timing. On the other hand, the pixel electrode 9 is connected to the drain of the TFT element 30. When the TFT elements 30 serving as switching elements are turned on for a certain period by the scanning signals G1, G2,..., Gm supplied from the scanning line 3a, the image signals S1, S2,. Sn is written to the liquid crystal of each dot via the pixel electrode 9 at a predetermined timing.

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９と後述する共通電極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９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７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。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が作製されるようになっている。   The predetermined level image signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal are held for a certain period by a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and a common electrode described later. In order to prevent leakage of the held image signals S1, S2,..., Sn, a storage capacitor 17 is formed between the pixel electrode 9 and the capacitor line 3b, and is arranged in parallel with the liquid crystal capacitor. . Thus, when a voltage signal is applied to the liquid crystal, the alignment state of the liquid crystal molecules changes depending on the applied voltage level. Thereby, the light source light incident on the liquid crystal is modulated to produce image light.

また、本実施形態の液晶装置では、図３の平面構造説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（破線９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。さらに、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極９の形成された矩形領域がドットであり、マトリクス状に配置されたドットごとに表示を行うことが可能な構造になっている。   In the liquid crystal device of this embodiment, as shown in the plan view of FIG. 3, a rectangular array made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO) is formed on the TFT array substrate. Shaped pixel electrodes 9 (the outlines of which are indicated by broken lines 9a) are arranged in a matrix. Further, data lines 6a, scanning lines 3a, and capacitor lines 3b are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9. In the present embodiment, the rectangular area in which each pixel electrode 9 is formed is a dot, and the display can be performed for each dot arranged in a matrix.

ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール５を介して、データ線６ａが接続されている。また、半導体層１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール８を介して、画素電極９が接続されている。一方、半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分には、チャネル領域１ａ’が形成されている。   The TFT element 30 is formed around a semiconductor layer 1a made of a polysilicon film or the like. A data line 6 a is connected to a source region (described later) of the semiconductor layer 1 a through a contact hole 5. Further, a pixel electrode 9 is connected to a drain region (described later) of the semiconductor layer 1 a through a contact hole 8. On the other hand, a channel region 1a 'is formed in a portion of the semiconductor layer 1a facing the scanning line 3a.

［断面構造］
また、この液晶装置６０は、図４の断面構造説明図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された対向基板２０と、これらの間に挟持された液晶５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ、及びその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極９、無機配向膜１６などを主体として構成されている。一方の対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａ、及びその内側に形成された共通電極２１や無機配向膜２２などを主体として構成されている。 [Cross-section structure]
Further, as shown in the cross-sectional structure explanatory diagram of FIG. 4, the liquid crystal device 60 mainly includes the TFT array substrate 10, the counter substrate 20 disposed to face the TFT array substrate 10, and the liquid crystal 50 sandwiched therebetween. It is configured. The TFT array substrate 10 is mainly composed of a substrate main body 10A made of a light-transmitting material such as glass or quartz, a TFT element 30, a pixel electrode 9, an inorganic alignment film 16 and the like formed inside thereof. One counter substrate 20 is mainly composed of a substrate body 20A made of a translucent material such as glass or quartz, a common electrode 21 formed on the inside thereof, an inorganic alignment film 22 and the like.

ＴＦＴアレイ基板１０の表面には、第１遮光膜１１ａ及び第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜１２の表面に半導体層１ａが形成され、この半導体層１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層１ａにおける走査線３ａとの対向部分にはチャネル領域１ａ’が形成され、その両側にソース領域及びドレイン領域が形成されている。このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域及びドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域１ｂと高濃度ソース領域１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域１ｃと高濃度ドレイン領域１ｅとが形成されている。   A first light shielding film 11 a and a first interlayer insulating film 12 are formed on the surface of the TFT array substrate 10. A semiconductor layer 1a is formed on the surface of the first interlayer insulating film 12, and a TFT element 30 is formed around the semiconductor layer 1a. A channel region 1a 'is formed in a portion of the semiconductor layer 1a facing the scanning line 3a, and a source region and a drain region are formed on both sides thereof. Since this TFT element 30 adopts an LDD (Lightly Doped Drain) structure, a high concentration region having a relatively high impurity concentration and a relatively low concentration region (LDD region) are respectively provided in the source region and the drain region. And are formed. That is, a low concentration source region 1b and a high concentration source region 1d are formed in the source region, and a low concentration drain region 1c and a high concentration drain region 1e are formed in the drain region.

半導体層１ａの表面には、ゲート絶縁膜２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜２の表面に走査線３ａが形成されて、チャネル領域１ａ’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜２及び走査線３ａの表面には、第２層間絶縁膜４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４の表面にデータ線６ａが形成され、第２層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール５を介して、そのデータ線６ａが高濃度ソース領域１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４及びデータ線６ａの表面には、第３層間絶縁膜７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜７の表面に画素電極９が形成され、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール８を介して、その画素電極９が高濃度ドレイン領域１ｅに接続されている。さらに、画素電極９を覆うように無機配向膜１６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。   A gate insulating film 2 is formed on the surface of the semiconductor layer 1a. A scanning line 3a is formed on the surface of the gate insulating film 2, and a portion facing the channel region 1a 'constitutes a gate electrode. A second interlayer insulating film 4 is formed on the surfaces of the gate insulating film 2 and the scanning line 3a. A data line 6a is formed on the surface of the second interlayer insulating film 4, and the data line 6a is connected to the high-concentration source region 1d through a contact hole 5 formed in the second interlayer insulating film 4. . Further, a third interlayer insulating film 7 is formed on the surfaces of the second interlayer insulating film 4 and the data line 6a. A pixel electrode 9 is formed on the surface of the third interlayer insulating film 7, and the pixel electrode 9 is a high-concentration drain through a contact hole 8 formed in the second interlayer insulating film 4 and the third interlayer insulating film 7. It is connected to the area 1e. Further, an inorganic alignment film 16 is formed so as to cover the pixel electrode 9, and the alignment of liquid crystal molecules when a non-selection voltage is applied is regulated.

なお、本実施形態では、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、前述した蓄積容量１７が構成されている。   In the present embodiment, the first storage capacitor electrode 1f is formed by extending the semiconductor layer 1a. Further, the gate insulating film 2 is extended to form a dielectric film, and the capacitor line 3b is disposed on the surface thereof to form a second storage capacitor electrode. Thus, the above-described storage capacitor 17 is configured.

また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する基板本体１０Ａの表面に、第１遮光膜１１ａが形成されている。第１遮光膜１１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するものである。   A first light shielding film 11 a is formed on the surface of the substrate body 10 </ b> A corresponding to the formation region of the TFT element 30. The first light-shielding film 11a prevents light incident on the liquid crystal device from entering the channel region 1a ', the low concentration source region 1b, and the low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a.

一方、対向基板２０における基板本体２０Ａの表面には、第２遮光膜２３が形成されている。第２遮光膜２３は、液晶装置に入射した光が半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板２０の表面には、略全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極２１が形成されている。さらに、共通電極２１の表面には無機配向膜２２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向が規制されるようになっている。   On the other hand, a second light shielding film 23 is formed on the surface of the substrate body 20A in the counter substrate 20. The second light shielding film 23 prevents light incident on the liquid crystal device from entering the channel region 1a ′, the low concentration source region 1b, the low concentration drain region 1c, and the like of the semiconductor layer 1a. It is provided in a region overlapping with the layer 1a. A common electrode 21 made of a conductor such as ITO is formed on the surface of the counter substrate 20 over substantially the entire surface. Furthermore, an inorganic alignment film 22 is formed on the surface of the common electrode 21 so that the alignment of liquid crystal molecules when a non-selection voltage is applied is regulated.

ここで、ＴＦＴアレイ基板１０側の無機配向膜１６、及び対向基板２０側の無機配向膜２２は、共に本発明の特徴的な構成要素となっている。つまり、無機配向膜１６，２２には、後述する撥液性有機材料（例えばシランカップリング剤）によるアルキル化処理（撥液化処理）が施されている。これにより、無配配向膜２２の耐久性が向上するとともに、表面に配置される液晶の配向が所定方向に規制されるようになっている。   Here, both the inorganic alignment film 16 on the TFT array substrate 10 side and the inorganic alignment film 22 on the counter substrate 20 side are characteristic components of the present invention. That is, the inorganic alignment films 16 and 22 are subjected to an alkylation treatment (liquid repellency treatment) using a liquid repellent organic material (for example, a silane coupling agent) described later. Thereby, the durability of the non-orientation alignment film 22 is improved, and the alignment of the liquid crystal disposed on the surface is regulated in a predetermined direction.

