取向膜的制造装置和制造方法、液晶装置以及电子机器的制作方法

文档序号:2692022阅读:121来源:国知局
专利名称:取向膜的制造装置和制造方法、液晶装置以及电子机器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种制造取向膜的制造装置、取向膜的制造方法、液晶装置以及电子机器。
背景技术
液晶投影仪等投射型显示装置中,使用液晶装置作为光调制部。
这样的液晶装置,在一对基板间的周边部中设有密封部件,其中央部密封有液晶层。
在该一对基板的内面侧形成给液晶层施加电压的电极,在这些电极的内面侧,形成有在不施加选择电压时控制液晶分子的取向的取向膜。
这样所构成的液晶装置,根据不施加选择电压时与施加选择电压时的液晶分子的取向变化来调制光源光,形成图像光。
另外,作为上述的取向膜一般使用的是,对由添加有侧链烷基的聚酰亚胺等构成的高分子膜的表面上实施过研磨处理的膜。
研磨处理是指通过柔软的布所构成的滚筒,以给定的方向摩擦高分子膜的表面,使得高分子取向为给定方向。
液晶分子因取向性高分子与液晶分子之间的分子间相互作用,而沿着取向性高分子设置。
因此,在不施加选择电压时,能够让液晶分子取向为给定的方向。
另外,通过侧链烷基,还能够对液晶分子赋予预倾(pre-tilt)。
但是,在采用具有这种有机取向膜的液晶装置作为投影仪的光调制部的情况下,有可能因光源所照射的强光或热导致取向膜逐渐分解。
这样,在长时间的使用后,有可能无法使液晶分子排列成所期望的预倾角等,液晶分子的取向控制功能降低,液晶投影仪的显示品质下降等。
因此,有人提出了使用由耐光性以及耐热性优秀的无机材料构成的取向膜。
这样的无机取向膜的制造方法,已知的例如有通过斜向蒸镀法成膜氧化硅(SiO2)膜的方法。
在通过斜向蒸镀法制造无机取向膜的情况下,为了让取向膜形成所期望的取向状态,需要控制取向膜材料的入射角度。
控制取向膜材料的入射角度的技术,公知的有特开2002-365639号公报。
该技术中,在具有取向膜材料的蒸镀源与基板之间,设置形成有缝隙的遮挡板,通过从该缝隙穿过来以给定的入射角度有选择地进行蒸镀,来形成所期望的取向膜。
该技术中,特别要将形成有缝隙的遮挡板设置在基板的附近。这样,通过让从蒸镀源升华的蒸镀物进入到基板与遮挡板之间,能够防止蒸镀物通过与所期望的入射角度不同的角度蒸镀到基板上。
因此,所得到的取向膜能够无偏差地以给定的蒸镀角形成。
但是,从蒸镀源升华的取向膜材料,以蒸镀源为中心呈放射状扩散流动,因此通过遮挡板的开口部分成膜在基板上的只是一部分,剩下的会附着到上述遮挡板的底面、或设置于成膜室的壁面上的防镀板上。
像这样的取向膜材料在基板以外处的附着,基板的大小越大,其量也越大。
也即,随着基板大小增大,成膜室也增大,由于蒸镀源与基板(遮挡板)之间的距离延长,因此会导致附着的面积增大。
其结果是,需要频繁进行例如通过清洗将附着在遮挡板或防镀板上的取向膜材料去除,或更换这些遮挡板或防镀板之后,将其中所附着的取向膜材料通过清洗来去除之类的维护,因此使得作业负荷增大,导致生产性降低。

发明内容
本发明正是鉴于以上问题而提出的,其目的在于提供一种能够减轻取向膜的制造时的维护负荷,并由此提高生产性的取向膜的制造装置、取向膜的制造方法、以及具有通过该制造方法制造的取向膜的液晶装置、电子机器。
用来实现上述目的的本发明的取向膜的制造装置,制造在相面对的一对基板间夹持液晶而成的液晶装置的取向膜,具有成膜室;蒸镀部,其具有蒸镀源,在上述成膜室内通过物理的蒸镀法在上述基板上蒸镀取向膜材料,形成取向膜;遮挡板,其形成在上述蒸镀部与上述基板之间,具有用来有选择地蒸镀取向膜材料的缝隙状开口部分,将上述基板中的没有形成取向膜的区域覆盖起来;以及,第1限制部件,其设置在上述蒸镀源与上述遮挡板之间,并且设置在上述蒸镀源的附近,用来对上述蒸镀源的上述取向膜材料发生升华的升华方向进行限制。
通过该取向膜的制造装置,由于在蒸镀源的附近,设有用来对上述蒸镀源的升华方向进行限制的第1限制部件,因此在成膜时附着在遮挡板的底面或成膜室的壁面中所设置的防镀板上的取向膜的量,能够通过该第1限制部件减少。
因此,能够减轻因取向膜材料在遮挡板或防镀板中附着而引起的维护时的作业负荷,实现生产性的提高。
另外,本发明的取向膜的制造装置中,优选上述第1限制部件具有能够开闭的缝隙,该缝隙将上述蒸镀源的升华方向限制为朝向上述遮挡板的开口部分。
在通过蒸镀部升华取向膜材料时,在升华开始初期,升华速度不稳定,因此在该状态下进行成膜的情况下,所得到的取向膜中有可能产生不均。
因此,通过令在第1限制部件中进行限制的缝隙能够开闭,并在升华开始初期将该缝隙关闭来将蒸镀源覆盖起来,能够一直等待到升华速度稳定再进行成膜。
