JP4765337B2 - Inorganic alignment film forming apparatus and inorganic alignment film forming method - Google Patents
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- Liquid Crystal (AREA)
Description
本発明は、無機配向膜形成装置および無機配向膜の形成方法に関するものである。 The present invention relates to the formation how the inorganic alignment film forming apparatus and an inorganic alignment layer.
スクリーン上に画像を投影する投射型表示装置が知られている。この投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネルが用いられている。
このような液晶パネルは、通常、液晶分子を一定方向に配向させるため、所定のプレチルト角が発現するように設定された配向膜を有している。これらの配向膜を製造するには、基材上に成膜されたポリイミド等の高分子化合物からなる薄膜を、レーヨン等の布で一方向に擦るラビング処理する方法等が知られている(例えば、特許文献1参照)。
A projection display device that projects an image on a screen is known. In this projection display device, a liquid crystal panel is mainly used for image formation.
Such a liquid crystal panel usually has an alignment film set so as to develop a predetermined pretilt angle in order to align liquid crystal molecules in a certain direction. In order to manufacture these alignment films, a method of rubbing a thin film made of a polymer compound such as polyimide formed on a substrate with a cloth such as rayon in one direction is known (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、ポリイミド等の高分子化合物で構成された配向膜は、使用環境、使用時間等により、光劣化を生じることがあった。このような光劣化が起こると、配向膜、液晶層等の構成材料が分解し、その分解生成物が液晶の性能等に悪影響を及ぼすことがある。また、このラビング処理では静電気や埃が発生し、それにより信頼性等が低下するといった問題がある。
このような問題を解決する目的で、無機材料で構成された配向膜(無機配向膜)を採用する試みがある。無機配向膜は、一般に、無機材料(無機配向膜形成用材料)をターゲットとして用いる気相成膜法により形成されるが、従来の方法では、以下のような問題があった。
However, an alignment film composed of a polymer compound such as polyimide may cause photodegradation depending on the use environment, use time, and the like. When such photodegradation occurs, constituent materials such as the alignment film and the liquid crystal layer are decomposed, and the decomposition products may adversely affect the performance of the liquid crystal. In addition, the rubbing process generates static electricity and dust, which reduces the reliability and the like.
In order to solve such a problem, there is an attempt to employ an alignment film (inorganic alignment film) made of an inorganic material. The inorganic alignment film is generally formed by a vapor deposition method using an inorganic material (inorganic alignment film forming material) as a target. However, the conventional method has the following problems.
すなわち、ターゲットの成膜材料が、無機配向膜を形成すべき基材上の他に、気相成膜装置(チャンバ)の内壁等にも付着する。このような付着物は、内壁から剥落し、粉塵、ダスト状の異物(汚れ)として、チャンバ内を汚染することとなる。このような異物が存在すると、基材や形成された無機配向膜に付着することがあった。このような異物が基板や無機配向膜に付着すると、無機配向膜の配向特性等を著しく損なう。また、無機配向膜の形成後に、無機配向膜の表面から付着物を除去することも考えられるが、付着物を完全に除去するのは困難であり、また、無機配向膜の生産性(歩留り)の観点からも好ましくない。
上記のような問題を解決する目的で、例えば、表面にアルミを溶射した防着板をチャンバの内壁面に取り付けることが行われてきた。このような構成では、防着板を取り外すことにより、防着板に付着した汚れをチャンバ内から取り除くことができ、チャンバ内の異物を除去する作業を簡易化できるという利点がある。
That is, the target film forming material adheres to the inner wall of a vapor phase film forming apparatus (chamber) in addition to the base material on which the inorganic alignment film is to be formed. Such deposits peel off from the inner wall and contaminate the inside of the chamber as dust or dust-like foreign matter (dirt). When such a foreign substance exists, it may adhere to the base material or the formed inorganic alignment film. When such foreign matter adheres to the substrate or the inorganic alignment film, the alignment characteristics of the inorganic alignment film are significantly impaired. It is also possible to remove the deposit from the surface of the inorganic alignment film after the formation of the inorganic alignment film, but it is difficult to completely remove the deposit and the productivity of the inorganic alignment film (yield). From the point of view, it is not preferable.
In order to solve the above-described problems, for example, an adhesion-preventing plate having a surface sprayed with aluminum has been attached to the inner wall surface of the chamber. Such a configuration has an advantage that by removing the adhesion preventing plate, dirt attached to the adhesion preventing plate can be removed from the inside of the chamber, and the operation of removing the foreign matter in the chamber can be simplified.
しかしながら、上記のような防着板を使用した場合であっても、付着物の付着量が多くなったり、装置(チャンバ)内の温度や圧力の変化を生じること等により、この付着物が防着板から剥落し、上記と同様な問題を起こすことがあった。
そこで、マスクを使用した溶射により、防着板の表面に、所定の表面形状のAl層を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このような技術を採用することにより、温度変化等による付着物の剥離等は、抑制されるもの依然として、上記のような問題を十分に解決するには至っていない。
However, even when the above-described deposition preventive plate is used, the adhered matter is prevented by an increase in the amount of adhered matter or a change in temperature or pressure in the apparatus (chamber). It may peel off from the landing plate and cause the same problem as above.
Thus, a technique has been proposed in which an Al layer having a predetermined surface shape is formed on the surface of the deposition preventing plate by thermal spraying using a mask (see, for example, Patent Document 2). By adopting such a technique, the exfoliation of the deposit due to temperature change or the like is suppressed, but the problem as described above has not been sufficiently solved.
本発明の目的は、形成すべき無機配向膜の品質の低下を、確実に防止することができる無機配向膜成形装置および無機配向膜の形成方法を提供することにある。 An object of the present invention, the deterioration of the quality to be formed inorganic alignment film, in a providing child a method of forming an inorganic alignment film forming apparatus and the inorganic alignment film can be reliably prevented.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の無機配向膜形成装置は、チャンバ内において、成膜用のターゲットを用いて、気相成膜法により無機配向膜を製造するのに用いられる無機配向膜形成装置であって、
前記チャンバの内壁面全体、および、前記ターゲットを保持するターゲット保持部材の表面付近が、前記ターゲットの構成材料と同一の材料で構成されていることを特徴とする。
これにより、形成すべき無機配向膜の品質の低下を、確実に防止することができる無機配向膜成形装置を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
An inorganic alignment film forming apparatus of the present invention is an inorganic alignment film forming apparatus used for producing an inorganic alignment film by a vapor deposition method using a film formation target in a chamber,
The entire inner wall surface of the chamber and the vicinity of the surface of the target holding member that holds the target are made of the same material as the constituent material of the target.
Thereby, the inorganic alignment film shaping | molding apparatus which can prevent reliably the quality deterioration of the inorganic alignment film which should be formed can be provided.
本発明の無機配向膜形成装置では、イオンビーム源からのイオンビームを前記ターゲットに照射することにより、スパッタ粒子を引き出し、前記スパッタ粒子を前記基材上に入射させることにより、前記無機配向膜を形成することが好ましい。
イオンビームを用いたスパッタ法では、一般に、電子ビーム蒸着法などと比較して、チャンバ壁面へのダスト付着量が少ないという利点が得られるが、パネル特性を考慮した場合には、発生するダスト量は過多であり、それに伴う弊害も生じ易い。本発明では、このようなイオンビームスパッタ法を適用した場合であっても、上記のような問題の発生を十分に防止しつつ、イオンビーム法を適用することによる利点を享受することができる。その結果、優れた特性の無機配向膜をより確実に形成することができる。
In the inorganic alignment film forming apparatus of the present invention, the target is irradiated with an ion beam from an ion beam source, the sputtered particles are extracted, and the sputtered particles are incident on the substrate, whereby the inorganic alignment film is formed. It is preferable to form.
Sputtering using an ion beam generally has the advantage that the amount of dust adhering to the chamber wall surface is less than that of electron beam evaporation, etc., but if the panel characteristics are taken into account, the amount of dust generated Is excessive, and the harmful effects associated therewith are likely to occur. In the present invention, even when such an ion beam sputtering method is applied, it is possible to enjoy the advantages of applying the ion beam method while sufficiently preventing the occurrence of the above problems. As a result, an inorganic alignment film having excellent characteristics can be more reliably formed.
本発明の無機配向膜形成装置では、前記ターゲットの構成材料は、酸化ケイ素で構成されたものであることが好ましい。
これにより、チャンバの内壁面に付着した付着物が剥落すること等を、より確実に防止することができるとともに、無機配向膜の配向特性を特に優れたものとすることができる。
本発明の無機配向膜の形成方法は、本発明の装置を用いることを特徴とする。
これにより、形成すべき無機配向膜の品質の低下を、確実に防止することができる無機配向膜の成形方法を提供することができる。
In the inorganic alignment film forming apparatus of the present invention, it is preferable that the constituent material of the target is composed of silicon oxide.
As a result, it is possible to more reliably prevent the deposits attached to the inner wall surface of the chamber from peeling off, and the alignment characteristics of the inorganic alignment film can be made particularly excellent.
The inorganic alignment film forming method of the present invention is characterized by using the apparatus of the present invention.
Thereby, the shaping | molding method of the inorganic alignment film which can prevent reliably the quality deterioration of the inorganic alignment film which should be formed can be provided.
