(57)【要約】【課題】成膜時の有機基板の変形を防止できるようにする。【解決手段】有機基板にガスバリア層を形成する際に、基板の脱ガスを行なう。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機基材上にガスバリア層を形成してなる電気光学基板の製造方法であって、
上記有機基材を加熱して脱ガスを行なう工程と、
上記有機基材の表面に上記ガスバリア層を成膜する工程とを備え、
上記一連の工程を真空下又は不活性ガス雰囲気下で行なうことを特徴とする、電気光学基板の製造方法。
【請求項２】
予備加熱部と成膜部とを有する薄膜形成装置を用いて、有機基材上にガスバリア層を形成してなる電気光学基板を製造する方法であって、
上記予備加熱部において上記有機基材を加熱して脱ガスを行なう工程と、
上記成膜部において上記有機基材の表面に上記ガスバリア層を成膜する工程とを備え、
上記一連の工程を真空下又は不活性ガス雰囲気下で行なうことを特徴とする、電気光学基板の製造方法。
【請求項３】
上記予備加熱部と成膜部とが、内部を真空状態又は不活性雰囲気下に保たれた搬送部によって連結され、上記成膜工程は、上記脱ガス工程終了後、上記有機基材を上記搬送部を介して上記成膜部に搬送した後に行なうことを特徴とする、請求項２記載の電気光学基板の製造方法。
【請求項４】
上記薄膜形成装置は上記有機基材を巻き出す第１のロールと上記巻き出された有機基材を巻き取る第２のロールとを更に備え、
上記有機基材の巻き出し方向に沿って上流側から順に配置された予備加熱部と成膜部とによりそれぞれ上記脱ガス工程と上記成膜工程とが順に行なわれることを特徴とする、請求項２記載の電気光学基板の製造方法。
【請求項５】
上記ガスバリア層の成膜工程は室温で行なうことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の電気光学基板の製造方法。
【請求項６】
上記脱ガス工程において上記有機基材を１２０℃以上に加熱することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の電気光学基板の製造方法。
【請求項７】
上記有機基材の加熱時間は６０分以上であることを特徴とする、請求項６記載の電気光学基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置に代表される電気光学装置用の基板（電気光学基板）としてはこれまで主としてガラス基板が用いられていた。しかし、電気光学装置に対して一段の薄型，軽量化が求められていることから、上記基板にプラスチックを採用することが検討されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００１−５０８９３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にプラスチックはガラスよりも透水性が高いため、これを電気光学装置に適用するには基板表面にＳｉＯｘやＳｉＮｘ等からなるガスバリア層を設ける必要がある。
しかしながら、このようなガスバリア層によって基板内に水分その他の不純物ガスが閉じ込められ、この基板上に配線材等を成膜する際に、このガスに起因した膜応力により基板変形（反り）が生じていた。このような基板変形は、成膜を困難にし、断線等の原因ともなる。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、成膜時の基板変形を防止できるようにした電気光学基板の製造方法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】
上記目的を達成するために、本発明の電気光学基板の製造方法は、有機基材上にガスバリア層を形成してなる電気光学基板の製造方法であって、上記有機基材を加熱して脱ガスを行なう工程と、上記有機基材の表面に上記ガスバリア層を成膜する工程とを備え、上記一連の工程を真空下又は不活性ガス雰囲気下で行なうことを特徴とする。具体的には、予備加熱部と成膜部とを有する薄膜形成装置を用いて、有機基材上にガスバリア層を形成してなる電気光学基板を製造する方法であって、上記予備加熱部において上記有機基材を加熱して脱ガスを行なう工程と、上記成膜部において上記有機基材の表面に上記ガスバリア層を成膜する工程とを備え、上記一連の工程を真空下又は不活性ガス雰囲気下で行なうことを特徴とする。
【０００６】
本製造方法によれば、ガスバリア層を形成する前に予め有機基材の脱ガスを行なって水分その他の不純物ガスを除去しているため、その後の素子や配線等の形成工程において、このようなガスに起因した基板変形を防止することができる。このため、成膜が容易となり、又、段線等を防止して歩留まりを高めることもできる。なお、脱ガス工程から成膜工程までの一連の工程において有機基材が大気中へ暴露されないため、脱ガス工程後、成膜工程前に大気中の水分等が有機基材中に取り込まれることはない。