而且,通过像这样将蒸镀源覆盖起来,能够防止取向膜材料附着到成膜室中。
另外,本发明的取向膜的制造装置中,优选具有设置在上述第1限制部件中且覆盖上述蒸镀源的侧面的防镀部件。
这样一来,因升华而从蒸镀源流向其侧方的取向膜材料,不会附着到例如成膜室内的壁面中所设置的防镀板上,能够附着在上述防镀部件上。
因此,能够减轻因取向膜材料在防镀板中附着而引起的维护时的作业负荷,实现生产性的提高。
另外,本发明的取向膜的制造装置中,优选具有设置在上述遮挡板与上述第1限制部件之间、且用来对上述第1限制部件所限制的蒸镀源的升华方向进一步进行限制的第2限制部件。
这样一来,能够通过这些限制部件(第1限制部件以及第2限制部件)以更好的精度对蒸镀源的升华方向进行限制,取向膜材料不会在遮挡板侧扩散,能够流入到遮挡板的开口部分内。
因此,能够减少取向膜材料在遮挡板乃至防镀板中附着,减轻维护时的作业负荷。
另外,本发明的取向膜的制造装置中,优选在上述遮挡板与上述第1限制部件之间,具有多个上述第2限制部件,上述升华后的取向膜材料通过上述多个第2限制部件的位置,排列在近似一个方向上。
通过这样,能够通过这些限制部件以更好的精度对蒸镀源的升华方向进行限制。
另外,上述取向膜的制造装置中,优选在上述遮挡板中,形成有多个上述开口部分。
在经遮挡板的开口部分往基板上蒸镀取向膜材料时,取向膜材料的一部分经开口部分附着于遮挡板的开口部分的内周部。因此,缝隙状的开口部分的缝隙宽度会变窄,由该开口部分限制的入射角度等的成膜条件与成膜初期相比发生变化。因此,通过令遮挡板具有多个开口部分,能够将内周部附着有取向膜材料的开口部分,替换成内周部没有附着取向膜材料的开口部分,来往基板上蒸镀取向膜材料。这样,能够用初始的成膜条件,稳定进行成膜。具体来说,通过由限制部件对从蒸镀源升华的蒸镀物的升华方向进行大致限制,从蒸镀源升华的取向膜材料,只对从遮挡板的多个开口部分中选出的一个开口部分有选择地流入。然后,若通过成膜一个开口部分的内周部上附着了取向膜材料,例如通过将遮挡板的位置错位,使其他开口部分与蒸镀源的升华方向对应,从而可通过初始的成膜条件稳定地进行成膜。
另外,本发明的取向膜的制造装置中,优选让上述遮挡板的开口部分的宽度可变。
这样一来,即使因基板的前处理条件或蒸镀部中的蒸镀(升华)条件等发生了变化,而需要对开口部分所规定的取向膜材料的入射角度等进行变更时,也能够通过变更缝隙宽度来容易地对应。
本发明的取向膜制造方法,包括以下步骤使取向膜材料从蒸镀源升华,通过设置在蒸镀源附近的限制部件,对取向膜材料升华的升华方向进行限制,使取向膜材料通过遮挡板所具有的缝隙状的上述开口部分,通过物理的蒸镀法在基板上形成取向膜。
通过该取向膜的制造方法,由于在通过遮挡板的开口部分往基板上蒸镀取向膜材料时,通过设置在蒸镀源的附近的限制部件,对上述蒸镀源的升华方向进行限制,因此通过该限制部件,能够减少附着在遮挡板的底面或成膜室的壁面中所设置的防镀板上的取向膜的量。
因此,能够减轻因取向膜材料在遮挡板或防镀板中附着而引起的维护时的作业负荷,实现生产性的提高。
本发明的液晶装置,具有使用上述取向膜的制造方法所制造出的取向膜。
该液晶装置,由于如前所述提高了取向膜的制造的生产性,因此也提高了该液晶装置自身的生产性。
本发明的电子机器,具有上述液晶装置。
由于该电子机器具有提高了生产性的液晶装置,因此也提高了该电子机器自身的生产性。


图1为本发明的制造装置的一个实施方式的概要结构图。
图2为说明限制部件的概要结构的立体图。
图3A以及图3B为形成有多个开口部分的遮挡板的示意图。
图4为用来说明遮挡板的开口部分附近的状态的要部侧剖面图。
图5为液晶装置的TFT阵列基板的平面图。
图6为液晶装置的等价电路图。
图7为液晶装置的平面构造的示意图。
图8为液晶装置的剖面构造的示意图。
图9为表示投影仪的要部的概要结构图。
具体实施例方式
下面对照附图,对本发明进行详细说明。
图1为表示本发明中的取向膜的制造装置的一个实施方式的概要结构的图,图1中符号1为取向膜的制造装置(以下称作制造装置)。
该制造装置1,用来在成为液晶装置的构成部件的基板W的表面上,形成由无机材料构成的取向膜,具有由真空仓形成的成膜室2、蒸镀部3、设置在该蒸镀部3与上述基板W之间的遮挡板4、以及用来限制上述蒸镀部3中的蒸镀源3a的升华方向的限制部件5(第1限制部件)。
成膜室2,分别与用来进行取向膜形成的前处理(例如基板的加热处理)的前处理室(未图示)、以及用来进行取向膜形成后的后处理(例如基板的冷却处理)的后处理室(未图示)连通,具有将与这些处理室之间的连通气密封闭起来的闸门阀(未图示),通过这样,从前处理室的基板W的搬入、以及向后处理室的基板W的搬出,不会大幅降低室内的真空度。
