JPH0736051A - 表示装置用電極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ耐衝撃性に優れ屈曲と伸縮の少ない
プラスチック板を基材としてガスの透過による表示画面
の劣化がなくしかも製造工程に由来する反りのない電極
板の製造方法を提供すること。 【構成】 透明電極２が設けられたプラスチック基板１
上に、金属セリウムをターゲットとしアルゴンガス雰囲
気に酸素ガスを導入しながらＤＣスパッタリングにより
二酸化セリウム薄膜３を成膜して電極板を製造した。こ
の方法によればプラスチック基板１の表面温度を６０℃
以下に保って二酸化セリウム薄膜３を成膜できるため、
プラスチック基板１に反りが生ずることなくプラスチッ
ク基板１に耐有機溶剤性とガスバリヤー性を付与するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等の表示
装置に適用される電極板の製造方法に係り、特に、基板
として軽量かつ耐衝撃性に優れたプラスチック基板を採
用し、ガス透過による表示画面の劣化がなくしかも製造
工程に由来する反りのない電極板を製造する方法の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、２〜１０μｍの均一な
間隙を介して一対の電極板を対向配置し、上記間隙（液
晶セル）内に液晶物質を封入して一般に構成されてお
り、画素毎に電極板上の電極に電圧を印加することによ
り上記液晶物質を制御して画面表示するものである。

【０００３】そして、上記電極板としては一般にガラス
板を基材とするものが使用されており、例えば、一対の
電極板の双方に万線状の透明電極を備えたガラス基板で
構成し、これら透明電極同志が交差する方向に双方の電
極板を配置して液晶表示装置としたり、あるいは上記一
対の電極板の一方について万線状の透明電極を備えるガ
ラス基板で構成し他方の電極板をいわゆるＴＦＴ又はＭ
ＩＭ等の駆動素子を備えるガラス基板で構成して液晶表
示装置としたりしている。

【０００４】ところで、このようなガラス基板はその重
量が重くしかも耐衝撃性に劣ることから、このガラス基
板に代えて軽量でかつ耐衝撃性に優れたプラスチックフ
ィルム又はプラスチック板を適用したいという要請があ
る。

【０００５】しかし、プラスチックフィルム又はプラス
チック板は上記ガラス板に比較してガス透過性が高いた
め、液晶物質を封入して液晶表示装置が組立てられた後
において湿度変化や経時変化に起因して上記プラスチッ
クフィルムやプラスチック板を透過して液晶セル内に空
気が入り込み易く、侵入した空気によって表示欠陥を生
じたり液晶セルの破壊を生じたりすることがあった。ま
た、上記プラスチックフィルムやプラスチック板は耐有
機溶剤性に劣るため液晶表示装置の製造工程に耐えられ
ないこともある。

【０００６】このような事情から、ガスの侵入を防いで
液晶表示装置の寿命を向上させ、かつ、その表面の耐有
機溶剤性を向上させるため、上記プラスチックフィルム
又はプラスチック板の片面又は両面にガスバリヤー性の
酸化珪素薄膜を成膜して上記電極板の基材とすることが
提案されている。

【０００７】しかしながら、このような酸化珪素薄膜は
屈曲によってクラックが生じ易いため可撓性を有するプ
ラスチックフィルムに適用することは困難である。ま
た、プラスチックフィルムは伸縮性を有しているため、
電極板製造工程や液晶表示装置の製造工程で伸縮性に起
因して全体の大きさが変化し易く、透明電極パターンや
その他のパターン（例えば、透過光を画素毎に着色する
カラーフィルター層のパターンや反射型液晶表示装置に
適用さる反射膜のパターン）を精度良く位置合わせする
ことが困難となる場合があった。

