JP4701502B2

JP4701502B2 - スパッタ用メタルマスク

Info

Publication number: JP4701502B2
Application number: JP2001002324A
Authority: JP
Inventors: 淳尚中村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-01-10
Also published as: JP2002212721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタの製造装置の治具に関するものであり、特に、ガラス基板上に透明導電膜を形成する際のスパッタ用メタルマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図５は、図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図４、及び図５に示すように、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が形成されたものである。
【０００３】
ブラックマトリックス（４１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（４２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
【０００４】
液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板を製造し、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を全面に形成しカラーフィルタを製造するといった方法が広く用いられている。
【０００５】
このブラックマトリックス基板の製造には、ガラス基板上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯＸ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯＸなどの金属薄膜からなるブラックマトリックスを形成するといった方法がとられている。
【０００６】
また、着色画素の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上に、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
【０００７】
図４、及び図５はカラーフィルタを模式的に示したものであり、着色画素は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１４インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
また、図４、及び図５に示すカラーフィルタは、１基の液晶表示装置に対応した１枚のカラーフィルタを表わしており、液晶表示装置に用いられる際には、例えば、カラーフィルタの周辺部のガラス基板（４０）が露出した部分にシール剤（図示せず）を設け、対向基板と貼り合わせて液晶表示装置とする。
【０００８】
図６は、カラーフィルタを大量に製造する際に、例えば、対角１４インチのカラーフィルタを面付けして製造する一例を示した平面図である。
図６に示すように、この一例では、対角１４インチのカラーフィルタ（６１）を大サイズのガラス基板（６０）に４面付けした状態で製造する。
図７は、大サイズのガラス基板上にスパッタ法によって透明導電膜を形成する際の、ガラス基板とスパッタ用メタルマスクの状態を示した平面図である。また、図８は、図７のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【０００９】
図７、及び図８に示すように、ブラックマトリックス（８１）及び着色画素（８２）が形成されたガラス基板（８０）上に、開口部（７１）を有する金属のスパッタ用メタルマスク（７０）を、ガラス基板（８０）のブラックマトリックス（８１）及び着色画素（８２）とスパッタ用メタルマスク（７０）の開口部（７１）の位置を合わせて重ね、重ねた状態で矢印で示すように、スパッタを行い、開口部（７１）の下方にあるブラックマトリックス（８１）及び着色画素（８２）上に透明導電膜を形成する。
【００１０】
図９は、図８におけるＡ部分を拡大して示す断面図である。ブラックマトリックス（８１）及び着色画素（８２）と開口部（７１）の位置合わせは、実際には図９に示すように、逆さ凸字状の断面形状をしているスパッタ用メタルマスク（７０）の凸部（Ｂ）を、面付けされた対角１４インチのカラーフィルタのブラックマトリックス（８１）間のガラス基板（８０）表面上に位置を合わせて重ねるのであるが、重ねる際にスパッタ用メタルマスク（７０）の凸部（Ｂ）がブラックマトリックス（８１）や着色画素（８２）に接触し、ブラックマトリックス（８１）や着色画素（８２）に傷を付けしまいカラーフィルタを不良品としてしまうことがある。
【００１１】
また、透明導電膜を形成した直後には、スパッタによって電荷がスパッタ用メタルマスク（７０）に滞留しており、この滞留している電荷による異常放電がおこり、例えば、ブラックマトリックス（８１）の剥がれ、透明導電膜（ＩＴＯ膜）（８３）の表面上での放電跡、変色、ピンホールなどの不具合な現象がおこりカラーフィルタが不良品となることがある。
【００１２】
図１０は、透明導電膜を形成した直後のＡ部分を拡大して示す断面図であり、ブラックマトリックス（８１）及び着色画素（８２）上には透明導電膜（ＩＴＯ膜）（８３）が形成されている。
上記異常放電は、逆さ凸字状の断面形状をしているスパッタ用メタルマスク（７０）の両翼部（Ｄ）、（Ｆ）の先端部（Ｃ）と、下方にあるブラックマトリックス（８１）及び透明導電膜（ＩＴＯ膜）（８３）との間で発生するのであるが、これは、両翼部（Ｄ）、（Ｆ）の先端部（Ｃ）が下方へ反ることによってブラックマトリックス（８１）及び透明導電膜（ＩＴＯ膜）（８３）との距離が短くなり異常放電がおこり易くなるためである。
【００１３】
金属板の初めの板厚と同じ厚み（ｅ）である中央部（Ｅ）の、例えば、約０．２ｍｍ程度に対し、両翼部（Ｄ）、（Ｆ）は、例えば、約０．１ｍｍ程度と厚みの薄い部分としている。この厚みの薄い部分はフォトエッチング法を用いたハーフエッチングで形成することが一般的である。
