JP2017227672A - Substrate with transparent conductive film, liquid crystal panel and method for producing substrate with transparent conductive film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明導電膜付き基板、液晶パネル及び透明導電膜付き基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate with a transparent conductive film, a liquid crystal panel, and a method for producing a substrate with a transparent conductive film.
従来、画面上のタッチ位置を検出する機能を備えた、タッチパネル付きの液晶表示装置が実現されており、例えば液晶パネルの表示面にタッチパネルを貼りつけてタッチパネル付き液晶表示装置を構成している。最近、表示装置を構成する液晶表示パネル内にタッチパネルの検出電極を組み込んだインセル型の液晶パネルが考えられている。 Conventionally, a liquid crystal display device with a touch panel having a function of detecting a touch position on a screen has been realized. For example, a liquid crystal display device with a touch panel is configured by pasting a touch panel on a display surface of a liquid crystal panel. Recently, an in-cell type liquid crystal panel in which a detection electrode of a touch panel is incorporated in a liquid crystal display panel constituting a display device has been considered.
液晶を駆動させるIPS(In-Plane Switching)方式やFFS(Fringe Field Switching)方式といった、液晶パネル基板に対して水平方向成分の電界を発生させて液晶を駆動させる、いわゆる横電界駆動方式を採用したインセル型の液晶パネルでは、次のような構造をとることが一般的である。すなわち、カラーフィルタ基板と、液晶を駆動させる液晶駆動用電子回路とタッチを感知する感知センサ用電極とを備えた対向基板と、これら基板間に挟持された液晶とを具備する。 A so-called lateral electric field driving method that drives the liquid crystal by generating an electric field in the horizontal direction with respect to the liquid crystal panel substrate, such as an IPS (In-Plane Switching) method or an FFS (Fringe Field Switching) method for driving the liquid crystal, is adopted. An in-cell type liquid crystal panel generally has the following structure. That is, a counter substrate including a color filter substrate, a liquid crystal driving electronic circuit that drives liquid crystal, and a sensing sensor electrode that detects touch, and a liquid crystal sandwiched between these substrates are provided.
このような横電界駆動方式が採用されたインセル型の液晶パネルでは、カラーフィルタ基板に電極が形成されておらずカラーフィルタが帯電し、これにより表示動作の誤動作が生じていた。このような帯電を防止するために、カラーフィルタ基板のカラーフィルタが形成されていない面側に、高抵抗の酸化インジウムスズを主材料としケイ素を含む透明導電膜を設け、帯電を防止することが提案されている(例えば特許文献1参照。)。 In the in-cell type liquid crystal panel adopting such a lateral electric field driving method, an electrode is not formed on the color filter substrate and the color filter is charged, thereby causing a malfunction of the display operation. In order to prevent such charging, a transparent conductive film containing silicon with a high resistance indium tin oxide as a main material may be provided on the surface of the color filter substrate where the color filter is not formed to prevent charging. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、酸化インジウムスズを主材料としケイ素を含む導電膜は、その表面で酸化インジウムスズが露出するため、耐候性や耐薬品性に問題があり、経時劣化が生じやすい。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、経時劣化の少ない透明導電膜付き基板、液晶パネル及び透明導電膜付き基板を提供することにある。
However, a conductive film containing indium tin oxide as a main material and containing silicon has a problem in weather resistance and chemical resistance because indium tin oxide is exposed on the surface thereof, and is likely to deteriorate over time.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a substrate with a transparent conductive film, a liquid crystal panel, and a substrate with a transparent conductive film that are less likely to deteriorate with time.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る透明導電膜付き基板は、基板と、第1の透明導電膜と、第2の透明導電膜を具備する。
上記基板は、第1の面と第2の面を有する。
上記第1の透明導電膜は、上記第1の面上に設けられ、酸化インジウムスズからなる。
上記第2の透明導電膜は、上記第1の透明導電膜上に設けられ、酸化ケイ素と酸化スズとを含む。
In order to achieve the above object, a substrate with a transparent conductive film according to one embodiment of the present invention includes a substrate, a first transparent conductive film, and a second transparent conductive film.
The substrate has a first surface and a second surface.
The first transparent conductive film is provided on the first surface and is made of indium tin oxide.
The second transparent conductive film is provided on the first transparent conductive film and includes silicon oxide and tin oxide.
本発明のこのような透明導電膜付き基板は、第1の透明導電膜上に第2の透明導電膜が設けられているので、第1の透明導電膜(ITO膜)と第2の透明導電膜(ST膜)とからなる積層膜のシート抵抗の経時変化が少ない。これは、ITO膜単層の場合は、ITO膜から酸素が抜け出してしまうためシート抵抗の経時変化が著しいのに対し、ITO膜とST膜との積層膜の場合は、ITO膜表面での酸素の抜け(酸化物の還元)をST膜によって抑制でき、その結果、積層膜のシート抵抗の経時変化を少なくすることができるものと考えられる。
尚、第1の透明導電膜(ITO膜)は酸化インジウムスズからなるが、これは、酸化インジウムスズを主成分とし、ターゲットの製造過程において混入された微量なAlやZr等の元素が含まれたものも含み、本発明の効果が得られればよい。
In such a substrate with a transparent conductive film of the present invention, since the second transparent conductive film is provided on the first transparent conductive film, the first transparent conductive film (ITO film) and the second transparent conductive film are provided. There is little change with time of the sheet resistance of the laminated film composed of the film (ST film). In the case of a single ITO film, oxygen escapes from the ITO film, so the sheet resistance changes with time. On the other hand, in the case of a laminated film of an ITO film and an ST film, oxygen on the surface of the ITO film. It is considered that the loss of oxide (reduction of oxide) can be suppressed by the ST film, and as a result, the change with time of the sheet resistance of the laminated film can be reduced.
The first transparent conductive film (ITO film) is made of indium tin oxide, which contains indium tin oxide as a main component and contains a trace amount of elements such as Al and Zr mixed in the target manufacturing process. It is sufficient that the effects of the present invention can be obtained.
上記透明導電膜付き基板であって、上記第1の透明導電膜と上記第2の透明導電膜との積層膜のシート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□、波長550nmにおける透過率が95%以上であってもよい。このような透明導電膜付き基板をインセル型の液晶パネルに用いることにより、タッチ操作時のタッチ感知を可能としつつ、積層膜によって透明導電膜付き基板側の帯電を防止することができ、安定したタッチパネル機能及び表示特性を有する液晶パネルが得られる。 A substrate with a transparent conductive film, wherein the laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film has a sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ and transmission at a wavelength of 550 nm. The rate may be 95% or more. By using such a substrate with a transparent conductive film for an in-cell type liquid crystal panel, it is possible to prevent the charging of the substrate with the transparent conductive film by the laminated film while enabling touch sensing during a touch operation, and stable A liquid crystal panel having a touch panel function and display characteristics is obtained.
