JPH04303824A - カラーフィルターの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明電極層の形成方法
に関し、とくにカラー液晶表示装置等に使用されるカラ
ーフィルターにおける透明電極層の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の装置において小型の表示装置とし
てＣＲＴに代わって利用されている液晶表示装置は、透
明電極層を設けたガラス等の透明な基板を数μｍ程度の
ギャップを設けてその間に液晶物質を封入し、電極間に
印加した電圧によって液晶を一定の方向に配向させて透
明部分と不透明部分を形成して画像を表示している。カ
ラー液晶表示装置はいずれかの透明電極基板上に光の三
原色に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の
カラーフィルターを設けている。

【０００３】カラー液晶表示装置用のカラーフィルター
は、透明基板、着色層、保護層、透明導電膜等により構
成されており、ＲＧＢの三原色の位置に対向する電極あ
るいは薄膜トランジスタを形成した透明基板とを数μｍ
の間隔を保持し液晶物質を封入して液晶表示装置を形成
している。

【０００４】液晶表示装置によるカラー表示の方法には
各種の方法があるが、現在では透明電極基板上に光の三
原色に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の
カラーフィルターを設け、液晶によりフィルターのＲＧ
Ｂに対応した光の透過量を制御する、カラーフィルター
を使用する方法が中心となっている。

【０００５】このような目的で使用されるカラーフィル
ターは、透過光を液晶による光変調作用で制御するため
に、透明電極基板上に光の三原色に対応する赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の着色層、着色層の保護層、
液晶の駆動用の透明電極層が形成されている。カラーフ
ィルターは着色層のＲＧＢの三原色の位置に対向する電
極あるいは能動素子を形成した透明基板との間に液晶物
質を封入して液晶表示装置を形成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルターはガ
ラスなどの透明基板上に顔料分散法、染色法、電着法、
印刷法等によってＲ、Ｇ、Ｂの三原色を所定の形状とし
た着色層を形成し、着色層上には着色層の物理的および
化学的な保護と着色層表面の平滑化を目的として保護層
を形成している。保護層としては、アクリル系やノボラ
ック系等の透明な高分子組成物で構成している。

【０００７】保護層がカラーフィルター全面に形成され
ている場合には、カラーフィルターの基板と透明電極層
との付着強度が十分でなかったり、カラーフィルターと
対向電極を接着剤によってはり合わせる際に充分な接着
強度が得られないことが生じることから、カラーフィル
ターに形成する保護層はカラーフィルター上に限定する
ことが望ましく、カラーフィルターの外周部に保護層を
形成しないために、着色層を形成した基板上に光硬化性
の樹脂を塗布して光の照射部分を着色層上に限定するフ
ォトマスクを設けて露光して、着色層外の部分について
は現像時に樹脂を除去する等の各種の工夫がなされてい
る。

【０００８】保護層の表面に直接酸化インジウムと酸化
錫からなるＩＴＯの透明電極膜を形成することによって
カラーフィルターを製造することが行われるが、有機物
で形成された保護層や着色層をその後の液晶表示装置の
製造過程での熱あるいは薬品類から保護するためにケイ
素酸化物からなる透明な無機質の無機阻止層を形成する
ことが好ましい。

【０００９】ところが、保護層の表面に無機阻止層を形
成しても無機阻止層とカラーフィルター周辺部分の保護
層を形成していない部分でのガラス基板との接合強度が
小さいと無機阻止層のガラス基板からの剥がれが起こり
、周辺部分から着色層に薬品が浸透したりあるいは無機
阻止層上に形成した透明電極層の剥がれ等のカラーフィ
ルターにとって致命的な問題が生じることがある。

