CN101784921B

CN101784921B - 滤色片的制造方法、滤色片、液晶显示装置、制造装置

Info

Publication number: CN101784921B
Application number: CN200880103952.9A
Authority: CN
Inventors: 高桥明久; 杉浦功; 太田淳; 石桥晓
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: DE112008002276T5; KR101114810B1; TW200925668A; KR20100033434A; JP5232787B2; US20100141878A1; WO2009025285A1; CN101784921A; JPWO2009025285A1; US7999907B2

Abstract

本发明涉及滤色片的制造方法、滤色片、液晶显示装置、制造装置。防止蚀刻阻挡层的剥离。本发明的滤色片(10)具有以SnO2为主要成分的无机保护膜(21)(蚀刻阻挡层)。该无机保护膜(21)的电阻率高，并且，线膨胀系数接近透明电极(23)的线膨胀系数，所以，即使处理对象物(19)被加热，无机保护膜(21)也不从透明电极(23)或树脂层(22)剥离。无机保护膜(21)和透明电极(23)能够在同一成膜室(5)的内部连续成膜，所以，与现有技术相比能够缩短制造滤色片所需的时间。

Description

滤色片的制造方法、滤色片、液晶显示装置、制造装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置的制造技术。

背景技术

在液晶显示装置中，有TN(Twisted Nematic)方式、VA(VirticalAlignment)方式等，但是，近年来，宽视角、高对比度等的PVA(PatterendVirtical Alignment)方式引人关注。

PVA方式的液晶显示装置具有在透明基板上层叠了着色后的树脂层和透明电极(对置电极)而成的滤色片、在基板上配置有多个像素电极的像素基板，滤色片的透明电极被构图，形成切开图形(开口)。

滤色片和像素基板夹持液晶被贴合在一起。透明电极的开口位于各像素电极的正上方，当在所选择的像素电极和透明电极之间施加电压时，像素电极和透明电极之间的电场相对于像素电极表面倾斜，液晶的分子长轴相对于像素电极表面倾斜，从而视角变宽。此外，在下述专利文献1中记载有PVA方式的液晶显示装置的一例。

关于透明电极的构图，通常，在树脂层和透明电极之间配置SiO₂薄膜，使透明电极的预定部分溶解于蚀刻液中。由于SiO₂薄膜透明性高并且SiO₂薄膜不溶解于使透明电极蚀刻的蚀刻液中，所以，作为蚀刻阻挡层发挥功能。

但是，SiO₂膜的线膨胀系数与透明电极(例如ITO)有很大不同，所以，存在透明电极容易从SiO₂膜剥离的问题。

作为SiO₂膜的成膜方法，存在对SiO₂靶进行溅射的溅射法和一边导入氧一边对Si靶进行溅射的反应性溅射法。

但是，在使用SiO₂靶的情况下，若使用DC(直流)电源或AC(交流)电源则放电不稳定，所以，使用RF(高频)电源。通常，在对之后成膜的透明导电膜(ITO)进行溅射成膜的情况下，使用AC或DC电源，但是，由于设置方法与RF电源不同，所以，需要将反应室(chamber)分为SiO₂成膜用和透明导电膜(ITO)成膜用。

另外，在使用对Si靶进行溅射的反应性溅射的情况下，由于导入大量的氧，所以，需要与对ITO进行溅射成膜的反应室分离。因此，在同一反应室中对SiO₂膜和透明导电膜(ITO)溅射成膜是困难的，使制造装置大型化。

另外，在SiO₂成膜中使用反应性溅射的情况下，存在发生电弧放电(arcing)或成膜速度慢这样的问题。进而，在使用RF电源的情况下，由于电源成本或表面波的处置，装置成本变高。

为了实现装置的小型化和低价格化，优选能够在同一反应室中使成为蚀刻阻挡层的膜和透明导电膜成膜。

专利文献1：日本特开2003-287618号公报

专利文献2：日本特开2001-174838号公报

专利文献3：日本特开平7-318713号公报

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，其目的是提供一种透明电极难以发生剥离的滤色片及其制造装置。

为了解决上述课题，本发明提供一种滤色片的制造方法，该滤色片具有：透明基板；树脂层，配置在所述透明基板的表面上；无机保护膜，配置在所述树脂层的表面上；透明电极，配置在所述无机保护膜的表面，并且形成有开口，其特征在于，具有：准备具有透明基板和在所述透明基板的表面上配置的树脂层的处理对象物的工序；在所述树脂层的表面形成以SnO₂为主要成分的无机保护膜的工序；在所述无机保护膜的表面形成透明电极的工序；使所述无机保护膜的溶解速度比所述透明电极的溶解速度慢的蚀刻液接触所述透明电极，形成所述开口，使所述无机保护膜的表面在所述开口的底面露出的工序。

