JP2002348664A - 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法、結晶性半導体薄膜を形成した積層体およびカラーフィルター - Google Patents

基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法、結晶性半導体薄膜を形成した積層体およびカラーフィルター

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温でかつ簡便な工程および装置により作製
可能な半導体薄膜の製造方法を提供すること、さらに、
基材に半導体薄膜を設けた基板、カラーフィルター形成
用基板、および前記基板を用いるカラーフィルターを提
供すること。 【解決手段】 基材の上に設けたアモルファス半導体薄
膜を、真空下あるいは還元性ガス雰囲気下において、２
５℃以上で３００℃以下の温度に維持しながら、前記薄
膜に紫外線を照射する処理工程を有する、基材上に結晶
性半導体薄膜を形成する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材上に結晶性半
導体薄膜を形成する方法、および基材に結晶性半導体薄
膜を設けた積層体、光透過性導電性薄膜と光透過性半導
体薄膜を設けた、ＣＣＤカメラや液晶表示素子等の各種
表示装置、カラーイメージセンサー等、特に携帯電話や
小型パソコン等の携帯端末に好適なカラーフィルタの製
造に用いられる基板用の積層体、この基板を用いて作製
するカラーフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】光触媒作用あるいは光起電力作用を有す
る光半導体は近年その特異な応用により注目されてい
る。たとえば光半導体である二酸化チタンは、その光触
媒作用に基づく酸化作用により、その表面に付着した有
機物汚れ、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）、悪臭物質等の空気汚染物質、細菌等が酸化分解さ
れるといわれており、具体的な応用例として建物等の外
壁に二酸化チタン光触媒を貼りつけ、太陽光のもとで空
気汚染物質を除去する方法（特開平６−３１５６１４号
公報）、病院内の壁や手摺等に二酸化チタン触媒を貼り
つけ、細菌等を死滅させる方法（特開平７−１０２６７
８号公報）、排水中に二酸化チタン触媒の粉末を分散さ
せ、紫外線ランプの光を照射して水中の汚物を分解する
方法（特開平５−９２１９２号公報）、蛍光ランプある
いは照明器具の清掃メンテナンスを軽減するために光触
媒による自浄作用を利用する方法（特開平９−１２９０
１２号公報）等、数多くの応用が提案されている。
【０００３】また、光半導体薄膜は、その光反応に基づ
き、その表面が高度に親水化されることも知られてお
り、鏡（浴室、自動車）、レンズ、ガラス窓等の防曇へ
の応用が種々考えられている。さらに、建物外壁、自動
車ガラス、窓ガラスの表面に光半導体薄膜を形成する
と、その膜の表面の親水性に基づき、疎水性の汚れが付
着しにくいというほか、汚れが付着しても分解され、か
つ、前記の光半導体薄膜の親水性により、その汚れある
いはその分解物が、雨あるいは水洗等により容易に洗い
流されるという自浄作用が得られることも知られてい
る。
【０００４】前記光半導体薄膜は、通常、チタンアルコ
キシド、チタンアセテート等のチタン化合物を加水分解
し、これを基材の表面に塗布し乾燥させた後、５００℃
以上で燒結させてアナターゼ型二酸化チタン膜を得る方
法や、蒸着法によりアモルファスの二酸化チタン層を形
成した後、得られたアモルファス二酸化チタン層を４０
０℃以上でアニールしてアナターゼ型二酸化チタンを含
む層とする方法や、金属チタンの表面を５００℃以上で
酸化して結晶化させる方法や、基材を２５０℃以上に加
熱した状態でＲＦスパッタリング法によりアナターゼ型
二酸化チタン膜を得る方法等が知られている。前記方法
において、アモルファス二酸化チタン膜を焼成して光半
導体薄膜を形成する方法は、基板を長時間高温に加熱す
る必要があり、経済的にコストアップにつながり、ま
た、後述のプラスチック基材にこの方法で光半導体薄膜
を形成することはプラスチック基板の耐熱性の観点から
実際には不可能である。また、ＲＦスパッタリング法
は、光起電力の高いアナターゼ型二酸化チタンを得る方
法として優れた方法であるが、高価な装置を用いる必要
があり、この方法により低価格で光半導体薄膜を作製す
ることは困難である。さらに、プラスチック基材として
２５０℃の耐熱性を有するものもないわけではないが、
光透過性をも備えたもので２５０℃の耐熱性を有し、か
つ合理的な価格のプラスチック基材は、現在では知られ
ていない。
【０００５】ところで、光半導体薄膜は、前記のごとき
その表面の光化学反応に基づく、防汚、抗菌、防曇のご
とき特性の他、その光起電力作用も注目されている。光
起電力は、導電性薄膜と光半導体薄膜を設けた基板を、
水または電解作用を有する液の中に浸漬し、前記光半導
体薄膜に紫外線を照射すると、その照射部分に光起電力
が発生する現象である。この現象を利用することによ
り、たとえば、照射部分に選択的に膜を形成することが
できる。すなわち、膜形成性の電着物質を含む電着液
に、前記基板を浸漬し、前記導電性薄膜と液中に設けた
対向電極との間にバイアス電圧を印加しあるいは印加し
ない状態で、光半導体薄膜に紫外線を照射すると、光半
導体薄膜の光照射部分に光起電力が発生し、その部分に
膜形成物質が電着される。光半導体薄膜の光起電力が充
分大きい場合には、バイアス電圧を０にすることが可能
である。本発明者等は、先に、前記光起電力を利用し
た、カラーフィルター等に有用な、極めて微細なパター
ンを解像度よく形成する方法を出願した（特開平１１−
１７４７９０号公報、特開平１１−１３３２２４号公
報、特開平１１−３３５８９４号公報等）。
【０００６】カラーフィルターを備えた液晶ディスプレ
イパネルには、最近では、（１）薄膜トランジスタ（以
下、「ＴＦＴ」ということがある。）等の駆動素子と画
素電極とをマトリックス状に配列した駆動側基板と、カ
ラーフィルタ及び対向電極を備えるフィルタ側基板とを
スペーサを介在させて位置合わせしながら対向配置し、
その間隙部に液晶材料を封入してなるものと、（２）カ
ラーフィルタが前記駆動側基板に直接形成されたカラー
フィルタ一体型駆動基板と、電極を備える対向基板とを
スペーサを介在させて簡易に対向配置し、その間隙部に
液晶材料を封入してなるものとがあり、いずれの場合の
カラーフィルターも、前記のごとき公報に記載の光半導
体薄膜を用いる光電着法により作製することが可能であ
