JPH0335216A - 連続式スパッタ装置およびカラー液晶用基板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は連続式スパッタ装置および連続式スパッタ装置
により透明電極を形成する場合のカラー液晶用基板の製
造方法に関するものである。

従来の技術 カラー液晶表示装置は既に実用化されており、薄型軽量
、低電圧駆動、低消費電力などの特徴があり、これらの
表示装置は、カラーフィルターの位置する構造から二つ
に大別される。

ひとつは、液晶パネルの外側にカラーフィルターを設け
たもの、もうひとつは液晶パネルの内側に設けたもの（
内在型と呼ぶ〉である。更に内在型であっても、液晶パ
ネルを構成するカラーフィルター側基板の構造により、
以下の２種類がある。カラス基板上にカラーフィルター
を形成した後、例えば酸化インジウムと酸化錫からなる
透明電極（以下、インジウム・チン・オキサイド略して
ＩＴＯと記す）をパターンニングするタイプ（以下ＩＴ
ＯｏｎＣＦタイプと記す）と、ガラス基板上に透明電極
をパターンニングした後、カラーフィルターを形成する
タイプ（以下ＣＦｏｎｌＴＯと＝己す）がある。

しかしながら、前述のような液晶の特徴をより有効に活
用するためには、前述のＩＴＯｏｎＣＦタイプが有効で
あり、例えば、特開昭６３−４４６２８号公報などが知
られている。

発明が解決し゛ようとする課題 第３図ａ、ｂ、ｃは従来の１ＴＯｏｎｃＦタイプのカラ
ー液晶用基板の製造方法によるカラー液晶用基板の説明
図である。第３図ａはガラス基板１上に例えば、赤（Ｒ
）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）・黒（ＢＬ）からなるカラーフ
ィルター２が形成されたものを示している。次に、前記
基板上へは、カラーフィルターの凹凸を平滑にするため
の平滑層的役割と、後工程となる透明電極の形成工程、
透明電極のエツチング工程、更にはレジストの剥離工程
などにおいて保護層的役割を持たせるため、第３図すの
ようにガラス基板上全面に有機透明薄膜４を形成し、更
に透明電極３が形成される。

次に、第３図Ｃのようにカラーフィルター２に対し特定
位置となるよう複数の透明電極３にパターンニングされ
る。この透明電極３の形成方法について更に第４図を用
いて詳述する。

第４図は従来の連続式スパッタ装置の構成を示す図であ
る。図において基板１は矢印方向へ連続的に搬送され、
予備加熱部６で予備加熱され、本加熱部７で加熱されな
がら透明電極（ＩＴＯ）が形成される。８はＩＴＯをス
パッタリングするためのカソードである。

このような連続式スパッタ装置の特長の一つは生産性に
あり、生産性を高めるためには基板をできるだけ早く、
しかも連続的に送ることが望ましく、よってＩＴＯター
ゲットをスパッタリングするカソードを第４図のように
複数設置し搬送スピードを早くすることができるよう設
計されている。

しかし、前述のような従来の装置および方法によりカラ
ー液晶用基板を製造すると、前記カラーフィルター２お
よび有機透明溝１１ｊ４が形成された基板上に成膜した
場合と、ガラス基板単体上に直接成膜した場合とでは透
明電極の特性すなわち比抵抗や透過率に差が生じ、ガラ
ス上に比べ有機透明薄膜４上で前記特性が悪くなるとい
う問題点を有していた。

これは通常のカラーフィルター２が有機樹脂に有機顔料
などを分散した材料で作成されており。

更に基板の成膜搬送スピードが早いため予備加熱される
時間が短く、スパッタリング最中の本加熱時においてカ
ラーフィルター２や有機透明薄１１４からの脱ガスによ
り成膜された透明電極３の特性の悪化、すなわち比抵抗
が増加し、透過率が低下する。

本発明は上記問題点を解決するもので、特性の優れたカ
ラー液晶用基板を連続的に安定して製造できる連続式ス
パッタ装置およびカラー液晶用基板の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、複数の基板を一
括して減圧下で加熱乾燥する槽を二つ以上備え、これら
の槽から順次搬送供給される基板を予備加熱する予備加
熱部と、加熱しながらスパッタリングする本加熱部とを
有する槽を具備したものである。

また前記手段を用いて、カラーフィルターおよび有機透
明薄膜が形成されたガラス基板を減圧下で加熱乾燥した
のち透明電極を形成するものである。

作用 本発明によれば、基板は減圧下で加熱乾燥されるため効
果的に脱ガスが行われカラーフィルターや有機透明薄膜
からの脱ガスが十分に行われたのちに透明電極が形成さ
れるので、カラーフィルターや有機透明薄膜が形成され
た基板であっても、比抵抗値が小さく透過率の高いカラ
ー液晶用基板を連続的に製造することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。ここで、本発明と従来例の同一箇所については
同一番号を付す。