図４に示したように本実施形態の液晶装置６０には、上述したようなアルキル化処理を行った無機配向膜１６（２２）を有するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶等からなる液晶５０が挟持され、シール材１９（図１参照）によって封止されている。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal device 60 of the present embodiment includes a positive electrode between the TFT array substrate 10 having the inorganic alignment film 16 (22) subjected to the alkylation process and the counter substrate 20. A liquid crystal 50 made of nematic liquid crystal having a dielectric anisotropy of 2 is sandwiched and sealed with a sealing material 19 (see FIG. 1).

また、両基板１０，２０の外側には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板２１Ａ、２１Ｂが配置されている。なお、各偏光板２１Ａ、２１Ｂは、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間配置することが望ましい。各偏光板２１Ａ、２１Ｂは、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板２１Ａは、その透過軸が無機配向膜１６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板２０側の偏光板２１Ｂは、その透過軸が無機配向膜２２の配向規制方向と略一致するように配置されている。   In addition, polarizing plates 21A and 21B made of a material obtained by doping polyvinyl alcohol (PVA) with iodine or the like are disposed outside the substrates 10 and 20. Each polarizing plate 21A, 21B is preferably mounted on a support substrate made of a high thermal conductivity material such as sapphire glass or quartz, and is spaced apart from the liquid crystal device 60. Each of the polarizing plates 21A and 21B has a function of absorbing linearly polarized light in the absorption axis direction and transmitting linearly polarized light in the transmission axis direction. The polarizing plate 21A on the TFT array substrate 10 side is arranged so that its transmission axis substantially coincides with the alignment regulating direction of the inorganic alignment film 16, and the polarizing plate 21B on the counter substrate 20 side has its transmission axis on the inorganic alignment film 22. It is arrange | positioned so that it may correspond with the orientation control direction of this.

本発明は、上記した液晶装置の製造方法に関するもので、以下に本発明の各実施形態について述べる。   The present invention relates to a method of manufacturing the liquid crystal device described above, and each embodiment of the present invention will be described below.

［第１実施形態に係る液晶装置の製造方法］
図５は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャート図である。図６（ａ）は無機配向膜を形成するための成膜装置の概略構成図であり、（ｂ）は基板の表面に無機配向膜が形成される様子を説明するための模式図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）は液晶装置の無機配向膜を形成する工程を示す断面図である。
なお、以下の説明において、対向基板２０の無機配向膜２２についてはＴＦＴアレイ基板１０に形成される無機配向膜１６と同様の工程により形成されるため説明を省略する。 [Method for Manufacturing Liquid Crystal Device According to First Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart showing the method for manufacturing the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6A is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus for forming an inorganic alignment film, and FIG. 6B is a schematic diagram for explaining how the inorganic alignment film is formed on the surface of the substrate. 7A to 7C are cross-sectional views showing a process for forming an inorganic alignment film of the liquid crystal device.
In the following description, the inorganic alignment film 22 of the counter substrate 20 is formed by the same process as the inorganic alignment film 16 formed on the TFT array substrate 10, and thus the description thereof is omitted.

以下、図５のフローチャートに沿って図６，７を用いて説明するとともに、適宜図４を参照する。
図５に示すように、本実施形態に係る製造方法は、無機配向膜を備えた上記液晶装置の製造方法であって、無機配向膜を構成する無機材料をアルキル化してから基板上に堆積させるアルキル化処理・堆積工程Ｓ４ａを含む、配向膜形成工程Ｓ４を備える。 In the following, description will be made with reference to FIGS. 6 and 7 along the flowchart of FIG. 5, and FIG. 4 will be referred to as appropriate.
As shown in FIG. 5, the manufacturing method according to the present embodiment is a manufacturing method of the liquid crystal device including an inorganic alignment film, and the inorganic material constituting the inorganic alignment film is alkylated and then deposited on the substrate. An alignment film forming step S4 including an alkylation treatment / deposition step S4a is provided.

図５に示すように、本実施形態においては、まず、ＴＦＴアレイ基板１０を作成する基板作成工程Ｓ１が行われる。基板作成工程Ｓ１は、ＴＦＴアレイ基板１０を製造する工程と、対向基板２０を製造する工程とを含む。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, first, a substrate creation step S1 for creating the TFT array substrate 10 is performed. Substrate creation step S1 includes a step of manufacturing TFT array substrate 10 and a step of manufacturing counter substrate 20.

ＴＦＴアレイ基板１０を製造する工程では、ガラス基板上に、画素電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、及び蓄積コンデンサ等を含む画素部分と、画素に電気信号等を供給する配線部分とが、例えばフォトリソグラフィ法、あるいはインクジェット法等の所定の手法を用いて形成される。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラス基板上に形成された種々の金属膜、絶縁膜、半導体層、及び不純物層等を含む。   In the process of manufacturing the TFT array substrate 10, a pixel portion including a pixel electrode, a thin film transistor (TFT), a storage capacitor, and the like on a glass substrate and a wiring portion for supplying an electric signal or the like to the pixel are, for example, a photolithography method. Alternatively, it is formed using a predetermined method such as an ink jet method. The TFT array substrate 10 includes various metal films, insulating films, semiconductor layers, impurity layers and the like formed on a glass substrate.

対向基板２０（カラーフィルタ基板）を製造する工程では、ガラス基板上に、ブラックマトリクス、着色パターン（カラーフィルタ）、保護膜、及び電極等が、例えばフォトリソグラフィ法、あるいはインクジェット法等の所定の手法を用いて形成される。   In the process of manufacturing the counter substrate 20 (color filter substrate), a black matrix, a colored pattern (color filter), a protective film, an electrode, and the like are formed on a glass substrate by a predetermined method such as a photolithography method or an inkjet method. It is formed using.

基板作成工程Ｓ１の後、洗浄工程Ｓ２が行われる。洗浄工程Ｓ２では、基板作成工程Ｓ１で形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが洗浄される。洗浄工程Ｓ２では、ウエット洗浄処理及びドライ洗浄処理の少なくとも一方が実行される。ウエット洗浄処理は、例えば、洗浄液を用いて基板を洗浄する動作、純水等でリンスする動作、及び超音波等を用いて微粒子を除去する動作を含む。ドライ洗浄処理は、例えば基板に紫外光を照射する動作を含む。   A cleaning step S2 is performed after the substrate creation step S1. In the cleaning step S2, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 formed in the substrate creation step S1 are cleaned. In the cleaning step S2, at least one of a wet cleaning process and a dry cleaning process is performed. The wet cleaning process includes, for example, an operation of cleaning a substrate using a cleaning liquid, an operation of rinsing with pure water, and an operation of removing fine particles using ultrasonic waves. The dry cleaning process includes, for example, an operation of irradiating the substrate with ultraviolet light.

洗浄工程Ｓ２が終了した後、基板上に残留している水分を除去するために、乾燥工程Ｓ３が実行される。乾燥処理は、例えばホットプレートを用いて基板を乾燥する動作、及び基板に遠赤外光等を照射してその基板を乾燥する動作等を含む。乾燥処理された後の基板は、温度調整（冷却）される。   After the cleaning step S2 is completed, a drying step S3 is performed in order to remove moisture remaining on the substrate. The drying process includes, for example, an operation of drying the substrate using a hot plate and an operation of irradiating the substrate with far infrared light to dry the substrate. The substrate after the drying process is temperature adjusted (cooled).

乾燥工程Ｓ３の後、ＴＦＴアレイ基板１０上に無機配向膜１６を形成する配向膜形成工程Ｓ４が実行される。本実施形態の配向膜形成工程Ｓ４は、無機材料をアルキル化処理（撥液化処理）して基板上へ堆積させるアルキル化処理・堆積工程Ｓ４ａを含む。   After the drying step S3, an alignment film forming step S4 for forming the inorganic alignment film 16 on the TFT array substrate 10 is performed. The alignment film formation step S4 of the present embodiment includes an alkylation treatment / deposition step S4a in which an inorganic material is alkylated (liquid repellency) and deposited on the substrate.

本実施形態においては、図６に示す成膜装置４０は従来公知の斜方蒸着法によって、ＴＦＴアレイ基板１０の表面１０ａに無機配向膜１６を形成する。無機配向膜１６は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ等の珪素酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、及びＩＴＯ等の金属酸化物等を含む無機材料により形成される。 In this embodiment, the film forming apparatus 40 shown in FIG. 6 forms the inorganic alignment film 16 on the surface 10a of the TFT array substrate 10 by a conventionally known oblique vapor deposition method. The inorganic alignment film 16 is formed of an inorganic material including silicon oxide such as SiO 2 and SiO, metal oxide such as Al 2 O 3 , ZnO, MgO, and ITO.