上記透明導電膜付き基板であって、上記第2の面上にはカラーフィルタが設けられていてもよい。このように、例えば液晶パネル等に用いられるカラーフィルタ基板に適用でき、これを液晶パネルに用いた場合、カラーフィルタへの帯電を積層膜によって防止することができ、帯電による誤動作を防止できる。 In the substrate with a transparent conductive film, a color filter may be provided on the second surface. Thus, for example, it can be applied to a color filter substrate used in a liquid crystal panel or the like, and when this is used in a liquid crystal panel, charging to the color filter can be prevented by the laminated film, and malfunction due to charging can be prevented.
上記透明導電膜付き基板であって、上記第1の透明導電膜は10nm以上20nm以下の膜厚を有し、上記第2の透明導電膜は20nm以上55nm以下の膜厚を有し、上記第2の透明導電膜の屈折率は1.6〜1.8であってもよい。このような構成とすることにより高透過率を保持し、所望のシート抵抗を示す、シート抵抗の経時変化が少ない、第1の透明導電膜と第2の透明導電膜との積層膜が得られる。 The substrate with a transparent conductive film, wherein the first transparent conductive film has a thickness of 10 nm to 20 nm, the second transparent conductive film has a thickness of 20 nm to 55 nm, The refractive index of the transparent conductive film 2 may be 1.6 to 1.8. By adopting such a configuration, a laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film that retains high transmittance, exhibits a desired sheet resistance, and has little change in sheet resistance with time can be obtained. .
第1の透明導電膜の膜厚が10nmよりも薄いとシート抵抗が高すぎてしまい、20nmよりも厚いと積層膜としたときに透過率が低くなる。また、第2の透明導電膜の膜厚が20nmよりも薄いと、第1の透明導電膜表面の酸素の抜けを抑制するというバリア機能が十分に得られず、55nmよりも厚いと積層膜としたときに透過率が低くなる。また、ST膜の屈折率を1.6〜1.8とすることにより高透過率の積層膜が得られる。 If the film thickness of the first transparent conductive film is thinner than 10 nm, the sheet resistance is too high, and if it is thicker than 20 nm, the transmittance is lowered when a laminated film is formed. Further, if the thickness of the second transparent conductive film is less than 20 nm, a sufficient barrier function for suppressing oxygen escape from the surface of the first transparent conductive film cannot be obtained. The transmittance will be low. Further, a high transmittance laminated film can be obtained by setting the refractive index of the ST film to 1.6 to 1.8.
本発明の一形態に係る液晶パネルは、カラーフィルタ基板と、対向基板と、液晶とを具備する。
上記カラーフィルタ基板は、第1の面と第2の面とを有する第1の基板と、上記第1の面上に設けられた酸化インジウムスズからなる第1の透明導電膜と上記第1の透明導電膜上に設けられた酸化ケイ素と酸化スズとを含む第2の透明導電膜との積層膜と、上記第2の面上に設けられたカラーフィルタとを備える。
上記対向基板は、第2の基板と、上記第2の基板の一方の面に設けられた感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路とを備える。
上記液晶は、上記カラーフィルタ基板の第2の面と上記対向基板の上記一方の面とが対向するように配置された基板間に挟持され、上記液晶駆動用電子回路に駆動制御される。
A liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention includes a color filter substrate, a counter substrate, and a liquid crystal.
The color filter substrate includes a first substrate having a first surface and a second surface, a first transparent conductive film made of indium tin oxide provided on the first surface, and the first substrate. A laminated film of a second transparent conductive film containing silicon oxide and tin oxide provided on the transparent conductive film; and a color filter provided on the second surface.
The counter substrate includes a second substrate, a sensing sensor electrode and a liquid crystal driving electronic circuit provided on one surface of the second substrate.
The liquid crystal is sandwiched between substrates arranged such that the second surface of the color filter substrate and the one surface of the counter substrate face each other, and are driven and controlled by the liquid crystal driving electronic circuit.
本発明のこのような液晶パネルは、積層膜によってカラーフィルタの帯電が防止されるので、帯電による誤動作がない。そして、この積層膜は、第1の透明導電膜(ITO膜)上に第2の透明導電膜(ST膜)が形成されて構成されているので、ITO膜表面での酸素の抜け(酸化物の還元)をST膜が抑制し、その結果、積層膜のシート抵抗の経時変化を少なくすることができる。したがって、タッチ感知機能の経時変化が少ない、信頼性の高い液晶パネルを得ることができる。 In such a liquid crystal panel of the present invention, since the color filter is prevented from being charged by the laminated film, there is no malfunction due to charging. Since this laminated film is formed by forming the second transparent conductive film (ST film) on the first transparent conductive film (ITO film), oxygen escapes from the ITO film surface (oxide) Reduction) is suppressed by the ST film, and as a result, the change in sheet resistance of the laminated film with time can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable liquid crystal panel with little change in touch sensing function over time.
上記液晶パネルであって、上記第1の透明導電膜と上記第2の透明導電膜との積層膜のシート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□、波長550nmにおける透過率が95%以上であってもよい。これにより、タッチ操作時のタッチ感知を可能としつつ帯電防止の効果を得ることができ、安定した表示特性を有する液晶パネルが得られる In the liquid crystal panel, a sheet resistance of a laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film is 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □, and a transmittance at a wavelength of 550 nm is 95. % Or more. As a result, an antistatic effect can be obtained while enabling touch sensing during a touch operation, and a liquid crystal panel having stable display characteristics can be obtained.
上記液晶パネルであって、上記第1の透明導電膜は10nm以上20nm以下の膜厚を有し、上記第2の透明導電膜は20nm以上55nm以下の膜厚を有し、上記第2の透明導電膜の屈折率は1.6〜1.8であってもよい。 In the liquid crystal panel, the first transparent conductive film has a thickness of 10 nm to 20 nm, the second transparent conductive film has a thickness of 20 nm to 55 nm, and the second transparent conductive film. The conductive film may have a refractive index of 1.6 to 1.8.
このような構成とすることにより高透過率を保持し、所望のシート抵抗を得つつ、シート抵抗の経時変化が少ない、第1の透明導電膜と第2の透明導電膜との積層膜が得られる。第1の透明導電膜の膜厚が10nmよりも薄いとシート抵抗が高すぎてしまい、20nmよりも厚いと積層膜としたときに透過率が低くなる。また、第2の透明導電膜の膜厚が20nmよりも薄いと、第1の透明導電膜からの酸素の抜けを抑制するというバリア機能が十分に得られず、55nmよりも厚いと積層膜としたときに透過率が低くなる。第2の透明導電膜の屈折率を1.6〜1.8とすることにより透過率の低下を防止することができる。 With such a configuration, a laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film is obtained that maintains high transmittance, obtains a desired sheet resistance, and has little change in sheet resistance over time. It is done. If the film thickness of the first transparent conductive film is thinner than 10 nm, the sheet resistance is too high, and if it is thicker than 20 nm, the transmittance is lowered when a laminated film is formed. Further, if the thickness of the second transparent conductive film is less than 20 nm, a barrier function of suppressing the escape of oxygen from the first transparent conductive film cannot be obtained sufficiently. The transmittance will be low. A decrease in transmittance can be prevented by setting the refractive index of the second transparent conductive film to 1.6 to 1.8.