【０００７】
なお、予備加熱部と成膜部とは、それぞれ独立に配置された構成、或いは、成膜部が予備加熱可能な構成（即ち、成膜部が予備加熱部を兼ねる構成）のいずれであってもよい。予備加熱部が成膜部と独立に配置された場合には、薄膜形成装置を、上記予備加熱部と成膜部とが、内部を真空状態又は不活性雰囲気下に保たれた搬送部によって連結された構成とし、上記成膜工程が、上記脱ガス工程終了後、上記有機基材を上記搬送部を介して上記成膜部に搬送した後に行なわれるようにすることが好ましい。
【０００８】
このように搬送中における有機基材の大気への暴露を防止することで、上記効果を一層確実にすることができる。また、成膜部を予備加熱部と別に設けることで、成膜部の清浄度が十分に保たれ、良質な薄膜を形成できる。さらに、この構成では搬送中に有機基材を十分に冷却できるため、例えば成膜工程を低温（例えば室温）で行なう場合には、成膜部で予備加熱を行なうもの（即ち、成膜部が予備加熱部を兼ねる構成）に比べて有機基材の冷却時間を短くできる利点もある。
【０００９】
また、上記薄膜形成装置に上記有機基材を巻き出す第１のロールと上記巻き出された有機基材を巻き取る第２のロールとを設け、上記脱ガス工程と上記成膜工程とがそれぞれ、上記有機基材の巻き出し方向に沿って上流側から順に配置された予備加熱部と成膜部とにより行なわれるようにしてもよい。
本方法では基材の脱ガス工程から成膜工程までをロール−ロールで行なうため、極めて生産性が高く製造コストも低減できる。
【００１０】
なお、上記ガスバリア層の成膜工程は室温で行なうことが好ましい。これにより、加熱成膜後に薄膜と基板間に生じる熱応力を低減でき基板反りが防止でき、さらに、基板の加熱工程がないために、コストの低減・タクトタイムの減少という効果がある。
【００１１】
また、有機基材からの脱ガスにおいて，大気中に十分に存在し，基板変形に及ぼす影響のもっとも大きいＨ２Ｏの脱離がもっとも重要であるため、上記脱ガス工程では上記有機基材を、例えばＨ２Ｏの大気圧中での沸点である１００℃以上の温度で加熱することが好ましい。特に、このＨ２Ｏの脱離を確実とするために上記有機基材の加熱温度を１２０℃以上とすることが望ましい。
【００１２】
なお、脱ガスを確実にするために、上記有機基材の加熱時間は例えば６０分以上とすることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１，図２を参照しながら本発明の第１実施形態に係る薄膜形成装置について説明する。図１は本実施形態の薄膜形成装置の概略構成を示す模式図、図２は薄膜形成工程を説明するためのフローチャートである。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１４】
本実施形態の薄膜形成装置は、電気光学基板の基板材料である有機基材上にガスバリア層と下地膜とを順に成膜するための物理蒸着装置である。
図１に示すように、本実施形態の薄膜形成装置１０には、成膜室（成膜部）１１内にターゲット材１２が設けられ、このターゲット材１２の上方に基材Ｗの取り付け部１３が設けられている。この取り付け部１３の基材設置側と反対側の面にはヒータ１４が設けられ、成膜前の予備加熱を可能としている。すなわち、本実施形態では、成膜部は予備加熱部を兼ねた構成となっている。
【００１５】
なお、図１ではターゲット材１２を１種類だけ図示しているが、実際には、ガスバリア層や下地膜の構成部材の種類に応じて複数配置される。本実施形態では、ガスバリア層を例えばＳｉＯｘとし、そのターゲット材としてＳｉが用いられている。また、下地膜は、この上に形成される配線材料（例えばＴａ）との密着性を高めるために設けられるものである。このため、下地膜を例えばＴａＯｘとし、そのターゲット材としてＴａが用いられている。
【００１６】
次に、図２を参照しながら本実施形態の薄膜形成工程について説明する。
まず、ポリカーボネイト，ポリイミド，ポリエーテルスルホン，レジン，メタクリレート，ポリノルボルネン等からなる有機基材Ｗが成膜室１１内に搬入され、取り付け部１３に設置される（ステップＡ１）と、ヒータ１４により基材Ｗを一定時間予備加熱して基材Ｗ内に含有されているＣＨ４，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等の不純物ガスを除去する（ステップＡ２；脱ガス工程）。この際、成膜室１１内が真空ポンプ１５によって真空状態に保たれるようにし、脱離したガスが再び基材Ｗ内に取り込まれないようにする。なお、加熱温度や加熱時間は基材Ｗの材料種によって異なるが、例えば１２０℃〜１５０℃の温度で６０分〜９０分程度加熱することで基材中のガスを概ね脱離させることができる。
