(57)【要約】  【課題】  膜厚分布および蒸着角度分布が均一な斜方蒸着膜を形成する  【解決手段】  蒸着対象としての基板１１が収容される蒸着用チャンバ１２と、蒸着材料分子の主放射方向が基板１１の被蒸着面に対して斜交するように設けられた複数の蒸着源１３を備えている。各蒸着源１３はその姿勢が互いに実質的に同一となるように、基板１１の被蒸着面に実質的に平行な面に沿って分散配置されている。  【選択図】  図３
2005082858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着対象としての少なくとも１つの基板が収容される蒸着用チャンバと、蒸着材料分子の主放射方向が該基板の被蒸着面に対して斜交するように設けられた蒸着源を備えた斜め蒸着装置であって、
前記蒸着源を複数設けるとともに、各蒸着源の姿勢が互いに実質的に同一となるように分散配置したことを特徴とする斜め蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着源は、前記被蒸着面に実質的に平行な面に沿って分散配置されたことを特徴とする請求項１に記載の斜め蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸着源は、前記蒸着材料を加熱蒸発させるためのエネルギービームを照射するビーム発生手段をそれぞれ有することを特徴とする請求項２に記載の斜め蒸着装置。
【請求項４】
一方向に直線的に配列された少なくとも３つの前記蒸着源を備え、外側に配置される蒸着源の前記ビーム発生手段が発生するエネルギービームの出力を、内側に配置される蒸着源の前記ビーム発生手段が発生するエネルギービームの出力よりも大きい値となるように制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の斜め蒸着装置。
【請求項５】
蒸着材料分子の主放射方向が前記被蒸着面に対して実質的に直交するように設けられた少なくとも１つの他の蒸着源を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の斜め蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸着材料は、無機材料であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の斜め蒸着装置。
【請求項７】
少なくとも二枚の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子の製造方法であって、
前記基板の少なくとも一方に、請求項１〜６の何れか一項に記載の斜め蒸着装置を用いて配向膜を形成するステップを含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
少なくとも二枚の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子であって、
前記基板の少なくとも一方が、請求項１〜６の何れか一項に記載の斜め蒸着装置により蒸着された配向膜を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜め蒸着装置、液晶表示素子およびその製造方法、並びに投射型表示装置に関し、特に、液晶表示素子に用いられる基板等に配向膜としての斜方蒸着膜を形成するのに適した斜め蒸着装置、該斜め蒸着装置を用いて形成された配向膜を有する基板を備えた液晶表示素子およびその製造方法、並びに該液晶表示素子を備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子は、コンピュータの表示装置、テレビジョン受像機あるいはプロジェクタなどの種々の分野で利用されている。液晶プロジェクタなどの投射型表示装置では、光源から出射される光を赤、緑、青に分離し、各色光を液晶表示素子により構成される３つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束を合わせて投射面に拡大投射している。この液晶プロジェクタなどのライトバルブとしては、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示素子が用いられる。
【０００３】
一般的にアクティブマトリクス型液晶表示素子は、スイッチング素子や画素電極が形成されたＴＦＴアレイ基板と、ＴＦＴアレイ基板に対向して設けられた対向基板とを有し、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との間に液晶材料が封入される。
【０００４】
