(57)【要約】【課題】基板に材料を斜めに成長させるにあたり、装置の小型化を図るとともに成膜の均一性を向上させること。【解決手段】本発明は、成膜対象の基板１０と対向配置されるターゲット２と、ターゲット２と基板１０との間に配置され、ターゲット２から基板１０へ向かう粒子を基板１０の成膜面に対して斜めに向かうよう規制するコリメータ３とを備える成膜装置１である。また、本発明は、ターゲット２の粒子を放出して基板１０の表面に成膜を行う成膜方法において、ターゲット２と基板１０との間にコリメータ３を配置し、このコリメータ３によってターゲット２から基板１０へ向かう粒子を基板１０の表面に対して斜めに向かうよう規制して成膜を行う成膜方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象の基板と対向配置される材料と、
前記材料と前記基板との間に配置され、前記材料から前記基板へ向かう粒子を前記基板の成膜面に対して斜めに向かうよう規制するコリメータと
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記コリメータには、前記粒子の前記基板へ向かう角度に合わせた規制板が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記コリメータの規制板は、前記角度を変えられる
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記角度が３０°≦θ≦７０°である
ことを特徴とする請求項２乃至３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記角度が５０°≦θ≦６０°である
ことを特徴とする請求項２乃至３に記載の成膜装置。
【請求項６】
材料の粒子を放出して基板の表面に成膜を行う成膜方法において、
前記材料と前記基板との間にコリメータを配置し、このコリメータによって前記材料から前記基板へ向かう粒子を前記基板の表面に対して斜めに向かうよう規制して成膜を行う
ことを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
駆動基板と対向基板とを貼り合わせた状態で間に液晶を注入する工程を含む液晶表示装置の製造方法において、
前記駆動基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板への成膜にあたり、成膜材料と前記基板との間にコリメータを配置し、このコリメータによって前記成膜材料から前記基板へ向かう粒子を前記基板の表面に対して斜めに向かうよう規制して成膜を行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板への成膜によって配向膜を形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に所定の膜を成長させる成膜方法、成膜装置ならびに液晶表示装置の製造方法であり、特に液晶表示装置の配向膜の成膜に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置の製造方法として、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を形成する駆動基板やフィルタ等を形成する対向基板に液晶の配向膜を形成する工程がある。配向膜はポリイミド等の有機膜を用いており、塗布した後にラビング処理を施すことで液晶の配向性を高めるようにしている。
【０００３】
一方、配向膜として有機膜の塗布およびラビング処理を行わない成膜方法として、無機膜を蒸着法によって形成する技術もある（特許文献１参照。）。真空蒸着法は、坩堝に入れた蒸着元を加熱あるいはエレクトロンビーム照射により物理的に粒子を飛散させ、基板の表面へ付着させる成膜方法である。
【０００４】
この蒸着法を配向膜の形成に応用するため、斜方蒸着法が用いられている。図３は、斜方蒸着法を説明する模式図である。すなわち、斜方蒸着法は、基板の角度に斜方角を設け、蒸着元から放出される粒子を基板に対して斜めに積み上げていく成膜方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
斜方蒸着法では、大きな基板に対して均一な成膜を施すために、基板全体に粒子が行き渡るようなθを設定するか、もしくは蒸着元から基板までの距離をより長くすることが求められる。
【０００６】
ここで、上記θが大きくなるほど蒸着装置の炉内全域に渡って粒子が蒸着されてしまい、パーティクルの増大を招き、結果として保守作業の増大を招くことになる。したがって、大きな基板に対応するためには、なるべくθを小さく設定し、基板と蒸着元との距離を長くとる方が望ましい。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６７２５５号公報
【特許文献２】特開２００３−０１３２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、斜方蒸着法では、蒸着元に対して基板を斜めに配置することで粒子の成長に所定の角度を持たせているため、基板の蒸着元に近い側の端と遠い側の端とで粒子の成長角度に相違が生じ、この成膜を配向膜に適用した場合に液晶の配向性に不均一を生じることになる。
【０００９】
また、基板と蒸着元との距離が長くなればなるほど装置自体が大型化することになり、設置場所に限界が生じる。また、装置の大型化によって装置コストの上昇やメンテナンスの手間がかかり、製品コストへ反映されることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、成膜対象の基板と対向配置される材料と、材料と基板との間に配置され、材料から基板へ向かう粒子を基板の成膜面に対して斜めに向かうよう規制するコリメータとを備える成膜装置である。