［成膜装置の構成］
ここで、無機配向膜を形成する成膜装置４０の構成について図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
成膜装置４０は、チャンバ５０３と、無機材料８２の蒸気流を発生させる蒸着源５１２（無機材料供給手段）と、ＴＦＴアレイ基板１０を保持する保持機構５１４と、シランカップリング剤８５を供給する処理材料供給源５１５（処理材料供給手段）と、シランカップリング剤８５の揮発を促す処理反応促進部５１６と、を備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、蒸着源５１２とＴＦＴアレイ基板１０の基板面中心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、ＴＦＴアレイ基板１０の被成膜面と垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように、保持機構５１４に保持される。従って、図６（ａ）、（ｂ）において矢印Ｙ１によって示される、蒸着源５１２で発生された無機材料８２の進行方向、すなわち無機材料８２が飛ぶ方向と、ＴＦＴアレイ基板１０において配向膜が形成される表面１０ａ（被成膜面）とのなす角度θ１は、角度θ０を変化させることによって調整可能となっている。なお、この角度θ１は、無機配向膜１６において配向制御を行うための表面形状効果が得られるように、後述する柱状構造体を被成膜面上に配列させるための所定値に設定されている。ただし、本実施形態では斜方蒸着を行うことから、角度θ１は９０°未満となっている。 [Configuration of deposition system]
Here, the configuration of the film forming apparatus 40 for forming the inorganic alignment film will be described with reference to FIGS.
The film forming apparatus 40 supplies a chamber 503, a vapor deposition source 512 (inorganic material supply means) that generates a vapor flow of the inorganic material 82, a holding mechanism 514 that holds the TFT array substrate 10, and a silane coupling agent 85. A processing material supply source 515 (processing material supply means) and a processing reaction promoting unit 516 that promotes volatilization of the silane coupling agent 85 are provided. The TFT array substrate 10 has an angle θ0 formed by a reference line X1 connecting the vapor deposition source 512 and the substrate surface center position of the TFT array substrate 10 and a straight line X2 perpendicular to the film formation surface of the TFT array substrate 10. It is held in the holding mechanism 514 so as to be a value. Therefore, the traveling direction of the inorganic material 82 generated by the vapor deposition source 512, that is, the direction in which the inorganic material 82 flies, as shown by the arrow Y1 in FIGS. The angle θ1 formed with the surface 10a (deposition surface) to be formed can be adjusted by changing the angle θ0. The angle θ1 is set to a predetermined value for arranging columnar structures to be described later on the film formation surface so that a surface shape effect for performing alignment control in the inorganic alignment film 16 can be obtained. . However, in this embodiment, since oblique deposition is performed, the angle θ1 is less than 90 °.

処理材料供給源５１５は、蒸着源５１２と保持機構５１４との間に配置され、無機材料８２の蒸気流の上昇経路上におけるＴＦＴアレイ基板１０近傍に、昇華したシランカップリング剤８５を噴霧して供給するものである。これにより、無機材料８２の粒子表面がシランカップリング剤８５によりコーティングされ、撥液性を有することになる。   The processing material supply source 515 is disposed between the vapor deposition source 512 and the holding mechanism 514, and sprays the sublimated silane coupling agent 85 near the TFT array substrate 10 on the rising path of the vapor flow of the inorganic material 82. To supply. Thereby, the particle | grain surface of the inorganic material 82 is coated with the silane coupling agent 85, and has liquid repellency.

処理反応促進部５１６は、ＴＦＴアレイ基板１０近傍に光を照射するフラッシュランプであって、シランカップリング剤８５と無機材料８２との反応を促進させる機能を果たす。本実施形態においてはフラッシュランプを用いたが、レーザやマイクロ波などエネルギーを付与できるものであればこれに限ったものではない。但し、プラズマはＴＦＴアレイ基板１０にダメージを与える虞があるため好ましくない。   The processing reaction promoting unit 516 is a flash lamp that irradiates light in the vicinity of the TFT array substrate 10 and functions to promote the reaction between the silane coupling agent 85 and the inorganic material 82. Although the flash lamp is used in this embodiment, the present invention is not limited to this as long as energy can be applied, such as a laser or a microwave. However, plasma is not preferable because it may damage the TFT array substrate 10.

以下に、上記成膜装置４０を用いた配向膜形成工程Ｓ４について詳しく述べる。
本実施形態の配向膜形成工程Ｓ４は、図５に示すように、無機材料８２をアルキル化処理して基板上へ堆積させるアルキル化処理・堆積工程Ｓ４ａと、アルキル化された無機材料８２が堆積してなる無機配向膜１６の表面を撥液処理する表面処理工程Ｓ４ｂとを備えている。 Hereinafter, the alignment film forming step S4 using the film forming apparatus 40 will be described in detail.
As shown in FIG. 5, the alignment film forming step S4 of the present embodiment includes an alkylation treatment / deposition step S4a in which the inorganic material 82 is alkylated and deposited on the substrate, and the alkylated inorganic material 82 is deposited. And a surface treatment step S4b for subjecting the surface of the inorganic alignment film 16 to a liquid repellent treatment.

まず、アルキル化処理・堆積工程Ｓ４ａにおいて、図６（ｂ）中の矢印Ｙ１で示すように、ＣＶＤ法により、蒸着源５１２にて昇華された無機材料８２の粒子表面を処理材料供給源５１５より供給されたシランカップリング剤８５によりアルキル化処理し、当該無機材料８２を被成膜面１０ａ上に堆積させる。具体的には、蒸着源５１２により無機材料８２の蒸気流を発生させた後、あるいは発生と同時に、シランカップリング剤８５を蒸気としてチャンバ５０３内に導入する。蒸着源５１２から飛来する無機材料８２は、その上昇経路上に供給されたシランカップリング剤８５の蒸気に晒されることにより、無機材料８２（粒子の表面）がシランカップリング剤８５によってコーティングされ、撥液性が付与される。   First, in the alkylation treatment / deposition step S4a, as indicated by an arrow Y1 in FIG. 6B, the particle surface of the inorganic material 82 sublimated by the vapor deposition source 512 by the CVD method is obtained from the treatment material supply source 515. Alkylation is performed with the supplied silane coupling agent 85, and the inorganic material 82 is deposited on the film formation surface 10a. Specifically, after the vapor flow of the inorganic material 82 is generated by the vapor deposition source 512 or simultaneously with the generation, the silane coupling agent 85 is introduced into the chamber 503 as vapor. The inorganic material 82 flying from the vapor deposition source 512 is exposed to the vapor of the silane coupling agent 85 supplied on the ascending path, whereby the inorganic material 82 (particle surface) is coated with the silane coupling agent 85, Liquid repellency is imparted.

このとき、成膜装置４０内の温度を例えば１００〜２００℃の所定温度に設定した状態で、無機材料８２のアルキル化（撥液化）を行う。   At this time, alkylation (liquid repellency) of the inorganic material 82 is performed in a state where the temperature in the film forming apparatus 40 is set to a predetermined temperature of, for example, 100 to 200 ° C.

シランカップリング剤８５による無機材料８２のアルキル化は、処理反応促進部５１６（フラッシュランプ）の光の照射により促進されることから、処理期間中、フラッシュランプでエネルギーを与えることで反応速度を高めるようにする。これにより処理時間が短縮される。この処理により、図７（ａ）に示すように、無機材料８２の表面がシランカップリング剤８５でコーティングされる。   Alkylation of the inorganic material 82 with the silane coupling agent 85 is promoted by light irradiation of the treatment reaction promoting portion 516 (flash lamp), so that the reaction rate is increased by applying energy with the flash lamp during the treatment period. Like that. This shortens the processing time. By this treatment, the surface of the inorganic material 82 is coated with the silane coupling agent 85 as shown in FIG.

そして、図７（ｂ）に示すように、撥液性を有した無機材料８２が、所定の温度（１５０〜２００℃）で加熱されたＴＦＴアレイ基板１０に対して一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射する。これにより、図７（ｃ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０にアルキル化された無機材料８２が斜め柱状に堆積し、無機材料８２（珪素酸化物）の柱状構造体１６ａが形成される。   And as shown in FIG.7 (b), the inorganic material 82 which has liquid repellency was fixed incident angle (inclination angle) with respect to the TFT array substrate 10 heated by predetermined temperature (150-200 degreeC). ). As a result, as shown in FIG. 7C, the alkylated inorganic material 82 is deposited in an oblique column shape on the TFT array substrate 10, and the columnar structure 16a of the inorganic material 82 (silicon oxide) is formed.

