無機取向膜及其形成方法、電子器件用基板、液晶面板的制作方法

專利名稱：無機取向膜及其形成方法、電子器件用基板、液晶面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及無機取向膜的形成方法，無機取向膜，電子器件用基板，液晶面板及電子設備。
背景技術：
在屏幕上投射圖像的投射式顯示裝置是公知的。在這種投射式顯示裝置中，其圖像的形成主要利用液晶面板。
這種液晶面板，通常，為了使液晶分子沿一定方向取向，具有以顯示出規定的預傾斜角的方式設定的取向膜。為了制造這些取向膜，利用人造纖維等的布，沿一個方向摩擦在基板上成膜的由聚酰亞胺等高分子化合物構成的薄膜的摩擦處理方法等是已知的(例如，參照特開平10-161133號公報)。
但是，用聚酰亞胺等高分子化合物構成的取向膜，依據使用環境，使用時間等，會發生光劣化。當引起這種光劣化時，取向膜、液晶層等的構成材料分解，其分解生成物會對液晶的性能產生惡劣的影響。
此外，在這種摩擦處理中，存在著產生靜電和塵埃，由此造成可靠性等降低的問題。

發明內容
本發明的目的是，提供一種耐光性優異，并且能夠更可靠地控制預傾斜角的無機取向膜，提供備有這種無機取向膜的電子器件用基板、液晶面板以及電子設備，并且，提供這種無機取向膜的形成方法。
這樣的目的，通過下面所述的本發明來達到。
本發明的無機取向膜的形成方法，在利用磁控濺射法在基材上形成無機取向膜的方法中，其特征在于，令前述基材附近的氣氛的壓力，在5.0×10-2Pa以下，使等離子體碰撞與前述基材對向設置的靶，引出濺射粒子，將前述濺射粒子從相對于前述基材的形成前述無機取向膜的面的垂直方向傾斜規定的角度θs的方向，照射到前述基材上，在前述基材上，形成主要由無機材料構成的無機取向膜。
借此，可以獲得耐光性優異、并且能夠更可靠地控制預傾斜角的無機取向膜。
在本發明的無機取向膜所形成方法中，前述規定的角度θs，優選地在60°以上。
借此，可以更適合于形成在柱狀的結晶傾斜的狀態下排列的無機取向膜，從而，獲得的無機取向膜限制液晶分子的取向狀態的功能更加優異。
在本發明的無機取向膜的形成方法中，優選地，前述基材與前述靶的距離，在150mm以上。
借此，可以更適合于形成在柱狀的結晶傾斜的狀態下排列的無機取向膜。并且，通過所發生的等離子體，可以有效地防止所形成的無機取向膜受到損傷。
在本發明的無機取向膜的形成方法中，優選地，在形成前述無機取向膜時，在前述靶的前述等離子體碰撞的面上的、與該面平行的方向上的最大磁通密度，在1000高斯以上。
借此，可以效率更高地發生等離子體，作為其結果，可以提高形成無機取向膜的速度。
在本發明的無機取向膜的形成方法中，優選地，前述無機材料，是通過結晶成柱狀獲得的。
借此，可以更容易限制構成液晶層的液晶分子的(未外加電壓時的)取向狀態(預傾斜角)。
在本發明的無機取向膜的形成方法中，優選地，前述無機材料，以硅的氧化物為主成分。
借此，獲得的液晶面板具有更優異的耐光性。
本發明的無機取向膜的特征在于，利用本發明的無機取向膜的形成方法形成。
借此，可以提供耐光性優異，并且可以更可靠地控制預傾斜角的無機取向膜。
在本發明的無機取向膜中，優選地，柱狀晶體在相對于基材以規定的角度傾斜的狀態排列。
借此，可以使之顯示出預傾斜角，可以更適合于限制液晶分子的取向狀態。
優選地，在本發明的無機取向膜中，無機取向膜的平均厚度為0.02～0.3μm。
借此，可以使之顯示出更適度的預傾斜角，可以更適合于限制液晶分子的取向狀態。
本發明的電子器件用基板，其特征在于，在基板上包括電極，以及本發明的無機取向膜。
借此可以提供耐光性優異的電子器件用基板。
本發明的液晶面板，其特征在于，它包括本發明的無機取向膜，及液晶層。
借此，可以提供耐光性優異的液晶面板。
本發明的液晶面板，其特征在于，它配備有一對本發明的無機取向膜，在一對前述無機取向膜之間配備有液晶層。
借此，可以提供耐光性優異的液晶面板。
本發明的電子設備，其特征在于，它配備有本發明的液晶面板。
借此，可以提供可靠性高的電子設備。
本發明的電子設備，其特征在于，它具有配備本發明的液晶面板的光閥，利用至少一個所述光閥投射圖像。
借此，可以提供可靠性高的電子設備。
本發明的電子設備，包括對應于形成圖像的紅色、綠色及藍色的三個光閥，光源，將從該光源來的光分離成紅色、綠色及藍色的光、將前述各種顏色的光導入到對應的前述光閥上的顏色分離光學系統，將前述各個圖像合成的顏色合成光學系統，投射前述合成的圖像的投射光學系統，其特征在于，前述光閥配備有本發明的液晶面板。
借此，可以提供可靠性高的電子設備。
根據本發明，可以提供耐光性優異，并且能夠更可靠地控制預傾斜角的無機取向膜，提供備有這種無機取向膜的電子器件用基板、液晶面板給電子設備，并且，提供，這種無機取向膜的形成方法。


圖1是表示本發明的液晶面板的第一種實施形式的示意的縱剖面圖。
圖2是表示利用本發明的方法制造的無機取向膜的縱剖面圖。
圖3是用于本發明的無機取向膜的形成方法的濺射裝置的示意圖。
圖4是表示本發明的液晶面板的第二種實施形式的示意的縱剖面圖。
圖5是表示應用本發明的電子設備的移動式(或者筆記本式)個人計算機的結構的透視圖。
圖6是表示應用本發明的電子設備的便攜式電話機(包括PHS)的結構的透視圖。
圖7是表示應用本發明的電子設備的數字照相機的結構的透視圖。
