JP3513177B2 - 液晶装置の製造方法 - Google Patents

液晶装置の製造方法

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JP3513177B2 JP09208793A JP9208793A JP3513177B2 JP 3513177 B2 JP3513177 B2 JP 3513177B2 JP 09208793 A JP09208793 A JP 09208793A JP 9208793 A JP9208793 A JP 9208793A JP 3513177 B2 JP3513177 B2 JP 3513177B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、液晶装置
の製造方法に係り、詳しくは透明基板上に塗布型の樹脂
膜を形成し、その後無機薄膜を形成する場合の処理に関
する。
【0002】
【従来の技術】まず、一般的な液晶装置の構造につい
て、図5に沿って簡単に説明する。
【0003】液晶装置は、相対向する一対のガラス基板
(透明基板)10,10を有しており、下側のガラス基
板10上にはカラーフィルタ20が形成されている。そ
して、このカラーフィルタ20上、及び上側のガラス基
板10上には帯状の透明電極(無機薄膜)11,11が
形成されており、さらにこれらの透明電極11,11は
ショート防止用の絶縁体膜12,12によって被覆され
ている。また、これらの絶縁体膜12,12は配向制御
膜13,13にて被覆されており、かかる配向制御膜1
3,13にはラビング処理によって配向規制力が付与さ
れている。このように、配向制御膜13等が積層された
ガラス基板10,10の間隙は、その間に挿入されたビ
ーズスペーサ14によって規定されるようになってお
り、さらにその間隙には強誘電性液晶16が注入されて
いる。
【0004】ところで、上述したカラーフィルタ20
は、一般的には塗布型の樹脂膜であり、ガラス基板10
上に溶液を塗布した後、フォトリソグラフィ等の技術を
用いてパターニングし、加熱硬化することにより形成さ
れている(樹脂膜形成工程)。なお、この樹脂膜は通常
は有機物であり、その溶液には、該溶液の塗布特性を向
上させるために溶剤等が混入されている。そして、その
溶剤成分は、塗布後の加熱工程(上述)によってある程
度発散されるようになっている。
【0005】一方、このカラーフィルタ20上に被着さ
れる透明電極11は、真空成膜工程等によって形成され
る。この真空成膜工程においては、カラーフィルタ20
が形成されたガラス基板10を真空状態に保持した後に
成膜ガスを導入し、スパッタ法等の成膜法によって透明
電極の薄膜を被着させる。なお、該透明電極の薄膜は、
カラーフィルタ20と同様のパターニングによって、所
定形状の透明電極11として形成される。また、カラー
フィルタの保護膜(塗布型の樹脂膜)は、上記樹脂膜形
成工程と同様の方法によって形成され、画素電極の絶縁
膜等の透明膜(無機膜)は、上記真空成膜工程と同様の
方法によって形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記カラー
フィルタ20の溶剤成分を樹脂膜形成工程における加熱
だけで完全に発散させることは困難であり、加熱硬化さ
れた後のカラーフィルタ20にも溶剤成分が僅かながら
残留していた。
【0007】また、透明電極11を形成する真空成膜工
程等においてはガラス基板10を加熱することが多く、
さらにスパッタ法等の成膜法においては成膜の際にガラ
ス基板10の温度(以下、“基板温度”とする)が上昇
する。したがって、該加熱に伴って、既に形成されてい
るカラーフィルタ20から溶剤成分(水分、水素、酸素
等)が発散されて、例えば真空装置内に不純ガスとして
放出され、この放出された不純ガスが、成膜ガスと共に
ガラス基板10上に再被着されることがあった。そし
て、成膜ガスの被着により形成された透明電極11は、
不純ガスの成分を含むことになるため、その抵抗値が適
正値よりも増加してしまったり、また該電極11の透過
率が低くなったりするという問題があった。なお、これ
らの問題は、透明電極11だけではなく、カラーフィル
タの保護膜や画素電極の絶縁膜等の透明膜を形成する場
合にも生じていた。
【0008】そこで、本発明は、塗布型の樹脂膜の溶剤
成分を十分に発散させることにより、該溶剤成分を含有
せず品質劣化のない無機薄膜を得られる、液晶装置の製
造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、透明基板上に塗布型の樹脂膜
を形成する樹脂膜形成工程と、該樹脂膜が形成された透
明基板を真空状態に保持して無機薄膜を形成する真空成