また、液晶表示素子において、液晶材料を封入する基板表面には、液晶分子を配向させる配向膜が形成される。この配向膜としては、画素電極からの電界が液晶層に印加されていない時に、液晶分子が基板面に対して水平に近い配向状態とする水平配向膜と、画素電極からの電界が液晶層に印加されていない時に、液晶分子が基板面に対して垂直に近い配向状態とする垂直配向膜とがあるが、垂直配向膜は高品位な黒表示を実現できるという観点から有利である。また、この配向膜の材料としては、従来よく用いられていたポリイミドなどの有機材料の代わりに、近年、ＳｉＯ２などの無機材料が用いられている。無機材料は、有機材料に比べて光照射による劣化が少なく、信頼性が高く寿命が長い等の利点があるからである。
【０００５】
ところで、このような液晶表示素子においては、従来から、コントラスト比を向上させることが要求されている。垂直配向型の液晶表示素子では、液晶層に電界を印加した時に、液晶層を構成している液晶分子の倒れる方向を揃えるために、液晶分子をあらかじめ所定の方向に少し傾けておく、いわゆるプレチルト角を付与して、電界を印加していない時に、液晶分子の長軸方向が、基板面に対してプレチルト角を持った方向に向くようにしている。
【０００６】
プレチルト角は、小さすぎても大きすぎても液晶パネルのコントラスト比を低下させてしまうものである。すなわち、プレチルト角が小さすぎる（即ち、液晶分子の長軸方向が基板に対し水平に近づく）と、電界無印加時に、液晶分子の長軸方向と基板面に対する垂直方向とのずれが大きくなり、液晶パネル内を透過する光の量が多くなって、高品位な黒表示ができなくなってしまうので、コントラスト比が低下してしまう。一方、プレチルト角が大きすぎる（即ち、液晶分子の長軸方向が基板に対し垂直に近づく）と、互いに隣接する画素間で生じる横電界の影響等を受けやすくなるため、電界印加時に、液晶分子があらゆる方向に倒れて、白表示にディスクリネーションが発生し、明るさの低下を引き起こしてしまうので、コントラスト比がやはり低下してしまう。
【０００７】
プレチルト角を与える方法としては、ポリイミド等塗布しラビングする方法のほかに配向膜として斜方蒸着膜を用いる方法がある。この方法は、ＴＦＴアレイ基板および対向基板に、ＳｉＯ２などの無機酸化物を斜方蒸着し、これらの斜方蒸着膜（配向膜）により液晶を配向させるという以前からある優れた方法である。
【０００８】
このような斜方蒸着膜の形成は、斜め蒸着装置を用いて行われる。斜め蒸着装置は、例えば電子ビーム加熱真空蒸着装置の場合、排気ポンプを有する真空容器としての蒸着用チャンバ、蒸着対象としての基板を所定の姿勢で保持する基板ホルダ、蒸着材料を加熱蒸発させる単一の蒸着源、蒸着源と基板の間に配置されるシャッタ等を備えて構成される。蒸着源は、蒸着材料を収容する材料容器、該材料容器内の蒸着材料を加熱蒸発させる電子ビームを照射する電子ビーム発生器（ＥＢガン）を備えて構成され、斜方蒸着を可能とするため、即ち、基板ホルダに保持される基板に対して蒸着材料分子を斜めに入射させるため、該蒸着源は該蒸着材料分子の主放射方向が該被蒸着面に対して斜交するような姿勢で設けられている。なお、本願においては、蒸着材料分子の主放射方向とは、蒸着源から所定の角度範囲で放射状に進行する蒸着材料分子の中心線に沿う方向をいう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の斜め蒸着装置では、蒸着源が単一であるため、以下のような問題があった。即ち、蒸着源からの蒸着材料分子は、該蒸着源から所定の角度範囲で放射状に進行して基板の被蒸着面に達することになるが、基板は蒸着源に対して傾斜している（主放射方向が基板の法線方向と一致していない）ので、基板の一方の端部（蒸着源に対して近い側の端部）と他方の端部（基板の蒸着源に対して遠い側の端部）とでは、蒸着材料分子の入射角が相違するととともに、蒸着源からの距離も相違するため、基板に形成される斜方蒸着膜の膜厚や蒸着角度が基板全体に亘って均一でなく、プレチルト角の分布が一様でないという問題があった。プレチルト角はわずかな違いでもコントラスト比に大きな変化を生じさせるので、液晶表示素子の品質を低下させる原因となっていた。
【００１０】
また、無機材料で構成される配向膜を斜め蒸着により形成した場合、ＴＦＴ配線などにより基板表面に段差が生じていたり、基板間隔を均一にするために柱状のスペーサが形成されている液晶表示素子においては、配向膜が蒸着されない影の領域が発生する。すなわち、ＴＦＴ配線部の段差や柱状スペーサは突起物であり、斜め蒸着を行うと該突起物により影が生じ、これが蒸着の障害となり配向膜が形成されない領域が発生する。配向膜が形成されない領域は、液晶層において、チルトを制御することができず、液晶の配向乱れやディスクリネーションといった不具合となり、表示画面上にムラやスジなどの表示不良を生じる原因となる。また、これらの不具合から光漏れが生じ、コントラストが低下する可能性がある。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、膜厚分布および蒸着角度分布が均一となるように斜方蒸着膜を形成することを可能とするとともに、スペーサなどの突起物が存在する領域においても適切に配向膜を形成し、光漏れや配向異常による表示性能の低下を防止し、これにより、高コントラスト表示を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明の第１の観点に係る斜め蒸着装置は、蒸着対象としての少なくとも１つの基板が収容される蒸着用チャンバと、蒸着材料分子の主放射方向が該基板の被蒸着面に対して斜交するように設けられた蒸着源を備え、前記蒸着源を複数設けるとともに、各蒸着源の姿勢が互いに実質的に同一となるように分散配置して構成される。
