(57)【要約】【課題】高度に形状制御された無機配向膜を具備した液晶装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層と当接する面に無機配向膜が形成された液晶装置であり、ＴＦＴアレイ基板８０の無機配向膜８６が、微粒子８５ａの凝集体からなる配向下地膜８５上に形成されていることを特徴としている。【選択図】図５
2007178699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層と当接する面に無機配向膜が形成された液晶装置であって、
前記無機配向膜は、微粒子の凝集体からなる配向下地膜上に形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記配向下地膜は、導電性微粒子の凝集体であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記配向下地膜は、ＩＴＯ微粒子の凝集体であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記配向下地膜は、前記無機配向膜が形成された基板上の凹部内に一部埋設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記無機配向膜が形成された基板上の凹部は、当該基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホールに起因する凹部であることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記コンタクトホールは、前記基板上に形成された画素スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続する画素コンタクトホールであることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
一対の基板間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層と当接する面に無機配向膜が形成された液晶装置の製造方法であって、
前記無機配向膜が形成される基板上に、微粒子を含む液状体を配置して前記微粒子の凝集体からなる配向下地膜を形成する下地膜形成工程と、
前記配向下地膜上に、配向膜材料を成膜して前記無機配向膜を形成する配向膜形成工程と
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項８】
前記下地膜形成工程において、導電性微粒子を含む液状体を前記基板上に配置することを特徴とする請求項７に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項９】
前記下地膜形成工程において、ＩＴＯ微粒子を含む液状体を前記基板上に配置することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
前記下地膜形成工程に先立って、前記基板上に、スイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子に達するしたコンタクトホールとを形成する工程を有し、
前記下地膜形成工程において、前記コンタクトホールの形成領域を含む前記基板上に前記液状体を配置することで、前記コンタクトホールに起因する前記基板上の凹凸を平坦化することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
前記下地膜形成工程に先立って、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続される電極を前記層間絶縁膜上に形成する工程を有し、前記下地膜形成工程において、前記コンタクトホール内に導電性微粒子を含む前記液状体を配置することを特徴とする請求項１０に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
前記配向膜形成工程において、スパッタリングターゲットから配向膜材料を放出させて前記配向下地膜上に前記無機配向膜を形成するに際し、
遮蔽部材を用いて前記基板と前記スパッタリングターゲット側のプラズマとを遮断するとともに、前記遮蔽部材に設けた開口部を介して前記スパッタリングターゲットから所定方向に放出された前記配向膜材料を選択的に前記基板上に堆積させることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置とその製造方法、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビや液晶プロジェクタの光変調手段等として用いられる液晶装置では、液晶の初期配向制御を行うために液晶層に当接して配向膜が設けられている。配向膜としては一般的にポリイミド膜が用いられているが、液晶プロジェクタのように高出力光源を備えた機器に用いる場合、光エネルギーによる配向膜の劣化が問題となる。そこで、シリコン酸化物等の無機材料を用いた配向膜（無機配向膜）が提案されている。
無機配向膜では、所望の配向規制力を得るために所定方向に配向した柱状構造を膜面に形成する必要があり、かかる無機配向膜の形成方法としては、真空蒸着法が知られている。しかし、真空蒸着法では、基板上に均一な配向膜を形成するために蒸着源と基板との距離を極めて大きくする必要があり、装置コスト、成膜速度等の面で多くの課題を有している。例えば下記特許文献１に記載の技術では、ターゲットから放出されるスパッタ粒子を被成膜基板面に対して一方向から斜めに入射させることで、上記柱状構造を形成するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１７０７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載のようにスパッタ法を用いて無機配向膜を形成することができれば、成膜時間の短縮や、膜厚の均一性向上といった効果が期待できるが、本発明者がスパッタ法を用いた配向膜形成プロセスの検討を行ったところ、基板上に所望形状の無機配向膜を良好に形成することが困難であることが判明した。このように所望形状の無機配向膜が得られなくなってしまうと、この無機配向膜によって液晶分子のプレチルト角をより良好に制御することができなくなってしまい、例えば液晶分子の配向状態をＴＮモードからＶＡモードまで自在に制御するのが困難になってしまう。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、高度に形状制御された無機配向膜を具備した液晶装置、及び当該液晶装置を簡便な工程で製造する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層と当接する面に無機配向膜が形成された液晶装置であって、前記無機配向膜は、微粒子の凝集体からなる配向下地膜上に形成されていることを特徴とする。
かかる構成の液晶装置では、前記配向下地膜が微粒子の凝集体により形成されているので、前記配向下地膜は前記微粒子による微小な凹凸を表面に有するものとなっている。そして、前記微小な凹凸が、無機配向膜を形成する際に基板上に堆積する配向膜材料に対するシャドウ効果を促進し、また高いエネルギーをもって基板上に付着した配向膜材料の粒子の再配置を阻害する作用を奏するので、局所的な膜成長が促進され、形成される無機配向膜は均一な高さで分布した柱状構造を有するものとなる。従って本発明の液晶装置は、高度に制御された前記柱状構造を有する無機配向膜を備えたものであり、信頼性に優れ、また良好な液晶配向制御により高画質の表示が得られる液晶装置となる。
【０００６】
本発明の液晶装置では、前記配向下地膜は、導電性微粒子の凝集体である構成とすることができる。また前記配向下地膜は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）微粒子の凝集体である構成とすることもできる。導電性微粒子の凝集体により配向下地膜を形成することで、配向下地膜も導電膜となり、例えば画素電極とともに液晶層への電圧印加手段としても機能するものとなる。そうすると、配向下地膜を絶縁材料により形成した場合に比して電圧印加手段を液晶層に近づけることができるので、閾値電圧を下げ、消費電力を低減することができる。
また配向下地膜は少なくとも画素の表示領域を覆うように形成されるものであるから透光性であることを要する。このような透光性導電材料のうちでも、ＩＴＯ微粒子を用いることが良好な透過率及び抵抗率を得るうえで好ましい。
【０００７】
本発明の液晶装置では、前記配向下地膜は、前記基板上の凹部内に一部埋設されている構成としてもよい。微粒子の凝集体からなる配向下地膜は、スパッタ法や真空蒸着法により形成される薄膜に比して段差被覆性が高いため、本構成のように基板上の凹部内に一部を配置すれば、凹部に起因する段差を解消し、基板表面を平坦化することができる。これにより、液晶層と当接する無機配向膜も平坦になるため、液晶の配向乱れや閾値電圧の不均一等を防止して良好な表示を得ることができる。
【０００８】
本発明の液晶装置では、前記基板上の凹部は、当該基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホールに起因する凹部であってもよい。すなわち、微粒子の凝集体からなる配向下地膜により、コンタクトホール起因の凹部を埋め立てて、基板表面を平坦化することもできる。これによりコンタクトホール形成領域における液晶の配向乱れを防止でき、良好な表示を得ることができる。