本発明の一形態に係る透明導電膜付き基板の製造方法は、第1の透明導電膜を成膜し、第2の透明導電膜を成膜する。
上記第1の透明導電膜の成膜は、一方の面にカラーフィルタが設けられた基板の他方の面上に、酸化インジウムスズからなるターゲットを用い、酸素分圧が0.0225〜0.0325Paのアルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下で成膜する。
上記第2の透明導電膜の成膜は、上記第1の透明導電膜上に、ケイ素と酸化スズからなるターゲットを用い、酸素分圧が1.3〜2.7Paのアルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下で成膜する。
In a method for manufacturing a substrate with a transparent conductive film according to one embodiment of the present invention, a first transparent conductive film is formed and a second transparent conductive film is formed.
The first transparent conductive film is formed by using a target made of indium tin oxide on the other surface of the substrate provided with a color filter on one surface, and an oxygen partial pressure of 0.0225 to 0.0325 Pa. The film is formed in a mixed gas atmosphere of argon and oxygen.
The film formation of the second transparent conductive film uses a target composed of silicon and tin oxide on the first transparent conductive film, and a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen partial pressure of 1.3 to 2.7 Pa. Film formation is performed under an atmosphere.
このような雰囲気下で第1の透明導電膜を成膜することにより、所望の1×107〜1×1010Ω/□という高抵抗のシート抵抗を得るために、酸素が膜中に多く取り込まれた第1の透明導電膜を得ることができる。そして、第2の透明導電膜が第1の透明導電膜上に形成されることにより、第1の透明導電膜表面での酸素の抜け(酸化物の還元)を抑制でき、第1の透明導電膜と第2の透明導電膜との積層膜のシート抵抗の経時変化の少ない透明導電膜付き基板が得られる。 By forming the first transparent conductive film in such an atmosphere, in order to obtain the desired high sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □, a large amount of oxygen is present in the film. The taken-in first transparent conductive film can be obtained. Then, by forming the second transparent conductive film on the first transparent conductive film, oxygen escape (reduction of oxide) on the surface of the first transparent conductive film can be suppressed, and the first transparent conductive film A substrate with a transparent conductive film in which the sheet resistance of the laminated film of the film and the second transparent conductive film is little changed with time is obtained.
また、上述した酸素分圧の混合ガス雰囲気下で第2の透明導電膜を成膜することにより、所望の屈折率の第2の透明導電膜を成膜することができる。 Moreover, the second transparent conductive film having a desired refractive index can be formed by forming the second transparent conductive film in the above-described mixed gas atmosphere having an oxygen partial pressure.
上記透明導電膜付き基板の製造方法であって、上記第1の透明導電膜の成膜及び上記第2の透明導電膜の成膜は60℃以下で行われてもよい。このように60℃以下で成膜されるので、基板にカラーフィルタが形成されていても、カラーフィルタを劣化させることなく、第1の透明導電膜及び第2の透明導電膜を成膜することができる。 In the method for manufacturing a substrate with a transparent conductive film, the film formation of the first transparent conductive film and the film formation of the second transparent conductive film may be performed at 60 ° C. or less. Since the film is formed at 60 ° C. or lower as described above, the first transparent conductive film and the second transparent conductive film can be formed without deteriorating the color filter even when the color filter is formed on the substrate. Can do.
以上述べたように、本発明によれば、帯電防止膜として、経時劣化の少ない、ITO膜と(第1の透明導電膜)とST膜(第2の透明導電膜)の積層膜を得ることができ、長期にわたって動作特性が安定した、透明導電膜付き基板、液晶パネル及び透明導電膜付き基板を得ることができる。 As described above, according to the present invention, a laminated film of an ITO film, a (first transparent conductive film), and an ST film (second transparent conductive film) with little deterioration with time can be obtained as an antistatic film. Thus, a substrate with a transparent conductive film, a liquid crystal panel, and a substrate with a transparent conductive film, which have stable operating characteristics over a long period of time, can be obtained.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態では、FFS方式を採用したインセル型のタッチパネル機能付きの液晶パネルを例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えばIPS方式の液晶パネルにも適用でき、液晶パネルを構成する一対の基板のうち、一方の基板に液晶駆動用電子回路及び感知センサ用電極が設けられ、他方の基板には電極は形成されずカラーフィルタが形成される構成のものに適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an in-cell type liquid crystal panel with a touch panel function that employs the FFS method will be described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can also be applied to an IPS liquid crystal panel. Among a pair of substrates constituting the liquid crystal panel, one substrate is provided with a liquid crystal driving electronic circuit and an electrode for a sensing sensor, and no electrode is formed on the other substrate. The present invention can be applied to a configuration in which a color filter is formed.
[液晶パネル]
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶パネル1を概略的に示す断面図である。図1に示すように、液晶パネル1は、所定の間隙をおいて配置された透明導電膜付き基板としてのカラーフィルタ基板10と、対向基板20と、液晶40と、カラーフィルタ基板10及び対向基板20を挟むように設けられた一対の偏光板50及び51と、カラーフィルタ基板10側に設けられたカバーガラス60を具備する。
[LCD panel]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
液晶パネル1は、画像を表示する機能とタッチパネル機能とを有する
The
図1に示すように、対向基板20側にはバックライトが配置される。カラーフィルタ基板10側にはカバーガラス60が配置され、カバーガラス60の表面を指70などでタッチしてタッチ操作が行われる。また、カバーガラス60側が表示画面となる。
As shown in FIG. 1, a backlight is disposed on the
カラーフィルタ基板10は、第1のガラス基板11と、カラーフィルタ15と、帯電防止膜14を備える。
The
第1のガラス基板11は、第1の面11aと第2の面11bを有する。
The
カラーフィルタ15は、第1のガラス基板11の第2の面11b上に形成される。カラーフィルタ15は、黒色樹脂などで格子状に形成されたブラックマトリクスと、ブラックマトリクスの開口部を埋めるように例えばストライプ状に形成された赤色着色層、緑色着色層、青色着色層とからなる。カラーフィルタ15上には図示しない配向膜が形成されている。
The
格子状のブラックマトリックスにより形成される開口部はサブ画素に対応し、1つの画素は、赤色サブ画素、緑色サブ画素及び青色サブ画素の3つのサブ画素によって構成される。 The openings formed by the grid-like black matrix correspond to sub-pixels, and one pixel is composed of three sub-pixels, a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel.