【００１３】
本発明の第１の観点に係る斜め蒸着装置では、その姿勢が互いに実質的に同一となるように複数の蒸着源を分散配置したので、被蒸着面には、該基板に対する相対位置が互いに異なる複数の蒸着源からの蒸着材料分子が重畳的に入射され、蒸着材料分子の基板の被蒸着面上の位置に応じた入射角のばらつきが緩和され、斜方蒸着膜の膜厚や蒸着角度を基板全体に亘って均一にすることができる。特に、各蒸着源を、前記被蒸着面に実質的に平行な面に沿って分散配置することにより、各蒸着源の被蒸着面に対する距離が同一となるので、膜厚分布をさらに均一化することが可能となる。
【００１４】
また、複数の蒸着源が分散配置されているので、スペーサなどの突起物を有する基板に対して斜方蒸着膜を形成する場合においても、基板の該突起物が配置された部分に対する各蒸着源の位置関係が異なるので、各蒸着源との関係における基板の突起物による影の位置がそれぞれで異なり、言い換えれば、一の蒸着源との関係では該突起物による影が生じるが、当該影の一部又は全部は他の蒸着源との関係では影にはならないので、突起物の周囲に生じる非蒸着部や蒸着むらの発生を抑制することができる。特に、蒸着材料分子の主放射方向が該基板の被蒸着面に対して実質的に直交するように少なくとも１つの他の蒸着源を追加的に設けることにより、当該他の蒸着源との関係では基板上の突起物は陰を形成しないので、該突起物の周囲における非蒸着部や蒸着むらの発生をさらに改善することができる。
【００１５】
特に限定されないが、本発明の第１の観点に係る斜め蒸着装置において、前記蒸着源は、前記蒸着材料を加熱蒸発させるための電子ビームやレーザビームなどのエネルギービームを照射するビーム発生手段をそれぞれ有することができる。この場合において、一方向に直線的に配列された少なくとも３つの前記蒸着源を設け、外側に配置される蒸着源の前記ビーム発生手段が発生するエネルギービームの出力を、内側に配置される蒸着源の前記ビーム発生手段が発生するエネルギービームの出力よりも大きい値となるように制御する制御手段をさらに設けることができる。レーザビームの出力を例えば基板と各蒸着源との位置関係等に応じて適宜に制御することにより、蒸着膜の膜厚分布をさらに均一にすることが可能である。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る液晶表示素子の製造方法は、少なくとも二枚の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子の製造方法であって、前記基板の少なくとも一方に、本発明の第１の観点に係る斜め蒸着装置を用いて配向膜を形成するステップを含んで構成される。本発明に係る斜め蒸着装置を用いて基板に配向膜を形成しているため、配向膜（斜方蒸着膜）の膜厚や配向性が基板の全体に亘って均一であり、基板間の液晶に適正なプレチルト角を付与することができ、高コントラストで良好な画像を表示することができる液晶表示素子を製造することができる。
【００１７】
本発明の第３の観点に係る液晶表示素子は、少なくとも二枚の基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子であって、前記基板の少なくとも一方が、本発明の第１の観点に係る斜め蒸着装置により蒸着された配向膜を有している。この液晶表示素子は、膜厚や蒸着角度分布が基板の全体に亘って均一な配向膜を有しているので、液晶に適正なプレチルト角を付与することができ、高コントラストで良好な画像を表示することができる。
【００１８】
本発明の第４の観点に係る投射型表示装置は、本発明の第３の観点に係る液晶表示素子を備えて構成される。この投写型表示装置は、高コントラストで品質が良好な投影画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、膜厚分布および蒸着角度分布の均一な斜方蒸着膜を形成することが可能な斜め蒸着装置を提供することができる。また、基板上に突起物が形成されている場合であっても非蒸着部や蒸着むらの少ない斜方蒸着膜を形成することが可能な斜め蒸着装置を提供することができる。
【００２０】
本発明によると、高コントラストで表示品質が良好な液晶表示素子の製造が可能な液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
【００２１】