这里,该成膜室2内,设有用来将从前处理室搬入的基板W连续或断续传送到上述遮挡板上,再搬出到后处理室的传送部(未图示)。
另外,该成膜室2中,经布管7与用来控制其内部压强、得到所期望的真空度的真空泵6相连接。
该成膜室2内,在一方的侧壁侧设有蒸镀部3。
蒸镀部3,用来通过物理蒸镀法即蒸镀法、或离子束溅射法等溅射法,对上述基板W蒸镀取向膜材料,并形成取向膜。
本实施方式中,通过由取向膜材料所构成的蒸镀源3a、以及对该蒸镀源3a照射电子束来使其加热升华的电子枪单元(未图示),构成蒸镀部3。
另外,还可以代替电子枪单元,使用电阻加热方式的加热器作为蒸镀源3a的加热机构。
取向膜材料使用二氧化硅(SiO2)等氧化硅(SiOx)。
该蒸镀部3中,保持蒸镀源3a的坩锅(未图示)的开口,设为朝向后述的遮挡板4的开口部分,通过这样,蒸镀部3使取向膜材料的升华物(蒸镀物),主要往图1中通过双点虚线所示的方向出射。
但是,虽然取向膜材料的升华物(蒸镀物)的流向被坩锅的开口所限制,但流过一定程度的距离后,其前端会以蒸镀源3a为中心呈放射状扩散流动。
因此,本发明中,为了将来自该蒸镀源3a的取向膜材料的升华物(蒸镀物)的流动、也即蒸镀源3a的升华方向,限制在后述的遮挡板4的开口部分及其附近,在蒸镀源3a的附近设有限制部件5。
限制部件5如图2所示,由一对限制板5a、5b构成,该限制板5a、5b之间具有缝隙8。
也即,该限制部件5由矩形的限制板5a,以及在与该限制板5a相面对的一侧的一边上形成有切口8a的略矩形状的限制板5b构成,限制板5a与限制板5b的切口8a之间形成有缝隙8。
该缝隙8,形成设置在连接上述蒸镀源3a与遮挡板4的开口部分的位置上,通过这样将蒸镀源3a的升华方向,限制在遮挡板4的开口部分及其附近。
另外,该限制部件5中,通过给一方的限制板设置进退机构(未图示),能够让一方的限制板可相对另一方的限制板移动(进退)。
这样所构成的限制部件5,如图2中的双点虚线所示,通过用限制板5a将上述切口8a堵住,能够将缝隙8闭合。
即,限制部件5能够开闭缝隙8。
因此,如后所述,特别是在取向材料的升华开始初期,通过关闭缝隙8来用限制部件5将蒸镀源3a覆盖起来,能够停止对基板W的成膜,直到蒸镀源3a的升华速度稳定。
另外,该限制部件5中,在其外周部设有覆盖上述蒸镀源3a的侧方的防镀部件9。
该防镀部件9,是设置在比限制部件5的外周部更靠下的板状部件。防镀部件9通过将蒸镀源3a的外周覆盖起来,因升华从蒸镀源3a流向蒸镀源3a的侧方的取向膜材料,不会流到成膜室2内的壁面侧,其被防镀部件9阻挡并附着于防镀部件9。
遮挡板4,被可装卸地保持并固定于安装在成膜室2内的传送板10,由金属或陶瓷、树脂等形成。
传送板10的上面侧保持基板W,并且能够由上述传送部(未图示)使其移动。传送板10上,形成有保持遮挡板4的开口10a。开口10a,位于成膜室2内与配置有上述蒸镀部3的内壁侧相反的侧壁侧。搬送板10的开口部分10a中,形成有从开口10a的壁部延伸至开口10a的内侧的保持部10b。这样,遮挡板4被嵌入至开口10a内,并被以置载于保持部10b上的状态保持固定在搬送板10上。
另外,该遮挡板4中,形成有适当宽度的缝隙状开口部分(缝隙)11。
该开口部分11通过适当配置遮挡板4,处于与上述基板W的传送方向相垂直的位置,用来将来自上述蒸镀部3的取向膜材料(蒸镀物),有选择地蒸镀在基板W上。
另外,该开口部分11被配置为,由开口部分11露出的基板W的面、与从蒸镀源3a至开口部分11的升华方向之间的角度被设定为给定的角度范围。
通过这样,取向膜材料的升华物(蒸镀物),相对基板W的成膜面,以给定的角度斜向蒸镀。
另外,该开口部分11,近似设置在上述蒸镀源3a与缝隙8的连线的延长线上。
根据这样的的构成,来自蒸镀源3a的升华物,被缝隙8所限制,通过这样,不会在成膜室2内放射状扩散,而只流向开口部分11及其附近。
另外,遮挡板4自身将基板W的底面侧覆盖起来,通过这样,覆盖了由开口部分11所限制的成膜区域以外的非取向膜形成区域,阻止往该区域蒸镀取向膜材料。
但是,通过让基板W相对开口部分11移动,能够让基板W的成膜区域(取向膜形成区域),随时间经过全部面朝开口部分11内,从而能够对该成膜区域的全面斜向蒸镀取向膜材料。
另外,成膜室2内,为了防止取向膜材料附着在其内壁面,设置为防镀板12能够对成膜室2装卸。
接下来,对这样所构成的制造装置1的取向膜的制造方法进行说明。
首先,起动真空泵6,事先将成膜室2内调整到所期望的真空度,同时,通过未图示的加热机构将成膜室2内调整到给定的温度。
