JPH0365902A - カラーフィルタ基板 - Google Patents

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】 〔概　要〕 カラー液晶表示パネル用のカラーフィルタ基板に関し、 透明導電膜の膜中ストレスを低下させることを目的とし
、 絶縁性基板上に、カラーフィルタと、オーバ−コート層
と、透明電極とを積層した構成を有し、前記透明電極が
、圧縮応力を示す第１の透明導電膜と引張応力を示す第
２の透明導電膜との積層膜とした構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はカラー液晶表示パネル用のカラーフィルタ基板
に係り、高い表示品質ならびに高い歩留りを実現するこ
とのできる電極構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、カラーフィルタ基板を作製するには、ガラス基板
のような絶縁性基板上に、染色法、染料分散法、顔料分
散法や印刷法などによって、赤・緑・青（ＲＧＢ）のカ
ラーフィルタを形成し、その上にいわゆるオーバーコー
ト層や平坦化層を形成して、それぞれの色のカラーフィ
ルタの厚さの差を少なくし、その上に電極としてＩＴＯ
膜のような透明導電膜を真空蒸着法やスパッタ法により
形成し、更にこのＩＴＯ膜をバターニングが必要な場合
には、ＩＴＯｒｐｉ！の不要部をエツチングにより除去
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記カラーフィルタはＩＴＯ形成後、あるいは上記カラ
ーフィルタを用いて液晶パネルを形成する際の熱処理工
程において、ＩＴＯ膜中にストレスが存在することに起
因して、カラーフィルタ上のオーバーコート層に皺が発
生したり、カラーフィルタとオーバーコート層との間、
あるいはカラーフィルタと基板との間の剥離や、■ＴＯ
Ｍ自身のクラックが生じるといった問題があった。

上記ＩＴＯｌｉのストレスは、ＩＴＯ膜を真空蒸着法や
基板温度を高くしたスパッタ法で形成した場合には小さ
くなることから、ＩＴＯ膜のクランクは生じにくくなる
。しかし、この方法で形成したＩＴＯ膜は、膜質が場所
によって異なるため、エツチングレートのむらが大きく
、良好なパターンのＩＴＯ電極を形成することが難しい
という問題がある。従ってこれにより良質のカラーフィ
ルタ基板を作製し得るとは言いがたい。

本発明はかかる透明導電膜のバターニングを困難とする
ことなく、膜中ストレスを低下させることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、絶縁性基板上に、カラーフィルタ。

オーバーコート層、及び、透明電極を積層したカラー表
示装置のカラーフィルタ基板において、上記透明電極が
、圧縮応力を示す第１の透明導電膜と引張応力を示す透
明導電膜との積層膜としたものである。

〔作　用〕

金属ターゲットからの反応性スパッタリングにより形成
したＩＴＯ膜は引っ張り応力であり、酸化物ターゲット
からスパッタしたＩＴＯ膜は圧縮応力であるため、それ
ぞれにより形成したＩＴＯ膜を積層することによって、
ＩＴＯ膜の総合的な応力をゼロかまたは非常に小さな状
態とすることができ、皺および剥離の発生を防止するこ
とが可能となる。

更に、上記構成では、積層する個々の膜の内部応力を強
いて小さくする必要はないので、スパッタ法で底膜する
場合に、基板温度を２５０℃以下とすることができ、こ
れによって均一なエツチングレートを実現することが可
能であり、ＩＴＯ膜のバターニングが困難となることは
ない。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本実施例の構成を示す要部断面図で、１はカラ
ーフィルタ基板、２は対向基板、３，３゛はガラス基板
、４はカラーフィルタ、５はポリイミド膜のようなオー
バーコート層、６１は圧縮応力を示すＩＴＯ膜（第１の
透明導電膜）、６２は引張応力を示すＩＴＯ膜（第２の
透明導電Ｉり、７は対向基板の透明電極、８，８゛は配
向膜、９は液晶層である。本実施例では、上記２つのＩ
ＴＯ膜６１、６２からなる積層膜を、カラーフィルタ基
板１側の透明電極６として用いる。

上記圧縮応力を示す第１の透明導電膜としてのＩＴＯ膜
６１は、酸化物ターゲットを用いたスパッタ法により形
成した膜で、厚さ約６００人とした。

引張応力を示す第２の透明導電膜としてのＩＴＯ膜６２
は、金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法により形
成した膜で、約１４００人の厚さの［ＴＯ膜である。

このように構成した本実施例では、オーバーコ−トＮ５
の皺も１、カラーフィルタ４とガラス基板３或いはオー
バーコート層５との剥離も、ＩＴＯ膜６のクラックも生
じなかった。

しかし、一般に透明導電膜は成膜した後に熱処理を施す
と、膜内応力が変動する。その−例として上記金属ター
ゲットを用いた反応性スパッタ法により形成したＩＴＯ
膜の、膜内応力と熱処理温度依存性を第２図（ａ）に示
す。

同図の熱処理温度依存性は、厚さ約１２５μｍ。

縦横約１０ｍｍのガラス板の一方の面に、金属ターゲッ
トを用いた反応性スパッタ法により、ＩＴＯ膜を約１７
００人の厚さに成膜したものを試料として求めたもので
ある。

上記試料では、ＩＴＯ膜内応力は引っ張り応力であり、
熱処理温度を高くすることによってその値はますます大
きくなる。このようなＩＴＯ膜をカラーフィルタ上に形
成した液晶パネルでは、配向膜のキュアのための熱処理
工程を施した後に、ＩＴＯ膜にクランクが生じる。

