JP2000111931A - Substrate with ito transparent conductive film and liquid crystal display element using the same - Google Patents
Substrate with ito transparent conductive film and liquid crystal display element using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板上に比抵
抗が小さく、かつ膜表面に凹凸を有するITO(錫含有
酸化インジウム)多結晶の透明導電膜が成膜された基板
に関し、とりわけカラーフィルタ上にITO透明導電膜
が成膜された基板およびそれを用いた液晶表示素子に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate on which a transparent conductive film of ITO (tin-containing indium oxide) polycrystal having a small specific resistance and an uneven surface is formed on a transparent substrate. The present invention relates to a substrate on which an ITO transparent conductive film is formed on a filter, and a liquid crystal display device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ITO透明導電膜の比抵抗を下げ
る方法として、いくつかの方法が提案されてきた。例え
ば特開平9−194232号公報には、アーク放電プラ
ズマを用いた成膜法が開示されている。この方法は、低
温でITO多結晶膜を緻密に堆積させることができ、か
つ膜中の電子キャリア密度を著しく増加させるという特
徴がある。その結果透明導電膜の電気抵抗を著しく下げ
ることができる。この方法を用いることによって、現在
工業的に広く用いられているマグネトロンスパッタ法な
どによるITO多結晶膜に比較して、より比抵抗が低い
ITO多結晶膜が得られる。2. Description of the Related Art Hitherto, several methods have been proposed as a method for lowering the specific resistance of an ITO transparent conductive film. For example, JP-A-9-194232 discloses a film forming method using arc discharge plasma. This method is characterized in that an ITO polycrystalline film can be densely deposited at a low temperature, and the electron carrier density in the film is significantly increased. As a result, the electrical resistance of the transparent conductive film can be significantly reduced. By using this method, an ITO polycrystalline film having a lower specific resistance can be obtained as compared with an ITO polycrystalline film formed by a magnetron sputtering method, which is widely used in the industry at present.
【0003】しかしながら、アーク放電プラズマを用い
た成膜法によるITO多結晶膜は、その比抵抗を下げよ
うとすると、その原因について十分に解明されていない
が、膜の表面凹凸が小さくなるという性質があった。[0003] However, in the case of an ITO polycrystalline film formed by a film forming method using arc discharge plasma, if the specific resistance is to be lowered, the cause thereof is not fully understood, but the property that the surface unevenness of the film is reduced. was there.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】透明導電膜の表面凹凸
が小さくなると、液晶表示素子の透明電極として用いた
場合、その製造工程中で、ウェットエッチング法による
パターニング時に用いる有機樹脂(マスキングレジス
ト)ののり(密着性)が悪くなり、きれいなパターニン
グの断面形状が得られない課題があった。このため、ア
ーク放電プラズマ法により成膜するITO透明導電膜
は、上記の問題点を解決すれば、その膜が本来有する低
抵抗の性質と電極の良好なパターニング性とを併せ具備
するようになり、実用的に有用なものになるという技術
的課題があった。When the surface roughness of the transparent conductive film becomes small, when the transparent conductive film is used as a transparent electrode of a liquid crystal display element, an organic resin (masking resist) used for patterning by a wet etching method in a manufacturing process thereof. There was a problem that the glue (adhesion) deteriorated and a clean patterning cross-sectional shape could not be obtained. Therefore, if the above-mentioned problems are solved, the ITO transparent conductive film formed by the arc discharge plasma method will have both the low resistance property inherent in the film and the good patterning property of the electrode. However, there has been a technical problem that it becomes practically useful.
【0005】本発明は、従来技術の有していた前述の欠
点を解決することを目的とする。すなわち、より大きい
表面凹凸と低比抵抗を兼ね備えたITO透明導電膜付き
基板を得ることを目的とする。[0005] The present invention aims at overcoming the aforementioned disadvantages of the prior art. That is, an object is to obtain a substrate with an ITO transparent conductive film having both larger surface irregularities and low specific resistance.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1は、透明基板上
にITO膜が成膜されたITO透明導電膜付き基板であ
って、ITO膜の表面凹凸が10点平均粗さで表して1
5nm以上となるように、透明基板とITO膜の間に凹
凸形成層を設けたことを特徴とする。A first aspect of the present invention is a substrate with an ITO transparent conductive film in which an ITO film is formed on a transparent substrate, wherein the surface roughness of the ITO film is represented by 10-point average roughness.
An unevenness forming layer is provided between the transparent substrate and the ITO film so as to have a thickness of 5 nm or more.
【0007】ITO透明導電膜を液晶表示素子の透明電
極として用いるとき、酸のエッチングによりITO透明
導電膜の不要部分を除去する電極パターニングにより、
所定形状の電極を形成する。微細形状の電極パターニン
グは、通常マスキングレジストを用いるフォトリソグラ
フ法により行われ、多くの場合ポジ型レジストが用いら
れる。ここでネガ型レジストに比べてポジ型レジストの
ITO膜に対する密着性は弱く、その密着性を向上させ
るために、表面の凹凸形状が10点平均粗さで表して1
5nm以上となるように、ITO膜と透明基板の間に下
地層として凹凸形成層を設けるようにした。When an ITO transparent conductive film is used as a transparent electrode of a liquid crystal display element, an electrode patterning for removing unnecessary portions of the ITO transparent conductive film by acid etching is performed.
An electrode having a predetermined shape is formed. The patterning of the finely shaped electrode is usually performed by a photolithographic method using a masking resist, and in many cases, a positive resist is used. Here, the adhesiveness of the positive type resist to the ITO film is weaker than that of the negative type resist, and in order to improve the adhesiveness, the unevenness of the surface is expressed by a 10-point average roughness of 1 point.
An unevenness forming layer was provided as an underlayer between the ITO film and the transparent substrate so that the thickness was 5 nm or more.
【0008】これにより、後述するように、酸によるエ
ッチングに際して、エッチング液によるいわゆるサイド
エッチが抑制され、電極パターニングの寸法精度が向上
する。Thus, as will be described later, in etching with an acid, so-called side etching by an etchant is suppressed, and the dimensional accuracy of electrode patterning is improved.
【0009】請求項2は、請求項1において、ITO透
明導電膜の表面凹凸が10点平均粗さで表して150n
m以下とすることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the surface roughness of the ITO transparent conductive film is represented by 10 points average roughness of 150 n.
m or less.
【0010】表面が10点平均粗さで表して150nm
より粗くなると、液晶表示素子を構成する液晶セル内の
透明電極表面に液晶配向膜を均一の厚みに塗布すること
が難しくなり、液晶の配向不良により表示の乱れが生じ
るようになるからである。また、またポジ型レジストを
均一に塗布することが難しくなり、電極パターニングの
寸法にずれを生ずるからである。The surface has a 10-point average roughness of 150 nm.
This is because, when the surface roughness is further roughened, it becomes difficult to apply a liquid crystal alignment film to a uniform thickness on the surface of the transparent electrode in the liquid crystal cell constituting the liquid crystal display element, and the display is disturbed due to poor alignment of the liquid crystal. In addition, it is difficult to apply a positive resist uniformly, which causes a deviation in dimension of electrode patterning.
【0011】請求項3は、請求項1または2において、
ITO膜を減圧した雰囲気が調整される成膜室内で、酸
化錫を含有する酸化インジウムの蒸着材料を前記蒸着材
料にアーク放電プラズマを照射して蒸発させることによ
り成膜したことを特徴とする。[0011] Claim 3 is based on claim 1 or 2,
In a film forming chamber in which an atmosphere in which the pressure of the ITO film is reduced is adjusted, a deposition material of indium oxide containing tin oxide is formed by irradiating the deposition material with arc discharge plasma to evaporate the material.
【0012】酸化錫を含有する酸化インジウムの蒸着材
料にアーク放電プラズマを照射して蒸発させて得られる
ITO膜自体は、平滑な基板上に成膜されると表面が極
めて平滑な膜になる。とりわけ基板を高温に加熱するこ
とが難しい有機樹脂表面に成膜したアーク放電プラズマ
法により成膜したITO膜は、表面が平滑である。凹凸
形成層は、その上に成膜されるITO膜の表面が、10
点平均粗さで表して15nm以上となるように成膜され
る。An ITO film itself obtained by irradiating a vapor deposition material of indium oxide containing tin oxide by irradiating it with arc discharge plasma has a very smooth surface when formed on a smooth substrate. In particular, an ITO film formed by an arc discharge plasma method formed on an organic resin surface where it is difficult to heat the substrate to a high temperature has a smooth surface. The surface of the ITO film formed thereon has an unevenness of 10 μm.
