(57)【要約】【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、均一な液晶配向膜を製作する方法を提供する。【解決手段】ロングスロースパッタリング法で液晶配向膜を製作する方法は、基板をチャンバー内の基板キャリアに乗せ、高密度プラズマで基板の上方にあるターゲットをスパッタリング衝撃してスパッタ物質を生成発生し、チャンバー内でバイアス電圧を印加提供してスパッタ物質を垂直に近い方向に沿って基板表面に堆積させて液晶配向膜を形成するなどのステップを含む。【選択図】図２
2006343633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロングスロースパッタリング法で液晶配向膜を製作する方法であって、
基板をチャンバー内の基板キャリアに乗せ、
高密度プラズマで基板の上方にあるターゲットをスパッタリングしてスパッタ物質を生成し、
チャンバー内でバイアス電圧を印加し、スパッタ物質を垂直に近い方向に沿って基板表面に堆積させて液晶配向膜を形成するなどのステップを含み、ターゲットと基板との間隔は２０センチを超えることを特徴とする液晶配向膜を製作する方法。
【請求項２】
前記液晶配向膜が無機材料膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項３】
前記液晶配向膜が高透過率を有する非導体材料膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項４】
前記液晶配向膜はダイヤモンド状炭素薄膜を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項５】
前記液晶配向膜は酸化シリコン薄膜を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項６】
前記方法は更に、液晶配向膜を堆積するとき、基板をある傾斜角に傾けることによって液晶配向膜にプレチルト角をつくるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項７】
前記傾斜角が２０〜７０度であることを特徴とする請求項６記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項８】
前記方法は更に、液晶配向膜を堆積するとき、基板とターゲットの間にコリメーターを設けることによってスパッタ物質が基板表面に堆積する角度を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項９】
前記コリメーターは複数の開口をもち、各開口の高さと横の比は２：１を超えることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１０】
前記ターゲットの表面面積が基板の表面面積より大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１１】
前記チャンバー内の圧力が０．０３〜０．１ミリトルであることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１２】
前記ターゲットと基板との間隔が２５〜９０センチであることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１３】
液晶配向膜を製作する方法であって、
基板をチャンバー内の基板キャリアに乗せ、
高密度プラズマで基板の上方にあるターゲットをスパッタリングしてスパッタ物質を生成し、
基板とターゲットの間にコリメーターを設け、スパッタ物質を特定方向に沿って基板表面に堆積させ、液晶配向膜を形成するなどのステップを含むことを特徴とする液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１４】
前記液晶配向膜が無機材料膜であることを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１５】
前記液晶配向膜が高透過率を有する非導体材料膜であることを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１６】
前記液晶配向膜はダイヤモンド状炭素薄膜を含むことを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１７】
前記液晶配向膜は酸化シリコン薄膜を含むことを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１８】
前記方法は更に、液晶配向膜を堆積するとき、基板をある傾斜角に傾けることによって液晶配向膜にプレチルト角をつくるステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項１９】
前記傾斜角が２０〜７０度であることを特徴とする請求項１８記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項２０】
前記コリメーターは複数の開口をもち、各開口の高さと横の比は２：１を超えることを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項２１】
前記ターゲットの表面面積が基板の表面面積より大きいことを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項２２】