本実施形態において無機配向膜１６は、ＴＦＴアレイ基板１０の被成膜面１０ａに無数に形成された柱状構造体１６ａにより構成されている。本実施形態においては、アルキル化された無機材料８２が堆積することで構成される配向膜であることから、無機配向膜１６の表面（柱状構造体１６ａ，１６ａの間隙）は確実に撥液性を有したものとなる。   In the present embodiment, the inorganic alignment film 16 is constituted by a columnar structure 16 a formed innumerably on the film formation surface 10 a of the TFT array substrate 10. In the present embodiment, since the alignment film is formed by depositing the alkylated inorganic material 82, the surface of the inorganic alignment film 16 (the gap between the columnar structures 16a and 16a) is surely liquid repellent. It will have.

ここで、シランカップリング剤８５としては、液晶を無機配向膜１６の表面に対して垂直配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤８５と、液晶を無機配向膜１６の表面に対して水平配向させる配向規制力を無機配向膜１６の表面に付与する場合に用いるシランカップリング剤８５とで異なる。   Here, as the silane coupling agent 85, a silane coupling agent 85 used when the alignment regulating force for vertically aligning the liquid crystal with respect to the surface of the inorganic alignment film 16 is applied to the surface of the inorganic alignment film 16, and the liquid crystal. It differs from the silane coupling agent 85 used when the alignment regulating force for horizontally aligning the surface of the inorganic alignment film 16 is applied to the surface of the inorganic alignment film 16.

垂直配向させる配向規制力を付与する場合、シランカップリング剤８５としては、有機官能基が良好な撥液性を有し、かつ良好な耐光性を有するものであれば良く、具体的には、有機官能基（Ｙ）がアルキル基であるものが用いられ、より具体的にはＳｉ（ＯＣＨ３）３（Ｃ１８Ｈ３７）が好適に用いられる。さらには、アルキル基を有するシランカップリング剤の一部又は全部の有機官能基をＣＦ基に置換しても良い。これにより、より無機配向膜１６の表面の撥液性を向上させることができる。 In the case of imparting an alignment regulating force for vertical alignment, the silane coupling agent 85 may be any organic functional group having good liquid repellency and good light resistance. Specifically, The organic functional group (Y) is an alkyl group, and more specifically, Si (OCH 3 ) 3 (C 18 H 37 ) is preferably used. Furthermore, some or all of the organic functional groups of the silane coupling agent having an alkyl group may be substituted with CF groups. Thereby, the liquid repellency of the surface of the inorganic alignment film 16 can be further improved.

そして、図４に示す液晶装置６０が、上記アルキル基を有するシランカップリング剤８５を用いて処理した無機配向膜１６，２２を備えて構成された場合、電圧を印加していない状態において液晶分子は、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。   When the liquid crystal device 60 shown in FIG. 4 includes the inorganic alignment films 16 and 22 processed using the silane coupling agent 85 having the alkyl group, the liquid crystal molecules are not applied with a voltage. Are aligned substantially perpendicular to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22. On the other hand, the liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally with respect to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22 by the electric field between the electrodes 9 and 21 in a state where a voltage is applied.

シランカップリング剤８５はアルキル基を有するため、アルキル化処理された無機材料８２を蒸着させることで、撥液性を有した無機配向膜１６，２２となる。そのため、無機配向膜１６，２２の表面の表面エネルギーが小さくなり、電圧を印加していない状態においては液晶分子を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略垂直に配向させることができるようになっている。   Since the silane coupling agent 85 has an alkyl group, the inorganic alignment films 16 and 22 having liquid repellency are formed by depositing the alkylated inorganic material 82. Therefore, the surface energy of the inorganic alignment films 16 and 22 is reduced, and the liquid crystal molecules can be easily aligned substantially perpendicular to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22 when no voltage is applied. It is like that.

水平配向させる配向規制力を付与する場合、シランカップリング剤８５としては、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、芳香族を有するシランカップリング剤、脂肪族に少なくとも１つの酸素原子を有する脂肪族シランカップリング剤、脂環式シランカップリング剤、鎖中に芳香環及び数個の酸素原子を有するシランカップリング剤、脂肪鎖中に枝分かれを有するシランカップリング剤、又はテロ環芳香族基を有するシランカップリング剤が好適に用いられる。   In the case of imparting an alignment regulating force for horizontal alignment, the silane coupling agent 85 includes epoxy cyclohexyl ethyl trimethoxy silane, an aromatic silane coupling agent, and an aliphatic silane coupling having at least one oxygen atom in the aliphatic group. Agent, alicyclic silane coupling agent, silane coupling agent having an aromatic ring and several oxygen atoms in the chain, silane coupling agent having a branch in the fatty chain, or silane cup having a telocyclic aromatic group A ring agent is preferably used.

そして、図４に示す液晶装置６０が、上記エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、又は芳香族を有するシランカップリング剤８５を用いて処理した無機配向膜１６，２２を備えて構成された場合、電圧を印加していない状態において液晶分子は、無機配向膜１６，２２の表面に対して略水平に配向する。一方、電圧を印加している状態において液晶分子は、電極９，２１間の電界により、無機配向膜１６，２２の表面に対して略垂直に配向する。   When the liquid crystal device 60 shown in FIG. 4 includes the inorganic alignment films 16 and 22 processed using the epoxy cyclohexylethyltrimethoxysilane or the aromatic silane coupling agent 85, a voltage is applied. In a state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally with respect to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22. On the other hand, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22 by the electric field between the electrodes 9 and 21 in a state where a voltage is applied.

このように、シランカップリング剤８５に上記材料を用いることにより、撥液性を有した無機配向膜１６，２２を形成できるとともに、無機配向膜１６，２２の表面の液晶を配向させる規制力が変化するため、液晶分子を無機配向膜１６，２２の表面に対して簡易に略水平方向に配向させることができる。   Thus, by using the above-mentioned material for the silane coupling agent 85, the inorganic alignment films 16 and 22 having liquid repellency can be formed, and the regulation power for aligning the liquid crystal on the surface of the inorganic alignment films 16 and 22 is improved. Therefore, the liquid crystal molecules can be easily aligned in a substantially horizontal direction with respect to the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22.

以上、無機配向膜１６，２２が所定の膜厚となったところで蒸着源５１２からの無機材料８２の供給を停止し、次の表面処理工程Ｓ４ｂへと移行する。   As described above, when the inorganic alignment films 16 and 22 reach a predetermined thickness, the supply of the inorganic material 82 from the vapor deposition source 512 is stopped, and the process proceeds to the next surface treatment step S4b.

次に、表面処理工程Ｓ４ｂにおいて、ＴＦＴアレイ基板１０上の無機配向膜１６の表面を撥液処理する。蒸着源５１２による無機材料８２の供給を停止した後も、処理材料供給源５１５からのシランカップリング剤８５の供給を続け、無機配向膜１６の表面全体にシランカップリング剤８５による表面処理を施す。これにより、柱状構造体１６ａ同士の隙間がシランカップリング剤８５により埋め込まれ、無機配向膜１６の表面がより緻密となる。   Next, in the surface treatment step S4b, the surface of the inorganic alignment film 16 on the TFT array substrate 10 is subjected to a liquid repellent treatment. Even after the supply of the inorganic material 82 by the vapor deposition source 512 is stopped, the supply of the silane coupling agent 85 from the processing material supply source 515 is continued, and the entire surface of the inorganic alignment film 16 is subjected to a surface treatment with the silane coupling agent 85. . Thereby, the gaps between the columnar structures 16a are filled with the silane coupling agent 85, and the surface of the inorganic alignment film 16 becomes denser.

無機配向膜１６の表面を処理した後は、組立工程Ｓ５が実行される。組立工程Ｓ５は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との貼り合わせ工程、貼り合わせた基板１０，２０同士を所望の大きさに切断する工程等を含む。貼り合わせ工程は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とのギャップからの液晶の流出を防止するためのシール材を配置する工程とを含む。   After the surface of the inorganic alignment film 16 is processed, the assembly process S5 is performed. The assembly step S5 includes a step of bonding the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, a step of cutting the bonded substrates 10 and 20 to a desired size, and the like. The bonding step includes a step of arranging a sealing material for preventing the liquid crystal from flowing out from the gap between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.

