(57)【要約】【課題】短時間で均一性の高い表面処理を行う。【解決手段】シランカップリング剤を気化する気化装置２０２と、被処理物Ｐが配置されるとともに気化装置２０２によって気化されたシランカップリング剤が導入される処理装置２０３と、気化装置２０２の内部の処理雰囲気と処理装置２０３の内部の処理雰囲気とを個別に制御可能な制御装置２０５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化したシランカップリング剤が存在する雰囲気中に、無機配向膜を備える被処理物を晒すことによって前記被処理物の表面処理を行う表面処理装置であって、
前記シランカップリング剤を気化する気化装置と、
前記被処理物が配置されるとともに前記気化装置によって気化された前記シランカップリング剤が導入される処理装置と、
前記気化装置の内部の処理雰囲気と前記処理装置の内部の処理雰囲気とを個別に制御可能な制御装置と
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記制御装置は、温度あるいは／及び圧力を制御することによって、前記気化装置の内部の処理雰囲気と前記処理装置の内部の処理雰囲気とを個別に制御することを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
【請求項３】
気化したシランカップリング剤が存在する雰囲気中に、無機配向膜を備える被処理物を晒すことによって前記被処理物の表面処理を行う表面処理方法であって、
シランカップリング剤を気化する気化工程と、
前記気化工程において気化された前記シランカップリング剤が存在する雰囲気中に被処理物を晒す表面処理工程と
を有し、
前記気化工程における処理雰囲気と前記表面処理工程における処理雰囲気とを個別に制御することを特徴とする表面処理方法。
【請求項４】
前記表面処理工程より前に、前記被処理物を真空加熱する真空加熱処理を行うことを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記表面処理工程より前に、前記被処理物の表面を紫外線処理する紫外線処理工程を行うことを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。
【請求項６】
前記表面処理工程より前に、前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行うことを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。
【請求項７】
前記シランカップリング剤として、下記一般式（１）で表されるシランカップリング剤を用いることを特徴とする請求項３〜６いずれかに記載の表面処理方法。
【化１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等においては、斜方蒸着によって形成された無機配向膜を用いることが、従来から提案されている。
このような無機配向膜では、電気的に不安定な欠陥部分が生じ、良好な膜質が得られない場合があることが知られている。電気的に不安定な欠陥部分が存在する場合には、欠陥部分には、水分と反応することによってシラノール基が形成され、表示不良が生じる虞がある。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１では、無機配向膜が形成された基板の表面をシランカップリング剤に晒す表面処理を行うことで、シラノール基の反応活性を低減させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００７−２５５２９号公報
【特許文献２】特開平５−２２０８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シランカップリング剤によって基板の表面を表面処理する方法としては、いわゆる液相処理（特許文献１参照）と気相処理（特許文献２参照）とがある。
液相処理は、シランカップリング剤溶液の中に基板を浸漬し、引き上げた後に乾燥させることによって基板表面にシランカップリング剤からなる膜を形成する方法である。このような液相処理によれば、気相処理と比較して短時間で表面処理を行うことが可能となるが、気相処理と比較すると、表面処理の均一性に劣る。
気相処理は、気化したシランカップリング剤が存在する雰囲気中に基板を晒し、これによって基板表面にシランカップリング剤からなる膜を形成する方法である。このような気相処理によって、均一な膜を形成することができ、液相処理よりも均一な表面処理を行うことができるが、液晶処理と比較すると、処理時間が長くなる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、無機配向膜を備える被処理物の表面をシランカップリング剤にて表面処理する表面処理装置及び方法において、短時間で均一性の高い表面処理を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の表面処理装置は、気化したシランカップリング剤が存在する雰囲気中に、無機配向膜を備える被処理物を晒すことによって上記被処理物の表面処理を行う表面処理装置であって、上記シランカップリング剤を気化する気化装置と、上記被処理物が配置されるとともに上記気化装置によって気化された上記シランカップリング剤が導入される処理装置と、上記気化装置の内部の処理雰囲気と上記処理装置の内部の処理雰囲気とを個別に制御可能な制御装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本発明の表面処理装置によれば、制御装置によって、気化装置の内部の処理雰囲気と処理装置の内部の処理雰囲気とを個別に制御することができる。
このため、気化装置において、シランカップリング剤が気化するのに最適な条件に処理雰囲気を制御することができ、処理装置において、気化したシランカップ剤による表面処理に最適な条件に処理雰囲気を制御することができる。よって、表面処理の均一性が高いという従来からの気相処理のメリットに加え、短時間で表面処理を行うことができる。
したがって、本発明の表面処理装置によれば、無機配向膜を備える被処理物の表面をシランカップリング剤にて表面処理する表面処理装置において、短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明の表面処理装置においては、上記制御装置は、温度あるいは／及び圧力を制御することによって、上記気化装置の内部の処理雰囲気と上記処理装置の内部の処理雰囲気とを個別に制御するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、温度あるいは／及び圧力を制御することによって、気化装置の内部の処理雰囲気と処理装置の内部の処理雰囲気とが個別に制御される。すなわち、気化装置における温度あるいは／及び圧力と、処理装置における温度あるいは／圧力とが個別に制御され、これによって、気化装置の内部の処理雰囲気と処理装置の内部の処理雰囲気とが個別に制御される。