另外,与此同时,另行关闭限制部件5的限制板5a、5b,将缝隙8封闭,通过这样由限制部件5将蒸镀源3a覆盖起来。
之后,在该状态下起动蒸镀部3,使取向膜材料升华。
之后,如果取向膜材料的升华速度稳定,便移动限制板5a(5b),打开缝隙8,从而开放蒸镀源3a。
通过像这样由缝隙8开放蒸镀源3a,能够由该缝隙8对取向膜材料的升华物的流向(出射方向)进行限制。
也即,通过了缝隙8的取向膜材料的升华物,如图1中的双点虚线所示,能够被限制为只朝向遮挡板4的开口部分11,流向该开口部分11及其附近。
另外,从蒸镀源3a所升华的取向膜材料中、没有通过缝隙8的升华物,其流动被限制部件5或防镀部件9遮挡而附着于其上。
因此,防镀部件9和限制部件5,防止蒸镀物流动至遮挡板4或成膜室2的内面侧的防镀板12并附着。
接下来,将在前处理室中进行了加热等前处理的基板W,搬入到成膜室2内。
之后,连续或断续通过传送部移动该基板W。
这样,让取向膜材料升华,同时在传送板10上移动基板W,到达遮挡板4上,使其成膜面朝向开口部分11。
于是,通过由开口部分11露出的基板W的面、与从蒸镀源3a至开口部分11的升华方向之间的角度被设定为给定的角度范围,从蒸镀源3a所升华的取向膜材料,相对基板W的成膜面以给定的角度斜向蒸镀。
然后,通过将这种斜向蒸镀,伴随连续或断续地使基板W相对开口部分11移动而进行,从而最终在基板W的成膜区域(取向膜形成区域)的整个面上斜向蒸镀取向膜材料,通过这样能够形成所期望的取向膜。
由于这样所构成的制造装置1中,蒸镀源3a的附近,设有用来限制上述蒸镀源3a的升华方向的限制部件5,因此能够在成膜时,通过该限制部件5,使得附着到遮挡板4的底面和成膜室2的壁面上所设置的防镀板12的取向膜材料的量大幅减少。
因此,能够减轻因取向膜材料附着在遮挡板4或防镀板12上而引起的维护时的作业负荷,实现生产性的提高。
另外,在通过蒸镀部3升华取向膜材料时,在升华开始初期,升华速度不稳定,因此在该状态下进行成膜的情况下,所得到的取向膜中有可能产生不均,但由于上述制造装置1,构成为能够开闭限制部件5的缝隙8,因此在升华开始初期通过将该缝隙8关闭,将蒸镀源3a覆盖起来,从而能够一直等待到升华速度稳定再进行成膜。
而且,在像这样等待成膜时,通过限制部件5将蒸镀源3a覆盖起来,从而能够防止取向膜材料附着到成膜室2中。
另外,由于在限制部件5中设有覆盖蒸镀源3a的侧方的防镀部件9,因此因升华而从蒸镀源3a流向其侧方的取向膜材料,不会附着到成膜室2的壁面中所设置的防镀板12上,而能够附着在上述防镀部件9上。
因此,能够减轻因取向膜材料在防镀板12上附着而引起的维护时的作业负荷,实现生产性的提高。
另外,本发明并不仅限于上述实施方式,只要不脱离本发明的要点,还可以进行各种变更。
例如,如图1中的双点虚线所示,可以在限制部件5与遮挡板4之间设置用来对限制部件5所限制的蒸镀源的升华方向进一步进行限制的第2限制部件13,这种情况下,该第2限制部件13可以设置多个。
这里,这些第2限制部件13的每一个上,形成有与上述限制部件5同样的缝隙13a。缝隙13a,对从蒸镀源3a升华的取向膜材料的升华方向进一步进行限制。
这样一来,由于除了限制部件5之外,还通过第2限制部件13对蒸镀源3a的升华方向进行限制,从而能够以更好的精度对该升华方向进行限制,所以取向膜材料不会在遮挡板4侧扩散,能够使取向膜材料可靠地流入到遮挡板4的开口部分11内。
因此,能够减少取向膜材料往遮挡板4乃至防镀板12的附着,减轻维护时的作业负荷。
另外,特别是在设有多个第2限制部件13的情况下,优选升华的取向膜材料通过多个第2限制部件13的位置(缝隙13a),排列为近似同一方向。
通过像这样来形成,能够以更好的精度限制蒸镀源3a的升华方向。
另外,上述实施方式中,遮挡板4中形成了1个缝隙状开口部分11,但本发明中,例如还可以如图3A的立体图所示,在遮挡板4中形成多个缝隙状开口部分11,并在垂直于其长边方向的方向上等间距排列。
这种情况下构成为,该遮挡板4被保持为可相对上述传送板10移动。
例如图3A所示,将传送板10的开口10a相对遮挡板4形成得足够长,通过未图示的移动机构,遮挡板4能够在该开口10a内向着图3A中的箭头方向以给定距离为单位(开口部分11、11间的间距部分的距离)移动。
通过采用这样的构成,取向膜材料在1个开口部分11内附着了某个程度后,移动遮挡板4来将用来成膜的开口部分11错位,从而能够使用下一个开口部分11进行新的成膜。
具体来说,基于上述蒸镀的成膜中,使从蒸镀部3升华的取向膜材料只通过开口部分11来在基板W上蒸镀是不可能的,通常如图4所示,取向膜材料14还会附着在遮挡板4的下面的开口部分11的附近、以及开口部分11的内周部中。