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記スパッタ粒子を、前記基材の前記無機配向膜を形成する面の垂直方向に対して所定の角度θsだけ傾斜させた方向から前記基材上に入射させ、
前記基材上に、主として無機材料で構成された柱状の結晶が、前記基材の前記無機配向膜を形成する面の面方向に対して、傾斜した状態で配向した前記無機配向膜を形成することが好ましい。
これにより、プレチルト角をより確実に制御することができ、無機配向膜の配向特性(液晶材料の配向状態を規制する機能)を特に優れたものとすることができる。
In the method for forming an inorganic alignment film of the present invention, the sputtered particles are deposited on the substrate from a direction inclined by a predetermined angle θ s with respect to a vertical direction of a surface of the substrate on which the inorganic alignment film is formed. Incident,
Formed on the base material is an inorganic alignment film in which columnar crystals mainly composed of an inorganic material are aligned in an inclined state with respect to the surface direction of the surface of the base material on which the inorganic alignment film is formed. It is preferable.
As a result, the pretilt angle can be controlled more reliably, and the alignment characteristics of the inorganic alignment film (function of regulating the alignment state of the liquid crystal material) can be made particularly excellent.
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記所定の角度θsは、40°以上である事が好ましい。
これにより、無機配向膜を構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶材料がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、無機配向膜の配向特性をさらに優れたものとすることができる。
In the method for forming an inorganic alignment film of the present invention, the predetermined angle θ s is preferably 40 ° or more.
As a result, the shape near the top of the columnar crystals constituting the inorganic alignment film can be made into a shape that allows the liquid crystal material to be more stably aligned. As a result, the alignment characteristics of the inorganic alignment film are further improved. Can be.
本発明の無機配向膜の形成方法では、前記基材上に到達する前記スパッタ粒子のエネルギーおよび/または数を制御することにより、前記柱状の結晶の頂部付近の形状を制御することが好ましい。
これにより、無機配向膜を構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶材料がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、無機配向膜の配向特性をさらに優れたものとすることができる。
In the method for forming an inorganic alignment film of the present invention, it is preferable to control the shape near the top of the columnar crystal by controlling the energy and / or the number of the sputtered particles that reach the substrate.
As a result, the shape near the top of the columnar crystals constituting the inorganic alignment film can be made into a shape that allows the liquid crystal material to be more stably aligned. As a result, the alignment characteristics of the inorganic alignment film are further improved. Can be.
本発明の無機配向膜の形成方法では、記柱状の結晶は、前記基材に対して所定の角度θcだけ傾斜した状態で配向したものであることが好ましい。
これにより、適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶材料の配向状態をより好適に規制することができる。
In the method of forming an inorganic alignment film of the present invention, serial columnar crystal is preferred for the base material is obtained by orienting a state inclined by a predetermined angle theta c.
Thereby, an appropriate pretilt angle can be expressed and the alignment state of the liquid crystal material can be more suitably regulated .
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、無機配向膜形成装置、無機配向膜の形成方法の説明に先立ち、本発明の液晶パネルについて説明する。
図1は、本発明の液晶パネルの第1実施形態を示す模式的な縦断面図、図2は、本発明の方法により形成された無機配向膜を示す縦断面図である。
図1に示すように、液晶パネル1Aは、液晶層2と、無機配向膜3A、4Aと、透明導電膜5、6と、偏光膜7A、8Aと、基板9、10とを有している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, prior to description of the inorganic alignment film forming apparatus and the method of forming the inorganic alignment film, the liquid crystal panel of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an inorganic alignment film formed by the method of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
液晶層2は、主として、液晶材料で構成されている。
液晶層2を構成する液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶材料を用いても構わないが、TN型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
液晶層2の両面には、無機配向膜3A、4Aが配置されている。
また、無機配向膜3Aは、後述するような透明導電膜5と基板9とからなる基材100上に形成されており、無機配向膜4Aは、後述するような透明導電膜6と基板10とからなる基材101上に形成されている。
無機配向膜3A、4Aは、液晶層2を構成する液晶材料(液晶分子)の(電圧無印加時における)配向状態を規制する機能を有している。
The
As the liquid crystal material constituting the
On both surfaces of the
The
The
このような無機配向膜3A、4Aは、例えば、後述するような方法(本発明の無機配向膜の形成方法)により形成され、図2に示すように、柱状の結晶が、基材100の無機配向膜が形成されている面の面方向に対して、所定(一定)の方向に所定の角度θcだけ傾斜した状態で配列した構成となっている。特に、本実施形態では、無機配向膜3A、4Aを構成する柱状結晶の頂部付近の形状が、液晶材料を安定して配向させることが可能な形状となっている。
Such
本実施形態では、無機配向膜3A、4Aを構成する各柱状結晶は、柱状結晶の頂部付近において、図2に示すように、比較的平坦で、かつ、基材100の無機配向膜が形成されている面とのなす角度θc’が柱状結晶の傾斜角θcよりも小さい部位を有している。このような構成とすると、各柱状結晶の比較的平坦な部位のそれぞれに、液晶分子が安定した状態で配置されるため、適度なプレチルト角を発現させることができ、電圧の印加時における液晶分子の立ち上がりをより好適に規制することができる。
In the present embodiment, the columnar crystals constituting the
基材100に対する柱状の結晶の傾きθcは、30〜60°であるのが好ましく、40〜50°であるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。
また、このような柱状の結晶の幅Wは、10〜40nmであるのが好ましく、10〜20nmであるのがより好ましい。これにより、より適度なプレチルト角を発現させることができ、液晶分子の配向状態をより好適に規制することができる。
The inclination θ c of the columnar crystal with respect to the
In addition, the width W of such columnar crystals is preferably 10 to 40 nm, and more preferably 10 to 20 nm. Thereby, a more appropriate pretilt angle can be expressed, and the alignment state of the liquid crystal molecules can be more suitably regulated.
無機配向膜3A、4Aは、主として無機材料で構成されている。一般に、無機材料は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性を有しているため、従来のような有機材料で構成された配向膜に比べ、特に優れた耐光性を有するものとなる。
また、無機配向膜3A、4Aを構成する無機材料は、図2に示すように、柱状に結晶化し得るものであるのが好ましい。これにより、液晶層2を構成する液晶分子の(電圧無印加時における)配向状態(プレチルト角)をより容易に規制することができる。
The
Moreover, it is preferable that the inorganic material which comprises the
上述したような無機材料としては、例えば、SiO2やSiO等の酸化ケイ素(シリコンの酸化物)、Al2O3等の酸化アルミニウム(アルミニウムの酸化物)、ZnO等の酸化亜鉛(亜鉛の酸化物)、MgO、ITO等の各種金属酸化物等を用いることができる。中でも、特に、酸化ケイ素を用いるのが好ましい。これにより、得られる液晶パネルは、より優れた耐光性を有するものとなる。 Examples of the inorganic material described above include silicon oxide (silicon oxide) such as SiO 2 and SiO, aluminum oxide (aluminum oxide) such as Al 2 O 3 , and zinc oxide such as ZnO (zinc oxidation). ), Various metal oxides such as MgO and ITO can be used. Among these, it is particularly preferable to use silicon oxide. Thereby, the obtained liquid crystal panel has more excellent light resistance.
このような無機配向膜3A、4Aは、その平均厚さが0.02〜0.3μmであるのが好ましく、0.02〜0.08μmであるのがより好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、各部位におけるプレチルト角を十分に均一にするのが困難となる場合がある。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
The
無機配向膜3Aの外表面側(液晶層2と対向する面とは反対側の面側)には、透明導電膜5が配置されている。同様に、無機配向膜4Aの外表面側(液晶層2と対向する面とは反対側の面側)には、透明導電膜6が配置されている。
透明導電膜5、6は、これらの間で通電を行うことにより、液晶層2の液晶分子を駆動する(配向を変化させる)機能を有する。
A transparent
The transparent
透明導電膜5、6間での通電の制御は、透明導電膜に接続された制御回路(図示せず)から供給する電流を制御することにより行われる。
透明導電膜5、6は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
透明導電膜5の外表面側(無機配向膜3Aと対向する面とは反対側の面側)には、基板9が配置されている。同様に、透明導電膜6の外表面側(無機配向膜4Aと対向する面とは反対側の面側)には、基板10が配置されている。
Control of energization between the transparent
The transparent
On the outer surface side of the transparent conductive film 5 (surface side opposite to the surface facing the
基板9、10は、前述した液晶層2、無機配向膜3A、4A、透明導電膜5、6、および後述する偏光膜7A、8Aを支持する機能を有している。基板9、10の構成材料は、特に限定されず、例えば、石英ガラス等のガラスやポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等が挙げられる。この中でも特に、石英ガラス等のガラスで構成されたものであるのが好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、より安定性に優れた液晶パネルを得ることができる。なお、図1では、シール材、配線等の記載は省略した。
基板9の外表面側(透明導電膜5と対向する面とは反対側の面側)には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)7Aが配置されている。同様に、基板10の外表面側(透明導電膜6と対向する面とは反対側の面側)には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)8Aが配置されている。
The
A polarizing film (polarizing plate, polarizing film) 7A is arranged on the outer surface side of the substrate 9 (the surface side opposite to the surface facing the transparent conductive film 5). Similarly, a polarizing film (polarizing plate, polarizing film) 8A is disposed on the outer surface side of the substrate 10 (the surface side opposite to the surface facing the transparent conductive film 6).