【００１０】無機阻止層の剥がれが起こる原因を鋭意検
討したところ、着色層および保護層の形成時において使
用する色材、感光性樹脂等の各種の有機物がカラーフィ
ルターの外周部の基板上に残渣として付着することが避
けられず、外周部でのこうした有機物の残渣が極めてわ
ずかな量であっても、無機阻止層の付着強度を左右し、
電極の取り出し部の断線、剥離等の液晶表示装置の信頼
性に重大な影響を及ぼす事態が発生することが判明した
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した問
題点を解決する手段を検討した結果、透明基板上に形成
した着色層上に保護層を形成したカラーフィルター上に
ケイ素酸化物の無機阻止層をスパッタリングによって形
成する際にスパッタリング時の放電ガスを特定の成分と
することによって、無機阻止層を形成するカラーフィル
ターをスパッタリング前に格別の前処理を行わなくても
、ガラス基板との付着力が大きな無機阻止層を形成する
ことを見いだしたものである。

【００１２】すなわち、着色層上に保護層を形成したカ
ラーフィルターを二酸化ケイ素のターゲットを用いてス
パッタリングする際に、アルゴン中に微量の酸素を添加
して放電ガスとするものである。

【００１３】酸素を放電ガスとしたプラズマが有機物の
灰化等に使用されていることはよく知られていることで
あるが、本発明で使用する混合ガスの場合には着色層上
に形成した有機物からなる保護層には悪影響を与えるこ
となく着色層の周辺部での無機阻止層の付着力を高める
ことを可能としたものである。

【００１４】本発明で使用する放電ガスの組成を例示す
れば、分圧が３×１０−３ｔｏｒｒのアルゴンに酸素分
圧が３×１０−５ｔｏｒｒないし５×１０−４ｔｏｒｒ
の酸素を混合したガスであり、このような組成のガスを
放電ガスとして二酸化ケイ素のターゲットを用いて高周
波スパッタリングによってケイ素酸化物の無機阻止層を
形成し、形成された無機阻止層上にＩＴＯの透明電極膜
をスパッタリング等によって成膜をするものである。

【００１５】

【作用】本発明の方法は、有機物の被膜を形成した基板
上に透明電極膜を形成する方法において、ケイ素酸化物
からなる無機阻止層をアルゴンおよび酸素を含有する放
電気体中においてスパッタリングすることによって形成
した後に透明電極を成膜したことにより、保護層への悪
影響を与えずに無機阻止層および透明電極膜の付着力を
極めて大きくすることができる方法である。

【００１６】以下に本発明の実施例を示し、更に詳細に
説明する。

【００１７】

【実施例】図面を参照して本発明を説明すると、第１図
は本発明の方法を実施する装置を示す。スパッタリング
装置１内には、二酸化ケイ素からなるターゲット２、タ
ーゲットに対向して陽極３、陽極には無機阻止層を形成
すべきカラーフィルター４が設けられており、ターゲッ
トと陽極には高周波電源５から高周波電流を印加する。

【００１８】スパッタリングは装置内を十分に減圧に真
空排気した後に、アルゴンと酸素とを所定の分圧となる
ように供給し、規定の膜厚の無機阻止層が得られるまで
放電を行う。

【００１９】また、第２図には本発明の方法を適用して
製造したカラーフィルターの断面図を示すが、カラーフ
ィルター４には、着色層６上に保護層７、無機阻止層８
および透明電極膜９が形成されており、周縁部１０にお
いて無機阻止層は基板１１と強固に結合している。

【００２０】実施例１ 大きさ３００ｍｍ×３５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラ
ス基板（旭硝子（株）製ＡＬ材）を充分に洗浄し、その
上に、赤色感光性樹脂を１．２μｍの膜厚になるように
塗布し、その後温度７０℃で３０分間オ−ブン中で乾燥
させ、水銀ランプを用いて露光し、水によるスプレー現
像を１分間行い、赤色画素を形成すべき領域に赤色のレ
リーフ画像を形成し、さらに１５０℃で３０分間、加熱
硬化させた。

【００２１】同様の工程を繰り返して、緑色画素を形成
すべき領域に緑色のレリーフ画素を形成し、青色画素を
形成すべき領域に青色のレリーフ画素を形成して着色層
を形成した。

