JPH0456825A - 透明電極層の形成方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 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
透明電極の形成方法に関する。

［従来の技術］ 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ＲＧＢ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。

このような目的で使用されるカラーフィルターは、透過
光を液晶によるシャッター効果で制御するために、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、着色層の保護罠　液晶の駆
動用の透明電極膜が形成されている。

このような構造の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し１は薄膜トランジス
タ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しする。

［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
には着色層を保護する目的で保護層を形成している。

カラーフィルターの保護層には、その後の透明電極層の
形成や液晶表示装置の組立の際の温度に耐え、また、液
晶材料に対して化学的に安定なアクリル系やノボラック
系の透明の高分子組成物で構成している。

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基板を接着
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膜を形成しないため
に、保護層を形成する樹脂として感光性樹脂を用い、所
定のパターンを用いて露光した後、現像することにより
外周部の不要な保護層を除去する方法等、各種の工夫が
なされている。

ところが、カラーフィルターの外周部に実質的に有機物
の膜が形成されていない場合でも、着色層や保護膜の形
成過程において、色材や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
ることが避けられない。厚さ１０ｎｍ程度の極わずかな
有機物が付着していた場合であっても、透明電極を成膜
した場合にはそ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。

［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膜を形成し
たカラーフィルターを透明電極層の形成の前にプラズマ
処理することにより、透明電極層の付着力を高めること
を見いだしたものである。

すなわち、着色層上に保護膜を形成したカラーフィルタ
ーを酸素とアルゴンを放電ガスとしたプラズマによって
処理することによって、着色層上に形成した保護膜には
悪影響を与えないで着色層の周辺の基板外周部の表面改
質を行い透明電極の付着力を高めるものである。

従来から有機物を酸素を放電ガスとしたプラズマで処理
して除去することはフォトレジストの灰化工程などで行
われているようによく知られていることである。

プラズマを用いる基板処理方法は交流グロー放電法が主
流であり、基板周辺にコイル状電極を配し、主として酸
素プラズマの化学作用を利用する方法等がよく知られて
いる。これらの方法はいずれも化学的または物理的作用
を利用して不要有機物の除去を目的とする場合が多いが
、カラーフィルターに適用する場合には保護膜等に損傷
を与えることなく不要有機物を除去することは困難であ
る。

また、工程の簡素化のためには成膜装置内においてプラ
ズマ処理を実施することが望ましいが、上記方法におい
ては成膜装置内にコイル状電極を配置するには制約があ
り、装置構造が複雑になる等、大型の基板にカラーフィ
ルターを形成する場合には処理効率の点で不利である。

このため本発明の方法では直流グロー放電により発生し
たプラズマを用いている。直流グロー放電としては、基
板を陰極として使用する方法と基板以外に陰極を設ける
方法があるが、カラーフィルターの処理を行う場合には
、ガラス等の絶縁性基板を用いるため前者の方法は適用
できない。本発明の方法で用いた後者の方法は成膜装置
に応じて適当な陰極の形状や設置位置を選択できるので
交流グロー放電法と比べて装置上の制約を受けず、より
簡便な方法である。

本発明の方法は、アルゴン中に微量の酸素を混合したガ
スを放電ガスとして基板とは別に設置した陰極に直流電
圧を印加して発生した直流グロー放電によって生成する
プラズマにより表面処理をするものである。本発明で使
用する放電ガスは、アルゴン分圧Ｉ　Ｘ　１０−２ｔｏ
ｒｒないしＩ　Ｘ　１０−’ｔ。

ｒｒに対して酸素分圧Ｉ　Ｘ　１０−４ｔｏｒｒないし
１×１Ｏ−３ｔｏｒｒを混合したものであり、このよう
な組成のガスを放電ガスとして直流グロー放電によって
発生したプラズマによってカラーフィルターを短時間処
理するものである。

［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
電極を形成する方法において、酸素を含有したアルゴン
を放電ガスとして発生したプラズマで表面を処理した後
に透明電極を成膜することにより、保護膜への悪影響を
与えずに透明電極層の付着力を極めて大きくすることが
できる方法である。

以下に本発明の実施例を示し、更に詳細に説明する。

［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。プラズマ反応室１内には、
陰極２が設けられており、反応装置内を十分に減圧に真
空排気した後に、放電ガスを所定の分圧となるように供
給し、電極には直流電圧を印加して、グロー放電を発生
させて放電ガスのプラズマ３を発生させる。

発生したプラズマに近接して被処理基板４を配置する。

プラズマによる処理時間が長いと保護膜に損傷を与え、
また処理時間があまり短いとその後に成膜した透明電極
層と基板との密着力が小さいので、保護膜への損傷と密
着力の向上の程度から処理時間を選択する。

また、アルゴンのみを放電気体とした場合には保護膜へ
の損傷は小さいが、密着力の向上の効果が低く、一方、
酸素の分圧を大きくすると有機物の保護膜への損傷が大
きくなるので、アルゴンはＩ　Ｘ　１０−２ｔｏｒｒな
いしＩ　Ｘ　１０−４ｔｏｒｒ、酸素がＩＸ　１０−４
ｔｏｒｒないしＩ　Ｘ　１０−”ｔｏｒｒ程度の分圧と
するのが適当である。

また、第２図には本発明を適用する有機物の保護膜を形
成したカラーフィルターの平面図を示し、第３図には断
面図を示す。

第２図および第３図のカラーフィルター１０には、着色
層１１上に保護膜１２が形成されており、周縁部１３に
は保護膜は形成されていない。

保護膜および基板上には酸化インジウムと酸化錫との複
合酸化物であるＩＴＯ膜１４を形成している。

実施例１ 大きさ３００ｍｍＸ　３２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガ
ラス基板（旭硝子■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分間オーブン中で乾燥さ
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。