【０００９】
次に、本発明の表面処理方法は、気化したシランカップリング剤が存在する雰囲気中に、無機配向膜を備える被処理物を晒すことによって上記被処理物の表面処理を行う表面処理方法であって、シランカップリング剤を気化する気化工程と、上記気化工程において気化された上記シランカップリング剤が存在する雰囲気中に被処理物を晒す表面処理工程とを有し、上記気化工程における処理雰囲気と上記表面処理工程における処理雰囲気とを個別に制御することを特徴とする。
【００１０】
このような本発明の表面処理方法によれば、気化工程における処理雰囲気と表面処理工程の内部の処理雰囲気とを個別に制御することができる。
このため、気化工程において、シランカップリング剤が気化するのに最適な条件に処理雰囲気を制御することができ、表面処理工程において、気化したシランカップ剤による表面処理に最適な条件に処理雰囲気を制御することができる。よって、表面処理の均一性が高いという従来からの気相処理のメリットに加え、短時間で表面処理を行うことができる。
したがって、本発明の表面処理方法によれば、無機配向膜を備える被処理物の表面をシランカップリング剤にて表面処理する表面処理方法において、短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明の表面処理方法においては、上記表面処理工程より前に、上記被処理物を真空加熱する真空加熱処理を行うという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、表面処理工程の前に被処理物の表面に水酸基を導入することができる。水酸基はシランカップリング剤の結合を促進するため、表面処理工程をより短時間化することができる。
したがって、本構成を採用することによって、より短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の表面処理方法においては、上記表面処理工程より前に、上記被処理物の表面を紫外線処理する紫外線処理工程を行うという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、表面処理工程の前に被処理物の表面に水酸基を導入することができる。水酸基はシランカップリング剤の結合を促進するため、表面処理工程をより短時間化することができる。
したがって、本構成を採用することによって、より短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明の表面処理方法においては、上記表面処理工程より前に、上記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行うという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、表面処理工程の前に被処理物の表面に水酸基を導入することができる。水酸基はシランカップリング剤の結合を促進するため、表面処理工程をより短時間化することができる。
したがって、本構成を採用することによって、より短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明の表面処理方法においては、上記シランカップリング剤として、下記一般式（１）で表されるシランカップリング剤を用いるという構成を採用する。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
本発明におけるシランカップリング剤としては、具体的には、上記一般式（１）にて示されるシランカップリング剤を用いることができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る表面処理装置及び方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
（表面処理装置及び方法）
図１は、本実施形態の表面処理装置の概略構成を示した全体図である。
この図に示すように本実施形態の表面処理装置２００は、無機配向膜が形成された被処理物である基板Ｐに対して表面処理を行うものであり、エバポレータ２０２と、処理装置２０３と、真空ポンプ２０４と、制御装置２０５とを備えている。
【００１９】
エバポレータ２０２は、内部に貯留する液状のシランカップリング剤Ｙ１を気化させるものである。このエバポレータ２０２には、エバポレータ２０２内にシランカップリング剤Ｙ１の気化に必要なキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給配管２０６が接続されている。また、エバポレータ２０２は、配管２０７を介して処理装置２０３と接続されている。なお、キャリアガスとしては、エバポレータ２０２に貯留されるシランカップリング剤Ｙ１の種類に応じて選択され、例えば窒素ガスやアルゴンガスを用いることができる。
また、エバポレータ２０２は、不図示のヒータや圧力調整バルブ等を備えている。そして、これらのヒータや圧力調整バルブが制御装置２０５によって制御されることによって、エバポレータ２０２の内部雰囲気が制御される。つまり、エバポレータ２０２の内部の処理雰囲気は、制御装置２０５によって制御される。
【００２０】
処理装置２０３は、被処理物である無機配向膜が形成された基板Ｐが内部に配置されるとともに、配管２０７を介してエバポレータ２０２から、気化したシランカップリング剤Ｙ２が導入されるものである。なお、基板Ｐは、不図示の支持部によって支持されている。
また、処理装置２０３は、不図示のヒータや圧力調整バルブ等を備えている。そして、これらのヒータや圧力調整バルブが制御装置２０５によって制御されることによって、処理装置２０３の内部雰囲気が制御される。つまり、処理装置２０３の内部の処理雰囲気は、制御装置２０５によって制御される。
【００２１】
また、処理装置２０３には、配管２０８を介して真空ポンプ２０４が接続されている。真空ポンプ２０４は、制御装置２０５の制御の下に駆動され、処理装置２０３の内部の空気を排出し、処理装置２０３の内部に真空雰囲気を形成する。
【００２２】
制御装置２０５は、上述のように、エバポレータ２０２、処理装置２０３及び真空ポンプ２０４を制御するものであり、エバポレータ２０２、処理装置２０３及び真空ポンプ２０４の各々と電気的に接続されている。
そして、本実施形態の表面処理装置２００においては、制御装置２０５は、エバポレータ２０２の内部の処理雰囲気と、処理装置２０３の内部の処理雰囲気とを個別に制御可能とされている。より詳細には、制御装置２０５は、エバポレータ２０２のヒータ及び圧力調整バルブを制御することによってエバポレータ２０２の内部の処理雰囲気を制御し、処理装置２０３のヒータ及び圧力調整バルブを制御することによって処理装置２０３の内部の処理雰囲気を制御する。そして、制御装置２０５は、エバポレータ２０２のヒータ、エバポレータ２０２の圧力調整バルブ、処理装置２０３のヒータ、及び処理装置２０３の圧力調整バルブを独立して制御可能とされており、これによって、エバポレータ２０２の内部の処理雰囲気と処理装置２０３の内部の処理雰囲気とを個別に制御可能とされている。