【０００９】
本発明の液晶装置では、前記コンタクトホールは、前記基板上に形成された画素スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続する画素コンタクトホールであることが好ましい。基板の表層側に配置される画素コンタクトホールは、それに起因する凹部によって配向膜の形状に影響を及ぼしやすく、またポリイミド等の有機配向膜を塗布しても埋めきれないため、画素コンタクトホールの形成領域では配向不良が生じやすい。そこで本構成のように、微粒子の凝集体からなる配向下地膜により画素コンタクトホールを埋め立てることで、配向下地膜上の無機配向膜を平坦に形成することができ、画素開口率、コントラストに優れる液晶装置を実現することができる。
【００１０】
本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層と当接する面に無機配向膜が形成された液晶装置の製造方法であって、前記無機配向膜が形成される基板上に、微粒子を含む液状体を配置して前記微粒子の凝集体からなる配向下地膜を形成する下地膜形成工程と、前記配向下地膜上に、配向膜材料を成膜して前記無機配向膜を形成する配向膜形成工程とを有することを特徴とする。
この製造方法によれば、無機配向膜の形成工程に先立って、微粒子の凝集体からなる配向下地膜を基板上に形成するので、無機配向膜を形成するに際して、配向下地膜表面に形成された微粒子に起因する微小な凹凸によって、無機配向膜の局所的な成長を促進することができ、均一な高さで分布した柱状構造を有する無機配向膜を容易に形成することができる。従って本製造方法によれば、液晶の配向制御性に優れ、また均一な液晶配向が得られる、信頼性に優れた無機配向膜を備える液晶装置を製造することができる。
【００１１】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記下地膜形成工程において、導電性微粒子を含む液状体を前記基板上に配置することもできる。さらに本発明の液晶装置の製造方法では、前記下地膜形成工程において、ＩＴＯ微粒子を含む液状体を前記基板上に配置することもできる。
このように配向下地膜を導電性微粒子により形成することで、例えば画素電極とともに液晶層への電圧印加手段としても機能する配向下地膜を基板上に形成することができる。これにより、電圧印加手段と液晶層との距離を狭めることができ、閾値電圧の上昇を抑え、また動作時の液晶の配向制御を確実に行うことができる液晶装置を製造することができる。
【００１２】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記下地膜形成工程に先立って、前記基板上に、スイッチング素子と、該スイッチング素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子に達するしたコンタクトホールとを形成する工程を有し、前記下地膜形成工程において、前記コンタクトホールの形成領域を含む前記基板上に前記液状体を配置することで、前記コンタクトホールに起因する前記基板上の凹凸を平坦化することもできる。
この製造方法によれば、微粒子をコンタクトホール内に配置して基板表面を平坦化することができるので、配向下地膜上に形成される無機配向膜を平坦に形成でき、無機配向膜の形状不良による液晶の配向乱れを防止して明るく高コントラストの表示を得られる液晶装置を製造することができる。
【００１３】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記下地膜形成工程に先立って、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に接続される電極を前記層間絶縁膜上に形成する工程を有し、前記下地膜形成工程において、前記コンタクトホール内に導電性微粒子を含む前記液状体を配置することもできる。この製造方法によれば、電極とスイッチング素子との導電接続構造が形成されたコンタクトホール内に導電性微粒子を配置するので、コンタクトホールの内部において導電性微粒子により電極とスイッチング素子との前記導電接続構造がより確実なものとなり、信頼性に優れた液晶装置を高歩留まりに製造することができるようになる。
【００１４】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記配向膜形成工程において、スパッタリングターゲットから配向膜材料を放出させて前記配向下地膜上に前記無機配向膜を形成するに際し、遮蔽部材を用いて前記無機配向膜が形成される基板と前記スパッタリングターゲット側のプラズマとを遮断するとともに、前記遮蔽部材に設けた開口部を介して前記スパッタリングターゲットから所定方向に放出された前記配向膜材料を選択的に前記基板上に堆積させることもできる。
この製造方法によれば、スパッタ法を用いて所望の柱状構造を有する、配向性の良好な無機配向膜を形成することができる。さらに本製造方法では、無機配向膜の形成面に微粒子の凝集体からなる配向下地膜が形成されるので、真空蒸着法に比して高エネルギーのスパッタ粒子が基板上に付着した場合にも、前記微粒子に起因する微小な凹凸によってスパッタ粒子に対するシャドウ効果が促進され、またスパッタ粒子の再配置も防止されるため、均一な高さで分布した柱状構造を有する配向性の良好な無機配向膜を形成することができる。
【００１５】
また、スパッタ法によってターゲットから放出されるスパッタ粒子（配向膜材料）の持つエネルギーは例えば１０ｅＶであり、蒸着法によって蒸着源から発生するクラスター状粒子の持つエネルギーが例えば０．１ｅＶであるのに比べて格段に大きいため、スパッタ粒子は蒸着法によるクラスター状粒子に比べて密着性が高いものとなる。よって、クラスター状粒子の場合、例えば装置の内壁面に付着した粒子が例えば振動等によって内壁面から脱落し、発塵を起こしてこれが基板上に異物となって付着してしまうおそれがあるが、スパッタ粒子の場合には、内壁面などに一旦付着すると、その高密着性によって容易には脱落せず、従ってこれが基板上に異物となって付着してしまうといった不都合が回避される。
【００１６】
本発明の液晶装置では、前記遮蔽部材は、接地電位に保持された金属板であり、前記開口部は、前記金属板の前記スパッタリングターゲットに対して所定の角度となる斜め方向の位置に形成されている構成とすることができる。このような構成とすることで、所望の角度で斜め方向に延びる柱状構造を具備した無機配向膜を容易に形成することができる。このように所望の角度で配向性良く配向膜を形成することができるため、得られた配向膜によって液晶分子のプレチルト角をより良好に制御することが可能になり、例えば液晶分子の配向状態をＴＮモードからＶＡモードまで自在に制御することが可能になる。また、スパッタリングターゲットと基板との間にプラズマを遮断するための接地された金属板を配設しているので、該金属板によって電子やイオン状物質をトラップすることができ、従って前記基板が前記ターゲット側で発生したプラズマに晒されることを抑制することができる。よって、所望形状の配向膜が得られなくなってしまうといった不都合を防止し、無機配向膜をより良好に形成することができる。
【００１７】
本発明の液晶装置では、前記開口部には、金属製のメッシュが設けられていることが好ましい。このようにすれば、金属製メッシュも金属板を介して接地されるため、この金属製メッシュにより、プラズマが開口部を通って基板側に洩れるのを防止することができる。また、特にメッシュはその開口径を十分小さく形成できるので、所望の開口径にすることにより、プラズマの洩れ防止効果を十分発揮させることが可能になる。
【００１８】
本発明の液晶装置では、前記開口部には、金属製の筒状体が、その中心軸が前記所定の角度にほぼ一致するようにして複数配設され、かつ、該筒状体の開口部は最密充填構造となるように設けられている構成とすることができる。このようにすれば、金属製筒状体も金属板を介して接地されるため、この金属製筒状体により、プラズマが開口部を通って基板側に洩れるのを防止することができる。また、筒状体はその中心軸が前記所定の角度にほぼ一致するようにして複数配設されているので、ターゲットから放出されたスパッタ粒子は筒状体を通過することで基板に対する入射角がより規制されるようになり、従って得られる配向膜はより良好な配向性を有するものとなる。さらに、筒状体はその開口部が最密充填構造となるように配設されているので、筒状体の開口部からなる空間率が高く、よって圧力損失が小さくなり、従って成膜性を損なうことなく、スパッタ粒子の基板に対する入射角を良好に規制することができる。
【００１９】
本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、本発明に係る液晶装置により優れた信頼性を有する電子機器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】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
（液晶装置）
