(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源と、被蒸着材を前記蒸着源に対し所定の角度だけ傾斜させて配設させる被蒸着材配設部と、前記蒸着源と前記被蒸着材配設部との間に配設され前記蒸気が流通可能な蒸気流通部とを備え、前記蒸気流通部は、当該蒸気流通部の位置ごとに、単位時間当りの前記蒸気の流通量を異ならせることが可能な流通量制御手段を具備し、
前記流通量制御手段は、それぞれ並列する複数の並列流通部を備え、該複数の並列流通部が、前記蒸気が流通可能な流通面の面積が異なる組合せを少なくとも含み、
前記蒸気流通部は前記複数の並列流通部を区画する区画部を備えるものであって、該区画部が前記蒸気の流通方向に延びる壁面を少なくとも備えるとともに、該壁面の流通方向幅について、当該蒸気流通部への蒸気流の入射角が相対的に大きい位置に形成された区画部ほど相対的に大きく形成されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸気が流通可能な流通面の面積が、並列する一端側の並列流通部から他端側の並列流通部にそれぞれ順次大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記並列流通部の並列方向が、前記被蒸着材配設部に被蒸着材を配設した場合の被蒸着面の傾斜方向と、平面視した状態で略同方向となるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸気流通部は、前記蒸気の流通方向を変化させることが可能なスリット状の流通孔を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いた蒸着方法であって、前記被蒸着材を前記被蒸着材配設部に配設し、前記蒸着源から前記蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持され、該一対の基板の液晶層側の表面に無機配向膜がそれぞれ形成された構成を具備する液晶装置の製造方法であって、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて前記基板の表面に前記無機配向膜を蒸着形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被蒸着材表面に液晶配向膜等の蒸着膜を形成するのに好適な蒸着装置、及びこの装置を用いる蒸着方法、ならびに液晶装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板等の被蒸着材表面に対して蒸着膜を形成する方法として斜方蒸着法が知られている。この斜方蒸着法は、蒸着物質を斜めの角度から被蒸着材に導き入れ、被蒸着材表面に対して所定方向に配向した蒸着物質の柱状構造物（以下、カラムとも言う）を形成することが可能な蒸着方法である。具体的には所定の蒸着装置を用いて行われ、真空下、蒸着源を加熱して蒸着物質の蒸気流を生じさせ、予め蒸着源と傾き角θ1（蒸着源と基板面重心位置とを結ぶ基準線と、基板面法線とのなす角）でセットされた被蒸着材に対し蒸着を行うものとされている。この場合、上記傾き角θ1に基づいて蒸着物質のカラム配向方向が決定される。
【０００３】
一方、このような斜方蒸着法は、例えば液晶配向膜を形成する際に用いられる場合がある。この場合、基板上に液晶配向膜として形成した蒸着膜により、具体的にはカラムの配向方向に基づいて液晶分子を所定角度θ2（プレティルト角とも言う）だけ傾斜させることが可能となる。例えば、蒸着物質としてＳｉＯを用い、ＳｉＯの蒸気流を傾き角θ1に伴う蒸着角度で基板に導き入れることで、ＳｉＯの蒸着膜（液晶配向膜）を基板面に形成しており、例えば蒸着角度が４５〜７２°程度の場合、プレティルト角θ2は０°となり、蒸着角度が７５°〜８５°程度ではθ2は１１°〜３５°程度となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような斜方蒸着法においては、被蒸着材面上の場所によって蒸着の角度（蒸着角）、膜厚等が異なってくる。これは、蒸着源が点源であって、被蒸着材がその点源と傾き角θ1でセットされているためで、被蒸着材面の端側ほど点源からの広がりが大きくなるためである。このように蒸着角（蒸着方向と基板面法線方向とのなす角）、蒸着膜厚が場所によって異なると、蒸着分子の配向方向も場所によって異なるものとなる場合がある。さらに蒸着膜を液晶配向膜として用いた場合には、蒸着角及び／又は蒸着膜厚が基板面上の場所によって異なると、液晶分子のプレティルト角θ2も基板面上の場所によって異なってくる場合がある。
【０００５】
具体的には、基板面内で蒸着源に近い部分では膜厚が大きくなり、遠い部分では膜厚が小さくなるとともに、膜厚が大きいとプレティルト角が大きくなり、小さい場合にはプレティルト角が小さくなる場合がある。その結果、液晶層の電気光学的特性が場所によって変化し、これを表示画面等に用いた場合には、表示画面全体にわたって一様なコントラストが得られなくなる場合がある。
【０００６】
本発明の課題は、被蒸着材たる基板面全体に亙って、蒸着角度及び／又は蒸着膜厚のより均一な蒸着膜を形成することが可能な蒸着装置、及び蒸着方法、ならびに液晶装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の蒸着装置は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源と、被蒸着材を前記蒸着源に対し所定の角度だけ傾斜させて配設させる被蒸着材配設部と、前記蒸着源と前記被蒸着材配設部との間に配設され前記蒸気が流通可能な蒸気流通部とを備え、前記蒸気流通部は、当該蒸気流通部の位置ごとに、単位時間当りの前記蒸気の流通量を異ならせることが可能な流通量制御手段を具備し、
前記流通量制御手段は、それぞれ並列する複数の並列流通部を備え、該複数の並列流通部が、前記蒸気が流通可能な流通面の面積が異なる組合せを少なくとも含み、