偏光膜7A、8Aの構成材料としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)等が挙げられる。また、偏光膜としては、前記材料にヨウ素をドープしたもの等を用いてもよい。
偏光膜としては、例えば、上記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。
Examples of the constituent material of the
As a polarizing film, what extended | stretched the film comprised with the said material to the uniaxial direction can be used, for example.
このような偏光膜7A、8Aに配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜7A、8Aの偏光軸の方向は、通常、無機配向膜3A、4Aの配向方向に応じて決定される。
なお、本実施形態では、無機配向膜として、図2に示すような構成のものについて説明したが、これに限定されず、液晶分子が安定して配向するような形状であれば、いずれの形状であってもよい。
By disposing the
The direction of the polarization axis of the
In the present embodiment, the inorganic alignment film has a structure as shown in FIG. 2, but is not limited to this, and any shape can be used as long as the liquid crystal molecules are stably aligned. It may be.
次に、上述したような無機配向膜の形成に用いる無機配向膜形成装置および無機配向膜の形成方法について説明する。
図3は、無機配向膜の形成方法に用いる本発明の無機配向膜形成装置の模式図である。
まず、無機配向膜形成装置について説明する。
図3に示す無機配向膜形成装置S100は、イオンビームを照射するイオン源(イオンビーム源)S1と、真空チャンバS3と、真空チャンバS3内の圧力を制御する排気ポンプS4と、無機配向膜が形成されるべき基材を真空チャンバS3内に固定する基材ホルダーS5と、ターゲット500を保持するターゲット保持部材(バッキングプレート)S6とを有している。
Next, an inorganic alignment film forming apparatus and an inorganic alignment film forming method used for forming the inorganic alignment film as described above will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram of an inorganic alignment film forming apparatus of the present invention used in the method for forming an inorganic alignment film.
First, an inorganic alignment film forming apparatus will be described.
An inorganic alignment film forming apparatus S100 shown in FIG. 3 includes an ion source (ion beam source) S1 that irradiates an ion beam, a vacuum chamber S3, an exhaust pump S4 that controls the pressure in the vacuum chamber S3, and an inorganic alignment film. It has a substrate holder S5 for fixing the substrate to be formed in the vacuum chamber S3, and a target holding member (backing plate) S6 for holding the
イオン源S1は、その内部にプラズマ放電室と、引き出し電極S12とを有している。また、イオン源S1には、イオン源S1内にガスを供給するガス供給源S13が接続されている。
また、ターゲット保持部材S6は、通常、ステンレス鋼、銅、銅合金等の熱伝導性に優れる金属材料で構成されている。無機配向膜の形成時には、ターゲット500は、In等のボンディング剤を介して、ターゲット保持部材S6に固定される。
The ion source S1 has a plasma discharge chamber and an extraction electrode S12 therein. In addition, a gas supply source S13 that supplies gas into the ion source S1 is connected to the ion source S1.
In addition, the target holding member S6 is usually made of a metal material having excellent thermal conductivity, such as stainless steel, copper, or a copper alloy. When forming the inorganic alignment film, the
真空チャンバ(チャンバ)S3は、その内面が、ターゲットと同一の材料で構成された板状部材S31で構成されている。言い換えると、真空チャンバS3は、その内壁面S32の少なくとも一部が、ターゲット500と同一の材料で構成されている。このような内壁面S32(板状部材S31)は、ターゲット500から引き出されたスパッタ粒子との密着性に優れている。このため、ターゲット500へのイオンビームの照射が行われた際に、ターゲット500から引き出されたスパッタ粒子の一部が、基材上に堆積せず、真空チャンバS3の内壁面S32に付着したとしても、このような付着物を確実に保持することができる。特に、真空チャンバS3内において、温度変化や圧力変化が生じた場合であっても、十分な密着性を保持することができる。これにより、スパッタ粒子による付着物が、内壁面S32から剥落するのを効果的に防止することができる。その結果、スパッタ粒子による付着物が、内壁面から剥落し、粉塵、ダスト状の異物(汚れ)として、チャンバ内や、基材等を汚染するといった問題の発生を確実に防止することができる。また、真空チャンバS3の内壁面S32がターゲット500と同一の材料で構成されていることにより、後述するような無機配向膜の形成時において、イオンビームの一部が、ターゲットではなく、真空チャンバS3の内壁面S32に照射されてしまったとしても、無機配向膜の構成材料以外の材料が引き出されてしまうのを防止することができ、成形される無機配向膜の特性に悪影響を及ぼすのを、より確実に防止することができる。また、このような構成の真空チャンバS3は、長期間にわたって、上記のような優れた効果を発揮することができる。したがって、無機配向膜形成装置S100のメンテナンスも容易である。
The inner surface of the vacuum chamber (chamber) S3 is composed of a plate member S31 made of the same material as the target. In other words, the vacuum chamber S3 has at least a part of the inner wall surface S32 made of the same material as the
真空チャンバS3は、その内壁面S32の少なくとも一部が、ターゲット500と同一の材料で構成されるものであればよいが、図示の構成では、真空チャンバS3の内壁面S32全体が、ターゲット500と同一の材料で構成された板状部材S31によって形成されている。これにより、スパッタ粒子による付着物が、内壁面S32から剥落するのを効果的に防止することができる。
The vacuum chamber S3 only needs to have at least a part of the inner wall surface S32 made of the same material as the
真空チャンバS3の内壁面S32を構成する板状部材S31の厚さ(ターゲット500と同じ材料で構成された部分の厚さ)は、特に限定されないが、0.5〜3.0mmであるのが好ましく、1〜2mmであるのがより好ましい。板状部材S31の厚さが前記下限値未満であると、ターゲット500、板状部材S31の構成材料等によっては、本発明の効果が十分に発揮されない可能性がある。一方、板状部材S31の厚さが前記上限値を超えると、上述したような効果は飽和し、さらなる向上が望めなくなる。
The thickness of the plate member S31 constituting the inner wall surface S32 of the vacuum chamber S3 (thickness of the portion made of the same material as the target 500) is not particularly limited, but is 0.5 to 3.0 mm. Preferably, it is 1-2 mm. If the thickness of the plate-like member S31 is less than the lower limit value, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited depending on the
また、板状部材S31は、必要に応じて、チャンバ本体S30から、取り外し可能であるのが好ましい。これにより、板状部材S31上への付着物の堆積量が多くなった場合(例えば、付着物の厚さが5000nm以上となった場合等)に、板状部材S31を容易に交換することができる。なお、付着物は、板状部材S31との密着性に優れているので、このような板状部材の取り外しの際にも、付着物が剥落するのを確実に防止することができる。 Further, the plate-like member S31 is preferably removable from the chamber body S30 as necessary. Thereby, when the amount of deposits on the plate-like member S31 increases (for example, when the thickness of the deposit becomes 5000 nm or more), the plate-like member S31 can be easily replaced. it can. In addition, since the deposit | attachment is excellent in adhesiveness with plate-shaped member S31, when removing such a plate-shaped member, it can prevent reliably that a deposit | attachment peels off.
上述したように、無機配向膜形成装置S100は、真空チャンバS3の内壁面S32がターゲット500と同一材料で構成されたものであればよいが、真空チャンバS3内の部材、すなわち、基材ホルダーS5、ターゲット保持部材S6等も、その表面付近がターゲット500と同一の材料(内壁面S32と同一の材料)で構成されていてもよい。これにより、上述したような問題の発生をより確実に防止することができる。このような場合、これらの部材についての、ターゲット500と同一の材料(内壁面S32と同一の材料)で構成された部位の厚さは、0.5〜3.0mmであるのが好ましく、1〜2mmであるのがより好ましい。
As described above, the inorganic alignment film forming apparatus S100 only needs to have the inner wall surface S32 of the vacuum chamber S3 made of the same material as the
次に、図示の構成のような無機配向膜形成装置を用いた、本発明の無機配向膜の形成方法について説明する。以下、代表的に、無機配向膜3Aを形成する場合について説明する。
<1>まず、真空チャンバS3内のターゲット保持部材S6にターゲット500を設置する。ターゲット500を構成する材料は、無機配向膜3Aを形成する材料によって適宜選択され、例えば、SiO2で構成された無機配向膜を形成する場合には、ターゲット500として、SiO2で構成されたものを好適に用いることができ、また、SiOで構成された無機配向膜を形成する場合には、ターゲット500として、SiOで構成されたものを好適に用いることができる。
Next, a method for forming an inorganic alignment film of the present invention using an inorganic alignment film forming apparatus having the configuration shown in the figure will be described. Hereinafter, the case where the
<1> First, the
<2>次に、真空チャンバS3内の基材ホルダーS5に、基材100を設置する。
<3>次に、排気ポンプS4により、真空チャンバS3内を減圧する。
<4>次に、イオン源S1内に、ガス供給源S13よりガスを供給する。
<5>次に、フィラメントに電源(図示せず)より、電圧を印加し、熱電子を発生させる。このようにして発生した熱電子は、イオン源S1内に導入されたガスと衝突する。これにより、ガスがイオン化し、プラズマが発生する。このような状態で、引き出し電極S12にイオン加速電圧を印加することにより、イオンを加速し、イオンビームとして、ターゲット500に照射させる。
<2> Next, the
<3> Next, the vacuum chamber S3 is depressurized by the exhaust pump S4.
<4> Next, gas is supplied from the gas supply source S13 into the ion source S1.
