JP2004353021A

JP2004353021A - スパッタ用メタルマスク

Info

Publication number: JP2004353021A
Application number: JP2003150486A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kuno; 久久野; Satoru Mino; 悟箕野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】樹脂の凸部を設けたスパッタ用メタルマスクを用いて透明導電膜を成膜しても、樹脂の凸部に吸着された水分に起因する抵抗値の上昇といった悪影響を受けないスパッタ用メタルマスクを提供すること。
【解決手段】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２０において、その開口部２１を除いた領域のガラス基板と接触する面に、含水量を０．０１％〜０．２％とする樹脂の凸部２３を設けたこと。凸部の面積が、単位面積当たり略３０％であること。凸部の平面形状が、ストライプ状であること。
【選択図】図１

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。
この透明導電膜の形成は、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、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって形成される。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
スパッタ用メタルマスクは、一般には、ステンレス・スチールＳＵＳ４３０、４２合金（４２重量％ニッケル、残量鉄）などの金属で、厚さ０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ程度のものである。スパッタ用メタルマスクの開口部は、例えば、フォトエッチング法によって形成される。
【０００７】
透明導電膜を形成する際には、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。
【０００８】
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。
或いは、例えば、使用している間にメタルマスクに付着した透明導電膜の粉塵が着色画素（８２）上に再付着してしまうことがある。
【０００９】
図３は、このような傷を防止するために開発されたスパッタ用メタルマスクの一例の一部分を拡大して示す断面図である。
図３に示すように、このスパッタ用メタルマスク（１０）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。
【００１０】
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。
このスパッタ用メタルマスクは、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。
【００１１】
しかし、この樹脂の凸部（１３）を設けたスパッタ用メタルマスクを用いてＩＴＯによる透明導電膜を形成すると、透明導電膜の特性、特に抵抗値や透過率に悪影響を及ぼすといった問題が発生していた。
これは、樹脂の凸部に吸着された水分が減圧下、すなわち、スパッタリング装置内での排気中、及び成膜中に放出され透明導電膜の特性、例えば、抵抗値を上昇させるものと推量されている。この水分による抵抗値の異常な上昇が発生した場合には、その製品は不良品となる。
【００１２】
また、実際の作業において、このような抵抗値の異常な上昇が発生した場合には、その樹脂の凸部の含水量を低減させ、またスパッタリング装置を正常な状態に復帰させるために、やむおえず応急処置として、スパッタリング装置にスパッタ用メタルマスクのみを投入した空運転を行い、減圧下での脱水処理を行うことになる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２１２７２１号公報
【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、樹脂の凸部を設けたスパッタ用メタルマスクを用いて透明導電膜を成膜しても、樹脂の凸部に吸着された水分に起因する透明導電膜の特性、特に抵抗値の上昇といった悪影響を受けることの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のガラス基板と接触する面に、含水量を０．０１％〜０．２％とする樹脂の凸部を設けたことを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。
【００１６】
また、本発明は、上記発明によるスパッタ用メタルマスクにおいて、前記凸部の面積が、単位面積当たり略３０％であることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。
【００１７】
また、本発明は、上記発明によるスパッタ用メタルマスクにおいて、前記凸部の平面形状が、ストライプ状であることを特徴とするスパッタ用メタルマスクである。
【００１８】
【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。この平面図はスパッタ用メタルマスクの一隅のみが示されている。また、図２は、図１のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【００１９】
図１、及び図２に示すように、本発明によるスパッタ用メタルマスク（２０）は、開口部（２１）が設けたられた金属のメタルマスク部（２２）と、そのメタルマスク部（２２）に設けられた樹脂の凸部（２３）とで構成されている。この一実施例ではストライプ状の凸部が設けられている。
この樹脂の凸部（２３）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。
【００２０】
この樹脂の凸部（２３）は、例えば、スクリーン印刷法によって設けられている。使用するインキは、例えば、ポリアクリル酸エステルを用いた無溶剤のＵＶ硬化型インキが好ましい。このＵＶ硬化型インキを製造する際には、ポリアクリル酸エステルに水分を侵入させないように、原料としてのポリアクリル酸エステルの含水量、及び製造工程中のポリアクリル酸エステルの含水量を管理して製造を行う。
含水量は、０．０１％〜０．２％とすることが好ましく、含水量の測定には、例えば、カール・フィッシャー水分測定装置を用いる。また、樹脂の凸部（２３）が形成されたスパッタ用メタルマスクは、低湿度の容器内で保管される。
【００２１】
樹脂の凸部（２３）の形成は、具体的には、厚さ（Ｄ１）約０．２ｍｍのメタルマスク部（２２）にスクリーン印刷法により厚さ（Ｄ２）約０．０６ｍｍの凸部（２３）が形成される。
凸部の厚さ（Ｄ２）は、０．０２ｍｍ〜０．０９ｍｍの範囲の厚さが好ましい。凸部の含水量を低くするためには、厚さは低い方が好ましいが、ガラス基板とスパッタ用メタルマスクとの間に有効な間隔を保つために０．０２ｍｍ以上の厚さを必要とする。
また、一回の印刷で形成できる凸部の厚さは、０．０９ｍｍ程度であることから、凸部の厚さは０．０２ｍｍ〜０．０９ｍｍの範囲のものとなる。
【００２２】
また、凸部の面積は、単位面積当たり３０％±１０％の範囲の面積が好ましい。凸部の含水量を低くするためには、面積は小さい方が好ましいが、２０％以下となると、強度が不足する。また、従来の技術における凸部の単位面積当たり面積は、略４５％であることから４０％以上では凸部の面積を減少させる効果が少ないものとなる。
図２に示すストライプ状の樹脂の凸部（２３）は、具体的には、巾（Ｗ）２．０ｍｍ程度、ピッチ（Ｐ）６．５ｍｍ程度であり、単位面積当たり面積は、２．０／６．５＝３０％程度のものである。
【００２３】
また、凸部の平面形状は、特に制約されず、例えば、円形、矩形のものでもよいが、ストライプ状の凸部は、寸法精度よく安定して形成することができるので、ストライプ状であることが好ましい。
【００２４】
上記のように、本発明によるスパッタ用メタルマスクは、含水量を低く保持したので、このスパッタ用メタルマスクを用いると、樹脂の凸部に吸着された水分の影響を受けることなく、抵抗値を３０Ω／□以下にしたＩＴＯによる透明導電膜を容易に製造することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、開口部を除いた領域のガラス基板と接触する面に、含水量を０．０１％〜０．２％とする樹脂の凸部を設け、凸部の単位面積当たりの面積を略３０％としたスパッタ用メタルマスクであるので、スパッタ成膜において樹脂の凸部に吸着された水分に起因する抵抗値の上昇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に示すスパッタ用メタルマスクのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図３】傷を防止するために開発されたスパッタ用メタルマスクの一例の一部分を拡大して示す断面図である。
【図４】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。
【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。
【符号の説明】
１０…スパッタ用メタルマスク
１１、２１…開口部
１２、２２…メタルマスク部
１３、２３…樹脂の凸部
２０…本発明によるスパッタ用メタルマスク
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
Ｄ１…メタルマスク部の厚さ
Ｄ２…凸部の厚さ
Ｐ…凸部のピッチ
Ｗ…凸部の巾

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のガラス基板と接触する面に、含水量を０．０１％〜０．２％とする樹脂の凸部を設けたことを特徴とするスパッタ用メタルマスク。
前記凸部の面積が、単位面積当たり略３０％であることを特徴とする請求項１記載のスパッタ用メタルマスク。
前記凸部の平面形状が、ストライプ状であることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のスパッタ用メタルマスク。