前記チャンバー内の圧力が０．０３〜０．１ミリトルであることを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【請求項２３】
前記ターゲットと基板との間隔が２５〜７０センチであることを特徴とする請求項１３記載の液晶配向膜を製作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液晶配向膜を製作する方法に関し、特にロングスロースパッタリング法（ＬＴＳ）または／及びコリメーターで液晶配向膜を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報技術の発展につれ、デジタル情報装置は幅広く応用されるようになりつつある。同じく液晶パネルはノートブック型コンピューター以外にも、携帯型ＡＶ装置、携帯電話や液晶テレビなどの製品で広範囲に応用されている。液晶表示器の画質はブラウン管のそれに匹敵するが、視角、コントラスト、均一性についてはまだ改善する余地があり、のみならず、液晶テレビなど高密度かつ大型の製品においては更に応答速度や色再現性など克服すべき問題が残っている。液晶パネルにおける配向膜に関する開発は、前述の問題解決と密接不可分な関係を有する重要な課題である。
液晶分子の配向は以下の通りに３種類と大まかに分けられる。それは、液晶分子の長軸方向が配向膜に平行になっているホモジニアス配向と、長軸が配向膜に垂直になって直交するヘテロジニアス配向または垂直配向と、実際に最も広く応用されている液晶分子と配向膜の間に角度（プレチルトド角と称する）をもたせる配向などである。プレチルト角は液晶の表示特性にを影響する重要なパラメーターであり、（１）水素結合、ファンデルワールス力と双極子−双極子力など配向膜の作用力、（２）グルーブまたは配向膜の表面形態などの機械力効果によって決められる。
従来の技術による液晶配向膜の製作は、基板にポリイミド（ＰＩ）などの有機配向材料をメッキしてから、一定の方向及び圧力に基づいてラビングクロスで基板上に堆積されるＰＩ膜を擦り刷り、液晶分子を収容して配列させる極細なグルーブを複数作成する。しかし、このような機械接触型の製作法にはいくつか欠点がある。例えば、ラビングクロスでＰＩ膜を擦る刷る力が不均一となると、それによって形成されるグルーブが不均一となり、進んで配向膜の均一性ないし液晶パネルの表示品質にを影響する。更にＰＩ膜の光透過率も不足であって液晶パネルの品質を低下させる。のみならず、機械接触による製作工程では不純物が発生し、それを洗浄しなければならない。したがって、従来の液晶配向膜製作方法は複雑かつ高コストであるのみならず、歩留まりの向上にも困難でがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は前述の問題を解決するため、均一な液晶配向膜を製作する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はロングスロースパッタリング法で液晶配向膜を製作する方法を提供する。該方法は、基板をチャンバー内の基板キャリアに乗せ、高密度プラズマで基板の上方にあるターゲットをスパッタリング衝撃してスパッタ物質を生成発生し、チャンバー内でバイアス電圧を提供してスパッタ物質を垂直に近い方向に沿って基板表面に堆積させて液晶配向膜を形成するなどのステップを含む。ここで、そのうちターゲットと基板との間隔は２０センチを超える。
この発明は更に液晶配向膜を製作する方法を提供する。該方法は、基板をチャンバー内の基板キャリアに乗せ、高密度プラズマで基板の上方にあるターゲットをスパッタリング衝撃してスパッタ物質を生成発生し、基板とターゲットの間にコリメーターを設けて提供してスパッタ物質を特定方向に沿って基板表面に堆積させて液晶配向膜を形成するなどのステップを含む。
【発明の効果】
【０００５】
この発明の効果は４つにまとめられる。（１）ロングスロースパッタリング（ＬＴＳ）法でスパッタ物質を垂直に近い角度で基板に堆積させ、配向膜に複数のプレチルト角がをつくられることを避ける。（２）コリメーターで液晶配向膜を製作する方法では、コリメーターの高低を調整することによって要求通りの堆積角度を有するスパッタ物質のみを通しらせ、プレチルト角が均一な液晶配向膜を製作できる。（３）前記いずれの方法においても、基板を傾斜させることによって要求通りのプレチルト角を作成することができる。（４）前記方法はいずれも、無機材料で液晶配向膜を製作し、従来のＰＩ膜における透過率不足の問題を解決する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
かかる方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１を参照する。図１は一般のスパッタリング法で液晶配向膜を製作する方法を表す説明図である。図１によれば、チャンバー１０はターゲット１２と基板キャリア１４を含み、基板１６は基板キャリア１４に乗せられ、基板１６とターゲット１２は距離ａを間隔とする。図１における破線はスパッタリング工程でのスパッタリングイオンの進行方向を示す。しかし、ターゲット１２と基板１６との間の距離ａは１０センチもあるので、基板１６に堆積されるスパッタ物質は基板１６との大きい夾角が大きくなってをはさんでおり、それによって基板１６に形成される配向膜は多方向となり、液晶分子と配向膜のプレチルト角ないし液晶パネルの品質にを大きく影響する。
【０００８】