<5> Next, a voltage is applied to the filament from a power source (not shown) to generate thermoelectrons. The thermoelectrons generated in this way collide with the gas introduced into the ion source S1. Thereby, gas is ionized and plasma is generated. In such a state, an ion acceleration voltage is applied to the extraction electrode S12 to accelerate the ions and irradiate the
イオンビームが照射されたターゲット500からは、スパッタ粒子が引き出され、当該スパッタ粒子を基材100上に入射、堆積させる。
そして、上記のようなイオンビームの照射を続けることにより、スパッタ粒子の基材100上への入射、堆積が進行し、基材100上に無機配向膜3Aが形成された基板(本発明の電子デバイス用基板(電子デバイス用基板200))が得られる。
Sputtered particles are extracted from the
Then, by continuing the irradiation of the ion beam as described above, the incident and deposition of the sputtered particles on the
なお、イオンビームの照射時には、ターゲット500より発生したスパッタ粒子が、基材100に、基材100の無機配向膜3Aを形成する面の垂直方向に対して所定の角度(照射角)θsだけ傾斜した方向から入射するように、基材ホルダーS5の設置角度を設定するのが好ましい。これにより、主として無機材料で構成された柱状の結晶が、基材の無機配向膜を形成する面の面方向に対して、傾斜した状態で配向した無機配向膜を形成することができる。その結果、無機配向膜のプレチルト角をより確実に制御することができ、無機配向膜の配向特性(液晶材料の配向状態を規制する機能)を特に優れたものとすることができる。
At the time of ion beam irradiation, sputtered particles generated from the
角度θsは、40°以上であるのが好ましく、50〜87°であるのがより好ましく、70〜87°であるのがさらに好ましい。これにより、無機配向膜3Aを構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶分子がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、得られる無機配向膜3Aは液晶分子の配向状態を規制する機能がより優れたものとなる。これに対し、角度θsが小さすぎると、十分なプレチルト角が得られず、液晶分子の配向状態を規制する機能が十分に得られない可能性がある。一方、角度θsが大きすぎると、ターゲット500から引き出されたスパッタ粒子を、基材100上に確実に付着させるのが困難となり、その結果、基材100と無機配向膜3Aとの密着性が低下するといった問題が生じる可能性がある。
The angle θ s is preferably 40 ° or more, more preferably 50 to 87 °, and still more preferably 70 to 87 °. Thereby, the shape in the vicinity of the top of the columnar crystal constituting the
また、本発明者は、上述のように成膜する際に基材に到達するスパッタ粒子のエネルギーおよび/または数を制御することにより、無機配向膜の配向性をより好適に制御することができることを見出した。より詳しく説明すると、基材に到達するスパッタ粒子のエネルギーおよび/または数を制御することにより、無機配向膜3Aを構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶材料がより安定して配向することが可能な形状とすることができ、その結果、無機配向膜の配向特性をさらに優れたものとすることができる。
In addition, the present inventor can more suitably control the orientation of the inorganic alignment film by controlling the energy and / or number of sputtered particles that reach the substrate when forming the film as described above. I found. More specifically, by controlling the energy and / or number of sputtered particles reaching the substrate, the liquid crystal material can be more stably aligned with the shape near the top of the columnar crystal constituting the
さらに、以下のような条件(1)および(2)のうち、少なくとも1つを満足するのが好ましく、2つを同時に満足するのがより好ましい。
(1)引き出し電極S12に印加するイオンビームの加速電圧が、1200V以上である。
(2)照射されるイオンビームのイオンビーム電流が、50〜500mAである。
Furthermore, it is preferable to satisfy at least one of the following conditions (1) and (2), and it is more preferable to satisfy two simultaneously.
(1) The acceleration voltage of the ion beam applied to the extraction electrode S12 is 1200 V or more.
(2) The ion beam current of the irradiated ion beam is 50 to 500 mA.
このような条件(1)および(2)のうち、少なくとも1つを満足することにより、無機配向膜を構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶分子がより安定して配向する形状とすることができ、結果として、プレチルト角をより確実に制御することができる。
特に、前記条件(1)および(2)を同時に満足することにより、前述の効果がより顕著なものとなる。
By satisfying at least one of the conditions (1) and (2), the shape in the vicinity of the top of the columnar crystal constituting the inorganic alignment film is a shape in which the liquid crystal molecules are more stably aligned. As a result, the pretilt angle can be controlled more reliably.
In particular, by satisfying the conditions (1) and (2) at the same time, the above-described effect becomes more remarkable.
イオンビームの加速電圧は、上述したように1200V以上であるのが好ましいが、1400V以上であるのがより好ましい。加速電圧が前記下限値未満であると、柱状結晶の頂部付近の形状をより確実に制御するのが困難となる場合がある。
イオンビーム電流は、上述したように50〜500mAであるのが好ましいが、200〜500mAであるのがより好ましい。イオンビーム電流が前記下限値未満であると、スパッタレートが低下し、十分な生産性が得られない場合がある。一方、イオンビーム電流が前記上限値を超えると、液晶分子の配向性にばらつきが生じる傾向がある。
As described above, the acceleration voltage of the ion beam is preferably 1200 V or more, but more preferably 1400 V or more. If the acceleration voltage is less than the lower limit, it may be difficult to more reliably control the shape near the top of the columnar crystal.
As described above, the ion beam current is preferably 50 to 500 mA, more preferably 200 to 500 mA. If the ion beam current is less than the lower limit, the sputtering rate may be reduced, and sufficient productivity may not be obtained. On the other hand, when the ion beam current exceeds the upper limit value, the orientation of liquid crystal molecules tends to vary.
一般に、基材に対して所定の条件でスパッタ粒子を傾斜させて入射させると、スパッタ粒子の入射角(照射角)に対応した方向に傾斜した柱状結晶を成長させることができ、無機配向膜全体として配向性を有するものとすることができるが、液晶分子の配向性にばらつきが生じてしまう可能性がある。しかしながら、上記のような条件を満足すると、無機配向膜3Aを構成する柱状結晶の頂部付近の形状を、液晶分子がより安定して配向することが可能な形状に制御することができ、その結果、より確実にプレチルト角を制御することができる。
In general, when the sputtered particles are incident on the base material under a predetermined condition, columnar crystals inclined in a direction corresponding to the incident angle (irradiation angle) of the sputtered particles can be grown, and the entire inorganic alignment film However, the orientation of liquid crystal molecules may vary. However, if the above conditions are satisfied, the shape near the top of the columnar crystals constituting the
また、真空チャンバS3内の圧力、すなわち、無機配向膜3Aを形成する際の雰囲気の圧力は、5.0×10−2Pa以下であるのが好ましく、1.0×10−2Pa以下であるのがより好ましい。これにより、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜3Aを形成することができる。これに対し、真空チャンバS3内の圧力が高すぎると、スパッタ粒子の直進性が低下してしまう場合があり、その結果、柱状の結晶が十分に形成されない可能性がある。また、結晶の配向が十分に揃わない可能性がある。
The pressure in the vacuum chamber S3, that is, the pressure of the atmosphere when forming the
ガス供給源S13よりイオン源S1内に供給されるガスは、特に限定されないが、希ガスであるのが好ましく、アルゴンガスであるのがより好ましい。これにより、無機配向膜3Aの形成速度(スパッタレート)を向上させることができる。
無機配向膜3Aを形成する際の基材100の温度は、比較的低いのが好ましい。具体的には、基材100の温度は、150℃以下とするのが好ましく、80℃以下とするのがより好ましく、20〜50℃とするのがさらに好ましい。これにより、基材100に付着したスパッタ粒子が最初に付着した位置から移動する現象、すなわちマイグレーションという現象を抑制し、液晶分子がより安定して配向可能な無機配向膜3Aを形成することができる。なお、無機配向膜3Aを形成する際の基材100の温度が、上記範囲のものとなるように、必要に応じて冷却してもよい。
The gas supplied from the gas supply source S13 into the ion source S1 is not particularly limited, but is preferably a rare gas, and more preferably an argon gas. Thereby, the formation speed (sputter rate) of the
The temperature of the
無機配向膜3Aの形成速度(成膜速度)は、特に限定されないが、1〜15nm/分であるのが好ましく、6〜10nm/分であるのがより好ましい。これにより、得られる無機配向膜の配向性を損なうことなく、より効率よく無機配向膜を形成することができる。
以上、無機配向膜3Aを形成する場合について説明したが、無機配向膜4Aについても同様に形成することができる。
The formation speed (deposition speed) of the
Although the case where the
次に、本発明の液晶パネルの第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の液晶パネルの第2実施形態を示す模式的な縦断面図である。以下、図4に示す液晶パネル1Bについて、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図4に示すように、液晶パネル(TFT液晶パネル)1Bは、TFT基板(液晶駆動基板)17と、TFT基板17に接合された無機配向膜3Bと、液晶パネル用対向基板12と、液晶パネル用対向基板12に接合された無機配向膜4Bと、無機配向膜3Bと無機配向膜4Bとの空隙に封入された液晶よりなる液晶層2と、TFT基板(液晶駆動基板)17の外表面側(無機配向膜4Bと対向する面とは反対側の面側)に接合された偏光膜7Bと、液晶パネル用対向基板12の外表面側(無機配向膜4Bと対向する面とは反対側の面側)に接合された偏光膜8Bとを有している。無機配向膜3B、4Bは、前記第1実施形態で説明した無機配向膜3A、4Aと同様の方法(本発明の無機配向膜の形成方法)で形成されたものであり、偏光膜7B、8Bは、前記第1実施形態で説明した偏光膜7A、8Aと同様なものである。
液晶パネル用対向基板12は、マイクロレンズ基板11と、かかるマイクロレンズ基板11の表層114上に設けられ、開口131が形成されたブラックマトリックス13と、表層114上にブラックマトリックス13を覆うように設けられた透明導電膜(共通電極)14とを有している。
Next, a second embodiment of the liquid crystal panel of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. Hereinafter, the
As shown in FIG. 4, a liquid crystal panel (TFT liquid crystal panel) 1B includes a TFT substrate (liquid crystal drive substrate) 17, an inorganic alignment film 3B bonded to the
The
マイクロレンズ基板11は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)112が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板(第1の基板)111と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板111の凹部112が設けられた面に樹脂層(接着剤層)115を介して接合された表層(第2の基板)114とを有しており、また、樹脂層115では、凹部112内に充填された樹脂によりマイクロレンズ113が形成されている。
The
マイクロレンズ用凹部付き基板111は、平板状の母材(透明基板)より製造され、その表面には、複数(多数)の凹部112が形成されている。凹部112は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
このマイクロレンズ用凹部付き基板111は、例えば、ガラス等で構成されている。
The substrate with concave portions for
The substrate with
前記母材の熱膨張係数は、ガラス基板171の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
かかる観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板111と、ガラス基板171とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
The thermal expansion coefficient of the base material is preferably approximately the same as the thermal expansion coefficient of the glass substrate 171 (for example, the ratio of the thermal expansion coefficients of the two is about 1/10 to 10). As a result, in the obtained liquid crystal panel, warpage, deflection, peeling, and the like caused by differences in the thermal expansion coefficients of the two when the temperature changes are prevented.