【０００８】一方、厚手のプラスチック板は製造工程中
の伸縮も少なくまた屈曲も少ないため、上記電極板の基
材として好適なものとして期待されている。そして、こ
のプラスチック板上に上記酸化珪素薄膜を成膜する方法
としては、酸化珪素を蒸発源として真空蒸着する方法、
上記酸化珪素又は珪素やフッ化珪素をターゲットとして
交流スパッタリング（これら酸化珪素等は導電性がない
ため直流スパッタリングは不可能である）により成膜す
る方法等が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記酸化珪素
を蒸発源として酸化珪素薄膜を真空蒸着する前者の方法
においては、蒸発源からの輻射熱により上記プラスチッ
ク板表面の温度が８０〜１３０℃程度に昇温するため、
表裏の温度差によってこのプラスチック板に大きな反り
を生ずる問題点があった。

【００１０】他方、上記酸化珪素等をターゲットとして
交流スパッタリングにより成膜する後者の方法において
は、その成膜速度が遅いため一定膜厚の酸化珪素薄膜を
成膜するのに長時間を要し、結果として上記プラスチッ
ク板表面の温度を同程度に昇温させてしまい、この方法
によってもプラスチック板に大きな反りを生ずるという
問題点があった。

【００１１】そして、大きな反りが生じた場合には、こ
のようなプラスチック板の上に上記各種パターンを精度
良く位置合わせすることは困難となる問題点があった。

【００１２】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、軽量かつ耐衝撃
性に優れ、屈曲と伸縮の少ないプラスチック板を基材と
してガスの透過による表示画面の劣化がなく、しかも製
造工程に由来する反りのない電極板の製造方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、プラスチック基板上に二酸化セリウム薄膜と
透明電極とを備える表示装置用電極板の製造方法を前提
とし、金属セリウムをターゲットとし、酸素ガスを導入
しながら直流スパッタリングにより上記二酸化セリウム
薄膜を形成することを特徴とするものである。

【００１４】そして、この請求項１記載の製造方法によ
れば、上記金属セリウムの導電性を利用して直流（Ｄ
Ｃ）スパッタリングを行っており、このターゲットから
弾き出された金属セリウムは導入された酸素ガスと反応
して上記二酸化セリウムを生成する。こうして生成され
た二酸化セリウムは上記プラスチック基板に成膜されこ
のプラスチック基板に耐有機溶剤性とガスバリヤー性と
を付与する。この際、プラスチック基板表面の温度はほ
とんど上昇せず、常温〜４０℃の温度に維持されてお
り、たとえ温度上昇が生じた場合でも６０℃以下であ
る。このため、上記プラスチック基板に反りを生じるこ
となく平坦な形状をそのまま維持させることが可能とな
る。尚、上記酸素ガスはターゲットよりプラスチック基
板に近い位置に多く流れるようその導入菅や導入孔の位
置を調整することが望ましい。また、このＤＣスパッタ
リングに適用するカソードの磁場強度は任意でよいが、
例えば磁束密度４００〜１３００ガウスのマグネットを
利用することができる。

【００１５】また、成膜される二酸化セリウム薄膜は化
学組成ＣｅＯ₂ で示される純粋な二酸化セリウムである
ことが望ましいが、上記ガス透過率の増大が生じない範
囲で僅かなずれ、例えば、ＣｅＯ、ＣｅＯｘ（但しｘは
２以外）で示される二酸化セリウムであってもよいしフ
ッ化セリウム等を含むものであってもよい。

【００１６】次に、請求項１に係る発明において上記二
酸化セリウム薄膜と透明電極は任意の順序で積層された
ものであってよく、例えば、プラスチック基板全面に二
酸化セリウム薄膜を一様に成膜した後、この二酸化セリ
ウム薄膜上に透明導電膜を成膜し、かつ、万線状にパタ
ーニングして透明電極を形成したものであってよい。ま
た、上記透明導電膜をプラスチック基板上に一様に成膜
しかつパターニングして透明電極を形成した後、このパ
ターン状透明電極を含む全面に二酸化セリウム薄膜を一
様に成膜してもよい。更に、プラスチック基板上に二酸
化セリウム薄膜、透明電極、二酸化セリウム薄膜をこの
順に積層し、透明電極が二層の二酸化セリウム薄膜で挟
み込まれる構造を採ってもよい。

