JPH06160876A - Transparent electrode plate and manufacturing method thereof - Google Patents
Transparent electrode plate and manufacturing method thereofInfo
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- JPH06160876A JPH06160876A JP4313239A JP31323992A JPH06160876A JP H06160876 A JPH06160876 A JP H06160876A JP 4313239 A JP4313239 A JP 4313239A JP 31323992 A JP31323992 A JP 31323992A JP H06160876 A JPH06160876 A JP H06160876A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高品質で広い画面ののディスプレイに使用され
る透明電極板として充分に高い導電性を有する透明電極
板とその製造方法を提供すること。
【構成】カラーフィルター層2R、2G、2Bを備える
透明基板1に対し、スパッタリング法により、酸化ジル
コニウムをドーパントとして添加した酸化インジウムの
薄膜3を形成する。酸化ジルコニウムの添加量を増大す
るにつれてキャリャ密度が増加する一方キャリャの移動
度は略一定に維持され、高い導電率の透明電極板が得ら
れる。
(57) [Summary] [Object] To provide a transparent electrode plate having sufficiently high conductivity as a transparent electrode plate used for a display of high quality and wide screen, and a method for manufacturing the same. [Structure] On a transparent substrate 1 having color filter layers 2R, 2G and 2B, a thin film 3 of indium oxide doped with zirconium oxide as a dopant is formed by a sputtering method. The carrier density increases as the amount of zirconium oxide added increases, while the carrier mobility is maintained substantially constant, and a transparent electrode plate having high conductivity can be obtained.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は透明電極板とその製造方
法に係り、特に高い導電性を有し、低い基板温度条件下
においても形成可能な透明電極板とその製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent electrode plate and a method for manufacturing the same, and more particularly to a transparent electrode plate which has high conductivity and can be formed even under a low substrate temperature condition, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】透明で高い導電性を有する透明電極板は
液晶を用いた各種ディスプレイや表示入力装置に広く利
用されている。2. Description of the Related Art Transparent and highly conductive transparent electrode plates are widely used in various displays and display input devices using liquid crystals.
【0003】例えば、液晶を用いたディスプレイの透明
電極aは、図2に示すようにガラス基板aと、このガラ
ス基板a上の画素部位に設けられた画素毎にその透過光
を赤、緑、青にそれぞれ着色する色フィルター層bと、
上記ガラス基板a上の画素間部位に設けられこの部位か
らの光透過を防止する遮光膜cと、上記色フィルター層
bの全面に設けられた保護層dと、この保護層d上に成
膜された透明電極eと、この透明電極e上に成膜された
配向膜fとでその主要部が構成され、かつ、上記透明電
極eについてはスパッタリングにより成膜され、所定の
パターンにエッチングされた後、加熱処理して形成され
た上記透明導電膜により構成されている。For example, as shown in FIG. 2, a transparent electrode a of a display using a liquid crystal has a glass substrate a and transmitted light of red, green, and red for each pixel provided at a pixel portion on the glass substrate a. A color filter layer b colored in blue respectively,
A light-shielding film c provided on the glass substrate a between pixels to prevent light transmission from this region, a protective layer d provided on the entire surface of the color filter layer b, and a film formed on the protective layer d. The transparent electrode e thus formed and the orientation film f formed on the transparent electrode e constitute a main part of the transparent electrode e, and the transparent electrode e is formed by sputtering and etched into a predetermined pattern. After that, the transparent conductive film is formed by heat treatment.
【0004】この透明導電膜としては、その高い導電率
に着目して、酸化インジウムの中にドーパントとして酸
化錫を添加したもの(ITO薄膜)が広く用いられてお
り、体積抵抗率はおよそ2.4×10-4Ω・cmであっ
た。As the transparent conductive film, in consideration of its high conductivity, indium oxide to which tin oxide is added as a dopant (ITO thin film) is widely used, and its volume resistivity is about 2. It was 4 × 10 −4 Ω · cm.
【0005】尚、上記ITO薄膜の外、透明導電膜eと
しては、酸化錫又は酸化錫に酸化アンチモンを添加した
ネサと呼ばれる薄膜、あるいは酸化亜鉛に酸化アルミニ
ウムを添加した薄膜等が知られているが、これらはいず
れも上記ITO薄膜と比較しても導電性が劣り、また
酸、アルカリ、湿度等に対する耐性が不充分であるた
め、上記ITO薄膜が一般に普及している。In addition to the above-mentioned ITO thin film, as the transparent conductive film e, a thin film called tin oxide or a thin film of tin oxide to which antimony oxide is added, or a thin film of zinc oxide to which aluminum oxide is added is known. However, all of them have inferior conductivity as compared with the above ITO thin film, and have insufficient resistance to acid, alkali, humidity and the like, so that the above ITO thin film is widely used.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、上述
のようなディスプレイや表示入力装置においては画素密
度を増大させて緻密な画面を表示することが求められ、
これに伴って上記透明電極パターンの緻密化が要求され
ており、例えば100μm程度のピッチで上記透明電極
の端子部を構成することが要求されている。By the way, in recent years, in the above-mentioned displays and display input devices, it is required to increase the pixel density to display a fine screen,
Along with this, it is required to make the transparent electrode pattern denser, and for example, it is required to form the terminal portions of the transparent electrode at a pitch of about 100 μm.