図１は、本実施形態の液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板８０の平面構成図である。図２は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図３は、ＴＦＴアレイ基板８０の画像表示領域を拡大して示す平面構成図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面構成図である。
【００２２】
本実施形態の液晶装置は、図４に示すように、対向配置されたＴＦＴアレイ基板（第１基板）８０と、対向基板（第２基板）９０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えたＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置である。
【００２３】
図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板８０の中央には画像表示領域１０１が形成されている。画像表示領域１０１の周縁部にシール材８９が配設されており、かかるシール材８９により前記ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０とを貼り合わせ、前記両基板８０，９０とシール材８９とに囲まれる領域内に液晶層（不図示）が封止される。シール材８９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動回路１２０とが実装されている。ＴＦＴアレイ基板８０の端部には外部回路に接続する複数の接続端子７９が設けられており、かかる接続端子７９には前記駆動回路１１０，１２０から延びる配線が接続されている。シール材８９の四隅には前記ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０とを電気的に接続する基板間導通部７０が設けられており、基板間導通部７０も配線を介して接続端子７９と電気的に接続されている。
【００２４】
図２は、液晶装置の等価回路図である。液晶装置の画像表示領域には、複数のデータ線４６ａと、データ線４６ａと交差する方向に延びる複数の走査線４３ａとが形成されており、隣接する２本のデータ線４６ａと隣接する２本の走査線４３ａとに囲まれた矩形状の領域に対応して画素電極４９が配置されており、画像表示領域全体では画素電極４９が平面視マトリクス状に配列されている。各画素電極４９には、画素電極４９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０が接続されている。ＴＦＴ３０のソースにはデータ線４６ａが接続されている。各データ線４６ａには、前述したデータ線駆動回路から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。
【００２５】
また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線４３ａが接続されている。走査線４３ａには、前述した走査線駆動回路から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ３０のドレインには画素電極４９が接続されている。そして、走査線４３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、ＧｍによりＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることで、データ線４６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極４９を介して各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
【００２６】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極４９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極４９と容量線４３ｂとの間に蓄積容量１７が付与され、液晶容量と並列に接続されている。
【００２７】
図３は、ＴＦＴアレイ基板８０の平面構成図である。本実施形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極４９（破線４９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。各画素電極４９の縦横の境界に沿って、データ線４６ａ、走査線４３ａ及び容量線４３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極４９の形成領域に対応する矩形状の領域が画素の平面領域に対応しており、マトリクス状に配列された画素毎に表示動作が行われるようになっている。
【００２８】
ＴＦＴ３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層４１ａを備えている。半導体層４１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール４５を介して、データ線４６ａが接続されている。また、半導体層４１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール４８ｂ（４８ａ）を介して、画素電極４９が接続されている。一方、半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分には、チャネル領域４１ａ'が形成されている。
【００２９】
図４は、液晶装置の断面構造を示す図であり、図３のＡ−Ａ'線に沿う断面構成図である。図４に示すように、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＦＴアレイ基板８０と、これに対向配置された対向基板９０と、これらの間に挟持された液晶層５０とを備えて構成されている。ＴＦＴアレイ基板８０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体８０Ａ、及びその内側（液晶層側）に形成されたＴＦＴ３０や画素電極４９、さらにこれを覆う配向下地膜８５及び無機配向膜８６などを備えている。一方の対向基板９０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体９０Ａ、およびその内側（液晶層側）に形成された共通電極６１、さらにこれを覆う配向下地膜９５、無機配向膜９２などを備えている。
【００３０】
基板本体８０Ａの内面側には、後述する第１遮光膜５１ａおよび第１層間絶縁膜５２が形成されている。第１層間絶縁膜５２上に島状の半導体層４１ａが形成されている。半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分にはチャネル領域４１ａ'が形成されており、チャネル領域４１ａ’の両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。ＴＦＴ３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しており、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。チャネル領域４１ａ’側から順に形成された低濃度ソース領域４１ｂと高濃度ソース領域４１ｄとが前記ソース領域を構成し、チャネル領域４１ａ’側から順に形成された低濃度ドレイン領域４１ｃと高濃度ドレイン領域４１ｅとが前記ドレイン領域を構成している。
【００３１】
半導体層４１ａの表面にゲート絶縁膜４２が形成されており、ゲート絶縁膜４２上に走査線４３ａが形成されている。走査線４３ａのうちチャネル領域４１ａ'との対向部分はＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。ゲート絶縁膜４２及び走査線４３ａを覆って第２層間絶縁膜４４が形成されている。第２層間絶縁膜４４上にデータ線４６ａ、及びドレイン電極４６ｂが形成されており、データ線４６ａの一部は第２層間絶縁膜４４に貫設されたコンタクトホール４５内に埋設されて高濃度ソース領域４１ｄと電気的に接続されている。一方、ドレイン電極４６ｂは、第２層間絶縁膜４４に貫設されたコンタクトホール４８ａを介して半導体層４１ａの高濃度ドレイン領域４１ｅと電気的に接続されている。
【００３２】
第２層間絶縁膜４４、データ線４６ａ、及びドレイン電極４６ｂを覆って第３層間絶縁膜４７が形成されている。第３層間絶縁膜４７の表面に画素電極４９が形成されており、画素電極４９は第３層間絶縁膜４７を貫通してドレイン電極４６ｂに達する画素コンタクトホール４８ｂを介してドレイン電極４６ｂと電気的に接続されている。かかる構造により、画素電極４９とＴＦＴ３０とが電気的に接続されている。さらに、画素電極４９を覆って、配向下地膜８５が形成され、配向下地膜８５上に無機配向膜８６が形成されている。
【００３３】
半導体層４１ａを延設して第１蓄積容量電極４１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜４２を延設して誘電体膜が形成されており、かかる領域のゲート絶縁膜４２を介して前記第１蓄積容量電極４１ｆと対向する位置に第２蓄積容量電極を成す容量線４３ｂが配置されている。これにより、前記第１蓄積容量電極４１ｆと容量線４３ｂとが平面的に重なる位置に前述の蓄積容量５７が形成されている。
