JPH08203335A

JPH08203335A - 透明導電膜及びその形成方法

Info

Publication number: JPH08203335A
Application number: JP3310695A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Fukuyoshi; 健蔵福吉; Yukihiro Kimura; 幸弘木村; Koji Imayoshi; 孝二今吉
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性と共に形成後の加工安定性に優れた透
明導電膜とその形成方法を提供すること。【構成】この透明導電膜１は、ガラス基板10上に積層
され酸化インジウムから成るキャリア高移動度薄膜11及
び13と、Ｍｇ及びＳｎが添加された銀合金の薄膜から成
るキャリア高濃度薄膜12が互いに隣接して積層された３
層膜で構成されている。そして、キャリア高濃度薄膜12
で生成した大量のキャリアがキャリア高移動度薄膜に移
行してこのキャリア高移動度薄膜中を高速度で移動する
ため透明導電膜全体の導電率を増大させることが可能と
なる。また、Ｍｇ及びＳｎがキャリア高濃度薄膜12の内
部からキャリア高移動度薄膜11、13側へ排除されて銀元
素と共に硬い金属間化合物を生成するため、透明導電膜
形成後の傷付き等物理的損傷や剥離が防止されて加工安
定性を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ、入
出力装置、プラズマディスプレイ等表示装置の透明電極
に適用される透明導電膜とその形成方法に係り、特に、
薄膜で導電性が高くしかも加工安定性に優れた透明導電
膜の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス、プラスチックフィルム等の基板
上に可視光線を透過する透明電極が設けられた電極板
は、液晶ディスプレイ等の各種表示装置の表示用電極や
この表示装置の表示画面から直接入力する入出力装置に
広く使用されている。

【０００３】例えば、液晶が用いられたディスプレイ装
置の透明電極板は、図６に示すようにガラス基板ｋと、
このガラス基板ｋ上の画素部位に設けられ画素毎にその
透過光を赤、緑、青にそれぞれ着色するカラーフィルタ
ー層ｉと、上記ガラス基板ｋ上の画素と画素との間の部
位（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ｍと、上記カラーフィルター層ｉの全面に
設けられた保護層ｈと、この保護層ｈ上に成膜された透
明電極ｇと、この透明電極ｇ上に成膜された配向膜ｌと
でその主要部が構成されている。そして、上記透明電極
ｇはスパッタリングにより成膜され、所定のパターンに
エッチングされた透明導電膜により構成されている。

【０００４】この透明導電膜の構成材料としては酸化イ
ンジウム薄膜（ＩＯ薄膜）も知られているが、このＩＯ
薄膜内にドーパントとして酸化錫を添加してその導電性
を増大させたＩＴＯ薄膜が一般に広く利用されている。
そして、このＩＴＯ薄膜の形成方法には２００℃以上の
高温度に加熱されたガラス基板ｋ上にスパッタリング法
により真空成膜して形成する方法（基板加熱成膜法）
と、１５０℃以下の低温に保持されたガラス基板ｋ上に
スパッタリング法により真空成膜した後加熱アニーリン
グして形成する方法（低温成膜後アニーリング法）とが
知られている。

【０００５】また、ＩＴＯ薄膜から成るこの透明導電膜
の導電率を更に増大させるため、上記ＩＴＯ薄膜に、
金、銀又は銅等の金属薄膜を積層して多層膜構造とした
透明導電膜（特公平１−１２６６３号公報又は特開昭６
１−２５１２５号公報参照）も知られている。

【０００６】この他にも、酸化錫薄膜、この酸化錫に酸
化アンチモンを添加して構成される薄膜（ネサ膜）、酸
化亜鉛に酸化アルミニウムを添加して構成される薄膜等
も知られているが、これらはいずれも上述したＩＴＯ薄
膜よりその導電性が劣り、また、酸やアルカリ等に対す
る耐薬品性あるいは耐水性等が不十分なため一般には普
及していない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ディス
プレイ装置や入出力装置においては、近年、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。また、液晶ディ
スプレイ装置において基板に液晶駆動用ＩＣが直接接続
される方式（ＣＯＧ）においては、配線の引き回しが幅
２０〜５０μｍという細線となる部分があり、従来にな
い高度のエッチング加工適性と高い導電性（低い抵抗
率）が要求されている。