【0007】また、その一方で表示画面の大型化が求め
られており、このような大画面について上述のような緻
密パターンの透明電極を形成ししかも液晶に充分な駆動
電圧を印加することができるようにするためには、上記
透明電極として高い導電性を有する透明電極を用いる必
要があった。On the other hand, there is a demand for a larger display screen. For such a large screen, it is possible to form the above-mentioned dense pattern of transparent electrodes and to apply a sufficient driving voltage to the liquid crystal. In order to do so, it is necessary to use a transparent electrode having high conductivity as the transparent electrode.
【0008】そして、要求される導電性は一般に面積抵
抗率(Ω/□)で表され(面積抵抗率は面積導電率の逆
数である)、例えばその値として5Ω/□以下という低
い面積抵抗率が要求されている。尚、この面積抵抗率は
上述の体積抵抗率を透明導電膜の厚みで割った商で表さ
れる。そして、上記ITOの体積抵抗率がおよそ2.4
×10-4Ω・cmであることから、5Ω/□程度の面積抵
抗率を有する透明導電膜を得るためにはその膜厚が30
0nm以上のITOを成膜する必要がある。しかるにS
TN(スーパー・ツイステッド・ディスプレイ)液晶を
使用する液晶ディスプレイにおいては図2に示したよう
に透明電極e上に液晶を配向させる配向膜fを設ける必
要があり、上記ITOの膜厚さが300nmと大きい場
合、このITOをパターニングして透明電極eを形成し
た際、ITO薄膜が存在する部位と存在しない部位で3
00nmの段差が生じこれに伴い配向膜f表面に300
nm程度の凹凸が形成されてしまうため、ドメインと呼
ばれる液晶の配向不良が生じ易くなる欠点があった。The required conductivity is generally expressed by area resistance (Ω / □) (area resistance is the reciprocal of area conductivity), for example, a low area resistance of 5Ω / □ or less. Is required. The area resistivity is represented by the quotient obtained by dividing the above volume resistivity by the thickness of the transparent conductive film. The volume resistivity of the ITO is about 2.4.
Since it is × 10 -4 Ω · cm, the film thickness is 30 in order to obtain a transparent conductive film having an area resistivity of about 5 Ω / □.
It is necessary to form an ITO film having a thickness of 0 nm or more. However, S
In a liquid crystal display using TN (Super Twisted Display) liquid crystal, it is necessary to provide an alignment film f for orienting the liquid crystal on the transparent electrode e as shown in FIG. 2, and the ITO film thickness is 300 nm. When it is large, when the transparent electrode e is formed by patterning this ITO, the ITO thin film is present at a part where it does not exist and a part where it does not exist.
A step of 00 nm is generated, which causes 300 on the surface of the alignment film f.
Since irregularities of about nm are formed, there is a drawback that misalignment of liquid crystals called domains easily occurs.
【0009】本発明はこのような技術的背景に基づいて
なされたもので、すなわち、上記高品質で広い画面のデ
ィスプレイに使用される透明電極板として充分に高い導
電性を有する透明電極板とその製造方法を提供すること
を目的とする。The present invention has been made on the basis of such a technical background, that is, a transparent electrode plate having sufficiently high conductivity as a transparent electrode plate used for the display of the above-mentioned high quality and wide screen, and its transparent electrode plate. It is intended to provide a manufacturing method.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】ここで、上記透明導電膜
の面積導電率は体積導電率と膜厚の積で表現され、この
体積導電率σ( Ω-1・cm -1 )は、膜に含まれるキャリ
ャ(電子又は正孔)の持つ電荷e(クーロン)と、この
キャリャの移動度μ(cm2 /V・S )、及びキャリャの密
度n(cm-3)の積で表現される。 σ( Ω-1・cm -1 )=e・μ・n (1)Here, the area conductivity of the transparent conductive film is expressed by the product of volume conductivity and film thickness, and this volume conductivity σ (Ω -1 cm -1 ) is Is represented by the product of the electric charge e (coulomb) of the carrier (electron or hole) contained in the carrier, the mobility μ (cm 2 / V · S) of this carrier, and the carrier density n (cm -3 ). . σ (Ω -1・ cm -1 ) = e ・ μ ・ n (1)
【0011】従って、ITO薄膜の体積導電率を向上さ
せ、その面積抵抗率を低下させるためには移動度μ又は
キャリャの密度nのいずれか一方又はその双方を増大さ
せればよい訳である。このITOにおいては、上述のよ
