JPH09274176A - カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 - Google Patents
カラーフィルタ基板及び液晶表示装置Info
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- JPH09274176A JPH09274176A JP8613396A JP8613396A JPH09274176A JP H09274176 A JPH09274176 A JP H09274176A JP 8613396 A JP8613396 A JP 8613396A JP 8613396 A JP8613396 A JP 8613396A JP H09274176 A JPH09274176 A JP H09274176A
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- film
- silicon oxide
- substrate
- oxide film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基
板の製造工程における膜剥がれを防止する。 【解決手段】 カラーフィルタ基板の着色層を覆うオー
バーコート樹脂層と透明導電層との間に酸化シリコン
（ＳｉＯｘ）膜を緩衝材として介挿し、この酸化シリコ
ン膜の酸素原子比率Ｘを１．４０以下とするとともに、
酸化シリコン膜厚を５００オングストローム以下とす
る。また酸化シリコンをオーバーコート層側から透明導
電層側に向けて傾斜的または階段状に酸素含有比率が大
きくなるように成膜する。
板の製造工程における膜剥がれを防止する。 【解決手段】 カラーフィルタ基板の着色層を覆うオー
バーコート樹脂層と透明導電層との間に酸化シリコン
（ＳｉＯｘ）膜を緩衝材として介挿し、この酸化シリコ
ン膜の酸素原子比率Ｘを１．４０以下とするとともに、
酸化シリコン膜厚を５００オングストローム以下とす
る。また酸化シリコンをオーバーコート層側から透明導
電層側に向けて傾斜的または階段状に酸素含有比率が大
きくなるように成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はカラー表示用液晶
表示装置及びこれに用いられるカラーフィルタに関す
る。
表示装置及びこれに用いられるカラーフィルタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置用カラーフィルタは、一般
に顔料分散法、印刷法、電着法などにより作製される。
公知の方法で作製されたカラーフィルタ基板において
は、着色層表面に凹凸が生じ、液晶表示装置の表示性能
上好ましくないことから、着色層上に凹凸をレベリング
するため有機材料からなるオーバーコート層が積層され
る。
に顔料分散法、印刷法、電着法などにより作製される。
公知の方法で作製されたカラーフィルタ基板において
は、着色層表面に凹凸が生じ、液晶表示装置の表示性能
上好ましくないことから、着色層上に凹凸をレベリング
するため有機材料からなるオーバーコート層が積層され
る。
【０００３】ところでこのオーバーコート層上には一般
にＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）膜からなる液晶駆動用の
透明導電膜が積層されるが、このＩＴＯ膜とオーバーコ
ート層との間には緩衝材として酸化シリコン膜などが介
挿される場合が多い。これは、ＩＴＯ膜を直接オーバー
コート層上に積層した場合、ＩＴＯ膜とオーバーコート
層との付着力が弱く、往々にして膜剥がれが起きる場合
が多いためである。しかしながら、酸化シリコン膜を緩
衝材として用いた場合であっても、透明導電膜や酸化シ
リコン膜の膜剥がれが起こる場合がある。
にＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）膜からなる液晶駆動用の
透明導電膜が積層されるが、このＩＴＯ膜とオーバーコ
ート層との間には緩衝材として酸化シリコン膜などが介
挿される場合が多い。これは、ＩＴＯ膜を直接オーバー
コート層上に積層した場合、ＩＴＯ膜とオーバーコート
層との付着力が弱く、往々にして膜剥がれが起きる場合
が多いためである。しかしながら、酸化シリコン膜を緩
衝材として用いた場合であっても、透明導電膜や酸化シ
リコン膜の膜剥がれが起こる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の技術
的背景に鑑み、カラーフィルタ基板を構成する膜の剥が