【０００８】また、その一方で表示画面の大型化も求め
られており、このような大画面について上述したような
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備えた透明導電膜を適用する必要
があった。

【０００９】この透明導電膜の導電性は、一般に面積抵
抗（Ω／□）で表され（面積抵抗は面積導電率の逆数で
ある）、例えば、その値として５Ω／□以下の低い面積
抵抗が要求され、また、階調表示を行う場合には３Ω／
□以下という更に低い面積抵抗が要求されている。

【００１０】そして、上記透明導電膜の面積導電率は、
導電率（導電率は上記比抵抗の逆数で表される）と膜厚
との積で表現され、この導電率σ（Ω^-1・cm^-1）は、膜
に含まれるキャリア（電子又は正孔）の持つ電荷ｅ（ク
ーロン）とこのキャリアの移動度μ（cm²/V・sec ）及
びキャリアの濃度ｎ（cm^-3）の積で表現される。

【００１１】 σ（Ω^-1・cm^-1）＝ｅ・μ・ｎ（１）従って、この（１）式より上記透明導電膜の導電率を向
上させてその比抵抗と面積抵抗とを低下させるために
は、移動度μ（cm²/V・sec ）又はキャリアの濃度ｎ
（cm^-3）のいずれか一方又は双方を増大させればよいわ
けである。

【００１２】そして、上記透明導電膜として汎用されて
いるＩＴＯ薄膜においては、上述したように酸化錫が酸
化インジウムのドーパントでありこのドーパントがキャ
リアである電子の生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キャリアの濃度ｎ（cm^-3）が増
大し、これに伴い導電率と面積導電率が増大して面積抵
抗が減少すると予測された。

【００１３】そこで、本発明者等がＩＴＯ薄膜内におけ
る上記酸化錫の添加量を変化させてその比抵抗（Ω・c
m）、キャリア移動度μ（cm²/V・sec ）、キャリア濃
度ｎ（cm^-3）、面積抵抗（Ω／□）等を測定したとこ
ろ、上記予測に反して酸化錫の量が増加するにつれてキ
ャリア移動度μが低下してしまい、実用化できる膜厚の
ＩＴＯ薄膜においてはせいぜい５〜１０Ω／□程度の面
積抵抗が得られるに過ぎなかった。

【００１４】他方、上述した特公平１−１２６６３号公
報又は特開昭６１−２５１２５号公報に記載された多層
膜構造の透明導電膜においては、ＩＴＯ薄膜の高い導電
性に加えて金属薄膜の導電率が透明導電膜全体の導電率
を増大させることが期待され、中でも金属薄膜として銀
の薄膜を利用した場合には銀薄膜の高い導電性に起因し
て透明導電膜全体の導電率を大きく増大させることが期
待された。

【００１５】しかし、その一方で銀薄膜は遮光性が高い
ため上記銀薄膜を利用して透明導電膜を構成した場合、
その膜厚についてはせいぜい２０ｎｍが限度でこれより
厚くすると可視光線の透過率が低下してしまい透明導電
膜としての性能が確保できなくなる。このため、膜厚２
０ｎｍ程度に設定された銀薄膜の片面又は両面にＩＴＯ
薄膜を積層して得られる透明導電膜においては、高々６
〜１０Ω／□程度の面積抵抗が得られるに過ぎず、特公
平１−１２６６３号公報又は特開昭６１−２５１２５号
公報に記載された手段を適用した場合にも十分な導電性
を確保できない問題点があった。

【００１６】更に、上記銀薄膜は柔らかい金属なため液
晶ディスプレイ等の製造工程途上において形成された銀
薄膜に傷が付き易く、かつ、ＩＴＯ薄膜との密着性がよ
くなくＩＴＯ薄膜から剥がれ易いため加工安定性に欠け
る問題点があった。