膜工程と、を備え、前記樹脂膜を形成した後に前記無機
薄膜を形成する液晶装置の製造方法において、前記樹脂
膜が形成された透明基板を、前記真空成膜工程にて前記
無機薄膜を形成する前に、該真空成膜工程における透明
基板の温度よりも高い温度に保持し、かつ該真空成膜工
程における真空度よりも高真空度に保持する真空熱処理
工程を備えてなる。
【0010】この場合、前記真空熱処理工程を、排気口
が形成された真空熱処理室で行うことにより、前記樹脂
膜の溶剤成分を不純ガスとして前記真空熱処理室外部に
発散せしめると共に、前記透明基板を、前記真空熱処理
工程及び前記真空成膜工程にて処理する間、大気に触れ
させない、ようにすると好ましい。特に、前記真空成膜
工程は、排気口が形成された真空成膜室で行われ、前記
真空熱処理室と前記真空成膜室とは開閉可能なゲートバ
ルブにより仕切られるように配置されることに基き、前
記透明基板を、前記真空熱処理工程及び前記真空成膜工
程にて処理する間、大気に触れさせない、ようにすると
良い。
【0011】また、前記塗布型の樹脂膜が、ポリイミ
ド、ポリアミド、アクリル、ゼラチン或はこれらを主成
分とする高分子膜である、ようにしてもよい。
【0012】さらに、前記塗布型の樹脂膜が、カラーフ
ィルタ又はカラーフィルタの保護膜である、ようにして
もよい。
【0013】またさらに、前記無機薄膜が、ITO又は
SnO2 等の透明電極である、ようにしてもよい。
【0014】また一方、前記無機薄膜が、TaOX 、M
oOX 、SiO2 、Si34 、Al23 、AlN等
の絶縁膜である、ようにしてもよい。
【0015】さらに一方、前記無機薄膜がAl、Cr、
Cu、Mo、Niあるいはそれらの合金等の金属電極で
ある、ようにしてもよい。
【0016】
【作用】以上構成に基づき、樹脂膜形成工程においては
液晶装置の透明基板上に塗布型の樹脂膜が形成される。
そして、真空熱処理工程において、前記樹脂膜形成工程
にて樹脂膜が形成された透明基板は、前記真空成膜工程
における透明基板の温度よりも高い温度に保持され、か
つ前記真空成膜工程における真空度よりも高真空度に保
持される。したがって、前記樹脂膜形成後に該樹脂膜中
に残留していた溶剤成分は外部に発散され、該樹脂膜中
には溶剤成分はほとんど残らない。さらに、真空成膜工
程においては該樹脂膜が形成された透明基板が真空状態
に保持されて無機薄膜が形成される。このとき、前記樹
脂膜中には溶剤成分はほとんど残っていないため、無機
薄膜形成時に透明基板が加熱されても、前記樹脂膜中か
らは溶剤成分がほとんど発散せず、したがって溶剤成分
が前記無機薄膜中に溶け込むこともない。
【0017】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。
【0018】まず、図1に沿って、本実施例に用いる成
膜装置について説明する。なお、本装置によって製造さ
れる液晶装置は従来技術に既述したものとほぼ同様の構
造であるため、必要に応じて図5に示した符号を付すだ
けに止め、該構造についての詳細説明は省略する。
【0019】かかる成膜装置は、透明電極(例えば、I
TO膜)形成用として用いられるものであり、真空熱処
理工程(詳細は後述)を行う真空熱処理室1と、真空成
膜工程(上述)を行う真空成膜室5と、を備えている。
このうちの真空成膜室5にはガス導入口6及び排気口7
が形成されており、真空成膜室5内に成膜ガスを取り入
れるようになっている。また、真空成膜室5内には基板
加熱ヒータ8が配置されており、基板温度を所定温度に
維持するようになっている。さらに、真空成膜室5内に
は、スパッタ用ターゲット9に直流電圧を印加できるよ
うな直流電源Pが配置され、スパッタ法で成膜できるよ
うになっている。一方、真空熱処理室1内にも基板加熱
ヒータ2が配置されており、ガラス基板10を加熱して
基板温度を所定温度に維持するようになっている。さら
に、真空熱処理室1には排気口3が形成されており、真
空熱処理室1内の排気を行って真空状態にすると共に、
加熱に伴いカラーフィルタ20から発散せしめられた溶
剤成分(不純ガス)を完全に排気させて該真空熱処理室
1内には残留させないようになっている。なお、これら
の真空成膜室5と真空熱処理室1との間にはゲートバル
ブ4が配置されており、ゲートバルブ4は開閉自在に構
成されている。そして、かかるゲートバルブ4を開けた
状態では真空熱処理室1と真空成膜室5とが連通し、真
空熱処理室1のガラス基板10を真空成膜室5まで大気
に触れさせることなく移動できるようになっている。
【0020】ついで、本実施例の作用について説明す
る。
【0021】本実施例においては、カラーフィルタ20
を形成したガラス基板10を真空熱処理室1内に設置し
(不図示)、基板加熱ヒータ2に通電してガラス基板1