圖8是示意地表示應用本發明的電子設備的投射式顯示裝置的光學系統的圖示。
圖中1A、1B…液晶面板，2…液晶層，3A、3B…無機取向膜，4A、4B…無機取向膜，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…電子器件用基板，S100…濺射裝置，S1…真空室，S2…氣體供應源，S3…電極，S31、S32…磁鐵，S33…磁軛，S4…靶，S41…靶面，S5…排氣泵，S6…基材保持器，11…微型透鏡基板，111…帶有微型透鏡用凹部的基板，112…凹部，113…微型透鏡，114…表層，115…樹脂層，12…液晶面板用對向基板，13…黑矩陣，131…開口，14…透明導電膜，17…TFT基板，171…玻璃基板，172…象素電極，173…薄膜晶體管，1100…個人計算機，1102…鍵盤，1104…主體部，1106…顯示單元，1200…便攜式電話機，1202…操作鈕，1204…受話口，1206…送話口，1300…數字照相機，1302…機殼(機身)，1304…光接受單元，1306…快門按鈕，1308…電路基板，1312…視頻輸出端子，1314…數據通信用輸入輸出端子，1430…電視監視器，1440…個人計算機，300…投射式顯示裝置，301…光源，302、303…集成透鏡，304、306、309…反射鏡，305、307、308…二向色鏡，310～314…聚焦透鏡，320…屏幕，20…光學部件，21…二向色棱鏡，211、212…二向色反射鏡面，213～215…面，216出射面，22…投射透鏡，23…顯示單元，24～26…液晶光閥。
具體實施例方式
下面，參照附圖，詳細說明本發明的無機取向膜的形成方法，電子器件用基板，液晶面板及電子設備。
首先，在說明無機取向膜的形成方法之前，對本發明的液晶面板進行說明。
圖1是模式表示本發明的液晶面板的第一種實施形式的縱剖面圖，圖2是表示利用本發明的方法形成的無機取向膜的縱剖面圖。
如圖1所示，液晶面板1A，具有液晶層2，無機取向膜3A、4A，透明導電膜5、6，偏光膜7A、8A，基板9、10。
液晶層2，主要由液晶分子構成。
作為構成液晶層2的液晶分子，只要是能夠獲得向列型液晶，層狀型液晶等的液晶分子，可以利用任何一種液晶分子，但在TN型液晶面板的情況下，使之形成向列型液晶，是優選的，例如，可以列舉出苯基環己烷衍生物液晶，聯苯衍生物液晶，聯苯基環己烷衍生物液晶，三聯苯衍生物液晶，苯基醚衍生物液晶，苯酯衍生物液晶，二環己烷衍生物液晶，偶氮甲堿衍生物液晶，氧化偶氮衍生物液晶，嘧啶衍生物液晶，二氧雜環己烷衍生物液晶，立方烷衍生物液晶等。進而，也包括在向列型液晶分子中，導入一氟基，二氟基，三氟基，三氟甲基，三氟甲氧基，二氟甲氧基等氟系取代基的液晶分子。
在液晶層2的兩個面上，配置無機取向膜3A、4A。
此外，無機取向膜3A，形成在后面描述的由透明導電膜5和基板9構成的基材100上，無機取向膜4，形成在后面描述的由透明導電膜6和基板10構成的基材101上。
無機取向膜3A、4A，具有限制構成液晶層2的液晶分子的(在未外加電壓時的)取向狀態的功能。
這種無機取向膜3A、4A，例如，可以利用后面描述的方法(本發明的無機取向膜的形成方法)形成，如圖2所示，柱狀的結晶，相對于基材100的形成無機取向膜的面的表面方向，沿規定(一定)的方向以規定的角度θc傾斜的狀態排列。通過這種結構，可以顯示出預傾斜角，可以更恰當地限制液晶分子的取向狀態。
柱狀結晶相對于基材100的傾斜角θc，優選地為30～60°，更優選地為40～50°。借此，可以使之顯示出更適度的預傾斜角，可以更恰當地限制液晶分子的取向狀態。
此外，這種柱狀結晶的寬度W，優選地為10～40nm，更優選地為10～20nm。借此，可以使之顯示出更適度的預傾斜角，可以更恰當地限制液晶分子的取向狀態。
無機取向膜3A、4A，主要用無機材料構成。一般地，與有機材料相比，由于無機材料具有優異的化學穩定性，所以，與現有技術的用有機材料構成的取向膜相比，具有特別優異的耐光性。
此外，構成無機取向膜3A、4A的無機材料，如圖2所示，優選地是能夠進行柱狀結晶化的物質。借此，可以更容易限制構成液晶層2的液晶分子的(在未外加電壓時的)取向狀態(預傾斜角)。
作為上述無機材料，例如，可以使用SiO2及SiO等硅的氧化物，MgO，ITO等金屬氧化物等。其中，特別優選地是，使用硅的氧化物。借此，獲得的液晶面板，具有更優異的耐光性。
這種無機取向膜3A、4A，優選地，其平均厚度為0.02～0.3μm，更優選為0.02～0.1μm。當平均厚度不足上述下限值時，有時很難使各個部位的預傾斜角十分均勻。另一方面，當平均厚度超過前述上限值時，存在著驅動電壓增高，加大消耗電力的可能性。
在無機取向膜3A的外表面側(與液晶層2對向的面相反側的面一側)上，配置透明導電膜5。同樣地，在無機取向膜4A的外表面側(與液晶層2對向的面相反側的面一側)上，配置透明導電膜6。
透明導電膜5、6，具有通過在它們之間通電，驅動液晶層2的液晶分子(使其取向變化)的功能。
在透明導電膜5、6之間的通電控制，通過控制由連接到透明導電膜上的控制電路(圖中未示出)供應的電流來進行。
透明導電膜5、6，具有導電性，例如，用氧化銦錫(ITO)，氧化銦(IO)，氧化錫(SnO2)等構成。
在透明導電膜5的外表面側(與無機取向膜3A對向的面相反側的面一側)上，配置基板9。同樣地，在透明導電膜6的外表面側(與無機取向膜4A對向的面相反側的面一側)上，配置基板10。