透明導電膜としての帯電防止膜14は、第1のガラス基板11の第1の面11a上に設けられている。帯電防止膜14は、酸化インジウムスズ(ITO)からなる第1の透明導電膜としてのITO膜12と、酸化ケイ素と酸化スズとを含む第2の透明導電膜としてのST膜13との積層膜である。帯電防止膜14を構成するITO膜12はガラス基板11の第1の面11a上に形成され、ST膜13はITO膜12上に形成される。
The
帯電防止膜14は、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□、波長550nmにおける透過率が95%以上である膜であり、帯電したカラーフィルタ15の電荷を除電しカラーフィルタ15の帯電を防止するものである。このように帯電防止膜14のシート抵抗を設定することにより、帯電防止膜14は除電機能を持ちつつ、タッチ操作時のタッチ感知が可能となる。
The
本実施形態においては、帯電防止膜14をITO膜12とST膜13との積層膜により構成している。ITO膜単体で帯電防止膜を構成する場合、時間の経過によりITO膜のシート抵抗が低くなっていき、タッチ感知機能が劣化してしまう。これは、ITO膜に含まれる酸素が抜けていくためにシート抵抗が低くなっていくためと考えられる。これに対し、本実施形態においては、ITO膜12上にST膜13を積層することにより、シート抵抗の経時変化が少ない帯電防止膜14を得ることができた。これは、ST膜13がITO膜12表面からの酸素の抜け(酸化物の還元)を抑制し、還元防止膜として機能しているためと考えられる。
In the present embodiment, the
ITO膜12は10〜20nmの膜厚であることが望ましい。10nmよりも薄い膜厚であると成膜直後のシート抵抗が所望の抵抗値よりも高くなってしまい、帯電防止膜14としたときに十分な除電機能を持たせることができない。また、20nmよりも厚い膜厚であると、ST膜13を積層して帯電防止膜14としたときに透過率が低くなってしまう。
The
ST膜13は20〜55nmの膜厚であることが望ましい。20nmよりも薄いと、ITO膜12からの酸素の抜けを抑制するというバリア機能を十分に得ることができない。また、55nmよりも厚い膜厚であると透過率が低くなってしまう。また、ST膜13の屈折率は1.6〜1.8であることが望ましく、このように屈折率を設定することにより透過率の高い帯電防止膜14を得ることができる。
The ST film 13 is desirably 20 to 55 nm thick. When the thickness is less than 20 nm, it is not possible to sufficiently obtain a barrier function of suppressing the escape of oxygen from the
このように、ST膜13はITO膜12の表面からの酸素抜けを抑制するバリア機能として機能する。ST膜13は透明で導電性があり、また成膜時に導入する酸素の割合により屈折率を調整でき、更に低い屈折率を得やすい膜のため、帯電防止膜14が所望の特性を得るように調整しやすく、ITO膜12に積層する膜として最適である。
Thus, the ST film 13 functions as a barrier function that suppresses oxygen escape from the surface of the
対向基板20は、第2のガラス基板21と、感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層22を備える。
The
第2のガラス基板21は、第1の面21aと第2の面21bを有する。感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層22は、第2のガラス基板21の一方の面である第2の面21b上に形成されている。また、感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層22上には図示しない配向膜が形成されている。
The
液晶駆動用電子回路は、液晶40を駆動するものである。感知センサ用電極は、感知センサの一部を構成し、カバーガラス60表面上でのタッチ操作を感知するものである。
The liquid crystal driving electronic circuit drives the
感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層22は、画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)と、ゲートラインと、信号ラインと、共通電極と、共通電極駆動用ラインと、感知センサ用駆動ラインと、感知センサ用検出ラインとを有する。
The
液晶駆動用電子回路は、画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)と、ゲートラインと、信号ラインと、共通電極と、共通電極駆動用ラインからなる。これら液晶駆動用電子回路は、液晶パネルに電気的に接続する図示しない駆動回路基板に設けられる駆動制御回路によって駆動制御される。 The electronic circuit for driving liquid crystal includes a pixel electrode, a TFT (Thin Film Transistor), a gate line, a signal line, a common electrode, and a common electrode driving line. These liquid crystal drive electronic circuits are driven and controlled by a drive control circuit provided on a drive circuit board (not shown) that is electrically connected to the liquid crystal panel.
感知センサ用電極は、感知センサ用駆動ラインと、感知センサ用検出ラインと、共通電極からなる。感知センサは、これら感知センサ用電極とタッチ位置検出制御回路とからなり、タッチ位置検出制御回路は液晶パネルに電気的に接続する図示しない駆動回路基板に設けられる。感知センサを設けることにより、液晶パネルはタッチパネル機能を備える。液晶駆動用に用いられる共通電極は感知センサ用電極としても機能する。 The sensing sensor electrode includes a sensing sensor drive line, a sensing sensor detection line, and a common electrode. The sensing sensor includes these sensing sensor electrodes and a touch position detection control circuit, and the touch position detection control circuit is provided on a drive circuit board (not shown) that is electrically connected to the liquid crystal panel. By providing the sensing sensor, the liquid crystal panel has a touch panel function. The common electrode used for driving the liquid crystal also functions as a sensor electrode.
このように対向基板20には、液晶パネル1の表示画面に表示する画像を生成する液晶駆動用電子回路と、液晶パネル1の表面上の指70やタッチペン等の器具によるタッチを感知する感知センサの一部が設けられている。
As described above, the
第2のガラス基板21の水平面をXY平面とすると、ゲートラインと信号ラインとは層間絶縁膜を介してそれぞれX方向、Y方向に設けられ、その交差部毎にTFT及び櫛歯状の画素電極が設けられる。TFTを構成するゲート電極はゲートラインと電気的に接続され、TFTを構成するソース、ドレインはそれぞれ信号ラインと画素電極に電気的に接続される。
When the horizontal plane of the
共通電極は、1画素毎に対応して島状に複数形成される。TFT、共通電極、画素電極は、それぞれガラス基板21側からTFT、層間絶縁膜、共通電極、層間絶縁膜、画素電極の順に積層された構成となっている。
A plurality of common electrodes are formed in an island shape corresponding to each pixel. The TFT, the common electrode, and the pixel electrode have a configuration in which the TFT, the interlayer insulating film, the common electrode, the interlayer insulating film, and the pixel electrode are sequentially stacked from the
共通駆動用ラインは、共通電極と電気的に接続し、信号ライン、ソース及びドレインと同じ層で形成される。 The common drive line is electrically connected to the common electrode and is formed in the same layer as the signal line, the source, and the drain.
感知センサ用駆動ラインは、ゲート電極及びゲートラインと同じ層でX方向に複数形成される。感知センサ用駆動ラインは、一部の共通電極と電気的に接続し、感知センサ用駆動電極に接続された共通電極は、感知センサの駆動電極として機能する。感知センサ用駆動電極は、図示しないタッチ位置検出制御回路に接続されており、このタッチ位置検出制御回路は、タッチ位置検出用の駆動信号を出力する。 A plurality of drive lines for the sensor are formed in the X direction in the same layer as the gate electrode and the gate line. The sense sensor drive line is electrically connected to a part of the common electrode, and the common electrode connected to the sense sensor drive electrode functions as a drive electrode of the sense sensor. The sense sensor drive electrode is connected to a touch position detection control circuit (not shown), and the touch position detection control circuit outputs a drive signal for touch position detection.
