JPH0483564A - 保護膜の形成方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は保護膜の形成方法に関し、特にサーマルプリン
トヘッドや液晶表示装置など、基板上に形成される保護
膜の形成方法に関する。

（従来の技術） 基板上に有機金属化合物溶液を被着させ、その後焼成し
て酸化物に転化する保護膜の形成方法は、真空を必要と
しないため設備コストが安い、スループットが上がる、
溶液を用いているため複雑な形状でも被着させることが
できる、組成の制御が容易などの優れた利点を有してい
ることから、次に示すような各種の分野で広く応用され
るようになっている。

■ハロゲンランプの赤外反射膜（照明学会誌、８０（１
９８５）、５３７〜５４２頁）■表示素子用ガラスから
のアルカリ金属のマイグレーション防止用のパッシベー
ション膜（液晶デイスプレィ総合技術（−シー・エム・
シー）１９８７．９４〜１０７頁） ■ポリイミド等の高耐熱性樹脂を保温層に用いたサーマ
ルプリントヘッドの樹脂保護層（以下、下地膜と称する
）（特開昭６３−１８９２５３号公報）■サーマルプリ
ントヘッドの保護膜（特開昭６３−１６６５５４号公報
） しかし、有機金属化合物溶液を被着させ、その後焼成し
て酸化物に転化する保護膜の形成方法は上述したような
利点を有する一方、まだ改善の余地が残されている。

その一つとして焼成温度の問題がある。つまり、残留炭
素を残さず、きちんと有機金属化合物溶液を酸化物に転
化させるためには高い焼成温度が必要とされている。た
とえば、ポリイミドなどの高耐熱性樹脂を保護層に用い
たサーマルプリントヘッドの下地膜に、有機金属化合物
としてＡＩ（０−ｉｓ。

Ｃ３Ｈ７＞のような金属アルコキシドを用いて、ＡＩ２
０３の酸化膜を形成する場合、４００℃以上、望ましく
は５００℃以上の焼成温度が必要となる。

ところが、このような温度条件下で焼成を行うと、ＡＩ
２０３膜と酸化膜とポリイミド樹脂との熱膨張係数の違
いから、冷却過程において、剥離やクラックが発生する
という問題が生じている。

また、表示素子用ガラスからのアルカリ金属のマイグレ
ーション防止用のパッシベーション膜を形成するにあた
り、有機金属化合物として５ｉ（ＱＣ２Ｈ５）４のよう
な金属アルコキシドを用い、５ｉ０２の酸化膜を形成す
る場合、５００℃以上、望ましくは６００℃以上の焼成
温度が必要である。

ところが、このような高温では、加熱・冷却工程中にガ
ラスに反りの現象がみられ、形状不良を起こし易くなる
。このため、液晶表示装置など正確なセルギャップを必
要とする装置においては適用が困難となっている。

（発明が解決しようとする課題） このように、基板上に有機金属化合物を被着させ、その
後焼成して酸化物に転化する保護膜の形成方法において
は、炭素の残留を防ぐため１こ高い焼成温度が必要とさ
れ、焼成工程中、ある０（マ焼成後の冷却過程において
、保護膜や基板自体の損傷、変形が生じるという問題が
あった。

これに対して、低温で焼成可能な有機金属化合物もいく
つか提案されているか、この低温焼成有機金属化合物は
、保存中での反応が進行しやすく、実際に使用する際に
、保護膜の組成、膜厚などを正確に制御できないという
新たな問題が生じて（Ａる。

したがって、保護膜を含めた製品の損傷や変形を防止し
、かつ、保護膜の特性をコントロールすることができる
保護膜の形成方法が望まれている。

本発明はこのような従来の事情に対処してなされたもの
で、金属化合物の材料によらず、低温焼成によって十分
な信頼性を得ることのできる保護膜の形成方法を得るこ
とを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の保護膜の形成方法は、基体上に有機金属化合物
材料を被着させ、この有機金属化合物材料を焼成して膜
化する保護膜の形成方法において、前記有機金属化合物
材料を前記基体に被着させた後、前記有機金属材料に対
して紫外線照射とオゾン処理とを同時に行う処理を施し
、その後、焼成を行うことを特徴としている。