基板9、10，具有支承前述液晶層2，無機取向膜3A、4A，透明導電膜5、6，以及后面描述的偏光膜7A、8A的功能。構成基板9、10的材料，沒有特定的限制，例如，可以列舉出石英玻璃等玻璃及聚對苯二甲酸乙二醇酯等塑料材料等。其中，特別優選地是石英玻璃。借此，難以產生彎曲、翹曲，可以獲得穩定性更優異的液晶面板。此外，在圖1中，省略了對密封件、配線等的描述。
在基板9的外表面側(與透明導電膜5對向的面相反側的面一側)上，配置偏光膜(偏振片，偏光薄膜)7A。同樣地，在基板10的外表面側(與透明導電膜6對向的面相反側的面一側)上，配置偏光膜(偏振片，偏光薄膜)8A。
作為偏光膜7A、8A的構成材料，例如，可以列舉出聚乙烯醇(PVA)等。此外，作為偏光膜，也可以使用在前述材料中摻雜碘的偏光膜等。
作為偏光膜，例如，可以使用將用上述材料構成的膜沿著單向方向拉伸的偏光膜。
通過配置偏光膜7A、8A，能夠更可靠地進行通過通電量的調節進行的光透射率的控制。
偏光膜7A、8A的偏光軸的方向，通常根據無機取向膜3A、4A的取向方向決定。
其次，對于本發明的無機取向膜的形成方法進行說明。
圖3是用于本發明的無機取向膜的形成方法的濺射裝置的示意圖。
在本實施形式中，說明利用圖示結構的濺射裝置的情況進行說明。
圖3所示的濺射裝置S100，包括真空室S1，向真空室S1內供應氣體的氣體供應源S2，使等離子體放電用的電極S3，通過與等離子體的碰撞產生(照射)濺射粒子的靶S4，控制真空室S1內的壓力的排氣泵S5，將形成無機取向膜的基材固定在真空室S1內的基材保持器S6。
電極S3是磁控管陰極，包括配置在靶S4的背后(與等離子體碰撞的面相反側)的一對磁鐵S31、S32，連接一對磁鐵S31、S32的磁軛S33。此外，電極S3，連接到圖中未示出的放電用電源上。
一對磁鐵S31、S32，是在靶S4的前方(與等離子體碰撞側)形成漏泄磁場用的永磁鐵。磁鐵S31是環狀磁鐵(例如S極)，此外，磁鐵S32為圓柱形磁鐵(例如N極)。磁鐵S31，具有一定的間隙包圍磁鐵S32配置。
在使用圖示結構的濺射裝置時，如下面所述形成無機取向膜。下面，作為代表，對于形成無機取向膜3A時的情況進行說明。
1.在真空室S1內的基材保持器S6上，設置基材100。
2.利用排氣泵S5，將真空室S1內減壓。
3.利用氣體供應源S2向真空室S1內供應氣體。
4.利用圖中未示出的放電用電源，向電極S3上外加電壓(放電電壓)。
5.當向電極S上外加高頻時，氣體離子化，發生等離子體。
6.所發生的等離子體碰撞靶S4，引出濺射粒子。
7.被引出來的濺射粒子，主要指向基材100，從相對于基材100的形成無機取向膜3A的面垂直的方向傾斜規定的角度θs的方向照射，獲得在基材100上形成無機取向膜3A的基板(本發明的電子器件用基板(電子器件用基板200))。
此外，使基材保持器S6預先移動或旋轉，以便由靶S4產生的濺射粒子，以相對于基材100的形成無機取向膜3A的面垂直的方向傾斜規定的角度(照射角)θs的方式照射到基材100上，但是，也可以一面照射濺射粒子，一面移動或旋轉基材保持器S6，以便照射角變成θs。
在本發明的無機取向膜的形成方法中，其特征在于，在將基材附近的氣氛的壓力處于5.0×10-2Pa以下的狀態下，使濺射粒子相對于基材的形成無機取向膜的面的垂直方向傾斜規定角度θs，照射到基材上。由此，可以獲得耐光性優異，并且能夠更可靠地控制預傾斜角的無機取向膜。特別是，通過材料等的選擇，可以效率更高地在基材上形成由沿規定(一定)的方向傾斜的柱狀的結晶構成的無機取向膜。這種效果，在同時滿足前述各種條件時獲得。
與此相對，例如，在利用通常的濺射法及蒸鍍法等情況下，不能獲得具有作為取向膜的功能的膜。
此外，當在基材附近的氣氛的壓力高于5.0×10-2Pa時，照射的濺射粒子的直線前進性會降低，其結果是，獲得的無機取向膜的表面的取向性不完全一致。
此外，在不相對于基材的形成無機取向膜的面垂直的方向傾斜地照射濺射粒子時，不能獲得具有作為取向膜的功能的膜。
濺射粒子的照射角度θs，優選地在60°以上，更優選地在70～85°，更加優選地，在75～85°。借此，可以更適當地形成在柱狀結晶以傾斜狀態排列的無機取向膜，其結果是，獲得的無機取向膜限制液晶分子的取向狀態的功能更加優異。與此相對，當照射角度θs過小時，不能獲得足夠的預傾斜角，存在著不能充分獲得限制液晶分子的取向狀態的功能的可能性。另一方面，當照射角度θs過大時，有可能產生生產效率降低的問題。
由氣體供應源S2供應給真空室S1內的氣體，只要是稀有氣體，沒有特定的限制，其中，特別優選地是氬氣。借此，可以提高無機取向膜3A的形成速度(濺射速度)。
形成無機取向膜3A時的基材100的溫度，最好是比較低。具體地說，基材100的溫度，優選地在200℃以下，更優選地在100℃以下，更加優選地在25～40℃。借此，抑制附著在100上的濺射粒子從最初附著的位置上移動的現象，即，抑制所謂的遷移現象，可以更加適合于獲得柱狀的結晶排列的無機取向膜3A。此外，為了使形成無機取向膜3A時基材100的溫度在上述范圍之內，也可以根據需要進行冷卻。
在靶S4的等離子體碰撞的面(靶面S41)上，與靶面S41平行方向的最大磁通密度B，最好是在1000高斯以上。