前記蒸気流通部は前記複数の並列流通部を区画する区画部を備えるものであって、該区画部が前記蒸気の流通方向に延びる壁面を少なくとも備えるとともに、該壁面の流通方向幅について、当該蒸気流通部への蒸気流の入射角が相対的に大きい位置に形成された区画部ほど相対的に大きく形成されていることを特徴とする。ここで、被蒸着材の蒸着源に対する傾斜角（傾き角）θ１は、蒸着源（点源）と被蒸着面重心位置とを結ぶ基準線と、基板面法線とのなす角で定義され、蒸着源が２次元の広がりを具備する場合は、その重心位置と被蒸着面重心位置とを結ぶ基準線と、基板面法線とのなす角で定義するものとする。
【０００８】
このような蒸着装置によると、蒸気流通部の位置ごとに蒸気流通量を異ならせることが可能なため、被蒸着材表面への蒸着量をその被蒸着材表面の場所ごとに異ならせることが可能となり、蒸着膜の膜厚を被蒸着材表面において均一にすることが可能となり得る。すなわち、蒸気流通部の所定位置から流通する蒸気は、被蒸着材の特定位置に対応して蒸着するため、蒸気流通部の位置ごとに流通量を制御することで、被蒸着材の特定位置に蒸着する蒸着膜の膜厚を制御することが可能となる。具体的には、被蒸着材において膜厚が相対的に大きくなり得る箇所に対応する蒸気流通部では蒸着量を相対的に少なくし、一方、膜厚が相対的に小さくなり得る箇所に対応する蒸気流通部では蒸着量を相対的に多くする制御を行うことで蒸着膜厚を均一化することが可能となる。なお、蒸気流通部を、蒸気の流通方向を変化させることが可能なスリット状の流通孔を備えるものとすることで、スリットにより蒸気流の広がりが抑制され、被蒸着材に対する蒸着角（被蒸着面法線方向と蒸着方向（蒸気流方向）とのなす角）についても被蒸着材表面上で均一化することが可能となる。
【０００９】
具体的に、蒸気流通部は流通量制御手段としてそれぞれ並列する複数の並列流通部を備え、その複数の並列流通部が、蒸気が流通可能な流通面の面積が異なる組合せを少なくとも含むものとすることができる。この場合、流通面の面積が相対的に小さい並列流通部においては単位時間当りの蒸気流通量を相対的に小さくすることができ、一方、流通面の面積が相対的に大きい並列流通部においては単位時間当りの蒸気流通量を相対的に大きくすることが可能となる。したがって、被蒸着材の被蒸着面における場所による蒸着量分布を並列流通部の流通面積に対応して制御することが可能となり、具体的に被蒸着材において蒸着膜厚が相対的に小さくなり得る箇所に対応する並列流通部では流通面積を相対的に大きくし、一方、蒸着膜厚が相対的に大きくなり得る箇所に対応する並列流通部では流通面積を相対的に小さくすることで蒸着膜厚を均一化することが可能となる。
【００１０】
また、並列流通部において蒸気が流通可能な流通面の面積は、並列する一端側の並列流通部から他端側の並列流通部にそれぞれ順次大きく形成されているものとすることができる。この場合、蒸気流通部において相対的に面積の小さい一端側から相対的に大きい他端側に蒸気流通量を順次多くすることが可能となる。被蒸着材を蒸着源に対して所定の角度だけ傾斜した態様にて配設させる被蒸着材配設部を含む蒸着装置においては、被蒸着材において傾斜方向に蒸着量が異なってくるため蒸着膜厚が順次変化することとなるが、上記のように並列流通部における蒸気流通量を一端側から他端側に順次変化させることで、上記傾斜方向に対する膜厚分布を均一化することが可能となる。具体的には、並列流通部の並列方向が、被蒸着材配設部に被蒸着材を配設した場合の被蒸着面の傾斜方向と略同方向、詳しくは被蒸着面の傾斜の余弦方向と略同方向となるように構成することで膜厚分布を均一化することができる。更に具体的には被蒸着材配設部に配設した場合の被蒸着材との距離が相対的に小さい並列流通部を、一端側の流通部として流通面の面積を小さくし、上記被蒸着材との距離が相対的に大きい並列流通部を他端側の流通部として流通面の面積を大きくものとすることができる。
【００１１】
一方、流通量制御手段は、被蒸着材配設部に被蒸着材を配設した場合、蒸気流通部の被蒸着材と相対的に近い位置を単位時間当りに通過する蒸気の流通量と、相対的に遠い位置を単位時間当りに通過する蒸気の流通量とにおいて、近い位置を流通する流通量を相対的に少なくする制御を行うものとすることができる。ここで、一般的に蒸気流通部に近い位置にある被蒸着面と、遠い位置にある被蒸着面とでは、近い位置にある蒸気流通部の方が蒸着量が多くなる傾向にある。そこで、蒸気流通部において、所定の角度だけ傾斜して配設された被蒸着材に対し相対的に近い部分の蒸気流通量を、相対的に遠い部分の蒸気流通量よりも少なくするこで、上述した被蒸着面と蒸気流通部との間の距離による蒸着量の不均一を抑制することが可能となる。
【００１２】
次に、蒸気流通部は複数の並列流通部を区画する区画部を備えるものであって、その区画部は蒸気の流通方向に延びる壁面を少なくとも備えるとともに、壁面の流通方向幅について、当該蒸気流通部への蒸気流の入射角が相対的に大きい位置に形成された区画部ほど相対的に大きく形成されているものとすることができる。この場合、上記区画部の壁面は蒸気流の方向をその蒸気流の広がりを狭める方向に規制する蒸着方向規制手段として機能しており、被蒸着材への蒸着角をより均一にするための手段として機能している。したがって、当該蒸気流通部への蒸気流の入射角が相対的に大きい位置に形成された区画部について、その壁面の流通方向幅を大きくすることで、相対的に入射角の大きい区画部での蒸気流の広がりをより規制することが可能となる。なお、この場合の入射角は蒸気流通部の開口面の法線方向と当該蒸気流方向とのなす角度を言うものとする。
【００１３】
次に本発明の蒸着方法は、上記蒸着装置を用いることを特徴とし、被蒸着材をその被蒸着面が所定の角度だけ傾斜するように被蒸着材配設部に配設し、上記蒸着源から蒸気流通部を介して被蒸着面に対して蒸着物質を蒸着させることを特徴とする。このような蒸着方法により、被蒸着材には従来に比して蒸着膜厚及び／又は蒸着角の均一な蒸着膜が形成されることとなる。