【００１１】
また、本発明は、材料の粒子を放出して基板の表面に成膜を行う成膜方法において、材料と基板との間にコリメータを配置し、このコリメータによって材料から基板へ向かう粒子を基板の表面に対して斜めに向かうよう規制して成膜を行う成膜方法である。
【００１２】
また、本発明は、駆動基板と対向基板とを貼り合わせた状態で間に液晶を注入する工程を含む液晶表示装置の製造方法において、駆動基板と対向基板との少なくとも一方の基板への成膜にあたり、成膜材料と基板との間にコリメータを配置し、このコリメータによって成膜材料から基板へ向かう粒子を基板の表面に対して斜めに向かうよう規制して成膜を行うものである。
【００１３】
このような本発明では、材料と基板との間に配置されたコリメータによって、このコリメータから基板の表面に対して材料の粒子が斜めに進むため、基板の表面には粒子がその斜めの角度に沿って成長する状態となる。したがって、コリメータの規制によって基板に成長する粒子の角度を正確に設定できるようになる。また、このコリメータを用いた成膜によって液晶表示装置の配向膜を形成することで、配向膜の配向角度を均一化でき、液晶の安定した配向性を確保できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、このような本発明によれば次のような効果がある。すなわち、コリメータによって基板の表面に対して材料の粒子を斜めに成長させることができ、液晶表示装置における均一な配向性を備えた配向膜を、ラビング処理を行うことなく製造することが可能となる。これにより、液晶表示装置の画質向上を図ることが可能となる。また、コリメータを用いることで材料を斜めに成長できる成膜装置の小型化を図ることが可能となり、装置メンテナンスを容易にできる。これらのことより、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る成膜装置を説明する模式図である。すなわち、図１（ａ）に示すように、この成膜装置１は並行平板型のスパッタ装置からなるもので、成膜対象となる基板１０と対向配置されるターゲット（成膜の材料）２と、ターゲット２と基板１０との間に配置されるコリメータ３とを備えている。
【００１６】
コリメータ３は、ターゲット２から基板１０へ向かう材料の粒子を基板１０の成膜面に対して斜めに向かうよう規制する役目を果たしている。具体的には、コリメータ３には斜めに設けられた規制板３１が所定の間隔で複数配置されており、この規制板３１の間を通過する粒子のみを基板１０へ向かわせるようにしている。つまり、規制板３１の角度（基板１０の成膜面に対する角度）によってターゲット２から放出される粒子のうち規制板３１の角度に対応した成分を透過させることで、規制板３１を通過する粒子の方向を設定できるようになる。
【００１７】
ターゲット２として例えば無機材料を用いることにより、基板１０の成膜面には無機材料の粒子がコリメータ３の規制板３１の角度に沿った方向へ成長していき、ある方向性を持った無機膜を形成できるようになる（図１（ｂ）参照）。
【００１８】
コリメータ３の規制板３１における基板１０の成膜面に対する角度θは０°＜θ＜９０°であり、一定の角度で固定されていても、また角度を調整できるようになっていてもよい。成膜条件が決まっていない場合や変更したい場合には角度θを可変できるようにしておくとよい。
【００１９】
なお、成膜装置１によって液晶表示装置の配向膜を形成する場合には、角度θとして望ましくは３０°≦θ≦７０°、さらに望ましくは５０°≦θ≦６０°となる。
【００２０】
成膜装置１を用いて所定の膜を成膜するには、一対の電極の各々にターゲット２と基板１０とを図示しないチャンバ内で対向配置し、図示しないスパッタガスをチャンバ内に導入して電極間に高周波を印加する。これによってチャンバ内で高周波放電が発生し、ターゲット２の材料をスパッタリングすることでターゲット２の粒子を基板１０に向けて放出する。
【００２１】
ターゲット２から基板１０に向けて放出される粒子は種々の角度で飛び出すため、コリメータ３の規制板３１の角度と異なる角度で飛び出す粒子は規制板３１に当たってコリメータ３を通過できない。一方、規制板３１の角度とほぼ等しい角度で飛び出す粒子は規制板３１の間を通ってコリメータ３を通過していく。したがって、コリメータ３からは規制板３１に沿った角度で粒子が基板１０へ向かう状態となる。これにより、基板１０の成膜面には、ほぼ等しい角度で粒子が到達して成長していくことになる。
【００２２】
このような成膜装置１を用いることで、斜方蒸着のように大きな基板に対する成膜を行う際に材料元からの距離を長くする必要がなくなり、大きな基板に対応できる成膜装置１の小型化を図ることができるようになる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、ＴＦＴ等が設けられた駆動基板やフィルタ等が設けられた対向基板の少なくとも一方に対する成膜処理で、上記説明した成膜装置、成膜方法を用いる点に特徴がある。
【００２４】
先ず、図２のフローチャートに沿って液晶表示装置の製造方法における概略を説明する。液晶表示装置を製造するには、駆動基板の製造（ステップＳ１〜Ｓ３）、対向基板の製造（ステップＳ４〜Ｓ７）、基板の貼り合わせ（ステップＳ８）、液晶注入および封止（ステップＳ１０）、偏光板の貼り付け（ステップＳ１０）の各工程を行う。なお、一枚の基板から多数の液晶表示装置を製造するには、例えば基板の貼り合わせを行った後にスクライブ・ブレイク（ステップＳ９）で分割するようにする。