From this point of view, it is preferable that the
特に、マイクロレンズ基板11を高温ポリシリコンのTFT液晶パネルに用いる場合には、マイクロレンズ用凹部付き基板111は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。TFT液晶パネルは、液晶駆動基板としてTFT基板を有している。かかるTFT基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板111を石英ガラスで構成することにより、そり、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたTFT液晶パネルを得ることができる。
In particular, when the
マイクロレンズ用凹部付き基板111の上面には、凹部112を覆う樹脂層(接着剤層)115が設けられている。
凹部112内には、樹脂層115の構成材料が充填されることにより、マイクロレンズ113が形成されている。
樹脂層115は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板111の構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に構成することができる。
A resin layer (adhesive layer) 115 that covers the
The
The
樹脂層115の上面には、平板状の表層114が設けられている。
表層(ガラス層)114は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層114の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板111の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
A
The surface layer (glass layer) 114 can be made of glass, for example. In this case, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the
表層114の厚さは、マイクロレンズ基板11が液晶パネルに用いられる場合、必要な光学特性を得る観点からは、通常、5〜1000μm程度とされ、より好ましくは10〜150μm程度とされる。
なお、表層(バリア層)114は、例えばセラミックスで構成することもできる。なお、セラミックスとしては、例えば、AlN、SiN、TiN、BN等の窒化物系セラミックス、Al2O3、TiO2等の酸化物系セラミックス、WC、TiC、ZrC、TaC等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。表層114をセラミックスで構成する場合、表層114の厚さは、特に限定されないが、20nm〜20μm程度とすることが好ましく、40nm〜1μm程度とすることがより好ましい。
なお、このような表層114は、必要に応じて省略することができる。
When the
In addition, the surface layer (barrier layer) 114 can also be comprised, for example with ceramics. Examples of ceramics include nitride ceramics such as AlN, SiN, TiN, and BN, oxide ceramics such as Al 2 O 3 and TiO 2 , and carbide ceramics such as WC, TiC, ZrC, and TaC. Can be mentioned. When the
Such a
ブラックマトリックス13は、遮光機能を有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂等で構成されている。
透明導電膜14は、導電性を有し、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
TFT基板17は、液晶層2の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。なお、図4では、シール材、配線等の記載は省略した。
The
The transparent
The
ガラス基板171は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)14との間で充放電を行うことにより、液晶層2の液晶を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜14と同様の材料で構成されている。
The
The
薄膜トランジスタ173は、近傍の対応する画素電極172に接続されている。また、薄膜トランジスタ173は、図示しない制御回路に接続され、画素電極172へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極172の充放電が制御される。
無機配向膜3Bは、TFT基板17の画素電極172と接合しており、無機配向膜4Bは、液晶パネル用対向基板12の透明導電膜14と接合している。
The
The inorganic alignment film 3B is bonded to the
液晶層2は液晶材料(液晶分子)で構成されており、画素電極172の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
このような液晶パネル1Bでは、通常、1個のマイクロレンズ113と、かかるマイクロレンズ113の光軸Qに対応したブラックマトリックス13の1個の開口131と、1個の画素電極172と、かかる画素電極172に接続された1個の薄膜トランジスタ173とが、1画素に対応している。
The
In such a
液晶パネル用対向基板12側から入射した入射光Lは、マイクロレンズ用凹部付き基板111を通り、マイクロレンズ113を通過する際に集光されつつ、樹脂層115、表層114、ブラックマトリックス13の開口131、透明導電膜14、液晶層2、画素電極172、ガラス基板171を透過する。このとき、マイクロレンズ基板11の入射側に偏光膜8Bが設けられているため、入射光Lが液晶層2を透過する際に、入射光Lは直線偏光となっている。その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層2の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル1Bを透過した入射光Lを偏光膜7Bに透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
Incident light L incident from the liquid crystal
このように、液晶パネル1Bは、マイクロレンズ113を有しており、しかも、マイクロレンズ113を通過した入射光Lは、集光されてブラックマトリックス13の開口131を通過する。一方、ブラックマトリックス13の開口131が形成されていない部分では、入射光Lは遮光される。したがって、液晶パネル1Bでは、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光Lの減衰が抑制される。このため、液晶パネル1Bは、画素部で高い光の透過率を有する。
As described above, the
この液晶パネル1Bは、例えば、公知の方法により製造されたTFT基板17と液晶パネル用対向基板12とに、それぞれ、無機配向膜3B、4Bを形成し、その後、シール材(図示せず)を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔(図示せず)から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。
In the
なお、上記液晶パネル1Bでは、液晶駆動基板としてTFT基板を用いたが、液晶駆動基板にTFT基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、TFD基板、STN基板などを用いてもよい。
また、上述したような無機配向膜を備える液晶パネルは、光源の強いものや、屋外で用いられるものに好適に用いることができる。
In the
Moreover, a liquid crystal panel provided with the inorganic alignment film as described above can be suitably used for those having a strong light source and those used outdoors.
次に、前述したような液晶パネル1Aを備える本発明の電子機器(液晶表示装置)について、図5〜図7に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図5は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。バックライトからの光を液晶パネル1Aに透過させることにより画像(情報)を表示し得るものである。
Next, an electronic apparatus (liquid crystal display device) of the present invention including the
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図6は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとを備えている。
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
図7は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、前述の液晶パネル1Aと、図示しないバックライトとが設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、液晶パネル1Aは、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
The above-described
A
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が液晶パネル1Aに表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
In the
次に、本発明の電子機器の一例として、上記液晶パネル1Bを用いた電子機器(液晶プロジェクター)について説明する。
図8は、本発明の電子機器(投射型表示装置)の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
Next, as an example of the electronic apparatus of the present invention, an electronic apparatus (liquid crystal projector) using the
FIG. 8 is a diagram schematically showing an optical system of the electronic apparatus (projection display device) of the present invention.
As shown in the figure, the
また、照明光学系は、インテグレータレンズ302および303を有している。色分離光学系は、ミラー304、306、309、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー305、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー307、青色光のみを反射するダイクロイックミラー(または青色光を反射するミラー)308、集光レンズ310、311、312、313および314とを有している。
The illumination optical system includes
液晶ライトバルブ25は、前述した液晶パネル1Bを備えている。液晶ライトバルブ24および26も、液晶ライトバルブ25と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ24、25および26が備えている液晶パネル1Bは、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
The liquid crystal light valve 25 includes the
In the
以下、投射型表示装置300の作用を説明する。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル1Bを用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
Hereinafter, the operation of the
White light (white light beam) emitted from the
インテグレータレンズ302および303を透過した白色光は、ミラー304で図8中左側に反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー305で図8中下側に反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー305を透過する。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図8中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
White light transmitted through the
The red light transmitted through the
ダイクロイックミラー305で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー307で図8中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー307を透過する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
Green light of blue light and green light reflected by the
The green light reflected by the
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)308で図8中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図8中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ26に入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
Further, the blue light transmitted through the
As described above, the white light emitted from the
この際、液晶ライトバルブ24が有する液晶パネル1Bの各画素(薄膜トランジスタ173とこれに接続された画素電極172)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ25および26に入射し、それぞれの液晶パネル1Bで変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ25が有する液晶パネル1Bの各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ26が有する液晶パネル1Bの各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
At this time, each pixel (the
Similarly, green light and blue light are incident on the liquid
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ24、25および26で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ24により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ24からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211で図8中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
As a result, red light, green light, and blue light are modulated by the liquid
The red image formed by the liquid crystal
また、前記液晶ライトバルブ25により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ25からの緑色光は、面214からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211および212をそれぞれ透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図8中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
Further, the green image formed by the liquid crystal light valve 25, that is, the green light from the liquid crystal light valve 25, enters the
Further, the blue image formed by the liquid crystal
このように、前記液晶ライトバルブ24、25および26からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ24、25および26により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム21により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ22により、所定の位置に設置されているスクリーン320上に投影(拡大投射)される。
Thus, the light of each color from the liquid
なお、本発明の電子機器は、図5のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図6の携帯電話機、図7のディジタルスチルカメラ、図8の投射型表示装置の他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータなどが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部、モニタ部として、前述した本発明の液晶パネルが適用可能なことは言うまでもない。
以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
In addition to the personal computer (mobile personal computer) of FIG. 5, the mobile phone of FIG. 6, the digital still camera of FIG. 7, and the projection display device of FIG. , Video camera, viewfinder type, monitor direct-view video tape recorder, car navigation device, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, crime prevention TV monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers of financial institutions, automatic ticket vending machines), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasonic diagnostic devices) , Endoscope display devices), fish detectors, various measuring instruments, instruments (for example, Two, aircraft, gauges of a ship), such as flight simulators, and the like. And it cannot be overemphasized that the liquid crystal panel of this invention mentioned above is applicable as a display part of these various electronic devices, and a monitor part.