之后,随着成膜处理的时间延长,取向膜材料14的附着量增加,该附着的取向膜材料14,有可能使得所得到的取向膜的膜性能降低。
为了消除这种问题,需要充分进行遮挡板4的更换等成膜室2内的维护,但这种情况下会导致生产性的降低。
这是由于,基于蒸镀的成膜通常让成膜室2内处于真空环境进行,而在成膜室2内的维护时,当然需要从真空环境回到大气压下。
因此,在维护后为了再次进行成膜,需要再次对成膜室2内抽真空,使其处于所期望的真空度。
但是,对成膜室2内抽真空需要花费时间,例如在基板W是多个一次成形的大型基板的等情况下,由于装置变得大型化,因此抽真空需要例如10数小时到1天左右。
因此,如图3A所示,事先形成多个开口部分11,例如进行设定时间的成膜处理之后,如上所述移动遮挡板4,将用来成膜的开口部分11错位,使用下一个开口部分11进行新的成膜。
通过这样,能够以初始的成膜条件稳定地进行成膜,并且因为更换遮挡板4而进行成膜室2内的抽真空而导致的生产性降低,也能够被抑制为最小限度。
另外,在圆板状的遮挡板4上,形成多个缝隙状开口部分11的情况下,还可以如图3B的平面图所示,相对该遮挡板4的中心呈放射状等圆间距形成开口部分11。
这种情况下构成为,该遮挡板4被保持为能够相对上述传送板10旋转。
也即,能够通过未图示的旋转机构,遮挡板4在传送板10的开口10a内以给定角度为单位旋转,通过这样,最初开口部分11所在的位置替换成下一个开口部分11,以下顺次重复该操作。
通过像这样构成,与图3A中所示的遮挡板4的情况相同,取向膜材料以某个程度附着在1个开口部分11内以后,旋转遮挡板4来将用来成膜的开口部分11错位,从而能够使用下一个开口部分11进行新的成膜。
因此,能够在初始的成膜条件下稳定地进行成膜,并且,因为更换遮挡板4而进行成膜室2内的抽真空从而导致的生产性降低,也能够被抑制为最小限度。
这里,之所以如图3A与图3B所示,通过在遮挡板4中形成多个开口部分11,能够良好地得到上述效果,特别是因为在本发明中,通过限制部件5对蒸镀源3a的升华方向进行了某个程度的限制。
也即,通过限制部件5对蒸镀源3a的升华方向进行某个程度的限制,使得来自蒸镀源3a的取向膜材料,几乎都有选择地只流入到从遮挡板4的开口部分11中选出的一个开口部分11中。这里,选出的开口部分11,位于蒸镀源3a的升华方向上。
因此,通过成膜在1个开口部分11中附着取向膜材料后,通过将遮挡板4的位置错位,使得其他开口部分11对应蒸镀源3a的升华方向,通过这样,能够在初始的成膜条件下稳定地进行成膜。
具体来说,随着让取向膜材料从开口部分11内通过,其一部分附着到上述开口部分11的内周部后,该缝隙状的开口部分11的缝隙宽度就变窄。从而,使得由该开口部分11所规定的入射角度等的成膜条件与成膜初期相比发生了变化。
因此,通过如上所述将成膜所使用的开口部分11更新,能够在初始的成膜条件下稳定地进行成膜。
另外,虽然上述实施方式中,遮挡板4的开口部分11的缝隙宽度是一定的,但例如对该遮挡板4,也通过采用与图2中所示的限制部件5相同的构成,将其开口部分11的缝隙宽度可改变地形成。
通过采用这样的构成,即使因基板W的前处理条件或蒸镀部中的蒸镀(升华)条件等发生了变化,而需要对开口部分11所规定的取向膜材料的入射角度等进行变更时,也能够通过变更开口部分11的缝隙宽度来容易地应对。
接下来,对具有通过该制造装置1的制造方法所形成的取向膜的本发明的液晶装置进行说明。
另外,以下的说明中所使用的各个附图中,为了让各个部件成为可识别的大小,而适当变更了各个部件的比例尺。
图5为表示本发明的液晶装置的一个实施方式的概要结构的TFT阵列基板的平面图,图5中符号80为TFT阵列基板(基板)。
在该TFT阵列基板80的中央形成有图像形成区域101。
在该图像形成区域101的周边部设置上述密封部件89,来在图像形成区域101中密封液晶层(未图示)。
该液晶层通过在TFT阵列基板80上直接涂布液晶而形成,密封部件89上没有设置液晶的注入口,是所谓的无封口构造。
该密封部件89的外侧,安装有给后述的扫描线供给扫描信号的扫描线驱动元件110,以及给后述的数据线供给图像信号的数据线驱动元件120。
从该驱动元件110、120到TFT阵列基板80的端部的连接端子79,拉设布线76。
另外,在粘贴在TFT阵列基板80上的对向基板90(参照图8)中,形成有共通电极61(参照图8)。
该共通电极61,形成在图像形成区域101的几乎全区域中,其四角设有基板间导通部70。
从该基板间导通部70将布线78拉设到连接端子79。
之后,从外部所输入的各种信号,经连接端子79提供给图像形成区域101,通过这样来驱动液晶装置。
图6为液晶装置的等价电路图。