このような制御装置２０５は、本実施形態の表面処理装置２００において、エバポレータ２０２の内部の処理雰囲気をシランカップリング剤Ｙ１の気化に最適な条件とし、処理装置２０３の内部の処理雰囲気を気化したシランカップ剤Ｙ２による表面処理に最適な条件とする。
なお、シランカップリング剤Ｙ１の気化に最適な条件とは、制御可能な処理雰囲気のなかにおいて、最も短時間でシランカップリング剤Ｙ１が気化する条件である。すなわち、本実施形態の表面処理装置２００においては、制御装置２０５によって、エバポレータ２０２の内部の温度及び圧力が、最も短時間でシランカップリング剤Ｙ１が気化する条件に制御される。
また、気化したシランカップリング剤Ｙ２による表面処理に最適な条件とは、制御可能な処理雰囲気のなかにおいて、最も短時間で表面処理が完了する条件である。そして、表面処理が完了するとは、基板Ｐの表面に所定の膜厚のシランカップリング剤が成膜されることと等しい。つまり、本実施形態の表面処理装置２００においては、制御装置２０５によって、処理装置２０３の内部の温度及び圧力が、基板Ｐの表面に最も短時間で所定の膜厚のシランカップリング剤が成膜される条件に制御される。
【００２３】
なお、本実施形態の表面処理装置２００は、無機配向膜が形成された基板Ｐの表面をシランカップリング剤に晒す表面処理を行うことで、シラノール基の反応活性を低減させることを目的とするものであるため、シランカップリング剤としては、特開２００７−２５５２９号公報に記載されたもの等を用いることができる。
つまり、エバポレータ２０２に貯留するシランカップリング剤Ｙ１としては、上記一般式（１）で表されるシランカップリング剤を用いることができる。より具体的には、オクタデシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ｐ−トリフルオロメチルフェニルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、及び３− グリシドキシプロピルトリメトキシシランを好適に用いることができる。また、シランカップリング剤としては、オクチルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びトリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシラン等を用いることもできる。
【００２４】
次に、このように構成された本実施形態の表面処理装置２００の動作（表面処理方法）について説明する。
【００２５】
まず、制御装置２０５によって、エバポレータ２０２の内部の処理雰囲気がシランカップリング剤Ｙ１の気化に最適な条件とされる。また、制御装置２０５によって真空ポンプ２０４が駆動されることによって処理装置２０３の内部が真空雰囲気とされるとともに、制御装置２０５によって処理装置２０３の内部の処理雰囲気が気化したシランカップ剤Ｙ２による表面処理に最適な条件とされる。
【００２６】
そして、キャリアガス供給配管２０６を介してエバポレータ２０２にキャリアガスが供給されると、エバポレータ２０２においてシランカップリング剤Ｙ１が気化する（気化工程）。気化したシランカップリング剤Ｙ２は、配管２０７を介して処理装置２０３に導入される。
気化したシランカップリング剤Ｙ２が処理装置２０３に導入されることによって、処理装置２０３の内部にシランカップリング剤Ｙ２が充満する。処理装置２０３の内部には、基板Ｐが配置されているため、当該基板Ｐは、気化したシランカップリング剤Ｙ２に存在する雰囲気中に晒される。この結果、基板Ｐの表面にシランカップリング剤が成膜される。すなわち、基板Ｐの表面がシランカップリング剤によって表面処理される（表面処理工程）。
【００２７】
このように、本実施形態の表面処理装置２００によれば、気化工程における処理雰囲気がシランカップリング剤Ｙ１の気化に最適な条件に制御され、表面処理工程における処理雰囲気が気化したシランカップ剤Ｙ２による表面処理に最適な条件に制御される。すなわち、本実施形態の表面処理装置２００によれば、気化工程における処理雰囲気と表面処理工程における処理雰囲気とが個別に制御される。
【００２８】
なお、本実施形態の表面処理装置２００における処理工程（気化工程及び表面処理工程）より前に、基板Ｐに対して、真空加熱を行う真空加熱処理工程、表面を紫外線処理する紫外線処理工程、あるいは表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行うことが好ましい。
このような処理工程を行うことによって、表面処理工程の前に被処理物の表面に水酸基を導入することができる。水酸基はシランカップリング剤の結合を促進するため、表面処理工程をより短時間化することができる。したがって、より短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００２９】
以上のように、本実施形態の表面処理装置及び方法によれば、シランカップリング剤を気化する際の処理雰囲気と、シランカップリング剤によって基板Ｐの表面処理を行う際の処理雰囲気とを個別に制御することができる。
このため、シランカップリング剤が気化するのに最適な処理雰囲気と、気化したシランカップ剤による表面処理に最適な処理雰囲気とを形成することができる。よって、表面処理の均一性が高いという従来からの気相処理のメリットに加え、短時間で表面処理を行うことができる。
したがって、本実施形態の表面処理装置及び方法によれば、無機配向膜を備える被処理物の表面をシランカップリング剤にて表面処理する表面処理方法において、短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００３０】
図２は、本実施形態の表面処理装置及び方法の効果を示す実験データである。本実験においては、シランカップリング剤としてオクチルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びトリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシランを用い、被処理物としてガラス基板を用いた。
そして、本実施形態の表面処理装置及び方法にて上記シランカップリング剤をガラス基板に表面処理を行った際のデータと、従来の液相処理にて同様のシランカップリング剤にてガラス基板に表面処理を行った際のデータとを取得した。
なお、本実施形態の表面処理装置及び方法において、エバポレータ２０２及び処理装置２０３の圧力は大気圧に制御し、キャリアガスとして窒素ガスを用いた。そして、オクチルトリメトキシシランを用いる際には、エバポレータ２０２の温度を１７５℃、基板温度（処理装置２０３の温度）を１５０℃に制御した。また、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いる際には、エバポレータ２０２の温度を１００℃、基板温度（処理装置２０３の温度）を１２０℃とした。また、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシランを用いる際には、エバポレータ２０２の温度を１００℃、基板温度（処理装置２０３の温度）を１２０℃とした。