0を所定温度(後述)に加熱する。すると、既に形成さ
れているカラーフィルタ20からは、残留していた溶剤
成分(水分、水素、酸素等)が不純ガスとして発散され
て真空熱処理室1内に放出される。そして、かかる不純
ガスは排気口3から完全に排気される。したがって、カ
ラーフィルタ20中及び真空熱処理室1内には溶剤成分
は残留しないこととなる。
【0022】その後、ゲートバルブ4を開け、ガラス基
板10を真空成膜室5に大気に触れさせることなく移動
する(その移動は、不図示の搬送装置等によって行
う)。そして、ゲートバルブ4を閉じた後真空成膜室5
内を所定の真空度に保ち、基板加熱ヒータ8に通電して
ガラス基板10を所定温度(後述)に再加熱する。その
後、成膜ガスをガス導入口6より導入し、直流電圧を印
加し、直流放電をたて、スパッタ法によりガラス基板1
0上にITO膜(被覆膜)を成膜する。
【0023】ところで、上述したようにカラーフィルタ
20中には溶剤成分はほとんど残留していないため、真
空成膜工程にてカラーフィルタ20がヒータ8により加
熱されても、該カラーフィルタ20からは不純ガスが発
生しない。また、真空熱処理室1内の不純ガスは既に排
気口3から排気されているため、ゲートバルブ4を開け
ても真空成膜室5内に不純ガスが侵入することもない。
したがって、真空成膜工程において成膜ガスをガス導入
口6より導入すると、真空成膜室5内は純粋な成膜ガス
のみが充満し、スパッタ法により膜をガラス基板10上
に形成する。ガラス基板10上には該成膜ガスのみが被
着される。その結果、不純ガスの混入のない、純粋なI
TO膜が形成される。なお、このITO膜は、パターニ
ングによって所望の形状をもつ透明電極11に成形され
る。
【0024】本発明者は、本実施例の効果を実験により
確かめた。以下、その実験結果について説明する。
【0025】まず、本発明者は、真空熱処理室1におけ
る基板温度を160℃及び200℃とし、その温度でカ
ラーフィルタ20の形成されたガラス基板10を2分間
保持した。また、その時の真空度は0.5Pとし、真空
成膜工程における真空度よりも高いものとした。さら
に、真空成膜室5においては基板温度を180℃とし
た。そして、これらの条件の下で形成されたITO膜
(真空熱処理室1における基板温度は、160℃及び2
00℃の2種類)について、可視光域での透過率の変化
を測定した。その測定結果を図2に示す。図より、可視
光の波長の如何にかかわらず、真空熱処理室1における
基板温度を200℃とした方が160℃とした場合に比
べ透過率に優れていることが分かる。波長が400nm
や600nmの場合には、特に優れていることが分か
る。さらに、本発明者は、真空熱処理室1における基板
温度を20〜200℃に変化させて成膜し、波長が一定
(500nm)の可視光を照射して、その透過率を求め
た(図3)。この図より、基板温度が高い方が透過率も
高くなることが分かる。
【0026】またさらに、本発明者は、真空熱処理室1
における基板温度を20〜200℃に変化させて成膜
し、それぞれについて抵抗値を測定した(図4)。この
図より、基板温度が高い程抵抗値が低くなり、例えば2
00℃で処理した場合には160℃で処理した場合より
もさらに2割程低くなっていることが分かる。
【0027】以上から、真空熱処理室1における基板温
度を高くした場合(例えば、200℃とし、真空成膜室
5における基板温度180℃よりも高くした場合)に
は、成膜されたITO膜の透過率は高くなり、抵抗値は
低くなることが分かる。特に、真空熱処理室1内の不純
ガス(溶剤成分)を排気口3から完全に排気すると共
に、ガラス基板10を真空熱処理室1から真空成膜室5
まで移動する際に、ガラス基板10を大気に触れさせな
いようにすることにより、その効果が顕著になる。
【0028】なお、前記塗布型の樹脂膜としてはポリイ
ミド、ポリアミド、アクリル、ゼラチン、或はこれらを
主成分とする高分子膜がある。
【0029】また、上述実施例はカラーフィルタを形成
する場合に適用したが、もちろんこれに限るものではな
く、塗布型の樹脂膜としてカラーフィルタの保護膜を形
成する場合に適用してもよい。
【0030】さらに、上述実施例は透明電極11として
ITOを形成する場合に適用したが、もちろんこれに限
るものではなく、SnO2 等の透明電極を形成する場合
に適用するようにしてもよい。また、これら透明電極1
1の代わりに、Al、Cr、Cu、Mo、Ni等の金属
電極や、TaOx、MoOx、SiO2 、Si34
AlN等の無機薄膜(絶縁膜)を形成する際に、本実施
例を適用してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、真空熱処理工程に
おいて、樹脂膜が形成された透明基板は高真空中・高温