本发明的滤色片的制造方法的特征在于，在真空槽内部配置以SnO₂为主要成分的第一靶和以透明导电材料为主要成分的第二靶，在所述真空槽内部形成至少包含溅射气体的成膜环境，使所述第一靶的表面上的所述成膜环境和所述第二靶的表面上的所述成膜环境连接在一起，在将所述树脂层露出的所述透明基板配置在所述真空槽内部的状态下，对所述第一靶进行溅射，形成所述无机保护膜，在将所述第一靶的表面上的所述成膜环境和所述第二靶的表面上的所述成膜环境连接在一起的状态下，对所述第二靶进行溅射，形成所述透明电极。

本发明的滤色片的制造方法的特征在于，形成添加了在化学结构中含有氧原子的氧化气体的所述成膜环境，在使在所述第一靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压和在所述第二靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压相等的状态下，对所述第一、第二靶进行溅射。

本发明的滤色片的制造方法的特征在于，形成添加了在化学结构中含有氧原子的氧化气体的所述成膜环境，在使在所述第一靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压比在所述第二靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压高的状态下，对所述第一、第二靶进行溅射。

本发明的滤色片的制造方法的特征在于，所述透明电极含有In₂O₃和ZnO中的任意一种或两种。

本发明提供一种滤色片，其特征在于，具有：透明基板；树脂层，配置在所述透明基板的表面，并且具有着色后的树脂膜；无机保护膜，配置在所述树脂层的表面上，并且以SnO₂为主要成分；以及透明电极，紧贴配置在所述无机保护膜的表面，所述透明电极被构图。

本发明的滤色片中，所述无机保护膜的电阻率是所述透明电极的电阻率的10倍以。

本发明提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置将滤色片和像素电极基板贴合在一起，其特征在于，所述滤色片具有：透明基板；树脂层，配置在所述透明基板的表面，并且具有着色后的树脂膜；无机保护膜，配置在所述树脂层的表面上，并且以SnO₂为主要成分；以及透明电极，紧贴配置在所述无机保护膜的表面，所述透明电极被构图，所述像素电极基板具有基板和形成在所述基板表面上的像素电极，所述透明电极和所述像素电极以夹着液晶对置的方式贴附在一起。

本发明的液晶显示装置的特征在于，所述无机保护膜的电阻率是所述透明电极的电阻率的10倍以上。

本发明提供一种制造装置，其特征在于，具有：真空槽；第一、第二靶，分别配置在所述真空槽内部；电源，对所述第一、第二靶施加电压；以及气体导入系统，向所述真空槽内部供给溅射气体和在化学结构中含有氧原子的氧化气体，所述第一靶以SnO₂为主要成分，所述第二靶以透明导电材料为主要成分。

本发明的制造装置的特征在于，所述第二靶含有In₂O₃和ZnO中的任意一种或两种作为所述透明导电材料。

此外，在本发明中，“主要成分”是指，作为主要成分的材料的含量多于50质量％。

本发明如上述那样构成，若使对第一、第二靶施加的电压为直流电压，则作为制造装置的电源，能够使用比AC电源或RF电源价格低的DC电源，并且，装置结构也变得简单，制造装置所需的成本也变低。

在仅由SnO₂构成第一靶的情况下，电阻比第二靶高，无论是否以直流电压溅射，都存在引起放电异常的危险，所以，优选在第一靶中添加杂质元素来降低电阻。

由于Sn是4B族元素，所以，在第一靶中添加的杂质元素是5B族元素、5A族元素、3A族元素、3B族元素中的至少一种。

若在第一靶中添加5B族元素、5A族元素中的任意一种或两种，则变为n型半导体。若在第一靶中添加3A族元素、3B族元素中的任意一种或两种，则变为p型半导体。

第一靶为n型和p型中任一种的情况下，由于与未添加杂质元素的情况相比电阻较低，所以，在施加直流电压时稳定地进行溅射，从而能够使用氧化物靶做成氧化膜。关于SiO₂，即使添加杂质元素也不能够以直流电压稳定地进行溅射。

能够使用氧化物靶是指，在成膜时向真空槽供给的氧添加量为少量即可。

此外，SnO₂因氧缺陷而变为n型，因此与空穴和自由电子相互结合的3A、3B族元素相比，5A、5B族元素适合本发明。

SnO₂的透明性高，并且与SiO₂相比，和透明导电材料(例如ITO、ZnO、IZO)的线膨胀系数之差小。

具体地说，SnO₂的线膨胀系数在273K～1073K(0℃～800℃)的温度范围内为3.76×10^-6/℃～4×10^-6/℃，SiO₂(无定形)的线膨胀系数在20℃～900℃的温度范围内为0.5×10^-6/℃。上述透明导电材料中，例如ITO的线膨胀系数为7.2×10^-6/℃。

因此，以SnO₂为主要成分的无机保护膜和以上述透明导电材料为主要成分的透明电极，线膨胀系数之差小，在使透明电极成膜时或在透明电极成膜后加热无机保护膜，无机保护膜也不会从透明电极剥离。