【００２５】
駆動基板の製造は、先ず、ガラス基板の各画素に合わせてＴＦＴを形成し（ステップＳ１）、その上に配向膜を形成する（ステップＳ２）。この配向膜の形成として、先に説明した本実施形態の成膜装置、成膜方法を用いる。本実施形態では、ターゲットとして無機材料を用いることで所定の角度で成長する無機膜を形成して配向膜として用いる。これにより、ラビング処理を行うことなく配向膜を完成できるようになる。次に、配向膜の上にスペーサを散布する（ステップＳ３）。ここまでの工程で駆動基板が完成する。
【００２６】
対向基板の製造は、先ず、ガラス基板の画素に合わせてカラーフィルタを形成し（ステップＳ４）、その上に配向膜を形成する（ステップＳ５）。この配向膜の形成として、先と同様に、上記説明した本実施形態の成膜装置、成膜方法を用いる。本実施形態では、ターゲットとして無機材料を用いることで所定の角度で成長する無機膜を形成して配向膜として用いる。これにより、ラビング処理を行うことなく配向膜を完成できるようになる。
【００２７】
次に、液晶注入領域の周辺にシール剤を印刷塗布し（ステップＳ６）、トランスファ電極を形成する（ステップＳ７）。ここまでの工程で対向基板が完成する。
【００２８】
次いで、駆動基板と対向基板とを貼り合わせる処理を行う（ステップＳ８）。すなわち、対向基板に印刷塗布したシール剤を間にして所定の間隔で駆動基板と対向基板とが貼り合わされる。その後、貼り合わせた基板をスクライブ・ブレイクすることで個々のチップに分割する（ステップＳ１０）。
【００２９】
そして、駆動基板と対向基板との間に液晶を注入し、注入口を封止する（ステップＳ１０）。その後、駆動基板、対向基板の各々の表面に偏光板を貼り付ける（ステップＳ１１）。これにより、液晶表示装置が完成する。
【００３０】
本実施形態では、駆動基板および対向基板に形成する配向膜の成膜として、先に説明した本実施形態の成膜装置、成膜方法を適用しているため、ラビング処理を行うことなく配向性を得ることができる。
【００３１】
ここで、本実施形態の成膜装置、成膜方法で配向膜を成膜する際の条件の一例を示す。ターゲットはＳｉＯ2（二酸化珪素）、導入ガスはＡｒ（アルゴン）を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2（酸素）を６０ｓｃｃｍ、高周波は１ｋＷ、到達真空度は１×１０-5Ｐａである。なお、酸窒化膜（以下、「ＳｉＯＮ」と言う。）を成膜する場合には、上記条件にＮ2（窒素）を１０ｓｃｃｍ追加する。
【００３２】
また、他のターゲットとしてＳｉ（珪素）を用いてもよく、この場合には導入ガスとしてＯ2を用い、スパッタリングすることで基板にＳｉＯ2を成膜できるようになる。
【００３３】
成膜装置のコリメータの規制板の角度、すなわち基板に対する粒子の成長方向は配向膜の配向方向によって設定するが、通常は基板の成膜面に対して望ましくは３０°≦θ≦７０°、さらに望ましくは５０°≦θ≦６０°となる。
【００３４】
このような液晶表示装置の製造方法によって、駆動基板および対向基板に配向膜を形成する工程でラビング処理を行わずに済み、また、コリメータの規制板によって粒子の進行方向を規制できるため、基板の成膜面全体にわたり均一な角度で配向膜を形成できるようになる。したがって、液晶表示装置の液晶配向性の均一化を図ることができ、液晶表示装置による表示ムラをなくして画質の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態の成膜装置、成膜方法を用いることで無機膜を所定の角度で成長させることができるため、例えば対向基板に形成する透明電極（ＩＴＯ）を本実施形態の成膜装置、成膜方法で成膜し、所定の角度を持たせて成長させることにより、この透明電極を配向膜と兼用できるようにもなる。
【００３６】
また、本実施形態で説明した成膜装置、成膜方法としては、スパッタ装置での適用以外であっても材料の粒子の飛散方向に直線性があるものであればスパッタ装置以外でも適用可能である。
【００３７】
さらに、ターゲットとしては、ＳｉＯ2、Ｓｉのほか、ＳｉＮ（窒化珪素）、ＴｉＯ2（二酸化チタン）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＭｇＦ（フッ化マグネシウム）など他の材料であっても適用可能であり、配向膜の形成以外の成膜であっても適用可能である。
【００３８】
また、スパッタリングの導入ガスとしてＯ2、Ｎ2を同時に導入することで、ＳｉＯＮ膜を成膜することもできる。これにより、ＳｉＯ2膜からＳｉＯＮ膜へ切り換える場合でも、Ｎ2ガスのみを導入するだけで付帯設備を新たに追加しなくても済む。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る成膜装置を説明する模式図である。
【図２】液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】斜方蒸着法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…成膜装置、２…ターゲット、３…コリメータ、１０…基板、３１…規制板
【図１】
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【図２】
2004332101.tif 000004
【図３】
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