The film is formed to have a point average roughness of 15 nm or more.
【0013】請求項4は、請求項1〜3のいずれかにお
いて、凹凸形成層を、酸可溶性の透明金属酸化物で構成
したことを特徴とする。A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the unevenness forming layer is formed of an acid-soluble transparent metal oxide.
【0014】凹凸形成層は、酸可溶性の金属酸化物とす
ることにより、酸によりエッチング除去されるので、パ
ターニングされた電極間での電気絶縁性はを確保され
る。Since the concavo-convex forming layer is made of an acid-soluble metal oxide and is removed by etching with an acid, electrical insulation between the patterned electrodes is ensured.
【0015】請求項5は、請求項4において、酸可溶性
の金属酸化物を、ITO、酸化インジウム、酸化マグネ
シウムからなる群から選ばれた1種または2種以上の混
合物としたことを特徴とする。A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect, the acid-soluble metal oxide is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of ITO, indium oxide, and magnesium oxide. .
【0016】凹凸形成層をITO、酸化インジウムまた
は酸化マグネシウムのいずれか1種またはこれらの混合
物で構成することにより、凹凸形成層のパターニングを
凹凸形成層の上に成膜されるITO膜と一括して酸によ
りエッチング除去することができる。By forming the concavo-convex formation layer from one of ITO, indium oxide, and magnesium oxide or a mixture thereof, the patterning of the concavo-convex formation layer is performed simultaneously with the ITO film formed on the concavo-convex formation layer. Can be removed by etching with an acid.
【0017】請求項6は、請求項1〜3において、凹凸
形成層を、酸不溶性でかつ電気絶縁性の透明金属酸化物
で構成したことを特徴とする。A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the unevenness forming layer is made of an acid-insoluble and electrically insulating transparent metal oxide.
【0018】酸不溶性でかつ電気絶縁性であるため、電
極パターニングされたITO膜(透明電極)間の電気絶
縁性が確保されるとともに、電極パターニング後の状態
においても、透明基板の全表面に被覆されており、透明
基板表面または内部に存在していた不純物が表面に拡
散、移動して、組み立てられた液晶表示素子内に侵入し
てくるのを防止できる。Since it is acid-insoluble and electrically insulative, electrical insulation between the electrode-patterned ITO films (transparent electrodes) is ensured, and the entire surface of the transparent substrate is covered even after electrode patterning. Therefore, it is possible to prevent impurities existing on the surface of or inside the transparent substrate from diffusing and moving to the surface, and from entering the assembled liquid crystal display element.
【0019】請求項7は、請求項6において、酸不溶性
でかつ電気絶縁性の透明金属酸化物を酸化ジルコニウム
または安定化ジルコニウムで構成したことを特徴とす
る。According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the acid-insoluble and electrically insulating transparent metal oxide is made of zirconium oxide or stabilized zirconium.
【0020】これらの金属酸化物は、膜の堆積過程で粒
子成長が行われ、その結果ITO透明導電膜の表面に凹
凸形状が付与される。さらにこれらの金属酸化物は、基
板を加熱した状態で成膜されると、粒子成長が一層起こ
りやすくなり、液晶表示素子の透明電極間の電気絶縁性
の確保と汚染防止性を併せ具備する。In these metal oxides, particles grow during the deposition process of the film, and as a result, the surface of the ITO transparent conductive film is given an uneven shape. Further, when these metal oxides are formed in a state where the substrate is heated, the particle growth is more likely to occur, and both the securing of the electrical insulation between the transparent electrodes of the liquid crystal display element and the prevention of contamination are provided.
【0021】請求項8は、請求項1〜7のいずれかにお
いて、凹凸形成層を、減圧した雰囲気が調整できる成膜
室内で、マグネトロンスパッタリング法または加速電子
ビームを照射することにより蒸発する蒸着法により成膜
したことを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the unevenness forming layer is evaporated by irradiating with a magnetron sputtering method or an accelerated electron beam in a film forming chamber capable of adjusting a reduced-pressure atmosphere. Characterized in that the film is formed by:
【0022】マグネトロンスパッタリング法としては、
公知の直流または高周波スパッタリングを用いることが
でき、凹凸形成層を構成する金属酸化物層は、その金属
酸化物またはその金属をターゲットに用いる。必要によ
り酸素を含むアルゴンをスパッタリングガスとすること
ができる。As the magnetron sputtering method,
Known DC or high frequency sputtering can be used, and the metal oxide layer constituting the unevenness forming layer uses the metal oxide or the metal as a target. If necessary, argon containing oxygen can be used as the sputtering gas.
【0023】加速電子ビームを用いる蒸着法において
は、酸化錫と酸化インジウムの混合物、酸化インジウ
ム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、安定化ジル
コニウム等の蒸着材料を蒸発させるに際して、成膜室内
の雰囲気ガスを13.56MHzの高周波を印加して励
起し、蒸発流分子を活性化しながら蒸着する高周波イオ
ンプレーティング法(以下RFIP法という)で成膜す
ることができる。In a vapor deposition method using an accelerated electron beam, when evaporating a vapor deposition material such as a mixture of tin oxide and indium oxide, indium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, and stabilized zirconium, the atmosphere gas in the film formation chamber is reduced to 13%. A film can be formed by a high-frequency ion plating method (hereinafter, referred to as an RFIP method) in which a high frequency of .56 MHz is applied to excite the film to activate and evaporate the vaporized flow molecules.
【0024】ITO膜は、成膜室内で成膜された後で大
気に曝される前の凹凸形成層の上に、直接成膜されるの
が好ましく、また速やかに成膜されるのが好ましい。The ITO film is preferably formed directly on the unevenness forming layer before being exposed to the atmosphere after being formed in the film forming chamber, and is preferably formed quickly. .
【0025】請求項9は、請求項5〜8において、凹凸
形成層の厚みを2nm以上とすることを特徴とする。A ninth aspect is characterized in that, in the fifth to eighth aspects, the thickness of the unevenness forming layer is 2 nm or more.
【0026】凹凸形成層の厚みを2nm以上とすること
により、その上に成膜されるITO膜の粒子成長が大き
くなる。凹凸形成層の凸部分が粒子成長の核となりIT
O膜の粒子成長がよく行われる。一方、凹凸形成層の凹
部分では、ITO膜の成長は抑制されるので、凹凸形成
層が有する表面以上の凹凸形状を、ITO膜表面に付与
することができる。凹凸形成層の厚みが2nm未満であ
ると、ITO膜の上記の粒子成長による凹凸形成の効果
が小さくなるので好ましくない。凹凸形成層の厚みは5
nm以上とするのがより好ましい。When the thickness of the concavo-convex forming layer is 2 nm or more, the particle growth of the ITO film formed thereon increases. The convex part of the concavo-convex formation layer becomes the core of particle growth and
Particle growth of the O film is often performed. On the other hand, since the growth of the ITO film is suppressed in the concave portions of the unevenness forming layer, it is possible to provide the ITO film surface with an uneven shape more than the surface of the unevenness forming layer. If the thickness of the unevenness forming layer is less than 2 nm, the effect of the unevenness formation by the above-described particle growth of the ITO film is undesirably reduced. The thickness of the unevenness forming layer is 5
It is more preferably at least nm.
【0027】請求項10は、請求項9において、凹凸形
成層の厚みを100nm以下とすることを特徴とする。A tenth aspect is characterized in that, in the ninth aspect, the thickness of the unevenness forming layer is set to 100 nm or less.