【００１７】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、薄膜で導電性が
高い透明導電膜とその形成方法を提供し、併せて薄膜で
導電性が高くしかも加工安定性に優れた透明導電膜とそ
の形成方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等はこ
の目的を達成するため以下の技術的推論に基づき特公平
１−１２６６３号公報又は特開昭６１−２５１２５号公
報に記載されたＩＴＯ薄膜と銀等金属薄膜から成る透明
導電膜の改良を試みた。

【００１９】すなわち、上記透明導電膜の一方を構成す
るＩＴＯ薄膜はその導電性が良好である反面そのキャリ
ア移動度は若干低い。そこで、上記ＩＴＯ薄膜に代えて
キャリア移動度の高い薄膜を適用した場合、銀等金属薄
膜で生成した大量のキャリアはキャリア移動度の高い上
記薄膜に流れ込みこの薄膜中を高速で移動することにな
るため透明導電膜全体の導電率を増大させることが予測
される。

【００２０】この様な技術的推論に基づき本発明者等は
上記ＩＴＯ薄膜に代えて低温成膜後アニーリング法で形
成したＩＯ薄膜（ＩＴＯ薄膜に比較して導電性は劣るも
ののキャリア移動度が高い）を適用し、これと銀若しく
は銀合金の薄膜とを互いに隣接するように積層して実際
に透明導電膜を構成したところ、上記予測した通り得ら
れた透明導電膜全体の導電率σ（Ω^-1・cm^-1）はそれぞ
れの薄膜単体の導電率のいずれよりも大きくなり、か
つ、ＩＴＯ薄膜が適用された上記特公平１−１２６６３
号公報又は特開昭６１−２５１２５号公報記載の透明導
電膜より高い導電性を実現することができた。更にこの
薄膜のキャリア移動度が６０cm²/V・sec以上の場合に
は上記ＩＴＯ薄膜であっても良好な結果が得られること
も確認された。本発明はこの様な技術的発見に基づき完
成されたものである。

【００２１】すなわち請求項１に係る発明は、銀若しく
は銀合金で構成されたキャリア高濃度薄膜とこのキャリ
ア高濃度薄膜に隣接して積層されたキャリア高移動度薄
膜を有し、かつ、基板上に形成される透明導電膜を前提
とし、上記キャリア高移動度薄膜が６０cm²/V・sec 以
上のキャリア移動度を有することを特徴とし、また、請
求項２に係る発明は、請求項１記載の発明に係る透明導
電膜を前提とし、上記キャリア高濃度薄膜が、銀を主成
分とし、かつ、銀と共に金属間化合物を形成可能で上記
基板及びキャリア高移動度薄膜との密着性に優れた金属
元素を含有することを特徴とするものである。

【００２２】そして、請求項１記載の発明に係る透明導
電膜においては、銀若しくは銀合金で構成されたキャリ
ア高濃度薄膜に隣接して積層されたキャリア高移動度薄
膜が６０cm²/V・sec 以上のキャリア移動度を有してお
り、上記キャリア高濃度薄膜で生成した大量のキャリア
がこのキャリア高移動度薄膜に移行してキャリア高移動
度薄膜中を高速度で移動するため、透明導電膜全体の導
電率を増大させることが可能となる。

【００２３】他方、請求項２記載の発明に係る透明導電
膜においては、キャリア高濃度薄膜が銀を主成分とし、
銀と共に金属間化合物を形成可能な金属元素を含有して
おり、これらの元素のうち銀同志はその凝集力が強く銀
元素がキャリア高濃度薄膜の中央付近に集って上記金属
元素をその両側に排除するため、キャリア高濃度薄膜の
表面においては上記金属元素の存在割合が高くなり、銀
−金属元素から成る金属間化合物を生成し互いに強固に
結合して一体化されている。そして、キャリア高濃度薄
膜表面で生成した金属間化合物は、その金属結合による
規則的構造を有していることから極めて硬いため、透明
導電膜形成後の傷付き等の物理的損傷を防止することが
可能となる。

【００２４】また、同じ理由からキャリア高濃度薄膜と
その支持体（基板又はキャリア高移動度薄膜）との界面
に移動した上記金属元素は基板及びキャリア高移動度薄
膜との密着性に優れるため、キャリア高濃度薄膜の基板
及びキャリア高移動度薄膜に対する密着力が増大し透明
導電膜形成後における透明導電膜の剥離をも防止するこ
とが可能となる。