本発明において、紫外線照射とオゾン処理とは同時に行
われ、紫外線照射により大気中の酸素をオゾン化し、同
時処理する方法や、不活性ガス中で、紫外線の照射と表
面へのオゾンガスの吹き付けを同時に行う方法などが挙
げられる。

上記分解処理において、これら両者を併用しない場合、
有機金属材料の結合の切断、分解は十分に行われず、ひ
いては焼成温度の低減効果を十分に得ることができない
。

本発明は、サーマルプリントヘッドに形成される下地膜
および保護膜や、液晶表示装置および薄膜ＥＬパネルの
ガラス基板上に形成されるパッシベーション膜など、基
体上に有機金属化合物材料を被着させて焼成し、膜を形
成する場合において適用することができ、低温域での焼
成で効率良く有機金属化合物を酸化物へ転化させること
ができる。

（作　用） 本発明の保護膜の形成方法では、有機金属化合物を被着
させる工程と、焼成して酸化物に転化する工程との間に
、紫外線照射とオゾン処理を行う工程を設けているため
、有機金属化合物の結合切断を熱に依存せずに行うこと
ができる。

このため、焼成温度を下げることが可能となり、保護膜
や他の構成部品に加わる処理条件が緩和され、剥離、変
形などの欠陥発生を防止することができる。

紫外線照射とオゾン処理の同時処理により、有機金属化
合物の酸化物への転化温度が低下するのは、熱エネルギ
ーに替わって、紫外線のエネルギーにより、酸化物に転
化に必要な結合が切断しやすくなり、オゾン処理を併用
することによって、結合の切断しやすくなった部分に活
性なオゾンが作用して揮発しやすいＣＯ２やＨ２Ｏを形
成するためと考えられる。

そして、焼成温度を低減することができることから、保
存時の安定性が良いこれまでの材料を用いることができ
、経済的にも有利である。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

実施例１ 第１図は本発明の保護膜の形成方法を用いて作製された
サーマルプリントヘッドの一例であり、このサーマルプ
リントヘッドの下地層形成時に本発明が適用されている
。

はじめに、Ｃｒを１８％含有する厚さ　０．５１■程度
のＦｅ合金からなる金属基板１の表面に存在する酸化物
を除去して粗面化処理を行う。

をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶
剤を用いて所定の粘度に調整し、ロールコータ−を用い
て金属基板上に所定の膜厚になるように塗布する。

その後焼成炉を用いて窒素中で加熱し、脱水環化反応を
進行させ、次式で示される化合物を含むポリイミド層２
を形成する。

（以下余白） 次いで、ＡＩ（０−ｉｓｏ　Ｃ３Ｈ７）　ｉなる金属ア
ルコキシドを含有する溶液（この金属アルコキシド溶液
は、七ツマ−だけでなく重合度の異なるポリマーを含有
していても差支えない）に、ポリイミド層２を形成した
金属基板１を浸漬し、一定温度で引き上げて下地層３を
形成する。

この後、１００℃で１０分乾燥後、紫外線照射とオゾン
処理を同時に実施する。即ち、低圧水銀ランプ５００Ｗ
　３灯（東芝ライチック社製）を用い、密閉された大気
雰囲気下で、基板との照射距離１００ｍ■、照射時間３
分の条件で紫外線を基板に照射するとともに、オゾンガ
スを発生させて４〜５１３／分の流速で排風し、オゾン
処理を行う。

この後、焼成温度を変化させてそれぞれ３０分の焼成を
行い、各温度条件における処理後の下地層３に対してＸ
線光電子分光装置（以下ＸＰＳと称する）を用い、残留
炭素の量を測定した。この結果を第２図に示す。

さらにここで、比較品として、紫外線照射とオゾン処理
を施さず、その他の条件はこの実施例と同様にしてポリ
イミド層上に下地層を形成した基板を作製した。

これらの基板に対する焼成温度を実施例と同様に変化さ
せ、３０分の焼成後にＸＰＳを用いて残留炭素量を測定
した。この結果を第２図に示す。

第２図の結果から、紫外線照射とオゾン処理とを施した
基板は、低い焼成温度で炭素が検出されなくなり、炭素
がほぼ完全に無くなる温度は２３０℃であった。そして
、この温度で焼成した基板には同等欠陥を生じさせなか
った。