る。
【０００７】前者の液晶ディスプレイパネルでは、カラ
ーフィルター作製時に露光マスクが必要であること、駆
動側及びフィルタ側の両基板間の位置合わせ精度に誤差
が生じやすく、表示品質や歩溜まりの低下を招くといっ
た問題がある。一方、後者は、光電着時に、駆動側基板
に設けたＴＦＴにより選択的にバイアス電圧を印加する
こと（アドレッシング）ができるので、カラーフィルタ
ーを作製する際に露光マスクが必要でなく、かつ、両基
板の位置合わせの必要がないので、現在では後者による
ものが注目されている。しかし、後者の方法において
は、スルーホールなどを用いてカラーフィルターを導電
化する必要があるのでコストアップとなる。
【０００８】また、近年では、携帯電話や小型パソコン
等の携帯端末となる小型機器の需要が急速に伸びる傾向
にあり、携帯性の観点から様々な検討がなされている。
特に、携帯利用を目的とした機器の場合、屋外等への運
搬性や外力に対する耐衝撃性が重要視され、軽量で、か
つ落下等による破損を生じ難いことが要求される。
【０００９】この観点から、最近では、液晶ディスプレ
イパネルを構成する基板として、従来のガラス基板に代
えてフレキシブルなプラスチック基板の使用が注目され
ている。一般に、液晶用のフレキシブル基板は、透明で
耐熱性が高く、ガスバリアー性に優れたプラスチック基
材が求められるが、現在、最も優れた耐熱性を有してい
るとされるポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）でも、耐
熱性は２２３℃程度しかないので、プラスチック基板に
前記のごとき光半導体薄膜を設けることは難しく、プラ
スチック基板に光電着法によりカラーフィルターを形成
することは、商業的には実現されていない。
【００１０】また、現在、プラスチック基板を用いる液
晶パネルは、ＴＦＴ駆動回路が要らないＳＴＮ方式が知
られているだけである。その理由は、ＴＦＴ等に用いら
れるキャリア濃度の高い多結晶の半導体薄膜を形成する
には、高温処理工程が必要であり、プラスチック基板に
ＴＦＴ駆動回路を作製することは、現状では不可能とな
っているからである。そして、プラスチック基板を用い
る液晶パネルに用いるカラーフィルターの作製法として
は、（１）インクジェット法と（２）電着法が実用化さ
れているだけである。インクジェット法は、フォトリソ
グラフィ工程を経ないというメリットを有するが、混色
を生じ易く、解像度や位置精度の点で劣っている。ま
た、電着法は、画素に対応して電極を形成する必要があ
るため、パターン形状がストライプ型等に限定され、Ｔ
ＦＴ駆動回路を備えた液晶パネルには用いることができ
ない。
【００１１】また、前記のごとくプラスチック基板にＴ
ＦＴ駆動回路を作製することは、現状では不可能である
が、ＴＦＴ回路を設けたプラスチック基板を用いる液晶
ディスプレイパネルに対する要請は大きい。特に近年で
は、映像情報及び通信情報を高解像度に表示しうるディ
スプレイの要求が高く、より高精細のカラーフィルタが
求められているが、そのためには、高精細の表示を可能
とするＴＦＴ駆動回路を備えたフレキシブル基板の作製
法、および前記基板へのカラーフィルターの形成方法の
確立が望まれている。そのために、前記の光半導体薄膜
だけでなく、ＴＦＴ回路に用いるごとき半導体薄膜を低
温で効率よく作製することが求められている。
【００１２】プラスチック基材に半導体薄膜を形成する
方法としては、特開平６−１１７３８号公報に、ＭＩＭ
装置の半導電性結晶性シリコン膜を作製する方法とし
て、絶縁性シリコンベース化合物材料の薄膜表面を、レ
ーザ光等のエネルギービームで照射し、表面層を溶融
し、表面層を結晶性シリコン膜に変換し、その下層に絶
縁性シリコンベース化合物材料を残す方法が記載されて
いる。また、特開平５−３１５３６１号公報には、プラ
スチックフィルム上に半導体薄膜を形成する方法とし
て、プラスチックフィルムに非晶質材料膜と酸化物絶縁
膜この順に形成し、酸化物絶縁膜側からレーザ光を照射
し、非晶質材料膜と酸化物絶縁膜の界面近傍において非
晶質材料膜を溶融し結晶化させるという、プラスチック
フィルムにレーザ光による熱的ダメージを与えず、結晶
化した半導体膜を作製する方法が記載されている。さら
に、特開平５−３２６４０２号公報には、同様に、プラ
スチックフィルムにレーザ光による熱の影響をなくすた
め、プラスチックフィルムに熱バリア層を形成した後、
アモルファスシリコン層をこの上に形成し、次いでレー
ザ光を照射して多結晶シリコン層を形成する方法が記載
されている。
【００１３】これらの方法は、いずれも、アモルファス
の半導体膜をレーザ光でアニールすることにより結晶化
させる方法であるが、レーザ光による熱（１０００℃に
なることがある）の影響がプラスチックフィルムに及ぼ
さないように、アモルファス半導体層の表面だけを溶融
して結晶化させるか、あるいは、熱バリア層を設ける方
法である。したがって、これらの方法は、アモルファス
層全体を結晶化させることは不可能であるし、また、熱
バリア層を設けるという他の工程を要するほか、高価な
レーザ光照射装置が必要である。その上、レーザ光スポ
ットをフィルム全体に走査することが必要であるので、
フィルムを大面積化することが難しく、また、全体を結
晶化させるのに長時間かかるという不利な点もある。
【００１４】また、特開２０００−６８５２０号公報に
は、アモルファスシリコン薄膜を結晶性シリコン半導体
薄膜にするために、短波長の紫外線レーザ光（エキシマ
レーザ光）を照射する方法が記載され、この方法は、基
材に対する熱的影響が少ない方法ではあるが、それでも
基材は６００℃近傍の温度に上昇するので、基材として
はガラスが用いられているに過ぎない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のごと
き問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低
温でかつ簡便な工程および装置により作製可能な半導体
薄膜の製造方法を提供すること、さらに、基材に半導体
薄膜を設けた基板、カラーフィルター形成用基板、およ
び前記基板を用いるカラーフィルターを提供することに
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、以下の半導
体薄膜の製造方法、基板およびカラーフィルターを提供
することにより解決される。 （１）基材の上に設けたアモルファス半導体薄膜を、真
空下あるいは還元性ガス雰囲気下において、２５℃以上
で３００℃以下の温度に維持しながら、前記薄膜に紫外
線を照射する処理工程を有する、基材上に結晶性半導体
