(57)【要約】【課題】  液晶表示素子の液晶分子のプレティルト角θへ影響を与えることなく、且つ前記液晶側の斜方蒸着膜構造をポーラスにすることにより、前記斜方蒸着膜の配向規制力を向上し、均一な液晶配向による均一な表示が可能な液晶表示素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置された液晶表示素子であって、前記画素電極基板と前記透明電極基板とのそれぞれの前記液晶に接する面側に形成された斜方蒸着膜において、密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、斜方蒸着膜全体としての屈折率を単層構造時と同等とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置され、前記画素電極基板と前記透明電極基板のそれぞれの前記液晶に接する面側に斜方蒸着膜を有する液晶表示素子において、密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、第２斜方蒸着膜が前記液晶に接する側に積層されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、斜方蒸着膜全体としての屈折率を単層構造で必要な屈折率と同等に形成することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記密構造の第１斜方蒸着膜とポーラス構造の第２斜方蒸着膜の構造は斜方蒸着時の成膜速度を変化させて形成することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記斜方蒸着膜は、二酸化珪素であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、 前記画素電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程と、前記透明電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程とを具備することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記画素電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程と、前記透明電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程の、第１斜方蒸着膜を形成する工程と、第２斜方蒸着膜を形成する工程を真空中で連続して行うことを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板等の被蒸着材表面に対して蒸着膜を形成する方法として斜方蒸着法が知られている。この斜方蒸着法は、蒸着物質を斜めの角度から被蒸着材に導き入れ、被蒸着材表面に対して所定方向に配向した蒸着物質の柱状構造物（以下、カラムとも言う）を形成することが可能な蒸着方法である。具体的には所定の蒸着装置を用いて行われ、真空下、蒸着源を加熱して蒸着物質の蒸気流を生じさせ、予め蒸着源と傾き角θ１（蒸着源と基板面重心位置とを結ぶ基準線と、基板面法線とのなす角）でセットされた被蒸着材に対し蒸着を行うものとされている。この場合、上記傾き角θ１に基づいて蒸着物質のカラム配向方向が決定される。
【０００３】
一方、このような斜方蒸着法は、例えば液晶配向膜を形成する際に用いられる場合がある。この場合、基板上に液晶配向膜として形成した斜方蒸着膜により、具体的にはカラムの形成状態による斜方蒸着膜の屈折率に応じて液晶分子を所定角度（プレティルト角とも言う）だけ傾斜させることが可能となる。例えば、蒸着物質としてＳｉＯ2を用い、ＳｉＯ2の蒸気流を傾き角θ１に伴う蒸着角度で基板に導き入れることで、ＳｉＯ2の斜方蒸着膜（液晶配向膜）を基板面に形成している。
【０００４】
図４は蒸着装置の外観を模式的に示す説明図で、蒸着装置１は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源２と、蒸気を遮蔽する遮蔽板３と、被蒸着材としての基板４と、蒸着室５のみ記載し、その他は省略してある。基板４をＡに示すように蒸着源２からの蒸気（図中矢印で示す）に垂直に基板４の中心が蒸着源２の中心と一致するように配置すると基板４の全面に蒸着物質が一様に（正確には中心部から離れるに従って薄くなるが）堆積する。基板４をＢに示すように蒸着源２に対し斜めに（図ではＡに示す基板４の法線からθ１＝２３°）配置して蒸着すると前述の斜方蒸着となる。
【０００５】
しかしながら、上記のような斜方蒸着法においては、斜方蒸着により形成された斜方蒸着膜は非常に密な構造となり、液晶の配向規制力が低下してしまう。斜方蒸着膜構造をポーラスにするためには、斜方蒸着膜成膜速度を遅くしたり斜方蒸着膜入射角の変更をする方法が挙げられるが、何れの手法も斜方蒸着膜の屈折率を変化させてしまうため、液晶分子のプレティルト角θを変化させてしまうこととなり、所望の特性を得られなくなる。