【0028】凹凸形成層の厚みが100nmを越えて成
膜することは、成膜に長時間を要し、成膜の能率が低下
するとともに、それ以上レジストの密着性が向上せずサ
イドエッチ量の減少の効果が顕著に得られない。上記理
由から100nm以下とするのが好ましく、さらに50
nm以下とするのが好ましい。When the thickness of the concavo-convex formation layer exceeds 100 nm, it takes a long time to form the film, the efficiency of the film formation is reduced, and the adhesiveness of the resist is not further improved. The effect of the reduction of the amount cannot be obtained remarkably. For the above reasons, the thickness is preferably 100 nm or less.
nm or less is preferable.
【0029】請求項11は、請求項1〜10においてI
TO透明導電膜の比抵抗を、2.0×10-4Ωcm以下
としたことを特徴とする。The eleventh aspect of the present invention relates to the first to tenth aspects.
The TO transparent conductive film has a specific resistance of 2.0 × 10 −4 Ωcm or less.
【0030】ITO透明導電膜の比抵抗を、2.0×1
0-4Ωcm以下、好ましくは1.6×10-4Ωcm以下
とすることにより、高精細の表示に必要な微細な透明電
極を、比較的薄い厚みで得られる。The specific resistance of the ITO transparent conductive film is 2.0 × 1
By setting the thickness to 0 -4 Ωcm or less, preferably 1.6 × 10 -4 Ωcm or less, a fine transparent electrode required for high-definition display can be obtained with a relatively small thickness.
【0031】請求項12は、請求項1〜11において、
凹凸形成層が、ガラス板上に設けられた液晶カラー表示
のためのカラーフィルタの上に成膜されていることを特
徴とする。A twelfth aspect is the invention according to the first to eleventh aspects.
The uneven formation layer is formed on a color filter for liquid crystal color display provided on a glass plate.
【0032】有機樹脂中に顔料や染料を含有してなるカ
ラーフィルタ上へのITO膜の成膜は、カラーフィルタ
が劣化しない温度の範囲、たとえば約220℃以下で行
うことが要請される。カラーフィルタのような有機樹脂
表面とITO膜の密着性は、ITO膜の表面凹凸により
効果的に改善される。The formation of an ITO film on a color filter containing a pigment or a dye in an organic resin is required to be performed in a temperature range where the color filter is not deteriorated, for example, about 220 ° C. or less. The adhesion between the surface of an organic resin such as a color filter and the ITO film is effectively improved by the surface irregularities of the ITO film.
【0033】請求項13は、請求項1〜12のいずれか
に記載のITO透明導電膜付き基板を少なくとも一方の
対向基板に用いたカラー液晶表示素子である。A thirteenth aspect is a color liquid crystal display device using the substrate with the ITO transparent conductive film according to any one of the first to twelfth aspects as at least one counter substrate.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】図1は、本発明のITO透明導電
膜付き基板20の一実施例の一部断面図で、ガラス板2
5とその上に形成されたRGBのカラーフィルタ24か
らなる透明基板26上に、ITO透明導電膜21が被覆
されている。そして、ITO透明導電膜21は、凹凸形
成層23とITO膜22の積層体である。FIG. 1 is a partial sectional view of an embodiment of a substrate 20 with an ITO transparent conductive film according to the present invention.
An ITO transparent conductive film 21 is coated on a transparent substrate 26 composed of a color filter 5 and an RGB color filter 24 formed thereon. The ITO transparent conductive film 21 is a laminate of the unevenness forming layer 23 and the ITO film 22.
【0035】この積層体は、凹凸形成層があらかじめ成
膜された基板上にITO膜を成膜積層してもよいが、凹
凸形成層を透明基板に成膜後、その層を大気に触れさせ
ることなく速やかに、ITO膜を積層するのが好まし
い。This laminate may be formed by laminating an ITO film on a substrate on which a concavo-convex formation layer has been formed in advance, but after forming the concavo-convex formation layer on a transparent substrate, the layer is exposed to the atmosphere. It is preferred that the ITO film be stacked immediately without any problems.
【0036】図2は、実施例1および比較例1で得たサ
ンプルについて、パターニング試験をしたときのストラ
イプ形状のマスキングレジスト30をITO透明導電膜
21上に形成した状態を示したもので、図2(a)は平
面図、図2(b)は断面図である。FIG. 2 shows a state in which a masking resist 30 having a stripe shape is formed on the ITO transparent conductive film 21 when a patterning test is performed on the samples obtained in Example 1 and Comparative Example 1. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view.
【0037】図3は、実施例1および比較例1につい
て、電極パターニング後のストライプ状電極の断面を模
式的に示したものである。比較例1では、図3(b)に
示すように、マスキングレジスト30の下の部分のサイ
ドからのエッチングが大きく進行して、ITO膜21の
サイドエッチ量が大きくなり、マスキングレジスト30
の隠蔽寸法よりも幅が狭い電極になってしまう。これに
対し、実施例1では、図3(a)で示すように、サイド
エッチ量が小さい電極が形成でき、マスキングレジスト
の寸法により近い寸法の電極が形成される。電極の断面
積が小さくならないので、表示部と電源部の間の電気抵
抗が大きくならず電圧降下が抑制される。FIG. 3 schematically shows a cross section of a striped electrode after electrode patterning in Example 1 and Comparative Example 1. In Comparative Example 1, as shown in FIG. 3B, the etching from the side under the masking resist 30 greatly progresses, and the amount of side etching of the ITO film 21 increases.
The width of the electrode is smaller than the concealing dimension. On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 3A, an electrode having a small side etch amount can be formed, and an electrode having a size closer to the size of the masking resist is formed. Since the cross-sectional area of the electrodes does not decrease, the electric resistance between the display unit and the power supply unit does not increase, and the voltage drop is suppressed.
【0038】図4は、本発明のITO透明導電膜を連続
的に成膜するために用いた成膜装置の概略断面図であ
る。FIG. 4 is a schematic sectional view of a film forming apparatus used for continuously forming the ITO transparent conductive film of the present invention.
【0039】真空排気手段(図示されない)につながる
真空排気口19とガス導入手段(図示されない)につな
がるガス導入口17を有することにより減圧した雰囲気
が調整できる第1の成膜室1と、同様に真空排気手段
(図示されない)につながる真空排気口18とガス導入
手段(図示されない)につながるガス導入口16を有
し、減圧した雰囲気が調整できる第2の成膜室2とが開
閉可能なゲートバルブ12で連結されている。The first film forming chamber 1 in which the reduced pressure atmosphere can be adjusted by having the vacuum exhaust port 19 connected to the vacuum exhaust means (not shown) and the gas inlet port 17 connected to the gas introducing means (not shown) is the same. A second film forming chamber 2 having a vacuum exhaust port 18 connected to a vacuum exhaust means (not shown) and a gas inlet port 16 connected to a gas introducing means (not shown) and capable of adjusting a reduced-pressure atmosphere. They are connected by a gate valve 12.
【0040】第1の成膜室1の底部には、直流電源によ
り負電圧が印加できるスパッタリングカソード5が設け
られており、このカソード5の表面にITO焼結体から
なるターゲット9がセットされる。第1層の成膜は、I
TOターゲットをガス導入口17から導入した酸素とア
ルゴンの混合ガスの雰囲気でスパッタリングすることに
より、ターゲット上を通過中の基板10の表面に行われ
る。At the bottom of the first film forming chamber 1, a sputtering cathode 5 to which a negative voltage can be applied by a DC power supply is provided, and a target 9 made of an ITO sintered body is set on the surface of the cathode 5. . The first layer is formed by I
The sputtering is performed on the surface of the substrate 10 passing over the target by sputtering the TO target in an atmosphere of a mixed gas of oxygen and argon introduced from the gas inlet 17.
【0041】第2の成膜室2には、成膜室の側壁に設け
られたアーク放電プラズマ発生ガン6が設けられ、アー
ク放電プラズマ発生ガン6内で発生したアーク放電プラ
ズマを水平方向に磁場を形成する磁石14により成膜室
2内に引き出し、るつぼ7の下に設けた垂直方向の磁場
を形成する磁石15により、引き出したアーク放電プラ
ズマ8を約90度に曲げて、るつぼ7内に充填した蒸着
材料に照射する。これにより蒸着材料を蒸発させ、第2
層がるつぼ上部を通過中の基板10の第1層のITOの
表面上に成膜される。The second film forming chamber 2 is provided with an arc discharge plasma generating gun 6 provided on the side wall of the film forming chamber, and the arc discharge plasma generated in the arc discharge plasma generating gun 6 is horizontally magnetized by a magnetic field. The arc discharge plasma 8 is drawn out into the film forming chamber 2 by a magnet 14 for forming a vertical magnetic field provided below the crucible 7 and bent to about 90 degrees by a magnet 15 provided below the crucible 7 so as to be put into the crucible 7. Irradiate the filled deposition material. As a result, the evaporation material is evaporated, and the second
The layer is deposited on the surface of the first layer of ITO of the substrate 10 passing over the crucible.