第二靶的主要成分只要是透明导电材料即可，并不特别限定。具体地说，若对以In₂O₃和ZnO中的任意一种或者这二者为主要成分的第二靶进行溅射，则能够得到以In₂O₃和ZnO中的任意一种或者这二者为主要成分的透明的电极膜(透明电极)。

对于第二靶的主要成分的一例即IZO(以In₂O₃为主要成分、添加了ZnO)来说，以透明电极的非晶态化为目的，在3族的In中添加了2族的Zn作为杂质。

添加在第二靶中的杂质并不特别限定，但若叙述一例，在以In₂O₃为主要成分的情况下，有SnO₂、TiO₂、ZnO等，在以ZnO为主要成分的情况下，有Al₂O₃、B₂O₃、Ga₂O₃等。

基本上，添加比主要成分的金属多1价的杂质元素，作为n型半导体，但是，仅有In₂O₃-ZnO以非晶化为目的而添加少1价的Zn。

第一、第二靶配置在同一真空槽内部，所以，容易使制造装置小型化，也容易使制造装置的制造成本降低。第一、第二靶在同一成膜环境中被溅射，所以，连续进行使无机保护膜成膜的工序和使透明电极成膜的工程，缩短滤色片的制造时间。无机保护膜不会从透明电极或树脂层剥离。无机保护膜的绝缘性高。

附图说明

图1(a)～(e)是说明滤色片的制造工序的剖视图。

图2是说明本发明的制造装置的一例的剖视图。

图3是说明像素电极基板的一例的剖视图。

图4是说明本发明的液晶显示装置的一例的剖视图。

附图标记说明：

1制造装置

5成膜室(真空槽)

10滤色片

11透明基板

22树脂层

21无机保护膜

23透明电极

25开口

20液晶显示装置

55 第一靶

56 第二靶

具体实施方式

图2的附图标记1表示本发明的制造装置的一例，制造装置1具有：由真空槽构成的成膜室5；在成膜室5的内部分离配置的第一、第二靶55、56；与第一、第二靶55、56连接的电源59。

成膜室5直接或经由加热室3连接到搬入搬出室2。在加热室3的内部配置有加热器，处理对象物从搬入搬出室2直接搬入到成膜室5、或者在加热室3的内部被加热器加热之后搬入到成膜室5。

在成膜室5的内部配置有搬送单元52，当处理对象物被搬送到成膜室5内时，由搬送单元52在成膜室5内部进行搬送，按所记载的顺序依次通过与第一靶55面对的位置和与第二靶56面对的位置。

在成膜室5上连接有气体供给系统58和真空排气系统9。

在第一、第二靶55、56之间没有间隔板，从气体供给系统58向成膜室5供给溅射气体时，第一、第二靶55、56暴露在从同一气体供给系统58供给的气体中。

第一、第二靶55、56连接在同一电源59或不同的电源上。在此，电源59为DC(直流)电源，对第一、第二靶55、56分别施加直流电压。

当利用真空排气系统9对成膜室5的内部进行真空排气，从气体供给系统58向成膜室5供给包含溅射气体的气体，并且对第一、第二靶55、56施加电压时，第一、第二靶55、56在相同组成且相同配合比率的气体中被溅射，放出溅射粒子。

处理对象物在通过与第一靶55面对的位置时，来自第一靶55的溅射粒子到达，形成第一薄膜，在通过与第二靶56面对的位置时，来自第二靶56的溅射粒子到达，形成第二薄膜。

搬送单元52能够在所希望的位置改变处理对象物的搬送速度。关于利用来自第一靶55的溅射粒子形成的薄膜和利用来自第二靶56的溅射粒子形成的薄膜，在成膜速度或应成膜的膜厚不同的情况下，在通过与第一靶55面对的位置时和在通过与第二靶56面对的位置时，改变处理对象物的搬送速度，从而能够分别形成所希望的膜厚的各薄膜。

接着，说明使用该制造装置1来制造滤色片的工序。

图1(a)的附图标记19表示处理对象物的一例。处理对象物19具有由塑料基板或玻璃基板构成的透明基板11和配置在透明基板11的表面上的树脂层22。

树脂层22具有添加了着色剂的耐热性的树脂膜(着色膜16～18)，将两种颜色以上(在此为红色、绿色、蓝色这三种颜色)的着色膜16～18作为一组着色单位15，多个着色单位15隔着预定间隔排列在透明基板11的表面上。

在此，透明基板11的排列有着色单位15的面上形成有由树脂构成的外涂层14，各着色膜16～18被外涂层14覆盖，但是，也可以不形成外涂层14而使各着色膜16～18在树脂层22表面露出。

在上述的制造装置1的搬入搬出室2和加热室3上分别连接有排气系统7、8。将一个或多个处理对象物19搬入到搬入搬出室2中，由排气系统7对搬入搬出室2内部进行低真空排气。

