JPH02140704A

JPH02140704A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JPH02140704A
Application number: JP63294105A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishimoto; 隆西本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1990-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は液晶デイスプレィ装置（以下、ＬＣＤと称す。

）等に用いられるカラーフィルタに係り、特に、着色層
を被う保護膜層の上に透明電極層を有するカラーフィル
タに関するものである。

［従来の技術］ＬＣＤ用のカラーフィルタは、透明基板上に着色層、遮
光層、保護膜層、および透明電極層等から形成されてお
り、一般に、着色層と遮光層は並列又は積層されて配置
され、保護膜層はそれらの層を被うように構成される。

また、透明電極層は、直接透明基板上に形成される場合
と、保護膜層の上に積層される場合とがあるが、前者で
は液晶パネルを形成した際に、対向する電極間に液晶層
の他に着色層等が介在するために、液晶層に印加する電
圧の損失が生ずるという欠点があり、多くは後者の構成
をとるものが実用化されている。

保護膜層の上に透明電極層を積層したカラーフィルタの
例を第２図に示す。なお、図中、１は透明基板、２は着
色層、３は遮光層、４は保護膜層、６は透明電極層であ
り、保護膜層４は通常、可視光の透過性が高い有機樹脂
により形成される。

第２図に示されているように、従来は、保護膜層４の上
に直接、何らの層の介在なしに、導電性を宵する金属酸
化物より成る透明電極層６を形成していた。

［発明が解決しようとする課題］さて、透明電極層６の形成する材料としては、電気的特
性、光学的特性、および形状加工の容易性等から酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）が多く用いられている。また、Ｉ
ＴＯの成膜方法としては各種真空成膜法が適用可能であ
るが、有機物層を有するカラーフィルタにＩＴＯを成膜
する場合、それら有機物の耐熱性に限界があるため、成
膜時の基板温度を比較的低く保持することが可能なマグ
ネトロンスパッタ法が主流となっている。

ところで、一般に無機薄膜は内部応力を持ち、膜厚が大
きくなるに従い全応力は大きくなる傾向にあり、マグネ
トロンスパッタ法にて成膜されたＩＴＯ膜においても、
電気的特性を優先として最適化された成膜条件では、膜
は圧縮応力を持つことが実験により確認されている。

従って、第２図のように、保護膜層４の上に直接透明電
極層６を積層するようにすると、透明電極層６の全応力
により保護膜層４にシワが生ずる場合があった。

また、保捜膜層４を形成する有機樹脂の中には、室温に
おいて薄膜の応力による変形の耐性が大きいものも有る
が、後工程の配向膜層形成時の高温熱履歴を経ても応力
による変形の起こらない材料はごく限られ、またＬＣＤ
用のカラーフィルタの保護膜層４に要求される特性とし
ては、上記の耐性の他に着色層の物理的、化学的な保護
性、可視光透過性、表面の平滑性、透明電極層との密着
性等が要求されるが、これら全ての特性を滴定する材料
は見当たらない。特に、第２図に示すような従来の技術
における層構成においては、透明１！極層６の形状加工
を行う場合、これらの加工に必要な酸水溶液、アルカリ
水溶液、又は、配向膜形成材料の溶媒等に保護膜層４が
直接さらされるため、これらの薬液に対する耐性及び阻
止性が問題になっていた。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記の課題を解決するものであって、保護膜
層と透明電極層との間に、金属酸化物、金属窒化物、金
属酸化窒化物または金属、金属酸化物、金属窒化物、金
属酸化窒化物の、酸素および／または窒素雰囲気下での
反応スパッタリング生成物からなる無機物層を設けるこ
とによって上記の課題を解決するものである。

即ち、本発明は上記の無機物層を形成することによって
、透明電極層の応力に対する緩衝、及び耐薬液性、阻止
性を持たせ、耐変形性及び耐薬性の高いカラーフィルタ
を提供することを目的とするものである。

以下、第１図を参照して本発明について詳しく説明する
。第１図は本発明に係るカラーフィルタの製造工程を示
す図であり、図中、１は透明基板、２は着色層、３は遮
光層、４は保護膜層、５は無機物層、６は透明電極層、
７は形状加工された透明電極を示す。