また、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する基板本体８０Ａの表面に、第１遮光膜５１ａが形成されている。第１遮光膜５１ａは、ＴＦＴアレイ基板８０の外側からの光が、半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ'、低濃度ソース領域４１ｂおよび低濃度ドレイン領域４１ｃに入射して光リークを生じるのを防止するものである。
【００３４】
一方、対向基板９０における基板本体９０Ａ上には、第２遮光膜６３が形成されている。第２遮光膜６３は、対向基板９０側からの光が半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ'や低濃度ソース領域４１ｂ、低濃度ドレイン領域４１ｃ等に入射するのを防止するものであり、平面視において半導体層４１ａと重なる領域に設けられている。前記第２遮光膜６３を覆う対向基板９０のほぼ全面にＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極６１が形成されている。そして、共通電極６１を覆って配向下地膜９５が形成され、かかる配向下地膜９５上に無機配向膜９２が形成されている。
【００３５】
ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０との間には、ネマチック液晶等からなる液晶層５０が挟持されている。ネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであり、非選択電圧印加時には基板に沿って水平配向し、選択電圧印加時には電界方向に沿って垂直配向する。またネマチック液晶分子は、正の屈折率異方性を有するものであり、その複屈折と液晶層厚との積（リタデーション）Δｎｄは、例えば約０．４０μｍ（６０℃）となっている。ＴＦＴアレイ基板８０側の無機配向膜８６による配向規制方向と、対向基板９０側の無機配向膜９２による配向規制方向とは、約９０°ねじれた状態に設定されている。基板本体８０Ａ、９０Ａのそれぞれの外側（液晶層５０と反対側）には、偏光板５８、６８が互いの透過軸を直交させた状態（クロスニコル）で配置されている。従って、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＮモードで動作し、捻れ配向した液晶の旋光性を利用した白表示と、電圧印加により垂直配向させた液晶の透過性を利用した黒表示との間で階調表示を行うものとなっている。
なお、本液晶装置６０をプロジェクタのライトバルブとして用いる場合には、偏光板５８、６８については、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間して配置することが望ましい。
【００３６】
ここで、図５及び図６を参照して、本実施形態の液晶装置６０に設けられた無機配向膜について説明する。図５は、ＴＦＴアレイ基板８０のうち、画素コンタクトホール４８ｂの周囲を拡大して示す部分断面構成図である。図６は、比較のために示す説明図であって、ＴＦＴアレイ基板８０について有機配向膜を用いた場合の画素コンタクトホール４８ｂの周辺における部分断面構造を示す図である。なお、図５及び図６に符号５０ａを付して示す楕円体は概念的に表示された液晶分子である。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態に係るＴＦＴアレイ基板８０においては、第３層間絶縁膜４７を貫通してドレイン電極４６ｂに達する画素コンタクトホール４８ｂが形成されている。ドレイン電極４６ｂは実際には金属膜を積層した構造であり、図示下側（画素電極４９と反対側）の第１層４６ｂ１は例えばアルミニウムからなる層とされ、第１層４６ｂ１上に形成された第２層４６ｂ２は例えばチタン窒化物（ＴｉＮ等）からなる層とされる。
【００３８】
スパッタ法等を用いて形成された画素電極４９は、第３層間絶縁膜４７の表面、画素コンタクトホール４８ｂの内壁面、及び画素コンタクトホール４８ｂの底部に露出したドレイン電極４６ｂの表面にわたって成膜されている。そして、画素電極４９上に、多数の微粒子８５ａの凝集体からなる配向下地膜８５が形成されており、かかる配向下地膜８５上に配向した柱状構造を有する無機配向膜８６が形成されている。
【００３９】
上記配向下地膜８５を構成する微粒子８５ａは、例えば一次粒子径が２０ｎｍのＩＴＯ微粒子であり、このように導電性を有する微粒子である場合、配向下地膜８５自体が導電性を有することとなり、液晶層５０に電圧を印加する画素電極４９の一部を構成する。
また上記無機配向膜８６は、一定方向に配向した柱状構造物を備える配向膜であり、シリコン酸化物を用いて形成されるが、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物、マグネシウム酸化物、ニッケル酸化物、ハフニウム酸化物、ガリウム酸化物、クロム酸化物、セリウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、イットリウム酸化物、タングステン酸化物、チタン酸化物、ジルコニウムチタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ＩＴＯ等の金属酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮ等の窒化物、アルミニウムフッ化物、カルシウムフッ化物、セリウムフッ化物、ランタンフッ化物、リチウムフッ化物、マグネシウムフッ化物、ニオブフッ化物、ナトリウムフッ化物等のフッ化物を用いることもできる。
【００４０】
本実施形態の液晶装置６０では、無機配向膜８６が微粒子の凝集体により構成された上記配向下地膜８５上に形成されていることで、その形成領域全体にわたり均一な柱状構造を有するものとなっている。これは、配向下地膜８５が通常のスパッタ薄膜等と異なり、その表面に微粒子８５ａに起因する凹凸形状を有しているためである。例えば無機配向膜８６をスパッタ法により成膜する場合、配向下地膜８５表面に飛来するスパッタ粒子は、スパッタリングターゲットからＡｒ等によってたたき出された粒子であるために高エネルギーであり、また化学的に活性な状態であることから、配向下地膜８５表面に付着した後に膜面上に広がりやすく、スパッタ法を用いて形成された画素電極４９上に直接無機配向膜８６を形成したのでは、局所的な膜成長により柱状構造を形成することが困難になる。これに対して本実施形態に係る配向下地膜８５を用いた場合には、微粒子の形状に起因する微細な凹凸によって前記スパッタ粒子の広がりを阻害し、また凹凸自身のシャドウ効果によって柱状構造の成長を促進することができる。
【００４１】
さらに、配向下地膜８５を構成する微粒子８５ａには、一次粒径が２０ｎｍ程度の微粒子を用いることができるため、配向下地膜８５表面の凹凸形状を微細で均一なものとすることができ、かかる配向下地膜８５上に形成される無機配向膜８６は均一な高さと分布とを有する柱状構造を具備したものとなる。
【００４２】
また、本実施形態に係る配向下地膜８５は、ＴＦＴ３０等に起因する基板表面の凹凸の平坦化にも寄与する。図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板８０上には、画素コンタクトホール４８ｂが開口しており、また図４に示したように、ＴＦＴ３０を構成する半導体層４１ａや走査線４３ａ、データ線４６ａ等の積層構造によって、最上層の第３層間絶縁膜４７の表面にも相応の凹凸が存在する。配向下地膜８５を設けることで、これらの素子構造に起因する基板表面の大きな凹凸形状を平坦化することができる。
【００４３】
特に、画素コンタクトホール４８ｂは、第３層間絶縁膜４７を貫通して１μｍ〜２μｍ程度の深さに形成されているため、画素電極４９を成膜しても埋めることができない。そうすると、図６に示すように、画素電極４９上にポリイミド等を塗布して有機配向膜２８６を形成した場合、画素コンタクトホール４８ｂに対応する位置で有機配向膜２８６表面に凹部が形成されてしまう。このような凹部上に液晶分子５０ａが配置されると、図６に示すように意図しない方向に配向してしまい、表示のコントラストが低下する。
【００４４】
これに対して、本実施形態に係る配向下地膜８５を設けた場合、図５に示すように多数の微粒子８５ａが画素コンタクトホール４８ｂ内に入り込んで画素コンタクトホール４８ｂを埋め立てるため、無機配向膜８６が形成される配向下地膜８５表面は画素コンタクトホール４８ｂがない領域と面一になる。また、図４に示したＴＦＴ３０の積層構造に起因する層間絶縁膜表面の凹凸についても、上記と同様の作用により平準化され、結果としてＴＦＴアレイ基板８０上の略全面で面一な配向膜形成面を得ることができる。
【００４５】