【００２５】このように請求項２に係る発明によれば透
明導電膜形成後の加工安定性を増大させることができる
ため、製造された液晶表示装置等の信頼性を飛躍的に向
上させることが可能となる。

【００２６】尚、上記金属元素としては、例えば、Ａ
ｌ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍ
ｇ、Ｎａ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ等が例
示できる。また、銀と共に金属間化合物を形成できかつ
上記金属元素と共に金属間化合物を形成可能な第二の金
属元素を利用することもできる。第二の金属元素として
は、例えば、Ａｕ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｐｄ又はＳｉが
例示できる。そしてこれらの中でも、Ｉｎ、Ｍｇ又はＳ
ｎから選択された１種又は２種以上の金属元素を利用し
た場合により優れた効果が得られる。請求項３及び４に
係る発明は上記金属元素を特定した発明に関する。

【００２７】すなわち、請求項３に係る発明は、請求項
１又は２記載の発明に係る透明導電膜を前提とし、上記
金属元素が、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｌａ、Ｈ
ｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｐｄ又はＳｉから
選択された１種又は２種以上の元素から成ることを特徴
とし、また、請求項４に係る発明は、上記金属元素が、
Ｉｎ、Ｍｇ又はＳｎから選択された１種又は２種以上の
元素から成ることを特徴とするものである。

【００２８】これ等の金属元素はキャリア濃度を低下さ
せない程度の量でキャリア高濃度薄膜内に添加すること
が可能である。尚、これ等の金属元素に起因してキャリ
アの不純物散乱が生じキャリア高濃度薄膜のキャリア移
動度を低下させることがあるがキャリア移動度の低下は
透明導電膜の導電性にほとんど影響を与えない。

【００２９】次に、本発明に係るキャリア高移動度薄膜
としては、酸化インジウム薄膜や酸化錫等のドーパント
が添加された酸化インジウム薄膜等の透明酸化物薄膜が
利用できる。尚、十分なキャリア移動度を確保するため
ドーパントを全く添加しないか、あるいは添加したとし
てもその添加量が極めて小さいものが好ましい。

【００３０】請求項５に係る発明は、上記キャリア高移
動度薄膜の材質を特定した発明に関するものである。

【００３１】すなわち、請求項５に係る発明は、請求項
１〜４のいずれかに記載の発明に係る透明導電膜を前提
とし、上記キャリア高移動度薄膜が酸化インジウムを基
材とする透明酸化物で構成されていることを特徴とする
ものである。

【００３２】尚、請求項１〜５に係る発明において上記
透明導電膜については各々単層のキャリア高移動度薄膜
とキャリア高濃度薄膜から成る二層膜でこれを構成する
ことができるが、二層のキャリア高移動度薄膜の間に単
層のキャリア高濃度薄膜を介在させた三層膜としたり、
上記二層膜に更にＩＴＯ薄膜を積層して三層膜とするこ
とも可能である。二層のキャリア高移動度薄膜の間に単
層のキャリア高濃度薄膜を介在させた場合には導電率の
高い透明導電膜が得られる点で有利である。また、上記
キャリア高移動度薄膜とキャリア高濃度薄膜との二層膜
のキャリア高濃度薄膜側に酸化錫が添加されたＩＴＯ薄
膜を積層して構成される三層膜の場合には、ＩＴＯ薄膜
のキャリア濃度は酸化インジウム薄膜のキャリア濃度に
比較して高いため（酸化インジウム薄膜のおよそ１０倍
のキャリア濃度を有する）キャリア高濃度薄膜の厚みむ
らに起因するキャリア濃度のばらつきが補完され、ばら
つきの小さい安定した導電率の透明導電膜を得ることが
可能となる。