预先对加热室3和成膜室5的内部进行真空排气，在加热室3内对处理对象物19加热之后、或者不在加热室3内加热搬入到成膜室5中。

一边对成膜室5内部进行真空排气，一边从气体供给系统58供给氧化气体(在此为氧气)和溅射气体(例如Ar、Kr、Xe等)，形成成膜环境。

由于第一、第二靶55、56配置在同一成膜室5内部，所以，形成在第一靶55表面上的成膜环境和形成在第二靶56上的成膜环境相互连接。

无论透明电极23的成膜环境的氧化气体分压过高还是过低，透明电极23的电阻率都提高，透明性在氧化气体分压过低时下降。由于透明电极23要求低电阻和透明性，所以，预先求出使透明电极23成膜所需最佳的氧化气体分压，在成膜室5内部形成该最佳的氧化气体分压的成膜环境。

在此，由于在第一、第二靶55、56之间没有如遮蔽构件(罩(chimney))这样的隔板，所以，第一靶55表面上的成膜环境和第二靶56的表面上的成膜环境成为最适于形成透明电极23的氧化气体分压。

第二靶56以In₂O₃为主要成分。

第一靶55以SnO₂为主要成分，通过添加Sb作为杂质元素，从而导电性变高。

当从电源59分别对第一、第二靶55、56施加直流电压时，第一、第二靶55、56这二者被溅射，放出溅射粒子。

若一边将成膜环境的氧化气体分压维持为最适于透明电极23成膜的值，一边对第一、第二靶55、56进行溅射，并搬送处理对象物19，则在处理对象物19通过与第一靶55面对的位置时，以SnO₂为主要成分的无机保护膜21紧贴形成在树脂层22表面(图1(b))，在通过与第二靶56面对的位置时，以In₂O₃为主要成分的透明电极23紧贴形成在无机保护膜21表面(图1(c))。

在此，同时对第一、第二靶55、56进行溅射，在第一靶55放出溅射粒子时，也从第二靶56也放出溅射粒子。

在该状态下，在搬送一个处理对象物19或者逐个连续地搬送多个处理对象物19，并从第二靶56上使形成透明电极23后的处理对象物19移动时，使形成无机保护膜21后的处理对象物19从第一靶55上向第二靶56移动，使形成无机保护膜21前的处理对象物19向第一靶55上移动。

这样，若一边对第一、第二靶55、56这二者进行溅射，一边连续搬送处理对象物19，则能够效率良好地对多个处理对象物19进行成膜处理。

在氧化气体分压在第一、第二靶55、56表面上的各成膜环境中相同的情况下，如上所述，该氧化气体分压成为最适于透明电极23成膜的值。

优选无机保护膜21的SnO₂电阻率高。与最适于透明电极23成膜的值相比，无机保护膜21的电阻率在较高的氧化气体分压下最大。

当使第一、第二靶55、56表面上的成膜环境相同进行溅射时，第一靶55的杂质元素没有完全氧化，无机保护膜21的电阻率不会变为最大。

以SnO₂为主要成分的SnO₂类材料与以In₂O₃为主要成分的In₂O₃类材料或以ZnO为主要成分的ZnO类材料相比，由于本来电阻就高，所以，即使氧化气体分压成为最适于透明电极23成膜的值，无机保护膜21与透明电极23相比，电阻也充分高。

以上，对使氧化气体分压在第一、第二靶55、56的表面上分别相同的情况进行了说明，但本发明不限于此。

若使第一靶55表面上的成膜环境的氧化气体分压高于第二靶56表面上的成膜环境的氧化气体分压来对第一、第二靶55、56进行溅射，则进一步进行在第一靶55中添加的杂质元素的氧化，与使氧化气体分压相同的情况相比，能够使无机保护膜21的电阻率更高。

此外，使第一靶55表面上的成膜环境的氧化气体分压高于第二靶56的表面上的成膜环境的氧化气体分压的方法并不特别限定，例如，有使氧化气体的喷出口和第一靶55表面之间的距离小于该喷出口至第二靶56表面的距离的方法、用遮蔽板(罩)包围第一靶55并向用该遮蔽板包围的空间喷出氧化气体的方法、用遮蔽板包围第二靶56并向由该遮蔽板包围的空间的外侧的空间喷出氧化气体的方法等。