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this.
例えば、本発明の無機配向膜形成装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、イオンビームを用いたスパッタ法に適用されるものとして説明したが、本発明は、他の気相成膜法(他のスパッタ法やイオンプレーティング法等)に適用されるものであってもよい。
For example, in the inorganic alignment film forming apparatus of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and an arbitrary configuration can be added.
Further, in the above-described embodiment, it has been described as being applied to the sputtering method using an ion beam, but the present invention is applied to other vapor deposition methods (other sputtering methods, ion plating methods, etc.). It may be done.
また、本発明の無機配向膜の形成方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されてもよい。また、例えば、本発明の電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、投射型表示装置(電子機器)は、3個の液晶パネルを有するものであり、これらの全てに本発明の液晶パネルを適用したものについて説明したが、少なくともこれらのうち1個が、本発明の液晶パネルであればよい。この場合、少なくとも、青色用の液晶ライトバルブに用いられる液晶パネルに本発明を適用するのが好ましい。
In the method for forming an inorganic alignment film of the present invention, one or two or more optional steps may be added. Further, for example, in the electronic device substrate, the liquid crystal panel, and the electronic apparatus of the present invention, the configuration of each part can be replaced with any configuration that exhibits the same function, and any configuration is added. You can also.
In the above-described embodiment, the projection display device (electronic device) has three liquid crystal panels, and the liquid crystal panel of the present invention is applied to all of them, but at least these One of them may be the liquid crystal panel of the present invention. In this case, it is preferable to apply the present invention to at least a liquid crystal panel used for a liquid crystal light valve for blue.
(実施例1)
[無機配向膜形成装置の製造]
まず、図3に示すような無機配向膜形成装置を製造した。
真空チャンバS3は、チャンバ本体S30の内表面全体に、SiO2製の板状部材S31が配されたものとした。板状部材S31の厚さは、1mmであった。また、チャンバ本体の内表面は、SiO2で構成されたものとした。
また、ターゲット保持部材S6は、銅で構成された基部と、SiO2で構成された表面層とを有するものを用いた。表面層の厚さは、1.5mmであった。
また、基材ホルダーS5は、銅で構成された基部と、SiO2で構成された表面層とを有するものを用いた。表面層の厚さは、1.5mmであった。
Example 1
[Manufacture of inorganic alignment film forming apparatus]
First, an inorganic alignment film forming apparatus as shown in FIG. 3 was manufactured.
In the vacuum chamber S3, a plate-like member S31 made of SiO 2 is arranged on the entire inner surface of the chamber body S30. The thickness of the plate member S31 was 1 mm. In addition, the inner surface of the chamber body was made of SiO 2 .
Further, the target holding member S6 was used having a base part made of copper and a surface layer made of SiO 2 . The thickness of the surface layer was 1.5 mm.
Further, the base material holder S5 used was a base having a base portion made of copper and a surface layer made of SiO 2 . The thickness of the surface layer was 1.5 mm.
[液晶パネルの製造]
上記のような無機配向膜形成装置を用いて、以下のようにして、図4に示すような液晶パネルを製造した。
まず、以下のようにして、マイクロレンズ基板を製造した。
厚さ約1.2mmの未加工の石英ガラス基板(透明基板)を母材として用意し、これを85℃の洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
[Manufacture of LCD panels]
Using the inorganic alignment film forming apparatus as described above, a liquid crystal panel as shown in FIG. 4 was manufactured as follows.
First, a microlens substrate was manufactured as follows.
Prepare a raw quartz glass substrate (transparent substrate) with a thickness of about 1.2 mm as a base material, and immerse it in a cleaning solution (mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution) at 85 ° C. to perform cleaning. The surface was cleaned.
その後、この石英ガラス基板の表面および裏面に、CVD法により、厚さ0.4μmの多結晶シリコンの膜を形成した。
次に、形成した多結晶シリコン膜に、形成する凹部に対応した開口を形成した。
これは、次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、形成する凹部のパターンを有するレジスト層を形成した。次に、多結晶シリコン膜に対してCFガスによるドライエッチングを行い、開口を形成した。次に、前記レジスト層を除去した。
Thereafter, a polycrystalline silicon film having a thickness of 0.4 μm was formed on the front and back surfaces of the quartz glass substrate by a CVD method.
Next, an opening corresponding to the recess to be formed was formed in the formed polycrystalline silicon film.
This was done as follows. First, a resist layer having a concave pattern to be formed was formed on the polycrystalline silicon film. Next, the polycrystalline silicon film was dry-etched with CF gas to form an opening. Next, the resist layer was removed.
次に、石英ガラス基板をエッチング液(10wt%フッ酸+10wt%グリセリンの混合水溶液)に120分間浸漬してウェットエッチング(エッチング温度30℃)を行い、石英ガラス基板上に凹部を形成した。
その後、石英ガラス基板を、15wt%テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に5分間浸漬して、表面および裏面に形成した多結晶シリコン膜を除去することにより、マイクロレンズ用凹部付き基板を得た。
Next, the quartz glass substrate was immersed in an etching solution (mixed aqueous solution of 10 wt% hydrofluoric acid + 10 wt% glycerin) for 120 minutes and wet-etched (
Thereafter, the quartz glass substrate was immersed in a 15 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 5 minutes to remove the polycrystalline silicon film formed on the front and back surfaces, thereby obtaining a substrate with concave portions for microlenses.
次に、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面に、紫外線(UV)硬化型アクリル系の光学接着剤(屈折率1.60)を気泡なく塗布し、次いで、かかる光学接着剤に石英ガラス製のカバーガラス(表層)を接合し、次いで、かかる光学接着剤に紫外線を照射して光学接着剤を硬化させ、積層体を得た。
その後、カバーガラスを厚さ50μmに研削、研磨して、マイクロレンズ基板を得た。
なお、得られたマイクロレンズ基板では、樹脂層の厚みは12μmであった。
Next, an ultraviolet (UV) curable acrylic optical adhesive (refractive index of 1.60) is applied without bubbles on the surface of the substrate with concave portions for microlenses, and then the optical adhesive is used. A cover glass (surface layer) made of quartz glass was bonded to the optical adhesive, and then the optical adhesive was cured by irradiating the optical adhesive with ultraviolet rays to obtain a laminate.
Thereafter, the cover glass was ground and polished to a thickness of 50 μm to obtain a microlens substrate.
In the obtained microlens substrate, the thickness of the resin layer was 12 μm.
以上のようにして得られたマイクロレンズ基板について、スパッタリング法およびフォトリソグラフィー法を用いて、カバーガラスのマイクロレンズに対応した位置に開口が設けられた厚さ0.16μmの遮光膜(Cr膜)、すなわち、ブラックマトリックスを形成した。さらに、ブラックマトリックス上に厚さ0.15μmのITO膜(透明導電膜)をスパッタリング法により形成し、液晶パネル用対向基板を製造した。
このようにして得られた液晶パネル用対向基板の透明導電膜上に無機配向膜を上述したような無機配向膜形成装置を用い、以下のようにして形成した。
With respect to the microlens substrate obtained as described above, a light shielding film (Cr film) having a thickness of 0.16 μm in which an opening is provided at a position corresponding to the microlens of the cover glass by using a sputtering method and a photolithography method. That is, a black matrix was formed. Further, an ITO film (transparent conductive film) having a thickness of 0.15 μm was formed on the black matrix by a sputtering method to manufacture a counter substrate for a liquid crystal panel.
An inorganic alignment film was formed on the transparent conductive film of the counter substrate for a liquid crystal panel thus obtained using the inorganic alignment film forming apparatus as described above.
まず、銅で構成されたターゲット保持部材S6に、ボンディング剤としてのInを介して、SiO2製のターゲット500を設置した。
次に、真空チャンバS3内の基材ホルダーS5に、液晶パネル用対向基板を設置し、排気ポンプS4により、真空チャンバS3内を5.0×10-4Paまで減圧した。
次に、イオン源S1内に、ガス供給源S13よりアルゴンガスを供給し、フィラメントに、電圧を印加し、プラズマを発生させ、引き出し電極S12に1500Vのイオン加速電圧を印加して、イオンを加速し、イオンビームとして、ターゲット500に照射した。なお、照射されたイオンビームのイオンビーム電流は、250mAであった。
First, a
Next, a counter substrate for a liquid crystal panel was placed on the substrate holder S5 in the vacuum chamber S3, and the inside of the vacuum chamber S3 was depressurized to 5.0 × 10 −4 Pa by the exhaust pump S4.
