JP2008216650A - 配向膜の製造方法、液晶装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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アルキル化処理・堆積工程S4aを含む。
【選択図】図5
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
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JP2010024484A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置および表面処理方法 |
JP2010170036A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Seiko Epson Corp | 表面処理方法および表面処理装置 |
JP2014199418A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | 軽量薄型の液晶表示装置の製造方法 |
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