【００１７】また、請求項１記載の製造方法により得ら
れる電極板は、これを適用する液晶表示装置に応じて上
記プラスチック基板と透明電極との間に各種の層を介在
させることが可能である。例えば、反射型液晶表示装置
の背面基板に適用する場合には上記プラスチック基板と
透明電極との間に反射膜を介在させることができ、また
カラー液晶表示装置に適用する場合には上記プラスチッ
ク基板と透明電極との間に画素毎に透過光を着色するカ
ラーフィルター層を介在することができる。

【００１８】請求項２及び請求項３に係る発明はこのよ
うな技術的理由に基づいてなされている。

【００１９】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の表示装置用電極板の製造方法を前提とし、プラ
スチック基板と透明電極との間に反射膜が設けられてい
ることを特徴とし、また、請求項３に係る発明は、請求
項１又は２記載の表示装置用電極板の製造方法を前提と
し、プラスチック基板と透明電極との間に透過光を画素
毎に着色するカラーフィルター層が設けられていること
を特徴とするものである。

【００２０】そして、請求項２に係る発明において上記
反射膜としては、例えば、銀、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、マグネシウム、ニッケル合金等の可視光線反
射率の高い金属薄膜が適用できる。また、この反射膜と
して可視光線透過率の高い樹脂中にこの樹脂と屈折率の
異なる無機又は樹脂の微粒子を分散させて成る白色又は
乳白色の光散乱膜を適用することも可能である。この場
合、上記可視光線透過率の高い樹脂としては、アクリル
系、エポキシ系、ウレタン系等の樹脂が適用でき、上記
微粒子としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化
鉛、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、
酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、あるいはポリテト
ラフルオロエチレン等の微粒子が適用できる。また、上
記反射膜として、金属薄膜上に更に上記光散乱膜を積層
して成る二層構造の膜を適用することも可能である。

【００２１】次に、請求項３に係る発明において上記カ
ラーフィルター層としては、例えば、有機顔料を色材と
して使用しこれを感光性樹脂中に分散させて成る着色感
光性樹脂を塗布した後にフォトリソプロセスに従って露
光・現像してパターニングした顔料分散方式のカラーフ
ィルター層、色材として染料を使用し上記パターニング
された感光性樹脂を染色して形成されるカラーフィルタ
ー層、あるいは透明顔料を含む印刷インキをオフセット
印刷法や凹版オフセット印刷法又はフレキソ印刷法等で
印刷形成して得られる印刷方式カラーフィルター層等が
適用できる。

【００２２】尚、このカラーフィルター層としては、そ
れぞれ、赤色、緑色及び青色に着色した三色のカラーフ
ィルター層を適用することが一般的であるが、この他、
シアンに着色したカラーフィルター層と赤色のカラーフ
ィルター層との二色の補色系カラーフィルター層を適用
することもできる。また同様にマゼンタのカラーフィル
ター層と緑色のカラーフィルター層との二色の補色系カ
ラーフィルター層を適用したり、イエローのカラーフィ
ルター層と青色のカラーフィルター層との二色の補色系
カラーフィルター層を適用したりすることも可能であ
る。また、これらの色のカラーフィルター層に加えて白
色のカラーフィルター層を適用することもできる。ま
た、これらカラーフィルター層の上に有機樹脂や酸化珪
素薄膜等のオーバーコート層を形成してもよい。

【００２３】また、請求項１〜３に係る発明に適用でき
るプラスチック基板としては、製造される電極板が透過
型液晶表示装置の電極板又は反射型液晶表示装置の観察
者側電極板に適用される場合、画面を表示する可視光線
の透過率が高いものが望ましく、例えば、ポリメチルメ
タクリレート等のアクリル樹脂、ポリジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート等のポリカーボネート、ポ
リエーテルサルフォン、酢酸セルロース、アモルファス
ポリオレフィン、ポリエステル、エポキシ、不飽和ポリ
エステル、ポリスチレン等が適用できる。また、熱によ
る伸縮を防止するため、酸化珪素又は硫酸バリウム等の
微粒子やガラス繊維等の無機繊維を分散させた上記樹脂
を適用することもできる。