薄膜を形成する方法。 （１）前記還元性ガス雰囲気が、水素ガスを含む還元性
ガス雰囲気であることを特徴とする前記（１）に記載の
基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。 （３）前記紫外線がエキシマランプからの光であること
を特徴とする前記（１）または（２）に記載の基材上に
結晶性半導体薄膜を形成する方法。 （４）前記維持温度が５０℃〜２５０℃の温度範囲にあ
ることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか
１に記載の基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
【００１７】（５）前記基材がプラスチック基材であ
り、前記維持温度が５０℃から該プラスチック基材の耐
熱温度までの温度範囲にあることを特徴とする前記
（１）ないし（４）のいずれか１に記載の基材上に結晶
性半導体薄膜を形成する方法。 （６）前記プラスチック基材の耐熱温度が１００〜２３
０℃であることを特徴とする前記（１）ないし（５）の
いずれか１に記載の基材上に結晶性半導体薄膜を形成す
る方法。
【００１８】（７）前記アモルファス半導体薄膜が酸化
物半導体薄膜であることを特徴とする前記（１）ないし
（６）のいずれか１に記載の基材上に結晶性半導体薄膜
を形成する方法。 （８）前記アモルファス半導体薄膜が、スパッタリング
法により形成された二酸化チタンの薄膜であることを特
徴とする前記（１）ないし（７）のいずれか１に記載の
基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。 （９）前記結晶性半導体薄膜がアナターゼ型酸化チタン
薄膜またはアナターゼ型二酸化チタンとルチル型二酸化
チタンの混晶よりなる薄膜であることを特徴とする前記
（１）ないし（８）のいずれか１に記載の基材上に結晶
性半導体薄膜を形成する方法。 （１０）前記基材とアモルファス半導体薄膜の間に光透
過性の導電性薄膜が設けられていることを特徴とする前
記（１）ないし（９）のいずれか１に記載の基材上に結
晶性半導体薄膜を形成する方法。
【００１９】（１１）少なくとも基材および前記（１）
ないし（９）のいずれか１に記載の方法により作製した
結晶性半導体薄膜を有する積層体。 （１２）少なくとも基材、光透過性の導電性薄膜および
前記（１）ないし（１０）のいずれか１に記載の方法に
より作製した結晶性半導体薄膜をこの順に有する積層
体。 （１３）前記基材がプラスチック基材であることを特徴
とする前記（１１）または（１２）に記載の積層体。 （１４）前記積層体が、カラーフィルター形成用基板と
して用いられることを特徴とする前記（１２）または
（１３）に記載の積層体。
【００２０】（１５）少なくともプラスチック基材およ
び結晶性半導体薄膜を有する積層体。 （１６）少なくともプラスチック基材、光透過性の導電
性薄膜および結晶性半導体薄膜をこの順に有する積層
体。 （１７）前記積層体が、カラーフィルター形成用基板に
用いられることを特徴とする前記（１６）に記載の積層
体。 （１８）前記（１４）または（１７）に記載の積層体
と、この積層体の上に光電着法または光触媒法により形
成された着色膜とを有するカラーフィルター。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の結晶性半導体薄膜の形成
方法は、アモルファス半導体薄膜を比較的低温で加熱し
ながら紫外線を照射することを特徴とする。従来法であ
る、アモルファス半導体薄膜をレーザ光照射により１０
００℃近い温度でアニールして結晶性の半導体薄膜を得
る方法に比較し、本発明では、加熱温度を非常に低くす
ることが可能で、また、レーザ光スポットを走査する必
要がなく、紫外線照射装置により全面に紫外線を照射す
るだけでよい。そのため、従来の方法に比較して、短時
間で、かつ大掛かりな装置も必要とせず半導体薄膜を製
造することが可能であり、その結果製造価格も格段に低
くなる。したがって、前記のごとく、従来、プラスチッ
ク基材の上に半導体薄膜を形成するためには特別な工程
や装置が必要であったのに対し、本発明により、簡便な
プロセスおよび装置によって、プラスチック基材の上に
結晶性半導体薄膜を作製することが可能になった。ま
た、従来、鏡、ガラス等の表面に防曇処理、防汚処理、
親水化処理等を施すには、鏡、ガラス等の表面にアモル
ファス半導体薄膜を形成した後、これを４００℃以上で
焼成する必要があり、煩雑な方法であったが、本発明の
製造方法により、プラスチック基材に光半導体薄膜を設
けた基板が容易に得られるので、防曇、防汚、親水化の
処理が必要な面に、このような基板を貼ることにより、
極めて簡便に所望の表面性状を得ることができるように
なる。さらに、プラスチック基材上にＴＦＴ駆動回路を
作製したり、あるいは、さらにこれに光起電力発生用の
半導体薄膜を設けたものを電着基板とし、光電着により
カラーフィルター膜を形成することも可能になった。特
に、カラーフィルターの場合、基材に光透過性が要求さ
れるが、光透過性があるプラスチック基材としては現在
のところ、耐熱温度が２００℃前後のものしか知られて
いないので、２００℃前後の加熱処理により、光電変換
効率（光起電力）が充分大きい半導体薄膜の形成が可能
であるという意義は大きい。したがって、ますます軽量
化が要求される液晶表示パネルに用いるフレキシブルカ
ラーフィルターとしての応用が期待される。
【００２２】本発明の製造方法に用いられる基材として
は、ガラス基材、プラスチックのフィルム、シートまた
は板等のプラスチック基材、セラミックスシート、セラ
ミック板等のセラミック基材、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡ
ｓ、ＧａＰ等の単結晶基板が制限なく用いられる。前記
プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフ
ォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、
ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂（ＪＳＲ社製、商
品名：アートン）等のプラスチックのフィルム、シート
あるいは板が挙げられ、これらはフレキシブルであるこ
とが好ましい。上記の樹脂の中でノルボルネン樹脂は、
広い波長範囲において光透過率が高くかつ耐熱性に優れ
た樹脂として近年注目されているものである（月刊「化
学経済」１９９７年１２月号別冊）。本発明の方法によ
り作製された結晶性半導体薄膜を有する基板が、光反射