为了构成透射型液晶装置的图像形成区域,排列成矩阵状的多个像素中分别形成有像素电极49。
另外,该像素电极49的侧面形成有TFT元件30,其为用来对上述像素电极49进行通电控制的开关元件。
该TFT元件30的源极与数据线46a相连接。
各个数据线46a中,被从上述数据线驱动元件120供给图像信号S1、S2、…、Sn。
另外,TFT元件30的栅极与扫描线43a相连接。
各个扫描线43a中,被从上述扫描线驱动元件以给定的定时以脉冲方式供给扫描信号G1、G2、…、Gm。
另外,TFT元件30的漏极与像素电极49相连接。
这样,通过扫描线43a所供给的扫描信号G1、G2、…、Gm,使作为开关元件的TFT元件30在一定期间导通后,从数据线46a供给的图像信号S1、S2、…、Sn,便经像素电极49以给定的定时写入到各个像素的液晶中。
写入到液晶中的给定电平的图像信号S1、S2、…、Sn,由形成在像素电极49与后述的共通电极之间的液晶电容保持一定期间。
另外,为了防止所保持的图像信号S1、S2、…、Sn泄漏,在像素电极49与电容线43b之间形成存储电容57,并与液晶电容并联设置。
这样,给液晶施加电压信号后,所施加的电压电平便使得液晶分子的取向状态发生变化。
通过这样,入射至液晶的光源光被调制,形成图像光。
图7为液晶装置的平面构造的说明图。
本实施方式的液晶装置中,在TFT阵列基板上,矩阵状排列形成有铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,以下称作ITO)等透明导电性材料所形成的矩形的像素电极49(通过虚线49a表示其轮廓)。
另外,沿着像素电极49的纵横边界,设有数据线46a、扫描线43a以及电容线43b。
本实施方式中,各个像素电极49所形成的矩形区域是像素,并且能够在矩阵状设置的每一个像素中进行显示。
TFT元件30,以多晶硅膜等所构成的半导体层41a为中心形成。
半导体层41a的源极区域(后述),经连接孔45与数据线46a相连接。
另外,半导体层41a的漏极区域(后述),经连接孔48与像素电极49相连接。
另外,半导体层41a中的与扫描线43a相面对的部分中,形成有沟道区域41a’。
图8为液晶装置的剖面构造的示意图,是图7的A-A’线中的从箭头侧看的剖面图。
如图8所示,本实施方式的液晶装置60,主要由TFT阵列基板80、与其相面对设置的对向基板90、以及夹持在它们之间的液晶层50构成。
TFT阵列基板80的主体,由玻璃或石英等透光性材料所构成的基板本体80A、以及形成在其内侧的TFT元件30、像素电极49、无机取向膜86等构成。
一方的对向基板90的主体,由玻璃或石英等透光性材料所构成的基板本体90A、以及形成在其内侧的共通电极61与无机取向膜92等构成。
TFT阵列基板80的表面中,形成有后述的第1遮光膜51a以及第1层间绝缘膜12。
之后,在第1层间绝缘膜52的表面形成半导体层41a,以该半导体层41a为中心形成有TFT元件30。
半导体层41a中的与扫描线43a相面对的部分中,形成有沟道区域41a’,其两侧形成有源极区域以及漏极区域。
由于该TFT元件30采用LDD(Lightly Doped Drain)构造,因此源极区域和漏极区域中,分别形成有杂质浓度相对较高的高浓度区域、以及相对较低的低浓度区域(LDD区域)。
也即,源极区域中形成有低浓度源极区域41b与高浓度源极区域41d,漏极区域中形成有低浓度漏极区域41c与高浓度漏极区域41e。
半导体层41a的表面上,形成有栅极绝缘膜42。
之后,在栅极绝缘膜42的表面上形成扫描线43a,与沟道区域41a’相面对的部分构成栅电极。
另外,栅极绝缘膜42以及扫描线43a的表面上,形成有第2层间绝缘膜44。
在第2层间绝缘膜44的表面形成数据线46a,经形成在第2层间绝缘膜44上的连接孔45,将该数据线46a与高浓度源极区域41d相连接。
另外,第2层间绝缘膜44以及数据线46a的表面上,形成有第3层间绝缘膜47。
之后,在第3层间绝缘膜47的表面形成像素电极49,经形成在第2层间绝缘膜44以及第3层间绝缘膜47上的连接孔48,该像素电极49与高浓度漏极区域41e相连接。
进而,形成通过上述制造装置1所形成的无机取向膜86,覆盖像素电极49,能够对不施加选择电压时的液晶分子的取向进行限制。
另外,本实施方式中,在半导体层41a上延伸形成有第1存储电容电极41f。
另外,在栅极绝缘膜42上延伸形成有电介质膜,在其表面上设置电容线43b,来形成第2存储电容电极。
通过第1存储电容电极41f、第2存储电容电极(电容线43b)、以及电介质膜(栅极绝缘膜42),构成上述的存储电容57。
另外,在对应TFT元件30的形成区域的基板本体80A的表面上,形成有第1遮光膜51a。