【００２４】また、上記電極板が反射型液晶表示装置又
は半透過型液晶表示装置（入射光の少ない暗い室内で使
用する場合のみ液晶表示装置内部のランプを点灯して使
用する半透過タイプの液晶表示装置）の背面側電極板に
適用される場合には、プラスチック基板として可視光線
透過率の低い着色プラスチック板を適用することもでき
る。特に、このプラスチック基板としてカーボンブラッ
クやカーボンフィバー又はその他の有機又は無機顔料を
混合して黒色に着色されたプラスチック板を適用し、か
つ、画素部位に反射膜を設けると共にこの画素部位の入
射光線のみを選択的に反射させその他の画素と画素の間
の部位の入射光線を黒色プラスチック基板に吸収させる
構成を採ることにより表示画面のコントラストを向上さ
せることが可能となる。

【００２５】次に、請求項１〜３に係る発明に適用でき
る透明電極としては、透明導電膜を周知の電極パターン
にパターニングしたものが適用でき、このような透明導
電膜としては、酸化インジウム薄膜、酸化インジウムの
中にドーパントとして酸化スズを添加して成るＩＴＯ薄
膜、あるいは酸化インジウムの中にドーパントとして酸
化ジルコニウムや酸化チタン又は酸化マグネシウムを添
加して成る薄膜、酸化亜鉛に酸化アルミニウムを添加し
して成る薄膜等が適用できる。また、これら薄膜を二種
類以上積層した多層膜であってもよい。

【００２６】尚、これら透明導電膜を成膜するに先立っ
て、上記プラスチック基板表面をプラズマ洗浄したり紫
外線洗浄したりして上記薄膜とプラスチック基板との密
着性を改善することも可能である。

【００２７】

【作用】請求項１〜３に係る発明によれば、金属セリウ
ムをターゲットとし、酸素ガスを導入しながら直流スパ
ッタリングにより二酸化セリウム薄膜を形成しているた
め、プラスチック基板の表面温度を６０℃以下に保って
耐有機溶剤性とガスバリヤー性を有する二酸化セリウム
薄膜を成膜することが可能となる。

【００２８】このため、上記プラスチック基板に反りが
生ずることなくこのプラスチック基板に耐有機溶剤性と
ガスバリヤー性を付与することが可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００３０】［実施例１］図１はこの実施例に係る電極
板の断面説明図である。すなわち、この電極板は、図１
に示すように厚さ１mmのポリカーボネート板から成るプ
ラスチック基板１と、このプラスチック基板１上にスト
ライプパターン状に設けられた透明電極２と、画面有効
領域よりやや大きめで端子部Ａを除く領域に設けられた
厚さ０．１μｍの二酸化セリウム薄膜３とでその主要部
が構成されている。

【００３１】尚、上記透明電極２は、酸化インジウムに
ドーパントとして酸化スズが添加されたＩＴＯ薄膜を、
３００μｍピッチで２８５μｍ幅のストライプ状にパタ
ーニングして形成されたものである。

【００３２】また、上記二酸化セリウム薄膜３は、金属
セリウムをターゲットとし、アルゴンガス雰囲気に酸素
ガスを導入しながらＤＣスパッタリングにより成膜され
たものである。この際、上記プラスチック基板１は加熱
せず室温に放置したが、成膜中の表面温度は約４０℃に
過ぎず、反りも認められなかった。

【００３３】［実施例２］この実施例に係る電極板は、
図２に示すように厚さ１mmのポリカーボネート板から成
るプラスチック基板１と、このプラスチック基板１上に
画素サイズに対応してその一辺が８５μｍの矩形パター
ン状に設けられた金属反射膜４と、この金属反射膜４上
に設けられかつ金属反射膜４と同一形状に形成された光
散乱膜５と、これら金属反射膜４と光散乱膜５を覆い上
記プラスチック基板１の全面に亘り設けられた二酸化セ
リウム薄膜３と、この二酸化セリウム薄膜３上にストラ
イプパターン状に設けられた透明電極２とでその主要部
が構成されている。