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。

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１５ｏＯ〜２０００）
を５００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（日本化薬製ＴＭＰ
ＴＡ）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．ＯＫＷ
の超高圧水銀ランプによって着色層上のみに紫外線を１
０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。

次に、得られた保護膜を形成した基板をプラズマ反応室
に入れて、反応室内を１０−”ｔｏｒｒまで減圧した後
に、アルゴンと酸素の混合ガスの全ガス圧４．６　Ｘ　
１０−２ｔｏｒｒ、酸素分圧が４　Ｘ　１０−４ｔｏｒ
ｒとなるようにアルゴンと酸素を導入して放電ガスとし
た。

プラズマ発生装置の陰極（大きさ４００　ｍ　ｍ　Ｘ４
００ｍｍ）と基板との距離を３０ｍｍとして、電極には
直流電圧ＩＫＶ、電流０．１７　Ａを印加して１分間プ
ラズマを発生させて基板の保護膜を形成した側を処理し
た。

プラズマで処理した基板には、スパッタリング法により
、厚さ０．４μｍのＩＴＯ膜を被覆した。

得られたカラーフィルターの基板外周部におけるＩＴＯ
膜の付着強度を引っかき試験機で評価したところ先端径
０．１ｍｍのダイヤモンドスタイラスに３００ｇの荷重
をかけて引っかいてもＩＴＯ膜の剥離は発生せず十分な
強度を有していた。

また、　ＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、塩化
第２鉄／塩酸系のエツチング液を用い４５℃、２分間、
　ＩＴＯ膜をエツチングしてパターンを形成し、さらに
レジストを４％水酸化ナトリウム水溶液で４０℃、　１
分間処理して剥離した後に外観検査をしたところＩＴＯ
膜の浮き上がりは発生せず、保護膜のプラズマによる損
傷は見られながった。

実施例２ 放電ガスの全ガス圧は４．６　Ｘ　１０−２ｔｏｒｒの
ままで、酸素分圧が６．８　’１．１０−４ｔｏｒｒに
なるようにアルゴンと酸素を導入した点以外は実施例１
と同様の方法で処理を行ったところ、先端径０．１ｍｍ
のダイヤモンドスタイラスに３００ｇの荷重をかけて引
っかいてもＩＴＯ膜の剥離は発生せず十分な強度を有し
ていた。

また、実施例１と同様にしてＩＴＯ膜をエツチングして
パターンを形成してもＩＴＯ膜の浮き上がりは発生せず
、保護膜のプラズマによる損傷は見られなかった。

比較例１ 放電ガスをアルゴンのみとして、ガス圧が４．６Ｘ　１
０−２ｔｏｒｒになるようにした点以外は実施例１と同
様の方法で処理を行った。　ＩＴＯ膜の付着強度を引っ
かき試験機で評価したところ、先端径０．１ｍｍのダイ
ヤモンドスタイラスに２００ｇの荷重をかけて引っかい
た際にＩＴＯ膜の剥離が発生し、付着強度が不十分であ
った。

実施例１と同様にしてＩＴＯ膜をエツチングしてパター
ンを形成した際にはＩＴＯ膜の浮き上がりは発生せず、
保護膜のプラズマによる損傷は見られなかった。

比較例２ 放電ガスの全ガス圧は４．６　Ｘ　１０−２ｔｏｒｒの
ままで、酸素分圧が１．６　Ｘ　１０−３ｔｏｒｒにな
るようにアルゴンと酸素を導入した点以外は実施例１と
同様の方法で処理を行った。　ＩＴＯ膜の付着強度を弓
っかき試験機で評価したところ、先端径０．１ｍｍのダ
イヤモンドスタイラスに３００ｇの荷重をかけて引っか
いてもＩＴＯ膜の剥離は発生せず十分な強度を有してい
た。

ところが、実施例１と同様にしてＩＴＯ膜をエツチング
してパターンを形成したところＩＴＯ膜の浮き上がりが
発生し、プラズマにより保護膜が損傷していることがわ
かった。

比較例３ 反応ガスを圧力５　Ｘ　１０−４ｔｏｒｒの酸素ガスの
みとした点以外実施例１と同様の方法でカラーフィルタ
ーを製造したところ、３０秒のプラズマ処理でも保護膜
に損傷を与えた。

［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
電極を形成する方法において、酸素を含有したアルゴン
を放電ガスとして発生したプラズマで表面を処理したこ
とにより、保護膜への悪影響を与えずに基板外周部への
透明電極層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】

第１図は本発明の方法を実施するプラズマ処理装置を示
す。第２図には本発明を適用する有機物の保護膜を形成
したカラーフィルターの平面図を示し、第３図には断面
図を示す。 プラズマ反応室・・・１、陰極・・・２、プラズマ・・
・３、被処理基板・・・４、カラーフィルター・・・１
ｏ、着色層・・・１ １、 保護膜・・・１ ２、 周縁部・・・ ３、 ＴＯ 膜・・・１ 出 願 人 大日本印刷株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機物の被膜を形成した基板上に透明電極を形成
   する方法において、酸素を含有したアルゴンを放電気体
   として発生したプラズマで表面を処理した後に透明電極
   を成膜することを特徴とする透明電極層の形成方法。
2. （２）放電気体がアルゴン１×１０＾−＾２ｔｏｒｒな
   いし１×１０＾−＾１ｔｏｒｒ、酸素が１×１０＾−＾
   ４ｔｏｒｒないし１×１０＾−＾３ｔｏｒｒである請求
   項１記載の透明電極層の形成方法。
3. （３）プラズマが、基板とは別に設置した陰極に直流電
   圧を印加して発生した直流グロー放電によって生成した
   ものである請求項１または２のいずれか１項に記載の透
   明電極層の形成方法。