れを防止し、生産性を向上させることの可能なカラーフ
ィルタ基板及びこれを用いた液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
的背景に鑑み、カラーフィルタ基板を構成する膜の剥が
れを防止し、生産性を向上させることの可能なカラーフ
ィルタ基板及びこれを用いた液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第一発明では、
透明導電膜とその下層の有機樹脂からなる着色層または
オーバーコート層との間の緩衝材として、酸化シリコン
膜を用い、かつこの酸化シリコン膜の組成比を示す値Ｘ
が１．４０以上であり、該酸化シリコン膜の膜厚が５０
０オングストローム以下とする。このような組成比及び
膜厚範囲とすることにより、カラーフィルタ基板を構成
する膜の膜剥がれが生じないことが実験的に確認され
た。
透明導電膜とその下層の有機樹脂からなる着色層または
オーバーコート層との間の緩衝材として、酸化シリコン
膜を用い、かつこの酸化シリコン膜の組成比を示す値Ｘ
が１．４０以上であり、該酸化シリコン膜の膜厚が５０
０オングストローム以下とする。このような組成比及び
膜厚範囲とすることにより、カラーフィルタ基板を構成
する膜の膜剥がれが生じないことが実験的に確認され
た。
【０００６】また本発明の第二発明では、緩衝材である
酸化シリコン膜の酸素原子比率が、ガラス基板側から透
明導電膜側に沿って階段状あるいは傾斜状に増加するよ
うに構成される。この構成を用いることにより、透明導
電膜との界面近傍では酸化シリコン膜の充填密度を高め
てその上層の透明導電膜の結晶の成長を助長して透明導
電膜の抵抗値を低減することが可能となり、また下地の
有機樹脂膜との界面近傍では酸素含有比率を小さくする
ことにより、スパッタリングによる成膜時の下時膜の酸
素プラズマによるダメージを軽減することができ、これ
により膜剥がれを抑制することができる。
酸化シリコン膜の酸素原子比率が、ガラス基板側から透
明導電膜側に沿って階段状あるいは傾斜状に増加するよ
うに構成される。この構成を用いることにより、透明導
電膜との界面近傍では酸化シリコン膜の充填密度を高め
てその上層の透明導電膜の結晶の成長を助長して透明導
電膜の抵抗値を低減することが可能となり、また下地の
有機樹脂膜との界面近傍では酸素含有比率を小さくする
ことにより、スパッタリングによる成膜時の下時膜の酸
素プラズマによるダメージを軽減することができ、これ
により膜剥がれを抑制することができる。
【０００７】
（実施例１）以下に本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の断
面図を示す。カラーフィルタ基板となるガラス基板１１
上には着色層１２が形成され、さらにこの着色層１２上
を覆うようにアクリルを主成分としたオーバーコート層
１３が塗布形成されている。そしてオーバーコート層１
３上には、酸化シリコン層１４を介してＩＴＯ膜からな
る透明導電層１５が形成されている。
詳細に説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の断
面図を示す。カラーフィルタ基板となるガラス基板１１
上には着色層１２が形成され、さらにこの着色層１２上
を覆うようにアクリルを主成分としたオーバーコート層
１３が塗布形成されている。そしてオーバーコート層１
３上には、酸化シリコン層１４を介してＩＴＯ膜からな
る透明導電層１５が形成されている。
【０００８】また、該カラーフィルタに液晶層２０を介
して対向するように、電極基板２１が配置される。電極
基板２１の内面には、液晶層２０を駆動するための電極
が被着形成されている。
して対向するように、電極基板２１が配置される。電極
基板２１の内面には、液晶層２０を駆動するための電極
が被着形成されている。
【０００９】次に本実施例のカラーフィルタ基板の製造
方法を説明する。まず、ガラス基板１１に顔料分散法に
よりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の領域を有する着色
層１２を形成した。その後、オーバーコート層をスピン
ナーを用いて３μｍに回転塗布した。そして溶融状態の
オーバーコート層を固化させるため、窒素雰囲気中で約
２５０℃の温度で１時間加熱した。そしてこの基板を中
性洗剤を用いて洗浄した。
方法を説明する。まず、ガラス基板１１に顔料分散法に
よりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の領域を有する着色
層１２を形成した。その後、オーバーコート層をスピン
ナーを用いて３μｍに回転塗布した。そして溶融状態の