また、従来の液相処理において、シランカップリング剤溶液の濃度を０．１ｗｔ％とし、乾燥処理における雰囲気を大気雰囲気とし、乾燥処理における温度を１００℃に制御した。そして、オクチルトリメトキシシランを用いる際には、溶媒としてエタノールを用いた。また、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いる際には、溶媒としてエタノールを用いた。また、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシランを用いる際には、溶媒としてフッ素系溶媒（フロリナートＦＣ−４０）を用いた。
【００３１】
そして、本実施形態の表面処理装置及び方法においても、従来の液相処理においても、同様に６０分間の表面処理を行った後に、ガラス基板上の複数個所の純粋接触角をデータとして取得した。
この結果、図２に示すように、本実施形態の表面処理装置及び方法にて、オクチルトリメトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が１０２°でデータの標準偏差は２．１であった。また、本実施形態の表面処理装置及び方法にて、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が６７°でデータの標準偏差は１．７であった。また、本実施形態の表面処理装置及び方法にて、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が１１０°でデータの標準偏差は０．２であった。
一方、従来の液相処理にて、オクチルトリメトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が７４°でデータの標準偏差は５．１であった。また、従来の液相処理にて、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が４６°でデータの標準偏差は５．６であった。また、従来の液相処理にて、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリエトキシシランを用いた場合には、純粋接触角の平均値が５９°でデータの標準偏差は４．７であった。
【００３２】
以上の結果から分かるように、本実施形態の表面処理装置及び方法においては、従来の液相処理と同様の処理時間にて、均一性の高い表面処理を得ることができた。
したがって、本実施形態の表面処理装置及び方法によれば、短時間で均一性の高い表面処理を行うことが可能となる。
【００３３】
（液晶装置）
次に、上記実施形態にて説明した表面処理装置にて表面処理された基板を有する液晶装置について説明する。
以下に示す液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin-Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。
【００３４】
図３は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図４はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図５は本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図４のＡ−Ａ’線断面図である。また、図６は本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。なお、図５及び図６においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。
【００３５】
本実施形態の透過型液晶装置において、図３に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極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がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００３６】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００３７】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００３８】
次に、図４に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００３９】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００４０】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図４中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００４１】
次に、図５及び図６に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。なお、図６ではスイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。図５及び図６に示すように、本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
【００４２】
ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板Ｐとその液晶層５０側表面に形成された画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、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２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。また、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０において、基板Ｐの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。
【００４３】
画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００４４】
また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板Ｐ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。
【００４５】
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００４６】
ＴＦＴアレイ基板１０の基板Ｐの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図４に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。