本発明によると、高コントラストで表示品質が良好な液晶表示素子および投射型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態による液晶表示素子の要部構成を示す断面図、図２は本発明の一実施形態による液晶表示素子の斜方蒸着膜を説明するための断面図、図３は本発明の一実施形態による斜め蒸着装置の概略構成図、図４は図３の斜め蒸着装置を改良した他の斜め蒸着装置の概略構成図、図５は本発明の一実施形態による投射型表示装置（プロジェクタ）の概略構成図である。
【００２３】
［液晶表示素子の構成］
まず、本発明の実施形態による液晶表示素子の要部の概略構成を、図１を参照して説明する。この液晶表示素子は、投射型表示装置（プロジェクタ）用のアクティブマトリクス型の小型液晶表示素子であり、いわゆる垂直配向型の透過型液晶パネルである。
【００２４】
同図において、１は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイ基板であり、ＴＦＴアレイ基板１は、石英などの光透過性の絶縁基板上に、画素電極２、画素電極２を制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３、垂直配向膜４などを形成して構成されている。画素電極２は、たとえばＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜により形成され、画素スイッチング用ＴＦＴ３は、アモルファスシリコンやポリシリコンなどを用いて形成されている。
【００２５】
ＴＦＴアレイ基板１に対向して配置された対向基板５は、石英などからなる光透過性の絶縁基板上に、対向電極６と、垂直配向膜７などを形成して構成されている。対向電極６は、画素電極２と同様にＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜により形成される。ＴＦＴアレイ基板１と対向基板５は、画素電極２と対向電極６とが対向するように配置され、これらの間に液晶が封入されて液晶層８が形成されている。
【００２６】
同図に示した例では、ＴＦＴアレイ基板１上には、所定の配置で、微小スペーサとしてのオンチップスペーサ（ＯＣＳ）９が形成されている。ＯＣＳ９は、図示の如く柱状の断面を有し、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板５との間を所定の間隔に維持するための部材である。ＯＣＳ９は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、あるいはノボラック樹脂などを用いて形成される。
【００２７】
なお、図１は液晶表示素子の１画素分に相当する部分の構成を示しており、液晶表示素子は、その表示領域の大きさに相当する多数の画素が配列的に設けられて構成されている。
【００２８】
ＴＦＴアレイ基板１上の垂直配向膜４および対向基板５上の垂直配向膜７は、これらの間に配置される液晶層８を構成する液晶分子が基板１１の板面に対して略垂直方向を向くようにするものであり、画素電極２および対向電極６からの電界が液晶層８に印加されていない時には、垂直配向膜４，７の作用により、液晶層８が基板１１の板面に対して垂直に近い配向状態となる。このように、液晶層８が基板１１の板面に対して垂直に近い配向状態になっていると、電界が印可されていない時に、液晶表示素子内に入射した光は変調されずに透過するので、液晶表示素子の上下にクロスニコルの位置で偏光板を入れたときに高品位な黒表示ができ、これにより高コントラスト表示を実現することができる。
【００２９】
また、これらの垂直配向膜４，７は、液晶層８に電界を印加した時に液晶層８を構成している液晶分子の倒れる方向を揃えるために、電界を印加していない時に液晶分子の長軸方向が基板１１の板面に対して所定のプレチルト角を持った方向に向くようにするため、斜方蒸着膜で構成されている。
【００３０】
斜方蒸着膜は、図２（ａ）に示されているように、ＴＦＴアレイ基板１（垂直配向膜４を除く）又は対向基板５（垂直配向膜７を除く）としての基板１１の被蒸着面（画素電極２又は対向電極６が形成された側の面）に対して、蒸着材料分子が斜めに入射するように、即ち蒸着材料分子の蒸着方向が基板１１の被蒸着面に対して所定の蒸着角度θをもって斜交するようにして形成される膜であり、後述する斜め蒸着装置を用いて形成される。このように蒸着角度θをもって蒸着することにより、図２（ｂ）に示されているように、基板１１上に形成される斜方蒸着膜１０の表面は微視的に鋸刃状となる。
【００３１】
［斜め蒸着装置］
図３は、本発明が適用された斜め蒸着装置としての電子ビーム加熱真空蒸着装置の概略を示す図である。この斜め蒸着装置は、不図示の排気ポンプを有する真空容器としての蒸着用チャンバ１２、蒸着対象としての基板１１を所定の姿勢で保持する不図示の基板ホルダ、複数（同図では４個）の蒸着源１３、蒸着源１３と基板１１の間に配置されたシャッタ１６等を備えて構成されている。蒸着源１３は、蒸着材料を収容する材料容器、該材料容器内の蒸着材料を加熱蒸発させる電子ビームを照射する電子ビーム発生器（ＥＢガン）１４を備えて構成されている。
【００３２】