オーバーコート層を固化させるため、窒素雰囲気中で約
２５０℃の温度で１時間加熱した。そしてこの基板を中
性洗剤を用いて洗浄した。
【００１０】次に、この基板を図２に示すインライン型
スパッタリング装置に搬入して、酸化シリコン層１４と
透明導電層を連続して成膜する。スパッタリング装置の
構成は、ローダー３１、仕込室３２、加熱室３３、酸化
シリコン膜スパッタ室３４、バッファ室３５、ＩＴＯ膜
スパッタ室３６、取り出し室３７、アンローダ３８から
なり、各室はゲートにより仕切られ、各々独自の温度設
定が可能なように構成されている。図２に示すように、
スパッタ室３４、３６の温度は約２２０℃に設定されて
いる。即ち、透明導電膜の比抵抗はスパッタリング温度
が大きくなるほど小さくなるため、ＩＴＯ膜単体の特性
からすればスパッタリング温度は高い方が好ましいが、
下層の着色層及びオーバーコート層の耐熱性の問題から
制約を受ける。これらの要因を考慮して、本実施例では
上記のスパッタリング温度を採用した。そしてスパッタ
リング室の前後の室の温度は、基板に対しスパッタリン
グの前後で急激な温度変化を与えないように階段状のプ
ロファイルを有するように設定される。
スパッタリング装置に搬入して、酸化シリコン層１４と
透明導電層を連続して成膜する。スパッタリング装置の
構成は、ローダー３１、仕込室３２、加熱室３３、酸化
シリコン膜スパッタ室３４、バッファ室３５、ＩＴＯ膜
スパッタ室３６、取り出し室３７、アンローダ３８から
なり、各室はゲートにより仕切られ、各々独自の温度設
定が可能なように構成されている。図２に示すように、
スパッタ室３４、３６の温度は約２２０℃に設定されて
いる。即ち、透明導電膜の比抵抗はスパッタリング温度
が大きくなるほど小さくなるため、ＩＴＯ膜単体の特性
からすればスパッタリング温度は高い方が好ましいが、
下層の着色層及びオーバーコート層の耐熱性の問題から
制約を受ける。これらの要因を考慮して、本実施例では
上記のスパッタリング温度を採用した。そしてスパッタ
リング室の前後の室の温度は、基板に対しスパッタリン
グの前後で急激な温度変化を与えないように階段状のプ
ロファイルを有するように設定される。
【００１１】このようなスパッタリング装置を用いて、
以下の方法により酸化シリコン膜及びＩＴＯ膜を順次形
成した。まず洗浄後の基板をローダ３１、仕込室３２を
介して加熱室３３に導入し、１．５×１０-3Ｔｏｒｒま
で真空引きした後、酸化シリコン膜スパッタ室３４に搬
送した。この室３４においてアルゴンガスと酸素ガスの
混合ガスを導入し、ＲＦスパッタを行った。このときの
ＲＦの投入電力は２ｋｗ、スパッタ圧力を３×１０-3Ｔ
ｏｒｒ、ガスの総流量は４０ｓｃｃｍを保ち、ガスの酸
素比率（酸素流量／総流量）を０〜５０％に変化させ
て、酸化シリコン膜を３００オングストローム成膜し
た。
以下の方法により酸化シリコン膜及びＩＴＯ膜を順次形
成した。まず洗浄後の基板をローダ３１、仕込室３２を
介して加熱室３３に導入し、１．５×１０-3Ｔｏｒｒま
で真空引きした後、酸化シリコン膜スパッタ室３４に搬
送した。この室３４においてアルゴンガスと酸素ガスの
混合ガスを導入し、ＲＦスパッタを行った。このときの
ＲＦの投入電力は２ｋｗ、スパッタ圧力を３×１０-3Ｔ
ｏｒｒ、ガスの総流量は４０ｓｃｃｍを保ち、ガスの酸
素比率（酸素流量／総流量）を０〜５０％に変化させ
て、酸化シリコン膜を３００オングストローム成膜し
た。
【００１２】次にこの基板をバッファ室３５に送り、ガ
ス圧力を調整した後、ＩＴＯスパッタ室３６に送った。
ＩＴＯ膜はＡｒガスとして１００ｓｃｃｍ、スパッタ圧
力５×１０-3ｔｏｒｒ、ＤＣ電力１ｋｗの条件でスパッ
タした。これによりシート抵抗約７Ω、膜厚２２００〜
２５００オングストロームのＩＴＯ膜を得た。
ス圧力を調整した後、ＩＴＯスパッタ室３６に送った。
ＩＴＯ膜はＡｒガスとして１００ｓｃｃｍ、スパッタ圧
力５×１０-3ｔｏｒｒ、ＤＣ電力１ｋｗの条件でスパッ
タした。これによりシート抵抗約７Ω、膜厚２２００〜
２５００オングストロームのＩＴＯ膜を得た。
【００１３】上記の工程を基本として、カラーフィルタ
基板の特性と諸条件との関係を調べた。まず、酸化シリ
コン膜形成時のガスの酸素比率について調べた。図３は
酸化シリコン膜１４形成時のガスの酸素比率（Ｏ2 ／Ａ
ｒ＋Ｏ2 ）とその上層に形成された透明導電膜１５のシ
ート抵抗との関係を示す。ガスの酸素比率が大きくなる
に従って、シート抵抗は徐々に低くなり、やがて一定と
なることが判る。この現象は酸化シリコン膜１４の充填
密度により説明できる。即ち、酸化シリコン膜１４形成
時のスパッタリングターゲットとして、溶融石英を使用