本発明のカラーフィルタは、まず第１図（ａ）に示すよ
うに、透明基板１の上に既存の方法を用いて着色層２、
遮光層３を形成し、次で、保護膜層４を積層する。保護
膜層４の材料としては、種々の要求特性を満たす必要性
から、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等のを機樹脂が
望ましい。

次に、第１図（ｂ）に示すように、無機物層５を真空成
膜法を用いて形成する。この際、下層が有機物層であり
、熱的な制限があるために、スパッタリング法、特に、
低温での基板温度の制御が容易なマグネトロンスパッタ
方式が適している。

無機物層５を構成する物質としては、例えば、ＴｌＯ２
，ＴＩＯ，Ｎ、、ＡＩｔ’ｓ、５ｎＯｔ等の可視光透過
性が高く、薬液に対する耐性、阻止性が高い金属酸化物
、金属窒化物または金属酸化窒化物を用いることができ
る。また、上記の金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒
化物、さらにはＴｉ１Ａ　Ｌ　　Ｓ　ｎ等の金属の酸素
および／または窒素雰囲気下での反応スパッタリング生
成物も用いることができる。即ち、反応スパッタリング
により生成する、例えばＴｉ　Ｏ，（ｘ＝　１〜２）の
ような、いわゆる金属低酸化物、金属低酸化物およびこ
れらの混合したアモルファス状の無機物も用いることが
できる。

上記の無機物の他にも、５１０２等を用いることも可能
であるが、透明電極層よりも小さい圧縮全応力又は引張
り応力を持つことが必要である。

薄膜の応力発生のメカニズムは複雑であり明確に解明さ
れていないが、スパッタリング法において、応力に影響
する成膜パラメータとして、基板温度、ガス圧力、ガス
の種類、成膜速度等があり、これらを最適化することに
より、圧縮応力の低下もしくは引張り応力を持たせるこ
とが可能である。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、真空成膜法を用いて
、ＩＴＯｌ　Ｓｎｏｗ等より成る透明電極層６を成膜す
るが、成膜方法としてはスパッタリング法が望ましい。

次ぎに、第１図（ｄ）に示すように、所定のパターンの
電極７を形成するために加工を行うが、この加工には、
フォトエツチング法等を用いることができる。

［作用］保護膜層４と透明電極層６の間に無機物層５を設けるこ
とにより、透明電極層６の応力の下層への影響を緩和し
液薬の透過を阻止することができる。

［実施例コ以下に実施例を述べる。

［実施例１］透明基板としてのソーダライムに　８１０２をデイツプ
コートした後に　Ｃｒを成膜し、フォトリングラフイー
法により、遮光層を形成し、その後ゼラチン重クロム酸
系感光液を塗布し、プリベータの後露光、現像し、ポス
トベーク、染色、防染処理を３回繰り返して、赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成した。さらに、ア
クリルスチレン系の熱硬化樹脂を塗布して熱硬化させ、
保護膜層を形成した。このとき着色層の膜厚は１．０〜
１．３μｍ１　保護膜層の膜厚は０．３μｍであった。

次に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により酸化チタン層
を形成した。成膜条件は以下の通りである。

ターゲット　　Ｔ１０゜Ａｒ圧力　　　　１．　　ＯＸ　１０　”ｔｏｒｒ０２
圧力　　　　５．　　ＯＸ　１０−’ｔｏｒｒ基板温度
　　　１２０℃ 高周波電力　　　３ｋｗ以上の工程により得られた膜の特性は、以下の通りであ
る。

膜厚　　１００人応力　　圧縮応力フ、０Ｘ１０・ｄｙｎ／ｃ＋ＩＰ透過率　４００〜７００ｎｍにて９６％以上ただし、応力は８１基板を用いた曲がり測定により求め
た。

次に、ＩＴＯターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパ
ッタ法により、ＩＴＯを成膜した。膜厚２００ＯＡに対
して、シート抵抗３０Ω／口の特性を得、同じくＳＩ基
板を用いた曲がり測定により応力を求めたところ、圧縮
応力で６．４Ｘ１０”ｄｙｎ／ｃｗ／の大きさであった
。