【００３３】尚、上記キャリア高濃度薄膜は、透明導電
膜の導電性と透明性とを確保するため２〜２０ｎｍの厚
みを有することが望ましく、他方、キャリア高移動度薄
膜は、高いキャリア移動度を確保するためキャリアの平
均自由工程の２〜３倍の２０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の厚
みを有することが望ましい。また、これ等キャリア高濃
度薄膜とキャリア高移動度薄膜との間のキャリア移動が
良好に行われるように両薄膜界面における結晶の配向面
が同一であることが望ましく、例えば、キャリア高濃度
薄膜の配向面が（２２２）面である場合、これと接する
キャリア高移動度薄膜の配向面も（２２２）面であるこ
とが望ましい。

【００３４】また、本発明に係る透明導電膜上に透明な
無機薄膜を設けて透明導電膜の保護を図ることも可能で
ある。この無機薄膜は透明導電膜全面に設けてもよい
が、透明導電膜を露出させる必要がなくしかも透明導電
膜形成後の加工工程において傷が付けられ易い部位に選
択的に設けることが望ましい。例えば、透明導電膜を液
晶表示装置の透明電極に適用する場合、その端子部やシ
ール部を除く有効表示部が挙げられる。このような無機
薄膜としては、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂
Ｏ₅、ＨｆＯ₂、ＣｅＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等が例示でき
る。

【００３５】次に、請求項６に係る発明は低温成膜後ア
ニーリング法による透明導電膜の形成方法に関するもの
である。

【００３６】すなわち、請求項６に係る発明は、基板上
に透明導電膜を形成する方法を前提とし、１５０℃以下
の温度に保持された基板上にキャリア高濃度薄膜用の被
膜とキャリア高移動度薄膜用の透明酸化物被膜とを順次
成膜し、かつ、これ等被膜を加熱アニーリングして銀を
主成分としこの銀と共に金属間化合物を形成可能で上記
基板及びキャリア高移動度薄膜との密着性に優れた金属
元素を含有するキャリア高濃度薄膜と、６０cm²/V・se
c 以上のキャリア移動度を有するキャリア高移動度薄膜
とで構成される透明導電膜を形成することを特徴とする
ものである。

【００３７】請求項６に係る発明において上記キャリア
高濃度薄膜用の被膜とキャリア高移動度薄膜用のと透明
酸化物被膜は、いずれも真空蒸着、イオンプレーティン
グ、スパッタリング等の公知の真空成膜方法により成膜
することが可能であるが、膜厚のばらつきを抑えて透明
導電膜の導電率のばらつきを防止する観点からいずれの
被膜もスパッタリング法により成膜することが望まし
い。請求項７に係る発明はこのような技術的理由からな
されている。

【００３８】すなわち、請求項７に係る発明は、請求項
６記載の発明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、
上記キャリア高濃度薄膜用の被膜とキャリア高移動度薄
膜用の透明酸化物被膜を共にスパッタリング法により成
膜することを特徴とするものである。

【００３９】尚、これ等両被膜は、スパッタリング装置
内部に収容された基板を外部に取り出すことなく連続し
て成膜することが可能である。また、これ等両被膜の成
膜工程に際しては、上記基板を１５０℃付近の温度に設
定して脱水状態にしこの脱水状態にある基板に上記両被
膜を成膜してもよく、また、基板を加熱することなく略
室温に保って成膜してもよい。

【００４０】次に、請求項６又は７に係る加熱アニーリ
ングは１８０℃以上の温度で行えばよく好ましくは２０
０〜３００℃の温度である。尚、このアニーリングに伴
って透明導電膜のエッチング適性が低下する場合がある
ことから、アニーリングの前に透明導電膜を必要なパタ
ーンにエッチングすることが望ましい。例えば、透明導
電膜を液晶ディスプレイの透明電極に適用する場合には
この電極パターン形状にエッチングし、次に加熱アニー
リングしてその導電性を増大させる方法が挙げられる。
この方法によれば、エッチング適性に優れたアニーリン
グ前の薄膜をエッチングしているため、パターン精度に
優れた透明電極を形成することが可能となる。尚、パタ
ーニングは周知のフォトリソプロセスにより可能であ
る。

【００４１】尚、キャリア高濃度薄膜用の被膜若しくは
キャリア高移動度薄膜用の透明酸化物被膜の成膜するに
先立って、基板表面をクリーニングすることにより透明
導電膜と基板との密着力を増大させることが可能であ
る。クリーニングの方法としては、例えば、イオンボン
バード、逆スパッタリング、アッシング、紫外線照射、
グロー放電処理等の方法が利用できる。