しているが、一般にはスパッタリング時にターゲットか
ら酸素の離脱が起き、結果的に堆積した酸化シリコン膜
の組成比がストイキメトリー（ＳｉＯ2 ）からずれるよ
うになる。このずれが大きいほど膜の充填密度は小さ
く、このために酸化シリコン膜上に積層するＩＴＯ膜１
５も下地の酸化シリコン膜の影響を受けて充填密度が小
さくなり、その結果シート抵抗が増加する。
基板の特性と諸条件との関係を調べた。まず、酸化シリ
コン膜形成時のガスの酸素比率について調べた。図３は
酸化シリコン膜１４形成時のガスの酸素比率（Ｏ2 ／Ａ
ｒ＋Ｏ2 ）とその上層に形成された透明導電膜１５のシ
ート抵抗との関係を示す。ガスの酸素比率が大きくなる
に従って、シート抵抗は徐々に低くなり、やがて一定と
なることが判る。この現象は酸化シリコン膜１４の充填
密度により説明できる。即ち、酸化シリコン膜１４形成
時のスパッタリングターゲットとして、溶融石英を使用
しているが、一般にはスパッタリング時にターゲットか
ら酸素の離脱が起き、結果的に堆積した酸化シリコン膜
の組成比がストイキメトリー（ＳｉＯ2 ）からずれるよ
うになる。このずれが大きいほど膜の充填密度は小さ
く、このために酸化シリコン膜上に積層するＩＴＯ膜１
５も下地の酸化シリコン膜の影響を受けて充填密度が小
さくなり、その結果シート抵抗が増加する。
【００１４】従ってガスの酸素比率を大きくするにつれ
てストイキメトリーへの接近がおこり、充填密度の増
加、ひいてはＩＴＯ膜のシート抵抗の現象をもたらす。
図３に示すとおり、ガスの酸素比率として約３０％付近
でストイキメトリーに近い値になると考えられる。
てストイキメトリーへの接近がおこり、充填密度の増
加、ひいてはＩＴＯ膜のシート抵抗の現象をもたらす。
図３に示すとおり、ガスの酸素比率として約３０％付近
でストイキメトリーに近い値になると考えられる。
【００１５】ところで、着色層１２及びオーバーコート
層１３は有機物で構成されており、上層膜のスパッタリ
ング時にこれらの層１２、１３の内部からガス放出がお
こる。酸化シリコン膜及びＩＴＯ膜のスパッタリング時
にガスが滞留すると、後の加熱工程で着色層が膨潤して
酸化シリコン膜や上層のＩＴＯ膜の膜剥がれが発生して
しまう。従ってスパッタリング後にガスが滞留しないよ
うな条件を求めるために、ガスの酸素比率との関係を求
めた。その結果、表１に示すように、ガスの酸素比率が
約１５％以下の領域で膜剥がれが起こらないことが判っ
た。
層１３は有機物で構成されており、上層膜のスパッタリ
ング時にこれらの層１２、１３の内部からガス放出がお
こる。酸化シリコン膜及びＩＴＯ膜のスパッタリング時
にガスが滞留すると、後の加熱工程で着色層が膨潤して
酸化シリコン膜や上層のＩＴＯ膜の膜剥がれが発生して
しまう。従ってスパッタリング後にガスが滞留しないよ
うな条件を求めるために、ガスの酸素比率との関係を求
めた。その結果、表１に示すように、ガスの酸素比率が
約１５％以下の領域で膜剥がれが起こらないことが判っ
た。
【００１６】
【表１】
【００１７】尚膜剥がれが起こる原因は、酸化シリコン
膜の充填密度が大きくなるに従って、着色層やオーバー
コート層から放出されたガスが酸化シリコン膜を完全に
通過できなくなり、局所的に放出ガス濃度が高くなり、
ＩＴＯ粒子と酸化シリコン膜との付着確率が低下するも
のと予想される。
膜の充填密度が大きくなるに従って、着色層やオーバー
コート層から放出されたガスが酸化シリコン膜を完全に
通過できなくなり、局所的に放出ガス濃度が高くなり、
ＩＴＯ粒子と酸化シリコン膜との付着確率が低下するも
のと予想される。
【００１８】次に別の要因について述べると、ＩＴＯ膜
を成膜後、一般にはこれをストライプ状にパターニング
するが、その際膜にかかるストレスが解放されて、膜剥
がれが起きる場合がある。このとき酸化シリコン膜は非
常に薄い膜なので、ＩＴＯ膜のストレスのみが問題とな
る。ＩＴＯ膜のストレスが解放されるとき、ＩＴＯ膜が
微小変位を起こすが、これに応じて酸化シリコン膜も微
小変位を起こす。酸化シリコン膜の充填密度が高いと、
この変位に対応できずに膜剥がれが起こる。従って、パ
ターニング時に膜剥がれが起きないように、酸化シリコ
ン膜１４は充填密度の低い柔構造になっている必要があ
る。これをガスの酸素比率の観点からみると約１０％で
あることがわかった。１０％を越えると、ＩＴＯ膜のパ
ターニング時に膜剥がれが生じてしまう。
を成膜後、一般にはこれをストライプ状にパターニング
するが、その際膜にかかるストレスが解放されて、膜剥
がれが起きる場合がある。このとき酸化シリコン膜は非
常に薄い膜なので、ＩＴＯ膜のストレスのみが問題とな