感知センサ用検出ラインは、ソース及び信号ラインと同じ層でY方向に複数形成される。感知センサ用検出ラインは、感知センサ用駆動ラインと電気的に接続していない他の共通電極と電気的に接続し、感知センサ用検出ラインに接続された共通電極は、感知センサの検出電極として機能する。感知センサ用駆動ラインは、図示しないタッチ位置検出制御回路に接続されており、このタッチ位置検出制御回路は、感知センサ用検出ラインから送られてきた検出信号を受信する。そして、受信した検出信号を解析することによってタッチ位置の座標を算出する。 A plurality of detection lines for the sensor are formed in the Y direction in the same layer as the source and signal lines. The detection line for the sensor is electrically connected to another common electrode that is not electrically connected to the drive line for the sensor, and the common electrode connected to the detection line for the sensor is used as a detection electrode of the sensor. Function. The sensor sensor drive line is connected to a touch position detection control circuit (not shown), and the touch position detection control circuit receives a detection signal sent from the sensor sensor detection line. Then, the coordinates of the touch position are calculated by analyzing the received detection signal.
液晶パネル1において、表示段階では、液晶駆動用電子回路により横電界が形成されて液晶40が駆動し、液晶パネル1に画像を表示させる。
そして、タッチ段階では、指が表示面に近づくことにより、感知センサの駆動電極と検出電極との間の容量が減少するので、この容量の変化を感知センサにて検出することにより指のタッチ位置を特定する。
In the
In the touch stage, the capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the sensing sensor decreases when the finger approaches the display surface. Therefore, the touch position of the finger is detected by detecting the change in the capacitance with the sensing sensor. Is identified.
液晶40は、カラーフィルタ基板10と対向基板20との間に挟持される。2枚の基板の間隙は、スペーサ41によって保持される。2枚の基板10及び20は、カラーフィルタ基板10のカラーフィルタ15が形成されているガラス基板11の第2の面11bと、対向基板20の感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層22が設けられたガラス基板21の第2の面21bが対向するように配置される。液晶40は、液晶駆動用電子回路によって駆動が制御される。
The
カバーガラス60は、図示しない粘着層によって偏光板50と接着固定される。
The
本実施形態における液晶パネル1は、カラーフィルタ基板10に所定の範囲の高抵抗シートの帯電防止膜14が設けられているので、タッチ操作時のタッチ感知が可能で、カラーフィルタ15の帯電を防止することができ、安定した表示特性を有する液晶パネル1を得ることができる。
In the
更に、帯電防止膜14は、ITO膜12とST膜13の積層膜から構成されているので、ST膜13がITO膜12表面からの酸素の抜けを抑制し、帯電防止膜14のシート抵抗の経時変化を少なくすることができる。したがって、タッチパネル機能の劣化が抑制され、安定したタッチパネル機能を有する液晶パネルが得られる。
Further, since the
[帯電防止膜の評価]
次に、上述したカラーフィルタ基板に成膜される帯電防止膜の評価結果について説明する。以下、図2〜図6を用いて説明するが、いずれのサンプル基板においても、ITO膜、ST膜は次の条件で成膜した膜を用いている。
[Evaluation of antistatic film]
Next, the evaluation result of the antistatic film formed on the color filter substrate described above will be described. Hereinafter, although it demonstrates using FIGS. 2-6, in any sample board | substrate, the film | membrane formed into a film on the following conditions is used for the ITO film | membrane and ST film | membrane.
ITO膜は、10重量%酸化スズ(SnO2)を添加した酸化インジウムスズ(ITO)からなるターゲットを用い、DCスパッタで、基板温度60℃で、酸素分圧が0.025Paのアルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下で成膜した。 The ITO film uses a target made of indium tin oxide (ITO) to which 10% by weight tin oxide (SnO 2 ) is added, DC sputtering, a substrate temperature of 60 ° C., and an oxygen partial pressure of 0.025 Pa. Film formation was performed in a mixed gas atmosphere.
ST膜は、ケイ素(Si)が12at%、スズ(Sn)が88at%のターゲットを用い、DCスパッタで、基板温度60℃で、酸素分圧が2.5Paのアルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下で成膜した。 The ST film uses a target with silicon (Si) of 12 at% and tin (Sn) of 88 at%, DC sputtering, a substrate temperature of 60 ° C., and a mixed gas atmosphere of argon and oxygen with an oxygen partial pressure of 2.5 Pa. The film was formed.
また、帯電防止膜の評価はシート抵抗を測定することにより行った。サンプル基板上の透明導電膜のシート抵抗の測定は接触式抵抗測定装置により行い、針状のプローブを膜表面に接触させて測定を行った。積層膜の測定においては、積層膜の膜表面、すなわちST膜表面にプローブを接触させて測定した。 The evaluation of the antistatic film was performed by measuring the sheet resistance. The sheet resistance of the transparent conductive film on the sample substrate was measured with a contact resistance measuring device, and the measurement was performed by bringing a needle-like probe into contact with the film surface. In the measurement of the laminated film, the measurement was performed by bringing a probe into contact with the film surface of the laminated film, that is, the ST film surface.
以下、図を用いて順に評価結果について説明する。 Hereinafter, evaluation results will be described in order with reference to the drawings.
図2は、ガラス基板に、ITO膜単層(膜厚10nm)、ST膜単層(膜厚45nm、60nmの2種類)、本実施形態に係るITO膜とST膜の積層膜(ITO膜10nm、ST膜20nm)をそれぞれ形成したサンプル基板のシート抵抗の経時変化を示す。評価は、大気中、常温放置で行った。
FIG. 2 shows a glass substrate with an ITO film single layer (
横電界方式のインセル型タッチパネル機能付き液晶パネルの帯電防止膜としては、除電機能を保持しつつ、タッチ感知を可能とするために、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□のものが望まれる。図中、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□の領域を点線で囲んでいる。 As an antistatic film of a liquid crystal panel with a horizontal electric field type in-cell type touch panel function, a sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ is used to enable touch sensing while maintaining a charge eliminating function. Things are desired. In the figure, a region having a sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ is surrounded by a dotted line.
図2に示すように、ITO膜単層では、成膜時は所望のシート抵抗を示すものの、時間経過に伴って著しくシート抵抗がさがっている。尚、ITO膜単層では、膜厚に関係なく、時間経過に伴ってシート抵抗がさがっていく傾向にある。 As shown in FIG. 2, the ITO film single layer shows a desired sheet resistance at the time of film formation, but the sheet resistance is remarkably reduced with the passage of time. In the case of a single ITO film, the sheet resistance tends to decrease with time regardless of the film thickness.
ST膜単層では、時間経過に伴ってゆるやかではあるがシート抵抗が高くなっていく傾向にあり、所望のシート抵抗値の範囲からはずれてしまう。 In the ST film single layer, the sheet resistance tends to increase gradually with time, and deviates from the desired sheet resistance value range.
一方、ITO膜とST膜との積層膜においては、成膜から12時間後にシート抵抗が若干低くなるものの、それ以降はほぼ横ばい状態となり、成膜直後からシート抵抗はほとんど変化していない。
このように、ITO膜上にST膜を形成することにより、シート抵抗の経時変化を少なくすることができる。
On the other hand, in the laminated film of the ITO film and the ST film, although the sheet resistance slightly decreases after 12 hours from the film formation, the sheet resistance is almost flat thereafter and the sheet resistance hardly changes immediately after the film formation.