例えば、図８（ａ）の模式図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上及び対向基板２０上の少なくとも一方に、シール材１９が配置され、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが貼り合わせられる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、ＴＦＴアレイ基板１０の表面１０ａに形成された無機配向膜１６と、対向基板２０の表面２０ａに形成された無機配向膜２２とが対向するように、貼り合わせられる。   For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 8A, a sealing material 19 is disposed on at least one of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together. . The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded so that the inorganic alignment film 16 formed on the surface 10a of the TFT array substrate 10 and the inorganic alignment film 22 formed on the surface 20a of the counter substrate 20 face each other. Adapted.

次に、液晶注入工程Ｓ６が実行される。図８（ｂ）の模式図に示すように、注入口１９ａより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とのギャップに液晶５０が注入される。ギャップに液晶５０が注入された後、注入口１９ａが封止される。そして、図８（ｃ）の模式図に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面に偏光板２１Ａが設けられるとともに、対向基板２０の裏面に偏光板２１Ｂが設けられ、液晶装置６０が形成される。   Next, a liquid crystal injection step S6 is performed. As shown in the schematic diagram of FIG. 8B, the liquid crystal 50 is injected into the gap between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 from the injection port 19a. After the liquid crystal 50 is injected into the gap, the injection port 19a is sealed. 8C, a polarizing plate 21A is provided on the back surface of the TFT array substrate 10, and a polarizing plate 21B is provided on the back surface of the counter substrate 20, so that the liquid crystal device 60 is formed. .

なお、表面処理工程Ｓ４ｂと組立工程Ｓ５との間において、必要に応じて、基板の洗浄処理が行われる。また、組立工程Ｓ５と液晶注入工程Ｓ６との間において、必要に応じて、ＴＦＴアレイ基板１０の乾燥処理が実行される。   In addition, between the surface treatment process S4b and the assembly process S5, a substrate cleaning process is performed as necessary. Further, a drying process of the TFT array substrate 10 is performed between the assembly process S5 and the liquid crystal injection process S6 as necessary.

以上説明したように本実施形態においては、液晶装置６０の製造過程において、液晶装置６０を構成する無機配向膜１６、２２を、アルキル化した無機材料８２を堆積させることにより形成している。液晶装置６０の性能は、水分により劣化しやすい可能性が高いが、吸湿しやすい無機配向膜１６、２２であっても、その無機配向膜１６、２２を構成する無機材料８２自体をアルキル化して、撥液性を有した無機材料８２を基板上に堆積させることで、耐湿性に優れた無機配向膜１６、２２を得ることができる。これにより、無機配向膜１６，２２のの性能低下を抑制し、所望の品質を有する液晶装置６０を製造するための適切な処置を講ずることができる。   As described above, in the present embodiment, in the manufacturing process of the liquid crystal device 60, the inorganic alignment films 16 and 22 constituting the liquid crystal device 60 are formed by depositing the alkylated inorganic material 82. Although the performance of the liquid crystal device 60 is likely to be deteriorated by moisture, even if the inorganic alignment films 16 and 22 easily absorb moisture, the inorganic material 82 itself constituting the inorganic alignment films 16 and 22 is alkylated. The inorganic alignment films 16 and 22 having excellent moisture resistance can be obtained by depositing the inorganic material 82 having liquid repellency on the substrate. Thereby, the performance degradation of the inorganic alignment films 16 and 22 can be suppressed, and appropriate measures for manufacturing the liquid crystal device 60 having a desired quality can be taken.

具体的には、無機配向膜１６，２２をＳｉＯ２により形成する場合、その表面には分極した水酸基が多数存在することになるが、水酸基とシランカップリング剤８５との反応により水酸基を除去することができる。これにより、水酸基の影響を抑制することができるので、耐湿性に優れた無機配向膜が得られる。   Specifically, when the inorganic alignment films 16 and 22 are formed of SiO 2, a large number of polarized hydroxyl groups are present on the surface, but the hydroxyl groups are removed by the reaction between the hydroxyl groups and the silane coupling agent 85. Can do. Thereby, since the influence of a hydroxyl group can be suppressed, an inorganic alignment film excellent in moisture resistance can be obtained.

また、配向膜形成工程Ｓ４において、無機配向膜１６，２２の表面に柱状構造体１６ａ，２２ａに起因するポーラスな孔（柱状構造体同士の隙間）が形成されるが、本実施形態では、シランカップリング剤８５によりアルキル化処理された無機材料８２を蒸着させることで、ポーラスな孔を含む表面全体が撥液性を有した無機配向膜１６，２２とすることができる。したがって、無機配向膜１６，２２の耐湿性が向上し、無機配向膜１６，２２の劣化を抑えることができる。また、アルキル化と堆積を同時に行なうことができるので、製造時間が短縮されて歩留まりが向上する。   In the alignment film forming step S4, porous holes (gap between the columnar structures) due to the columnar structures 16a and 22a are formed on the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22, but in this embodiment, silane By vapor-depositing the inorganic material 82 alkylated by the coupling agent 85, the entire surface including the porous holes can be made the inorganic alignment films 16 and 22 having liquid repellency. Therefore, the moisture resistance of the inorganic alignment films 16 and 22 is improved, and deterioration of the inorganic alignment films 16 and 22 can be suppressed. Also, since alkylation and deposition can be performed simultaneously, the manufacturing time is shortened and the yield is improved.

さらに、アルキル化処理・堆積工程Ｓ４ａ後に表面処理工程Ｓ４ｂを設けることで、無機配向膜１６，２２の表面のポーラスな孔（柱状構造体同士の隙間）がシランカップリング剤により埋め込まれることになり、無機配向膜１６，２２の表面が緻密となる。これにより、例えばシール材１９と無機配向膜１６，２２との界面からの水分の浸入経路が遮断される。したがって、無機配向膜１６，２２とシール材１９との間の密着性が高まり、液晶装置６０の耐湿性、及び信頼性の向上をさらに図ることができる。   Furthermore, by providing the surface treatment step S4b after the alkylation treatment / deposition step S4a, the porous holes (gap between the columnar structures) on the surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22 are filled with the silane coupling agent. The surfaces of the inorganic alignment films 16 and 22 become dense. Thereby, for example, the moisture intrusion path from the interface between the sealing material 19 and the inorganic alignment films 16 and 22 is blocked. Therefore, the adhesion between the inorganic alignment films 16 and 22 and the sealing material 19 is increased, and the moisture resistance and reliability of the liquid crystal device 60 can be further improved.

また、本実施形態のアルキル化処理は、無機配向膜１６，２２の材料としてＳｉＯ２に限定されないため、上記したようなＡｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＦ若しくはＩＴＯ等の金属酸化物等の多種の材料を用いて多種の方法により無機配向膜１６，２２を形成することができる。なお、本実施形態においては、斜方蒸着法により無機配向膜１６，２２を形成しているが、他の方法として、イオンビームスパッタ法等の方法を採用することができる。 Moreover, alkylation process of the present embodiment, because it is not limited to SiO 2 as the material for the inorganic alignment film 16,22, Al 2 O 3, ZnO as described above, the various metal oxides such as MgF or ITO The inorganic alignment films 16 and 22 can be formed by various methods using the material. In the present embodiment, the inorganic alignment films 16 and 22 are formed by the oblique vapor deposition method, but other methods such as an ion beam sputtering method can be adopted.

なお、本実施形態においては、撥液性有機材料としてシランカップリング剤８５を用いたが、Ａｌ系カップリング剤あるいはＭｇ系カップリング剤を用いることとしてもよい。
アルコールとしては、例えば側鎖を持つものであっても良いし、水素原子の一部又は全部をフッ素、窒素等で置換したものであってもよい。また、置換基としては、水素基、フッ素基、窒素基のみならず、その他の置換基であってもよい。アルコールは、無機材料８２がＳｉＯ２である場合に特に好適である。 In this embodiment, the silane coupling agent 85 is used as the liquid repellent organic material, but an Al-based coupling agent or an Mg-based coupling agent may be used.
The alcohol may have, for example, a side chain, or may have a hydrogen atom partially or entirely substituted with fluorine, nitrogen or the like. Moreover, as a substituent, not only a hydrogen group, a fluorine group, and a nitrogen group but other substituents may be sufficient. Alcohol is particularly suitable when the inorganic material 82 is SiO 2 .