さらに、微粒子８５ａにＩＴＯ微粒子等の導電性微粒子を用いている場合、画素コンタクトホール４８ｂ内に充填された導電性の微粒子８５ａが、画素電極４９とドレイン電極４６ｂとのコンタクトをより確実なものとし、コンタクト不良による歩留まりの低下を防止することができるという効果を得ることができる。また、かかる効果を得る観点からは、上記画素コンタクトホール４８ｂ内にのみ選択的に導電性微粒子が充填されており、それ以外の基板上の領域には絶縁性の微粒子からなる配向下地膜が形成されている構成であってもよい。さらにこの場合、画素コンタクトホール４８ｂ内に選択的に配置される導電性微粒子については透光性を有さないものでもよいので、ＩＴＯや酸化錫、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物、ハロゲン含有酸化錫等の透明導電材料の微粒子のほか、銀、銅、ニッケル、マンガン、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、白金等の金属微粒子を用いることができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、スパッタ法等により形成した画素電極４９上に配向下地膜８５を形成した構成について説明したが、配向下地膜８５を導電性の微粒子８５ａにより構成する場合には、配向下地膜８５自体を画素電極として機能させることができるため、図示のような画素電極４９を省くことも可能である。
また、配向下地膜及び無機配向膜の構成については、ＴＦＴアレイ基板８０のみを取り上げて説明したが、対向基板９０側の配向下地膜９５及び無機配向膜９２についても全く同様である。但し、ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０とで同一の構造の配向膜を備えている必要はない。
【００４７】
以上説明した無機配向膜８６（９２）を形成してなる液晶装置６０にあっては、特に無機配向膜８６、９２として、前述したように配向性の良好な無機配向膜を備えているので、これらの無機配向膜８６、９２によって液晶分子のプレチルト角等の配向状態をより良好に制御することができ、高輝度、高コントラストの表示が可能であり、また耐熱性、耐光性に優れた信頼性の高い液晶装置となる。
【００４８】
（液晶装置の製造方法）
次に、図７から図１２を参照して、上記実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。  まず、本実施形態の製造方法で好適に用いられる製造装置について図７から図１０を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る配向下地膜の形成工程に好適に用いられる液滴吐出装置の概略構成図である。図８は、同液滴吐出装置に搭載された液滴吐出ヘッドの概略構成図である。図９は、本実施形態に係る無機配向膜の形成工程に好適に用いられる成膜装置の概略構成図である。図１０は、同成膜装置に備えられた筒状体の概略構成図である。
【００４９】
［液滴吐出装置］
本実施形態では、微粒子８５ａの凝集体からなる配向下地膜８５を形成するに際して、図７に示す液滴吐出装置を用いた液滴吐出法により導電性又は絶縁性の微粒子８５ａを含む液体材料を基板上に配置し、乾燥固着させることで配向下地膜８５を形成する。
【００５０】
図７に示す液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪは、液滴吐出ヘッドから基板Ｐに対して液滴を吐出（滴下）し、基板Ｐ上の任意の位置に液体材料を配置するものであって、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ方向駆動軸３０４と、Ｙ方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。制御装置ＣＯＮＴから供給される駆動信号に基づき、液滴吐出ヘッド３０１及びステージ３０７を移動させて液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐとの位置合わせを行うようになっている。また制御装置ＣＯＮＴはクリーニング機構、ヒータ３１５等、他の機能部の駆動制御も行うようになっている。
【００５１】
ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液体材料が塗布される基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、上述した微粒子材料を含む液体材料が吐出される。Ｘ方向駆動軸３０４には、Ｘ方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからのＸ方向の駆動信号に基づきＸ方向駆動軸３０４を回転させ、液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の位置決めを行う。Ｙ方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、ステッピングモータ等のＹ方向駆動モータ３０３を備えており、制御装置ＣＯＮＴからのＹ方向の駆動信号に基づきステージ３０７をＹ方向に位置決めする。
【００５２】
ヒータ３１５は、例えばキセノンランプ等のフラッシュランプであり、コンデンサに蓄えた電荷を短時間に放電する光照射によって基板Ｐを瞬時に加熱することで、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。フラッシュランプとしては光照射エネルギーが１〜５０Ｊ／ｃｍ２程度、光照射時間が１μ秒〜数ｍ秒程度のものを好適に用いることができる。
【００５３】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。図７においてＸ方向が走査方向であり、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、走査方向と直交するＹ方向に一定間隔で並んで設けられている。図７では液滴吐出ヘッド３０１を、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置しているが、配置角度を変えることもでき、角度調整によって液滴吐出ヘッド３０１の実質的なノズルピッチを調節することができる。
【００５４】
図８は、液滴吐出ヘッド３０１の断面図である。液滴吐出ヘッド３０１には、液体材料を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形し、ノズル３２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００５５】
［成膜装置］
図９（ａ）は本実施形態に係る無機配向膜の形成工程で好適に用いられる成膜装置（配向膜形成装置）の概略構成図である。図９（ｂ）は成膜装置１に備えられたターゲットの斜視構成図である。
成膜装置１は、真空チャンバーである成膜室２と、液晶装置の構成部材となる基板Ｗの表面に、無機材料からなる配向膜をスパッタ法により形成するスパッタ装置３とを備えている。成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための図示略の排気制御装置が配管等を介して接続されている。また実際の成膜装置では、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入／搬出を可能とするロードロックチャンバーが備えられている。ロードロックチャンバーにも、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置が接続され、ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。かかる構成により、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行えるようになっている。
【００５６】
スパッタ装置３は、本実施形態では公知のＲＦスパッタ装置からなっており、高周波電源４と、この高周波電源４と電気的に接続された電極５ｅに支持されたターゲット（スパッタリングターゲット）５とを備えている。そして、ＡｒガスやＯ２ガスなどの放電用ガスを導入しつつ、電極にＲＦ電力を供給することでターゲット５の前面側（本実施形態ではターゲット５の下面側）の空間にプラズマＰｚを発生させ、プラズマ雰囲気中のアルゴンイオン等をターゲット５に衝突させることで、ターゲット５から配向膜材料をスパッタ粒子としてたたき出し、基板Ｗ上に成膜を行う。
【００５７】
ターゲット５は、基板Ｗ上に形成する無機配向膜材料、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）やアルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３等）などからなり、本実施形態では、ターゲット５及び電極５ｅには、図５（ｂ）に示すように図示Ｂ方向に延びる細長い板状のものが用いられており、図５（ａ）に示すようにターゲット５の主面（（ｂ）図上面）を、ほぼ水平に鉛直方向下側に向けて設置されている。また、このターゲット５については、その主面を水平に設置することなく、例えば図９（ａ）に二点鎖線で外形を示すように、その法線Ｌを水平面に対して所定角度θ１（例えば４５°）だけ傾けて設置してもよい。
【００５８】
スパッタ装置３の下方には、基板Ｗをその被処理面（成膜面）が水平になるようにして保持する基板ホルダ６が設けられている。基板ホルダ６には、該基板ホルダ６を図示略のロードロックチャンバー（図示せず）側からその反対側へ水平に移送する図示略の移送手段が設けられている。この移送手段による基板Ｗの移送方向は、図９（ａ）においてＡ方向となっており、ターゲット５の長さ方向と直交する方向となっている。