Thus, by forming the ST film on the ITO film, it is possible to reduce the change in sheet resistance with time.
次に図3を用いて、ITO膜とST膜との積層からなる帯電防止膜を、ガラス基板上に形成した場合と、カラーフィルタ基板上に形成した場合を比較する。 Next, a case where an antistatic film made of a laminate of an ITO film and an ST film is formed on a glass substrate and a case where it is formed on a color filter substrate will be compared using FIG.
図3に、ガラス基板に本発明に係る帯電防止膜を形成したサンプル基板と、カラーフィルタ基板のカラーフィルタが形成されていない面に帯電防止膜を形成したサンプル基板の、大気中で常温放置した場合のシート抵抗の経時変化を示す。更に、図3に、ガラス基板に帯電防止膜を形成したサンプル基板と、カラーフィルタ基板に帯電防止膜を形成したサンプル基板を、60℃、湿度90%の高温多湿環境下で120時間放置した場合のシート抵抗値を示す。 FIG. 3 shows a sample substrate in which an antistatic film according to the present invention is formed on a glass substrate and a sample substrate in which an antistatic film is formed on the surface of the color filter substrate on which the color filter is not formed, which are left at room temperature in the atmosphere. The change with time of the sheet resistance is shown. Furthermore, in FIG. 3, when a sample substrate having an antistatic film formed on a glass substrate and a sample substrate having an antistatic film formed on a color filter substrate are left in a high temperature and high humidity environment of 60 ° C. and 90% humidity for 120 hours. The sheet resistance value is shown.
横電界方式のインセル型タッチパネル機能付き液晶パネルの帯電防止膜としては、除電機能を保持しつつ、タッチ感知を可能とするために、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□のものが望まれる。図中、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□の領域は2本の太い横線に挟まれた領域に相当する。 As an antistatic film of a liquid crystal panel with a horizontal electric field type in-cell type touch panel function, a sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ is used to enable touch sensing while maintaining a charge eliminating function. Things are desired. In the figure, the region where the sheet resistance is 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ corresponds to a region sandwiched between two thick horizontal lines.
いずれのサンプル基板も、帯電防止膜として、ITO膜10nmとST膜20nmの積層膜を用いた。
All the sample substrates used a laminated film of an
図3に示すように、大気中、常温放置の場合、帯電防止膜を形成する基板がガラス基板でもカラーフィルタ基板でも、帯電防止膜のシート抵抗の経時変化はほとんどなく、帯電防止膜に求められるシート抵抗値の範囲内におさまっていた。 As shown in FIG. 3, when the substrate is formed at room temperature in the atmosphere, the sheet resistance of the antistatic film hardly changes over time regardless of whether the substrate on which the antistatic film is formed is a glass substrate or a color filter substrate. It was within the sheet resistance range.
また、高温高湿環境下に120時間放置した場合においても、ガラス基板でもカラーフィルタ基板でも、帯電防止膜のシート抵抗は帯電防止膜に求められるシート抵抗値の範囲内におさまっていた。 Further, even when left in a high temperature and high humidity environment for 120 hours, the sheet resistance of the antistatic film was within the range of the sheet resistance value required for the antistatic film, regardless of whether it was a glass substrate or a color filter substrate.
このように、カラーフィルタ基板に帯電防止膜を形成する場合においても、シート抵抗の経時変化が少ない帯電防止膜が得られることが確認された。 Thus, it was confirmed that even when an antistatic film is formed on a color filter substrate, an antistatic film with little change in sheet resistance with time can be obtained.
図4〜図6は、ITO膜とST膜それぞれの膜厚を変えてガラス基板上に帯電防止膜を成膜して作製したサンプル基板の、帯電防止膜のシート抵抗の経時変化を示す。図中、シート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□の領域は2本の太い横線に挟まれた領域に相当する。 4 to 6 show changes over time in sheet resistance of the antistatic film of a sample substrate prepared by forming an antistatic film on a glass substrate by changing the thickness of each of the ITO film and the ST film. In the figure, the region where the sheet resistance is 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ corresponds to a region sandwiched between two thick horizontal lines.
図4は、ST膜の厚みを55nm、ITO膜の厚みを5nm、10nm、20nmとして成膜した帯電防止膜のシート抵抗の経時変化を示す。 FIG. 4 shows the change over time in the sheet resistance of the antistatic film formed with the ST film having a thickness of 55 nm and the ITO film having a thickness of 5 nm, 10 nm, and 20 nm.
図4に示すように、ITO膜が5nmの帯電防止膜のシート抵抗値は、成膜直後から帯電防止膜に求められるシート抵抗値の範囲外にあり、60時間経過後においても所望のシート抵抗値の範囲外であった。これに対し、ITO膜の厚みが10nm、20nmの帯電防止膜のシート抵抗値は、時間が経っても所望のシート抵抗値の範囲内にあった。 As shown in FIG. 4, the sheet resistance value of the antistatic film having an ITO film of 5 nm is outside the range of the sheet resistance value required for the antistatic film immediately after the film formation, and the desired sheet resistance is maintained even after 60 hours. It was out of the range of values. On the other hand, the sheet resistance value of the antistatic film having the ITO film thickness of 10 nm and 20 nm was within the range of the desired sheet resistance value over time.
図5は、ST膜の厚みを20nm、ITO膜の厚みを5nm、10nm、20nmとして成膜した帯電防止膜のシート抵抗の経時変化を示す。 FIG. 5 shows the change over time of the sheet resistance of the antistatic film formed with the ST film having a thickness of 20 nm and the ITO film having a thickness of 5 nm, 10 nm, and 20 nm.
図5に示すように、ITO膜が5nmの帯電防止膜のシート抵抗値は、成膜直後から帯電防止膜に求められるシート抵抗値の範囲外にあり、60時間経過後においても所望のシート抵抗値の範囲外であった。これに対し、ITO膜の厚みが10nm、20nmの帯電防止膜のシート抵抗値は、時間が経っても所望のシート抵抗値の範囲内にあった。 As shown in FIG. 5, the sheet resistance value of the antistatic film having an ITO film of 5 nm is outside the range of the sheet resistance value required for the antistatic film immediately after the film formation, and the desired sheet resistance is maintained even after 60 hours. It was out of the range of values. On the other hand, the sheet resistance value of the antistatic film having the ITO film thickness of 10 nm and 20 nm was within the range of the desired sheet resistance value over time.
図6は、ST膜の厚みを10nm、ITO膜の厚みを5nm、10nm、20nmとして成膜した帯電防止膜のシート抵抗の経時変化を示す。 FIG. 6 shows the change over time of the sheet resistance of the antistatic film formed with the ST film having a thickness of 10 nm and the ITO film having a thickness of 5, 10, and 20 nm.