【0042】アーク放電プラズマ発生ガン6は、たとえ
ば真空第25巻第10号(1982年)に記載されてい
る公知の複合陰極型プラズマ発生ガン、圧力勾配型プラ
ズマ発生ガン、または両者を組み合わせたものを用いる
ことができる。The arc discharge plasma generating gun 6 is, for example, a known composite cathode type plasma generating gun, a pressure gradient type plasma generating gun, or a combination of both known as described in Vacuum Vol. 25, No. 10 (1982). Can be used.
【0043】基板の外部から第1の成膜室1への搬送
は、成膜室1と開閉可能なバルブ12で連結した取り入
れ室3を介して行われる。また、第2の成膜室2から外
部へ基板を取り出すには、第2の成膜室2と開閉可能な
バルブ12で連結した取り出し室4を介して行う。The transfer from the outside of the substrate to the first film forming chamber 1 is performed via the intake chamber 3 connected to the film forming chamber 1 by a valve 12 which can be opened and closed. Further, the substrate is taken out of the second film forming chamber 2 to the outside through the take-out chamber 4 connected to the second film forming chamber 2 by a valve 12 that can be opened and closed.
【0044】第1層と第2層は、ローラー等の搬送コン
ベア11により搬送される基板に、減圧した雰囲気中で
連続して成膜される。また、必要により加熱ヒータ13
により基板が加熱される。The first layer and the second layer are continuously formed on a substrate conveyed by a conveyor 11 such as a roller in a reduced-pressure atmosphere. Also, if necessary, the heater 13
Heats the substrate.
【0045】以下に本発明を実施例および比較例で説明
する。 (実施例)用いた基板は、いずれの実施例、比較例にお
いても、透明基板としてガラス板上にカラー液晶表示用
のRGBカラーフィルタが形成されたものを用い、成膜
時の温度を200℃とした。実施例の1、4、5、8、
10の積層膜および比較例1の単層膜については、図4
で示すインライン型の成膜装置で行い、実施例2、3、
6、7、9、11、12および比較例2,3,4は、別
の成膜装置で第1層を成膜して一旦大気中に取り出して
後、図4の成膜装置で積層膜とした。膜の成膜条件は下
記の通りである。Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. (Embodiment) In any of the embodiments and the comparative examples, the substrate used was a transparent substrate in which RGB color filters for color liquid crystal display were formed on a glass plate. And Examples 1, 4, 5, 8,
10 and the single-layer film of Comparative Example 1 are shown in FIG.
Performed in an in-line type film forming apparatus shown in
In 6, 7, 9, 11, 12 and Comparative Examples 2, 3, and 4, the first layer was formed by another film forming apparatus, and once taken out into the atmosphere, and then stacked by the film forming apparatus of FIG. And The conditions for forming the film are as follows.
【0046】凹凸形成層の成膜法 1)スパッタリング法(SP法) ・ITO層 ターゲット:酸化インジウム90重量%と酸化錫10重
量%混合粉末の焼結体 成膜中雰囲気:全圧0.04Pa(アルゴン98%、酸
素2%の混合ガス導入) ・MgO層 ターゲット:金属マグネシウム 成膜中雰囲気:全圧0.04Pa(酸素導入) ・ZrO2層 ターゲット:酸化ジルコニウム 成膜中雰囲気:全圧0.04Pa(アルゴン98%、酸
素2%の混合導入) 2)電子ビーム蒸着法(EB法) ・ITO層 蒸着材料 :酸化インジウム95重量%酸化錫5重量
の粉末ペレット 成膜中雰囲気:0.004Pa(酸素導入) ・In2O3層 蒸着材料 :酸化インジウムの粉末ペレット 成膜中雰囲気:0.004Pa(酸素導入) ・MgO層 蒸着材料 :酸化マグネシウム粉体焼結体 成膜中雰囲気:0.004Pa(酸素導入) ・ZrO2層 蒸着材料 :酸化ジルコニウム粉体焼結体 成膜中雰囲気:0.004Pa(酸素導入) 3)高周波イオンプレーティング法(RFIP法) ・ITO層 蒸着材料 :酸化インジウム95重量%酸化錫5重量
%の粉末ペレット 雰囲気 :0.004Pa(酸素導入) 高周波電力 : 200W(リング状端子より導入) ・ZrO2層 蒸着材料 :酸化ジルコニウム粉体焼結体 雰囲気 :0.004Pa(酸素導入) 高周波電力 : 200W(リング状端子より導入)Film forming method for unevenness forming layer 1) Sputtering method (SP method)-ITO layer Target: Sintered body of mixed powder of indium oxide 90% by weight and tin oxide 10% by weight Atmosphere during film formation: total pressure 0.04 Pa (Introducing a mixed gas of 98% of argon and 2% of oxygen) ・ MgO layer Target: Metal magnesium Atmosphere during film formation: Total pressure 0.04 Pa (oxygen introduction) ・ ZrO 2 layer Target: Zirconium oxide Atmosphere during film formation: Total pressure 0 0.04 Pa (mixed introduction of 98% of argon and 2% of oxygen) 2) Electron beam evaporation (EB method) ・ ITO layer evaporation material: powder pellet of 95% by weight of indium oxide and 5% by weight of tin oxide Atmosphere during film formation: 0.004 Pa (oxygen introduction) · in 2 O 3 layer deposited materials: powder pellet deposited in an atmosphere of indium oxide: 0.004Pa (introduction of oxygen) · MgO layer deposition material: Magnesium powder sintered body deposition atmosphere: 0.004Pa (introduction of oxygen) · ZrO 2 layer deposition material: zirconium oxide powder sintered film formation atmosphere: 0.004Pa (introduction of oxygen) 3) high-frequency ion plating Injection method (RFIP method) ・ ITO layer Evaporation material: Powder pellet of 95% by weight of indium oxide and 5% by weight of tin oxide Atmosphere: 0.004 Pa (introduction of oxygen) High frequency power: 200 W (introduction from ring-shaped terminal) ・ ZrO 2 layer evaporation Material: zirconium oxide powder sintered body Atmosphere: 0.004 Pa (introducing oxygen) High frequency power: 200 W (introduced from ring terminal)
【0047】YSZ(安定化ジルコニウム)層 蒸着材料 :酸化ジルコニウム92重量%と酸化イッ
トリウム8重量%の混合 粉体の焼結体 成膜中雰囲気:0.004Pa(酸素導入)YSZ (stabilized zirconium) layer Evaporation material: A mixture of 92% by weight of zirconium oxide and 8% by weight of yttrium oxide Powder sintered body Atmosphere during film formation: 0.004 Pa (introducing oxygen)
【0048】ITO膜の成膜法 直流アーク放電プラズマ法(AP法) 蒸着材料 :酸化インジウム95重量%酸化錫5重量
%の粉末焼結体 成膜中雰囲気:全圧0.027Pa(アルゴンと酸素を
導入して酸素分圧0.0080Paとする) アーク放電プラズマガン:複合陰極型、 放電電流 :150A 放電電圧 :98VDeposition method of ITO film DC arc discharge plasma method (AP method) Evaporation material: Powder sintered body of 95% by weight of indium oxide and 5% by weight of tin oxide Atmosphere during film formation: total pressure of 0.027 Pa (argon and oxygen) And an oxygen partial pressure of 0.0080 Pa) arc discharge plasma gun: composite cathode type, discharge current: 150 A discharge voltage: 98 V
【0049】表1についての説明 SP−DC:直流マグネトロンスパッタ法 SP−RF:高周波マグネトロンスパッタ法 EB :電子ビーム蒸着法 RFIP :高周波プラズマイオンプレーティング法 AP :アーク放電プラズマ法Description of Table 1 SP-DC: DC magnetron sputtering SP-RF: High frequency magnetron sputtering EB: Electron beam evaporation RFIP: High frequency plasma ion plating AP: Arc discharge plasma
【0050】表2についての説明 ・シート抵抗(Ω/□):四端子法抵抗計により測定。 ・比抵抗(×10-4Ωcm):シート抵抗と膜の厚みか
ら算出。 ・10点平均粗さ(nm):原子間力顕微鏡観察により
測定し、JIS B 0601で規定される値で表示。 ・パターニング試験:ポジ型フォトレジストを用いるフ
ォトリソグラフ法によりストライプ状の電極パターンを
形成し、47%臭化水素酸をエッチング液でエッチング
した。図3で示される電極断面のレジストのエッジから
の食い込み量をサイドエッチ量として計測した。Explanation of Table 2 Sheet resistance (Ω / □): Measured by a four-terminal resistance meter. -Specific resistance (× 10 -4 Ωcm): Calculated from sheet resistance and film thickness. -10-point average roughness (nm): Measured by atomic force microscope observation, expressed as a value specified in JIS B0601. Patterning test: A striped electrode pattern was formed by a photolithographic method using a positive photoresist, and 47% hydrobromic acid was etched with an etching solution. The amount of bite from the edge of the resist in the electrode cross section shown in FIG. 3 was measured as the side etch amount.