【００１４】
さらに本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持され、その一対の基板の液晶層側の表面に無機配向膜がそれぞれ形成された構成を具備する液晶装置の製造方法であって、上記蒸着装置及び蒸着方法を用いて基板の表面に無機配向膜を形成することを特徴とする。この場合、基板表面には蒸着物質たる無機配向膜が形成されることとなり、上記蒸着装置を用いているため、無機配向膜は膜厚が従来の蒸着方法に比して均一となり、しかも蒸着角度もより均一化されるため、挟持される液晶層において液晶分子をより均一に所定角度（プレティルト角）θ2だけ傾斜させることが可能となる。したがって、本発明の方法により製造された液晶装置を表示装置に用いた場合、液晶層の電気光学的特性が場所によらずより均一になるため、表示画面全体にわたって一様なコントラストで表示することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［蒸着装置の一実施形態及び蒸着方法の一実施例］
以下、本発明の蒸着装置についてその一実施形態を図面を参照しつつ説明する。  なお、各図においては、各構成部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、その縮尺を異ならしめてある。
図１は、蒸着装置の外観を模式的に示す説明図である。この蒸着装置１は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源２と、蒸着物質の蒸気が流通可能なスリット開口部３ａを備える蒸気流通部３と、被蒸着材としての基板５を蒸着源２に対して所定角度傾斜させて配設する基板配設部７とを具備する蒸着室８、蒸着室８を真空にするための真空ポンプ１０を備えている。なお、基板配設部７は基板５を蒸着室８から吊り下げ状態で把持する吊下把持部材として構成されているが、基板５を傾斜させた状態で配設することが可能な載置式の設置部材を用いることも可能である。また、蒸気流通部３は、蒸着源２と基板配設部７との間に配置され、スリット開口部３ａにおいて段差部３ｂを備えており、スリット開口部３ａには、蒸気の流通を制御するための蒸気流通制御部材４（図４参照）が段差部３ｂに嵌め込みにより挿脱可能な形態で形成されている。
【００１６】
この場合の蒸着方法は以下の通りである。まず、真空ポンプ１０を作動させると、蒸着室８が真空化し、さらに加熱装置（図示略）により蒸着源２を加熱すると蒸着源２から蒸着物質の蒸気が発生する。蒸着源２から発生した蒸着物質の蒸気流は、スリット開口部３ａに形成された蒸気流通制御部材４を通過し、所定の角度（蒸着角）で基板５の表面に蒸着されるものとされている。
【００１７】
図２は蒸着源２と、蒸気流通制御部材４と、基板５との位置関係を模式的に示す説明図である。基板５は、点源で構成される蒸着源２と基板５の重心位置とを結ぶ基準線ｌ1と、基板５の基板面法線ｌ2とのなす角で定義される傾き角θ1を、８０°として配設されている。また、基板５と蒸着源２との略中間付近には、蒸気流通制御部材４が配設され、本実施形態の場合、基板５（重心位置）と蒸着源２との距離Ｌ1が１００ｃｍ、蒸気流通制御部材４と蒸着源２との距離Ｌ2が５０ｃｍとされている。
【００１８】
蒸気流通制御部材４は、図２に示すように、蒸気の流通を制御する制御本体部４ａと、上記スリット開口部３ａ（図１参照）に装着するための装着部４ｃとを備えている。装着部４ｃは、スリット開口部３ａの段差部３ｂ（図１参照）に対応した段差部４ｂを備えており、スリット開口部３ａに挿脱自在とされ、したがって当該蒸気流通制御部材が取り替え自在に構成される。制御本体部４ａは、蒸気流通部３（図１参照）の位置毎に（詳しくはスリット開口部３ａの位置毎に）単位時間当りの蒸気の流通量を異ならせるべく複数のスリット４１を備え、スリット４１により並列状態で区画された複数の並列流通部４２，４３，４４が区画形成されている。
【００１９】
ここで、並列流通部４２，４３，４４は基板５の傾斜の余弦方向と略同方向に並列しており、蒸着源２側から基板５側に連通する流通孔としてそれぞれ構成されている。そして、各並列流通部４２，４３，４４はこの順に基板５から近い位置に形成されており、さらにこの順に蒸気流通の開口面積が大きく形成されている。一方、スリット４１は所定の厚さを備え、その厚さにより蒸気の流通を少なくとも遮る蒸気流通遮蔽部材として機能している。したがって、スリット４１が密に形成され、並列流通部の開口面積が小さく形成された領域、すなわち基板５に相対的に近い領域は、蒸気の単位時間当りの流通量が少ないものとされている。
【００２０】
なお、制御本体部４ａは図２に示すように幅Ｌ3が６ｃｍ、奥行きＬ4が５ｃｍとされている。また、図３は制御本体部４ａの平面模式図であって、高さＬ5が４０ｃｍとされており、並列流通部４２，４３，４４の幅Ｌ31，Ｌ32，Ｌ33は、それぞれ１：２：３の割合で、すなわち１ｃｍ，２ｃｍ，３ｃｍに形成されている。
【００２１】
図４は蒸気流通制御部材４を模式的に示す斜視図であって、上記スリット４１は、蒸気の流通方向に延びる壁面４１ａを備えている。この壁面４１ａは、入射する蒸気流の広がりを抑制する蒸気流拡散抑制部として構成されており、蒸気流の広がりが抑制されることで、基板５への蒸着角度の広がりも抑制することが可能となって、蒸着物質の蒸着角を均一化することが可能となる。なお、この蒸着角は、蒸着流の基板面への入射方向と基板法線方向とのなす角にて定義されるものとしている。なお、図４に示すように、装着部４ｃにおいて、幅Ｌ6は１６ｃｍ、高さＬ7は６０ｃｍとされている。
【００２２】