図6に示すように、ITO膜が5nm、10nmの帯電防止膜のシート抵抗値は、成膜直後から帯電防止膜に求められるシート抵抗値の範囲外にあり、60時間経過後においても所望のシート抵抗値の範囲外であった。また、ITO膜の厚みが20nmの帯電防止膜においては、シート抵抗値は、時間が経っても所望のシート抵抗値の範囲内にあるものの、所望のシート抵抗値範囲の上限に近いシート抵抗を示している。 As shown in FIG. 6, the sheet resistance value of the antistatic film having an ITO film of 5 nm and 10 nm is outside the range of the sheet resistance value required for the antistatic film immediately after the film formation, and is desired even after 60 hours. It was out of the range of the sheet resistance value. In addition, in the antistatic film having an ITO film thickness of 20 nm, the sheet resistance value is within the desired sheet resistance value range over time, but the sheet resistance is close to the upper limit of the desired sheet resistance value range. Show.
図4〜図6に示す結果より、ST膜の膜厚に係らず、ITO膜は10nm以上の膜厚が必要であり、これよりも薄いと所望のシート抵抗値よりも高いシート抵抗値となってしまう。
また、ST膜の膜厚が20〜55nmの範囲であれば、膜厚が10〜20nmのITO膜との積層膜のシート抵抗値は、所望のシート抵抗値の範囲内となる。
From the results shown in FIGS. 4 to 6, regardless of the thickness of the ST film, the ITO film needs to have a thickness of 10 nm or more, and if it is thinner than this, the sheet resistance value is higher than the desired sheet resistance value. End up.
Moreover, if the film thickness of the ST film is in the range of 20 to 55 nm, the sheet resistance value of the laminated film with the ITO film having the film thickness of 10 to 20 nm falls within the range of the desired sheet resistance value.
したがって、帯電防止膜に求められるシート抵抗及び透過率、酸素抜けを防止するバリア機能を得るために、帯電防止膜を構成するITO膜及びST膜は次のような膜厚とすることが望ましい。 Therefore, in order to obtain sheet resistance and transmittance required for the antistatic film and a barrier function for preventing oxygen loss, it is desirable that the ITO film and ST film constituting the antistatic film have the following film thicknesses.
ITO膜は10〜20nmの膜厚であることが望ましい。10nmよりも薄い膜厚であると成膜直後のシート抵抗が、所望の抵抗値よりも高くなってしまい、十分な除電機能を持たせることができない。また、20nmよりも厚い膜厚であると、ST膜を積層して帯電防止膜としたときに透過率が低くなってしまう。 It is desirable that the ITO film has a thickness of 10 to 20 nm. If the film thickness is less than 10 nm, the sheet resistance immediately after the film formation becomes higher than the desired resistance value, and a sufficient charge removal function cannot be provided. Further, if the film thickness is thicker than 20 nm, the transmittance is lowered when the ST film is laminated to form an antistatic film.
ST膜は20〜55nmの膜厚であることが望ましい。20nmよりも薄いと、ITO膜からの酸素の抜けを抑制するというバリア機能を十分に得ることができない。また、55nmよりも厚い膜厚であるとST膜単体での透過率が低くなってしまう。また、ST膜の屈折率は1.6〜1.8であることが望ましく、屈折率は、成膜時に導入する酸素の割合により調整することができる。屈折率の低い膜とすることにより高透過率の帯電防止膜を実現することができる。 The ST film is desirably 20 to 55 nm thick. When the thickness is less than 20 nm, it is not possible to sufficiently obtain a barrier function of suppressing the escape of oxygen from the ITO film. Further, when the film thickness is greater than 55 nm, the transmittance of the ST film alone is lowered. The ST film preferably has a refractive index of 1.6 to 1.8, and the refractive index can be adjusted by the ratio of oxygen introduced during film formation. By using a film having a low refractive index, an antistatic film having a high transmittance can be realized.
[カラーフィルタ基板の製造方法]
次に、上述の液晶パネル1を構成するカラーフィルタ基板10の製造方法について説明する。
[Color filter substrate manufacturing method]
Next, a method for manufacturing the
まず、ブラックマトリクス、赤色着色層、緑色着色層及び青色着色層からなるカラーフィルタが一方の面(第2の面)に形成されたカラーフィルタ基板を準備する。 First, a color filter substrate is prepared in which a color filter composed of a black matrix, a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer is formed on one surface (second surface).
次に、カラーフィルタ基板のカラーフィルタが形成されていない他方の面(第1の面)に、ITO膜を成膜する。
ITO膜は、10重量%酸化スズ(SnO2)を添加した酸化インジウムスズ(ITO)からなるターゲットを用い、マグネトロン方式のDCスパッタリング装置で、基板温度60℃、スパッタガスにアルゴンと酸素の混合ガスを用いて、10nmの膜厚に成膜した。アルゴンと酸素の混合ガスは、アルゴン流量を100sccm、酸素流量を5sccmの、酸素分圧が0.025Paの混合ガスを用いた。
尚、本実施形態においては、ITO膜成膜用のターゲットとして酸化スズの添加量が10重量%のものを用いたが、これに限定されない。例えば5〜10重量%のものを用いることもでき、好適なITO膜の膜厚範囲にあまり影響がない。
Next, an ITO film is formed on the other surface (first surface) of the color filter substrate where the color filter is not formed.
The ITO film uses a target made of indium tin oxide (ITO) to which 10% by weight tin oxide (SnO 2 ) is added, and is a magnetron type DC sputtering apparatus. Was used to form a film having a thickness of 10 nm. As the mixed gas of argon and oxygen, a mixed gas having an argon flow rate of 100 sccm, an oxygen flow rate of 5 sccm, and an oxygen partial pressure of 0.025 Pa was used.
In the present embodiment, the target for forming the ITO film is a tin oxide addition amount of 10% by weight, but is not limited thereto. For example, 5 to 10% by weight can be used, and the film thickness range of a suitable ITO film is not significantly affected.
本実施形態においては、所望の範囲の高シート抵抗のITO膜を得るためにスパッタガスの酸素流量を多くして成膜をしている。スパッタガスとして、酸素分圧が0.0225〜0.0325Paのアルゴンと酸素の混合ガスを用いることができ、これにより所望の範囲の高シート抵抗のITO膜が得られる。 In this embodiment, in order to obtain an ITO film having a high sheet resistance in a desired range, the film is formed by increasing the oxygen flow rate of the sputtering gas. As the sputtering gas, a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen partial pressure of 0.0225 to 0.0325 Pa can be used, whereby an ITO film having a high sheet resistance in a desired range can be obtained.
次に、ITO膜上にST膜を成膜する。
ST膜は、Siが12at%、SnOが88at%のターゲットを用い、マグネトロン方式のDCスパッタリング装置で、基板温度60℃で、スパッタガスにアルゴンと酸素の混合ガスを用いて、20nmの膜厚に成膜した。アルゴンと酸素の混合ガスは、アルゴン流量を30sccm、酸素流量を500sccmの、酸素分圧が2.5Paの混合ガスを用いた。
尚、本実施形態においては、ST膜成膜用のターゲットとしてSiが12at%のターゲットを用いたが、これに限定されず、30at%程度まで選択可能である。Siが32at%のターゲットを用いた場合でも、同様の効果が得られた。
Next, an ST film is formed on the ITO film.