【０００６】
これらの問題を解決するため、斜方蒸着膜形成を２回に分け、第１斜方蒸着膜と第２斜方蒸着膜の斜方蒸着入射角及び入射方向を変更する手法が提案されているが、第１斜方蒸着膜及び第２斜方蒸着膜の入射方向を変更するためには、成膜装置の大幅な変更、若しくは第１斜方蒸着膜と第２斜方蒸着膜形成を別処理にしなければならない。また、第１斜方蒸着膜及び第２斜方蒸着膜の蒸着入射角、入射方向を変えることにより斜方蒸着膜の屈折率が変化し、その結果、液晶分子のプレティルト角θが変化してしまう。（特許文献１参照）
【０００７】
図５は特許文献１で提案されている液晶表示素子の断面図の一部を示しており、６は第１斜方蒸着膜、７は第２斜方蒸着膜、８は液晶分子を示している。
【０００８】
第１斜方蒸着膜６と第２斜方蒸着膜７は蒸着の入射角及び入射方向が異なっている。
【特許文献１】特開昭５３−６０２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記手法では、第１斜方蒸着膜及び第２斜方蒸着膜の入射角及び入射方向を変更しているため、蒸着機内部の複雑化と蒸着を２回に分けて行うための出し入れが必要となり、パーティクル発生を防止するためのメインテナンス負荷の増大、さらに条件出しの煩雑さがあり、量産には向いていない。
【００１０】
前記斜方蒸着に起因する斜方蒸着膜の屈折率変化による液晶表示素子への影響、特に、屈折率差による液晶分子のプレティルト角θ変化への対応、また、均一な表示のために液晶配向規制力の向上が必要である。本発明の目的は、蒸着機を改造することなく、斜方蒸着膜の屈折率を一定にし（液晶分子のプレティルト角θを変化させずに）配向規制力のみを向上可能な液晶表示素子とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置され、前記画素電極基板と前記透明電極基板のそれぞれの前記液晶に接する面側に斜方蒸着膜を有する液晶表示素子において、密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、第２斜方蒸着膜が前記液晶に接する側に積層されている液晶表示素子とする。
【００１２】
密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、斜方蒸着膜全体としての屈折率を単層構造で必要な屈折率と同等に形成する液晶表示素子とする。
【００１３】
前記密構造の第１斜方蒸着膜とポーラス構造の第２斜方蒸着膜の構造は斜方蒸着時の成膜速度を変化させて形成する液晶表示素子とする。
【００１４】
前記斜方蒸着膜は、二酸化珪素である液晶表示素子とする。
【００１５】
画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、 前記画素電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程と、前記透明電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程とを具備する液晶表示素子の製造方法とする。
【００１６】
前記画素電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程と、前記透明電極基板の表面に密構造の第１斜方蒸着膜を形成する工程と、前記第１斜方蒸着膜の表面にポーラス構造の第２斜方蒸着膜を形成する工程の、第１斜方蒸着膜を形成する工程と、第２斜方蒸着膜を形成する工程を真空中で連続して行う液晶表示素子の製造方法とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によると、蒸着膜を第１斜方蒸着膜、第２斜方蒸着膜の２層構造とし、液晶に接する第２斜方蒸着膜構造をポーラスにすることで、斜方蒸着膜の配向規制力の向上を可能とし、液晶配向の安定化による配向不良の低減を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明によると、配向膜を第１斜方蒸着膜、第２斜方蒸着膜の２層構造とし、第１斜方蒸着膜と第２斜方蒸着膜の構造を変化させ、斜方蒸着膜全体の屈折率を単層構造で必要な屈折率と同じにしているので、液晶分子のプレティルト角θへの影響を与えることなく、且つ前記液晶に接する第２斜方蒸着膜構造をポーラスにすることにより、斜方蒸着膜の配向規制力の向上を可能とし、液晶配向の安定化による配向不良の低減を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明によると、斜方蒸着膜の成膜速度の変化のみで膜ポーラス度の異なる２層の斜方蒸着膜を形成するので、２層構造の斜方蒸着膜が容易に形成でき、カラム構造変化による液晶分子のプレティルト角θへ影響を与えることなく、前述と同じ効果が得られる。成膜速度の変化量及び各層の膜厚は、所望の屈折率に合わせるように調整する。
【００２０】
請求項４の発明によると、一般に基板最表面のパッシベーション膜は二酸化珪素が使用されているので、蒸着膜を二酸化珪素にすると材料が同じにでき、製造と品質が安定する。