次いで、フォトエツチング法によりストライプ状の電極
パターンを加工し、透明電極層を形成した。この時用い
た薬液は以下の通りである。

レジＸ）　　ＡＺ−１３５０（シプレー社！１１り現像
液　　ＡＺデイベロツバ−３１２ＭＩＦ（シプレー社製
）：　Ｈ２０＝１：　　１エツチング液　塩化鉄溶液（４５ボーメ）：塩酸（３５
重量％）：　Ｈｅｍ”１：　　１：　　１（５０°Ｃ）剥離液　　旧ＣＲＯＰＯＳＩＴリムーバー１１１２ＡＣ
マイクロポジット社製）：　Ｈ２０＝１：　　１（５０
℃）上記薬液による着色層、保護膜層への影響は全く認めら
れなかった。また透明電極層形成後及びその後の１８０
°ＣＸ１時間の加熱試験後においても、保護膜用にシワ
は発生しないことが確認された。

［実施例２コ上記の実施例１と同じ方法にて、透明基板上に、遮光層
、着色層、保護膜層を形成した。その上にＤＣマグネト
ロンスパッタ法により、酸化窒化チタン層を形成した。

成膜条件は以下の通りである。

ターゲット　ＴｌＡｒ圧力　　　１．　２　Ｘ　１０−”ｔｏｒｒＯ２圧
力　　８．　　ＯＸ　１０−’ｔｏｒｒＮ２圧力　　５
．　　ＯＸ　１０−’ｔｏｒｒ基板温度　　１６０℃ ＤＣ電力　　３ｋｗ得られた膜の特性は以下の通りである。

膜厚　　２００Ａ応力　　圧縮応力５、　　ＯＸ　１０　”ｄｙｎ／　Ｃ／以下透過率　４
００〜７００ｎｍにて９３％以上透明電極層の形成は［実施例１］と同じ方法にて行った
ところ、保護膜層のシワ及び薬品による影響は認められ
なかった。

［発明の効果］以上説明したところから明らかなように、本発明によれ
ば、保護膜層材料としては、特に薄膜応力に対する耐性
、及び耐薬品性の強いものを用いる必要が無いため、用
途、目的に応じて保護膜層材料を選択できるという利点
を有する。また透明電極層の応力による変形に対する耐
性が大きいため、透明電極層の膜厚を増大させ、電気抵
抗値を低下させることができるという利点を存する。ま
た耐薬品性が強いため透明電極層のフォトエツチングに
おいて、使用可能な薬品の選択幅が広がり、より強い工
程条件での加工が可能であるので、工程能率が向上する
という効果がある。また一般にＩＴＯ等は有機物に対す
るよりも、金属酸化物、金属窒化物に対する密着性が高
いので、ケミカルエツチングによるパターンエッヂの形
状加工性に優れ、より微細なパターン加工が可能である
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカラーフィルタの製造工程の１例
を示す図、第２図は従来のカラーフィルタの断面図であ
る。１・・・透明基板、２・・・着色層、３・・・遮光層、
４・・・保護膜層、５・・・無機物層、６・・・透明電
極層、７・・・形状加工された透明電極。寛１図出　　願　　人　大日本印刷株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板上に着色層と、遮光層と、保護膜層と、
透明電極層とを有するカラーフィルタにおいて、前記保
護膜層の上方でかつ前記透明電極層の下方に無機物層を
有することを特徴とするカラーフィルタ。
（２）前記無機物層が、金属酸化物、金属窒化物、金属
酸化窒化物または金属、金属酸化物、金属窒化物、金属
酸化窒化物の、酸素および／または窒素雰囲気下での反
応スパッタリング生成物であることを特徴とする請求項
１記載のカラーフィルタ。
（３）前記金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物ま
たは金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物の
、酸素および／または窒素雰囲気下での反応スパッタリ
ング生成物の金属がＴｉであることを特徴とする請求項
２記載のカラーフィルタ。
（４）前記無機物層をスパッタリング法にて形成するこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載のカラーフィ
ルタ。