以下、蒸気流通制御部材４の変形例について説明する。図５（ａ）は蒸気流通制御部材４の制御本体部４ａの一変形形態を示す平面模式図で、図６はその制御本体部４ａを備えた蒸気流通制御部材４を模式的に示す斜視図である。この場合、制御本体部４ａの高さ方向に並列し、スリット４１と直交する方向に延びる第２スリット４９を設け、その高さ方向への蒸気流の広がりを抑制している。したがって、基板５の蒸着面において、傾斜方向のみならず、その傾斜方向と交わる方向についても蒸着角の不均一化（広がり）を抑制することが可能となる。なお、制御本体部４ａの高さＬ5＝４０ｃｍに対し、第２スリット４９，４９の間隔Ｌ8は２０ｃｍとされ、その両端側の制御本体部４ａの壁面との間隔Ｌ9は１０ｃｍとされている。
【００２３】
一方、図５（ｂ）は、蒸気流通制御部材４の制御本体部４ａの更に異なる変形例を示す側面模式図である。この場合、蒸気流方向に延びる壁面４１ａ（図４参照）を備えたスリット４１について、その壁面が制御本体部４ａの中心よりも側方ほど、蒸気流通方向に長く延びる態様にて構成されている。言い換えると、蒸気流の制御本体部４ａへの入射角が相対的に大きい位置に形成されたスリットほど、壁面が蒸気流通方向に長く延びる態様に構成されている。なお、入射角は制御本体部４ａの開口面の法線方向と蒸気流方向とのなす角度を言うものとする。
【００２４】
［実施例］
上述した実施形態の蒸着装置１を用いて以下の実験を行った。まず、直径３０ｃｍの基板５を傾き角度θ1＝８０°で基板配設部７に取り付けた後、蒸着室８を真空として蒸着源２から蒸着物質としてＳｉＯの蒸気を生じさせた。その蒸気は、蒸気流通部３のスリット開口部３ａに取り付けられた蒸気流通制御部材４を介して、基板５の表面に蒸着された。なお、基板５は直径３０ｃｍの円状基板を採用し、蒸気流通制御部材４は図４及び図６に示す制御本体部４ａを備えるもの用い、比較例として蒸気流通制御部材を用いないものを用いて蒸着を行った。
【００２５】
次に、このように基板５に蒸着された蒸着膜について蒸着膜厚及びその蒸着物質の柱状構造物（以下、カラムとも言う）の配向角度を検討した。具体的には図７に示すように、基板面に座標をとり、各座標位置毎に蒸着膜厚、配向角度を求めた。ここで、配向角度はカラムの配向方向と基板面とのなす角のことを言うものとする。なお、図７においてθで示した矢方向に蒸着流が広がるものとされており、基板５はｘ軸を支軸としてｙ軸方向が蒸着源２に対して傾いているものとされている。すなわちｙ軸が傾斜線方向、ｘ軸が傾斜支軸線方向となり、基板５を基板配設部７に取り付けた状態でｙ＝０が蒸着源２に近い側、ｙ＝３０が蒸着源２に遠い側とされている。
【００２６】
まず、図４に示す制御本体部４ａを備える蒸気流通制御部材４をスリット開口部３ａに装着させて蒸着を行った場合と、その蒸気流通制御部材４を用いずに蒸着を行った場合の蒸着膜厚に関する結果を図８に示す。蒸気流通制御部材４の不使用時にはｙの増加に伴って、すなわち蒸着源２から遠くなるにつれて蒸着膜厚が小さくなることが分かる。一方、図４に示す制御本体部４ａを備える蒸気流通制御部材４を使用した場合には、ｙの値に関わらず略一定で、不使用時に比して相対的に均一な蒸着膜厚となっていることが分かる。これは、図４に示す制御本体部４ａは、スリット４１により仕切られた並列流通部４２，４３，４４を備えており、その並列流通部はこの順に流通面積が大きく形成されているため、蒸着源２に近い位置の蒸気の流通量が、遠い位置の流通量に比して少なくされている（蒸気の通過を抑制している）ためである。
【００２７】
一方、図６に示す制御本体部４ａを備える蒸気流通制御部材４をスリット開口部３ａに装着させて蒸着を行った場合と、その蒸気流通制御部材４を用いずに蒸着を行った場合の配向角度に関する結果を図９に示す。蒸気流通制御部材４の不使用時にはｙの増加に伴って、すなわち蒸着源２から遠くなるにつれて蒸着角度が大きくなることが分かる。一方、図６に示す制御本体部４ａを備える蒸気流通制御部材４を使用した場合には、ｙの値に関わらず略一定で、不使用時に比して相対的に均一な配向角度となっていることが分かる。これは、図６に示す制御本体部４ａは、スリット４９の壁面により蒸気の広がりが抑制されているためである。
【００２８】
［液晶装置の一実施形態］
上記蒸着装置１により製造した蒸着膜付基板を用いた液晶装置の構成について、その一実施形態を図面を参照して以下説明する。図１０は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図１１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平面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ'線断面図である。なお、図１２においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２９】
図１０に示すように、本実施形態の液晶装置において、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９ａと、当該画素電極９ａを制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３０とがマトリクス状に複数形成されており、画像信号を供給するデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソース領域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しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３０ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３０ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレイン領域に電気的に接続されており、スイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、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。
【００３０】