る。ＩＴＯ膜のストレスが解放されるとき、ＩＴＯ膜が
微小変位を起こすが、これに応じて酸化シリコン膜も微
小変位を起こす。酸化シリコン膜の充填密度が高いと、
この変位に対応できずに膜剥がれが起こる。従って、パ
ターニング時に膜剥がれが起きないように、酸化シリコ
ン膜１４は充填密度の低い柔構造になっている必要があ
る。これをガスの酸素比率の観点からみると約１０％で
あることがわかった。１０％を越えると、ＩＴＯ膜のパ
ターニング時に膜剥がれが生じてしまう。
【００１９】次に、これらの実験条件と実際の酸化シリ
コン膜の組成比、即ちＳｉＯｘで示すｘの値がどのよう
な関係を有するかをオージェ分析法を用いて調べた。そ
の結果を表２に示す。
コン膜の組成比、即ちＳｉＯｘで示すｘの値がどのよう
な関係を有するかをオージェ分析法を用いて調べた。そ
の結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】この表は原子％を組成比に変換したもので
ある。アルゴンと酸素の比率とオージェ分析により調べ
たシリコンと酸素の比率の関係を示す。この表より、酸
素の比率ｘは、ガスの酸素比率が小さいとき、ほぼ線形
に比例し、ガスの酸素比率が３０％以上の時、ｘ〜１．
９０とほぼストイキメトリーに近い値になっていること
が判った。膜剥がれのない、最大のガスの酸素比率１０
％のとき、組成比ｘは１．４０であり、膜剥がれのない
組成比はｘ＝１．１０〜１．４０であることが判った。
ある。アルゴンと酸素の比率とオージェ分析により調べ
たシリコンと酸素の比率の関係を示す。この表より、酸
素の比率ｘは、ガスの酸素比率が小さいとき、ほぼ線形
に比例し、ガスの酸素比率が３０％以上の時、ｘ〜１．
９０とほぼストイキメトリーに近い値になっていること
が判った。膜剥がれのない、最大のガスの酸素比率１０
％のとき、組成比ｘは１．４０であり、膜剥がれのない
組成比はｘ＝１．１０〜１．４０であることが判った。
【００２２】次に酸化シリコン膜厚と膜剥がれの関係に
ついて調べた結果、以下のことが判明した。即ち、第一
に酸化シリコンの膜厚を過度に薄くすると、ＩＴＯをパ
ターニングするときに使用するレジストの剥離液である
ＮａＯＨ溶液が酸化シリコン膜を浸透して、オーバーコ
ート層を浸食してしまう可能性がある。これを避けるた
めには、酸化シリコン膜の最低膜厚が約１００オングス
トローム必要であることが判った。
ついて調べた結果、以下のことが判明した。即ち、第一
に酸化シリコンの膜厚を過度に薄くすると、ＩＴＯをパ
ターニングするときに使用するレジストの剥離液である
ＮａＯＨ溶液が酸化シリコン膜を浸透して、オーバーコ
ート層を浸食してしまう可能性がある。これを避けるた
めには、酸化シリコン膜の最低膜厚が約１００オングス
トローム必要であることが判った。
【００２３】一方、後の配向膜形成工程などにおいて加
熱工程を通過するため、酸化シリコン膜厚が厚すぎる
と、着色層の膨潤が生じる。この点について実験を重ね
たところ、ガスの酸素比率が０〜１０％のとき、酸化シ
リコンの膜厚が５００オングストローム以下であれば、
膨潤が起きないことが判った。
熱工程を通過するため、酸化シリコン膜厚が厚すぎる
と、着色層の膨潤が生じる。この点について実験を重ね
たところ、ガスの酸素比率が０〜１０％のとき、酸化シ
リコンの膜厚が５００オングストローム以下であれば、
膨潤が起きないことが判った。
【００２４】以上のことから、その組成比ＳｉＯｘとし
てｘ＝１．１０〜１．４０、膜厚として１００〜５００
オングストロームの範囲にあれば、酸化シリコン膜やＩ
ＴＯ膜の膜剥がれを生じることなく、カラーフィルタの
生産性を向上させることができることがわかった。
てｘ＝１．１０〜１．４０、膜厚として１００〜５００
オングストロームの範囲にあれば、酸化シリコン膜やＩ
ＴＯ膜の膜剥がれを生じることなく、カラーフィルタの
生産性を向上させることができることがわかった。
【００２５】（実施例２）本実施例は、酸化シリコン膜
の充填密度を厚み方向に変化させることにより、膜剥が
れを防止するとともに透明導電膜の抵抗値の低減をはか
ったものである。
の充填密度を厚み方向に変化させることにより、膜剥が
れを防止するとともに透明導電膜の抵抗値の低減をはか
ったものである。
【００２６】図４は、本実施例のカラーフィルタ基板の
断面図を示す。即ち、ガラス基板１１１上には、有機樹
脂材料からなる着色層１１２が公知の顔料分散法により
形成され、その上にアクリル樹脂からなるオーバーコー
ト層１１３が積層形成されている。さらにその上には、
スパッタリング法により形成された酸化シリコン膜１１
４からなる緩衝層を介して、同じくスパッタリング法に
より形成されたＩＴＯからなる透明導電層１１５が積層