借此，可以更有效地使之發生等離子體，作為其結果，不會損害獲得的無機取向膜的取向性，提高形成無機取向膜的速度(成膜速度)。與此相對，當最大磁通密度B不足上述下限值時，有時不能獲得足夠的成膜速度。
基材100與靶S4的距離(最大值與最小值的平均值)，優選地在150mm以上，更優選地在300mm以上。借此，可以縮小濺射粒子的照射角的偏差，可以更好地形成柱狀結晶在傾斜狀態排列的無機取向膜。此外，可以有效地防止所發生的等離子體對所形成的無機取向膜的損傷。與此相對，當基材100與靶S4的距離過近時，有時所發生的等離子體會損傷所形成的無機取向膜。此外，有時很難使在基材附近的氣氛的壓力在規定的壓力以下。另一方面，當基材100與靶S4的距離過遠時，有可能不能獲得足夠的成膜速度。此外，有時很難使獲得的無機取向膜的取向充分一致。
構成靶S4的材料，根據形成無機取向膜3A的材料適當選擇，例如，在用SiO2構成無機取向膜的情況下，作為靶S4，采用由SiO2構成的靶，在用SiO構成無機取向膜的情況下，作為靶S4，采用由SiO構成的靶。
此外，在本實施形式中，對于磁鐵S31、S32是永磁鐵的情況進行了說明，但也可以是電磁鐵。
上面，對于形成無機取向膜3A時的情況進行了說明，對于無機取向膜4A，也可以同樣地形成。
其次，對于本發明的液晶面板的第二種實施形式進行說明。
圖4是表示本發明的液晶面板的第二種實施形式的示意的縱剖面圖。下面，對于圖4所示的液晶面板1B，以和前述第一種實施形式不同之處為中心進行說明，對于相同的面內容，省略其說明。
如圖4所示，液晶面板(TFT液晶面板)1B，包括TFT基板(液晶驅動基板)17，接合到TFT基板17上的無機取向膜3B，液晶面板用對向基板12，接合到液晶面板用對向基板12上的無機取向膜4B，由封入到無機取向膜3B和無機取向膜4B的空隙內的液晶構成的液晶層2，接合到TFT基板(液晶驅動基板)17的外表面側(與無機取向膜4B對向的面相反側的面一側)上的偏光膜7B，接合到液晶面板用對向基板12的外表面側(與無機取向膜4B對向的面相反側的面一側)上的偏光膜8B。無機取向膜3B、4B，利用和前述第一種實施形式中說明的無機取向膜3A、4A同樣的方法(本發明的無機取向膜的形成方法)形成，偏光膜7B、8B是和前述第一種實施形式中說明的偏光膜7A、8A相同的偏光膜。
液晶面板用對向基板12，包括微型透鏡基板11，設置在該微型透鏡基板11的表層114上、形成開口131的黑矩陣13，在表層114上以覆蓋黑矩陣13的方式設置的透明導電膜(公用電極)14。
微型透鏡基板11，包括設置具有凹曲面的多個凹部(微型透鏡用凹部)112的帶有微型透鏡用凹部的基板(第一基板)111，經由樹脂層(粘結劑層)115接合到所述帶有該微型透鏡用凹部的基板111的設置凹部112的面上的表層(第二基板)114，此外，在樹脂層115上，利用填充到凹部112內的樹脂，形成微型透鏡113。
微型透鏡用帶有凹部的基板111，利用平板狀的母體材料(透明基板)制造，在其表面上，形成多個(很多)的凹部112。凹部112，例如，可以借助利用掩模的干法蝕刻法，濕式蝕刻法等形成。
該帶有微型透鏡用凹部的基板111，例如，用玻璃等構成。
前述母體材料的熱膨脹系數最好和玻璃基板171的熱膨脹系數基本上相等(例如兩者的熱膨脹系數之比為1/10～10左右)。借此，在獲得的液晶面板中，在溫度變化時，防止由于兩者的熱膨脹系數的不同產生彎曲、翹曲、剝離等。
從這種觀點出發，帶有微型透鏡用凹部的基板111和玻璃基板171，優選地用相同種類的材質構成。借此，可以有效地防止溫度變化時的因熱膨脹系數不同引起的彎曲、翹曲、剝離等。
特別是，在將微型透鏡基板111用于高溫多晶硅TFT液晶面板時，帶有微型透鏡用凹部的基板111，優選地用石英玻璃構成。TFT液晶面板，作為液晶驅動基板，具有TFT基板。對于這種TFT基板，最好使用其特性不容易因制造時的環境發生變化的石英玻璃。因此，與之相對應地，通過利用石英玻璃構成帶有微型透鏡用凹部的基板111，可以獲得不容易產生彎曲、翹曲等、穩定性優異的TFT液晶面板。
在帶有微型透鏡用凹部的基板11的上表面上，設置覆蓋凹部112的樹脂層(粘結劑層)115。
通過向凹部112內填充樹脂層115的構成材料，形成微型透鏡113。
樹脂層115，例如，可以用比帶有微型透鏡用凹部的基板111的構成材料的折射率高的折射率的樹脂(粘結劑)構成，例如，可以很好地利用丙烯酸系樹脂，環氧系樹脂，丙烯酸環氧系樹脂等紫外線固化的樹脂等構成。
在樹脂層115的上表面上，設置平板狀的表層114。
表層(玻璃層)114，例如可以用玻璃構成。在這種情況下，優選地，表層114的熱膨脹系數與帶有微型透鏡用凹部的基板111的熱膨脹系數大致相等(例如兩者的熱膨脹系數之比為1/10～10左右)。借此，可以防止由于帶有微型透鏡用凹部的基板111與表層114的熱膨脹系數的不同產生的彎曲、翹曲、剝離等。當利用相同種類的材料構成帶有微型透鏡用凹部的基板111和表層114時，可以更有效地獲得這種效果。
表層114的厚度，在將微型透鏡基板11用于液晶面板的情況下，從獲得必要的光學特性的觀點出發，通常為5～1000μm左右，更優選地在10～150μm左右。
此外，表層(阻擋層)114，例如，可以用陶瓷構成。此外，作為陶瓷，例如，可以列舉出AlN，SiN，TiN，BN等氮化物系陶瓷，Al2O3，TiO2等氧化物系陶瓷，Wc，TiC，ZrC，TaC等碳化物系陶瓷等。在用陶瓷構成表層114的情況下，表層114的厚度沒有特定的限制，優選地為20nm～20μm，更優選地為40nm～1μm左右。