画素電極９ａ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、対向基板２０（図１２参照）に形成された対向電極２１（図１２参照）との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図１２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば画素電極９ａの電圧は、蓄積容量７０によりソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ保持される。蓄積容量７０を形成する方法として、半導体層との間で容量を形成するための配線である容量線３０ｂを設けている。
【００３１】
次に、図１１を参照しつつ、本実施形態の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の画素部（画像表示領域）内の平面構造について説明する。液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ'により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３０ａ及び容量線３０ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５０を介してポリシリコン膜からなる半導体層１１ａのうちソース領域に電気的に接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８０を介して半導体層１１ａのうちドレイン領域に電気的に接続されている。画素電極ピッチは、２０μｍ程度以下、好ましくは１５μｍ程度以下とされている。また、半導体層１１ａのうちチャネル領域に対向するように走査線３０ａが配置されており、走査線３０ａはゲート電極として機能している。
【００３２】
次に、断面構造を見ると、図１２に示すように、本実施形態の液晶装置は、一対の透明基板を有しており、その一方の基板をなすＴＦＴアレイ基板１００と、これに対向配置される他方の基板をなす対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１００は、例えば石英基板やハードガラスからなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなるものである。ＴＦＴアレイ基板１００には、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる画素電極９ａが設けられ、ＴＦＴアレイ基板１００上の各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３０ａ、当該走査線３０ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１１ａのチャネル領域１ａ'、走査線３０ａと半導体層１１ａとを絶縁する絶縁薄膜１２、データ線６ａ、半導体層１１ａ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１１ａ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。
【００３３】
また、上記走査線３０ａ上、絶縁薄膜１２上を含むＴＦＴアレイ基板１００上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５０及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８０が各々形成された第２層間絶縁膜１４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホール５０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１４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８０が形成された第３層間絶縁膜１７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１４及び第３層間絶縁膜１７を貫通するコンタクトホール８０を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。これら第３層間絶縁膜１７や画素電極９ａは無機配向膜３６の下地層となっている。
【００３４】
また、ゲート絶縁膜となる絶縁薄膜１２を走査線３０ａの一部からなるゲート電極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１１ａ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３０ｂ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。
【００３５】
また、図１２に示すようにＴＦＴアレイ基板１００表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置には、第１遮光膜１１１が設けられている。第１遮光膜１１１は、ＴＦＴアレイ基板１００上に設けられたメタル層Ｍ１と、メタル層Ｍ１の上に設けられたバリア層Ｂ１とからなるものである。
【００３６】
また、第１遮光膜１１１と複数の画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１層間絶縁膜（絶縁体層）１１２が設けられている。第１層間絶縁膜１１２は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１１ａを第１遮光膜１１１から電気的に絶縁するために設けられるものである。さらに、第１層間絶縁膜１１２は、ＴＦＴアレイ基板１００の全面に形成されており、第１遮光膜１１１パターンの段差を解消するために表面を研磨し、平坦化処理を施してある。