（実施例１） 第１図ａは本発明のカラー液晶用基板の製造方法におけ
る連続式スパッタ装置の槽底を説明する平面図、同図す
は同断面図である。

まず、第３図のようにガラス基板１上に黒色のカラーフ
ィルターを印刷法により形成し、その後、赤、緑、青適
当な順番で各色を印刷しカラーフィルター２を形成する
。次に、有機透明薄膜４として紫外線硬化型のアクリル
系樹脂をガラス基板上全面に塗布し、光照射して硬化さ
せ有機透明薄膜４を形成する。ここで使用したカラーフ
ィルター２と有機透明薄膜４の耐熱温度は２３０℃以上
のものである。

次に、第１図の連続式スパッタ装置により透明電極３を
形成する。図において、槽９，１０は複数の基板を収納
し一括して減圧加熱乾燥するもので、本実施例では２つ
設ける。この槽９．１０は、バルブ１１．１２を介して
予備加熱部６と本加熱部７とカソード８が設けられた槽
（以下スパッタリング槽と記す〉と連結される。収納槽
１３゜１４は透明電極が形成された基板を受は取り収納
するもので二つ設けられている。

前記ガラス基板１は槽９，１０に複数枚収納され、バル
ブ１１．１２が閉じた状態でガラス基板１の温度が１８
０℃となるよう加熱制御し２０分間減圧下で加熱乾燥す
る。その後、バルブ１１を開き、ガラス基板１は矢印方
向に連続的に搬送され予晰加熱部６および本加熱部７で
ガラス基板１のスパッタ面側の表面温度が１８０℃にな
るよう加熱制御され、ＩＴＯターゲットがカソード８で
スパッタリングされガラス基板１上に透明電極３が形成
される。この基板は順次収納槽１３に収納される。槽９
のガラス基板１がなくなると、バルブ１１は閉じ、次に
バルブ１２が開き槽１０のガラス基板１が順次搬送され
同様に透明電極３が形成される。この間、空となった槽
９には新しいガラス基板１がセツティングされ減圧下で
加熱乾燥される。上記サイクルによりガラス基板１は常
に矢印方向に搬送され透明電極３が連続的に形成される
。カソード８は２個設け、ＩＴＯターゲットとしては酸
化インジウムと酸化錫の割合が９０対１０重量パーセン
トのものを使用する。所望する膜厚は厚すぎるとＩＴＯ
のクラックとなり、薄すぎるとシート抵抗値が大きくな
るので約２５００Ａを成膜目標とする。

その結果、カラーフィルター２および有機透明薄膜４が
形成された基板（以下ＣＦ基板と記す）とガラス基板単
体に成膜された透明電極のシート抵抗値と透過率を第３
図Ｂ点について測定し、その平均値を表１に示す。なお
、本実施例ではＣＦ基板とガラス基板単体をそれぞれ交
互に複数枚成膜しその特性を比較した。

表１における透過率は波長５５０ｎｍにおける値を示す
。表１より明らかなようにその平均値を比べるとＣＦ基
板もシート抵抗値が１２Ω／口、透過率が７５％以上あ
りガラス基板単体の場合と同じ値で、十分満足できる結
果であった。

このように得られた基板は通常のフォトリソ工程、ＩＴ
Ｏのエツチング工程を経てカラー液晶用基板を製造する
。

以上のように本実施例によれば、カラー液晶用基板の製
造における透明電極の成膜工程において、基板を一括し
て減圧下で加熱乾燥する槽を２つ設け、基板を１８０℃
で２０分減圧下で加熱乾燥し、そののちスパッタ面側の
基板の表面温度を１８０℃に加熱制御することによりカ
ラーフィルター２や有機透明薄膜４からの脱ガスを十分
行った後に透明電極を成膜するので、ガラス基板単体に
成膜したときと同様に比抵抗が小さく透過率の高い透明
電極３が形成でき、特性の優れたカラー液晶用基板を製
造できる。

（以　　下　　余　　白　　） （実施例２） 本発明の第２の実施例では、減圧下で加熱乾燥する温度
を２３０℃とし、かつ３０分乾燥し、基板のスパッタ面
側の表面温度が２３０℃となるように予備加熱部および
本加熱部を加熱制御する他は、実施例１と同一条件で透
明電極３を成膜する。その結果を併せて表１に示す。表
１のとおり、ＣＦ基板とガラス基板単体の特性に差はな
く、実施例１より更に低抵抗の透明電極３が形成できる
。

〈実施例３） 第２図は本発明の他の実施例における連続式スパッタ装
置の構成を説明する平面図である。

基板を一括して減圧下で加熱乾燥する槽として９．１０
．１５の３つの槽を設け、基板を受は取り収納する収納
槽も同様に１３．１４．１７と３槽設ける。このような
装置によれば実施例１より高速の成膜スピードにも対応
でき生産性が更に向上する。

この装置で、実施例１より成膜レートを大きくかつ搬送
スピードを早くしその他の条件は実施例１と同様に成膜
したが、同様に良い結果を得られた。

（比較例〉 以下、本発明との比較例について説明する。

比較例では実施例同様の方法でガラス基板１上にカラー
フィルター２と有機透明薄膜４を形成する。次に、透明
電極３の形成条件としては以下の各条件で成膜しその結
果を実施例と比較するため表１に併せて示す。