【0051】実施例1 予備検討として、ガラス板上に直流マグネトロンスパッ
タ法により、ITOを100nm成膜し、原子間力顕微
鏡によってITO表面の表面粗さを測定したところ、1
0点平均粗さRzは6.0nm、シート抵抗値は、2
1.2Ω/□であった。また、アーク放電プラズマ法に
よりITOを100nm成膜し、上記と同様に表面粗さ
を測定したところ、10点平均粗さRzは1.5nm
で、シート抵抗値は15.0Ω/□であった。これによ
り、直流マグネトロンスパッタ法により成膜されたIT
Oは、アーク放電プラズマ法により得られる膜よりも抵
抗は大きいが、成膜過程での粒子成長が大きく、膜の表
面凹凸が粗いことを確認した。一方アーク放電プラズマ
法により成膜されたITOは、表面が平滑な膜であり、
より低抵抗の膜であることを確認した。Example 1 As a preliminary study, ITO was deposited to a thickness of 100 nm on a glass plate by a DC magnetron sputtering method, and the surface roughness of the ITO surface was measured by an atomic force microscope.
The zero point average roughness Rz is 6.0 nm and the sheet resistance is 2
It was 1.2 Ω / □. A 100-nm ITO film was formed by the arc discharge plasma method, and the surface roughness was measured in the same manner as described above. The 10-point average roughness Rz was 1.5 nm.
And the sheet resistance was 15.0 Ω / □. Thereby, the IT formed by the DC magnetron sputtering method
O has a higher resistance than the film obtained by the arc discharge plasma method, but it has been confirmed that the particle growth during the film formation process is large and the surface irregularities of the film are rough. On the other hand, ITO formed by the arc discharge plasma method has a smooth surface,
It was confirmed that the film had a lower resistance.
【0052】次に、カラーフィルタ上に、図4に示す成
膜装置で直流マグネトロンスパッタ法により、凹凸形成
層としてITOを10nm成膜し、大気に曝すことなく
その上にアーク放電プラズマ法によりITO導電膜を成
膜した。後者のITO導電膜は、真空排気ポンプによっ
て0.0027Pa以下の圧力に一旦排気し、その後ア
ルゴンガスを導入し、アーク放電プラズマ発生ガンに1
50Aの電流を供給し、アーク放電プラズマを生起させ
て、ITO透明導電膜付き基板を得た。成膜中はアルゴ
ンガスと酸素ガスの混合ガスを雰囲気調整用のガス導入
口より導入して雰囲気のガス圧力、組成を一定にし、全
膜厚が300nmとなるように調整した。Next, a 10 nm thick ITO film was formed as a concavo-convex formation layer on the color filter by a DC magnetron sputtering method using a film forming apparatus shown in FIG. 4, and the ITO film was formed thereon by an arc discharge plasma method without being exposed to the atmosphere. A conductive film was formed. The latter ITO conductive film is once evacuated to a pressure of 0.0027 Pa or less by a vacuum evacuation pump, and then argon gas is introduced thereinto.
A current of 50 A was supplied to generate arc discharge plasma to obtain a substrate with an ITO transparent conductive film. During the film formation, a mixed gas of an argon gas and an oxygen gas was introduced from a gas inlet for adjusting the atmosphere to keep the gas pressure and composition of the atmosphere constant and to adjust the total film thickness to 300 nm.
【0053】得られたITO透明導電膜の積層構造を表
1に、膜特性を表2に示す。表2に示すように、このI
TO透明導電膜は、比抵抗が1.3×10-4Ωcm、R
z=18.0nmという低比抵抗、かつ表面凹凸が大き
いITO多結晶膜であった。さらに、このITO透明導
電膜付き基板を電極パターニングし、その断面形状を観
察したところ、サイドエッチ量は1.5μmとなりレジ
ストとITOの界面に隙間は観察されなかった。Table 1 shows the laminated structure of the obtained ITO transparent conductive film, and Table 2 shows the film characteristics. As shown in Table 2, this I
The TO transparent conductive film has a specific resistance of 1.3 × 10 −4 Ωcm, R
It was an ITO polycrystalline film having a low specific resistance of z = 18.0 nm and large surface irregularities. Further, when the substrate with the ITO transparent conductive film was subjected to electrode patterning and the cross-sectional shape thereof was observed, the amount of side etching was 1.5 μm, and no gap was observed at the interface between the resist and the ITO.
【0054】[0054]
【表1】 ============================== 凹凸形成層 ITO膜 例 層物質 成膜法 厚み 成膜法 厚み (nm) (nm) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例1 ITO SP-DC 10 AP 290 実施例2 ITO EB 30 AP 270 実施例3 ITO RFIP 30 AP 270 実施例4 ITO SP-DC 5 AP 295 実施例5 ITO SP-DC 2 AP 298 実施例6 In2O3 EB 30 AP 300 実施例7 In2O3 EB 50 AP 300 実施例8 MgO SP-RF 50 AP 300 実施例9 MgO EB 60 AP 300 実施例10 ZrO2 SP-RF 80 AP 300 実施例11 ZrO2 EB 80 AP 300 実施例12 ITO EB 100 AP 200 実施例13 YSZ EB 50 AP 300 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例1 − − − AP 300 比較例2 In2O3 EB 1 AP 300 比較例3 MgO EB 1 AP 300 比較例4 ZrO2 SP-RF 1 AP 300 ==============================[Table 1] ============================== Concavo-convex Forming Layer ITO Film Example Layer Material Film Forming Method Thickness Film Forming Method Thickness (Nm) (nm) Example 1 ITO SP-DC 10 AP 290 Example 2 ITO EB 30 AP 270 Example 3 ITO RFIP 30 AP 270 Example 4 ITO SP-DC 5 AP 295 Example 5 ITO SP-DC 2 AP 298 Example 6 In 2 O 3 EB 30 AP 300 Example 7 In 2 O 3 EB 50 AP 300 Example 8 MgO SP-RF 50 AP 300 Example 9 MgO EB 60 AP 300 Example 10 ZrO 2 SP-RF 80 AP 300 Example 11 ZrO 2 EB 80 AP 300 Example 12 ITO EB 100 AP 200 Example 13 YSZ EB 50 AP 300 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Comparative Example 1 − − − AP 300 Comparative Example 2 In 2 O 3 EB 1 AP 300 Comparative Example 3 MgO EB 1 AP 300 Comparative Example 4 ZrO 2 SP-RF 1 AP 300 ======================= ========
【0055】実施例2 予備検討として、電子ビーム蒸着法により、ITOを1
00nm成膜し、原子間力顕微鏡によってITO表面の
表面粗さを測定したところ、シート抵抗が23.8Ω/
□、10点平均粗さRzは8.3nmであった。これに
より、電子ビーム蒸着法により成膜されたITOは、ア
ーク放電プラズマ法により成膜されたITOに比較し
て、抵抗は大きいが粒子成長が大きく、膜の表面凹凸が
粗いことを確認した。Example 2 As a preliminary study, ITO was reduced to 1 by electron beam evaporation.