各蒸着源１３は、実質的の同一の構成であり、同図に示されているように、基板ホルダに保持された基板１１の被蒸着面に対して実質的に平行な面に沿って規則的に（所定のピッチで）分散配置されている。また、各蒸着源１３は、電子ビーム発生器１４の電子ビーム照射による蒸着材料分子の主放射方向が基板１１の被蒸着面に対して所定の角度で交差するように互いに実質的に同一の姿勢で配置されている。なお、基板１１を保持する基板ホルダを図３において紙面に垂直な軸の回りに回動可能に構成し、基板１１の姿勢を変更できるようにするとともに、各蒸着源１３もその姿勢を変更することなく、該基板１１の回動に応じて全体として当該軸に平行な軸を中心として回動できるように構成するとよい。プレチルト角の制御のため、基板１１に対する蒸着角度を変更可能とするためである。
【００３３】
この斜め蒸着装置は、不図示の制御装置を備えており、制御装置は、排気ポンプの作動制御、各蒸着源１３の電子ビーム発生器１４の作動制御、シャッタ１６の開閉制御などを行う。また、この制御装置は、各蒸着源１３の電子ビーム発生器１４へ供給する電流値を制御することにより、電子ビームの出力制御も個別的に行うことができるようになっている。
【００３４】
本実施形態の斜め蒸着装置は、それぞれの姿勢が互いに実質的に同一となるように、基板１１の被蒸着面に実質的に平行な面に沿って分散配置された複数の蒸着源１３を備えているので、基板１１の被蒸着面にはこれら分散配置された各蒸着源１３からの蒸着材料分子が重畳的に入射されることになる。従って、従来の単一の蒸着源によるものと比較して、蒸着材料分子の基板１１の被蒸着面上の位置に応じた入射角のばらつきが緩和され、その膜厚や蒸着角度が基板１１の被蒸着面の全体に亘って均一な斜方蒸着膜を形成することができる。
【００３５】
また、スペーサ（９）などの突起物を有する基板１１に対して斜方蒸着膜を形成する場合においても、基板１１の該突起物が配置された部分に対する各蒸着源１３の位置関係が異なるので、各蒸着源１３との関係における基板１１の突起物による影の位置がそれぞれで異なり、言い換えれば、一の蒸着源との関係では該突起物による影が生じるが、当該影の一部又は全部は他の蒸着源との関係では影にはならないので、突起物の周囲に生じる非蒸着部や蒸着むらの発生を抑制することができる。
【００３６】
なお、蒸着源１３の個数は、処理対象としての基板１１の大きさに応じて適宜に設定され、図３では４個としたが、２個以上であればよく、さらに複数とすることにより、より高品質な斜方蒸着膜を形成することができる。また、図３では蒸着対象としての基板１１は１枚の場合を例示しているが、複数の基板を同時に処理するようにしても勿論よい。  
【００３７】
また、各蒸着源１３の電子ビーム発生器１４の出力は、各蒸着源１３間で同じとしてもよいが、基板１１との相対位置関係や隣接する蒸着源との関係に応じて、異ならせてもよい。例えば、図３の配置において、基板１１の両端部（図３で最も上側の端部と最も下側の端部）側の部分に対して中央部の方が、蒸着源１３による蒸着材料分子の重畳の割合が多く、中央部で膜厚が厚くなると予想される。この場合には、中央部の蒸着源１３に対して両端部の蒸着源１３の出力が大きくなるように設定することにより、基板１１の全体に亘ってより均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。
【００３８】
図４は、図３の斜め蒸着装置を改良した他の斜め蒸着装置の構成を示す図である。図３と実質的に同一の構成部分については同一の番号を付し、その説明は省略することにする。即ち、図４の斜め蒸着装置は、図３の斜め蒸着装置に対して、法線方向用蒸着源１５を追加的に設けている点が異なる。この法線方向用蒸着源１５の構成は、蒸着源１３の構成と同様であるが、基板１１に対する姿勢が相違している。即ち、法線方向用蒸着源１５は、不図示の基板ホルダに保持された基板１１の被蒸着面に対して、その電子ビーム発生器の電子ビーム照射による蒸着材料分子の主放射方向が実質的に直交するような姿勢で設けられている。
【００３９】
このような姿勢で法線方向用蒸着源１５を設けることにより、蒸着材料分子の主放射方向と基板１１上に設けられたスペーサ（９）などの突起物の突出方向とがほぼ平行するため、基板１１上の突起物は影を全くあるいは殆ど形成しなくなり、該突起物の周囲における非蒸着部や蒸着むらの発生をさらに改善することができる。なお、同図では、法線方向用蒸着源１５は単一のものを例示したが、複数でもよい。
【００４０】
［液晶表示素子の製造方法］
次に、図１に示した液晶表示素子の製造方法について、ＴＦＴアレイ基板１の垂直配向膜４の形成工程を中心として説明する。
【００４１】
まず、透明基板上に、薄膜形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング等のリソグラフィ工程を繰り返し実施することにより、導体層、半導体層、絶縁層を適宜に形成し、画素スイッチング用ＴＦＴ３、配線、その他の回路、画素電極２などを形成する。ここまでの工程は、通常の液晶表示素子の製造工程と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