比較例１ 実施例１と同様の連続式スパッタ装置で、１５０℃で１
０分間減圧下で加熱乾燥し、その他は同一条件にて成膜
した。

比較例２ 実施例１と同様の連続式スパッタ装置で、基板のスパッ
タ面側の表面温度が１５０℃となるように予備加熱部お
よび本加熱部を加熱ホ制御し、その他の条件は同一とし
た。

比較例３ 第４図に示す従来の連続式スパッタ装置で、基板を減圧
下で加熱乾燥せず、その他実施例１と同様の条件で成膜
した。

以上の実施例と比較例から判るように、基板を１８０℃
以上で２０分以上減圧加熱乾燥し、スパッタ面側の基板
の表面温度を少なくとも１８０℃以上に加熱制御するこ
とによりカラー液晶用基板として特性（シート抵抗値や
透過率）の良い基板を製造できるが〈実施例１，２．３
）、減圧下で加熱乾燥を行わない場合、あるいは１８０
℃以下、あるいは時間が短い場合であると（比較例１．
３）十分脱ガスされず、また基板の予備加熱温度やスパ
ッタリング時の本加熱温度が低いと（比較例２）、高透
過率・低抵抗基板が得られず好ましくない。

なお、実施例ではスパッタ面側の温度については１８０
℃と２３０℃について述べたがカラーフィルターや有機
透明薄膜の耐熱性を考慮し、その耐熱性の範囲であれば
２３０℃以上で成膜してもよく、透明電極の特性の点で
好ましい。

また、実施例ではカラーフィルター２の形成方法として
印刷法について述べたが例えば染色法。

着色法、電着法などによって形成してもよい。

また、有機透明薄膜４として紫外線硬化型のアクリル系
の樹脂を使用したが、必ずしもこの材料に限定されるも
のでなく他の樹脂、例えばウレタン系、エポキシ系、ポ
リイミド系であってもよい。

また、本発明により製造された基板は、ＸＹ単純マトリ
マス液晶パネルや、２端子型のアクティブマ晶パネルに
使用される。特にこれらの液晶パネルは、大容量表示化
・カラー化するため、低抵抗・高透過率のカラー液晶用
基板が必要とされるが、本発明はその要求に十分応えら
れるもので、特性の優れたカラー液晶用基板を製造でき
る連続式スパッタ装置並びにカラー液晶用基板の製造方
法を提供する工業工大なる価値を持つものである。

発明の効果 以上のように本発明は、カラー液晶用基板の製造工程に
おける透明電極の成膜工程において、複数の基板を一括
して減圧下で加熱乾燥する槽を二つ以上設け、カラーフ
ィルターおよび有機透明薄膜が形成されたガラス基板の
温度を少なくとも１８０℃以上で２０分以上減圧下で加
熱乾燥したのち、基板のスパッタ面側の表面温度が１８
０℃以上になるよう加熱制御し透明電極を形成するもの
で、基板からの脱ガスが十分行われたのちに透明電極が
形成されることにより、比抵抗が小さく透過率の高いカ
ラー液晶用基板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の第１の実施例の連続式スパッタ装置
の平面図、第１図すは同断面図、第２図は本発明の他の
連続式スパッタ装置の構成を示す説明図、第３図ａ、Ｃ
は本発明および従来のカラー液晶用基板の製造方法によ
るカラー液晶用基板の平面図、第３図すは同断面図、第
４図は従来のカラー液晶用基板の製造工程に使用される
連続式スパッタ装置の構成図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・カラーフィ
ルター３・・・・・・透明電極、４・・・・・・有機透
明薄膜、６・・・・・・予備加熱部、７・・・・・・本
加熱部、８・・・・・・カソード、９．１０．１５・・
・・・・槽、１１．１２．１６・・・・・・バルブ、１
３，１４．１７・・・・・・収納槽。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の基板を一括して減圧下で加熱乾燥する槽を
   二つ以上備え、これらの槽から順次搬送供給される基板
   を予備加熱する予備加熱部と、加熱しながらスパッタリ
   ングする本加熱部とを有する槽を具備したことを特徴と
   する連続式スパッタ装置。
2. （２）請求項１記載の連続式スパッタ装置を用いて、カ
   ラーフィルターおよび有機透明薄膜が形成されたガラス
   基板を減圧下で加熱乾燥したのち、透明電極を形成す工
   程を有したカラー液晶用基板の製造方法。
3. （３）基板の温度が少なくとも１８０℃以上で２０分以
   上減圧下で加熱乾燥されたのち、基板のスパッタ面側の
   表面温度が少なくとも１８０℃以上になるよう予備加熱
   および本加熱することを特徴とする請求項２記載のカラ
   ー液晶用基板の製造方法。
4. （４）透明電極として酸化インジウムと酸化錫とからな
   る膜を形成することを特徴とする請求項２記載のカラー
   液晶用基板の製造方法。