うに酸化錫が酸化インジウムのドーパントであり、キャ
リャである正孔の形成に関与していることから、上記酸
化錫の量を増加させれば上記キャリャの密度nが増大
し、従って体積導電率と面積導電率が増大し、面積抵抗
率が減少すると予想される。しかしながら、下記表1に
示すように、酸化錫の混合量が5重量%を越えるとIT
O薄膜の面積抵抗率は略一定値になり、これ以上酸化錫
を増加させても面積抵抗率の低下はみられない。この理
由は不明であるが、In(インジウム)のイオン半径が
約0.92オングストロームであるのに対しSn(錫)
のイオン半径は0.74オングストロームであり、両者
の相違が大きいことから、酸化錫の増加に伴って酸化イ
ンジウム結晶の歪みが大きくなり上記結晶の欠陥が増加
して、上記移動度μが低下していることが想像できる。Therefore, in order to improve the volume conductivity of the ITO thin film and reduce its area resistivity, either one of the mobility μ and the carrier density n or both may be increased. In this ITO, tin oxide is a dopant of indium oxide and is involved in the formation of holes that are carriers, as described above. Therefore, if the amount of tin oxide is increased, the carrier density n will increase. It is expected that there will be an increase, and therefore an increase in volume and area conductivity, and a decrease in area resistivity. However, as shown in Table 1 below, when the mixing amount of tin oxide exceeds 5% by weight, IT
The area resistivity of the O thin film becomes a substantially constant value, and even if the tin oxide is further increased, the area resistivity does not decrease. The reason for this is unclear, but the ion radius of In (indium) is about 0.92 angstrom, whereas Sn (tin) is
Has an ionic radius of 0.74 angstroms, and the difference between the two is large. Therefore, as the amount of tin oxide increases, the strain of the indium oxide crystal increases, the defects in the crystal increase, and the mobility μ decreases. I can imagine that
【0012】[0012]
【表1】 [Table 1]
【0013】これに対し、本発明者等は、Zr(ジルコ
ニウム)のイオン半径が0.87オングストロームであ
って上記Inのイオン半径に近く、しかもSnと同じ4
価を有することから、このZrをSnの代わりにドーパ
ントとして使用することにより、上記移動度μの低下を
生じさせることなくキャリャ密度を増大させることが可
能となり、従って面積抵抗率を低下させて高い導電性を
有する透明導電膜が形成できることを見出した。On the other hand, the present inventors have found that the ionic radius of Zr (zirconium) is 0.87 angstrom, which is close to the ionic radius of In, and is the same as Sn.
Since Zr has a valency, by using Zr as a dopant instead of Sn, it becomes possible to increase the carrier density without causing the decrease in the mobility μ, thus decreasing the sheet resistivity and increasing the carrier resistivity. It was found that a transparent conductive film having conductivity can be formed.
【0014】請求項1及び2に係る発明はこのような知
見に基づいてなされたものであって、すなわち、請求項
1に係る発明は、透明基板上に、酸化ジルコニウムをド
ーパントとして添加した酸化インジウムから構成される
透明導電膜を備えることを特徴とし、他方、請求項2に
係る発明は、請求項1記載の透明電極板において、上記
透明導電膜が300nm以下の厚さを有することを特徴
とする。The inventions according to claims 1 and 2 are based on such findings, that is, the invention according to claim 1 is an indium oxide in which zirconium oxide is added as a dopant on a transparent substrate. On the other hand, the invention according to claim 2 is the transparent electrode plate according to claim 1, wherein the transparent conductive film has a thickness of 300 nm or less. To do.
【0015】このような技術的手段において、上記酸化
ジルコニウムは酸化インジウム結晶中にドーパントとし
て存在するものであって、この酸化ジルコニウムのZr
イオンに基づいて正孔から構成されるキャリャが生成
し、導電性が向上する。また、上述のようにZrイオン
とInイオンのイオン半径が近いことから、この酸化ジ
ルコニウムのドーピングにも係わらず上記酸化インジウ
ム結晶の歪みが小さく、大量の酸化ジルコニウムを添加
した場合であってもキャリャの移動度μの低下が生じな
い。従って、この酸化ジルコニウム添加量の増大に伴っ
てキャリャ密度が増大して透明導電膜の導電性が向上
し、300nm以下の薄い皮膜であっても高い面積導電
率と低い面積抵抗率を達成することが可能となる。そし
て、このような薄膜であってしかも低い面積抵抗率を達
成することができるため、上記液晶ディスプレイ等の電
極板として利用して、配向不良を生じることなくしかも
液晶に充分な駆動電圧を印加でき、緻密で広い画面を良
好に表示することが可能になる。In such technical means, the zirconium oxide is present as a dopant in the indium oxide crystal, and the zirconium oxide has a Zr content of Zr.