【００２２】続いて光硬化性アクリレートオリゴマーと
して、ビスフェノールＡアクリレート（分子量１５００
〜２０００）を５０重量部、多官能重合性モノマーとし
て、トリメチロールプロパントリアクリレート（日本化
薬（株）製ＴＭＰＴＡ）を５０重量部混合し、さらに重
合開始剤としてイルガキュアー６５１（チバガイギー社
製）２重量部を混合した配合物を、エチルセルソルブア
セテート２００重量部中に溶解させ、その溶液１０ｇ　
を用いてスピンコーターで前記着色層上に２．０μｍの
厚さに塗布した。塗布膜に接してフォトマスクを配置し
て、２．０ＫＷの超高圧水銀ランプによって着色層上の
みに紫外線を１０秒間照射した。続いて温度２５℃の１
，１，２，２−テトラクロロエタンからなる現像液中に
１分間浸漬して、塗布膜の未硬化部分のみを除去した。

【００２３】次に、得られた保護層を形成した基板を高
周波スパッタリング装置において、反応室内を１×１０
−６ｔｏｒｒまで減圧した後に、装置内のアルゴン分圧
を３×１０−３ｔｏｒｒとし、酸素分圧を３×１０−５
ｔｏｒｒないし８×１０−４ｔｏｒｒの間に変化させて
、二酸化ケイ素をターゲットとして周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ、ターゲット投入電力密度１．５Ｗ／ｃｍ２にてス
パッタリングを行い、厚さ５００ｎｍの無機阻止層を得
た。

【００２４】得られた無機阻止層上にＤＣマグネトロン
スパッタリングによって厚さ２００ｎｍのＩＴＯの透明
電極膜を形成した。

【００２５】酸素分圧を変化させた際のカラーフィルタ
ーの周縁部での密着性を図３に概要を示す引っかき試験
機で調べた。その結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】比較例１ 反応ガスを圧力３×１０−３ｔｏｒｒのアルゴンのみと
した点以外は実施例１と同様の方法でスパッタリングを
行ってカラーフィルターを製造した。

【００２８】カラーフィルターの周縁部での密着性を実
施例と同様に引っかき試験機で調べたところ、荷重５０
ｇにて二酸化ケイ素層の剥離が生じた。

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法は、有機物の被膜を形成し
た基板上に透明電極層を形成する方法において、ケイ素
酸化物からなる無機阻止層をアルゴンおよび酸素を含有
する放電気体中においてスパッタリングすることによっ
て成膜した後に透明電極を成膜したことにより、保護層
への悪影響を与えずに無機阻止層および透明電極膜の付
着力を極めて大きくすることができるので、信頼性の高
いカラーフィルターが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するスパッタリング装置を
示す。

【図２】本発明の方法で製造したカラーフィルターの断
面図を示す。

【図３】引っかき試験の概要を示す。

【符号の説明】

１…スパッタリング装置、２…ターゲット、３…陽極、
４…カラーフィルター、５…高周波電源、６…着色層、
７…保護層…、８…無機阻止層、９…透明電極膜、１０
…周辺部、１１…基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に、少なくとも着色層と透明電
   極層を有するカラーフィルターの基板上に透明電極膜を
   形成する方法において、ケイ素酸化物からなる無機阻止
   層をアルゴンおよび酸素を含有する放電気体中において
   スパッタリングすることによって成膜した後に透明電極
   を成膜することを特徴とする透明電極膜の形成方法。
2. 【請求項２】放電気体がアルゴンおよび酸素を含有し、
   アルゴン分圧が１×１０−３ｔｏｒｒないし１×１０−
   ２ｔｏｒｒ、酸素分圧が１×１０−５ｔｏｒｒないし１
   ×１０−３ｔｏｒｒである請求項１記載の透明電極膜の
   形成方法。