されている。酸化シリコン膜１１４は、酸素含率の異な
る層１４１、１４２、１４３の三層からなる。尚、図示
しないが、実施例１と同様に、このカラーフィルタ基板
に液晶層を介し電極基板を対向配置することによって、
液晶表示装置が得られる。
断面図を示す。即ち、ガラス基板１１１上には、有機樹
脂材料からなる着色層１１２が公知の顔料分散法により
形成され、その上にアクリル樹脂からなるオーバーコー
ト層１１３が積層形成されている。さらにその上には、
スパッタリング法により形成された酸化シリコン膜１１
４からなる緩衝層を介して、同じくスパッタリング法に
より形成されたＩＴＯからなる透明導電層１１５が積層
されている。酸化シリコン膜１１４は、酸素含率の異な
る層１４１、１４２、１４３の三層からなる。尚、図示
しないが、実施例１と同様に、このカラーフィルタ基板
に液晶層を介し電極基板を対向配置することによって、
液晶表示装置が得られる。
【００２７】図５は、酸化シリコン層及び透明導電層形
成時に用いたスパッタリング装置の概略構成を示す。こ
のバッチ型スパッタリング装置は同軸円筒型で、外側の
相対する位置に内側に向けて、酸化シリコンターゲット
２１及びＩＴＯターゲット２２を具備している。カラー
フィルタ基板１１０は内面円筒に表面を外側に向けて設
置され、順次回転する。図示しないがヒーターが外側円
筒内面に設置されている。
成時に用いたスパッタリング装置の概略構成を示す。こ
のバッチ型スパッタリング装置は同軸円筒型で、外側の
相対する位置に内側に向けて、酸化シリコンターゲット
２１及びＩＴＯターゲット２２を具備している。カラー
フィルタ基板１１０は内面円筒に表面を外側に向けて設
置され、順次回転する。図示しないがヒーターが外側円
筒内面に設置されている。
【００２８】この装置を用い、オーバーコート層までを
形成し、洗浄後のカラーフィルタ基板をスパッタリング
室に投入し、酸化シリコン膜とＩＴＯ膜とを連続的にス
パッタリングした。まず、装置の真空引き開始と同時に
ヒーター加熱を開始し、１０−４Ｐａ程度である。カラ
ーフィルタ基板の成膜時の温度は２５０℃とした。この
温度を一時間保持し、カラーフィルタ基板からのガス出
しを行う。このガス出し工程を十分にとらないと、実施
例１で述べた理由から、ＩＴＯ膜積層時に膜剥がれが生
じる。
形成し、洗浄後のカラーフィルタ基板をスパッタリング
室に投入し、酸化シリコン膜とＩＴＯ膜とを連続的にス
パッタリングした。まず、装置の真空引き開始と同時に
ヒーター加熱を開始し、１０−４Ｐａ程度である。カラ
ーフィルタ基板の成膜時の温度は２５０℃とした。この
温度を一時間保持し、カラーフィルタ基板からのガス出
しを行う。このガス出し工程を十分にとらないと、実施
例１で述べた理由から、ＩＴＯ膜積層時に膜剥がれが生
じる。
【００２９】図６は、このときの酸化シリコン膜の成膜
条件と上層のＩＴＯ透明導電膜のシート抵抗との関係を
測定した結果である。即ち、酸化シリコンのスパッタリ
ング時の全圧力を０．３３Ｐａ、投入電力を３ｋｗとし
て酸素の導入比率（Ｏ2 ／Ａｒ＋Ｏ2 ）を変えたとき
に、一定条件下で成膜した上層のＩＴＯ膜のシート抵抗
の変化を示す。尚、ＩＴＯ膜はＡｒとＯ２ガスの混合ガ
ス中で、圧力０．６５Ｐａ、パワーを１．０ｋｗの条件
下でスパッタリングを行い、約２１００オングストロー
ム厚の膜を得た。図から判るように、Ｏ2 の導入比率が
０％のときはＩＴＯのシート抵抗値は８．５Ω／ｃｍ2
であるが、Ｏ2 比率が大きくなるに従ってシート抵抗値
は下がりはじめ、約２０％異常で下限飽和値約７Ω／ｃ
ｍ2 が得られた。しかしながら、この条件で作製した酸
化シリコン膜では、スパッタリング時に発生する酸素プ
ラズマがオーバーコート層をエッチングしてしまい、膜
剥がれが発生してしまう。
条件と上層のＩＴＯ透明導電膜のシート抵抗との関係を
測定した結果である。即ち、酸化シリコンのスパッタリ
ング時の全圧力を０．３３Ｐａ、投入電力を３ｋｗとし
て酸素の導入比率（Ｏ2 ／Ａｒ＋Ｏ2 ）を変えたとき
に、一定条件下で成膜した上層のＩＴＯ膜のシート抵抗
の変化を示す。尚、ＩＴＯ膜はＡｒとＯ２ガスの混合ガ
ス中で、圧力０．６５Ｐａ、パワーを１．０ｋｗの条件
下でスパッタリングを行い、約２１００オングストロー
ム厚の膜を得た。図から判るように、Ｏ2 の導入比率が
０％のときはＩＴＯのシート抵抗値は８．５Ω／ｃｍ2
であるが、Ｏ2 比率が大きくなるに従ってシート抵抗値
は下がりはじめ、約２０％異常で下限飽和値約７Ω／ｃ
ｍ2 が得られた。しかしながら、この条件で作製した酸
化シリコン膜では、スパッタリング時に発生する酸素プ
ラズマがオーバーコート層をエッチングしてしまい、膜