度中に保持されて、樹脂膜中の溶剤成分は発散され、該
溶剤成分は樹脂膜中にはほとんど残留していない状態と
なる。したがって、その後の真空成膜工程にて透明基板
が再加熱されても、前記樹脂膜中から溶剤成分がほとん
ど発散せず、その結果無機薄膜中には溶剤成分がほとん
ど含まれない。したがって、該無機薄膜は、その抵抗値
や透過率が減少することもなく、品質も一定に維持され
る。これにより、信頼性に富み、かつ高品質な液晶装置
を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空熱処理工程及び真空成膜工程を行う成膜装
置の構造を示す模式図。
【図2】真空熱処理工程の処理温度を160℃・200
℃として形成した2種類の透明電極について、可視光の
波長を種々変化させてそれらの透過率を測定した場合に
おける測定結果を示す図。
【図3】真空熱処理工程の処理温度を20〜200℃の
範囲に変化させて形成した透明電極の透過率を、可視光
の波長を一定(500nm)として測定した場合におけ
る測定結果を示す図。
【図4】真空熱処理工程の処理温度を20〜200℃の
範囲に変化させて透明電極を形成した場合における、該
透明電極の抵抗値と前記処理温度との関係を示す図。
【図5】液晶装置の一般的構造を示す断面図。
【符号の説明】
10 透明基板(ガラス基板) 11 無機薄膜(ITOの透明電極) 20 塗布型の樹脂膜(カラーフィルタ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−35215(JP,A) 特開 昭54−23557(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に塗布型の樹脂膜を形成する
    樹脂膜形成工程と、該樹脂膜が形成された透明基板を真
    空状態に保持して無機薄膜を形成する真空成膜工程と、
    を備え、前記樹脂膜を形成した後に前記無機薄膜を形成
    する液晶装置の製造方法において、 前記樹脂膜が形成された透明基板を、前記真空成膜工程
    にて前記無機薄膜を形成する前に、該真空成膜工程にお
    ける透明基板の温度よりも高い温度に保持し、かつ該真
    空成膜工程における真空度よりも高真空度に保持する真
    空熱処理工程を備えてなる、 液晶装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記真空熱処理工程を、排気口が形成さ
    れた真空熱処理室で行うことにより、前記樹脂膜の溶剤
    成分を不純ガスとして前記真空熱処理室外部に発散せし
    めると共に、 前記透明基板を、前記真空熱処理工程及び前記真空成膜
    工程にて処理する間、大気に触れさせない、 ことを特徴とする請求項1記載の液晶装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記真空成膜工程は、排気口が形成され
    た真空成膜室で行われ、 前記真空熱処理室と前記真空成膜室とは開閉可能なゲー
    トバルブにより仕切られるように配置されることに基
    き、前記透明基板を、前記真空熱処理工程及び前記真空
    成膜工程にて処理する間、大気に触れさせない、 ことを特徴とする請求項2に記載の液晶装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記塗布型の樹脂膜が、ポリイミド、ポ
    リアミド、アクリル、ゼラチン或はこれらを主成分とす
    る高分子膜である、 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造
    方法。
  5. 【請求項5】 前記塗布型の樹脂膜が、カラーフィルタ
    又はカラーフィルタの保護膜である、 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 前記無機薄膜が、ITO又はSnO
    の透明電極である、 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 前記無機薄膜が、TaO、MoO
    SiO、Si、Al、AlN等の絶縁膜
    である、 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 前記無機薄膜が、Al、Cr、Cu、M
    o、Niあるいはそれらの合金から成る金属電極であ
    る、 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置の製造
    方法。
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