此外，這種表層114，根據需要，也可以省略。
黑矩陣13具有遮光功能，例如，用Cr，Al，Al合金，Ni，Zn，Ti等的金屬，分散有碳或鈦等的樹脂等構成。
透明導電膜14，具有導電性，例如，用氧化銦錫(ITO)，氧化銦(IO)，氧化錫(SnO2)等構成。
TFT基板17，是驅動液晶層2的液晶的基板，包括玻璃基板171，設置在該玻璃基板171上、配置成矩陣狀(行列狀)的多個(大量)象素電極172，對應于各個象素電極172的多個(大量)的薄膜晶體管(TFT)173。此外，在圖4中，省略了對密封件、配線等的描述。
玻璃基板171，由于前面所述的理由，優選地用石英玻璃構成。
象素電極172，通過在透明導電膜(公用電極)14之間充放電，驅動液晶層2的液晶。該象素電極172，例如，用和前面所述的透明導電膜14同樣的材料構成。
薄膜晶體管173，連接到附近的對應的象素電極172上。此外，薄膜晶體管173，連接到圖中未示出的控制電路上，控制向象素電極172供應的電流。借此，控制象素電極172的充放電。
無機取向膜3B，與TFT基板17的象素電極172接合，無機取向膜4B與液晶面板用對向基板12的透明導電膜14接合。
液晶層2包含有液晶分子，與象素電極172的充放電對應，所述液晶分子即液晶的取向發生變化。
在這種液晶面板1B中，通常，一個微型透鏡113，和對應于該微型透鏡113的光軸Q的黑矩陣13的一個開口131，一個象素電極172，連接到所述象素電極172上的一個薄膜晶體管173，對應于一個象素。
從液晶面板用對向基板12側入射的入射光L，通過帶有微型透鏡用凹部的基板111，在通過微型透鏡113時一面被聚焦，一面透過樹脂層115，表層114，黑矩陣13的開口131，透明導電膜14，液晶層2，象素電極172，玻璃基板171。這時，由于在微型透鏡基板11的入射測設置有偏光膜8B，因此，在入射光L透過液晶層2時，入射光L變成線偏振光。這時，將該入射光L的偏振方向，控制成與液晶層2的液晶分子的取向狀態相對應。從而，通過使透過液晶面板1B的入射光L透過偏光膜7B，可以控制出射光的亮度。
這樣，液晶面板1B，具有微型透鏡113，而且，通過微型透鏡113的入射光L被聚焦，通過黑矩陣13的開口131。另一方面，在不形成黑矩陣13的開口131的部分，入射光L被遮光。從而，在液晶面板1B中，防止從象素之外的部分泄漏不需要的光，并且抑制象素部分的入射光L的衰減。因此，液晶面板1B，在象素部具有高的光透射率。
這種液晶面板1B，例如，可以通過下述方式制造，即，在利用公知的方法制造的TFT基板17和液晶面板用對向基板12上，分別形成無機取向膜3B、4B，然后，經由密封件(圖中未示出)將兩者接合，接著，從借此形成的空隙部的封入孔(圖中未示出)將液晶封入到空隙部內，然后，通過堵塞該封入孔而制造。
此外，在上述液晶面板1B中，作為液晶驅動基板，利用TFT基板，但對于液晶驅動基板，也可以利用除TFT基板之外的其它液晶驅動基板，例如，TFD基板，STN基板等。
配備有上述無機取向膜的液晶面板，適合于用于光源強的液晶面板，及用于室外時的液晶面板。
其次，基于圖5～圖7所示的實施形式，詳細說明備有前述液晶面板1A的本發明的電子設備(液晶顯示裝置)。
圖5是表示應用本發明的電子設備的移動式(或者筆記本式)個人計算機的結構的透視圖。
在該圖中，個人計算機1100，由備有鍵盤1102的主體部1104和顯示單元1106構成，顯示單元1106相對于主體部1104經由鉸鏈結構部可旋轉地支承。
在該個人計算機1100中，顯示單元1106備有前述液晶面板1A，和圖中未示出的背照燈。通過使從背照燈來的光透過液晶面板1A，可以顯示圖像(信息)。
圖6是表示應用本發明的電子設備的便攜式電話機(包括PHS)的結構的透視圖。
在該圖中，便攜式電話機1200備有多個操作鈕1202，受話口1204，以及送話口1206，同時，還備有前述液晶面板1A和圖中未示出的背照燈。
圖7是表示應用本發明的電子設備的數字相機的結構的透視圖。此外，在該圖中簡單地表示與外部設備的連接情況。
這里，相對于通常的照相機通過將被拍照物體的光的像使銀鹽照相膠片感光，數字照相機1300，利用CCD(Charge，Couled Device電荷耦合器件)等攝像元件將被拍照物體的光的像光電變換而生成攝像信號(圖像信號)。
在數字照相機1300的機殼(機身)1302的背面上，設置前述液晶面板1A，和圖示未示出的背照燈，基于由CCD產生的攝像信號進行顯示，液晶面板1A起著將被拍照物體作為電子圖像進行顯示的取景器的作用。
在機殼的內部，設置電路基板1308。該電路基板1308，設置能夠容納(存儲)攝像信號的存儲器。
此外，在機殼1302的正面側(在圖中所示的結構中的背面側)上，設置包括光學透鏡(攝像光學系統)或CCD等的光接受單元1304。攝影者確認顯示在液晶面板1A上的被拍照物體的像，當按下快門1306時，將該時刻的CCD的攝像信號傳送并存儲在電路基板1308的存儲器中。
此外，在該數字照相機1300中，在機殼1302的側面上，設置視頻信號輸出端子1312，和數據通信用的輸入輸出端子1314。