Carriers composed of holes are generated based on the ions, and the conductivity is improved. In addition, since the ionic radii of Zr ions and In ions are close to each other as described above, the strain of the indium oxide crystal is small despite the doping of zirconium oxide, and even when a large amount of zirconium oxide is added, the carrier is large. Mobility μ does not decrease. Therefore, as the amount of zirconium oxide added increases, the carrier density increases and the conductivity of the transparent conductive film is improved, so that even a thin film of 300 nm or less can achieve high area conductivity and low area resistivity. Is possible. Since such a thin film can achieve a low area resistivity, it can be used as an electrode plate for the above-mentioned liquid crystal display or the like, and a sufficient driving voltage can be applied to the liquid crystal without causing alignment failure. Therefore, it is possible to satisfactorily display a precise and wide screen.
【0016】上記酸化ジルコニウムは例えば10重量%
等の高添加量であってよく、酸化ジルコニウム添加量の
増大に伴って導電性が向上するため、従来のITO薄膜
に比較して飛躍的に導電率の向上(従って面積抵抗率の
低下)を図ることができる。かかる透明導電膜は不純物
を含有しないことが望ましいが、透明導電膜のパターニ
ングの際のエッチング特性を改善したり、透明性、反射
性、薬品等に対する耐性等の諸物性を改善するため、微
量の酸化錫、酸化アンチモン、酸化チタン等の不純物を
含有するものであってもよい。The zirconium oxide is, for example, 10% by weight.
Etc. may be added in a large amount, and the conductivity is improved as the added amount of zirconium oxide is increased. Therefore, the conductivity is dramatically improved (and therefore the area resistivity is decreased) as compared with the conventional ITO thin film. Can be planned. It is desirable that such a transparent conductive film does not contain impurities, but in order to improve the etching characteristics at the time of patterning the transparent conductive film and to improve various physical properties such as transparency, reflectivity, resistance to chemicals, etc. It may contain impurities such as tin oxide, antimony oxide, and titanium oxide.
【0017】本発明に係る透明基板としては、例えば、
ガラス板、透明な有機プラスチックフィルムやシートが
適用でき、また、上記透明電極板をカラーの液晶ディス
プレイ等に適用する場合には画素毎に透過光を着色する
カラーフィルター層を備えるものが使用できる。Examples of the transparent substrate according to the present invention include:
A glass plate, a transparent organic plastic film or sheet can be applied, and when the transparent electrode plate is applied to a color liquid crystal display or the like, one having a color filter layer for coloring transmitted light for each pixel can be used.
【0018】請求項3に係る発明はこのような技術的背
景に基づいてなされたもので、請求項1又は2記載の透
明電極板において、上記透明基板が、透明な基材と、こ
の透明基材上に各色毎に配置され、透過光を着色する複
数色のカラーフィルター層とを備えることを特徴とす
る。The invention according to claim 3 is based on such a technical background. In the transparent electrode plate according to claim 1 or 2, the transparent substrate is a transparent base material and the transparent substrate. And a color filter layer of a plurality of colors arranged on the material for each color and coloring transmitted light.
【0019】請求項3に係る透明基材としては上記ガラ
ス板や有機プラスチックフィルム又はシートが適用出来
る。また、カラーフィルター層は公知のいずれのもので
もよく、例えば、着色剤を含む感光性樹脂を上記透明基
材上に塗布し、露光・現像して画素パターン状に形成し
たもの、あるいは着色顔料を含む印刷インキを画素パタ
ーン状に印刷して形成したもの等が適用できる。また、
着色顔料を含む電着塗料を画素パターン状に電着して上
記カラーフィルター層を形成したものであってもよい。As the transparent substrate according to claim 3, the glass plate or organic plastic film or sheet can be applied. The color filter layer may be any known one, for example, a photosensitive resin containing a colorant is applied onto the transparent substrate, exposed and developed to form a pixel pattern, or a color pigment is used. It is possible to apply the one formed by printing the containing printing ink in a pixel pattern. Also,
The color filter layer may be formed by electrodeposition of an electrodeposition coating material containing a coloring pigment in a pixel pattern.
【0020】また、上記透明基板としては、画素部位に
上記カラーフィルター層を備える外に、画素と画素との
間の画素間部位に入射した外乱光を遮断して表示画面の
コントラストを向上させるためこの画素間部位に不透明
の遮光層を備えるものであってもよく、この遮光膜とし
ては金属クロムの薄膜や感光性樹脂中にカーボンブラッ
ク等の遮光性顔料を分散させた樹脂膜から構成されたも
のが利用できる。また、更に、上記カラーフィルター層
上に透明な保護層を設けて、上記透明導電膜を形成する
表面の平滑化を図ったものも利用できる。Further, the transparent substrate is provided with the color filter layer at the pixel portion, and in order to improve the contrast of the display screen by blocking ambient light incident on the inter-pixel portion between the pixels. An opaque light-shielding layer may be provided between the pixels, and the light-shielding film is composed of a thin film of metal chromium or a resin film in which a light-shielding pigment such as carbon black is dispersed in a photosensitive resin. Things are available. Furthermore, a transparent protective layer may be provided on the color filter layer to smooth the surface on which the transparent conductive film is formed.