【００５９】
また、基板ホルダ６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒータ（加熱手段）７が設けられており、さらに、保持した基板Ｗを冷却するための冷却手段８が設けられている。ヒータ７は、電源等を具備した制御部７ａに接続されており、制御部７ａを介した昇温動作により所望の温度に基板ホルダ６を加熱し、これによって基板Ｗを所望の温度に加熱できるように構成されている。一方、冷却手段８は、基板ホルダ６内に設けられた冷媒配管８ｃと、冷媒配管内に冷媒を循環させる媒体循環部８ｄとを備えてなり、媒体循環部８ｄから冷媒供給口８ａ内に冷媒を導入し、さらに冷媒排出口８ｂから再度媒体循環部８ｄに冷媒を循環させることにより、所望の温度に基板ホルダ６を冷却し、これによって基板Ｗを所望の温度に冷却できるように構成されている。媒体循環部８ｄには冷媒の温度調整を行う機構がさらに設けられている。
【００６０】
また、成膜室２内には、前記ターゲット５と前記基板Ｗとの間に金属板（遮蔽部材）９が配設されている。この金属板９は、アルミニウム等の非磁性金属からなるもので、図９（ａ）に示すように配線９ａによって接地（アース）されている。金属板９は、ターゲット５の近傍（下方）に形成したプラズマＰｚから基板Ｗを遮蔽し、前記基板Ｗの表面がプラズマＰｚに曝されないようにしている。すなわち、プラズマＰｚ中の電子や活性種を、接地された金属板９により捕捉して除去することで、これらの電子や活性種が基板Ｗ表面に到達しないようにしている。
【００６１】
金属板９には、前記ターゲット５に対して所定の角度となる斜め方向の位置に、前記ターゲット５から放出された配向膜材料を選択的に通過させるための開口部１０が設けられている。この開口部１０は、平面視で細長いスリット状に形成されており、その延在方向がターゲット５の長手方向と平行になるように配置されている。
【００６２】
ここで、開口部１０の前記ターゲット５に対する角度（所定の角度）については、形成する配向膜の配向角度、すなわち形成する柱状構造体の中心軸の、基板Ｗの成膜面に対する傾斜角度に対応して決定される。本実施形態では、開口部１０の位置についての角度（図９（ａ）中のθ２で示す角度）が、４５°に設定されている。すなわち、図９（ａ）に実線で示すターゲット５の下面の法線方向（すなわち鉛直方向）に対し、４５°傾いた方向となる位置に開口部１０が形成されている。このような構成のもとに、後述するようにスパッタによってターゲット５から放出された配向膜材料（スパッタ粒子）は、その一部のみが開口部１０を通過して基板Ｗに堆積し、残部はそのほとんどが金属板９上に堆積するようになる。従って、基板Ｗに堆積する配向膜材料（スパッタ粒子）は、開口部１０の位置によって基板Ｗへの入射角が規制されていることにより、この入射角に対応して基板Ｗ上で堆積成長し、斜め方向に傾いた柱状構造体となるようになっている。
【００６３】
また、この開口部１０には、本実施形態では金属製メッシュ１１と複数の金属製筒状体１２とが設けられている。金属製メッシュ１１は、金属板９と同様にアルミニウム等の非磁性金属からなるもので、開口部１０を覆うように金属板９の底面側（基板Ｗ側）に取り付けられたものである。金属製メッシュ１１は金属板９と電気的に導通し、従ってこの金属板９を介して接地（アース）されており、従って金属製メッシュ１１も、金属板９と同様に、前記プラズマＰｚ中の電子や活性種を捕捉して除去し、これにより基板Ｗに対してプラズマＰｚの影響が及ぶのを防ぐようになっている。すなわち、開口部１０はスリット状で面積は比較的小さいものの、この開口部１０からプラズマＰｚが洩れ出て基板Ｗに接してしまうおそれがあり、従って、このような金属製メッシュ１１を配設することにより、プラズマＰｚが開口部１０から洩れ出てくるのを防止しているのである。また金属製メッシュ１１については、その開口径を例えば２〜３ｍｍ程度に小さくできるため、所望の開口径にすることにより、プラズマＰｚの洩れ防止効果を十分発揮させることができる。
【００６４】
金属製筒状体１２は、アルミニウム等の非磁性金属からなる六角筒状のもので、金属製メッシュ１１の底面側に取り付けられたものである。また、金属製筒状体１２は、図１０に示すように、多数が密に配列されて筒状体群１３を構成している。なお、図１０では図を見やすくするために金属メッシュ１１の一部を省略しているが、実際には金属製メッシュ１１は筒状体群１３の金属板９側の開口端を覆うようにして設けられている。
【００６５】
図９（ａ）に示すように、筒状体群１３を構成する各金属製筒状体１２は、その中心軸が、水平面に対する法線方向、すなわち鉛直方向に対して、前記θ２にほぼ一致する角度で傾斜するよう配設されている。従って、前記中心軸は、前記ターゲット５と開口部１０とを結ぶ直線の鉛直方向に対する傾斜角と同じ傾斜角で傾斜させられたものとなっている。このような構成により、前記ターゲット５から放出されたスパッタ粒子は、金属製筒状体１２を通過することにより、基板Ｗに対する入射角が設定された角度に、より良好に規制されるようになっている。なお、金属製筒状体１２の長さ（高さ）については特に制限がないものの、例えば数ｃｍ〜十数ｃｍ程度とされる。
【００６６】
また、各金属製筒状体１２からなる筒状体群１３は、各金属製筒状体１２の開口部が、ハニカム構造と呼ばれる最密充填構造となるように配置されている。かかる構造を具備した筒状体群１３は、各金属製筒状体１２の開口部からなる空間率が高く、よって圧力損失が小さくなり、従って成膜性を損なうことなく、スパッタ粒子の基板Ｗに対する入射角を良好に規制することができるものとなっている。さらに本実施形態では、筒状体群１３も金属板９と同様に接地（アース）されており、筒状体群１３によってもプラズマＰｚ中の電子や活性種が捕捉除去されるので、プラズマＰｚの影響から基板Ｗが良好に保護されるようになっている。
【００６７】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記液滴吐出装置ＩＪ及び成膜装置１を用いた液晶装置の製造方法について、図１１及び図１２を参照して以下に説明する。図１１及び図１２は、先の実施形態の液晶装置６０のうち、特にＴＦＴアレイ基板８０の製造工程を説明するための断面工程図である。なお、図１１（ｂ）、（ｃ）、及び図１２では、製造工程の説明に直接関係しないＴＦＴ３０等の図示を省略している。また、先の実施形態と同様の構成要素については共通の符号を付している。
【００６８】
＜配向下地膜形成工程＞
まず、図１１（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板８０の基体である基板本体８０Ａ上に、遮光膜５１ａ、ＴＦＴ３０、複数の層間絶縁膜５２，４４，４７、画素電極４９等が形成された素子基板８０ａを用意する。かかる素子基板８０ａの製造に際しては、公知の製造方法が適用できるため、ここでは詳細な説明は省略する。図１１（ａ）に示す素子基板８０ａにおいて、最上層の第３層間絶縁膜４７上には、画素コンタクトホール４８ｂを介して下層側のドレイン電極４６ｂと電気的に接続される画素電極４９がパターン形成されている。
【００６９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出装置ＩＪを用いて、素子基板８０ａ上に微粒子８５ａが分散された液体材料１８５を吐出配置する。すなわち、液滴吐出ヘッド３０１と素子基板８０ａとを相対的に移動させつつ液滴吐出ヘッド３０１のノズルから液体材料１８５の液滴を吐出し、素子基板８０ａ表面に着弾させることで所定量の液体材料１８５を素子基板８０ａ上に配置する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、素子基板８０ａ上の所定領域に液体材料１８５を正確に塗布することができる。特に導電性の微粒子８５ａを含む液体材料１８５を用いる場合には、形成される配向下地膜８５自体が導電膜となるため、画素電極４９が短絡しないよう配向下地膜８５をパターン形成する必要があるが、液滴吐出法を用いるならば極めて容易に所望の平面形状の配向下地膜８５を形成可能である。
【００７０】
ここで、本実施形態に係る製造方法で用いられる液体材料に含まれる微粒子８５ａは、例えば、銀、銅、ニッケル、マンガン、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、白金等の金属や、チタン酸化物、アルミニウム酸化物、インジウム錫酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物、ハロゲン含有酸化錫等の金属酸化物の微粒子である。微粒子８５ａは、液体材料における分散性の向上や変質の防止を目的としたコーティングが施されていてもよい。
【００７１】
一方、分散媒としては、上記微粒子８５ａを分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と微粒子を分散させた液体材料の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００７２】