【００３４】尚、上記金属反射膜４は厚さ０．１μｍの
アルミニウム薄膜で構成されており、また、上記光散乱
膜５は平均粒径０．３μｍのホリテトラフルオロエチレ
ンを光硬化型フェノールノボラックエポキシ樹脂に分散
させ、厚さ０．６μｍに塗布し、露光・現像して形成さ
れたものである。

【００３５】また、上記透明電極２は、二酸化セリウム
薄膜３の成膜に続き連続して成膜された厚さ０．２４μ
ｍのＩＴＯ薄膜を、１００μｍピッチで８５μｍ幅のス
トライプ状にパターニングして形成されたものである。

【００３６】また、上記二酸化セリウム薄膜３は実施例
１に係る二酸化セリウム薄膜３と同様に成膜されてお
り、この成膜工程においても上記プラスチック基板１の
表面温度は極めて低く、反りも認められなかった。

【００３７】［実施例３］この実施例に係る電極板は、
図３に示すように厚さ１mmのポリカーボネート板から成
るプラスチック基板１と、このプラスチック基板１上の
画素と画素の間の部位（画素間部位）に設けられたブラ
ックストライプ６と、画素部位に設けられ上記ブラック
ストライプ６にその端部が重なるように形成されたカラ
ーフィルター層７と、これらブラックストライプ６並び
にカラーフィルター層７を覆うように設けられたオーバ
ーコート層８と、このオーバーコート層８を覆って一様
に設けられた二酸化セリウム薄膜３と、この二酸化セリ
ウム薄膜３上にストライプパターン状に設けられた透明
電極２とでその主要部が構成されている。

【００３８】尚、上記ブラックストライプ６は、カーボ
ンブラックが混合された光硬化性樹脂を０．７μｍの厚
さに塗布しかつ露光・現像して形成されており、他方、
上記カラーフィルター層７は、それぞれ、赤色、緑色及
び青色の着色顔料が配合された印刷インキを用い約１．
８μｍの厚さに印刷して形成されている。また、上記オ
ーバーコート層８は、光硬化性樹脂を塗布した後、露光
・硬化させて形成したものである。

【００３９】また、上記透明電極２は、二酸化セリウム
薄膜３の成膜に続き連続して成膜された厚さ０．２０μ
ｍのＩＴＯ薄膜をストライプ状にパターニングして形成
されたものである。

【００４０】また、上記二酸化セリウム薄膜３は実施例
１に係る二酸化セリウム薄膜３と同様に成膜されてお
り、この成膜工程においても上記プラスチック基板１の
表面温度は極めて低く、反りも認められなかった。

【００４１】

【発明の効果】請求項１〜３に係る発明によれば、プラ
スチック基板に反りが生ずることなくこのプラスチック
基板に耐有機溶剤性とガスバリヤー性を付与できるた
め、その後の各種パターンを精度良く形成できると共に
電極板製造工程や液晶表示装置組み立て工程に対する適
応性の向上が図れる効果を有している。

【００４２】このため、軽量かつ耐衝撃性に優れしかも
経時的なガスの侵入に起因した表示画面の劣化の少ない
液晶表示装置を提供できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る電極板の断面説明図。

【図２】実施例２に係る電極板の断面説明図。

【図３】実施例３に係る電極板の断面説明図。

【符号の説明】

１ プラスチック基板 ２ 透明電極 ３ 二酸化セリウム薄膜 ４ 金属反射膜 ５ 光散乱膜 ６ ブラックストライプ ７ カラーフィルター層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック基板上に二酸化セリウム薄膜
   と透明電極とを備える表示装置用電極板の製造方法にお
   いて、 金属セリウムをターゲットとし、酸素ガスを導入しなが
   ら直流スパッタリングにより上記二酸化セリウム薄膜を
   形成することを特徴とする表示装置用電極板の製造方
   法。
2. 【請求項２】プラスチック基板と透明電極との間に反射
   膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の表
   示装置用電極板の製造方法。
3. 【請求項３】プラスチック基板と透明電極との間に透過
   光を画素毎に着色するカラーフィルター層が設けられて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置用
   電極板の製造方法。