【0021】また、この透明電極板が液晶ディスプレイ
の観察者側に配置される前面板として利用される場合に
は、上記ディスプレイ表面の反射光を防止するため上記
透明基板の透明導電膜が形成される面の反対面に反射防
止膜を備えるものであってよく、上記透明電極板が反射
型液晶ディスプレイの背面板として利用される場合に
は、観察者側から光線を効率的に反射する反射膜を備え
るものであってもよい。反射防止膜としては酸化マグネ
シウム薄膜やフッ化マグネシウム薄膜が利用でき、反射
膜としてはアルミニウム、マグネシウム、酸化珪素、フ
ッ化マグネシウム等の薄膜が適用できる。When this transparent electrode plate is used as a front plate disposed on the observer side of a liquid crystal display, a transparent conductive film of the transparent substrate is formed to prevent reflected light from the display surface. The transparent electrode plate may be provided with an antireflection film on the opposite surface, and when the transparent electrode plate is used as a back plate of a reflective liquid crystal display, a reflective film that efficiently reflects light rays from the viewer side. May be provided. A magnesium oxide thin film or a magnesium fluoride thin film can be used as the antireflection film, and a thin film of aluminum, magnesium, silicon oxide, magnesium fluoride or the like can be used as the reflective film.
【0022】次に、本発明に係る透明電極板の製造方法
について説明する。Next, a method of manufacturing the transparent electrode plate according to the present invention will be described.
【0023】本発明に係る透明電極板は、上記透明基板
上に、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリン
グ等の方法によって透明導電膜を形成して製造すること
ができるが、Zrの原子量はInの原子量に近いことか
ら、スパッタリングによる成膜の場合、In2 O3 のス
パッタリング速度とほぼ同様のZrO2 のスパッタリン
グ速度が得られる。従って両者の混合物をターゲットと
してスパッタリングすることによりこのターゲットの組
成と略同様の組成の透明導電膜を形成することが可能と
なる。The transparent electrode plate according to the present invention can be manufactured by forming a transparent conductive film on the transparent substrate by a method such as vacuum deposition, ion plating and sputtering. The atomic weight of Zr is In. Since the atomic weight is close to the atomic weight, in the case of film formation by sputtering, a sputtering rate of ZrO 2 almost similar to that of In 2 O 3 can be obtained. Therefore, by sputtering a mixture of the two as a target, it is possible to form a transparent conductive film having a composition substantially similar to that of the target.
【0024】請求項4に係る発明はこのような技術的背
景に基づいてなされたもので、すなわち、スパッタリン
グ法により透明基板上に透明導電膜を形成して透明電極
板を製造する方法において、スパッタリングのターゲッ
トとして酸化インジウムと酸化ジルコニウムの混合物を
使用することを特徴とする。The invention according to claim 4 is based on such a technical background, that is, in the method for producing a transparent electrode plate by forming a transparent conductive film on a transparent substrate by a sputtering method, It is characterized by using a mixture of indium oxide and zirconium oxide as a target.
【0025】この請求項4に係る発明によれば、ターゲ
ットの組成は透明導電膜の組成にほぼそのまま反映され
るため、ターゲットの組成をコントロールすることによ
って上記透明導電膜の組成を容易にコントロールするこ
とができ、従って所望の導電率を有する透明電極板を安
定して製造することが可能となる。かかるターゲットの
組成は上述した透明導電膜の組成と同じく酸化ジルコニ
ウムを10重量%程度含むものであってよく、この外、
透明導電膜の物性(透明性、反射性、耐性等)を改善す
るため微量の不純物を含むものであってよい。尚、スパ
ッタリングの際、スパッタリング雰囲気中への放出ガス
を低下させ、また放電のインピーダンスを低下させるた
め、かかるターゲットとしてバルクに対して酸化インジ
ウムと酸化ジルコニウムの密度が高い高密度ターゲット
を用いることが望ましく、また水分の存在によって上記
透明導電膜は悪影響を受けるため、スパッタリング時に
ターゲットが吸湿しない配慮が必要である。According to the invention of claim 4, the composition of the target is directly reflected on the composition of the transparent conductive film. Therefore, the composition of the transparent conductive film can be easily controlled by controlling the composition of the target. Therefore, it is possible to stably manufacture a transparent electrode plate having a desired conductivity. The composition of such a target may contain about 10% by weight of zirconium oxide like the composition of the transparent conductive film described above.
It may contain a slight amount of impurities in order to improve the physical properties (transparency, reflectivity, resistance, etc.) of the transparent conductive film. During sputtering, it is desirable to use a high-density target in which the density of indium oxide and zirconium oxide is high with respect to the bulk as the target in order to reduce the amount of gas released into the sputtering atmosphere and reduce the impedance of discharge. Moreover, since the transparent conductive film is adversely affected by the presence of water, it is necessary to consider that the target does not absorb moisture during sputtering.
【0026】スパッタリングの方法としてはマグネトロ
ンスパッタリング望ましく、この場合マグネトロンカソ
ードの磁場は400ガウス程度でもよいが、成膜された
透明導電膜の面積抵抗率を低下させるため800ガウス
以上の強磁場を有することが望ましい。As the sputtering method, magnetron sputtering is desirable. In this case, the magnetic field of the magnetron cathode may be about 400 gauss, but a strong magnetic field of 800 gauss or more is required to reduce the area resistivity of the formed transparent conductive film. Is desirable.