図２と図３を参照する。図２と図３はこの発明によるロングスロースパッタリング（ＬＴＳ）法で液晶配向膜を製作する方法を表す説明図である。図２によれば、チャンバー３０はターゲット３２と基板キャリア３４を含み、基板３６は基板キャリア３４に乗せられ、基板３６とターゲット３２は距離ｂを間隔とする。この発明は高密度プラズマでチャンバー３０内のターゲット３２をスパッタリング衝撃してスパッタ物質を生成発生する（図２における破線を参照）。従来の技術と異なり、この発明ではＬＴＳの基準に準拠するように基板３６とターゲット３２との間の距離ｂを制御する。例えば、距離ｂは少なくとも２０センチを超え、２５−９０センチが望ましい、更にスパッタ物質はチャンバー３０内の高密度プラズマと反応してイオン化する。更にチャンバー３０内でバイアス電圧（図示されない）、例えばチャンバー３０の上下に直流電圧を印加提供してイオン化されたスパッタ物質を垂直方向に沿って（図２における実線を参照）基板３６の表面に堆積させて配向膜を形成する。したがってこの発明による方法は、均一方向の配向膜を製作することができる。
【０００９】
図３を参照する。この発明によるスパッタ物質を垂直方向に沿って基板３６に付着させる特徴を利用して、図３のように、液晶分子の種類とプレチルト角に対する要求に応じて液晶分子と配向膜との間のプレチルト角を調整することができる。図３によれば、基板３６と基板キャリア３４をある角度３８に傾けてから、前記のスパッタリング工程を実施して液晶分子とプレチルト角を有する配向膜を製作する。ここで、そのうち角度３８は２０〜７０度である。なお、基板３６とターゲット３２の間に設けられるコリメーター（図示されない）を併用してスパッタ物質を基板に堆積するときの角度を調整することも可能である。
【実施例２】
【００１０】
図４と図５を参照する。図４と図５はこの発明によるコリメーターで液晶配向膜を製作する方法を表す説明図である。図４によれば、チャンバー５０はターゲット５２と基板キャリア５４を含み、基板５６は基板キャリア５４に乗せられ、基板５６とターゲット５２は距離ｃを間隔とする。更に基板５６とターゲット５２の間にコリメーター５８を設け、高密度プラズマでチャンバー５０内のターゲット５２をスパッタリング衝撃してスパッタ物質を生成発生し、コリメーター５８を通して基板５６に堆積させて配向膜を製作する。コリメーター５８は垂直もしくは垂直に近い角度で通るスパッタ物質のみを通しらせ（図４における破線Ｘを参照）、それ以外のスパッタ物質を通さらせない（図４における破線Ｙを参照）ため、コリメーター５８を通したスパッタ物質は垂直に基板５６に堆積して均一な配向膜を形成する。
【００１１】
図５を参照する。実施例１と同じように、液晶分子の種類及び液晶分子と配向膜との間のプレチルト角に対する要求に応じて、基板５６の傾斜角６０またはコリメーター５８の位置を調整し、スパッタ物質を一定角度で基板５６の表面に堆積させて予定のプレチルト角を作成することができる。基板５６の傾斜角６０は２０〜７０度であり、コリメーター５８の高低は予定のプレチルト角に応じるように調整される（図５における矢印６２を参照）。
前記チャンバー３０、５０内の圧力は０．０３〜０．１ミリトルであり、ターゲット３２と基板３４の距離ｂは２５〜９０センチであり、ターゲット５２と基板５６の距離ｃは２５〜７０センチであり、ターゲット３２、５２の表面面積はいずれも基板３６、５６の表面面積より大きい。液晶配向膜（ターゲット３２、５２）はダイヤモンド状炭素薄膜、酸化シリコン薄膜を含み、その材料は無機材料または高透過率の非導体材料であり、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯｘまたはその他のいかなる誘電材料である。
コリメーター５８は複数の開口を有し、各開口の高さと横の比は２：１を超えることを注意されたい。コリメーター５８は複数の六角管からなる蜂の巣状のものであり、堆積角度が大きいスパッタ物質を排除しながら、堆積角度が小さいスパッタ物質のみを通しらせ、基板５６へのスパッタ物質の堆積角度を有効に制御して液晶配向膜の方向均一性を保持できる。
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
この発明の方法は、ＬＴＳ法または／及びコリメーターを利用し、スパッタ物質をが垂直に近い角度で基板に堆積するようにさせ、更に基板を傾斜させることによって要求どおりにプレチルト角をつくることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般のスパッタリング法で液晶配向膜を製作する方法を表す説明図である。
【図２】この発明の実施例１によるＬＴＳ法で液晶配向膜を製作する方法を表す第一説明図である。
【図３】この発明の実施例１によるＬＴＳ法で液晶配向膜を製作する方法を表す第二説明図である。
【図４】この発明の実施例２によるコリメーターで液晶配向膜を製作する方法を表す第一説明図である。
【図５】この発明の実施例２によるコリメーターで液晶配向膜を製作する方法を表す第二説明図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０、３０、５０   チャンバー
１２、３２、５２   ターゲット
１４、３４、５４   基板キャリア
１６、３６、５６   基板
３８、６０         角度
５８               コリメーター
【図１】
2006343633.tif 000003
【図２】
2006343633.tif 000004
【図３】
2006343633.tif 000005
【図４】
2006343633.tif 000006
【図５】
2006343633.tif 000007