あるいは光透過する物品の防曇あるいは防汚等に用いら
れる場合は、基材も光透過性であることが必要である。
【００２３】また、基材に導電性薄膜とアモルファス半
導体薄膜を設けた基板を用いて結晶性半導体薄膜を作製
し、この結晶性半導体薄膜が形成された基板を用いて光
電着法によりカラーフィルターを作製する場合には、基
材および導電性薄膜も光透過性であることが必要であ
る。さらに、光電着法において用いる光電変換効率の高
い結晶性半導体薄膜を形成するには、加熱温度を比較的
高くする方が好ましいため、基材としてプラスチック基
材を用いる場合は、耐熱性がより高いプラスチック基材
が必要である。耐熱性プラスチックとしてはポリイミド
（耐熱温度３３１℃）が代表的であるが、基材に透明性
が要求される場合には、ポリカーボネート（ＰＣ）（耐
熱温度２０５℃）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）
（耐熱温度２２３℃）、ポリサルフォン（ＰＳ）（耐熱
温度１９０℃）、アートン（ＡＲＴＯＮ）（耐熱温度１
７１℃）などが好適に用いられる。特に、耐熱性ＰＣや
ＰＥＳは透明性が高くて、耐熱性が２００度程度まで得
られること、また、光学異方性が少ないことから、液晶
部品用の半導体薄膜形成用の基材としては最適である。
また、本発明において、プラスチック基材の耐熱温度と
はガラス転移点のことで、１００〜２３０℃程度であ
る。
【００２４】また、本発明の方法により、ｎ型半導体の
範疇に入る半導体の薄膜はほとんど作製することがで
き、具体的には、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ダイヤモン
ド、ＺｎＳｅ、Ｃ−ＢＮ、ＳｔＴｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｚｎ
Ｏ等が挙げられる。中でも、ＴｉＯ2、ＺｎＯ等の金属
酸化物半導体は、バンドギャップが大きく透明で、光照
射効率（光起電力効率）も優れている。特に、ＴｉＯ2
は電着液に浸漬した時の安定性に優れ、吸収が４００ｎ
ｍ以下にしかなく、光透過性であるので、カラーフィル
タ作製用の光半導体薄膜としてはそのまま使用すること
が可能であり、また、前記のごとき防曇あるいは防汚の
用途に適用することも好ましい。
【００２５】本発明におけるアモルファス半導体薄膜の
「アモルファス」とは、完全にアモルファス状の半導体
薄膜だけをさすものではなく、アモルファス部分と結晶
部分が混在しているものも前記「アモルファス」の範疇
に含まれる。わずかにアモルファス部分を含む半導体薄
膜でも、本発明の処理を行うことにより結晶性が増し、
光触媒効果や光電変換効果が増すことが確認されてい
る。また、本発明の結晶性半導体薄膜の「結晶性」に
は、多結晶および単結晶のいずれも含まれる。本発明に
おいて、アモルファス半導体薄膜の形成法としては、ス
パッタリング法、ＲＦスパッタリング法、ＥＢ蒸着法、
イオンプレーティング法等が用いられる。プラスチック
基材にアモルファス半導体薄膜を作製する場合には、比
較的低温、たとえば、現在、透明性のよいプラスチック
スとして種々知られているものの耐熱温度以下（２３０
℃以下）においても成膜が可能で、また、基材に対する
損傷が少ない、スパッタリング法やＲＦスパッタリング
法が好ましく用いられる。
【００２６】本発明におけるアモルファス半導体薄膜の
加熱温度は、加熱時間にも依存するが、２５℃以上、好
ましくは５０℃以上であれば充分にアモルファス状態を
結晶状態に変化させることができ、また、結晶化度を上
げるためには加熱温度は高い方がよい。したがって、加
熱の上限温度は特に制限はないが、加熱方法の選択、加
熱温度の制御、エネルギーロス等の観点から、３００℃
程度、好ましくは２５０℃程度であることが好ましい。
結晶化度を効率よく上げ、また、加熱条件を妥当なもの
とするためには、アモルファス半導体薄膜を１００〜２
００℃程度に加熱することが好ましい。また、基材がプ
ラスチック基材の場合には、その加熱上限温度は、プラ
スチック基材の耐熱温度である。プラスチック基材の耐
熱温度とは、前記に挙げたプラスチック基材の場合、最
も高いもので２３０℃程度である。また、前記観点から
プラスチック基材の場合も１００〜２００℃程度（ただ
し、プラスチック基材の耐熱温度が２００℃以下の場合
はその耐熱温度までの範囲）に加熱することが好まし
い。
【００２７】紫外線照射は、市販の紫外線照射装置によ
り十分可能であるが、中でもエキシマランプが好ましく
用いられる。また、紫外線の波長は短い方が光エネルギ
ーが大きく、３６５ｎｍ以下、好ましくは３０８ｎｍ以
下の紫外線が好ましく用いられる（たとえば、３０８ｎ
ｍ、２０２ｎｍ、１７２ｎｍの紫外線）。紫外線照射量
は、１〜５０ｍＷ／ｃｍ2程度でも充分アモルファス半
導体薄膜を結晶性半導体薄膜に変えることができる。ま
た、紫外線照射時間は一般的に長い方が、アモルファス
半導体薄膜をより結晶性の半導体薄膜に変換させること
ができる。加熱温度や作製すべき半導体薄膜の種類にも
よるが、たとえば、アモルファス二酸化チタンを１５０
℃に加熱維持する場合、１０〜３０分程度が適切であ
る。
【００２８】加熱および紫外線照射時の雰囲気は、真空
あるいは還元性ガス雰囲気が好ましく、特に低い酸素分
圧を有する雰囲気とすることが好ましい。酸素分圧を低
くすることによりアモルファス半導体薄膜の加熱温度を
より低温にすることができる。前記の「真空」とは、一
般的に１０-2Ｐａ程度以下の真空度をさすが、他の条件
を考慮することにより適宜決定することができる。ガス
の種類は、作製すべき半導体薄膜の種類により適宜選択
されるが、たとえば、水素ガス、窒素ガス、アンモニア
ガス、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガス、一酸化炭素ガスな
どの１種以上が用いられ、水素ガスを含む還元性雰囲気
であることが好ましい。たとえば半導体が二酸化チタン
のような酸化物半導体の場合には、水素を２〜５％（爆
発限界以下）含んだ純度の高い窒素ガス還元雰囲気下
（たとえば１ｌの内容量を有する装置を用いる場合、流
量を０．５〜２ ｌ／ｍｉｎとする）でアニール処理を
行うと、結晶の状態がアモルファス状から多結晶化する
し、また酸素の格子欠陥が生じて半導体のキャリアー濃
度が増加し、半導体の光電流特性が大きく向上する。還
元性雰囲気の圧力は常圧（大気圧）でよいが、減圧条件
でもよい。
【００２９】図２に、水素ガスを含む窒素ガス中でアニ
ール処理を行なう実験装置を、図１に、アモルファス二
酸化チタン薄膜に、アニール時間を１０分、１５分およ