第1遮光膜51a,用来防止入射到液晶装置中的光,侵入到半导体层41a的沟道区域41a’、低浓度源极区域41b以及低浓度漏极区域41c中。
另外,在对向基板90中的基板本体90A的表面上,形成有第2遮光膜63。
第2遮光膜63,用来防止入射到液晶装置中的光,侵入到半导体层41a的沟道区域41a’、低浓度源极区域41b以及低浓度漏极区域41c等中,设置在俯视时与半导体层41a重叠的区域中。
另外,对向基板90的表面中,几乎在其全表面中形成有ITO等导体所构成的共通电极61。
进而,在共通电极61的表面中,形成由上述制造装置1所形成的无机取向膜92,能够对不施加选择电压时的液晶分子的取向进行限制。
而且,在TFT阵列基板80与对向基板90之间,夹持由向列液晶等构成的液晶层50。
该向列液晶分子,具有正的介电率的各向异性,在不施加选择电压时,沿着基板水平取向,在施加选择电压时,沿着电场方向垂直取向。
另外,向列液晶分子具有正的折射率的各向异性,其双折射与液晶层厚度的乘积(滞后)Δnd,例如约为0.40μm(60℃)。
另外,基于TFT阵列基板80的取向膜86的取向限制方向、与基于对向基板90的取向膜92的取向限制方向,被设定为扭转了约90°的状态。
通过这样,本实施方式的液晶装置60,在扭曲向列模式下工作。
另外,在两个基板80、90的外侧,设有通过在聚乙烯醇(PVA)中掺杂碘得到的材料等所形成的偏振板58、68。
另外,各个偏振板58、68,最好安装在蓝宝石玻璃或水晶等高热传导率材料所构成的支持基板上,与液晶装置60间隔一定距离设置。
各个偏振板58、68,具有对其吸收轴方向的直线偏振光进行吸收,并让透射轴方向的直线偏振光透射的功能。
TFT阵列基板80侧的偏振板58,被设为其透射轴与取向膜86的取向限制方向大体一致,对向基板90侧的偏振板68,被设为其透射轴与取向膜92的取向限制方向大体一致。
液晶装置60中,将对向基板90面向光源侧设置。
其光源光中只有与偏振板68的透射轴相一致的直线偏振光,通过偏振板68入射到液晶装置60中。
不施加选择电压时的液晶装置60中,相对基板水平取向的液晶分子在液晶层50的厚度方向上扭转了约90°后,线状层积配置。
因此,入射到液晶装置60中的直线偏振光,旋光约90°后从液晶装置60中出射。
该直线偏振光,由于与偏振板58的透射轴相一致,因此透过偏振板58。
因此,不施加选择电压时的液晶装置60中进行白色显示(普通白色模式)。
另外,施加了选择电压时的液晶装置60中,液晶分子相对基板垂直取向。
因此,入射到液晶装置60中的直线偏振光,没有被旋光就从液晶装置60中出射。
该直线偏振光与偏振板58的透射轴垂直,因此不会透过偏振板58。
因此,施加选择电压时的液晶装置60中进行黑色显示。
这里,如前所述,两个基板80、90的内侧,形成有通过上述制造装置1所形成的无机取向膜86、92。
这些无机取向膜86、92,如前所述通过SiO2或SiO等氧化硅适当形成,也可以由Al2O3、ZnO、MgO或ITO等金属氧化物等形成。
形成这样的无机取向膜86、92而构成的液晶装置60中,如前所述通过用制造装置1来形成,来防止这些无机取向膜86、92的膜性能的降低,使得该液晶装置60自身也具有良好的品质。
另外,由于无机取向膜86、92的制造上的生产性得到提高,因此该液晶装置60自身的生产性也得到提高。
(投影仪)接下来,对照图9对作为本发明的电子机器的投影仪的一个实施方式进行说明。
图9为表示投影仪的要部的概要结构图。
该投影仪具有上述实施方式中的液晶装置,作为光调制部。
图9中,符号810为光源,符号813以及符号814为分色镜,符号815、符号816以及符号817为反射镜,符号818为入射透镜,符号819为中继透镜,符号820为出射透镜,符号822、符号823、以及符号824为由本发明的液晶装置构成的光调制部,符号825为十字分色棱镜,符号826为投射透镜。
光源810,由金属卤化物等的灯811与对灯的光进行反射的反射镜812构成。
分色镜813,让来自光源810的白色光中所含有的红色光透射,同时反射蓝色光与绿色光。
所透射的红色光被反射镜817反射后,入射到红色光用光调制部822中。
另外,被分色镜813反射的绿色光,被分色镜814所反射,并入射到绿色光用光调制部823中。
再有,被分色镜813所反射的蓝色光,透过分色镜814。
为了防止较长的光路引起蓝色光的光损失,设有由包含入射透镜818、中继透镜819、以及出射透镜820的中继透镜系统构成的光导部821。
蓝色光经由该光导部821,入射到蓝色光用光调制部824中。
由各个光调制部822、823、824所调制的3个色光,入射到十字分色棱镜825中。