【００２１】
請求項５の発明によると、配向規制力を向上した斜方蒸着膜が形成できると共に、蒸着機に特別な細工（遮蔽部材移動制御手段）をする必要が無く、メインテナンスが容易となり、パーティクルの発生も防げる。
【００２２】
請求項６の発明によると、２層の配向膜を連続して真空槽内で形成するので、各斜方蒸着膜間に、自然酸化膜ができたり、水分や汚染物質が付着しないので、品質のよい斜方蒸着膜が形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
画素電極基板と透明電極基板とが液晶を介して互いに対向配置され、前記画素電極基板と前記透明電極基板のそれぞれの前記液晶に接する面側に斜方蒸着膜を有する液晶表示素子において、密構造に形成された第１斜方蒸着膜と、ポーラス構造に形成された第２斜方蒸着膜とが積層され、第２斜方蒸着膜が前記液晶に接する側に積層され、斜方蒸着膜全体としての屈折率を単層構造で必要な屈折率と同等とする液晶表示素子とする。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明を説明するための蒸着装置の外観を模式的に示す説明図である。蒸着装置１は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源２と、蒸気を遮蔽する遮蔽板３と、被蒸着材としての基板４と、蒸着室５のみ記載し、その他は省略してあるのは図４と同じである。異なるのは基板４の位置である。図４では基板４は蒸着源２の真上に配置しているが、本例では基板４が蒸着源２の中心の法線からポーラス方向にＬ１、蒸着源２からＬ２の位置に複数枚（図では２枚）配置している。基板４は、蒸着源２と基板４の中心Ｏを結ぶ線に対しθ１傾けて配置している。基板４を支持する治具（不図示）は、基板４の中心Ｏを中心にして図中の矢印方向に回転できる。
【００２５】
斜方蒸着では、蒸着源２と基板４の位置で蒸気の入射角が変わるため、蒸着源と基板の距離が遠いほど膜厚が一様にできる。そのため蒸着機も大型化し、例えばＬ１＝１００ｃｍ、Ｌ２＝２５００ｃｍ程もある。大型化にも限度があるが、図で示すθ２、θ３は１度以下であることが望ましい。このように複数の基板を同時に蒸着できると、画素電極基板と透明電極基板を同じ条件で蒸着できるので、対向する配向膜（斜方蒸着膜）の膜厚を揃えることができる。
【００２６】
図２は本発明を説明するための斜方蒸着膜の断面図であり、（Ａ）は従来技術による単層膜、（Ｂ）は本発明による２層膜である。縦軸は膜厚、横軸は被成膜基板長さである。
【００２７】
図３は本発明を説明するための斜方蒸着膜の成膜速度を示す図であり、（Ａ）は従来技術による単層のもの、（Ｂ）は本発明による２層構造のものである。縦軸は成膜速度、横軸は成膜時間を示している。
【００２８】
従来技術による斜方蒸着では、図２（Ａ）で示す斜方蒸着膜Ｅのように、斜方蒸着膜全体が一様な構造をとっており、斜方蒸着膜の厚さ方向（縦軸）での構造に違いは生じていない。また、本例では成膜速度は６．０Å／ｓｅｃと一様であり、斜方蒸着膜の厚さは３００Åである。
【００２９】
図２（Ｂ）では第１斜方蒸着膜Ｅ１＝１２０Å、第２斜方蒸着膜Ｅ２＝１８０Å、また、成膜速度は図３（Ｂ）に示すように、Ｅ１部分＝９．５Å／ｓｅｃ、Ｅ２部分＝４．０Å／ｓｅｃとなるように蒸着する。図２（Ｂ）で示すようにＥ１部分とＥ２部分では斜方蒸着膜の膜ポーラス度が変化している。また、図２（Ｂ）の斜方蒸着膜構造は、図２（Ａ）の斜方蒸着膜構造と屈折率を同様にするように各成膜速度及び成膜膜厚を調整している。第１斜方蒸着膜と第２斜方蒸着膜の成膜速度と膜厚は、配向規制力、屈折率、斜方蒸着の管理等を考慮し、適宜選択することができる。
【００３０】
具体的例としては、図２（Ａ）の従来技術による単層膜の最適屈折率が１．３とした場合、図２（Ｂ）での第１斜方蒸着膜Ｅ１の屈折率を１．２、第２斜方蒸着膜２の屈折率Ｅ２を１．４とすることで、Ｅ１、Ｅ２の斜方蒸着膜全体の屈折率を単層膜と同じ１．３に合わせている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を説明するための蒸着装置の外観を模式的に示す説明図
【図２】本発明を説明するための斜方蒸着膜断面を示す模式図
【図３】本発明を説明するための斜方蒸着膜成膜速度を示す模式図
【図４】蒸着装置の外観を模式的に示す説明図
【図５】従来技術を示す断面模式図
【符号の説明】
【００３２】
１      蒸着機
２      蒸着源
３      遮蔽板
４      基板（被蒸着材）
５      蒸着室
６      第１斜方蒸着膜
７      第２斜方蒸着膜
８      液晶分子
Ｅ        斜方蒸着膜
Ｅ１      第１斜方蒸着膜
Ｅ２      第２斜方蒸着膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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