次いで、ＯＣＳ（スペーサ）９の形成工程を実施する。ＯＣＳ９は、まず、画素電極２上に透明フォトレジストを塗布し、次に、柱状ＯＣＳ９を形成する位置にパターンが形成されたフォトマスクを介して紫外線を照射し、露光処理を行う。そして、現像およびエッチングを行い、柱状ＯＣＳ９を形成する。
【００４３】
柱状ＯＣＳ９を形成したら、次に上述した斜め蒸着装置を用いて、配向膜形成工程を実施する。配向膜を形成するにあたり、まず、垂直配向膜４が形成されていないＴＦＴアレイ基板１を洗浄し、洗浄後は水分を十分に飛ばす。
【００４４】
次に、配向膜の形成されていないＴＦＴアレイ基板１を基板１１として、図３又は図４の斜め蒸着装置の基板ホルダに取り付ける。次いで、排気ポンプを作動して、真空チャンバ１２内を真空に近い状態まで真空引きする。このときの真空度の設定により、形成される膜の緻密度を制御することができる。
【００４５】
次に、シャッタ１６を閉じた状態で、各蒸着源１３の電子ビーム発生器１４を作動させて、材料容器内の蒸着材料の加熱蒸発を開始し、安定したところで、シャッタ１６を開放し、蒸着を開始する。これにより、各蒸着源１３から放射された蒸着材料分子が基板１１の被蒸着面に斜めに入射し、斜方蒸着膜が形成される。所定の膜厚まで成膜させたならば、シャッタ１６を閉じ、各蒸着源１３の電子ビーム発生器１４による電子ビームの照射を停止させる。なお、設定膜厚になったかどうかは、不図示の膜厚モニタにより検出される。次に、所定のクーリング時間の経過後、チャンバ１２内を大気開放し、斜方蒸着膜が形成された基板１１を真空チャンバ１２内から取り出す。これにより、垂直配向膜４としての斜方蒸着膜が形成されたＴＦＴアレイ基板１を得る。
【００４６】
対向基板５についても同様にして垂直配向膜７としての斜方蒸着膜を形成する。このようにして形成された斜方蒸着膜を備えたＴＦＴアレイ基板１、および対向基板５に従来公知の方法に従って液晶を封入して一体化し、その両面に偏光板をそれぞれ設けることにより、液晶表示素子が製造される。
【００４７】
なお、蒸着材料としては、一酸化珪素および二酸化珪素を含む酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタルなどの酸化物、弗化マグネシウムなどの弗化物あるいは、硫化亜鉛などの硫化物、シリコンあるいは、ゲルマニウムなどのＩＶ属元素の単体または混合物あるいは化合物を主成分とする原料などを用いることができる。本実施形態においては、１酸化珪素の熔融体を粒状に破砕したものを用いた。
【００４８】
［投射型表示装置］
図５は、上述した斜め蒸着装置を用いて上述した製造方法により製造された図１に示した液晶表示素子を組み込んだ投射型表示装置としての液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。
【００４９】
この液晶プロジェクタ１００は、光源からの光を赤色、青色、緑色の３原色に分離し、それぞれの色に対して液晶表示パネルを１枚ずつ用いてカラー画像表示を行なう、いわゆる３板方式のプロジェクタである。３原色にそれぞれ対応する液晶表示パネル１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂが、図１の液晶表示素子に相当し、３枚ともほぼ同じ構造を有している。なお、１２５Ｒは赤色光が入射する液晶表示パネルを、１２５Ｇは緑色光が入射する液晶表示パネルを、１２５Ｂは青色光が入射する液晶表示パネルである。
【００５０】
液晶プロジェクタ１００は、光を発する光源１１１と、光源１１１からの光の出射側に配置される第１のレンズアレイ１１２と、第１のレンズアレイ１１２からの出射光を反射し、出射光の光路（光軸１１０）を９０°変更するミラー１１４と、ミラー１１４からの反射光が入射する第２のレンズアレイ１１３とを備えている。ミラー１１４は、好適には全反射ミラーである。第１レンズアレイ１１２と第２レンズアレイ１１３には、それぞれ複数のマイクロレンズ１１２Ｍ，１１３Ｍが２次元的に配列されている。第１レンズアレイ１１２、第２レンズアレイ１１３は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。
【００５１】
なお、光源１１１と第１レンズアレイ１１２との間に、図示しないＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）／ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）カットフィルタを設置してもよい。光源１１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、青色光および緑色光を含んだ白色光を発する。光源１１１は、白色光を発する発光体（図示せず）と、発光体から発せられた光を反射、集光するリフレクターとを含んで構成されている。発光体としては、例えば、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等のランプが使用される。リフレクターは、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円鏡や回転放物面等の回転対称な凹面形状となっている。また、発光体の発光点は、凹面形状のリフレクターの焦点位置に配置される。