【００１７】
次に、真空状態に保持したままヒータ１４を停止して一定時間放置し、基材Ｗを室温（例えば２５℃）まで冷却する（ステップＡ３；冷却工程）。
次に、ターゲット材１２を用いて基材Ｗの表面にガスバリア層と下地膜とを順に成膜する（ステップＡ４，Ａ５；成膜工程）。
【００１８】
このように本実施形態によれば、ガスバリア層を形成する前に予め有機基材Ｗの脱ガスを行なって水分その他の不純物ガスを除去しているため、その後の素子や配線等の形成工程において、このようなガスに起因した基板変形を防止することができる。このため、成膜が容易となり、又、段線等を防止して歩留まりを高めることもできる。
【００１９】
また、脱ガス工程から成膜工程までの一連の工程において有機基材Ｗが大気中へ暴露されないため、脱ガス工程後、成膜工程前に大気中の水分等が有機基材Ｗ中に取り込まれることはなく、又、脱ガス工程で脱離した不純物ガスが再び基材Ｗ内へ取り込まれることもない。このため、膜応力が小さく且つ電気特性・光学特性に優れる高品質な薄膜が得られる。
【００２０】
さらに、予備加熱と成膜を同一チャンバ内で行なうため、作業空間が小さくなり、又、ロードロック搬送等を行なわないので製造に際し煩雑さがなく、コスト削減につながる。
【００２１】
［第２実施形態］
次に、図３，図４を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る薄膜形成装置について説明する。本実施形態の薄膜形成装置も、電気光学基板の基板材料である有機基材上にガスバリア層と下地膜とを順に成膜するための物理蒸着装置であり、基材，ガスバリア層，下地膜の材料については上記第１実施形態と同様であるため、以下ではその説明を省略する。
【００２２】
本実施形態の薄膜形成装置２０は、図３に示すように、予備加熱装置（予備加熱部）２１と成膜装置（成膜部）２３とを備えている。
予備加熱装置２１には有機基材Ｗの取り付け部２４が設けられており、この取り付け部２４の基材設置側と反対側の面には予備加熱用のヒータ２５が設けられている。この予備加熱装置２１内は、図示しない真空ポンプによって真空状態が形成されるようになっている。
【００２３】
成膜装置２３には、成膜室２６内にターゲット材２７が設けられ、このターゲット材２７の上方に基材Ｗの取り付け部２８が設けられている。本実施形態では、ガスバリア層及び下地膜を室温で成膜するため、この取り付け部１３にはヒータが設けられていないが、室温以外の成膜を可能とすべく取り付け部１３の基材設置側と反対側の面にヒータを設けてもよい。なお、図３では、ターゲット材２７を１種類だけ図示しているが、実際には、ガスバリア層や下地膜の構成部材の種類に応じて複数配置される。
【００２４】
そして、これら別々に設けられた予備加熱装置２１と成膜装置２３とが、内部に搬送路２２ａを備えた搬送室（搬送部）２２によって互いに連結されている。なお、搬送室２２内は、図示しない真空ポンプにより真空状態が形成されるようになっている。
【００２５】
次に、図４を参照しながら本実施形態の薄膜形成工程について説明する。
まず、有機基材Ｗが予備加熱装置２１に搬入され、取り付け部２４に設置される（ステップＢ１）と、ヒータ２５により基材Ｗを一定時間予備加熱して基材Ｗ内に含有されている水分その他の不純物ガスを除去する（ステップＢ２；脱ガス工程）。この際、予備加熱装置２１内が図示しない真空ポンプによって真空状態に保たれるようにし、脱離したガスが再び基材Ｗ内に取り込まれないようにする。なお、加熱温度や加熱時間は基材Ｗの材料種によって異なるが、例えば１２０℃〜１５０℃の温度で６０分〜９０分程度加熱することで基材中のガスを概ね脱離させることができる。
【００２６】
次に、基材Ｗを搬送室２２に導入し、成膜装置２３へ搬送する（ステップＢ３；搬送工程）。この際、基材Ｗが高温状態の予備加熱装置２１から搬出されることで基材Ｗは速やかに冷却され、基材Ｗの温度は搬送工程中に室温（例えば２５℃）までさがる。すなわち、搬送工程は冷却工程を兼ねることとなる。
次に、ターゲット材２７を用いて基材Ｗの表面にガスバリア層と下地膜とを順に成膜する（ステップＢ４，Ｂ５；成膜工程）。
【００２７】
このように本実施形態でも、上記第１実施形態と同様に、成膜工程前に脱ガス工程を行なうことで、その後の素子や配線等の形成工程における基板の反りを防止できる。また、脱ガス工程から成膜工程までの一連の工程において有機基材Ｗが大気中へ暴露されないため、脱ガス工程後、成膜工程前に大気中の水分等が有機基材Ｗ中に取り込まれることはなく、又、脱ガス工程で脱離した不純物ガスが再び基材Ｗ内へ取り込まれることもない。
【００２８】