同時，如圖所示，根據需要分別在視頻信號輸出端子1312上連接電視監視器1430，在數據通信用的輸入輸出端子1314上連接個人計算機1440。進而，借助規定的操作，容納在電路基板1308的存儲器內的攝像信號，輸出到電視監視器1430及個人計算機1440上。
其次，作為本發明的電子設備的一個例子，對于使用上述液晶面板1B的電子設備(液晶投影儀)進行說明。
圖8是示意地表示本發明的電子設備(投射式顯示裝置)的光學系統的圖示。
如該圖所示，投射式顯示裝置300，包括光源301，配備有多個集成透鏡的照明光學系統，配備有多個二向色鏡等的顏色分離光學系統(導光光學系統)，對應于紅色的(紅色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)24，對應于綠色的(綠色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)25，對應于藍色的(藍色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)26，形成有只反射紅色光的二向色鏡面211及只反射藍色光的二向色鏡面212的二向色棱鏡(顏色合成光學系統)21，以及，投射透鏡(投射光學系統)22。
此外，照明光學系統包括集成透鏡302及303。顏色分離光學系統包括反射鏡304，306，309，反射藍色光和綠色光的(只透過紅色光)的二向色鏡305，只反射綠色光的二向色鏡307，只反射藍色光的二向色鏡(或者反射藍色光的反射鏡)308，聚焦透鏡310、311、312、313及314。
液晶光閥25備有前述液晶面板1B。液晶光閥24及26和液晶光閥25具有相同的結構。備有這些液晶光閥24、25及26的液晶面板1B，分別連接到圖中未示出的驅動電路上。
此外，在投射式顯示裝置300中，利用二向色棱鏡21和投射透鏡22，構成光學部件20。此外，利用該光學部件22，和相對于二向色棱鏡21固定設置的液晶光閥24、25及26，構成顯示單元23。
下面，說明投射式顯示裝置300的作用。
從光源301出射的白色光(白色光束)，透過集成透鏡302及303。利用集成透鏡302和303使該白色光的光強度(亮度分布)變得更加均勻。從光源301出射的白色光，最好它的光強度比較大。借此，可以使形成在屏幕320上的圖像更加清晰。此外，在投射式顯示裝置300中，由于使用耐光性優異的液晶面板1B，所以，即使在從光源301出射的光強度很大的情況下，也可以獲得優異的長期的穩定性。
透過集成透鏡302及303的白色光，由反射鏡304反射到圖8中的左側，該反射光中的藍色光(B)及綠色光(G)，分別由二向色鏡305反射到圖8中的下側，紅色光(R)透過二向色鏡305。
透過二向色鏡305的紅色光，由反射鏡306反射到圖8中的下側，該反射光由聚焦透鏡310整形，入射到紅色用液晶光閥24上。
由二向色鏡305反射的藍色光和綠色光中的綠色光，由二向色鏡307反射到圖8中的左側，藍色光透過二向色鏡307。
由二向色鏡307反射的綠色光，由聚焦透鏡311整形，入射到綠色用液晶光閥25上。
此外，透過二向色鏡307的藍色光，由二向色鏡(或反射鏡)308反射到圖8中的左側，該反射光由反射鏡309反射到圖8上的上側。所述藍色光通過聚焦透鏡312、313以及314而整形入射到藍色用的液晶光閥26上。
這樣，從光源301出射的白色光，利用顏色分離光學系統，分色成紅色、綠色及藍色的三原色，分別導入、入射到對應的液晶光閥上。
這時，液晶光閥14具有的液晶面板1B的各個象素(薄膜晶體管173及與之連接的象素電極172)，借助根據紅色用的圖像信號動作的驅動電路(驅動機構)，進行開關控制(ON/OFF)，即，進行調制。
同樣地，綠色光及藍色光分別入射到液晶光閥25及26上，分別被液晶面板1B調制，借此，形成綠色用的圖像和藍色用的圖像。這時，液晶光閥25具有的液晶面板1B的各個象素，被根據綠色用圖像信號動作的驅動電路進行開關控制，液晶光閥26具有的液晶面板1B的各個象素，被根據藍色用圖像信號動作的驅動電路進行開關控制。
借此，紅色光，綠色光及藍色光，分別被液晶光閥24、25及26調制，分別形成紅色用的圖像，綠色用的圖像以及藍色用的圖像。
利用前述液晶光閥24形成的紅色用圖像，即，從液晶光閥24來的紅色光，從面213入射到二向色棱鏡21上，在二向色鏡面211上反射到圖8中的左側，透過二向色鏡面212，從出射面216出射。
另外，利用前述液晶光閥25形成的綠色用圖像，即，從液晶光閥25來的綠色光，從面214入射到二向色棱鏡21上，分別透過二向色鏡面211以及212，從出射面216出射。
利用前述液晶光閥26形成的藍色用圖像，即，從液晶光閥26來的藍色光，從面215入射到二向色棱鏡21上，在二向色鏡面212上反射到圖8中的左側，透過二向色鏡面211，從出射面216出射。
這樣，從前述液晶光閥24、25及26來的各種顏色的光，即，由液晶光閥24、25及26形成的各個圖像，被二向色棱鏡21合成，由此形成彩色圖像。該圖像通過透射鏡22投影(放大投射)到設置在規定位置上的屏幕320上。