［第２実施形態に係る液晶装置の製造方法］
図９に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャートを示す。図１０は第２実施形態において無機配向膜を形成するための成膜装置の概略構成図であり、図１１（ａ）〜（ｇ）は液晶装置の無機配向膜を形成する工程を示す断面図である。
なお、以下の説明においては、配向膜形成工程Ｓ４についてのみ説明し、その他の液晶装置の製造工程については上記第１実施形態と同様の方法が採用されるため、説明を省略する。 [Method for Manufacturing Liquid Crystal Device According to Second Embodiment]
FIG. 9 is a flowchart showing a method for manufacturing a liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus for forming an inorganic alignment film in the second embodiment, and FIGS. 11A to 11G are cross-sectional views showing steps of forming the inorganic alignment film of the liquid crystal device. It is.
In the following description, only the alignment film forming step S4 will be described, and the other liquid crystal device manufacturing steps will be omitted because the same method as in the first embodiment is employed.

以下、図９のフローチャートに沿って図１０，１１を用いて説明するとともに、適宜図４を参照する。
本実施形態の配向膜形成工程Ｓ４は、図９に示すように、無機材料８２を基板上へ堆積させる堆積工程Ｓ４ｅと、無機材料８２をアルキル化処理するアルキル化処理工程Ｓ４ｆと、交互に繰り返し、ＴＦＴアレイ基板１０上に無機配向膜１６を形成する。 In the following, description will be made with reference to FIGS. 10 and 11 along the flowchart of FIG. 9, and FIG. 4 will be referred to as appropriate.
As shown in FIG. 9, the alignment film forming step S4 of the present embodiment is alternately repeated as a deposition step S4e for depositing the inorganic material 82 on the substrate and an alkylation treatment step S4f for alkylating the inorganic material 82. Then, the inorganic alignment film 16 is formed on the TFT array substrate 10.

［成膜装置の構成］
ここで、無機配向膜１６を形成する成膜装置９０の構成について図１０を参照して説明する。
成膜装置９０は、チャンバ内に、無機材料８２の蒸気流を発生させる蒸着源５１２と、ＴＦＴアレイ基板１０を保持する保持機構５１４と、シランカップリング剤を供給する処理材料供給源５１５と、シランカップリング剤と無機材料８２との反応を促進させる処理反応促進部５１６と、蒸着源５１２からの無機材料８２の蒸気流を遮断する遮断機構５１７と、を備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、蒸着源５１２とＴＦＴアレイ基板１０の基板面中心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、ＴＦＴアレイ基板１０の被成膜面と垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように、保持機構５１４に保持される。従って、図１０において矢印Ｙ１によって示される、蒸着源５１２で発生された無機材料８２の進行方向、すなわち無機材料８２が飛ぶ方向と、ＴＦＴアレイ基板１０において配向膜が形成される基板面（被成膜面）とのなす角度θ１は、角度θ０を変化させることによって調整可能となっている。なお、この角度θ１は、無機配向膜１６において配向制御を行うための表面形状効果が得られるように、後述する柱状構造体を被成膜面上に配列させるための所定値に設定されている。ただし、本実施形態では斜方蒸着を行うことから、角度θ１は９０°未満となっている。 [Configuration of deposition system]
Here, the configuration of the film forming apparatus 90 for forming the inorganic alignment film 16 will be described with reference to FIG.
The film forming apparatus 90 includes an evaporation source 512 that generates a vapor flow of the inorganic material 82 in the chamber, a holding mechanism 514 that holds the TFT array substrate 10, a processing material supply source 515 that supplies a silane coupling agent, A treatment reaction accelerating unit 516 that promotes the reaction between the silane coupling agent and the inorganic material 82 and a blocking mechanism 517 that blocks the vapor flow of the inorganic material 82 from the vapor deposition source 512 are provided. The TFT array substrate 10 has an angle θ0 formed by a reference line X1 connecting the vapor deposition source 512 and the substrate surface center position of the TFT array substrate 10 and a straight line X2 perpendicular to the film formation surface of the TFT array substrate 10. It is held in the holding mechanism 514 so as to be a value. Therefore, the traveling direction of the inorganic material 82 generated by the vapor deposition source 512, that is, the direction in which the inorganic material 82 flies, and the substrate surface on which the alignment film is formed on the TFT array substrate 10 (deposition target) indicated by the arrow Y1 in FIG. The angle θ1 formed with the film surface) can be adjusted by changing the angle θ0. The angle θ1 is set to a predetermined value for arranging columnar structures to be described later on the film formation surface so that a surface shape effect for performing alignment control in the inorganic alignment film 16 can be obtained. . However, in this embodiment, since oblique deposition is performed, the angle θ1 is less than 90 °.

遮断機構５１７は、無機材料８２を放出する蒸着源５１２の放出口５１２Ａ上を被覆可能な大きさを有し、図中Ｅ方向に移動する。この遮断機構５１７は、蒸着源５１２から放出される無機材料８２の上昇を適宜遮断する目的で、その上昇経路上における放出口５１２Ａ近傍に進退可能に設けられ、破線で示す遮断位置で停止することにより無機材料８２を遮断する。本実施形態の遮断機構５１７は、基板に対する無機材料８２の蒸着を一時的に停止可能とする構成であればこれに限ったものではなく、例えば蒸着源５１２と一体に形成してもよい。   The blocking mechanism 517 has a size capable of covering the discharge port 512A of the vapor deposition source 512 that discharges the inorganic material 82, and moves in the direction E in the drawing. This blocking mechanism 517 is provided to be able to advance and retreat in the vicinity of the discharge port 512A on the rising path for the purpose of appropriately blocking the rise of the inorganic material 82 released from the vapor deposition source 512, and stops at the blocking position indicated by the broken line. Thus, the inorganic material 82 is blocked. The blocking mechanism 517 of the present embodiment is not limited to this as long as it can temporarily stop vapor deposition of the inorganic material 82 on the substrate, and may be formed integrally with the vapor deposition source 512, for example.

以下に、上記成膜装置９０を用いた配向膜形成工程Ｓ４について詳しく述べる。
まず、堆積工程Ｓ４ｅにおいて、上記成膜装置９０を用いてＴＦＴアレイ基板１０上に斜方蒸着すると、図１１（ａ）中矢印で示すように、蒸着源５１２から昇華した無機材料８２がＴＦＴアレイ基板１０に対して一定の入射角度（傾斜角度）で連続入射し、ＴＦＴアレイ基板１０上に最初に蒸着した無機材料粒子が核となって後に続く粒子がその上に堆積していく。このようにして、ＴＦＴアレイ基板１０上に無機材料８２を所定量堆積させる。 The alignment film forming step S4 using the film forming apparatus 90 will be described in detail below.
First, in the deposition step S4e, when oblique deposition is performed on the TFT array substrate 10 using the film forming apparatus 90, the inorganic material 82 sublimated from the deposition source 512 is converted into a TFT array as indicated by an arrow in FIG. Continuously incident on the substrate 10 at a constant incident angle (inclination angle), the inorganic material particles initially deposited on the TFT array substrate 10 become nuclei, and subsequent particles are deposited thereon. In this way, a predetermined amount of the inorganic material 82 is deposited on the TFT array substrate 10.

ここで、蒸着を行う期間は、無機材料の種類等その他蒸着条件により適宜設定されるものとする。この時点では、ＴＦＴアレイ基板１０上の堆積構造が、後のアルキル化処理工程Ｓ４ｆにおいて、シランカップリング剤８５による表面処理を効果的に行うことのできる構造である必要がある。すなわち、無機材料８２がＴＦＴアレイ基板１０上に斜め柱状に堆積し、堆積部３６が成長していくことで柱状構造体１６ａが構成されることになるが、堆積部３６同士の隙間の奥行きが深くなりすぎず、堆積部３６の表面全体を確実にシランカップリング剤８５にてコーティングすることのできる堆積構造とする。この条件に基づいて処理時間が設定される。所定時間蒸着を行った後、遮断機構５１７を作動させて図１０中破線で示した遮断位置へと移動させる。   Here, the period for performing vapor deposition is appropriately set according to the vapor deposition conditions such as the type of inorganic material. At this time, the deposition structure on the TFT array substrate 10 needs to be a structure that can effectively perform the surface treatment with the silane coupling agent 85 in the subsequent alkylation treatment step S4f. That is, the inorganic material 82 is deposited in an oblique column shape on the TFT array substrate 10 and the deposited portion 36 grows to form the columnar structure 16a, but the depth of the gap between the deposited portions 36 is increased. A deposition structure in which the entire surface of the deposition portion 36 can be reliably coated with the silane coupling agent 85 without becoming too deep. The processing time is set based on this condition. After vapor deposition for a predetermined time, the blocking mechanism 517 is operated to move to the blocking position indicated by the broken line in FIG.