また、本実施形態では、予備加熱部２１と成膜部２３とを別々に設けたため、成膜部２３の清浄度を十分に保つことができ、良質な薄膜を形成することが可能となる。さらに、この構成では搬送中に有機基材Ｗを十分に冷却できるため、本実施形態のように成膜工程を低温（例えば室温）で行なう場合には、上記第１実施形態のように成膜部で予備加熱を行なうものに比べて有機基材の冷却時間を短くできる利点もある。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、図５を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る薄膜形成装置について説明する。本実施形態の薄膜形成装置も、電気光学基板の基板材料である有機基材上にガスバリア層と下地膜とを順に成膜するための物理蒸着装置であり、ガスバリア層，下地膜の材料については上記第１実施形態と同様であるため、以下ではその説明を省略する。
【００３０】
図５に示すように、本実施形態の薄膜形成装置３０には、成膜室（成膜部）３１内に基材巻き出し用の第１のロール３２と基材巻き取り用の第２のロール３３とが設けられている。基材Ｗはこれらのロール３２，３３にロール状に巻き取られた状態となっており、基材Ｗはロールの回転により一方向（紙面の右側から左側に向かう方向）に搬送されるようになっている。また、成膜室３１内には、この基材Ｗの搬送方向に沿って上流側からヒータ３４とターゲット材３５とが順に配置されており、基材Ｗが搬送される間に予備加熱と成膜とが順に行なわれるようになっている。すなわち、本実施形態では、基材Ｗの搬送経路上でヒータ３４の配置された領域が予備加熱部となり、ターゲット材２７の配置されて成膜が行なわれる領域が成膜部となる。
【００３１】
なお、本実施形態では、基材Ｗはロール形状に保持される必要があるため、曲げ弾性が小さく且つ破壊靭性が大きくなるように，添加物の選択，または結晶性相を低減させるようなプロセスの選択，または表面組織のコーティングなどを行った有機基材が用いられる
【００３２】
このような構成において、ロール３２から巻き出された基材Ｗはロール３３側に搬送される間に、まず、ヒータ３４によって一定時間予備加熱され、基材Ｗ内に含有されている水分その他の不純物ガスが除去される（脱ガス工程）。この際、成膜室３１内は真空ポンプ３６によって真空状態に保たれるようにし、脱離したガスが再び基材Ｗ内に取り込まれないようにする。なお、加熱温度や加熱時間は基材Ｗの材料種によって異なるが、例えば１２０℃〜１５０℃の温度で６０分〜９０分程度加熱することで基材中のガスを概ね脱離させることができる。なお、ロール３２，３３の回転速度やヒータ３４の基材搬送方向の長さは、これに応じて最適に調整する。
【００３３】
そして、ロールの回転により基材Ｗは成膜部まで搬送され（搬送工程）、成膜部で基材Ｗの表面にガスバリア層と下地膜とが順に成膜される（成膜工程）。なお、基材Ｗは、予備加熱部から成膜部へ搬送される間に速やかに冷却され、成膜部に達する間に室温（例えば２５℃）までさがる。すなわち、基材搬送方向における成膜部と予備加熱部との距離（又は時間）は、予備加熱された基材Ｗが室温まで下がるのに十分な長さ（又は時間）とする。この場合、搬送工程は冷却工程を兼ねることとなる。
【００３４】
このように本実施形態でも、上記第１実施形態と同様に、成膜工程前に脱ガス工程を行なうことで、その後の素子や配線等の形成工程における基板の反りを防止できる。また、脱ガス工程から成膜工程までの一連の工程において有機基材Ｗが大気中へ暴露されないため、脱ガス工程後、成膜工程前に大気中の水分等が有機基材Ｗ中に取り込まれることはなく、又、脱ガス工程で脱離した不純物ガスが再び基材Ｗ内へ取り込まれることもない。
また、本実施形態では、基材Ｗの脱ガス工程から成膜工程までをロール−ロールで行なうため、極めて生産性が高く製造コストも低減できる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、脱ガス工程から成膜工程までの一連の工程を真空下で行なったが、この代わりに、上記一連の工程を不活性ガス雰囲気下で行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成図である。
【図２】同、薄膜形成工程を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成図である。
【図４】同、薄膜形成工程を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０…薄膜形成装置、１１，２３，３１…成膜部、２１…予備加熱部、２２…搬送部、３２…第１のロール、３３…第２のロール、Ｗ…有機基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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