此外，本發明的電子設備，除圖5的個人計算機(移動式個人計算機)，圖6的便攜式電話機，圖7的數字照相機，圖8的投射式顯示裝置之外，例如，還可以列舉出電視，攝像機，取景器型、監視器直視型磁帶錄相機，汽車自動導航裝置，尋呼機，電子記事本(也包括帶有通信功能)，電子辭典，臺式計算機，電子游戲機，文字處理器，工作站，電視電話，防盜用電視監視器，電子雙筒望遠鏡，POS終端，備有觸摸屏的設備(例如，金融機構的自動取款機，自動售票機)、醫療器械(例如，電子體溫計，血壓計，血糖計，心電顯示裝置，超聲波診斷裝置，內窺鏡用顯示裝置)，魚群探測器，各種測定設備，計量儀表類(例如，車輛，飛機，船舶的計量儀表類)，飛行模擬裝置等。不言而喻，前述本發明的液晶面板可以適用于這些電子設備的顯示部，監視器部。
上面，基于圖示的實施形式，說明了本發明的無機取向膜，電子器件用基板，液晶面板，電子設備以及無機取向膜的形成方法，但本發明并不局限于此。
例如，在本發明的無機取向膜的形成方法中，也可以追加一個或兩個以上的用于任意目的工序。此外，例如，本發明的電子器件用基板，在液晶面板及電子設備中，各部的結構，可以置換成發揮同樣功能的任意結構，另外，也可以附加任意結構。
此外，在前述實施形式中，對于投射式顯示裝置(電子設備)，具有三個液晶面板，所有這些液晶面板均采用本發明的液晶面板的情況進行了說明，但也可以是至少其中的一個是本發明的液晶面板。在這種情況下，至少用于藍色用的液晶面板采用本發明的液晶面板。
[液晶面板的制造]按照以下方式，制造圖4所示的液晶面板。
(實施例)首先，如下面所述，制造微型透鏡基板。
準備厚度約1.2mm的未加工的石英玻璃基板(透明基板)作為母體材料，將其浸漬在85℃的清洗液(硫酸和過氧化氫水的混合液)中進行清洗，將其表面洗凈。
然后，在該石英玻璃基板的表面和背面上，利用CVD法，形成厚度0.4μm的多晶硅薄膜。
其次，在形成的多晶硅薄膜上，形成對應于形成的凹部的開口。
這將按照下述方式進行。首先，在多晶硅薄膜上，形成具有要形成的凹部的圖形的抗蝕劑層。其次，對多晶硅薄膜進行利用CF氣體的干法蝕刻，形成開口。然后，除去前述抗蝕劑層。
其次，將石英玻璃基板浸漬在蝕刻液(10wt％氟酸+10wt％甘油的混合水溶液)中浸漬120分鐘，進行濕法蝕刻(蝕刻溫度30℃)，在石英玻璃基板上形成凹部。
然后，通過將石英玻璃基板在15wt％氫氧化四甲銨水溶液中浸漬5分鐘，除去形成在表面和背面上的多晶硅薄膜，獲得帶有微型透鏡用凹部的基板。
其次，在帶有微型透鏡用凹部的基板的形成凹部的面上，沒有氣泡地涂布紫外線(UV)固化型丙烯酸系光學粘結劑(折射率1.60)，然后，將石英玻璃制的覆層玻璃(表層)接合到這種光學粘結劑上，接著，將紫外線照射到這種光學粘結劑上，使光學粘結劑固化，獲得疊層體。
然后，將覆層玻璃磨削、研磨到厚度為50μm，獲得微型透鏡基板。
此外，在獲得的微型透鏡基板中，樹脂層的厚度為12μm。
對于按上述方式獲得的微型透鏡基板，利用濺射法及光刻法，形成在覆層玻璃的對應于微型透鏡的位置上設置開口的厚度0.16μm的遮光膜(Cr膜)，即，黑矩陣。進而，利用濺射法，在黑矩陣上形成厚度0.15μm的ITO膜(透明導電膜)，制造液晶面板用對向基板。
在這樣獲得的液晶面板用對向基板的透明導電膜上，利用圖3所示的裝置，按如下方式形成無機取向膜。
首先，將液晶面板用對向基板(基材)設置在真空室S1內的基材保持器S6上。此外，令靶S4與液晶面板用對向基板的距離為550mm。
然后，利用排氣泵S5，和液晶面板用對向基板附近的氣氛的氣壓減壓到5.0×10-4Pa。
其次，從氣體供應源S2向真空室S1內供應氬氣，在電極S3上外加500W的高頻(13.56MHz)，使之發生等離子體，碰撞到靶S4上。此外，作為靶S4，利用SiO2。
等離子體碰撞的靶S4，將濺射粒子向液晶面板用對向基板照射，在透明導電膜上形成由平均厚度為0.05μm的SiO2構成的無機取向膜。此外，濺射粒子的照射角度θs，為80°。此外，成膜時的液晶面板用對向基板未加熱。此外，在靶面S41上、與靶面S41平行方向的最大磁通密度為1500高斯。
此外，所形成的構成無機取向膜的柱狀結晶，相對于液晶面板用對向基板的傾斜角θc，為45°，其寬度為20nm。
此外，在另外準備的TFT基板(石英玻璃制)的表面上，和上述同樣，形成無機取向膜。
經由密封件，將形成有無機取向膜的液晶面板用對向基板和形成有無機取向膜的TFT基板接合。這種接合，以構成液晶層的液晶分子左旋的方式，將無機取向膜的取向方向偏移90°。
其次，從形成在無機取向膜—無機取向膜之間的空隙部的封入孔，將液晶(メルク公司制MJ99247)注入到空隙部內，然后，堵塞該封入孔。所形成的液晶層的厚度，約為3μm。
然后，通過分別在液晶面板用對向基板的外表面側，以及TFT基板外表面側接合偏光膜8B、偏光膜7B，制造圖4所示的結構的TFT液晶面板。作為偏光膜，采用將由聚乙烯醇(PVA)構成的膜沿單向拉伸的偏光膜。此外，偏光膜7B、偏光膜8B的接合方向，分別根據無機取向膜3B、無機取向膜4B的取向方向決定。即，以當外加電壓時，入射光不透過，不外加電壓時，入射光透過的方式將偏光膜7B、偏光膜8B的接合起來。
此外，所制造的液晶面板的預傾斜角，在3～7°的范圍內。
(比較例1)不用圖3所示的裝置，準備聚酰亞胺系樹脂(PI)的溶液(日本合成ゴム株式會社制AL6256)，利用旋轉涂布法，在液晶面板用對向基板的透明導電膜上形成平均厚度0.05μm的膜，進行摩擦處理，使得預傾斜角為2～3°，制成取向膜，除此之外，與前述實施例1同樣，制造液晶面板。此外，在比較例1中，在摩擦處理時，會發生塵埃。
(比較例2)除使由靶S4產生的濺射粒子以不傾斜的方式照射液晶面板用對向基板之外，其它和前述實施例1同樣地制造液晶面板。