次に、アルキル化処理工程Ｓ４ｆにおいて、ＣＶＤ法により、図１１（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上に堆積した堆積部３６の表面を処理材料供給源５１５より供給されたシランカップリング剤８５によりアルキル化処理する。このとき、蒸着源５１２からの無機材料８２は、図１０に示す遮断機構５１７に捕捉されてその進行が阻害され、ＴＦＴアレイ基板１０まで達しない。そのため、堆積部３６の表面全体がシランカップリング剤８５でコーティングされて堆積構造に撥液性が付与される。処理は数分程度行われ、堆積構造の表面処理が全て終了した時点でシランカップリング剤８５の供給を停止する。   Next, in the alkylation treatment step S4f, silane coupling is performed by CVD, with the surface of the deposition portion 36 deposited on the TFT array substrate 10 supplied from the processing material supply source 515, as shown in FIG. Alkylation treatment is performed with the agent 85. At this time, the inorganic material 82 from the vapor deposition source 512 is captured by the blocking mechanism 517 shown in FIG. 10 and its progress is hindered, and does not reach the TFT array substrate 10. Therefore, the entire surface of the deposition part 36 is coated with the silane coupling agent 85 to impart liquid repellency to the deposited structure. The treatment is performed for several minutes, and the supply of the silane coupling agent 85 is stopped when all the surface treatments of the deposited structure are completed.

その後、再び遮断機構５１７を作動させて遮蔽位置から後退させ、図１１（ｃ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０に対する無機材料８２の堆積工程Ｓ４ｅを行う。ここでは、前工程においてアルキル化処理された堆積構造上に新たな堆積部３６ａが形成されることになる。そして、再び遮断機構５１７を遮蔽位置に移動させて無機材料８２を遮断して、図１１（ｄ）に示すように、新たに形成された堆積部３６ａを含む堆積構造の表面全体を撥液処理するアルキル化処理工程Ｓ４ｆを行う。続けて、図１１（ｅ）に示すように堆積工程Ｓ４ｅを行い、図１１（ｆ）に示すようにアルキル化処理工程Ｓ４ｆを行う。   Thereafter, the blocking mechanism 517 is operated again to retract from the blocking position, and the deposition step S4e of the inorganic material 82 on the TFT array substrate 10 is performed as shown in FIG. Here, a new deposition portion 36a is formed on the deposition structure that has been alkylated in the previous step. Then, the blocking mechanism 517 is moved again to the blocking position to block the inorganic material 82, and as shown in FIG. 11D, the entire surface of the deposited structure including the newly formed deposited portion 36a is subjected to a liquid repellent treatment. The alkylation treatment step S4f is performed. Subsequently, a deposition step S4e is performed as shown in FIG. 11 (e), and an alkylation step S4f is performed as shown in FIG. 11 (f).

本実施形態においては、図１１（ａ）〜（ｆ）に示すように、堆積工程Ｓ４ｅとアルキル化処理工程Ｓ４ｆとを交互に行い、堆積構造が所定の膜厚となるまで繰り返す。この処理により、図１１（ｇ）に示すように、無機材料８２とシランカップリング剤８５とが積層するようにして構成された柱状構造体１６ａが多数形成され、無機配向膜１６がＴＦＴアレイ基板１０上に形成される。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 11A to 11F, the deposition process S4e and the alkylation process S4f are alternately performed, and the deposition structure is repeated until a predetermined film thickness is obtained. By this treatment, as shown in FIG. 11 (g), a large number of columnar structures 16a constituted by laminating the inorganic material 82 and the silane coupling agent 85 are formed, and the inorganic alignment film 16 becomes the TFT array substrate. 10 is formed.

ここで、上記したように、アルキル化処理工程Ｓ４ｆ及び堆積工程Ｓ４ｅの各工程において、成膜装置９０内の圧力調整を行うようにしてもよい。なお、成膜装置９０内の圧力調整が（用いる材料の種類等によって）難しい場合には、アルキル化処理工程Ｓ４ｆと堆積工程Ｓ４ｅとを異なるチャンバ内で行うようにしてもよい。この場合、成膜装置の構成を、例えば各チャンバ内の空調をそれぞれの処理に最適な環境に調整し、両チャンバ内を基板が自由に移動可能な構成とすることで可能となる。このように、各処理に最適な環境の下で作業を行うことにより、各処理における本来の効果を確実に発揮させることができる。   Here, as described above, the pressure in the film forming apparatus 90 may be adjusted in each of the alkylation treatment step S4f and the deposition step S4e. If it is difficult to adjust the pressure in the film forming apparatus 90 (depending on the type of material used, etc.), the alkylation step S4f and the deposition step S4e may be performed in different chambers. In this case, the film forming apparatus can be configured by adjusting the air conditioning in each chamber to an optimum environment for each processing, for example, so that the substrate can freely move in both chambers. In this way, by performing work in an environment that is optimal for each process, it is possible to reliably exhibit the original effects in each process.

次に、ＴＦＴアレイ基板１０上の無機配向膜１６の表面を撥液処理する表面処理工程Ｓ４ｇが実行される。蒸着源５１２による無機材料８２の供給を停止した後も、処理材料供給源５１５からのシランカップリング剤８５の供給を続け、無機配向膜１６の表面全体にシランカップリング剤８５によるコーティングを施す。これにより、柱状構造体１６ａ同士の隙間がシランカップリング剤８５により埋め込まれ、無機配向膜１６の表面がより緻密となる。この表面処理工程Ｓ４ｇは、上記第１実施形態における表面処理工程Ｓ４ｂと同様の処理である。   Next, a surface treatment step S4g for performing a liquid repellent treatment on the surface of the inorganic alignment film 16 on the TFT array substrate 10 is performed. Even after the supply of the inorganic material 82 by the vapor deposition source 512 is stopped, the supply of the silane coupling agent 85 from the processing material supply source 515 is continued, and the entire surface of the inorganic alignment film 16 is coated with the silane coupling agent 85. Thereby, the gaps between the columnar structures 16a are filled with the silane coupling agent 85, and the surface of the inorganic alignment film 16 becomes denser. This surface treatment step S4g is the same treatment as the surface treatment step S4b in the first embodiment.

蒸着源５１２から飛来する無機材料８２を基板１０上に所定量堆積させる堆積工程Ｓ４ｅと、基板１０上に堆積した無機材料８２に対して撥液性を付与するアルキル化処理工程Ｓ４ｆとを交互に行いつつ無機配向膜１６を成膜することによって、柱状構造体１６ａ（堆積部３６）間の隙間における奥行きが深くなる前、つまり、アルキル化処理が堆積構造の表面全体に行き届く状態でアルキル化処理を施すことができ、堆積部３６（堆積構造）の表面全体にアルキル化処理を施すことができる。これにより、柱状構造体１６ａ同士の間の微細な隙間においても十分な撥液効果が得られるものとなる。よって、配向膜の表面状態（カラム構造）を変化させることなく耐久性を向上させることができるので、液晶配向性に優れた無機配向膜１６を成膜することができる。   The deposition step S4e for depositing a predetermined amount of the inorganic material 82 flying from the vapor deposition source 512 and the alkylation treatment step S4f for imparting liquid repellency to the inorganic material 82 deposited on the substrate 10 are alternately performed. While forming the inorganic alignment film 16, the alkylation treatment is performed before the depth in the gaps between the columnar structures 16a (deposition portions 36) becomes deep, that is, in a state where the alkylation treatment reaches the entire surface of the deposition structure. Thus, the entire surface of the deposition portion 36 (deposition structure) can be subjected to an alkylation treatment. Thereby, a sufficient liquid repellent effect can be obtained even in a minute gap between the columnar structures 16a. Therefore, since the durability can be improved without changing the surface state (column structure) of the alignment film, the inorganic alignment film 16 having excellent liquid crystal alignment can be formed.

また、無機材料８２の蒸着（上記堆積工程Ｓ４ｅ）、及びアルキル化（上記アルキル化処理工程Ｓ４ｆ）は、どちらも水分を排除した状態を必要とする工程であることから、無機材料８２に撥液性を付与する工程と、基板１０上に無機材料８２を堆積させる工程とを、同じチャンバ内で行なうことができる。よって、処理時間が短縮されて歩留まりが向上する。   In addition, both the vapor deposition of the inorganic material 82 (the deposition step S4e) and the alkylation (the alkylation treatment step S4f) require a state in which moisture is excluded. The step of imparting the property and the step of depositing the inorganic material 82 on the substrate 10 can be performed in the same chamber. Therefore, the processing time is shortened and the yield is improved.