剥がれが発生してしまう。
【００３０】このような膜剥がれを防ぐため本実施例で
は、酸化シリコン膜を酸素導入比率を段階的に変化させ
て図５に示す構造の膜を成膜した。即ち、最初の第１層
１４１は酸素の導入比率を０％として約１５０オングス
トローム、次に第２層１４２は導入比率を１０％にして
約１５０オングストローム、最後に第３層１４３は導入
比率を３０％にして約１５０オングストロームを順次積
層し、計約４５０オングストロームの酸化シリコン膜を
得た。
は、酸化シリコン膜を酸素導入比率を段階的に変化させ
て図５に示す構造の膜を成膜した。即ち、最初の第１層
１４１は酸素の導入比率を０％として約１５０オングス
トローム、次に第２層１４２は導入比率を１０％にして
約１５０オングストローム、最後に第３層１４３は導入
比率を３０％にして約１５０オングストロームを順次積
層し、計約４５０オングストロームの酸化シリコン膜を
得た。
【００３１】このような構造においては、まず第１層１
４１の成膜時には酸素プラズマが発生しないために、オ
ーバーコート層の損傷が防がれ、付着強度が保証され
る。第２層１４２形成時は、酸素プラズマは発生する
が、その導入比率が小さいために、第１層１４１により
オーバーコート層１３への損傷を十分に防げる。この第
２層１４２の役割は第３層１４３への組成調整にある。
即ち、極端に組成の異なる層を制御よく積層ができない
ためである。第３層１４３の導入比率３０％では十分な
酸素プラズマが発生するが、オーバーコートの損傷は全
くみられなかった。
４１の成膜時には酸素プラズマが発生しないために、オ
ーバーコート層の損傷が防がれ、付着強度が保証され
る。第２層１４２形成時は、酸素プラズマは発生する
が、その導入比率が小さいために、第１層１４１により
オーバーコート層１３への損傷を十分に防げる。この第
２層１４２の役割は第３層１４３への組成調整にある。
即ち、極端に組成の異なる層を制御よく積層ができない
ためである。第３層１４３の導入比率３０％では十分な
酸素プラズマが発生するが、オーバーコートの損傷は全
くみられなかった。
【００３２】このような構造を有する酸化シリコン膜に
ＩＴＯ膜を前述の条件で作製した。その結果、ＩＴＯの
シート抵抗は約７Ω／ｃｍ2 であった。また膜剥がれは
全く発生しなかった。さらに、ＩＴＯ膜をストライプ状
にパターニングして、応力が解放された場合に膜剥がれ
が生じないかどうかを調べたところ、膜剥がれは生じな
かった。これは、酸化シリコン膜の第１層１４１及び第
２層１４２が酸素導入比率が０％、１０％と小さいため
充填密度としては小さくなっているので、構造的には柔
構造となっており、ＩＴＯ膜の応力解放に対しても膜剥
がれを生じさせることなく構造変化が可能なためであ
る。
ＩＴＯ膜を前述の条件で作製した。その結果、ＩＴＯの
シート抵抗は約７Ω／ｃｍ2 であった。また膜剥がれは
全く発生しなかった。さらに、ＩＴＯ膜をストライプ状
にパターニングして、応力が解放された場合に膜剥がれ
が生じないかどうかを調べたところ、膜剥がれは生じな
かった。これは、酸化シリコン膜の第１層１４１及び第
２層１４２が酸素導入比率が０％、１０％と小さいため
充填密度としては小さくなっているので、構造的には柔
構造となっており、ＩＴＯ膜の応力解放に対しても膜剥
がれを生じさせることなく構造変化が可能なためであ
る。
【００３３】以上述べたとおり、酸化シリコン膜の構成
を組成的に階段構造にすることにより、膜剥がれがな
く、且つ抵抗値の低いＩＴＯ膜の形成が可能となった。
尚本実施例ではガスの酸素導入比率を階段状に変化させ
たが、連続的に変化させても同様の結果が得られる。
を組成的に階段構造にすることにより、膜剥がれがな
く、且つ抵抗値の低いＩＴＯ膜の形成が可能となった。
尚本実施例ではガスの酸素導入比率を階段状に変化させ
たが、連続的に変化させても同様の結果が得られる。
【００３４】
【発明の効果】この発明によれば、カラーフィルタ基板
を構成する膜の膜剥がれを防止し、カラーフィルタ基板
の生産性を向上させることが可能である。
を構成する膜の膜剥がれを防止し、カラーフィルタ基板
の生産性を向上させることが可能である。
【図１】本発明の一実施例における液晶表示装置の断面
図を示す。
図を示す。
【図２】本発明の一実施例における成膜条件と透明電極
抵抗との相関関係を示す。
抵抗との相関関係を示す。
【図３】本発明の一実施例におけるスパッタリング装置
の概略構成及び成膜条件を示す。
の概略構成及び成膜条件を示す。
【図４】本発明の他の実施例におけるカラーフィルタ基
板の断面図を示す。
板の断面図を示す。
【図５】本発明の他の実施例におけるスパッタリング装