【００４２】次に、請求項１〜７に係る発明において透
明導電膜を形成する基板としては、ガラス、セラミッ
ク、プラスチックフィルム、プラスチックボード等が適
用でき、黒色、白色、その他の色に着色されたものであ
ってよい。また、放熱性や剛性を改善するためあるいは
可視光線を反射させるため、金属板や金属箔で裏打ちさ
れた基板を使用することも可能である。また、本発明に
係る透明導電膜をカラー表示液晶ディスプレイの透明電
極として適用する場合には、透過光を各色別に着色する
カラーフィルター層を備える基板や、このカラーフィル
ター層の上にさらに無機又は有機の保護膜を備える基板
を使用することも可能である。尚、このようなカラーフ
ィルター層としては、有機顔料が色材として感光性樹脂
中に分散された着色フォトレジストを使用しこれを基板
上に塗布して被膜を形成し次いでフォトリソプロセスに
従いパターンニングして設けられたカラーフィルター
層、透明着色インキを印刷して設けられたカラーフィル
ター層、あるいは透明着色顔料を含む塗料を電着して設
けられたカラーフィルター層等が適用できる。

【００４３】

【作用】請求項１及び３〜５記載の発明に係る透明導電
膜によれば、銀若しくは銀合金で構成されたキャリア高
濃度薄膜とこれに隣接して積層されそのキャリア移動度
が６０cm²/V・sec 以上のキャリア高移動度薄膜を有し
ており、上記キャリア高濃度薄膜で生成した大量のキャ
リアがキャリア高移動度薄膜に移行してキャリア高移動
度薄膜中を高速度で移動するため、透明導電膜全体の導
電率を増大させることが可能となる。

【００４４】また、請求項２〜５記載の発明に係る透明
導電膜によれば、キャリア高濃度薄膜が、銀を主成分と
し、かつ、銀と共に金属間化合物を形成可能で上記基板
及びキャリア高移動度薄膜との密着性に優れた金属元素
を含有しており、これらの元素のうち銀同志はその凝集
力が強く銀元素がキャリア高濃度薄膜の中央付近に集っ
て上記金属元素をその両側に排除するため、キャリア高
濃度薄膜の表面においては上記金属元素の存在割合が高
くなり銀−金属元素から成る金属間化合物を生成し互い
に強固に結合して一体化されている。そして、キャリア
高濃度薄膜表面で生成した金属間化合物は、その金属結
合による規則的構造を有していることから極めて硬いた
め透明導電膜形成後の傷付き等の物理的損傷を防止する
ことが可能となる。

【００４５】また、キャリア高濃度薄膜と基板又はキャ
リア高移動度薄膜との界面に移動した上記金属元素は基
板及びキャリア高移動度薄膜との密着性に優れるため、
キャリア高濃度薄膜の基板及びキャリア高移動度薄膜に
対する密着力が増大し透明導電膜形成後における透明導
電膜の剥離をも防止することが可能となる。

【００４６】また、請求項６記載の発明に係る透明導電
膜の形成方法によれば、１５０℃以下の温度に保持され
た基板上にキャリア高濃度薄膜用の被膜とキャリア高移
動度薄膜用の透明酸化物被膜とを順次成膜し、かつ、こ
れ等被膜を加熱アニーリングして銀を主成分としこの銀
と共に金属間化合物を形成可能で上記基板及びキャリア
高移動度薄膜との密着性に優れた金属元素を含有するキ
ャリア高濃度薄膜と、６０cm²/V・sec 以上のキャリア
移動度を有するキャリア高移動度薄膜とで構成される透
明導電膜を形成しているため、薄膜で導電性が高くしか
も加工安定性に優れた透明導電膜の形成が可能となる。