【００５２】
光源１１１の発光体から出射された白色光は、リフレクターによって略平行光となり、第１レンズアレイ１１２を通過して全反射ミラー１１４に入射する。全反射ミラー１１４によって光軸１１０が９０°曲がった白色光は、第２レンズアレイ１１３に入射する。また、この液晶プロジェクタ１００は、第２レンズアレイ１１３からの光の出射側に、ＰＳ合成素子１１５と、コンデンサレンズ１１６と、ダイクロイックミラー１１７とを有する。
【００５３】
ＰＳ合成素子１１５には、第２レンズアレイ１１３における隣り合うマイクロレンズ１１３Ｍに対応する位置に、複数の位相差板１１５Ａが設けられている。１／２波長板が、位相差板１１５Ａの一例である。ＰＳ合成素子１１５は、入射した光をＰ偏光成分およびＳ偏光成分の偏光に分離する。また、ＰＳ合成素子１１５は、分離した２つの偏光のうち、一方の偏光を、その偏光方向（例えばＰ偏光）を保ったまま出射し、他方の偏光（例えばＳ偏光成分）を、１／２波長板１１５Ａの作用により、他の偏光成分（例えばＰ偏光成分）に変換して出射する。
【００５４】
ＰＳ合成素子１１５から出射した光は、コンデンサレンズ１１６によって集光されてダイクロイックミラー１１７に入射する。ダイクロイックミラー１１７は、入射した光のうち、例えば赤色光ＬＲを反射し、その他の色の光を透過することにより、入射光を赤色光ＬＲとその他の色とに色分解する。
【００５５】
さらに、液晶プロジェクタ１００は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された赤色光ＬＲの光路に沿って、ミラー１１８と、フィールドレンズ１２４Ｒと、入射側偏光板１３０Ｉと、液晶表示パネル１２５Ｒと、出射側偏光板１３０Ｓとを有する。ミラー１１８としては、好適には全反射ミラーが用いられる。全反射ミラー１１８は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された赤色光ＬＲを、入射側偏光板１３０Ｉおよび液晶表示パネル１２５Ｒに向けて反射する。
【００５６】
入射側偏光板１３０Ｉは、前述のように、全反射ミラー１１８から入射する赤色光ＬＲのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。液晶表示パネル１２５Ｒは、上述のように図１に図解の液晶表示素子と同じ構造をしており、入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した赤色光ＬＲを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。出射側偏光板１３０Ｓは、液晶表示パネル１２５Ｒからの変調された赤色光ＬＲのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
【００５７】
液晶プロジェクタ１００は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された他の色の光の光路に沿って、ダイクロイックミラー１１９を有している。ダイクロイックミラー１１９は、入射した光のうち、例えば緑色光ＬＧを反射して青色光ＬＢを透過することにより、入射した光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに色分解する。ダイクロイックミラー１１９によって色分解された緑色光ＬＧの光路には、フィールドレンズ１２４Ｇと、入射側偏光板１３０Ｉと、液晶表示パネル１２５Ｇと、出射側偏光板１３０Ｓとが設けられている。入射側偏光板１３０Ｉは、ダイクロイックミラー１１９から入射する緑色光ＬＧのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。液晶表示パネル１２５Ｇは、入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した緑色光ＬＧを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。出射側偏光板１３０Ｓは、液晶表示パネル１２５Ｇからの変調された緑色光ＬＧのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。
【００５８】