使形成有无机保护膜21和透明电极23的处理对象物19通过加热室3和搬入搬出室2，向制造装置1的外部取出。

将处理对象物19取出到制造装置1外部后，在含有氧的环境(例如大气)下加热到200℃以上，对透明电极23进行退火、或者不退火而直接进行透明电极23的构图。

关于透明电极23的构图，首先，在透明电极23的表面配置被构图为预定形状的抗蚀剂膜28(图1(d))。

在抗蚀剂膜28上，在应与后述的像素电极对置的位置上形成有开窗部29，在该开窗部29的底面，透明电极23露出。

如含有氯化铁的氯化铁类蚀刻液或含有王水作为酸的王水类蚀刻液那样，准备能够溶解In₂O₃而不溶解SnO₂、或者SnO₂的溶解速度比In₂O₃的溶解速度慢的蚀刻液。

若在该蚀刻液中浸渍处理对象物19、或将该蚀刻液喷射到处理对象物19的配置有抗蚀剂膜28的一侧的面，使蚀刻液与在开窗部29底面露出的透明电极23接触，则透明电极23的露出的部分被蚀刻除去，形成开口，当无机保护膜21在开窗部29的底面露出时，使膜厚方向的蚀刻停止。

使无机保护膜21在开窗部29的整个底面露出后，将处理对象物19从蚀刻液中提起或者停止喷射蚀刻液，并对处理对象物19进行清洗，除去蚀刻液，结束蚀刻。

接着，当除去抗蚀剂膜28时，得到如图1(e)所示那样的滤色片10。图1(e)的附图标记25表示被构图后的透明电极23的开口，无机保护膜 21的表面在开口底面露出。

图3的附图标记30表示像素电极基板，像素电极基板30具有基板31、在基板31的表面配置的活性层32、在活性层32上配置的多个像素电极35。

当以透明电极23的开口25位于像素电极35上的方式将滤色片10和像素电极基板30隔着液晶36贴附时，得到如图4所示那样的PVA方式的液晶显示装置20。

活性层32具有薄膜晶体管(TFT)或布线。在各像素电极35上连接有TFT，使TFT导通，在连接到该TFT上的像素电极35和透明电极23之间施加电压。

如上所述，透明电极23的开口25位于像素电极35上，无机保护膜21的表面位于该开口25的底面。

由于无机保护膜21的电阻率高于透明电极23的电阻率的10倍以上，所以，无机保护膜21和像素电极35之间的电场比透明电极23和像素电极35之间的电场弱，在开口25的正下方位置，电场(电位梯度)向透明电极23倾斜。

液晶36沿着电场的倾斜使其分子长轴倾斜，所以，在开口25的正下方位置，液晶36的分子长轴向着透明电极23倾斜，其结果是，该液晶显示装置20的视角变宽。

以上，说明了电源59是直流电源、对第一、第二靶55、56施加的电压是直流电压的情况，但本发明并不限于此。

在第一、第二靶55、56中的任一个或两个上连接AC电源，对第一、第二靶55、56中任一个或两个施加AC电压，也能够对第一、第二靶55、56进行溅射。但是，DC电源比AC电源价格低，并且，与使用AC电源的情况相比，由于制造装置1的制造成本也低，所以，优选使用DC电源。

以上，对第二靶56的主要成分为ITO(In₂O₃-SnO₂)的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也能够对包含以In₂O₃为主要成分的In₂O₃类材料(例如IZO、ITO)、以ZnO为主要成分的ZnO类材料(例如AZO、GZO、BZO)中任一种或两种的第二靶56进行溅射，形成以In₂O₃类材料和ZnO材料中任一种或两种为主要成分的透明电极23。

在室温～200℃的加热条件下，通过溅射法成膜的透明电极23的电阻率，在主要成分是ITO(In₂O₃-SnO₂)的情况下为2×10^-4Ω·cm～5×10^-4Ω·cm，在AZO(ZnO-Al₂O₃)的情况下为5×10^-4Ω·cm～2×10^-3Ω·cm，在IZO(In₂O₃-ZnO)的情况下，为3.7×10^-4Ω·cm～4×10^-4Ω·cm。

可知由于在同一加热条件下通过溅射法成膜的以SnO₂为主要成分的薄膜(SnO₂-Sb₂O₃)的电阻率为1×10^-2Ω·cm～2×10^-2Ω·cm，是各透明电极23的电阻率的10倍以上，所以，以SnO₂为主要成分的无机保护膜21相对于含有ITO、ZnO、IZO中任一种的透明导电材料的透明电极23，也具有充分的电特性。

以In₂O₃为主要成分的第二靶56是指如下的靶：以例如In₂O₃为主要成分，并且，含有0.1原子％以上且20原子％以下的从由2A族、4A族、2B族、4B族构成的添加元素组中所选择的任意一种添加元素。

以ZnO为主要成分的第二靶56是指如下的靶：以例如ZnO为主要成分，并且，含有0.1原子％以上且20原子％以下的从由1A族、3A族、4A族、1B族、3B族、4B族构成的添加元素组中所选择的任意一种以上的添加元素。

能够添加到第一靶55中的杂质元素并不限于Sb，也可以在第一靶55中含有例如5B族元素即P、Ad、Bi、5A族元素即V、Nb、Ta、3A族元素即Sc、Y、3B族元素即B、Al、Ga、In、Tl中的至少一种以上的杂质元素。