【００４７】また、請求項７に係る発明によれば、キャ
リア高濃度薄膜用の被膜とキャリア高移動度薄膜用の透
明酸化物被膜を共にスパッタリング法により成膜してい
るため、その膜厚のばらつきが抑えられ透明導電膜にお
ける導電率のばらつきを防止することが可能となる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００４９】［実施例１］この実施例に係る透明導電膜
１は、図１に示すように厚さ０．７ｍｍのガラス基板１
０上に、幅２８５μｍ、ピッチ３００μｍのストライプ
パターン状に設けられたものである。そして、この透明
導電膜１は、互いに隣接するようにガラス基板１０上に
順次積層された膜厚６０ｎｍのキャリア高移動度薄膜
（キャリア移動度；約１００cm²/V・sec ）１１と、膜
厚１５ｎｍのキャリア高濃度薄膜１２と、膜厚６０ｎｍ
のキャリア高移動度薄膜（キャリア移動度；約１００cm
²/V・sec ）１３から成る合計膜厚１３５ｎｍの３層膜
により構成されている。

【００５０】尚、上記キャリア高濃度薄膜１２は銀９４
atm ％、Ｍｇ３．５atm ％、Ｓｎ２．５atm ％の組成か
ら成る銀合金の薄膜により構成されており、他方、上記
キャリア高移動度薄膜１１及び１３は、ドーパントが添
加されていない酸化インジウムの薄膜により構成されて
いる。

【００５１】そして、これらの薄膜１１、１２、１３は
以下の工程により形成されたものである。

【００５２】すなわち、アルカリ系界面活性剤と水によ
り洗浄した上記ガラス基板１０を真空槽内に収容し、逆
スパッタリングと呼ばれるプラズマ処理を施してその表
面をクリーニングした。次に、この真空を保持したまま
ガラス基板１０を加熱することなく（１５０℃以下の温
度に保持されている）、このガラス基板１０上に順次、
酸化インジウムの薄膜、銀合金の薄膜、及び酸化インジ
ウムの薄膜をスパッタリング法により連続的に成膜し
た。尚、上記銀合金の薄膜は、ＭｇとＳｎを埋め込んだ
銀のターゲットを使用して成膜されている。

【００５３】次に、周知のフォトリソプロセスに従って
上記三層の薄膜を、上述のストライプパターン状にパタ
ーニングし、更に２５０℃、１時間の条件で加熱アニー
リングして上記透明導電膜を形成した。

【００５４】そして、この透明導電膜の面積抵抗につい
て測定したところ４．８Ω／□であり、その面積抵抗が
極めて低いことを確認できた。

【００５５】また、その表面をゼムクリップでこすった
後肉眼で傷の有無を確認したところ、まったく傷は観察
できず極めて硬い膜であることも確認できた。

【００５６】次に、上記キャリア高濃度薄膜１２中にお
ける金属間化合物の存否と、この金属間化合物の存在と
キャリア高濃度薄膜の硬さとの関係を確認するため以下
のような実験を行った。

【００５７】すなわち、図２に示すように厚さ０．７ｍ
ｍのガラス基板１０上に厚さ約１２０ｎｍのキャリア高
濃度薄膜１２ｘを成膜し、２５０℃、１時間の条件で加
熱アニーリング処理を施した。尚、このキャリア高濃度
薄膜１２ｘは、実施例１に係る上記キャリア高濃度薄膜
１２と同一の組成を有しており、その成膜方法も同一で
ある。

【００５８】そして、加熱アニーリングする前の上記キ
ャリア高濃度薄膜１２ｘをＸ線回折により調べた。その
Ｘ線回折チャートを図３に示す。また、加熱アニーリン
グ後のＸ線回折チャートを図４に示す。図４のａは金属
間化合物ＡｇＭｇのピークを、また、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは
金属間化合物Ｍｇ₂Ｓｎのピークをそれぞれ示してお
り、これ等のピークは図３には見られない。

【００５９】次に、先端部の曲率Ｒが０．０２５ｍｍの
ダイヤモンド針と新東科学（株）製の引掻強度試験機
（商品名；ＨＥＩＤＯＮ）を使用して、加熱アニーリン
グする前の上記キャリア高移動度薄膜１２ｘを引っ掻
き、図５に示すようにその傷の幅ｔを測定したところ２
０６μｍであった。他方、加熱アニーリング後の上記キ
ャリア高移動度薄膜１２ｘの傷の幅は４１μｍであっ
た。この結果から、金属間化合物を含有する実施例に係
るキャリア高移動度薄膜１２ｘが極めて硬いものである
ことが確認できた。尚、ＭｇやＳｎを含有しない銀単体
の薄膜を成膜して同様に引掻試験を行ったところ、この
薄膜はガラス基板１０から剥離してしまい、基板との密
着力が極めて乏しいものであった。