さらに、ダイクロイックミラー１１９によって色分解された青色光ＬＢの光路に沿って、リレーレンズ１２０と、ミラー１２１と、リレーレンズ１２２と、ミラー１２３と、フィールドレンズ１２４Ｂと、入射側偏光板１３０Ｉと、液晶表示パネル１２５Ｂと、出射側偏光板１３０Ｓとが設けられている。ミラー１２１，１２３は、好適には全反射ミラーである。全反射ミラー１２１は、リレーレンズ１２０を介して入射した青色光ＬＢを、全反射ミラー１２３に向けて反射する。全反射ミラー１２３は、全反射ミラー１２１によって反射され、リレーレンズ１２２を介して入射した青色光ＬＢを、入射側偏光板１３０Ｉおよび液晶表示パネル１２５Ｂに向けて反射する。
【００５９】
入射側偏光板１３０Ｉは、全反射ミラー１２３から入射する緑色光ＬＧのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。液晶表示パネル１２５Ｂは、全反射ミラー１２３によって反射され、フィールドレンズ１２４Ｂおよび入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した青色光ＬＢを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。出射側偏光板１３０Ｓは、液晶表示パネル１２５Ｂからの変調された青色光ＬＢのうち、偏光軸に一致する方向の光を通過させる。赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの光路が交わる位置には、これら３つの色光を合成する機能を有したクロスプリズム１２６が設置されている。
【００６０】
クロスプリズム１２６は、一例として、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢがそれぞれ入射する入射面１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂ、および、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢが合成された光が出射する出射面１２６Ｔを各々有する４つの直角プリズムを接合して構成されている。液晶プロジェクタ１００においては、クロスプリズム１２６内に入射した緑色光ＬＧを出射面１２６Ｔ側に向けて透過し、クロスプリズム１２６内に入射した赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢを出射面１２６Ｔ側に向けて反射するように、ダイクロイック膜が各直角プリズムの接合面にコートされている。以上により、クロスプリズム１２６は、入射面１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂに入射した３つの色光を合成して出射面１２６Ｔから出射する。
【００６１】
また、液晶プロジェクタ１００は、クロスプリズム１２６から出射された合成光を、スクリーン１２８に向けて投射するための投射レンズ１２７を有している。投射レンズ１２７は、好適には複数のレンズからなり、スクリーン１２８に投射する画像の大きさを調整するズーム機能や、ピント合わせ機能を有する。
【００６２】
このようなプロジェクタにおいては、ディスクリネーションラインの発生による光漏れやコントラストの低下が顕著に表示画像に影響を与える。したがって、本実施形態の液晶表示素子を適用することにより、リバースチルトドメインなどの配向異常による表示性能の低下を防止することができ非常に有効である。
【００６３】
なお、本発明の液晶表示素子は、プロジェクタに限られず、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｉｅｗ  Ｆｉｎｄｅｒ）、携帯機器用などの任意の装置の表示素子として適用可能である。
【００６４】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本発明の一実施形態による液晶表示素子の要部構成を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態による液晶表示素子の斜方蒸着膜を説明するための断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態による斜め蒸着装置の概略構成図である。
【図４】図４は図３の斜め蒸着装置を改良した他の斜め蒸着装置の概略構成図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態による投射型表示装置（プロジェクタ）の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…ＴＦＴアレイ基板、２…画素電極、３…画素スイッチング用ＴＦＴ、４…垂直配向膜、５…対向基板、６…対向電極、７…垂直配向膜、８…液晶層、９…スペーサ、１０…斜方蒸着膜、１１…基板、１２…真空チャンバ、１３…蒸着源、１４…電子ビーム発生器、１５…法線方向用蒸着源、１６…シャッタ、１００…液晶プロジェクタ。
【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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