(比較例3)利用蒸鍍裝置(新明和工業社制商品名VDC-1300)，在氣氛壓力2×10-2Pa，靶和基材的距離1000mm的條件下，形成無機取向膜，除此之外，和前述實施例1同樣地制造液晶面板。
對于上述各個實施例及比較例制造的液晶面板，連續測定光透射率。光透射率的測定，將各個液晶面板置于50℃的溫度下，在不外加電壓的狀態下，透過照射151m/mm2的光束密度的白色光進行。
此外，作為液晶面板的評價，以從比較例1制造的液晶面板的白色光的照射開始，光透射率與開始時的光透射率比較，降低到50％時的時間(耐光時間)作為基準，如下面所述，分四個級別進行評價。
◎耐光時間是比較例1的5倍以上。
○耐光時間是比較例1的2倍以上、不足5倍。
△耐光時間是比較例1的1倍以上、不足2倍×耐光時間比比較例1差。
在表1中，與無機取向膜的形成條件，無機取向膜的平均厚度，柱狀結晶的寬度及傾斜角度θc，各個液晶面板的預傾斜角一起，集中表示出了液晶面板的評價結果。
表1

如從表1可以看出的，在本發明的液晶面板中，與比較例1的液晶面板比較，顯示出優異的耐光性。
此外，在本發明的液晶面板中，可以獲得足夠的預傾斜角，能夠可靠地限制液晶分子的取向狀態，但在比較例2～3的液晶面板中，不能獲得足夠的預傾斜角，很難限制液晶分子的取向狀態。
采用上述各個實施例及各個比較例制造的TFT液晶面板，裝配圖8所示結構的液晶投影儀(電子設備)，將其連續驅動5000小時。
其結果是，利用實施例的液晶面板制造的液晶投影儀(電子設備)，即使在長時間連續驅動的情況下，也可以獲得清晰的投射圖像。
與此相對，在用比較例1的液晶面板制造的液晶投影儀中，隨著驅動時間的延長，投射圖像的清晰度明顯地下降。這可以認為是，在開始階段，液晶方向的取向相互一致，但通過長期驅動，取向膜惡化，液晶方向的取向性降低的緣故。此外，在利用比較例2及比較例3的液晶面板制造的液晶投影儀中，從驅動開始起，就不能獲得清晰的投射圖像。這可以認為是，無機取向膜的取向性本來就很低的緣故。
此外，制作備有本發明的液晶面板的個人計算機，便攜式電話機，數字照相機，進行同樣的評價，獲得同樣的結果。
從這些結果可以看出，本發明的液晶面板。電子設備，耐光性優異，即使長時期使用，也可以獲得穩定的特性。
權利要求
1.一種無機取向膜的形成方法，利用磁控濺射法在基材上形成無機取向膜，其特征在于，將前述基材附近的氣氛的壓力設在5.0×10-2Pa以下，使等離子體碰撞與前述基材對向設置的靶，引出濺射粒子，將前述濺射粒子從相對于前述基材的形成前述無機取向膜的面的垂直方向僅傾斜規定的角度θs的方向，照射到前述基材上，在前述基材上，形成主要由無機材料構成的無機取向膜。
2.如權利要求1所述的無機取向膜的形成方法，其中，前述規定的角度θs在60°以上。
3.如權利要求2所述的無機取向膜的形成方法，其中，前述基材與前述靶的距離在150mm以上。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的無機取向膜的形成方法，其中，在形成前述無機取向膜時，在前述靶的前述等離子體碰撞的面上的、與該面平行的方向上的最大磁通密度，在1000高斯以上。
5.如權利要求1～4中任何一項所述的無機取向膜的形成方法，其中，前述無機材料，是能夠結晶成柱狀的材料。
6.如權利要求1～5中任何一項所述的無機取向膜的形成方法，其中，前述無機材料是以硅的氧化物為主成分的材料。
7.一種無機取向膜，其特征在于，該膜利用權利要求1～6中任何一項所述的無機取向膜的形成方法形成。
8.如權利要求7所述的無機取向膜，其中，柱狀結晶以相對于基材傾斜規定的角度的狀態排列。
9.如權利要求7或8所述的無機取向膜，其中，無機取向膜的平均厚度為0.02～0.3μm。
10.一種電子器件用基板，其特征在于，在基板上備有電極以及權利要求7～9中任何一項所述的無機取向膜。
11.一種液晶面板，其特征在于，備有權利要求7～9中任何一項所述的無機取向膜以及液晶層。
12.一種液晶面板，其特征在于，備有一對權利要求7～9中任何一項所述的無機取向膜，在一對前述無機取向膜之間，備有液晶層。
13.一種電子設備，其特征在于，包括權利要求11或12所述的液晶面板。
14.一種電子設備，其特征在于，具有配備權利要求11或12所述的液晶面板的光閥，至少利用一個所述光閥投射圖像。
15.一種電子設備，具有對應于形成圖像的紅色、綠色及藍色的三個光閥，光源，將從該光源來的光分離成紅色、綠色及藍色的光、將前述各種顏色的光導入到對應的前述光閥上的顏色分離光學系統，合成前述各個圖像的顏色合成光學系統，投射前述合成的圖像的投射光學系統，其特征在于，前述光閥備有權利要求11或12所述的液晶面板。
全文摘要
本發明提供一種耐光性優異、并且能夠使之發生預傾斜角的無機取向膜，配備有這種無機取向膜的電子器件用基板、液晶面板及電子設備，以及形成這種無機取向膜的形成方法。本發明的無機取向膜的形成方法，利用磁控濺射法在基材上形成無機取向膜，其中，令前述基材附近的氣氛的壓力，在5.0×10
文檔編號G02F1/13GK1591134SQ200410074939
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月1日 優先權日2003年9月4日
發明者太田英伸, 遠藤幸弘 申請人:精工愛普生株式會社