Next, argon gas is supplied from the gas supply source S13 into the ion source S1, voltage is applied to the filament, plasma is generated, and an ion acceleration voltage of 1500 V is applied to the extraction electrode S12 to accelerate ions. Then, the
イオンビームが照射されたターゲット500からは、液晶パネル用対向基板に向けてスパッタ粒子が引き出され、透明導電膜上に平均厚さ0.05μmのSiO2で構成された無機配向膜を形成した。なお、スパッタ粒子の照射角度(入射角度)θsは、80°であった。また、成膜する際の液晶パネル用対向基板の温度は、100℃であった。
上記のようにして形成された無機配向膜を構成する柱状の結晶の液晶パネル用対向基板に対する傾斜角θcは、45°で、柱状の結晶の幅は、25nmであった。
Sputtered particles were extracted from the
Inclination angle theta c with respect to the liquid crystal panel for a counter substrate of columnar crystals constituting the inorganic alignment film formed as described above is at 45 °, the width of the columnar crystal was 25 nm.
また、別途用意したTFT基板(石英ガラス製)の表面にも、上記と同様にして、無機配向膜を形成した。
無機配向膜が形成された液晶パネル用対向基板と、無機配向膜が形成されたTFT基板とを、シール材を介して接合した。この接合は、液晶層を構成する液晶分子が左ツイストするように無機配向膜の配向方向が90°ずれるように行った。
次に、無機配向膜−無機配向膜間に形成された空隙部の封入孔から液晶(メルク社製:MJ99247)を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いだ。形成された液晶層の厚さは、約3μmであった。
In addition, an inorganic alignment film was formed on the surface of a separately prepared TFT substrate (made of quartz glass) in the same manner as described above.
The counter substrate for a liquid crystal panel on which the inorganic alignment film was formed and the TFT substrate on which the inorganic alignment film was formed were bonded via a sealing material. This bonding was performed such that the alignment direction of the inorganic alignment film was shifted by 90 ° so that the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer were twisted to the left.
Next, liquid crystal (Merck Corp .: MJ99247) was injected into the gap from the gap hole formed between the inorganic alignment film and the inorganic alignment film, and then the hole was closed. The formed liquid crystal layer had a thickness of about 3 μm.
その後、液晶パネル用対向基板の外表面側と、TFT基板の外表面側とに、それぞれ、偏光膜8B、偏光膜7Bを接合することにより、図4に示すような構造のTFT液晶パネルを製造した。偏光膜としては、ポリビニルアルコール(PVA)で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いた。なお、偏光膜7B、偏光膜8Bの接合方向は、それぞれ、無機配向膜3B、無機配向膜4Bの配向方向に基づき決定した。すなわち、電圧印加時には入射光が透過せず、電圧無印加時には入射光が透過するように、偏光膜7B、偏光膜8Bを接合した。
なお、製造された液晶パネルのプレチルト角は、3〜7°の範囲のものであった。
Thereafter, a
The pretilt angle of the manufactured liquid crystal panel was in the range of 3 to 7 °.
(実施例2〜6)
無機配向膜形成装置の構成、および、無機配向膜を形成する際の各条件を表1に示すようにして、SiO2で構成された無機配向膜を形成した以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(実施例7〜10)
ターゲット500として、SiOを用い、無機配向膜形成装置の構成、および、無機配向膜を形成する際の各条件を表1に示すようにして、SiOで構成された無機配向膜を形成した以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(Examples 2 to 6)
The configuration of the inorganic alignment film forming apparatus and the conditions for forming the inorganic alignment film are shown in Table 1, and the same as in Example 1 except that the inorganic alignment film formed of SiO 2 was formed. Thus, a liquid crystal panel was manufactured.
(Examples 7 to 10)
Except for using SiO as the
(比較例1)
図3に示すような装置を用いずに、ポリイミド系樹脂(PI)の溶液(日本合成ゴム株式会社製:AL6256)を用意し、スピンコート法により、液晶パネル用対向基板の透明導電膜上に平均厚さ0.05μmの膜を形成し、プレチルト角が2〜3°となるように、ラビング処理を施して、配向膜とした以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。なお、比較例1では、ラビング処理する際に、埃のようなものが発生した。
(Comparative Example 1)
Without using an apparatus as shown in FIG. 3, a polyimide resin (PI) solution (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd .: AL6256) is prepared and applied on the transparent conductive film of the counter substrate for the liquid crystal panel by spin coating. A liquid crystal panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a film having an average thickness of 0.05 μm was formed, and a rubbing treatment was performed so that the pretilt angle was 2 to 3 ° to obtain an alignment film. . In Comparative Example 1, dusty material was generated during the rubbing process.
(比較例2)
SiO2製の板状部材S31の代わりに、ステンレス製の基板上に、アルミニウムの溶射膜(厚さ:50μm)が被覆された板材を用い、ターゲット保持部材S6、基材ホルダーS5として、SiO2で構成された表面層を有さない、銅製の部材を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(Comparative Example 2)
Instead of the SiO 2 plate member S31, a plate material in which a sprayed aluminum film (thickness: 50 μm) is coated on a stainless steel substrate is used, and the target holding member S6 and the substrate holder S5 are made of SiO 2. A liquid crystal panel was produced in the same manner as in Example 1 except that a copper member having no surface layer composed of was used.
(比較例3)
SiO2製の板状部材S31を用いず、真空チャンバS3をチャンバ本体のみで構成されたものとし、ターゲット保持部材S6、基材ホルダーS5として、SiO2で構成された表面層を有さない、銅製の部材を用いた以外は、前記実施例1と同様にして液晶パネルを製造した。
(比較例4)
ターゲット500より発生したスパッタ粒子を、傾斜させずに液晶パネル用対向基板に入射させた以外は、前記比較例2と同様にして液晶パネルを製造した。
(Comparative Example 3)
Without using the SiO 2 made of plate-like member S31, the vacuum chamber S3 and those composed only of the chamber body, the target holding member S6, as a substrate holder S5, no surface layer formed of SiO 2, A liquid crystal panel was produced in the same manner as in Example 1 except that a copper member was used.
(Comparative Example 4)
A liquid crystal panel was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2 except that the sputtered particles generated from the
[真空チャンバ内、無機配向膜表面の清浄状態の評価]
上記各実施例および比較例2〜4について、それぞれ、上述したのと同様の方法で、無機配向膜の形成を繰り返し行い、100枚の液晶パネルを製造した。
100枚の液晶パネルを製造した後の、真空チャンバ内の状態(清浄状態)を以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:チャンバ内の床上に、粉塵、ダスト状の異物等が一切認められなかった。
○:チャンバ内の床上に、粉塵、ダスト状の異物等がほとんど認められなかった。
△:チャンバ内の床上に、粉塵、ダスト状の異物等がわずかに認められた。
×:チャンバ内の床上に、粉塵、ダスト状の異物等が顕著に認められた。
[Evaluation of clean condition of the surface of inorganic alignment film in vacuum chamber]
About each said Example and Comparative Examples 2-4, formation of the inorganic alignment film was repeated by the method similar to what was mentioned above, respectively, and 100 liquid crystal panels were manufactured.
The state (clean state) in the vacuum chamber after 100 liquid crystal panels were manufactured was evaluated according to the following four criteria.
A: No dust or dusty foreign matter was found on the floor in the chamber.
○: Dust, dust-like foreign matter, etc. were hardly observed on the floor in the chamber.
(Triangle | delta): Dust, the dusty foreign material, etc. were slightly recognized on the floor in a chamber.
X: Dust, dust-like foreign matter, etc. were remarkably recognized on the floor in the chamber.
また、90〜100枚目に製造した液晶パネルについて、その表面の様子を観察し、以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:異物の付着が一切認められなかった。
○:異物の付着がほとんど認められなかった。
△:異物の付着がわずかに認められた。
×:異物の付着が顕著に認められた。
Moreover, about the 90-100th liquid crystal panel, the mode of the surface was observed and evaluated according to the following four steps | paragraphs of criteria.
A: No foreign matter was observed.
A: Almost no foreign matter was observed.
Δ: Slight adhesion of foreign matter was observed.
X: Adherence of foreign matters was recognized remarkably.
[液晶パネルの評価]
上記各実施例および各比較例で製造した液晶パネル(1枚目に製造された液晶パネル)について、光透過率を連続的に測定した。光透過率の測定は、各液晶パネルを50℃の温度下に置き、電圧無印加の状態で、15lm/mm2の光束密度の白色光を照射することにより行った。
[LCD panel evaluation]
The light transmittance was continuously measured for the liquid crystal panels manufactured in each of the above Examples and Comparative Examples (the first liquid crystal panel manufactured). The light transmittance was measured by placing each liquid crystal panel at a temperature of 50 ° C. and irradiating it with white light having a light flux density of 15 lm / mm 2 without applying voltage.