び３０分に変えてアニール処理を行った場合に得られる
光触媒薄膜の光電変換効率を、アニール処理前のもの
（ｒｅｆ．）とともに示す。アニール処理の温度は１２
５℃であった（雰囲気・光照射条件は実施例１を参
照）。図１から明らかなように、アニール後では、電流
密度が著しく上昇しており、アニール処理により、アモ
ルファス二酸化チタンが結晶化したことが裏付けられ
る。また、アニール時間を長くすることにより光電流密
度がより増加することが分かる。さらに、Ｘ線回折によ
り、２θが２５．２６０でｄ＝３．５２ÅのところにＸ
線の回折ピークが観察された。このことは、アナターゼ
型の（１、０、１）面を示す。本発明の方法により得ら
れる結晶性半導体薄膜は、たとえば、二酸化チタンの場
合、アナターゼ型結晶、あるいはアナターゼ型とルチル
型の混晶である。
【００３０】また、図２は、還元性ガス雰囲気下におい
て結晶化を行うアニール装置の一例を示す模式的概念図
であり、アニール装置２０は、アモルファス半導体薄膜
を設けた基材（以下においてこれを基板ということがあ
る。）を収容するチャンバー２１、紫外線照射手段２
２、加熱手段２４、加熱手段からの熱を伝導するための
熱伝導板２６、図示しない雰囲気ガス導入および排出手
段、雰囲気ガス導入路２７、雰囲気ガス排出路２８、真
空排気手段４０を有している。１０は基材にアモルファ
ス半導体薄膜を設けた基板である。また、図示していな
いが、基板１０と熱伝導板２６の間には、温度検知手段
が設けられ、図示しない温度制御手段により基板の温度
（アモルファス半導体薄膜の温度）が制御される。ま
た、この装置を用いる際、チャンバー内の酸素分圧を下
げるが、酸素分圧を下げるのに、真空排気手段を用いず
還元性ガスを一定時間流すことにより酸素分圧を下げる
ことも可能であるので、この場合には、真空排気手段を
設けない構造とすることができる。紫外線照射手段とし
ては、エキシマランプが好ましく、加熱手段としては電
気的に加熱するヒーターが、また、熱伝導板としては、
たとえば、熱伝導性セラミック板が用いられ、温度検知
手段として、たとえば熱電対が用いられる。真空排気手
段としてはたとえばターボ分子ポンプが用いられる。真
空排気手段を用いる場合には、基板１０を熱伝導板２６
の上に置き、その後真空排気手段４０によりチャンバー
内を一度真空にし、内部の酸素分圧を下げる。加熱手段
２４により熱伝導板２６を加熱し、基板の温度を上昇さ
せる。基板温度がアニール温度に達したら、水素−窒素
混合ガス等の還元性ガスをアニール装置に導入し、充分
に還元性ガスを流して置換した後、紫外線照射を開始す
る。また、本発明の半導体薄膜製造を真空下で行う場合
のアニール装置では、図２のアニール装置における雰囲
気ガス導入および排出手段に代えて、装置内のガスを排
気する真空排気手段、たとえばターボ分子ポンプを設け
ればよい。本発明の半導体薄膜製造方法は、低温アニー
ルが可能であるので、加熱手段、温度制御手段などに特
別な仕様のものを用いる必要がなく、安価な手段でよい
というメリットがある。
【００３１】本発明はまた、基材に前記のごとき方法に
より作製した結晶性半導体薄膜を形成した積層体にも関
する。さらに、本発明は、プラスチック基材の上に結晶
性半導体薄膜を有する積層体にも関する。これらの積層
体は、基材またはプラスチック基材と結晶性半導体薄膜
の間に光透過性の導電性薄膜を設けることができる。こ
の場合、この積層体は、カラーフィルター基板として用
いることができる。
【００３２】次に、光透過性プラスチック基材の上に、
光透過性の導電性薄膜および光起電力発生用の結晶性半
導体薄膜を順次設けた積層体（光電着基板）、および該
光電着基板を用いてカラーフィルターを作製する方法に
ついて説明する。図３に、本発明の光電着基板の一例を
示す。図３中、１０は光電着基板、１２はプラスチック
基材、１４は光透過性の導電性薄膜、１６は光半導体薄
膜をそれぞれ示す。この光電着基板は、プラスチック基
材に光透過性導電性薄膜を設け、さらにその上にアモル
ファス半導体薄膜を形成し、前述のようにしてアモルフ
ァス半導体薄膜を加熱しつつ紫外線を照射してアモルフ
ァス半導体薄膜を結晶化させることにより作製される。
【００３３】プラスチック基材が０．２ｍｍ以下である
と光の回折の影響を小さくできるため、結像光学系やミ
ラー反射光学系を有する露光装置を備えた装置を用いる
必要がなく、以下で説明する装置により着膜させること
ができる。
【００３４】この後、電着液に前記電着基板を浸漬し、
光電着を行なう。本発明において用いる電着装置の一例
を、概念図として図４に示す。図４で示される電着装置
は、前記のように光の回折が起こらない程度に薄い基材
（プラスチック基材等）を用いた基板に電着を行なうの
に適した装置であり、フォトマスク７１、電着液を収納
した電着槽８０、ポテンショスタットのごとき電圧印加
のための手段９０、白金黒のごとき対向電極９１、飽和
カロメル電極のごときリファレンス電極９２およびＨｇ
−Ｘｅの均一照射光源７３を備えている。フォトマスク
７１は、プラスチック基材１２に密着させて用いる。
【００３５】また、電着装置の他の例を図５に示す。図
５で示すカラーフィルター製造装置は、プロジェクショ
ン型露光装置を備えたものであり、紫外線を照射するた
めの光源（図示せず）、第一の結像光学レンズ７２と、
第二の結像光学レンズ７３を有する結像光学系、第一の
結像光学レンズと第二の結像光学レンズの間に挿入した
フォトマスク７１、電着液を収納した電着槽８０、ポテ
ンショスタットのごとき電圧印加のための手段９０、対
向電極９１、飽和カロメル電極のごときリファレンス電
極９２を備えている。また、前記のカラーフィルター製
造装置において前記結像光学系に代え、ミラー反射光学
系を使用することも可能である。電着の際、図５で示す
ように、電着槽の電着液に基板の半導体薄膜が接触する
ように基板を電着装置に配置させ、露光装置からの光が
半導体薄膜の表面に結像するように調節する。前記結像
光学系の結像光学レンズと光透過性の基板面との距離を
１ｍｍ〜５０ｃｍにすることが取り扱いの点からみて好
ましく、結像光学系の焦点深度は±１０〜±１００μｍ
の範囲であることが精度と取り扱いの点から好ましい。
【００３６】また、電着液については、特開平１１−１
７４７９０号公報の段落００１７から００４１までの技
術をすべて利用することができる。さらに電着性高分子
材料として、架橋性基を導入したものを用い、着色膜形
成後に熱処理をして、カラーフィルター膜の耐熱性、耐
溶剤性等を向上させることができる。架橋性基を導入し
た電着性高分子材料を用いる電着液は、特願２０００−
２２７７２１号の段落００３７から００５０までに記載