【００３７】
上記第１遮光膜１１１（及びこれに電気的に接続された容量線３０ｂ）は、定電位源に電気的に接続されており、第１遮光膜１１１及び容量線３０ｂは、定電位とされる。したがって、第１遮光膜１１１に対向配置される画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対して、第１遮光膜１１１の電位変動が悪影響を及ぼすことはない。
【００３８】
他方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板１０上のデータ線６ａ、走査線３０ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０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第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３上を含む対向基板２０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられている。対向電極２１もＴＦＴアレイ基板１００の画素電極９ａと同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。第２遮光膜２３の存在により、対向基板２０の側からの入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１１ａのチャネル領域１ａ'や低濃度ソース領域領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。さらに、第２遮光膜２３は、コントラスト比の向上、色材の混色防止などの機能、いわゆるブラックマトリクスとしての機能を有している。
【００３９】
次に、ＴＦＴアレイ基板１００の画素スイッチング用ＴＦＴ３０、データ線６ａ及び走査線３０ａの形成領域にあたる第３層間絶縁膜１７上及び画素電極９ａ上に無機斜方蒸着膜からなる無機配向膜３６が形成されている。この無機配向膜３６は、第１遮光膜１１１、第１層間絶縁膜１１２、ＴＦＴ３０、第２層間絶縁膜１４、第３層間絶縁膜１７、画素電極９ａ等を形成したＴＦＴアレイ基板１００に上述の蒸着装置１（図１参照）を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板１００に対して所定の角度で配列されたカラムを成長させる斜方蒸着工程により形成されたものである。
【００４０】
図１３は無機斜方蒸着膜３６が形成されている部分及びその近傍部分の斜方蒸着方向に沿った断面構造を模式的に示す図である。無機斜方蒸着膜３６は、基板１００の表面に対し所定角度θ3だけ配向した無機材料のカラム３６ａを有し、そのカラム３６ａが疎に形成されており、隣接する柱状構造物３６ａ，３６ａ間に隙間３７が空いている。
【００４１】
図１２に戻り、ＴＦＴアレイ基板１００側の無機配向膜３６と対向する位置にあたる対向基板２０の対向電極２１上にも、同様の材料からなる無機配向膜１４２が設けられている。この無機配向膜１４２も、無機配向膜３６と同様、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向基板２０に上述の蒸着装置１（図１参照）を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板２０に対して所定の角度で配列されたカラムを成長させる斜方蒸着により形成されたものである。
【００４２】
ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０は、画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置されている。そして、これら基板１００、２０と図示しない基板側方に設けられたシール材とにより囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層１５０が形成される。液晶層１５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態（電圧無印加時）で無機配向膜３６、１４２の作用により所定の配向状態をとっている。なお、「電圧無印加時」、「電圧印加時」は、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意味している。
【００４３】
なお、図１３に示すように、無機斜方蒸着膜３６が形成されている部分の近傍の液晶分子は、電界が印加されていない状態（電圧無印加時）では分子の長軸は斜方蒸着方向に沿った方向を含む面に配向し、プレティルト角θpが２５度から４５度の範囲内となる。このように液晶分子が配向するのは、無機斜方蒸着膜３６，１４２が、先に述べたように傾斜したカラム間に隙間３７を有する構造であり、この無機斜方蒸着膜３６，１４２の液晶層１５０側の表面形状効果によるものである。
【００４４】
［液晶装置の製造プロセス］
次に、上記構成を有する液晶装置の製造プロセスについて、その一実施例を図１４から図１６を参照して説明する。なお、図１４と図１５は各工程におけるＴＦＴアレイ基板１００側の各層を、図１６（ａ），（ｂ）は各工程における対向基板２０側の各層を、図１２と同様に図１１のＡ−Ａ'断面に対応させて示した工程図である。
【００４５】
図１４に示すように、石英基板、ハードガラスなどからなるＴＦＴアレイ基板１００上にメタル層Ｍ１とバリア層Ｂ１とからなる第１遮光膜１１１、第１層間絶縁膜１１２、半導体層１１ａ、チャネル領域１ａ'、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、高濃度ドレイン領域１ｅ、第１蓄積容量電極１ｆ、絶縁薄膜１２、走査線３０ａ、容量線３０ｂ、第２層間絶縁膜１４、データ線６ａ、第３層間絶縁膜１７、コンタクトホール８０、画素電極９ａを従来と同様の方法（例えばフォトリソグラフィ法）などにより形成したものを用意する。このように画素電極９ａ等が形成されたＴＦＴアレイ基板１００の表面に対して図１に示した蒸着装置１を用いて所定方向から無機材料（蒸着物質）を斜方蒸着する。そして、図１５に示すように、所定方向に配向したカラムを有する無機斜方蒸着膜３６（図１３参照）が表層部に形成される。