【００４７】
また、ＴＦＴアレイ基板１０は、液晶層５０側の最表面、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上に、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０（無機配向膜）を備えている。
【００４８】
他方、対向基板２０には、基板２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層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に侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、対向基板２０は、第２遮光膜２３が形成された基板２０Ａの液晶層５０側に、その略全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１を備え、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０（無機配向膜）を備える。
【００４９】
そして、上記液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが上記実施形態の表面処理装置及び方法にて表面処理されている。上記実施形態の表面処理装置及び方法によれば、短時間で均一性の高い表面処理を行うことができ、シラノール基の反応活性を低減させることができる。したがって、表示特性の優れた液晶装置となる。
【００５０】
なお、上記実施形態の表面処理装置及び方法にてＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を表面処理し、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール剤を介して貼り合わせ、さらにシール剤に形成した液晶注入口から液晶を注入して液晶パネルとした後、所定の配線を接続することにより、上述した液晶装置が製造される。
【００５１】
（投射型表示装置）
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置（プロジェクタ）の構成について、図７を参照して説明する。図７は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図７において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投写レンズを示す。
【００５２】
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とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの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で反射されて、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。
【００５３】
一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、出射レンズ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、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。
【００５４】
各光変調装置により変調された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。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって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、投写光学系である投写レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００５５】
なお、本発明の技術的範囲は、前述した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、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上記実施形態で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、上記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では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に本発明を適用することも可能である。
【００５６】
また、本発明の液晶装置の製造方法によって製造せれた液晶装置を、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、前述した各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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態である表面処理装置の概略構成を示す全体図である。
【図２】本発明の一実施形態である表面処理装置の実験例を示す表である。
【図３】本発明の一実施形態である表面処理装置にて表面処理された基板を備える液晶装置における等価回路を示す図である。
【図４】本本発明の一実施形態である表面処理装置にて表面処理された基板を備える液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接する画素群の構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態である表面処理装置にて表面処理された基板を備える液晶装置の素子構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態である表面処理装置にて表面処理された基板を備える液晶装置の画素領域の構成を模式的に示す図である。
【図７】図３〜図６に示す液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
２００……表面処理装置、２０２……エバポレータ（気化装置）、２０３……処理装置、２０４……真空ポンプ、２０５……制御装置、Ｐ……基板（被処理物）
【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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【図６】
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【図７】
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