されている電着液を用いることができる。
【００３７】図４または図５に示すようにフォトマスク
を用いて、光半導体薄膜に選択的に紫外線を照射する
と、選択領域に光起電力が生成し、電着液中の電着材料
が光半導体薄膜の上に着膜する。この際、発生する起電
力が、電着を生じさせる程度に充分大きければ、電圧印
加装置によりバイアス電圧を印加する必要がないが、不
充分な場合には、電圧印加装置により数Ｖ程度のバイア
ス電圧を印加する。なお、前記電着基板は、プラスチッ
ク基材を用いるものを例にとって説明したが、プラスチ
ック基材に代え、ガラス基材等の基材を用いることがで
きるのは勿論である。
【００３８】また、前記のカラーフィルターの製造方法
は、光電着法により着膜させる方法であるが、光触媒法
により着膜させることも可能である。光触媒法は、光半
導体が有している光触媒作用を利用するもので、光透過
性の基板と導電膜（光透過性の場合がある）と光透過性
の半導体薄膜を有する着膜基板を用い、半導体薄膜の選
択領域に光を照射すると、半導体薄膜／導電膜／電解液
の間に内部回路が形成され、半導体薄膜に接触している
電解液に電気分解が生じ、半導体薄膜近傍の電解液の水
素イオン濃度を変化させることができる。水素イオン濃
度を変化させることにより、光電着法と同様に、電解液
からの材料の沈殿すなわち、着膜が可能になるものであ
る。電解液としては、前記光電着法において用いる電着
液と同様の組成の水性液を用いることができる。また、
光触媒法の場合には、導電膜が電解液に導通すること
と、半導体薄膜と導電膜が接していることが必要である
が、他方、対向電極は不要となる。光触媒法は、特願平
１１−３２２５０７号および特願平１１−３２２５０８
号に詳細に説明されている。
【００３９】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、
実施例中の「％」は、気体の場合を除いて「質量％」を
表す。 実施例１ 厚さ０．７mmの無アルカリガラス基板（コーニング１７
３７ガラス）に、ＲＦスパッタリング法を用い、基板温
度１８０℃で、膜厚が２００ｎｍのアモルファス二酸化
チタンを成膜した。次いで、図２に示すような実験装置
（内容積およそ１ｌ）を用い、あらかじめ真空処理（１
０-2Ｐａ）をして酸素を除去した後、水素ガスを３％含
む高純度窒素ガス雰囲気下（流量：１ｌ／ｍｉｎ、大気
圧）で、前記の二酸化チタンを形成したガラス基板が１
５０℃になるように加熱し、その温度を保ちながら、エ
キシマランプ（ウシオ電機（株）製）により、紫外線
（波長：１７２ｎｍ、光強度：１０ｍＷ／ｃｍ2）を１
０分間照射した。得られたアニール処理皮膜のＸ線回折
強度を調べたところ、２θが２５．２６０のところに回
折ピークが観察された。また、前記皮膜の接触角を調べ
た結果、１．５°であり、強い親水性表面であることが
観察された。この結果から、前記アニール処理により、
アモルファスの二酸化チタンが、光半導体に変化したこ
とが裏付けられる。
【００４０】実施例２ 厚さ０．１ｍｍのプラスチックシート（住友ベークライ
ト製 ＰＥＳフィルム）に、実施例１とは、アニール処
理温度を１２５℃にする他は、同様にして、プラスチッ
クシートの上にアニール処理皮膜を形成した。得られた
アニール処理皮膜のＸ線回折強度を調べたところ、２θ
が２５．２６０のところに回折ピークが観察された。ま
た、前記皮膜の接触角を調べた結果、２．５°であり、
強い親水性表面であることが観察された。この結果か
ら、前記アニール処理により、アモルファスの二酸化チ
タンが、結晶性酸化チタン（光半導体）に変化したこと
が裏付けられる。
【００４１】実施例３ 実施例２において、アニール処理温度を５０℃にし、紫
外線照射時間を５時間にする他は、同様にして、プラス
チックシートの上に結晶性酸化チタン薄膜を形成した。
得られた薄膜は実施例２と同様な性質を示した。
【００４２】実施例４ 実施例２において、アニール処理温度を１８０℃にし、
紫外線照射時間を５分間にする他は、同様にして、プラ
スチックシートの上に結晶性酸化チタン薄膜を形成し
た。得られた薄膜は実施例２と同様な性質を示した。
【００４３】実施例５ この例では、基板として、光透過性のプラスチック基材
に光透過性の導電性薄膜および光半導体薄膜を有する基
板の作製、および前記基板を用いるカラーフィルターの
作製例を挙げる。 ［基板の作製］厚さ１２５μｍのＩＴＯ付きポリカーボ
ネートフィルムを用意し、これを水洗した後、前記フィ
ルムの温度を１８０℃に保持しつつＲＦスパッタリング
法により、前記ＩＴＯ膜上に膜厚２００ｎｍのアモルフ
ァス状態の二酸化チタン(ＴｉＯ2)膜を形成した。次
に、図２に示したアニール装置を用いて、３％の水素を
含む高純度窒素ガスを１ｌ／ｍｉｎの流量で流しなが
ら、基板温度を１２５℃にコントロールし、エキシマラ
ンプ（ランプ：ウシオ電機製、波長：１７２ｎｍ、光強
度：１０ｍＷ／ｃｍ2）を３０分間照射した。アニール
処理前後の二酸化チタン薄膜について、紫外光（１ＫＷ
Ｈｇ−Ｘｅランプ、３６５ｎｍ、５０ｍＷ／ｃｍ2）を
照射し、その時の電流電圧特性を調べた。結果を図１に
示す。図１から明らかなように、アニール後では、電流
密度が著しく上昇しており、アニール処理により、アモ
ルファス二酸化チタンが結晶化したことが裏付けられ
る。さらに、Ｘ線回折により、２θが２５．２６０のと
ころにＸ線の回折ピークが観察された。
【００４４】［前記基板へのカラーフィルターの形成］
上で作製した基板をカラーフィルター作製用基板として
用いた。また、光電着装置は、前記の図４に示す構造の
密接配置型装置を用いた。前記基板のＩＴＯ膜を電着用
の作用電極として利用した。 ＜レッド着色膜の形成＞スチレン−アクリル酸共重合体
(分子量13,000、水基/(親水基+疎水基)のモル比65%、酸
価150)と、赤色超微粒子顔料とを、質量固形分比率で樹
脂／顔料＝１：１に分散させた、固形分濃度１０質量％
の電着液Ｒ（ｐＨ＝７．８、導電率＝８ｍＳ／ｃｍ）を
調製した。
【００４５】図４に示すように、前記基板を、光半導体
薄膜が電着液Ｒに接するように配置し、基板の光半導体
薄膜の設けられていない側の表面（以下、「裏面」とい
う。）にレッドフィルタ用のフォトマスクを密接させ
た。そして、ＩＴＯ膜を作用電極とし、該作用電極のバ
イアス電位差が飽和カロメル電極に対しプラス１．７Ｖ
となるようにポテンショスタットからＩＴＯ導電膜に電
圧を印加した。次いで、基板の裏面側からフォトマスク
を通して、水銀キセノンランプ（山下電装製：波長３６
５ｎｍ：光強度５０ｍＷ／ｃｍ2）により１０秒間光を
照射したところ、光半導体薄膜の表面の照射された領域
（選択領域）にのみ、膜厚１．０μｍの均一厚の赤色パ