该十字分色棱镜825,由4个直角棱镜贴合而成,其界面中反射红光的电介质多层膜与反射蓝光的电介质多层膜形成为X形。
通过这些电介质多层膜合成3个色光,形成表示彩色图像的光。
所合成的光,由作为投射光学系统的投射透镜826投影到屏幕827上,放大显示图像。
上述投影仪,具有上述液晶装置作为光调制部。
该液晶装置如前所述,由于具有耐光性以及耐热性优秀的无机取向膜,因此光源所照射的强光或热不会导致取向膜恶化。
另外,该液晶装置,由于提高了生产性,因此该投影仪(电子机器)自身也提高了生产性。
另外,本发明的技术范围并不仅限于上述实施方式,还包括在不脱离本发明的要点的范围内,给上述实施方式添加各种变更。
例如,上述实施方式中,以具有TFT作为开关元件的液晶装置为例进行了说明,但在具有薄膜二极管(Thin Film Diode)等二端子型元件作为开关元件的液晶装置中,也可以适用本发明。
另外,上述实施方式中以透射型液晶装置为例进行了说明,但在反射型液晶装置中也能够适用本发明。
另外,上述实施方式中以在TN(Twisted Nematic)模式下发挥功能的液晶装置为例进行了说明,但在VA(Vertical Alignment)模式下发挥功能的液晶装置中也能够适用本发明。
另外,实施方式中以3板式的投射型显示装置(投影仪)为例进行了说明,但在单板式的投射型显示装置或直视型显示装置中,也能够适用本发明。
另外,本发明的液晶装置还能够用于投影仪以外的电子机器。
其具体例子可以列举出移动电话。
该移动电话,在显示部中具有上述各个实施方式或其变形例中的液晶装置。
另外,其他电子机器还可以列举出例如IC卡、摄像机、个人计算机、头戴式显示器、以及带显示功能的传真装置、数码相机的取景器、便携式TV、DSP装置、PDA、电子记事本、电子广告牌、宣传广告用显示器等等。
权利要求
1.一种制造装置,制造在相面对的一对基板间夹持液晶而成的液晶装置的取向膜,具有成膜室;蒸镀部,其具有蒸镀源,在上述成膜室内通过物理的蒸镀法在上述基板上蒸镀取向膜材料,形成取向膜;遮挡板,其形成在上述蒸镀部与上述基板之间,具有用来有选择地蒸镀取向膜材料的缝隙状开口部分,将上述基板中的没有形成取向膜的区域覆盖起来;以及,第1限制部件,其设置在上述蒸镀源与上述遮挡板之间,并且设置在上述蒸镀源的附近,用来对上述蒸镀源的上述取向膜材料发生升华的升华方向进行限制。
2.如权利要求1所述的制造装置,其特征在于上述第1限制部件具有能够开闭的缝隙,该缝隙将上述蒸镀源的升华方向限制为朝向上述遮挡板的开口部分。
3.如权利要求1或2所述的制造装置,其特征在于具有设置在上述第1限制部件中且覆盖上述蒸镀源的侧面的防镀部件。
4.如权利要求1~3的任一项所述的制造装置,其特征在于具有设置在上述遮挡板与上述第1限制部件之间、且用来对上述第1限制部件所限制的蒸镀源的升华方向进一步进行限制的第2限制部件。
5.如权利要求4所述的制造装置,其特征在于在上述遮挡板与上述第1限制部件之间,具有多个上述第2限制部件,上述升华后的取向膜材料通过上述多个第2限制部件的位置,排列在近似一个方向上。
6.如权利要求1~5的任一项所述的制造装置,其特征在于上述遮挡板上,形成有多个上述开口部分。
7.如权利要求1~6的任一项所述的制造装置,其特征在于上述遮挡板的开口部分的宽度可变。
8.一种制造方法,用于制造取向膜,包括以下步骤使取向膜材料从蒸镀源升华,通过设置在蒸镀源附近的限制部件,对取向膜材料升华的升华方向进行限制,使取向膜材料通过遮挡板所具有的缝隙状的上述开口部分,通过物理的蒸镀法在基板上形成取向膜。
9.一种液晶装置,其特征在于具有使用权利要求8中所述的制造方法所制造出的取向膜。
10.一种电子机器,其特征在于具有如权利要求9中所述的液晶装置。
全文摘要
一种制造装置,制造在相面对的一对基板间夹持液晶而成的液晶装置的取向膜,具有成膜室;蒸镀部,其具有蒸镀源,在上述成膜室内通过物理的蒸镀法在上述基板上蒸镀取向膜材料,形成取向膜;遮挡板,其形成在上述蒸镀部与上述基板之间,具有用来有选择地蒸镀取向膜材料的缝隙状开口部分,将上述基板中的不形成取向膜的区域覆盖起来;以及限制部件,其设置在上述蒸镀源与上述遮挡板之间,并且设置在上述蒸镀源的附近,用来对上述蒸镀源的上述取向膜材料发生升华的升华方向进行限制。
文档编号G02F1/1333GK1896846SQ20061010195
公开日2007年1月17日 申请日期2006年7月11日 优先权日2005年7月14日
发明者中田英男, 宫川拓也, 奥山规生 申请人:精工爱普生株式会社
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