对于杂质元素来说，以元素单体的方式添加到第一靶55中也可以，但是，也能够作为氧化物(例如Sb₂O₃)或氮化物进行添加。

若对含有Sn和SnO₂的任意一种或者这二者、并添加了一种以上的上述杂质元素的第一靶在含有氧和溅射的成膜环境中进行溅射，则形成以SnO₂为主要成分并含有一种以上的上述杂质元素的无机保护膜。

另外，使用含有Sn和SnO₂的任意一种或者这二者、而不含有上述杂质元素的第一靶也可以，在该情况下，若对该第一靶在含有氧和溅射气体的成膜环境中进行溅射，则能够形成以SnO₂为主要成分且不含有上述杂质元素的无机保护膜。

在对以SnO₂为主要成分且不含有上述杂质元素的第一靶55进行溅射的情况下，优选在第一靶55上连接RF(高频)电源，施加高频电压印，进行溅射。但是，RF电源与DC电源或AC电源相比价格高，与使用AC电源的情况相比，装置也变得复杂，装置成本增大。并且，与使用 AC电源或DC电源的情况相比，成膜速度也变慢。

以上，对在同一成膜环境下同时对第一、第二靶55、56进行溅射的情况进行了说明，但本发明并不限于此，对第一、第二靶55、56分别进行溅射也可以。

用于制造本发明的滤色片10的制造装置并不特别限定。例如也可以将第一、第二靶55、56配置在不同的成膜室中、或者在第一、第二靶55、56之间配置隔开构件而将成膜室分成两个，对第一、第二靶55、56在不同的成膜环境下进行溅射也可以。在该情况下，能够以不同的组成且不同的配合比例的气体对第一、第二靶55、56进行溅射。

例如在使用以Sn为主要成分的第一靶55形成以SnO₂为主要成分的无机保护膜21的情况下，与使用包含ITO、ZnO、IZO等透明导电材料的第二靶56形成透明电极23的情况相比，在成膜时需要10倍～100倍量的氧分压。

相反，在对第二靶56进行溅射形成透明电极23的情况下，当氧分压过高时，透明电极23的电阻上升。

因此，以Sn为主要成分的第一靶55在含有氧气和溅射气体的第一成膜环境中进行溅射，此外，以透明导电材料为主要成分的第二靶56在含有氧气和溅射气体的第二成膜环境中进行溅射的情况下，第二成膜环境中的氧分压比第一成膜环境低。

与溅射气体一起导入到成膜室5中的气体并不限于氧气，也可以导入从由在化学结构中含有氧原子的其他氧化气体(O₂、H₂O等)和在化学结构中含有氮原子的氮化气体(N₂、NH₃等)构成的反应气体组中所选择的任意一种以上的反应气体。但是，在对第二靶56进行溅射的环境中，为了使ITO等透明电极的构成材料的氧缺陷最优化，优选导入氧化气体。

在第一、第二靶55、56的附近配置磁场形成装置，形成通过第一、第二靶55、56的被溅射的面的磁力线，对第一、第二靶55、56进行磁控管溅射。

透明电极23和无机保护膜21的成膜并不限于溅射法，也能够通过蒸镀法、特别是ARE(Activated Reactice Evaporation)法进行成膜。在通过ARE法进行成膜的情况下，仅在稀有气体(Ar、K4等)中、或者在该稀有气体中添加了在化学结构中含有氧原子的氧化气体(O₂、H₂O等)和在化学结构中含有氮原子的氮化气体(N₂、NH₃等)的任意一种或这二者的成膜环境中进行无机保护膜21和透明电极23的成膜。

在本发明中使用的蚀刻液并不特别限定，若叙述一例，在形成透明电极23后未进行退火的情况下，或者未进行加热成膜的情况下，由于透明电极23以非晶态ITO为主要成分，所以，如作为酸使用草酸的草酸类蚀刻液那样，使用非晶态ITO的溶解速度快的蚀刻液。

另外，在形成透明电极23后进行了退火的情况下，或者在进行加热成膜的情况下，透明电极23以多晶ITO(聚ITO)为主要成分，所以，如含有氯化铁的氯化铁类蚀刻液或含有王水作为酸的王水类蚀刻液那样，使用多晶ITO的溶解速度快的蚀刻液。此外，多晶ITO不溶解于草酸类蚀刻液，或者，即使溶解，其溶解速度也极慢，草酸类蚀刻液不适合多晶ITO的蚀刻。

蚀刻液的溶解速度越快，蚀刻时间越缩短，但当溶解速度过快时，蚀刻的控制变得困难。非晶态ITO溶解于氯化铁类蚀刻液或王水类蚀刻液时的溶解速度，与多晶lTO溶解时相比极快，蚀刻的控制变得困难，所以，在非晶态ITO的蚀刻中，与氯化铁类或王水类的蚀刻液相比，草酸类蚀刻液较佳。