なお、液晶パネルの評価としては、比較例1で製造した液晶パネルの白色光の照射開始から光透過率が初期の光透過率と比較して、50%低下するまでの時間(耐光時間)を基準として、以下のように4段階で評価を行った。
◎:耐光時間が比較例1よりも5倍以上。
○:耐光時間が比較例1よりも2倍以上5倍未満。
△:耐光時間が比較例1よりも1倍以上2倍未満。
×:耐光時間が比較例1よりも劣る。
表1には、無機配向膜形成装置の構成、無機配向膜の形成条件、無機配向膜の平均厚さ、各液晶パネルでのプレチルト角度の評価結果とともに、真空チャンバ内、無機配向膜表面の清浄状態の評価、液晶パネルの評価結果をまとめて示した。
As the evaluation of the liquid crystal panel, the time (light resistance time) from the start of the white light irradiation of the liquid crystal panel manufactured in Comparative Example 1 until the light transmittance is reduced by 50% compared to the initial light transmittance. As a standard, evaluation was performed in four stages as follows.
A: Light resistance time is 5 times or more that of Comparative Example 1.
○: Light resistance time is 2 times or more and less than 5 times that of Comparative Example 1.
Δ: Light resistance time is 1 to 2 times that of Comparative Example 1.
X: Light resistance time is inferior to that of Comparative Example 1.
Table 1 shows the structure of the inorganic alignment film forming apparatus, the formation conditions of the inorganic alignment film, the average thickness of the inorganic alignment film, the evaluation results of the pretilt angle in each liquid crystal panel, and the cleanness of the surface of the inorganic alignment film in the vacuum chamber. The evaluation of a state and the evaluation result of the liquid crystal panel were shown collectively.
表1から明らかなように、本発明では、チャンバ内、無機配向膜の表面に異物の存在が認められなかった。これに対し、比較例では、チャンバ内、無機配向膜の表面に異物の存在が認められた。このような異物は、製造された無機配向膜(液晶パネル)に悪影響を及ぼすものと考えられる。
また、本発明の液晶パネルにおいては、比較例1の液晶パネルと比較して、優れた耐光性を示した。また、本発明の液晶パネルでは、十分なプレチルト角が得られ、液晶分子の配向状態を確実に規制することができたが、比較例4の液晶パネルでは、十分なプレチルト角が得られず、液晶分子の配向状態を規制するのが困難であった。
As is apparent from Table 1, in the present invention, no foreign matter was observed in the chamber and on the surface of the inorganic alignment film. On the other hand, in the comparative example, the presence of foreign matters was observed in the chamber and on the surface of the inorganic alignment film. Such foreign substances are considered to have an adverse effect on the manufactured inorganic alignment film (liquid crystal panel).
Moreover, in the liquid crystal panel of this invention, compared with the liquid crystal panel of the comparative example 1, the outstanding light resistance was shown. Further, in the liquid crystal panel of the present invention, a sufficient pretilt angle was obtained, and the alignment state of the liquid crystal molecules could be reliably regulated. However, in the liquid crystal panel of Comparative Example 4, a sufficient pretilt angle was not obtained, It was difficult to regulate the alignment state of the liquid crystal molecules.
[液晶プロジェクター(電子機器)の評価]
上記各実施例および各比較例で製造したTFT液晶パネル(各実施例および比較例2〜4については、100枚目に製造した液晶パネル)を用いて、図8に示すような構造の液晶プロジェクター(電子機器)を組み立て、この液晶プロジェクターを5000時間連続駆動させた。
[Evaluation of LCD projector (electronic equipment)]
A liquid crystal projector having a structure as shown in FIG. 8 using the TFT liquid crystal panel manufactured in each of the above examples and comparative examples (the liquid crystal panel manufactured for the 100th sheet for each of the examples and comparative examples 2 to 4). (Electronic device) was assembled, and this liquid crystal projector was continuously driven for 5000 hours.
なお、液晶プロジェクターの評価としては、駆動直後の投射画像と駆動後5000時間の投射画像とを観察し、以下のように4段階で鮮明度の評価を行った。
◎:鮮明な投射画像が観察された。
○:ほぼ鮮明な投射画像が観察された。
△:やや鮮明さに劣る投射画像が観察された。
×:鮮明でない投射画像が確認された。
この結果を表2に示した。
As an evaluation of the liquid crystal projector, a projected image immediately after driving and a projected image after 5,000 hours after driving were observed, and sharpness was evaluated in four stages as follows.
A: A clear projected image was observed.
○: An almost clear projected image was observed.
(Triangle | delta): The projection image somewhat inferior to a clearness was observed.
X: The projection image which is not clear was confirmed.
The results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、本発明の液晶パネルを用いて製造された液晶プロジェクター(電子機器)は、長時間連続して駆動させた場合であっても、鮮明な投射画像が得られた。
これに対し、比較例1の液晶パネルを用いて製造された液晶プロジェクターでは、駆動時間に伴い、投射画像の鮮明度が明らかに低下した。これは、初期の段階では、液晶分子の配向が揃っているが、長期駆動により、配向膜が劣化し、液晶分子の配向性が低下したためであると考えられる。なお、比較例2〜4の液晶パネルを用いて製造された液晶プロジェクターでは、駆動当初から、鮮明な投射画像を得られるものではなかった。これは、無機配向膜の形成時に混入した異物(例えば、粉塵、ダスト状の異物や、チャンバ本体を構成する金属材料)が悪影響を及ぼしたためであると考えられる。
また、本発明の液晶パネルを備えたパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ディジタルスチルカメラを作製して、同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
これらの結果から、本発明の液晶パネル、電子機器は、耐光性に優れ、長期間使用しても安定した特性が得られるものであることが分かる。
As is clear from Table 2, the liquid crystal projector (electronic device) manufactured using the liquid crystal panel of the present invention obtained a clear projected image even when it was continuously driven for a long time.
On the other hand, in the liquid crystal projector manufactured using the liquid crystal panel of Comparative Example 1, the sharpness of the projected image clearly decreased with the driving time. This is presumably because the alignment of the liquid crystal molecules is uniform in the initial stage, but the alignment film deteriorates and the alignment of the liquid crystal molecules decreases due to long-term driving. In addition, in the liquid crystal projector manufactured using the liquid crystal panel of Comparative Examples 2-4, a clear projection image was not obtained from the beginning of a drive. This is presumably because foreign matters (for example, dust, dust-like foreign matters or metal materials constituting the chamber body) mixed during the formation of the inorganic alignment film had an adverse effect.
Moreover, when a personal computer, a cellular phone, and a digital still camera equipped with the liquid crystal panel of the present invention were manufactured and evaluated in the same manner, similar results were obtained.
From these results, it can be seen that the liquid crystal panel and the electronic device of the present invention are excellent in light resistance and can obtain stable characteristics even after long-term use.
1A、1B…液晶パネル 2…液晶層 3A、3B…無機配向膜 4A、4B…無機配向膜 5…透明導電膜 6…透明導電膜 7A、7B…偏光膜 8A、8B…偏光膜 9…基板 10…基板 100…基材 101…基材 200…電子デバイス用基板 500…ターゲット S1…イオン源 S12…引き出し電極 S13…ガス供給源 S100…無機配向膜形成装置 S3…真空チャンバ(チャンバ) S30…チャンバ本体 S31…板状部材 S32…内壁面 S4…排気ポンプ S5…基材ホルダー S6…ターゲット保持部材(バッキングプレート) 11…マイクロレンズ基板 111…マイクロレンズ用凹部付き基板 112…凹部 113…マイクロレンズ 114…表層 115…樹脂層 12…液晶パネル用対向基板 13…ブラックマトリックス 131…開口 14…透明導電膜 17…TFT基板 171…ガラス基板 172…画素電極 173…薄膜トランジスタ 1100…パーソナルコンピュータ 1102…キーボード 1104…本体部 1106…表示ユニット 1200…携帯電話機 1202…操作ボタン 1204…受話口 1206…送話口 1300…ディジタルスチルカメラ 1302…ケース(ボディー) 1304…受光ユニット 1306…シャッタボタン 1308…回路基板 1312…ビデオ信号出力端子 1314…データ通信用の入出力端子 1430…テレビモニタ 1440…パーソナルコンピュータ 300…投射型表示装置 301…光源 302、303…インテグレータレンズ 304、306、309…ミラー 305、307、308…ダイクロイックミラー 310〜314…集光レンズ 320…スクリーン 20…光学ブロック 21…ダイクロイックプリズム 211、212…ダイクロイックミラー面 213〜215…面 216…出射面 22…投射レンズ 23…表示ユニット 24〜26…液晶ライトバルブ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記チャンバの内壁面全体、および、前記ターゲットを保持するターゲット保持部材の表面付近が、前記ターゲットの構成材料と同一の材料で構成されていることを特徴とする無機配向膜形成装置。 An inorganic alignment film forming apparatus used for producing an inorganic alignment film by a vapor deposition method using a film formation target in a chamber,
The inorganic alignment film forming apparatus, wherein the entire inner wall surface of the chamber and the vicinity of the surface of the target holding member for holding the target are made of the same material as the constituent material of the target.
前記基材上に、主として無機材料で構成された柱状の結晶が、前記基材の前記無機配向膜を形成する面の面方向に対して、傾斜した状態で配向した前記無機配向膜を形成する請求項4に記載の無機配向膜の形成方法。 The sputtered particles are incident on the base material from a direction inclined by a predetermined angle θ s with respect to a direction perpendicular to a surface of the base material on which the inorganic alignment film is formed;
Formed on the base material is an inorganic alignment film in which columnar crystals mainly composed of an inorganic material are aligned in an inclined state with respect to the surface direction of the surface of the base material on which the inorganic alignment film is formed. The method for forming an inorganic alignment film according to claim 4 .
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