When the surface roughness of the ITO surface was measured by an atomic force microscope, the sheet resistance was 23.8 Ω /
□ The 10-point average roughness Rz was 8.3 nm. As a result, it was confirmed that the ITO film formed by the electron beam evaporation method had higher resistance but larger particle growth and rougher surface irregularities of the film than the ITO film formed by the arc discharge plasma method.
【0056】上記のITOと同一の成膜条件で基板上に
凹凸形成層として30nm成膜し、その後全厚みが30
0nmとなるように、アーク放電プラズマ法で第2層の
ITO膜を成膜した。結果を表2に示す。このITO透
明導電膜は、比抵抗1.4×10-4Ωcm、Rz=2
3.0nmという低比抵抗、かつ表面凹凸の大きいIT
O多結晶膜であった。パターニング試験を行ったとこ
ろ、サイドエッチ量は1.2μmとなり、実施例1と同
様隙間は観察されなかった。A 30 nm film is formed as a concavo-convex forming layer on the substrate under the same film forming conditions as the above-mentioned ITO.
A second ITO film was formed by an arc discharge plasma method so as to have a thickness of 0 nm. Table 2 shows the results. This ITO transparent conductive film has a specific resistance of 1.4 × 10 −4 Ωcm and Rz = 2.
IT with low specific resistance of 3.0 nm and large surface irregularities
It was an O polycrystalline film. When a patterning test was performed, the amount of side etching was 1.2 μm, and no gap was observed as in Example 1.
【0057】実施例3 予備検討として、RFプラズマを用いたイオンプレーテ
ィング法により、ITOを100nm成膜し、原子間力
顕微鏡によってこの膜の表面粗さを測定したところ、1
0点平均粗さRaで5.2nmで、シート抵抗は18.
1Ω/□であった。これにより、RFプラズマを用いた
イオンプレーティング法により成膜されたITOは、ア
ーク放電プラズマ法により成膜されたITOに比較し
て、抵抗は大きいが、成長過程での粒子成長が大きく、
膜の表面凹凸が粗いことを確認した。Example 3 As a preliminary study, ITO was deposited to a thickness of 100 nm by ion plating using RF plasma, and the surface roughness of this film was measured by an atomic force microscope.
The zero point average roughness Ra was 5.2 nm, and the sheet resistance was 18.
It was 1 Ω / □. As a result, ITO formed by the ion plating method using RF plasma has a higher resistance than ITO formed by the arc discharge plasma method, but has a larger particle growth during the growth process.
It was confirmed that the surface irregularities of the film were rough.
【0058】このITOを凹凸形成層として30nm成
膜し、その後ITO膜の総膜厚が300nmとなるよう
にアーク放電プラズマ法により第2層のITOを積層し
た。得られたITO透明導電膜の特性を表2に示す。こ
のITO透明導電膜は、比抵抗が1.4×10-4Ωcm
で、Rz=15.6nmであった。このITO透明導電
膜付き基板に対してパターニング試験を行ったが、サイ
ドエッチ量は1.9μmとなり、実施例1と同様隙間は
観察されなかった。This ITO was formed as a concavo-convex formation layer to a thickness of 30 nm, and then a second layer of ITO was laminated by an arc discharge plasma method so that the total thickness of the ITO film became 300 nm. Table 2 shows the properties of the obtained ITO transparent conductive film. This ITO transparent conductive film has a specific resistance of 1.4 × 10 −4 Ωcm.
And Rz = 15.6 nm. A patterning test was performed on this substrate with an ITO transparent conductive film. As a result, the amount of side etching was 1.9 μm, and no gap was observed as in Example 1.
【0059】[0059]
【表2】 ================================== 例 シート抵抗 比抵抗 表面粗さRz パターニング試験 (Ω/□)(×10-4Ωcm) (nm) (サイドエッチ量μm) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例1 4.30 1.3 18.0 1.5 実施例2 4.67 1.4 23.0 1.2 実施例3 4.55 1.4 15.6 1.9 実施例4 4.19 1.3 17.1 ≦2.0 実施例5 4.20 1.3 15.3 2.0 実施例6 4.80 1.4 25.1 ≦2.0 実施例7 5.22 1.6 25.2 ≦2.0 実施例8 5.10 1.5 16.9 ≦2.0 実施例9 5.20 1.6 21.1 ≦2.0 実施例10 4.91 1.5 17.3 ≦2.0 実施例11 5.33 1.6 22.4 ≦2.0 実施例12 6.51 2.0 25.3 1.6 実施例13 5.20 1.6 20.3 ≦2.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例1 4.70 1.4 5.8 8〜12 比較例2 4.71 1.4 6.1 7〜10 比較例3 4.90 2.0 9.5 5〜8 比較例4 4.81 1.6 10.6 5〜7 ==================================[Table 2] ================================= Example Sheet Resistance Specific Resistance Surface Roughness Rz Patterning Test ( Ω / □) (× 10 −4 Ωcm) (nm) (side etch amount μm) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−− Example 1 4.30 1.3 18.0 1.5 Example 2 4.67 1.4 23.0 1.2 Example 3 4.55 1.4 15.6 1.9 Example 4 4.19 1.3 17.1 ≦ 2.0 Example 5 4.20 1.3 15.3 2.0 Example 6 4.80 1.4 25.1 ≦ 2.0 Example 7 5.22 1.6 25.2 ≦ 2.0 Example 8 5.10 1.5 16.9 ≦ 2.0 Example 9 5.20 1.6 21.1 ≦ 2.0 Example 10 4.91 1.5 17.3 ≦ 2.0 Example 11 5.33 1.6 22.4 ≦ 2.0 Example 12 6.51 2.0 25.3 1.6 Example 13 5.20 1.6 20.3 ≦ 2.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Comparative Example 1 4.70 1.4 5.8 8 to 12 Comparative Example 2 4.71 1.4 6.1 7 to 10 Comparative Example 3 4.90 2.0 9.5 5 to 8 Comparative Example 4.81 1.6 10.6 5-7 ==================================
【0060】実施例4〜実施例11 層物質、成膜方法及び厚みを種々変えた凹凸形成層を成
膜し、その上にITOの全膜厚が300nmとなるよう
にアーク放電プラズマ法によってITO膜を積層した。
得られたITO透明導電膜の特性を表2に示す。いずれ
のITO透明導電膜も、比抵抗は1.6×10-4Ωcm
と低比抵抗であり、またパターニング試験においてサイ
ドエッチが2.0μm以下となり、レジストとITO界
面に隙間はほとんど観察されなかった。Examples 4 to 11 A layer of concavo-convex was formed by changing the layer material, the film formation method and the thickness, and ITO was formed thereon by the arc discharge plasma method so that the total thickness of the ITO was 300 nm. The films were stacked.
Table 2 shows the properties of the obtained ITO transparent conductive film. Each of the ITO transparent conductive films has a specific resistance of 1.6 × 10 −4 Ωcm.
And a low specific resistance, and in the patterning test, the side etch was 2.0 μm or less, and almost no gap was observed at the interface between the resist and the ITO.
【0061】実施例12 実施例2とは、ITO透明導電膜の全厚みを300nm
とするのに、凹凸形成層の厚みを100nmとした以外
は全く同じようにして、表1に示す積層構成のITO透
明導電膜を成膜した。このITO透明導電膜は、実施例
2より凹凸形成層の厚みが厚いので、表面の粗さが大き
くなった。しかし、比抵抗は若干大きく(悪く)なっ
た。Example 12 Example 2 differs from Example 2 in that the total thickness of the ITO transparent conductive film was 300 nm.
An ITO transparent conductive film having a laminated structure shown in Table 1 was formed in exactly the same manner except that the thickness of the unevenness forming layer was changed to 100 nm. In this ITO transparent conductive film, since the thickness of the concavo-convex forming layer was larger than that in Example 2, the surface roughness was large. However, the specific resistance became slightly larger (poor).