上記の反りの発生は、この厚みの薄い両翼部（Ｄ）、（Ｆ）で応力のバランスが崩れた際に発生し易い。また、この反りはスパッタ用メタルマスク（７０）の取扱中にも発生する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものあり、ブラックマトリックス及び着色画素が形成されたガラス基板上に、スパッタ用メタルマスクを位置を合わせして重ねる際に、スパッタ用メタルマスクの凸部がブラックマトリックスや着色画素に接触しても、ブラックマトリックスや着色画素に傷を付けしまうことのない、また、スパッタを行った直後に異常放電がおこることのない、従って、傷による不良品や、異常放電によるブラックマトリックスの剥がれ、透明導電膜の表面上での放電跡、変色、ピンホールなどの不良品を発生させないスパッタ用メタルマスクを提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス基板上に重ね合わせて透明導電膜を形成するスパッタ用メタルマスクにおいて、その開口部を除いた領域に、ポリアクリル酸エステルよりなる樹脂を用いてガラス基板に接触する凸部を設け、スパッタを行った直後におこる異常放電を防止したことを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明によるスパッタ用メタルマスクの一実施例を示す平面図である。また、図２は、図１のＸ−Ｘ’線における断面図である。
図１、及び図２示すように、本発明によるスパッタ用メタルマスクは、開口部（１１）が設けたられた金属のメタルマスク部（１２）と、そのメタルマスク部（１２）に樹脂を用いて設けられた凸部（１３）とで構成されている。
【００１７】
この凸部（１３）は、ガラス基板上にスパッタ用メタルマスクが重ね合わされた際に、ガラス基板と接触する部分となる。
本発明によるスパッタ用メタルマスクは、上記のように、ガラス基板と接触する部分が柔らかい樹脂であるので、ガラス基板とスパッタ用メタルマスクの開口部との位置合わの際に、スパッタ用メタルマスクの凸部がブラックマトリックスや着色画素に接触しても、ブラックマトリックスや着色画素に傷を付けしまうことがない。
【００１８】
また、本発明によるスパッタ用メタルマスクは、樹脂が絶縁層となるので、透明導電膜を形成した直後に異常放電をおこすことがなく、また、メタルマスク部（１２）の両翼部は、エッチングにより形成したものではないので、応力のバランスが崩れず、その厚みが薄くなっていないので、メタルマスク部（１２）自体の強度を保つことができる、スパッタ用メタルマスクの取扱中に変形が発生しにくいものとなる。
【００１９】
図３は、本発明によるスパッタ用メタルマスクをガラス基板上に重ね合わせた状態の一部分を拡大して示す断面図である。
具体的には、樹脂としてポリアクリル酸エステルを用い、厚さ（ｈ）約０．２ｍｍ程度のメタルマスク部（１２）にスクリーン印刷法により厚さ（ｇ）約０．０６ｍｍの凸部（１３）を形成しスパッタ用メタルマスク（１０）を作製し、良好な結果が得られた。
尚、（３０）、（３１）、（３２）、（３３）は、各々ガラス基板、ブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜（ＩＴＯ膜）を表している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、ガラス基板上に重ね合わせて透明導電膜を形成するスパッタ用メタルマスクにおいて、その開口部を除いた領域に、ポリアクリル酸エステルよりなる樹脂を用いてガラス基板に接触する凸部を設けたので、ブラックマトリックス及び着色画素が形成されたガラス基板上に、スパッタ用メタルマスクを位置を合わせして重ねる際に、スパッタ用メタルマスクの凸部がブラックマトリックスや着色画素に接触しても、ブラックマトリックスや着色画素に傷を付けしまうことがない、また、スパッタを行った直後に異常放電がおこらない、従って、傷による不良品や、異常放電によるブラックマトリックスの剥がれ、透明導電膜の表面上での放電跡、変色、ピンホールなどの不良品を発生させることのないスパッタ用メタルマスクとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスパッタ用メタルマスクの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示す一実施例のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図３】本発明によるスパッタ用メタルマスクをガラス基板上に重ね合わせた状態の一部分を拡大して示す断面図である。
【図４】カラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図５】図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図６】カラーフィルタを面付けして製造する状態の一例を示した平面図である。
【図７】透明導電膜を形成する際のガラス基板とスパッタ用メタルマスクの状態を示した平面図である。
【図８】図７に示すガラス基板とスパッタ用メタルマスクの状態のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図９】図８におけるＡ部分を拡大して示す断面図である。
【図１０】透明導電膜を形成した直後のＡ部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１０…本発明によるスパッタ用メタルマスク
１１、７１…開口部
１２…メタルマスク部
１３…樹脂を用いて設けられた凸部
３０、４０、６０、８０…ガラス基板
３１、４１、８１…ブラックマトリックス
３２、４２、８２…着色画素
３３、４３…透明導電膜
６１…対角１４インチのカラーフィルタ
７０…従来法におけるスパッタ用メタルマスク
Ｂ…従来法における凸部

Claims

ガラス基板上に重ね合わせて透明導電膜を形成するスパッタ用メタルマスクにおいて、その開口部を除いた領域に、ポリアクリル酸エステルよりなる樹脂を用いて、スクリーン印刷法により、ガラス基板に直接接触する凸部を設け、スパッタを行った直後におこる異常放電を防止したことを特徴とするスパッタ用メタルマスク。