【００６０】［実施例２］この実施例に係る透明導電膜
は、上記キャリア高濃度薄膜１２が銀９３atm ％、イン
ジウム１．５atm ％、錫５．５atm ％の組成を有してい
る点を除き実施例１と同様である。

【００６１】そして、この実施例に係る透明導電膜の面
積抵抗は４．５Ω／□であった。また、その表面をゼム
クリップでこすってもまったく傷は観察されなかった。

【００６２】

【発明の効果】請求項１及び３〜７に係る発明によれ
ば、透明導電膜における導電率の増大が図れる効果を有
する。

【００６３】また、請求項２〜７に係る発明によれば、
導電率の増大に加えて透明導電膜形成後の物理的損傷や
剥離を防止できるため、透明導電膜の導電性と加工安定
性の向上が図れる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る透明導電膜の概略断面図。

【図２】キャリア高濃度薄膜の硬さを測定する実験方法
の説明図。

【図３】加熱アニーリング前におけるキャリア高濃度薄
膜のＸ線回折チャートを示すグラフ図。

【図４】加熱アニーリング後におけるキャリア高濃度薄
膜のＸ線回折チャートを示すグラフ図。

【図５】キャリア高濃度薄膜の硬さを測定する実験方法
の説明図。

【図６】従来における液晶ディスプレイの透明電極板の
断面図。

【符号の説明】

１透明導電膜１１キャリア高移動度薄膜１２キャリア高濃度薄膜１３キャリア高移動度薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀若しくは銀合金で構成されたキャリア高
濃度薄膜とこのキャリア高濃度薄膜に隣接して積層され
たキャリア高移動度薄膜を有し、かつ、基板上に形成さ
れる透明導電膜において、上記キャリア高移動度薄膜が６０cm²/V・sec 以上のキ
ャリア移動度を有することを特徴とする透明導電膜。
【請求項２】上記キャリア高濃度薄膜が、銀を主成分と
し、かつ、銀と共に金属間化合物を形成可能で上記基板
及びキャリア高移動度薄膜との密着性に優れた金属元素
を含有することを特徴とする請求項１記載の透明導電
膜。
【請求項３】上記金属元素が、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃ
ｅ、Ｇａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｐｔ、Ｓ
ｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｍ
ｎ、Ｐｄ又はＳｉから選択された１種又は２種以上の元
素から成ることを特徴とする請求項１又は２記載の透明
導電膜。
【請求項４】上記金属元素が、Ｉｎ、Ｍｇ又はＳｎから
選択された１種又は２種以上の元素から成ることを特徴
とする請求項３記載の透明導電膜。
【請求項５】上記キャリア高移動度薄膜が、酸化インジ
ウムを基材とする透明酸化物の薄膜で構成されることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透明導電
膜。
【請求項６】基板上に透明導電膜を形成する方法におい
て、１５０℃以下の温度に保持された基板上にキャリア高濃
度薄膜用の被膜とキャリア高移動度薄膜用の透明酸化物
被膜とを順次成膜し、かつ、これ等被膜を加熱アニーリ
ングして銀を主成分としこの銀と共に金属間化合物を形
成可能で上記基板及びキャリア高移動度薄膜との密着性
に優れた金属元素を含有するキャリア高濃度薄膜と、６
０cm²/V・sec 以上のキャリア移動度を有するキャリア
高移動度薄膜とで構成される透明導電膜を形成すること
を特徴とする透明導電膜の形成方法。
【請求項７】上記キャリア高濃度薄膜用の被膜とキャリ
ア高移動度薄膜用の透明酸化物被膜を共にスパッタリン
グ法により成膜することを特徴とする請求項６に記載の
透明導電膜の形成方法。