【0027】また、スパッタリング装置は、この内部に
含まれる水分や窒素による透明導電膜への影響を避ける
ため、高真空であることが望ましく、特に超高真空であ
ることが望ましい。尚、微量であれば水素や水分を含む
ガスをスパッタリング時の導入ガスとして利用すること
もでき、こうして微量の水素又は水分の存在下で成膜さ
れた透明導電膜はその結晶粒径が微細なものとなり、こ
れをエッチングしてパターン化する際のエッチング速度
の向上を図ることができる。Further, the sputtering apparatus preferably has a high vacuum, and particularly an ultrahigh vacuum, in order to prevent the moisture and nitrogen contained therein from affecting the transparent conductive film. It should be noted that a gas containing hydrogen or water can be used as an introduction gas at the time of sputtering as long as it is a small amount, and thus the transparent conductive film formed in the presence of a small amount of hydrogen or water has a fine crystal grain size. As a result, it is possible to improve the etching rate when etching and patterning this.
【0028】また、こうしてガスが導入されてスパッタ
リングする際のガス圧は高真空(例えば2.5mTorr.以
下)であることが望ましい。Further, it is desirable that the gas pressure when the gas is introduced and the sputtering is performed in a high vacuum (for example, 2.5 mTorr. Or less).
【0029】そして、このスパッタリング法による成膜
の場合、上記透明基板を200〜400℃に加熱してお
くことにより上記透明導電膜の面積抵抗を一層低下させ
ることができるが、透明基板が有機プラスチックフィル
ムやシートから構成される場合、あるいは透明基板が樹
脂を主成分とするカラーフィルター層を備える場合に
は、このプラスチックフィルム又はシートあるいはカラ
ーフィルター層の耐熱温度以下であることが必要であ
る。特に、カラーフィルター層を備える透明基板の場
合、150℃を越える基板温度下でスパッタリングを行
なうと、得られる透明導電膜が結晶化して、パターン化
の際のエッチングに加温等の厳しいエッチング条件を必
要とし、上記カラーフィルター層にダメージを与えるこ
とがある。これに対し、常温もしくは140℃以下の基
板温度でスパッタリング成膜を行なった場合には、得ら
れる透明導電膜は非晶質様(アモルファスライク)の薄
膜となり、加温等の厳しいエッチング条件なしに素早く
エッチングしてパターン化することができ、上記カラー
フィルター層にダメージを与えることなく、その形状や
分光透過率をそのまま維持することが可能となる。In the case of film formation by this sputtering method, the sheet resistance of the transparent conductive film can be further reduced by heating the transparent substrate to 200 to 400 ° C. When it is composed of a film or sheet, or when the transparent substrate has a color filter layer containing a resin as a main component, it is necessary that the temperature is not higher than the heat resistant temperature of the plastic film or sheet or the color filter layer. In particular, in the case of a transparent substrate provided with a color filter layer, when the sputtering is performed at a substrate temperature exceeding 150 ° C., the obtained transparent conductive film is crystallized, and strict etching conditions such as heating are required for etching during patterning. It may be necessary and may damage the color filter layer. On the other hand, when the sputtering film formation is performed at room temperature or at a substrate temperature of 140 ° C. or less, the obtained transparent conductive film becomes an amorphous-like (amorphous-like) thin film and does not require severe etching conditions such as heating. The color filter layer can be etched and patterned quickly, and its shape and spectral transmittance can be maintained as they are without damaging the color filter layer.
【0030】請求項5に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項4記載
の透明電極板の製造方法において、上記基板温度を14
0℃以下に保ってスパッタリングすることを特徴とす
る。The invention according to claim 5 is based on such a technical reason, that is, in the method for producing a transparent electrode plate according to claim 4, the substrate temperature is set to 14
It is characterized in that the sputtering is performed while maintaining the temperature at 0 ° C. or lower.
【0031】そして、請求項5に係る発明によれば、エ
ッチング条件なしに素早くエッチングしてパターン化で
きる非晶質様の透明導電膜が形成できるため、カラーフ
ィルター層にダメージを与えることなくその本来の品質
を維持したまま上記透明導電膜を容易にパターン化する
ことが可能となる。尚、このパターン化の前又は後に2
00〜270℃の温度に加熱してアニーリングすること
が望ましく、このアニーリングにより更に導電性が向上
し、また透明性が向上する。According to the invention of claim 5, since an amorphous-like transparent conductive film that can be etched and patterned quickly without etching conditions can be formed, the color filter layer is not damaged and is originally intended to be formed. It is possible to easily pattern the transparent conductive film while maintaining the quality. Before or after this patterning, 2
It is desirable to anneal by heating to a temperature of 00 to 270 ° C. This annealing further improves conductivity and transparency.