【００４６】
他方、対向基板２０については、ガラス基板等が先ず用意され、図１６（ａ）に示すように、第２遮光膜２３を、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程を経て形成する。なお、遮光膜は、Ｃｒ、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌなどの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。その後、第２遮光膜２３が形成された対向基板２０の全面にスパッタリング等により、ＩＴＯ等の透明導電性膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。次に、第２遮光膜２３や対向電極２１等を形成した対向基板２０に対して、図１に示した蒸着装置１を用いて酸化シリコン等の無機材料を蒸着させ、基板に対して所定の角度で配列された柱状構造物を成長させる斜方蒸着を行い、図１６（ｂ）に示すように対向電極２１の表層に無機配向膜１４２を形成する。
【００４７】
最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１００（図１５参照）と対向基板２０（図１６参照）とを斜方蒸着方向が反対（１８０°ずらす）になるように配置（ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０とを、所定角度で配列した柱状構造物の配列方向が反対になるように配置）し、セル厚が４μｍになるようにシール材５１（図１７参照）により貼り合わせ、空パネルを作製する。液晶としてはフッ素系のポジ型の液晶を使用し、この液晶をパネル内に封入し、本実施形態の液晶装置が得られる。
【００４８】
なお、上記実施形態の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法においては、本発明をＴＦＴ素子に代表される３端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置とこの液晶装置用基板の製造方法に適用した場合について説明したが、ＴＦＤ素子に代表される２端子型素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法や、パッシブマトリクス型の液晶装置及びこの液晶装置用基板の製造方法にも適用できる。また、本発明は透過型の液晶装置だけでなく、反射型の液晶装置にも適用可能である。
【００４９】
［液晶装置の全体構成］
次に、上記液晶装置の全体構成を図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は、ＴＦＴアレイ基板１００をその上に形成された各構成要素とともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図１８は、対向基板２０を含めて示す図１７のＨ−Ｈ'断面図である。
【００５０】
図１７において、ＴＦＴアレイ基板１００の上には、シール材５１がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第２遮光膜２３と同じかあるいは異なる材料からなる額縁としての第３遮光膜５３が設けられている。シール材５１の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１００の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。
【００５１】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１００の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２０との間で電気的導通をとるための導通材１０６が設けられている。そして、図１８に示すように、図１７に示したシール材５１とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５１によりＴＦＴアレイ基板１００に固着されている。
【００５２】
［電子機器］
上記の本発明の実施形態の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図１９を参照して説明する。図１９において、投射型表示装置１１００は、上述した実施形態の液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ及び９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、光源装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１００１の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。
【００５３】
均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。したがって、均一照明光学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
【００５４】