ターンが形成された。
【００４６】＜グリーンの着色膜の形成＞顔料をフタロ
シアニングリーン系超微粒子顔料に変更し、樹脂／顔料
（質量比率）＝１：０．７にするほかは、レッド着色膜
と同様にして電着液Ｇを調製し、同様にしてグリーンの
着色膜を形成し、純水で洗浄した。膜厚１．０μｍの均
一厚の緑色パターンが形成された。 ＜ブルー着色膜の形成＞顔料をフタロシアニンブルー系
超微粒子顔料に変更するほかは、レッド着色膜と同様に
して電着液Ｂを調製し、同様にしてブルーの着色膜を形
成し、純水で洗浄した。膜厚１．０μｍの均一厚の青色
パターンが形成された。
【００４７】＜ブラックマトリクスの形成＞レッド着色
膜形成の際の顔料に代え、カーボンブラック粉末(平均
粒子径80nm)を、体積比率で高分子材料／カーボンブラ
ック＝１／１に分散させた、固形分濃度７質量％の電着
液Ｋ（ｐＨ＝７．８、導電率＝８ｍＳ／ｃｍ）を用い、
フォトマスクを用いずに、同様の露光装置により全面に
１０秒間露光する他はレッド膜形成の場合と同様に電着
を行ったところ、着色膜未形成の領域にブラックマトリ
クスが形成された。微細な画素パターンからなる高解像
度で、表面平滑性に優れたフレキシブルカラーフィルタ
ーが得られた。
【００４８】実施例６ 基板を、厚さ０．１ｍｍのポリエーテルサルフォンに厚
さ１００ｎｍのＩＴＯを設けたものに変更し、かつ、実
施例５の各電着液（レッド、グリーン、ブルーおよびブ
ラックマトリクス用）の高分子材料を、架橋性基を導入
した高分子材料であるスチレン・アクリル酸・メタクリ
ル酸２−（Ｏ−〔１’メチルプロピリデンアミノ〕カル
ボキシアミノエチル）共重合体［分子量13,000、水基/
(親水基+疎水基)のモル比65%、酸価150、メタクリル酸
２−（Ｏ−〔１’−メチルプロピリデンアミノ〕カルボ
キシアミノ）エチル含有量３．３モル％］に代えた電着
液Ｒ、電着液Ｇ、電着液Ｂおよび電着液Ｋを用いる他
は、実施例４と同様にして、膜厚１．０μｍの均一厚さ
のレッド、グリーン、ブルーの各着色膜とブラックマト
リクスを基板に形成した。 ＜ベーキング＞着色膜およびブラックマトリクスが形成
された基板に、１７０℃で３０分間の加熱架橋を行っ
た。微細な画素パターンからなる高解像度で、表面平滑
性に優れ、耐溶剤性に優れたフレキシブルカラーフィル
ターが得られた。
【００４９】実施例７ この例では、電着装置として、図５で示すようなプロジ
ェクション型露光装置を備えた電着装置（ウシオ電気
（株）製）を用いてカラーフィルターを作製する例を示
す。基板は、実施例６で使用したものと同じものを、電
着液は、実施例６におけるのと同じ組成の、電着液Ｒ、
電着液Ｇ、電着液Ｂおよび電着液Ｋを用いた。電着装置
（ウシオ電気（株）製）のプロジェクション型露光装置
において、結像光学レンズ７３と結像面（光半導体薄膜
の露出面）との焦点距離は１０ｃｍに、焦点深度は±５
０μｍにした。図５に示すように、前記基板を、光半導
体薄膜が電着液に接するように配置し、結像光学レンズ
により光が結像面に結像するように露光装置を調節し
た。照射紫外線（波長３６５ｎｍ）の光強度を１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2に、照射時間を５秒間に変更する他は、実施
例６と同様にして、電着液Ｒ、電着液Ｇ、電着液Ｂおよ
び電着液Ｋの順に順次電着液を変えて、膜厚が１．０μ
ｍの均一膜のＲ、ＧおよびＢ膜と、ブラックマトリクス
を作製した。ただし、ブラックマトリクスを作製する場
合には、裏面より全面に露光した。最後に、同様にベー
キングをしてカラーフィルターを得た。実施例６と同様
に、優れたカラーフィルターが得られた。
【００５０】実施例８ この例では、最初にブラックマトリクスを形成するカラ
ーフィルターの作製例を示す。基板は、実施例７で使用
したものと同じものを、電着液は、実施例７におけるの
と同じ組成の、電着液Ｒ、電着液Ｇ、電着液Ｂおよび電
着液Ｋを用いた。また、電着装置も実施例７で用いたも
のを使用した。最初に、電着液Ｋを用い、実施例７にお
けるブラックマトリクスの形成条件と同じ条件（ただし
結像光学系を使用）で電着を行ないブラックマトリクス
を作製した。次いで、電着液を電着液Ｒ、電着液Ｇ、電
着液Ｂに順次変えて同様に電着を行ない、膜厚が１．０
μｍの均一膜のＲ、ＧおよびＢ膜を形成した。次いで、
同様にベーキングをしてカラーフィルターを得た。実施
例６と同様に、優れたカラーフィルターが得られた。
【００５１】
【発明の効果】本発明の結晶性半導体薄膜の形成方法
は、従来法である、アモルファス半導体薄膜をレーザ光
照射により１０００℃近い温度でアニールして結晶性の
半導体薄膜を得る方法に比較し、加熱温度を非常に低く
することが可能で、また、レーザ光スポットを走査する
必要がなく、紫外線照射装置により全面に紫外線を照射
するだけでよい。そのため、従来の方法に比較して、短
時間で、かつ大掛かりな装置も必要とせず半導体薄膜を
製造することが可能であり、その結果製造価格も格段に
低くなる。したがって、前記のごとく、従来、プラスチ
ック基材の上に半導体薄膜を形成するためには特別な工
程や装置が必要であったのに対し、本発明により、簡便
なプロセスおよび装置によって、プラスチック基材の上
に結晶性半導体薄膜を作製することが可能になった。ま
た、従来、鏡、ガラス等の表面に防曇処理、防汚処理、
親水化処理等を施すには、鏡、ガラス等の表面にアモル
ファス半導体薄膜を形成した後、これを４００℃以上で
焼成する必要があり、煩雑な方法であったが、本発明の
製造方法により、プラスチック基材に光半導体薄膜を設
けた基板が容易に得られるので、防曇、防汚、親水化の
処理が必要な面に、このような基板を貼ることにより、
極めて簡便に所望の表面性状を得ることができるように
なる。さらに、プラスチック基材上にＴＦＴ駆動回路を
作製したり、あるいは、さらにこれに光起電力発生用の
半導体薄膜を設けたものを電着基板とし、光電着により
カラーフィルター膜を形成することも可能になった。特
に、カラーフィルターの場合、基材に光透過性が要求さ
れるが、光透過性があるプラスチック基材としては現在
のところ、耐熱温度が２００℃前後のものしか知られて
いないので、２００℃以下の加熱処理により、光電変換
効率（光起電力）が充分大きい半導体薄膜の形成が可能
であるという意義は大きい。したがって、ますます軽量
化が要求される液晶表示パネルに用いるフレキシブルカ
ラーフィルターとしての応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 アモルファス二酸化チタン薄膜のアニール前
後での電流電圧特性を示すグラフである。