本実施形態では液体材料を液滴吐出法により基板上に配置するので、分散媒の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、液体材料組成物の吐出ノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えると吐出ノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整することを目的として、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、上記分散媒にフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加してもよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００７３】
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には吐出ノズル周辺部が液体材料の流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、吐出ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるだけでなく、液滴の吐出量が減少する。
【００７４】
液体材料１８５の素子基板８０ａ上への配置が終了したならば、次に、素子基板８０ａ上の液体材料１８５から分散媒を除去して、固体の配向下地膜８５とするために、乾燥／焼成工程を行う。この工程では、乾燥工程と焼成工程とを別々の工程で行ってもよく、一括の加熱処理により乾燥／焼成を行ってもよい。本実施形態の場合、乾燥／焼成処理を、フラッシュランプを用いた光照射による加熱処理によって行う。フラッシュランプの光照射条件は、光照射エネルギーが１〜５０Ｊ／ｃｍ２程度、光照射時間が１マイクロ秒〜数ミリ秒程度である。
【００７５】
この乾燥／焼成処理により、図１２（ａ）に示すように、分散媒が除去され、微粒子８５ａが凝集して固体となった配向下地膜８５が素子基板８０ａ上に形成される。また微粒子８５ａの表面にコーティング材が形成されている場合にもかかる乾燥／焼成処理で同時に除去される。そして、微粒子８５ａが導電性微粒子である場合には、かかる乾燥／焼成処理により導電性を有する配向下地膜８５が形成され、画素電極４９とともに液晶層５０への電圧印加手段として機能しうるものとなる。また、配向下地膜８５のうち画素コンタクトホール４８ｂ内に埋設されている部分は、画素電極４９とドレイン電極４６ｂとの導電接続を補助してコンタクト部の信頼性向上に寄与する。
【００７６】
上記乾燥／焼成処理は大気中で行ってもよいが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。乾燥／焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して決定すればよい。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。
【００７７】
なお、本発明に係る液晶装置にあっては、画素コンタクトホール４８ｂ内にのみ導電性粒子が充填され、画素電極４９上には絶縁性の微粒子からなる配向下地膜が形成されている構成も採用することができる。このような構成の液晶装置を製造する場合にも、上述の液滴吐出法を用いるならば、画素コンタクトホール４８ｂ内にのみ選択的に液体材料１８５を配置することが可能であることから、効率よく導電性微粒子によるコンタクトホールの充填を行うことができる。
【００７８】
また、導電性の微粒子８５ａからなる配向下地膜８５を設け、かかる配向下地膜８５を画素電極として用いる場合には、画素電極４９が形成されていない素子基板８０ａ上に、所定形状（例えば矩形状）に配向下地膜８５をパターン形成する必要がある。このような構成を採用する場合にも、上記液滴吐出法による配向下地膜８５の形成方法は有効である。すなわち、液滴吐出ヘッド３０１を用いて微量の液滴を素子基板８０ａ上に配置することができるため、素子基板８０ａ上に正確に画素電極としても機能する導電性の配向下地膜８５を形成することができる。またこの場合において、液体材料１８５の塗布領域をより正確に規制するために、素子基板８０ａ上に配向下地膜８５の形成領域を取り囲むバンク（隔壁部材）を形成しておくとよい。
【００７９】
さらに、本実施形態では液滴吐出法を用いて液体材料１８５を素子基板８０ａ上に塗布する場合について説明したが、配向下地膜８５の形成には液滴吐出法以外の液相法を用いてもよいのは勿論である。例えば、ＣＡＰコート法やダイコート法、カーテンコート法等を、液体材料の塗布形態に応じて用いることができる。
【００８０】
＜無機配向膜形成工程＞
次に、図９に示した成膜装置１を用いて、配向下地膜８５上に無機配向膜８６を形成する工程について説明する。
まず、基板Ｗとして、上述した配向下地膜８５の成膜が終了した素子基板８０ａを用意し、かかる素子基板８０ａを成膜室２に併設されたロードロックチャンバー内に収容し、ロードロックチャンバー内を減圧して真空状態とする。また、これとは別に、排気制御装置を作動させて成膜室２内を所望の真空度に調整しておく。
【００８１】
続いて、基板Ｗ（素子基板８０ａ）を成膜室２内に搬送し、基板ホルダ６にセットする。そして、配向膜形成の前処理として、基板ホルダ６のヒータ７によって基板Ｗを例えば２５０℃〜３００℃程度で加熱し、基板Ｗの表面に付着した吸着水やガスなどの脱水・脱ガス処理を行う。次いで、ヒータ７による加熱を停止した後、スパッタリングによる基板温度の上昇を抑制するため、基板ホルダ６内の冷却手段８を作動させ、基板ホルダ６内に冷媒を循環させることで基板Ｗを所定温度、例えば室温に保持する。
【００８２】
次に、アルゴンガス及び酸素ガスを所定の流量で成膜室２内に導入するとともに、排気制御装置を作動させ、所定の操作圧力、例えば１０−１Ｐａ程度に調整する。酸素ガスプラズマでは酸素ラジカル、酸素の負イオンが発生するため、アルゴンガスのみをターゲット５の前面側に導入し、酸素ガスは別系統のガス供給路から基板Ｗ上へ流入させてもよい。また、必要に応じてヒータ７、冷却手段８を作動させることにより、基板Ｗを室温に保持する。
【００８３】
その後、このような成膜条件のもとで、基板Ｗを移動手段（図示せず）によって図９（ａ）中の矢印Ａ方向に所定の速度で移動させつつ、スパッタリングを行う。すると、ターゲット５からは、配向膜材料となるスパッタ粒子が放射状に放出されるものの、ターゲット５と基板Ｗとの間には金属板９が配設されているため、スパッタ粒子は、金属板９の開口部１０を通過するもののみが、基板Ｗ上に入射するようになる。
【００８４】
すなわち、スパッタ粒子は、前記開口部１０内において、金属製メッシュ１１及び金属製筒状体１２の開口内に臨む基板Ｗの成膜面に対してのみ、選択的に入射するようになる。また、このようにして開口部１０を通過し、さらに金属製メッシュ１１及び金属製筒状体１２の開口内を通過したスパッタ粒子は、基板Ｗの成膜面に対して所定の角度、すなわち前記θ２で入射するようになる。その結果、図１２（ｂ）に示すように、基板Ｗに対して所定の角度で入射するスパッタ粒子８６ｐが堆積して得られる無機配向膜８６は、前記の入射角θ２に対応した角度で傾斜する柱状構造を有した無機配向膜となる。
【００８５】
また、スパッタ粒子が入射する素子基板８０ａ上には微粒子８５ａの凝集体からなる配向下地膜８５が形成されており、配向下地膜８５は微粒子８５ａの粒径等に応じた微小な凹凸をその表面に有している。そして、このような微小な凹凸によって、真空蒸着に比して高エネルギー状態で飛来するスパッタ粒子に対するシャドウ効果が促進され、また配向下地膜８５表面に付着したスパッタ粒子の再配置も制限されることから、スパッタ膜の局所的な成長が促進される結果、膜面に均一に分布した微細な柱状構造が形成される。これにより、本実施形態の製造方法により得られる無機配向膜８６は液晶分子を良好にかつ均一に配向させることができるものとなる。
【００８６】
以上の工程により、ＴＦＴアレイ基板８０を製造することができる。そして、別途製造した対向基板９０とシール材を介して貼り合わせ、基板間に液晶を封入することで、先の実施形態の液晶装置６０を製造することができる。
なお、対向基板９０の製造工程において、配向下地膜９５及び無機配向膜９２の形成工程は、上記ＴＦＴアレイ基板８０における配向下地膜形成工程、及び無機配向膜形成工程をそのまま適用することができる。また、配向下地膜９５及び無機配向膜９２の形成工程以外の工程については、公知の製造方法を適用することができる。
【００８７】
また、上記無機配向膜形成工程に用いている成膜装置１では、ターゲット５から放出されたスパッタ粒子（配向膜材料）を選択的に通過させるための開口部１０を設けているので、この開口部１０によってターゲット５から放出されたスパッタ粒子の基板Ｗへの入射角を規制することができ、従って所望形状の柱状構造、すなわち所望の角度の柱状構造となる、配向性の良好な無機配向膜を形成することができる。そして、このように所望の角度で配向性良く配向膜を形成することができるため、この配向膜を備えてなる液晶装置は、この配向膜によって液晶分子のプレチルト角をより良好に制御することができるようになる。
【００８８】
また、ターゲット５と基板Ｗとの間にプラズマを遮断するための接地された金属板９を配設しているので、金属板９によって電子やイオン状物質を捕捉することができ、これにより基板Ｗが前記ターゲット５側で発生したプラズマに曝されるのを抑制することができる。よって、所望形状の配向膜が得られなくなってしまうといった不都合を防止し、無機配向膜をより良好に形成することができる。