各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂ及び緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４から色合成プリズム９１０の側に出射される。次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【００５５】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、図示しない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本例のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【００５６】
導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されている。集光レンズ９５４から出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム９１０によって合成された光が投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投射面１００１の表面に拡大投射されるようになっている。
【００５７】
本例において、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂは、図１０ないし図１８を用いて説明した液晶装置である。例えば、液晶装置を投射型表示装置のライトバルブに用いる場合、直視型液晶表示装置として用いる場合に比べて入射光の強度が高く、配向膜がポリイミド等の有機配向膜から構成されていると配向膜の劣化が顕著に起こりやすいが、本実施形態のように配向膜を酸化シリコン等の無機斜方蒸着膜から構成することによって、長時間の使用によっても表示品位の高い投射型表示装置を実現することができる。また、図１０ないし図１８を用いて説明した液晶装置では、図１に示した本発明に属する蒸着装置を用いて無機配向膜を形成しているため、基板面上においてカラムの配向角度、配向膜の膜厚が不均一になり難く、したがって、このような液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂが設けられた投射型表示装置によれば、配向膜の異常（劣化、配向膜厚、配向角度等の不均一）に起因する液晶の配向不良によるコントラスト比の低下等がなく、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の蒸着装置によれば、基板面においてカラムの配向角度、配向膜厚について均一性の高い蒸着を行うことが可能となる。このような蒸着装置を用いて、液晶装置の基板に対して無機配向膜を蒸着させることで、配向膜の配向特性（配向角度、配向膜厚）不均一に基づく液晶の配向不良が生じ難く、さらに液晶装置を表示装置として用いた場合、その液晶の配向不良によるコントラスト比の低下等が少なく、表示品位の高い表示装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態としての蒸着装置を示す概略模式図。
【図２】  図１の蒸着装置の構成部材について位置関係を示す説明図。
【図３】  図１の蒸着装置の制御本体部の構成を模式的に示す平面図。
【図４】  図１の蒸着装置の蒸気流通制御部材の構成を模式的に示す斜視図。
【図５】  制御本体部の第１変形例の構成を模式的に示す平面図、及び第２変形例の構成を模式的に示す平面図。
【図６】  図５の第１変形例の制御本体部を備えた蒸気流通制御部材の構成を模式的に示す斜視図。
【図７】  実施例における蒸着結果を示す為の説明図。
【図８】  実施例における蒸着結果を示す説明図。
【図９】  実施例における蒸着結果を示す説明図。
【図１０】  本発明の蒸着装置を用いて製造した液晶装置の等価回路を示す図。
【図１１】  図１０の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群を示す平面図。
【図１２】  図１１のＡ−Ａ'線断面図。
【図１３】  図１０の液晶装置の斜方蒸着膜が形成された部分の断面構造を模式的に示す図。
【図１４】  本発明の液晶装置の製造方法を説明するための一工程図。
【図１５】  図１４に続く、製造方法を説明するための一工程図。
【図１６】  図１５に続く、製造方法を説明するための一工程図。
【図１７】  本発明の製造方法により製造された液晶装置のＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに示す平面図。
【図１８】  図１７のＨ−Ｈ'断面図である。
【図１９】  本発明の製造方法により製造された液晶装置を用いた電子機器の一例を示す投射型表示装置の概略構成図。
【符号の説明】
１  蒸着装置
２  蒸着源
３  蒸気流通部
３ａ  スリット開口部
４  蒸気流通制御部材
４ａ  制御本体部
５  基板
７  基板配設部
８  蒸着室
４１  スリット
４２，４３，４４  並列流通部
【図１】
0004013523.tif 000002
【図２】
0004013523.tif 000003
【図３】
0004013523.tif 000004
【図４】
0004013523.tif 000005
【図５】
0004013523.tif 000006
【図６】
0004013523.tif 000007
【図７】
0004013523.tif 000008
【図８】
0004013523.tif 000009
【図９】
0004013523.tif 000010
【図１０】
0004013523.tif 000011
【図１１】
0004013523.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004013523.tif 000014
【図１４】
0004013523.tif 000015
【図１５】
0004013523.tif 000016
【図１６】
0004013523.tif 000017
【図１７】
0004013523.tif 000018
【図１８】
0004013523.tif 000019
【図１９】
0004013523.tif 000020