【0032】[0032]
【作用】請求項1〜3に係る発明によれば、透明基板上
に、酸化ジルコニウムをドーパントとして添加した酸化
インジウムから構成される透明導電膜を備えるため、薄
膜であってしかも低い面積抵抗率を達成することができ
る。According to the inventions of claims 1 to 3, since the transparent conductive film composed of indium oxide doped with zirconium oxide as a dopant is provided on the transparent substrate, it is a thin film and has a low area resistivity. Can be achieved.
【0033】また、請求項4に係る発明によれば、スパ
ッタリング法により透明基板上に透明導電膜を形成して
透明電極板を製造する方法において、スパッタリングの
ターゲットとして酸化インジウムと酸化ジルコニウムの
混合物を使用するため、このような低い面積抵抗率を備
える透明電極板を安定して製造することが可能となり、Further, according to the invention of claim 4, in a method for producing a transparent electrode plate by forming a transparent conductive film on a transparent substrate by a sputtering method, a mixture of indium oxide and zirconium oxide is used as a sputtering target. Since it is used, it is possible to stably manufacture a transparent electrode plate having such a low sheet resistivity,
【0034】他方、請求項5に係る発明によれば、上記
基板温度を140℃以下に保ってスパッタリングするた
め、カラーフィルター層にダメージを与えることなくそ
の本来の品質を維持したまま上記透明導電膜を容易にパ
ターン化することが可能となる。On the other hand, according to the invention of claim 5, the sputtering is carried out while maintaining the substrate temperature at 140 ° C. or lower, so that the transparent conductive film is maintained while maintaining its original quality without damaging the color filter layer. Can be easily patterned.
【0035】[0035]
〔実施例1〕厚さ0.7mmのガラス板(SiO2 のア
ンダーコート層を備えるフロート青板)を透明基板と
し、ターゲットとしてIn2 O3 とZrO2 を9:1
(重量比)で混合した高密度のターゲットを使用し、両
者をスパッタリング装置内に配置して、この装置内にア
ルゴンガスに微量の酸素ガスを添加した混合ガスを導入
して圧力を1.8mmTorr.に調圧し、スパッタリングに
より上記透明基板に薄膜を形成した。この際、透明基板
の温度は約250℃であり、この透明基板上に成膜され
た薄膜の厚さは2400オングストロームである。Example 1 A glass plate having a thickness of 0.7 mm (a float blue plate having an SiO 2 undercoat layer) was used as a transparent substrate, and In 2 O 3 and ZrO 2 were used as targets in a ratio of 9: 1.
A high density target mixed by (weight ratio) is used, both are placed in a sputtering device, and a mixed gas of a small amount of oxygen gas added to argon gas is introduced into the sputtering device to adjust the pressure to 1.8 mmTorr. . The pressure was adjusted to 2, and a thin film was formed on the transparent substrate by sputtering. At this time, the temperature of the transparent substrate is about 250 ° C., and the thickness of the thin film formed on this transparent substrate is 2400 Å.
【0036】得られた薄膜の面積抵抗率、体積抵抗率、
キャリャの移動度、キャリャの濃度の表2に示す。Area resistivity, volume resistivity of the obtained thin film,
The carrier mobility and carrier concentration are shown in Table 2.
【0037】〔実施例2〕図1に示すように、厚さ1.
1mmのガラス板1に、低分子量エポキシ樹脂とメラミン
樹脂の混合レジンに更に着色剤を混合した印刷インキに
より赤色2R、緑色2G及び青色2Bの三色のストライ
プ状カラーフィルターパターン(厚み約2μm)を印刷
して透明基板とした。Example 2 As shown in FIG. 1, the thickness 1.
Stripe color filter pattern (thickness about 2 μm) of three colors of red 2R, green 2G and blue 2B is made on a 1 mm glass plate 1 by a printing ink in which a colorant is mixed with a mixed resin of low molecular weight epoxy resin and melamine resin. It was printed to give a transparent substrate.
【0038】一方、ターゲットとしてIn2 O3 とZr
O2 を9:1(重量比)で混合した高密度のターゲット
を使用し、このターゲットと上記透明基板との両者をス
パッタリング装置内に配置して、この装置内にアルゴン
ガスに微量の酸素ガスを添加した混合ガスを導入して圧
力を1.8mmTorr.に調圧し、スパッタリングにより上
記透明基板に薄膜3を形成した。この際、透明基板の温
度は約室温であり、この透明基板上に成膜された薄膜3
の厚さは2600オングストロームである。On the other hand, as targets, In 2 O 3 and Zr
A high density target in which O 2 was mixed at a ratio of 9: 1 (weight ratio) was used, and both the target and the transparent substrate were placed in a sputtering apparatus, and a small amount of oxygen gas was added to argon gas in the apparatus. Was introduced into the mixed gas, and the pressure was increased to 1.8 mm Torr. The pressure was adjusted to 2, and the thin film 3 was formed on the transparent substrate by sputtering. At this time, the temperature of the transparent substrate is about room temperature, and the thin film 3 formed on this transparent substrate
Has a thickness of 2600 angstroms.