【００８９】
また、ＲＦスパッタ装置（スパッタ装置３）によるスパッタ法を採用しているので、例えば蒸着法やイオンビームスパッタ法に比べて低い真空度で成膜を行うことができ、従って真空ポンプ等の真空装置（排気制御装置）に関する負担を軽減することができる。さらに、蒸着法に比べて低い真空度で成膜を行うことから、成膜材料（配向膜材料）の平均自由行程が短くなり、従って蒸着法を採用した場合に比べて真空チャンバー等からなる成膜室を小型化することができ、装置に関する負担を軽減することができる。
【００９０】
また、スパッタ法によってターゲットから放出されるスパッタ粒子（配向膜材料）の持つエネルギーは例えば１０ｅＶであり、蒸着法によって蒸着源から発生するクラスター状粒子の持つエネルギーが例えば０．１ｅＶであるのに比べて格段に大きいため、スパッタ粒子は蒸着法によるクラスター状粒子に比べて密着性が高いものとなる。よって、クラスター状粒子の場合、例えば成膜室２の内壁面や金属板９に付着した粒子が振動等によって脱落し、発塵を起こしてこれが基板Ｗ上に異物となって付着してしまうおそれがあるが、スパッタ粒子の場合には、内壁面などに一旦付着すると、その高密着性によって容易には脱落せず、従ってこれが基板Ｗ上に異物となって付着してしまうといった不都合を回避することができる。
【００９１】
また、金属板９の開口部１０に金属製メッシュ１１を設けているので、この金属製メッシュ１１も金属板９を介して接地される。従って、金属製メッシュ１１により、プラズマが開口部１０を通って基板Ｗ側に洩れるのを防止することができる。特に金属メッシュ１１はその開口径を十分小さく形成できるので、所望の開口径にすることにより、プラズマの洩れ防止効果を十分発揮させることができる。
【００９２】
また、金属板９の開口部１０に金属製筒状体１２を設けているので、この金属製筒状体１２によっても、プラズマが開口部１０を通って基板Ｗ側に洩れるのを防止することができる。また、金属製筒状体１２は、その中心軸が前記θ２にほぼ一致するように傾斜して複数が配設されているので、ターゲット５から放出されたスパッタ粒子は金属製筒状体１２を通過することで基板Ｗに対する入射角がより規制されるようになり、従って得られる配向膜はより良好な配向性を有するものとなる。さらに、金属製筒状体１２はその開口部が最密充填構造となるように配設されているので、金属製筒状体１２の開口部からなる空間率が高く、よって圧力損失が小さくなり、従って成膜性を損なうことなく、スパッタ粒子の基板Ｗに対する入射角を良好に規制することができる。
【００９３】
また、前記ターゲット５を、移動手段（図示せず）による基板Ｗの移動方向（図１中矢印Ａ方向）とほぼ直交する方向に延びてライン状に細長く形成し、かつ、前記開口部１０を、該ターゲット５に対応して同じ方向に細長く形成しているので、基板Ｗを移送させつつ、ライン状のターゲットから配向膜材料を放出させ、連続してスパッタによる成膜を行うことにより、基板Ｗ上にターゲットの長さに対応した幅で面状に配向膜を形成することができ、従って生産性を高めることができる。
【００９４】
また、基板ホルダ６に基板Ｗを冷却するための冷却手段８を設けているので、成膜時、冷却手段８によって基板Ｗを冷却し、基板Ｗを所定温度、例えば室温に保持することにより、スパッタによって基板Ｗ上に付着した配向膜材料の分子の、基板Ｗ上での拡散（マイグレーション）を抑制し、配向膜材料の一軸方向での成長を促進することができる。従って、配向膜の配向性をより良好にすることができる。
【００９５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではスパッタ装置３としてＲＦスパッタ装置を用いたが、ＤＣスパッタ装置などの他のスパッタ装置を用いることも可能である。また、ターゲット５の形態についても、平行平板型ターゲットや、対向ターゲットなどを用いることが可能である。
また、金属板９の開口部１０に、金属製メッシュ１１と金属製筒状体１２からなる筒状体群１３の両方を設けたが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよく、また、開口部１０の幅が十分に狭い場合などでは、これらを設けないようにしてもよい。
【００９６】
（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器としてプロジェクタの一実施形態について、図１３を用いて説明する。図１３は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、前述した実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。
【００９７】
図１３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は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。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。
【００９８】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる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、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【００９９】
各光変調手段８２２、８２３、８２４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。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には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Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により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、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【０１００】
前述したプロジェクタは、前記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように信頼性が高いものとなっているので、このプロジェクタ（電子機器）自体も信頼性が高いものとなる。
【０１０１】
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、前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、前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、前記実施形態では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。
【０１０２】
また、本発明の液晶装置を、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】
【０１０３】
【図１】実施形態に係るＴＦＴアレイ基板の平面構成図。
【図２】同、等価回路図。
【図３】同、画素の詳細構成を示す平面構成図。
【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図５】ＴＦＴアレイ基板の一部を拡大して示す部分断面構成図。
【図６】有機配向膜を備えたＴＦＴアレイ基板の部分断面構成図。
【図７】液滴吐出装置の斜視構成図。
【図８】液滴吐出ヘッドの断面構成図。
【図９】成膜装置の概略構成図及びターゲットの斜視構成図。
【図１０】同、金属板及び金属製筒状体の概略図。
【図１１】液晶装置の製造方法を説明するための断面工程図。
【図１２】液晶装置の製造方法を説明するための断面工程図。
【図１３】電子機器の一例であるプロジェクタの概略構成図。
【符号の説明】
【０１０４】
１  成膜装置、２  成膜室、３  スパッタ装置、５  ターゲット、９  金属板（遮蔽部材）、１０  開口部、１１  金属製メッシュ、１２  金属製筒状体、５０  液晶層、６０  液晶装置、８０  ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、８５，９５  配向下地膜、８５ａ  微粒子、８６，９２  無機配向膜、９０  対向基板（第２基板）
【図１】
2007178699.tif 000003
【図２】
2007178699.tif 000004
【図３】
2007178699.tif 000005
【図４】
2007178699.tif 000006
【図５】
2007178699.tif 000007
【図６】
2007178699.tif 000008
【図７】
2007178699.tif 000009
【図８】
2007178699.tif 000010
【図９】
2007178699.tif 000011
【図１０】
2007178699.tif 000012
【図１１】
2007178699.tif 000013
【図１２】
2007178699.tif 000014
【図１３】
2007178699.tif 000015