置の概略構成を示す。
置の概略構成を示す。
【図６】本発明の他の実施例における成膜条件と透明電
極抵抗との相関関係を示す。
極抵抗との相関関係を示す。
１１、１１１…ガラス基板 １２、１１２…着色層 １３、１１３…オーバーコート層 １４、１１４…酸化シリコン膜 １５、１１５…透明導電層
Claims (5)
- 【請求項１】 ガラス基板上に有機材料から構成される
カラーフィルタを被着してなる基板に酸化シリコン膜
（ＳｉＯｘ）及び透明導電膜を積層してなるカラーフィ
ルタ基板において、 前記酸化シリコン膜の組成比を示す値Ｘが１．４０以上
であり、且つ該酸化シリコン膜の膜厚が５００オングス
トローム以下であることを特徴とするカラーフィルタ基
板。 - 【請求項２】 前記カラーフィルタは有機材料中に着色
材料が分散された着色層及び該着色層上に形成された有
機材料からなるオーバーコート層からなることを特徴と
する請求項１記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項３】 ガラス基板上に有機材料から構成される
カラーフィルタを被着してなる基板に酸化シリコン膜
（ＳｉＯｘ）及び透明導電膜を積層してなるカラーフィ
ルタ基板と、前記カラーフィルタ基板に対向して配置さ
れた液晶駆動用電極を有する対向基板と、前記透明導電
膜及び液晶駆動用電極間に挟持された液晶層とを有する
液晶表示装置において、 前記酸化シリコンの組成比を示す値Ｘが１．４０以上で
あり、且つ該酸化シリコン膜の膜圧が５００オングスト
ローム以下であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項４】 ガラス基板上に有機材料から構成される
カラーフィルタを被着してなる基板に、酸化シリコン膜
及び透明導電膜を積層してなるカラーフィルタ基板にお
いて、 前記酸化シリコン膜の酸素原子比率が、ガラス基板側か
ら透明導電膜側に沿って階段状あるいは傾斜状に増加す
るように構成されてなることを特徴とするカラーフィル
タ基板。 - 【請求項５】 ガラス基板上に有機材料から構成される
カラーフィルタを被着してなる基板に、酸化シリコン膜
及び透明導電膜を積層してなるカラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板に対向して配置された液晶駆動
用電極を有する対向基板と、前記透明導電膜及び液晶駆
動用電極間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置
において、 前記酸化シリコン膜の酸素原子比率が、ガラス基板側か
ら透明導電膜側に沿って階段状あるいは傾斜状に増加す
るように構成されてなることを特徴とするカラーフィル
タ基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613396A JPH09274176A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613396A JPH09274176A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274176A true JPH09274176A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13878221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8613396A Pending JPH09274176A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09274176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075625A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Sony Corp | カラーフィルタおよびその製造方法 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8613396A patent/JPH09274176A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075625A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Sony Corp | カラーフィルタおよびその製造方法 |
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