【0039】次いでこの薄膜3の成膜された透明基板を
220℃、60分の条件で加熱アニーリングした。こう
してアニーリングされた薄膜3の面積抵抗率、体積抵抗
率、キャリャの移動度、キャリャの濃度の表2に示す。Next, the transparent substrate having the thin film 3 formed thereon was annealed by heating at 220 ° C. for 60 minutes. The area resistivity, volume resistivity, carrier mobility, and carrier concentration of the thin film 3 thus annealed are shown in Table 2.
【0040】[0040]
【表2】 [Table 2]
【0041】[0041]
【発明の効果】請求項1〜3に係る発明によれば、薄膜
であってしかも低い面積抵抗率を達成することができる
ため、液晶ディスプレイ等の電極板として利用して、配
向不良を生じることなくしかも液晶に充分な駆動電圧を
印加でき、緻密で広い画面を良好に表示することが可能
になるという効果を奏する。According to the inventions of claims 1 to 3, since it is a thin film and can achieve a low area resistivity, it can be used as an electrode plate of a liquid crystal display or the like to cause alignment failure. Moreover, there is an effect that a sufficient driving voltage can be applied to the liquid crystal and a fine and wide screen can be satisfactorily displayed.
【0042】また、請求項4に係る発明によれば、この
ような低い面積抵抗率を備える透明電極板を安定して製
造することができ、他方、請求項5に係る発明によれ
ば、カラーフィルター層にダメージを与えることなくそ
の本来の品質を維持したまま上記透明導電膜を容易にパ
ターン化することができるため、上記透明電極板や液晶
ディスプレイ等の信頼性が著しく向上するという効果を
奏する。Further, according to the invention of claim 4, it is possible to stably manufacture a transparent electrode plate having such a low area resistivity, while according to the invention of claim 5, the color electrode plate Since the transparent conductive film can be easily patterned while maintaining the original quality of the filter layer without damaging the filter layer, the reliability of the transparent electrode plate, the liquid crystal display or the like is significantly improved. .
【図1】図1は実施例3に係る透明電極板の断面説明
図。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a transparent electrode plate according to a third embodiment.
【図2】従来における液晶ディスプレイの透明電極板の
断面図。FIG. 2 is a sectional view of a transparent electrode plate of a conventional liquid crystal display.
1 ガラス板。 2R カラーフィルター層。 2G カラーフィルター層。 2B カラーフィルター層。 3 透明導電膜。 1 glass plate. 2R color filter layer. 2G color filter layer. 2B color filter layer. 3 Transparent conductive film.
Claims (6)
ントとして添加した酸化インジウムから構成される透明
導電膜を備えることを特徴とする透明電極板。1. A transparent electrode plate comprising a transparent conductive film made of indium oxide doped with zirconium oxide as a dopant on a transparent substrate.
特徴とする透明電極板。2. The transparent electrode plate according to claim 1, wherein the transparent conductive film has a thickness of 300 nm or less.
て、 上記透明基板が、透明な基材と、この透明基材上に各色
毎に配置され、透過光を着色する複数色のカラーフィル
ター層とを備えることを特徴とする透明電極板。3. The transparent electrode plate according to claim 1, wherein the transparent substrate is a transparent base material, and a plurality of color filters are arranged on the transparent base material for each color to color transmitted light. A transparent electrode plate comprising: a layer.
導電膜を形成して透明電極板を製造する方法において、 スパッタリングのターゲットとして酸化インジウムと酸
化ジルコニウムの混合物を使用することを特徴とする透
明電極板の製造方法。4. A method for manufacturing a transparent electrode plate by forming a transparent conductive film on a transparent substrate by a sputtering method, wherein a mixture of indium oxide and zirconium oxide is used as a sputtering target. Manufacturing method.
いて、 上記基板温度を140℃以下に保ってスパッタリングす
ることを特徴とする透明電極板の製造方法。5. The method for producing a transparent electrode plate according to claim 4, wherein sputtering is performed while maintaining the substrate temperature at 140 ° C. or lower.
法において、 上記 上記透明基板が、透明な基材と、この透明基材上
に各色毎に配置され、透過光を着色する複数色のカラー
フィルター層とを備えることを特徴とする透明電極板の
製造方法。6. The method for manufacturing a transparent electrode plate according to claim 4, wherein the transparent substrate is a transparent base material, and a plurality of transparent substrates are provided for each color to color transmitted light. A method of manufacturing a transparent electrode plate, comprising: a color filter layer for each color.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4313239A JPH06160876A (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Transparent electrode plate and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP4313239A JPH06160876A (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Transparent electrode plate and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160876A true JPH06160876A (en) | 1994-06-07 |
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ID=18038794
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160876A (en) |
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| CN113981372A (en) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | High-resistance film, manufacturing method thereof, touch display panel and display device |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP4313239A patent/JPH06160876A/en active Pending
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