【0062】実施例13 凹凸形成層として、厚みが50nmの安定化ジルコニウ
ム層を用いた以外は実施例11と同じようにして、IT
O透明導電膜を成膜した。結果は、表2に示すように、
低比抵抗の膜であり、表面凹凸は寸法精度の良い電極パ
ターニングができる特性を有していた。Example 13 An IT was prepared in the same manner as in Example 11 except that a stabilized zirconium layer having a thickness of 50 nm was used as the unevenness forming layer.
An O transparent conductive film was formed. The results, as shown in Table 2,
The film had a low specific resistance, and the surface irregularities had characteristics that enabled electrode patterning with high dimensional accuracy.
【0063】比較例1(AP法の単層膜) 実施例1で示したアーク放電プラズマ法のみで、300
nmの厚みのITO単層膜を成膜した。得られた透明導
電膜の特性を表2に示す。このITO透明導電膜は、比
抵抗が1.4×10-4Ωcmと小さい値であったが、表
面の粗さはRz=5.8と小さい値であった。このIT
O透明導電膜をパターニング試験にかけたところ、サイ
ドエッチ量が8μmと大きく、電極断面形状を観察する
とレジストとITO界面に隙間がはっきり観察された。COMPARATIVE EXAMPLE 1 (Single-layer film by AP method)
An ITO single layer film having a thickness of nm was formed. Table 2 shows the properties of the obtained transparent conductive film. This ITO transparent conductive film had a small specific resistance of 1.4 × 10 −4 Ωcm, but had a small surface roughness Rz = 5.8. This IT
When the O transparent conductive film was subjected to a patterning test, the amount of side etching was as large as 8 μm. When observing the cross-sectional shape of the electrode, a gap was clearly observed at the interface between the resist and the ITO.
【0064】比較例2〜比較例4 凹凸形成層の物質、厚み及び成膜法を変えて、表1に示
す積層構成のITO透明導電膜を成膜したサンプルを得
た。得られたITO透明導電膜の特性を表2に示す。比
較例2、3、4ともRzの値が小さい 比較例2および
比較例4は低い比抵抗を有していた。しかし、凹凸形成
層の厚みが小さいためにITO透明導電膜の表面凹凸が
小さく、フォトレジストとの密着性が弱いためと考えら
れる、電極のやせ細りのためシート抵抗が悪化した。Comparative Examples 2 to 4 By changing the material, thickness and film forming method of the unevenness forming layer, samples were obtained in which an ITO transparent conductive film having a laminated structure shown in Table 1 was formed. Table 2 shows the properties of the obtained ITO transparent conductive film. Comparative Examples 2, 3 and 4 have small values of Rz Comparative Examples 2 and 4 had low specific resistances. However, the surface resistance of the ITO transparent conductive film was small due to the small thickness of the concavo-convex forming layer and the adhesion to the photoresist was weak.
【0065】以上説明したように、本発明の実施例のI
TO透明導電膜は、その表面粗さが10点平均粗さで1
5nm以上であるので、サイドエッチン量が小さい、す
なわちマスキングレジストのほぼ寸法通りの電極パター
ニングをすることができる。また、凹凸形成層の厚みを
所定範囲に調整することにより、1.6×10-4Ωcm
より小さい低比抵抗の膜とすることができる。As described above, according to the embodiment of the present invention,
The TO transparent conductive film has a surface roughness of 1 point average roughness of 1 point.
Since the thickness is 5 nm or more, the amount of side etching is small, that is, it is possible to perform electrode patterning substantially as the dimensions of the masking resist. Further, by adjusting the thickness of the unevenness forming layer to a predetermined range, 1.6 × 10 −4 Ωcm
A film having a smaller low specific resistance can be obtained.
【0066】[0066]
【発明の効果】本発明によれば、透明基板上に成膜した
ITO透明導電膜を2層構成とし、基板から遠い側を低
比抵抗のITO膜として、その表面に凹凸を付与するよ
うに、透明基板とITO膜の間に凹凸形成層を設けたの
で、ITO透明導電膜を表面粗さと低比抵抗を併せ有す
る膜とすることができる。これにより、本発明のITO
透明導電膜は、酸のエッチングによる電極パターニング
に際して用いられるマスキングレジスとの密着性が大き
くなり、寸法精度良く電極パターニングができる。According to the present invention, an ITO transparent conductive film formed on a transparent substrate is formed into a two-layer structure, and the side far from the substrate is formed as a low-resistivity ITO film so that the surface thereof is provided with irregularities. Since the unevenness forming layer is provided between the transparent substrate and the ITO film, the ITO transparent conductive film can be a film having both surface roughness and low specific resistance. Thereby, the ITO of the present invention
The transparent conductive film has high adhesion to a masking resist used for electrode patterning by acid etching, and can perform electrode patterning with high dimensional accuracy.
【0067】また、ITO膜を、減圧した雰囲気が調整
できる成膜室内で、酸化錫を含有する酸化インジウムの
蒸着材料にアーク放電プラズマを照射して蒸発させるこ
とにより成膜すると、2×10-4Ωcm以下の低比抵抗
のITO膜とすることができる。When an ITO film is formed by irradiating an indium oxide-containing material containing tin oxide with an arc discharge plasma and evaporating the same in a film forming chamber in which a reduced-pressure atmosphere can be adjusted, 2 × 10 − An ITO film having a low specific resistance of 4 Ωcm or less can be obtained.
【0068】また、凹凸形成層を酸可溶性の透明金属酸
化物で構成することにより、ITO膜と一括して酸によ
りエッチングすることができ、電極パターニングを一工
程で能率良くすることができる。Further, by forming the concavo-convex forming layer with an acid-soluble transparent metal oxide, it is possible to perform etching with an acid simultaneously with the ITO film, and to improve the efficiency of electrode patterning in one step.
【0069】また、凹凸形成層を酸不溶性で電気絶縁性
の金属酸化物膜で構成すると、電極パターニングされた
電極の電気絶縁性を確保し、かつITO膜の電極パター
ニング後の状態でITO膜が除去された部分にも金属酸
化物の凹凸形成層が存在するようになる。これにより、
透明基板からの不純物の拡散溶出が抑制され、液晶素子
内の汚染が防止される。Further, when the unevenness forming layer is formed of an acid-insoluble and electrically insulating metal oxide film, the electrical insulation of the electrode-patterned electrode is ensured, and the ITO film is formed after the electrode patterning of the ITO film. The unevenness forming layer of the metal oxide also exists in the removed portion. This allows
Diffusion and elution of impurities from the transparent substrate are suppressed, and contamination in the liquid crystal element is prevented.
【0070】凹凸形成層を、減圧した雰囲気が調整でき
る成膜室内で、マグネトロンスパッタリング法または加
速電子ビームを照射することにより蒸発する蒸着法によ
り成膜することにより、ITO透明導電膜の表面凹凸を
効果的に形成することができる。The unevenness-forming layer is formed by a magnetron sputtering method or a vapor deposition method of evaporating by irradiating an accelerated electron beam in a film formation chamber in which a reduced-pressure atmosphere can be adjusted, whereby the surface unevenness of the ITO transparent conductive film is reduced. It can be formed effectively.
【0071】また、凹凸形成層の厚みを所定範囲にする
ことにより、成膜コストの観点から効果的にITO透明
導電膜の表面に凹凸を付与することができる。By setting the thickness of the unevenness forming layer within a predetermined range, it is possible to effectively impart unevenness to the surface of the ITO transparent conductive film from the viewpoint of film formation cost.
【0072】また、液晶カラー表示のためのカラーフィ
ルタ上に成膜されたITO透明導電膜は、低温で成膜さ
れても電極パターニングを寸法精度良く行うことができ
る。The ITO transparent conductive film formed on a color filter for liquid crystal color display can perform electrode patterning with high dimensional accuracy even when formed at a low temperature.
【0073】本発明のITO透明導電膜は、液晶セルの
製造工程における電極パターニング工程で、ウェットエ
ッチングによるサイドエッチの発生が抑制されるので、
電極パターンのやせ細りががなく、電源部から表示部ま
での電極の電圧降下が少なくなり、この結果表示ムラが
ない。The ITO transparent conductive film of the present invention suppresses the occurrence of side etching due to wet etching in the electrode patterning step in the liquid crystal cell manufacturing step.