草酸类蚀刻液、氯化铁类蚀刻液、王水类蚀刻液都不使以SnO₂为主要成分的无机保护膜21溶解，或者，其溶解速度与ITO溶解速度相比极慢。

实施例

<实施例1>

将第一靶55和第二靶56配置在上述图2的成膜室5内部，并将加热室3和成膜室5维持为高真空环境不变，使处理对象物19不在加热室3进行加热，搬入到成膜室5中，其中，第一靶55以SnO₂为主要成分并且添加有Sb₂O₃作为杂质，第二靶56以In₂O₃为主要成分并且添加有SnO₂作为添加物。

一边将Ar气和氧气供给到成膜室5内，一边对第一、第二靶55、56施加直流电压，以上述图1(b)、(c)所示的工序，在无加热条件下在树脂层22表面形成以SnO₂为主要成分的无机保护膜21(膜厚

)和以ITO为主要成分的透明电极23(膜厚

)而成的基板作为实施例1的评价基板。

<实施例2>

将以与实施例1相同的条件做成的评估基板在大气环境中加热1小时，进行退火处理，作为实施例2的评价基板。

<实施例3>

利用在加热室3和成膜室5中设置的加热器将处理对象物19加热到250℃，进行无机保护膜21和透明电极23的成膜，除此以外，以与上述实施例1相同的条件做成实施例3的评价基板。

<比较例1>

将第一靶55改变成以SiO₂为主要成分的靶，将对第一靶55施加的电压从直流改变成高频(RF)电压，除此之外，以与上述实施例1相同的条件做成比较例1的评价基板。此外，比较例1和后述的比较例2、3的无机保护膜以SiO₂为主要成分。

此外，实施例1～3的无机保护膜的成膜速度是比较例1～3的无机保护膜的成膜速度的约3倍，以SnO₂为主要成分的无机保护膜与以SiO₂为主要成分的无机保护膜相比，成膜效率高。

<比较例2>

将比较例1的评价基板在大气环境下加热1小时，进行退火处理，作为较例2的评价基板。

<比较例3>

在无机保护膜和透明电极成膜时，以与实施例3相同的加热条件对处理对象物进行加热，除此之外，以与上述比较例1相同的条件做成比较例3的评价基板。

<成膜后紧贴性试验>

关于实施例1～3、比较例1～3的评价基板，在透明电极23的表面贴附粘接带后，剥离该粘接带，调查有无从无机保护膜21剥离的透明电极23。此外，成膜后紧贴性试验是对进行后述的蚀刻试验之前的评价基板实施的。

<实体显微镜观察>

在蚀刻前和蚀刻后用实体显微镜观察实施例1～3、比较例1～3的各评价基板的外观，调查有无透明电极23或无机保护膜21(SnO₂薄膜以及SiO₂薄膜)的剥离。

蚀刻是在草酸类蚀刻液、氯化铁类蚀刻液、王水类蚀刻液这三种蚀刻液(液体温度40℃)中浸渍实施例1～3、比较例1～3的评价基板来进行的。此外，对于在成膜时或成膜后进行了加热的评价基板(实施例2、3、比较例2、3)来说，推测为透明电极聚合化(多晶化)，关于这些评价基板，没有实施假定了非晶态ITO薄膜的使用草酸类蚀刻液的蚀刻。下述表1的“-”表示没有实施蚀刻。

表1：加热条件和试验结果

以SiO₂为主要成分的无机保护膜在成膜时被加热的情况下，确认在蚀刻前和蚀刻后外观发生异常，在无机保护膜21和树脂层22之间发生层间剥离。

以SiO₂为主要成分的无机保护膜与以SnO₂为主要成分的无机保护膜相比，与树脂层22的线膨胀系数之差、与透明电极23的线膨胀系数 23之差都大。即使以相同的SiO₂为主要成分，未加热成膜的比较例1也没有发生剥离，因而推测为，由于因加热使ITO聚合化时的应力和由加热引起的膨胀量之差的综合因素，引起剥离。

相对于此，以SnO₂为主要成分的无机保护膜21在任意一种情况下都没有发生剥离，紧贴性试验的结果也良好。SnO₂薄膜与SiO₂相比，与透明电极23以及树脂层22的线膨胀系数之差小，因而由加热引起的膨胀量的差处在能够允许的范围，得到良好的紧贴性。

此外，尽管比较例2的第一靶55的构成材料与比较例3相同，但没有确认出剥离。推测其原因在于，与如比较例3那样在真空环境中加热成膜的情况相比，如比较例2那样在大气环境下加热的情况下应力小，因而没有引起剥离。

在真空中，与大气中相比为低压，所以，由加热引起的膨胀显著，在真空环境中的加热成膜中，热膨胀系数之差造成很大影响。

ITO在真空环境中进行加热成膜，从而ITO的粒子一边相互紧贴在一起，一边生长，因而最终使结晶生长。相对于此，在进行无加热成膜后，在大气环境的加热(退火)中，进行粒子本身的结晶化，但由于粒子不相互紧贴在一起，所以若与加热成膜相比，结晶不太容易生长。