［プロジェクタ］
図１２は、本実施形態に係る製造方法を用いて製造された液晶装置６０を備えたプロジェクタを示す図である。図１２に示すプロジェクタＰＪは、上述の実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。 [projector]
FIG. 12 is a diagram illustrating a projector including the liquid crystal device 60 manufactured using the manufacturing method according to the present embodiment. A projector PJ shown in FIG. 12 includes the liquid crystal device according to the above-described embodiment as light modulation means.

図１２において、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、液晶装置６０からなる光変調手段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とを備えている。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とを含む。   In FIG. 12, the projector PJ is a light modulator composed of a light source 810, dichroic mirrors 813 and 814, reflection mirrors 815, 816 and 817, an incident lens 818, a relay lens 819, an exit lens 820, and a liquid crystal device 60. Means 822, 823, and 824, a cross dichroic prism 825, and a projection lens 826 are provided. The light source 810 includes a lamp 811 such as a metal halide and a reflector 812 that reflects the light of the lamp.

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で反射して、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射した緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射し、緑色光用光変調手段８２３に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射した青色光は、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、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。   The dichroic mirror 813 transmits red light contained in white light from the light source 810 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflecting mirror 817 and is incident on the light modulating means 822 for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 813 is reflected by the dichroic mirror 814 and enters the light modulating means 823 for green light. Further, the blue light reflected by the dichroic mirror 813 passes through the dichroic mirror 814. For blue light, in order to prevent light loss due to a long optical path, a light guide means 821 including a relay lens system including an incident lens 818, a relay lens 819, and an exit lens 820 is provided. Blue light is incident on the light modulating means for blue light 824 via the light guiding means 821.

各光変調手段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、投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、スクリーン８２７上に画像を形成する。   The three color lights modulated by the respective light modulation means 822, 823, and 824 are incident on the cross dichroic prism 825. This cross dichroic prism 825 is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film reflecting red light and a dielectric multilayer film reflecting blue light are formed in an X shape at the interface. Yes. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the screen 827 by the projection lens 826 and forms an image on the screen 827.

上述の構成を有するプロジェクタＰＪは、上述の製造方法で製造された液晶装置６０を光変調手段として備えている。液晶装置６０の無機配向膜１６、２２は、耐光性および耐熱性に優れており、光源８１０から照射される強い光や熱による劣化が抑えられる。また、プロジェクタＰＪは、吸湿に起因する品質の劣化が抑制された液晶装置６０を備えているので、そのプロジェクタＰＪ自体の吸湿に起因する品質の劣化も抑制される。   The projector PJ having the above-described configuration includes the liquid crystal device 60 manufactured by the above-described manufacturing method as light modulation means. The inorganic alignment films 16 and 22 of the liquid crystal device 60 are excellent in light resistance and heat resistance, and deterioration due to strong light or heat irradiated from the light source 810 is suppressed. Further, since the projector PJ includes the liquid crystal device 60 in which deterioration of quality due to moisture absorption is suppressed, deterioration of quality due to moisture absorption of the projector PJ itself is also suppressed.

なお、本発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述の実施形態においては、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、液晶装置としては、透過型液晶装置であってもよいし、反射型液晶装置であってもよい。   It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, a liquid crystal device including a TFT as a switching element has been described as an example. However, the present invention is applied to a liquid crystal device including a two-terminal element such as a thin film diode as a switching element. It is also possible to apply. The liquid crystal device may be a transmissive liquid crystal device or a reflective liquid crystal device.

また、液晶装置としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置であってもよいし、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置であってもよい。また、上述の実施形態においては、３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置であってもよい。   The liquid crystal device may be a liquid crystal device that functions in a TN (Twisted Nematic) mode or a liquid crystal device that functions in a VA (Vertical Alignment) mode. In the above-described embodiment, a three-plate projection display device (projector) has been described as an example. However, a single-plate projection display device or a direct-view display device may be used.

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、上述の実施形態、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。   The liquid crystal device of the present invention can also be applied to electronic devices other than projectors. A specific example is a mobile phone. This mobile phone includes the liquid crystal device according to the above-described embodiment or a modification thereof in a display unit. Other electronic devices include, for example, IC cards, video cameras, personal computers, head-mounted displays, fax machines with display functions, digital camera finders, portable TVs, DSP devices, PDAs, electronic notebooks, and electronic bulletin boards. And advertising announcement displays.

液晶装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a liquid crystal device. 液晶装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal device. ＴＦＴの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of TFT. 図３に示すＴＦＴのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the TFT shown in FIG. 3. 第１実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the liquid crystal device according to the first embodiment. 第１実施形態に係る斜方成膜装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the oblique film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る配向膜形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the alignment film formation process which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る液晶装置の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the liquid crystal device which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the liquid crystal device which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る斜方成膜装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the oblique film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る配向膜形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the alignment film formation process which concerns on 2nd Embodiment. プロジェクタの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a projector.

符号の説明Explanation of symbols

４０，９０…成膜装置、６０…液晶装置、１６，２２…無機配向膜、１６ａ…柱状構造体、８２…無機材料，８５…シランカップリング剤、１０，２０…基板、５０３…チャンバ、５１２…蒸着源（無機材料供給手段）、５１５…処理材料供給源（処理材料供給手段） 40, 90 ... deposition apparatus, 60 ... liquid crystal device, 16, 22 ... inorganic alignment film, 16a ... columnar structure, 82 ... inorganic material, 85 ... silane coupling agent, 10, 20 ... substrate, 503 ... chamber, 512 ... evaporation source (inorganic material supply means), 515 ... treatment material supply source (treatment material supply means)

Claims (6)

所定雰囲気のチャンバ内において基板上に無機配向膜を成膜する配向膜の製造方法において、
無機材料供給手段から飛来する無機材料をアルキル化して前記基板上に堆積させる処理堆積工程、を含むことを特徴とする配向膜の製造方法。 In an alignment film manufacturing method for forming an inorganic alignment film on a substrate in a chamber in a predetermined atmosphere,
A method for producing an alignment film, comprising: a treatment deposition step in which an inorganic material flying from an inorganic material supply unit is alkylated and deposited on the substrate. 所定雰囲気のチャンバ内において基板上に無機配向膜を成膜する配向膜の製造方法において、
無機材料供給手段から飛来する無機材料を前記基板上に堆積させる堆積工程と、
前記基板上に堆積した前記無機材料をアルキル化する処理工程と、を含み、
前記堆積工程と前記処理工程とを交互に繰り返すことによって成膜することを特徴とする配向膜の製造方法。 In an alignment film manufacturing method for forming an inorganic alignment film on a substrate in a chamber in a predetermined atmosphere,
A deposition step of depositing an inorganic material flying from the inorganic material supply means on the substrate;
A step of alkylating the inorganic material deposited on the substrate,
A method of manufacturing an alignment film, wherein the deposition step and the treatment step are alternately repeated to form a film. 前記処理工程において、
金属アルコキシドで、主にオクタデシルトリメトキシシランを含む、シランカップリング剤、Ａｌ系カップリング剤、Ｍｇ系カップリング剤の少なくとも、いずれか１つを用いて、前記無機材料をアルキル化することを特徴とする請求項１又は２記載の配向膜の製造方法。 In the processing step,
A metal alkoxide, wherein the inorganic material is alkylated using at least one of a silane coupling agent, an Al-based coupling agent, and an Mg-based coupling agent mainly containing octadecyltrimethoxysilane. The method for producing an alignment film according to claim 1 or 2. 前記処理工程において、
減圧雰囲気下で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配向膜の製造方法。 In the processing step,
The method for producing an alignment film according to claim 1, wherein the method is performed in a reduced-pressure atmosphere. 前記基板を加熱することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配向膜の製造方法。   The method for producing an alignment film according to claim 1, wherein the substrate is heated. 無機配向膜を備える液晶装置の製造方法であって、
上記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配向膜の製造方法により、基板上に前記無機配向膜を形成する工程を備えたことを特徴とする液晶装置の製造方法。 A method for producing a liquid crystal device comprising an inorganic alignment film,
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising the step of forming the inorganic alignment film on a substrate by the method for manufacturing an alignment film according to any one of claims 1 to 5.
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