第２図（ｂｌはこのクランクの幅を示す図で、試料はガ
ラス基板上にカラーフィルタを形成し、その上にオーバ
ーコート層としてボリイ果ド膜を約１μｍの厚さに形成
し、その上に金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法
により、約１７００人の厚さのＩＴＯ膜を形成したもの
である。

同図より、熱処理温度が高くなるほど、クランク幅は大
きくなり、その傾向は第２図（ａ）に示す膜内応力の変
動と一致し、膜内応力がクランクを引き起こす原因と推
測される。

第１表にＩＴＯの膜内応力を、各種成膜方法ごとに示す
。

第１表 上表に見られるように、イオンプレーティング法および
酸化物ターゲットを用いたスパッタ法で形成したＩＴＯ
膜では、内部応力はともに圧縮応力となり、熱処理を施
すと応力は緩和する傾向を示す。

上表中、応力の大きいイオンプレーティング法でＩＴＯ
膜を形成すると、前述の皺や剥離が発生する不良が、極
めて高い確率で生じる。

一方、酸化物ターゲットを用いたスパッタ法では、スパ
ッタ直後には皺や剥離は生じないで、熱処理後にこれら
の不良が生じることがある。応力は熱処理により減少す
るにもかかわらず、なお剥離が生じるのは、熱処理によ
ってオーバーコート層とカラーフィルタ層の密着力が弱
くなり、そこに応力が作用するためと考えられる。

真空蒸着法で低抵抗のＩＴＯを得るには、基板温度約３
００℃以上で処理することが必要であるが、このような
条件で作製したカラーフィルタは、性能の劣化が著しく
、もはやカラーフィルタとして適したものではなく、か
つエツチング特性も悪く、実用に耐えない。

このように、皺・剥離・クラ・ノクはＩＴＯ膜内の応力
が大きいことにより生じる。

本発明はこれらの検討結果を踏まえてなされたものであ
って、カラーフィルタ４の上層に形成される透明電極６
を、上記一実施例のように圧縮応力を示す第１の透明導
電膜６１と、引張応力を示す第２の透明導電膜６２との
積層構造とすることにより、両者の総合応力をＯまたは
Ｏに近い値に選択することが可能となり、これによって
上記皺、剥離、或いはクランクの発生の原因を除いたも
のである。

このように透明電極６の総合した膜内応力を極めて小さ
くして、クランクの原因を除去したことにより、成膜温
度を強いて高くする必要がなくなる。従って、スパッタ
時の基板温度を２５０℃以下とすることができ、これに
より、ＩＴＯ膜のエツチングレートを、広い面積にわた
って一様とすることが可能となる。そのためバターニン
グが容易となり、従って良好なパターンを得ることがで
きる。

なお、金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法により
形成したＩＴＯ膜と、イオンプレーティングにより形成
したＩＴＯ膜を組み合わせても、金属ターゲットを用い
た反応性スパッタ法によるＩＴＯ膜と酸化物ターゲット
を用いたスパッタ法により形成したＩＴＯ膜とを組み合
わせても、皺。

剥離、クラックといった問題は発生しなかった。

しかし、イオンプレーティング法によるＩＴＯ膜は、エ
ツチング特性が悪く、電極同士のタッチ不良が生じる危
険がある。そのため、パターニングが必要な構成のＴＴ
Ｏ膜を具備するカラーフィルタ基板には、好適とは言い
がたい。しかし、ＴＦＴ用のカラーフィルタ基板では、
ＩＴＯ膜のエツチングを必要としないので、イオンプレ
ーティング法により形成したＩＴＯ膜を使用できる。

以上述べた通り、本発明によると、ＳＴＮ型単純マトリ
クスカラー液晶パネルや、ＴＦＴ型カラー液晶パネルに
用いることができる高品質のカラーフィルタ基板を提供
でき、製造歩留まりの向上に寄与する。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、ＳＴＮ型単純マトリ
クスカラー液晶パネルやＴＦＴｇ動のカラー液晶パネル
を、歩留まり良く作製することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成説明図、第２図（ａｌ、
　（ｂ）は金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法で
形成したＩＴＯ膜の、応力とクランク幅の熱処理温度依
存性を示す図である。 図において、１はカラーフィルタ基板、２は対向基板、
３，３′はガラス基板（絶縁性基板）、４はカラーフィ
ルタ、５はオーバーコート層、６は透明電極、７は透明
電極、８．８′は配向膜、９は液晶層、６１は第１の透
明導電膜、６２は第２の３′か７１）１反 ゐに理壜度（°Ｃ） 千発萌−笈虎４ＰＪ　／ｌ楕戊杖Ｑ纜 第１図 ７’！Ｘ！ｌ’ｆｆｊｉ！（’Ｃ） 第２ａ！！

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板（３）上に、カラーフィルタ（４）と
   、オーバーコート層（５）と、透明電極（６）とを積層
   した構成のカラー表示装置のカラーフィルタ基板であっ
   て、 前記透明電極（６）が、圧縮応力を示す第１の透明導電
   膜（６１）と引張応力を示す第２の透明導電膜（６２）
   との積層膜であることを特徴とするカラーフィルタ基板
   。
2. （２）前記第１の透明導電膜が酸化物ターゲットを用い
   たスパッタ法により形成された膜、前記第２の透明導電
   膜が金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法により形
   成された膜であることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ーフィルタ基板。
3. （３）前記透明電極が第１の透明導電膜がイオンプレー
   ティング法により形成された膜、前記第２の透明導電膜
   が金属ターゲットを用いた反応性スパッタ法により形成
   された膜であることを特徴とする請求項１記載のカラー
   フィルタ基板。