There is no thinning of the electrode pattern, the voltage drop of the electrode from the power supply unit to the display unit is reduced, and as a result, there is no display unevenness.
【図1】本発明のITO透明導電膜付き基板の一実施例
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a substrate with an ITO transparent conductive film of the present invention.
【図2】本発明のITO透明導電膜上に形成されたマス
キングレジストの状態を説明するための図である。FIG. 2 is a view for explaining a state of a masking resist formed on an ITO transparent conductive film of the present invention.
【図3】実施例1および比較例1のサンプルの酸による
エッチング後の断面を説明するための模式断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining cross sections of the samples of Example 1 and Comparative Example 1 after etching with an acid.
【図4】本発明を実施するのに用いた成膜装置の一実施
例の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a film forming apparatus used to carry out the present invention.
1:第1の成膜室、2:第2の成膜室、3:取り入れ
室、4:取り出し室、5:スパッタリングカソード、
6:アーク放電プラズマ発生ガン、7:るつぼ、8:ア
ーク放電プラズマ、9:ITOターゲット、10:基
板、11:搬送コンベア、12:ゲートバルブ、13:
加熱ヒータ、14:水平磁場発生用磁気コイル、15:
磁石、16、17:ガス導入口、18、19:真空排気
口、20:ITO透明導電膜付き基板、21:ITO透
明導電膜、22:ITO膜、23:凹凸形成層、24:
カラーフィルタ、25:ガラス板、26:透明基板、3
0:マスキングレジスト1: first film forming chamber, 2: second film forming chamber, 3: intake chamber, 4: take-out chamber, 5: sputtering cathode,
6: arc discharge plasma generating gun, 7: crucible, 8: arc discharge plasma, 9: ITO target, 10: substrate, 11: transport conveyor, 12: gate valve, 13:
Heater, 14: Magnetic coil for generating a horizontal magnetic field, 15:
Magnets 16 and 17: gas inlets, 18 and 19: vacuum exhaust ports, 20: substrate with ITO transparent conductive film, 21: ITO transparent conductive film, 22: ITO film, 23: unevenness forming layer, 24:
Color filter, 25: glass plate, 26: transparent substrate, 3
0: Masking resist
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H090 JA05 JB02 JC03 2H091 FB07 FC02 FC26 GA03 LA11 2H092 GA17 GA34 HA04 KA06 KB13 MA05 MA09 NA15 NA28 NA29 PA01 5C094 AA05 AA32 BA43 DA13 EA05 EB02 GB01 JA05 JA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H090 JA05 JB02 JC03 2H091 FB07 FC02 FC26 GA03 LA11 2H092 GA17 GA34 HA04 KA06 KB13 MA05 MA09 NA15 NA28 NA29 PA01 5C094 AA05 AA32 BA43 DA13 EA05 EB02 GB01 JA05 JA08
Claims (13)
O透明導電膜付き基板において、ITO透明導電膜の表
面凹凸が10点平均粗さで表して15nm以上となるよ
うに、前記透明基板と前記ITO膜の間に凹凸形成層を
設けたことを特徴とするITO透明導電膜付き基板。1. An IT in which an ITO film is formed on a transparent substrate
In the substrate with the O transparent conductive film, an unevenness forming layer is provided between the transparent substrate and the ITO film such that the surface unevenness of the ITO transparent conductive film is 15 nm or more expressed by a 10-point average roughness. Substrate with an ITO transparent conductive film.
0点平均粗さで表して150nm以下であることを特徴
とする請求項1に記載のITO透明導電膜付き基板。2. The method according to claim 1, wherein the ITO transparent conductive film has a surface irregularity of 1
The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein the substrate has a zero point average roughness of 150 nm or less.
される成膜室内で、酸化錫を含有する酸化インジウムの
蒸着材料を前記蒸着材料にアーク放電プラズマを照射し
て蒸発させることにより成膜したことを特徴とする請求
項1または2に記載のITO透明導電膜付き基板。3. The ITO film is formed by irradiating a vapor deposition material of indium oxide containing tin oxide by irradiating the vapor deposition material with arc discharge plasma in a deposition chamber in which a reduced-pressure atmosphere is adjusted. 3. The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein
酸化物で構成したことを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載のITO透明導電膜付き基板。4. The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein the unevenness forming layer is made of an acid-soluble transparent metal oxide.
O、酸化インジウム、酸化マグネシウムからなる群から
選ばれた1種または2種以上の混合物であることを特徴
とする請求項4に記載のITO透明導電膜付き基板。5. The method according to claim 1, wherein the acid-soluble transparent metal oxide is IT
The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 4, wherein the substrate is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of O, indium oxide, and magnesium oxide.
絶縁性の透明金属酸化物で構成したことを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載のITO透明導電膜付き基
板。6. The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein the unevenness forming layer is made of an acid-insoluble and electrically insulating transparent metal oxide.
属酸化物が、酸化ジルコニウムまたは安定化ジルコニウ
ムで構成したことを特徴とする請求項6に記載のITO
透明導電膜付き基板。7. The ITO according to claim 6, wherein the acid-insoluble and electrically insulating transparent metal oxide is made of zirconium oxide or stabilized zirconium.
Substrate with transparent conductive film.
整できる成膜室内で、マグネトロンスパッタリング法ま
たは加速電子ビームを照射することにより蒸発する蒸着
法により成膜したことを特徴とする請求項1〜7のいず
れかに記載のITO透明導電膜付き基板。8. The method according to claim 1, wherein the unevenness forming layer is formed by a magnetron sputtering method or a vapor deposition method of evaporating by irradiating an accelerated electron beam in a film forming chamber in which a reduced-pressure atmosphere can be adjusted. 8. The substrate with an ITO transparent conductive film according to any one of items 1 to 7.
ることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載のI
TO透明導電膜付き基板。9. The method according to claim 5, wherein the thickness of the unevenness forming layer is 2 nm or more.
Substrate with TO transparent conductive film.
下とすることを特徴とする請求項9に記載のITO透明
導電膜付き基板。10. The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 9, wherein the thickness of the unevenness forming layer is 100 nm or less.
1.6×10-4Ωcm以下としたことを特徴とする請求
項1〜10のいずれかに記載のITO透明導電膜付き基
板。11. The specific resistance of the ITO transparent conductive film is as follows:
The substrate with an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein the substrate has a resistivity of 1.6 × 10 −4 Ωcm or less.
られた液晶カラー表示のためのカラーフィルタの上に成
膜されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれ
かに記載のITO透明導電膜付き基板。12. The method according to claim 1, wherein the unevenness forming layer is formed on a color filter for liquid crystal color display provided on a glass plate. Substrate with ITO transparent conductive film.
TO透明導電膜付き基板を少なくとも一方の対向基板に
用いたカラー液晶表示素子。13. The I according to claim 1, wherein
A color liquid crystal display device using a substrate with a TO transparent conductive film as at least one counter substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277701A JP2000111931A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Substrate with ito transparent conductive film and liquid crystal display element using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277701A JP2000111931A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Substrate with ito transparent conductive film and liquid crystal display element using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000111931A true JP2000111931A (en) | 2000-04-21 |
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ID=17587117
Family Applications (1)
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JP10277701A Pending JP2000111931A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Substrate with ito transparent conductive film and liquid crystal display element using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000111931A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002041243A (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Nippon Soda Co Ltd | Transparent conductive film |
CN113235057A (en) * | 2021-05-07 | 2021-08-10 | 江苏华微薄膜科技有限公司 | Heat-insulation conductive colorful ITO (indium tin oxide) dimming film and preparation method thereof |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10277701A patent/JP2000111931A/en active Pending
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JP2002041243A (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Nippon Soda Co Ltd | Transparent conductive film |
CN113235057A (en) * | 2021-05-07 | 2021-08-10 | 江苏华微薄膜科技有限公司 | Heat-insulation conductive colorful ITO (indium tin oxide) dimming film and preparation method thereof |
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