实际上，当利用SEM(扫描型电子显微镜)观察在无加热成膜后进行退火处理而成的膜时，粒子或多或少进行了生长，但是，该粒子比加热成膜的粒子小。

即，在真空环境中进行了加热成膜的情况下，粒子彼此间容易运动，以相互紧贴在一起的方式生长，但是，在无加热成膜后进行退火的情况下，由于粒子以单体结晶，所以应力变小，剥离不太容易成为问题。

不限于ITO，其他In₂O₃类材料和ZnO类材料也在真空环境中对基板进行加热一边成膜，使结晶生长。

因此，形成以SnO₂为主要成分的无机薄膜的本申请的滤色片的制造方法特别有利于防止在真空环境中对透明电极进行加热成膜，使其构成材料结晶化的情况下的剥离。

此外，在大气环境中的成膜和退火处理，不仅工序增加，而且树脂层22发生变性，或者透明电极23的电阻率上升，因此并不理想。

<耐蚀刻性试验>

在剥离基板表面，在与在实施例1～3、比较例1～3中使无机保护膜成膜时相同的条件分别形成SnO₂薄膜或者SiO₂薄膜的单膜(厚度为 )，做成参考例1～6的评价基板。加热条件和无机保护膜的材料的组合记载在下述表2中。

表2：耐蚀刻性评价结果

测定参考例1～6的各评价基板的SnO₂薄膜、SiO₂薄膜的电阻率的结果，各薄膜的电阻率比ITO薄膜高，特别是，SnO₂薄膜在任意加热条件下，电阻率都为ITO薄膜的100倍以上。

通常，液晶显示装置的无机保护膜21需要透明电极23的10倍以上、更优选100倍以上的电阻率，所以，从电特性的角度考虑，也优选SnO₂薄膜作为无机保护膜21。

接着，调查在室温和40℃的各液体温条件下，将参考例1～6的评价基板浸渍在草酸类蚀刻液、氯化铁类蚀刻液、王水类蚀刻液中时是否溶解的结果，如上述表2所示，哪个SnO₂薄膜都不溶。

如上所述，草酸类蚀刻液为非晶态ITO膜用的蚀刻液，氯化铁以及王水类蚀刻液为多晶ITO膜用的蚀刻液，所以，SnO₂薄膜与其成膜条件无关地，在对非晶态ITO膜和多晶ITO膜的任意一种进行蚀刻的情况下，都能作为蚀刻阻止层发挥功能。

Claims

1.一种滤色片的制造方法，该滤色片具有：透明基板；树脂层，配置在所述透明基板的表面上；无机保护膜，配置在所述树脂层的表面上；透明电极，配置在所述无机保护膜的表面，并且形成有开口，其特征在于，具有：

准备具有透明基板和在所述透明基板的表面上配置的树脂层的处理对象物的工序；

对添加有杂质而成为半导体并且导电性提高了的SnO₂的第一靶施加直流电压，对所述第一靶进行溅射，产生溅射粒子，在所述树脂层的表面形成以SnO₂为主要成分的无机保护膜的工序；

对以透明导电性物质为主要成分的第二靶施加直流电压，对所述第二靶进行溅射，产生溅射粒子，在所述无机保护膜的表面形成透明电极的工序；

使所述无机保护膜的溶解速度比所述透明电极的溶解速度慢的蚀刻液接触所述透明电极，形成所述开口，使所述无机保护膜的表面在所述开口的底面露出的工序。

2.如权利要求1所述的滤色片的制造方法，其特征在于，

在真空槽内部配置所述第一靶和所述第二靶，

在所述真空槽内部形成至少包含溅射气体的成膜环境时，所述第一靶的表面上的所述成膜环境和所述第二靶的表面上的所述成膜环境被连接在一起，

在将所述树脂层露出的所述透明基板配置在所述真空槽内部的状态下，对所述第一靶进行溅射，形成所述无机保护膜，

在将所述第一靶的表面上的所述成膜环境和所述第二靶的表面上的所述成膜环境连接在一起的状态下，对所述第二靶进行溅射，形成所述透明电极。

3.如权利要求2所述的滤色片的制造方法，其特征在于，

形成添加了在化学结构中含有氧原子的氧化气体的所述成膜环境，

在使在所述第一靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压和在所述第二靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压相等的状态下，对所述第一、第二靶进行溅射。

4.如权利要求2所述的滤色片的制造方法，其特征在于，

在使在所述第一靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压比在所述第二靶的表面上的所述成膜环境中含有的所述氧化气体的分压高的状态下，对所述第一、第二靶进行溅射。

5.如权利要求1所述的滤色片的制造方法，其特征在于，

所述透明电极含有In₂O₃和ZnO中的任意一种或两种。