これに対して、紫外線照射とオゾン処理を行わない従来
の方法によってポリイミド層を形成した基板は、下地層
上の残留炭素がほぼ完全に無くなる温度は５００℃であ
り、この実施例による温度よリ　２倍程度も高い温度が
必要であった。

しかも、この温度で焼成した場合、形成されたＡ１□０
１層にはクラックが生じた。

このように、焼成前に紫外線照射とオゾン処理を行うこ
とにより、有機金属化合物溶液の酸化物への転化を低い
温度で起こさせ、焼成温度を低く抑えることが可能とな
った。

この後、常法にしたがって下地層３上に発熱抵抗体層４
、導電層５、保護膜６を順次形成し、サーマルプリント
ヘッドを得た。このような形成方法によって得たサーマ
ルプリントヘッドは、歩留まりが高いだけでなく、炭素
の残留が無く、かつ形状精度に優れたものであり、信頼
性を向上させることができた。

なお、この実施例では、紫外線照射により大気中の酸素
をオゾン化し、同時処理する方法について述べたが、不
活性ガス中で、紫外線の照射と表面へのオゾンガスの吹
き付けを同時に行う方法でも、同様の効果が得られる。

実施例２ 次に、本発明の保護膜の形成方法を、液晶表示装置のガ
ラス基板のパッシベーション膜形成に適用した例につい
て述べる。

第３図は液晶表示装置の一例を示す図で、同図において
、厚さ　０，７龍の青板ガラス基板３１上には、有機金
属化合物材料として５１（ＱＣ２Ｈ５）なる金属アルコ
キシドを用いこれを焼成してＳｉ０２の酸化膜とするこ
とにより得たパッシベーション膜３２が形成されている
。

５ｉ（ＱＣ２Ｈｓ　）なる金属アルコキシドの焼成時に
は、紫外線照射およびオゾンガス吹き付けを実施例１と
同様の条件で行っている。

そして、パッシベーション膜３２の上には透明電極３３
が形成され、この上には配向膜３４が被覆形成されてい
る。このような基板３１はスペーサ３５を介して対向配
置され、基板間に液晶３６か封入されるとともに、シー
ル剤３７により封止されている。

この実施例においては、紫外線照射とオゾン処理とを同
時に行うことによって、これまで６００”Ｃで焼成を行
っていたところを、３００’Ｃの焼成温度で炭素を残留
させることなくパッシベーション膜を形成することがで
きた。

そして、６００℃の焼成においてしばしば発生していた
ガラスの反りや割れを大幅に低減することができた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の保護膜の形成方法では、
有機金属化合物の焼成前に、紫外線照射とオゾン処理工
程を設けたため、炭素の残留を生じさせることなく、低
温域での焼成を可能とし、高温処理に伴う基板の変形や
剥離など欠陥の発生を防止することができる。これによ
って、保護膜を用いた製品の信頼性を大きく向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の保護膜の形成方法を適用したサーマル
プリントヘッドを示す図、第２図は有機金属酸化物の焼
成温度と残留炭素量との関係を示す図、第３図は本発明
の保護膜の形成方法を適用した液晶表示装置を示す図で
ある。 １・・・金属基板、２・・・保温層、３・・・下地層、
４・・・発熱抵抗体層、５・・・導電層、６・・・保護
膜、３１・・・ガラス基板、３２・・・パッシベーショ
ン膜、３３・・・透明電極、３４・・・配向膜、３５・
・・スペーサ、３６・・・液晶、３７・・・シール剤。 出願人　　　　　　株式会社　東芝 同　　　　　　　東芝電子デバイス エンジニアリング株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に有機金属化合物材料を被着させ、この有
   機金属化合物材料を焼成して膜化する保護膜の形成方法
   において、 前記有機金属化合物材料を前記基体に被着させた後、前
   記有機金属材料に対して紫外線照射とオゾン処理とを同
   時に行う処理を施し、その後、焼成を行うことを特徴と
   する保護膜の形成方法。