【図２】 本発明の方法に用いるアニール装置を示す模
式図である。
【図３】 本発明のカラーフィルター作製用基板の構成
を示す概念図である。
【図４】 光電着法に用いる電着装置の一例を示す概念
図である。
【図５】 光電着法に用いる電着装置の他の一例を示す
概念図である。
【符号の説明】
１０ 基板 １２ プラスチック基材 １４ 導電性薄膜 １６ 半導体薄膜 ２０ アニール装置 ２１ チャンバー ２２ 紫外線照射手段 ２４ 加熱手段 ４０ 真空排気手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｌ 21/20 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ (72)発明者 谷田 和敏 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 圷 英一 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BA45 BA48 BA62 BB02 BB47 2K009 BB02 BB11 CC02 DD03 DD04 DD07 EE02 EE03 4K029 AA09 AA11 BA48 BB10 BD01 CA05 GA00 GA01 5F052 AA06 AA18 AA24 BA20 BB00 CA09 DA00 DA09 DB04 DB07 DB09 JA10

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材の上に設けたアモルファス半導体薄
    膜を、真空下あるいは還元性ガス雰囲気下において、２
    ５℃以上で３００℃以下の温度に維持しながら、前記薄
    膜に紫外線を照射する処理工程を有する、基材上に結晶
    性半導体薄膜を形成する方法。
  2. 【請求項２】 前記還元性ガス雰囲気が、水素ガスを含
    む還元性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１に
    記載の基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
  3. 【請求項３】 前記紫外線がエキシマランプからの光で
    あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
    基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
  4. 【請求項４】 前記維持温度が５０℃〜２５０℃の温度
    範囲にあることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
    いずれか１項に記載の基材上に結晶性半導体薄膜を形成
    する方法。
  5. 【請求項５】 前記基材がプラスチック基材であり、前
    記維持温度が５０℃から該プラスチック基材の耐熱温度
    までの温度範囲にあることを特徴とする請求項１ないし
    請求項４のいずれか１項に記載の基材上に結晶性半導体
    薄膜を形成する方法。
  6. 【請求項６】 前記プラスチック基材の耐熱温度が１０
    ０〜２３０℃であることを特徴とする請求項１ないし請
    求項５のいずれか１項に記載の基材上に結晶性半導体薄
    膜を形成する方法。
  7. 【請求項７】 前記アモルファス半導体薄膜が酸化物半
    導体薄膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項
    ６のいずれか１項に記載の基材上に結晶性半導体薄膜を
    形成する方法。
  8. 【請求項８】 前記アモルファス半導体薄膜が、スパッ
    タリング法により形成された二酸化チタンの薄膜である
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
    項に記載の基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
  9. 【請求項９】 前記結晶性半導体薄膜がアナターゼ型酸
    化チタン薄膜またはアナターゼ型二酸化チタンとルチル
    型二酸化チタンの混晶よりなる薄膜であることを特徴と
    する請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の基
    材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
  10. 【請求項１０】 前記基材とアモルファス半導体薄膜の
    間に光透過性の導電性薄膜が設けられていることを特徴
    とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の
    基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも基材および請求項１ないし
    請求項９のいずれか１項に記載の方法により作製した結
    晶性半導体薄膜を有する積層体。
  12. 【請求項１２】 少なくとも基材、光透過性の導電性薄
    膜および請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記
    載の方法により作製した結晶性半導体薄膜をこの順に有
    する積層体。
  13. 【請求項１３】 前記基材がプラスチック基材であるこ
    とを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の積
    層体。
  14. 【請求項１４】 前記積層体が、カラーフィルター形成
    用基板として用いられることを特徴とする請求項１２ま
    たは請求項１３に記載の積層体。
  15. 【請求項１５】 少なくともプラスチック基材および結
    晶性半導体薄膜を有する積層体。
  16. 【請求項１６】 少なくともプラスチック基材、光透過
    性の導電性薄膜および結晶性半導体薄膜をこの順に有す
    る積層体。
  17. 【請求項１７】 前記積層体が、カラーフィルター形成
    用基板に用いられることを特徴とする請求項１６に記載
    の積層体。
  18. 【請求項１８】 請求項１４または請求項１７に記載の
    積層体と、この積層体の上に光電着法または光触媒法に
    より形成された着色膜とを有するカラーフィルター。
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