The ST film is a magnetron-type DC sputtering apparatus using a target of Si at 12 at% and SnO at 88 at%, using a mixed gas of argon and oxygen as a sputtering gas at a substrate temperature of 60 ° C., to a thickness of 20 nm. A film was formed. As the mixed gas of argon and oxygen, a mixed gas having an argon flow rate of 30 sccm, an oxygen flow rate of 500 sccm, and an oxygen partial pressure of 2.5 Pa was used.
In the present embodiment, a target with 12 at% Si is used as the target for forming the ST film. However, the present invention is not limited to this, and the target can be selected up to about 30 at%. The same effect was obtained even when a target with Si of 32 at% was used.
本実施形態においては、所望の範囲の高シート抵抗を示し、かつ、屈折率が1.6〜1.8となるST膜を得るためにスパッタガスの酸素流量を調整して成膜をしている。スパッタガスとして、酸素分圧が1.3〜2.7Paのアルゴンと酸素の混合ガスを用いることができ、これにより所望の範囲の高シート抵抗かつ屈折率のST膜が得られる。 In this embodiment, in order to obtain an ST film having a high sheet resistance in a desired range and a refractive index of 1.6 to 1.8, the film is formed by adjusting the oxygen flow rate of the sputtering gas. Yes. As the sputtering gas, a mixed gas of argon and oxygen having an oxygen partial pressure of 1.3 to 2.7 Pa can be used, whereby an ST film having a high sheet resistance and a refractive index in a desired range can be obtained.
上述のITO膜及びST膜の成膜においては、60℃という温度条件下で成膜を行っている。これにより、耐熱性の低いカラーフィルタの劣化を防止することができる。 In forming the ITO film and the ST film, the film is formed under a temperature condition of 60 ° C. Thereby, deterioration of a color filter with low heat resistance can be prevented.
以上により、ITO膜とST膜の積層膜からなる透明導電膜としての帯電防止膜が形成されたカラーフィルタ基板が製造される。 As described above, a color filter substrate on which an antistatic film as a transparent conductive film composed of a laminated film of an ITO film and an ST film is formed is manufactured.
本実施形態で得られた帯電防止膜は、図5に示すように、シート抵抗が、成膜直後では5.73×109Ω/□、12時間後では2.3×109Ω/□、60時間後では1.85×109Ω/□であり、シート抵抗の経時変化が少なかった。 As shown in FIG. 5, the antistatic film obtained in this embodiment has a sheet resistance of 5.73 × 10 9 Ω / □ immediately after the film formation, and 2.3 × 10 9 Ω / □ after 12 hours. After 60 hours, it was 1.85 × 10 9 Ω / □, and the change in sheet resistance with time was small.
ここで、本実施形態においては、帯電防止膜としてITO膜とST膜との積層膜を用いているが、帯電防止膜をSiO2が添加されたITOをターゲットとして成膜した単層膜により構成することが考えられる。しかしながら、このようなITOにSiを添加してなる膜においては、ITOが膜表面に露出するので耐候性や耐薬品性に問題がある。また、ターゲットの成分がそのまま成膜成分に反映されるので、帯電防止膜の抵抗値や透過率等の調整が困難である。 Here, in the present embodiment, a laminated film of an ITO film and an ST film is used as the antistatic film, but the antistatic film is configured by a single layer film formed by using ITO added with SiO 2 as a target. It is possible to do. However, in such a film formed by adding Si to ITO, there is a problem in weather resistance and chemical resistance because ITO is exposed on the film surface. In addition, since the target component is directly reflected in the film forming component, it is difficult to adjust the resistance value and transmittance of the antistatic film.
これに対し、本実施形態においては、帯電防止膜としてITO膜とST膜との積層膜を採用しているので、ITO膜が露出することがない。また、既存のターゲットを用いてITO膜及びST膜を成膜することができるので、製造が容易である。 On the other hand, in this embodiment, since the laminated film of the ITO film and the ST film is adopted as the antistatic film, the ITO film is not exposed. Moreover, since an ITO film and an ST film can be formed using an existing target, manufacturing is easy.
上述の実施形態においては、カラーフィルタ基板に帯電防止膜としてITO膜とST膜との積層膜を形成したが、あらかじめカラーフィルタ基板と対向基板とを貼り合わせ、液晶を注入してなる液晶パネルの状態に、本発明の帯電防止膜を形成してもよい。この場合においても、カラーフィルタ基板に帯電防止膜を形成する場合と同じ成膜条件下で帯電防止膜を形成することができる。 In the above-described embodiment, the laminated film of the ITO film and the ST film is formed as the antistatic film on the color filter substrate. However, the liquid crystal panel in which the color filter substrate and the counter substrate are bonded in advance and liquid crystal is injected is used. You may form the antistatic film of this invention in a state. Even in this case, the antistatic film can be formed under the same film forming conditions as those for forming the antistatic film on the color filter substrate.
以上のように、本実施形態においては、帯電防止膜としてITO膜とST膜との積層膜を用いることにより、シート抵抗の経時変化の少ない帯電防止膜を得ることができる。したがって、このような帯電防止膜を備えたインセル型の静電容量型のタッチパネル機能を備えた液晶パネルは、タッチ感度の劣化がなく、また帯電による誤動作のない、動作信頼性の高いものとなる。 As described above, in this embodiment, an antistatic film with little change in sheet resistance with time can be obtained by using a laminated film of an ITO film and an ST film as the antistatic film. Therefore, a liquid crystal panel having an in-cell capacitive touch panel function including such an antistatic film has high operation reliability with no deterioration in touch sensitivity and no malfunction due to charging. .
1…液晶パネル
10…カラーフィルタ基板
11…第1のガラス基板
11a…第1の面
11b…第2の面
12…ITO膜
13…ST膜
14…帯電防止膜
20…対向基板
21…第2のガラス基板
21a…第1の面
21b…第2の面
22…感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路を備える層
40…液晶
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の面上に設けられた酸化インジウムスズからなる第1の透明導電膜と、
前記第1の透明導電膜上に設けられた酸化ケイ素と酸化スズとを含む第2の透明導電膜と
を具備する透明導電膜付き基板。 A substrate having a first surface and a second surface;
A first transparent conductive film made of indium tin oxide provided on the first surface;
A substrate with a transparent conductive film, comprising: a second transparent conductive film containing silicon oxide and tin oxide provided on the first transparent conductive film.
前記第1の透明導電膜と前記第2の透明導電膜との積層膜のシート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□、波長550nmにおける透過率が95%以上である
透明導電膜付き基板。 The substrate with a transparent conductive film according to claim 1,
The sheet resistance of the laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film is 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □, and the transmittance at a wavelength of 550 nm is 95% or more. With board.
前記第2の面上にはカラーフィルタが設けられている
透明導電膜付き基板。 The substrate with a transparent conductive film according to claim 1 or 2,
A substrate with a transparent conductive film, wherein a color filter is provided on the second surface.
前記第1の透明導電膜は10nm以上20nm以下の膜厚を有し、前記第2の透明導電膜は20nm以上55nm以下の膜厚を有し、前記第2の透明導電膜の屈折率は1.6〜1.8である
透明導電膜付き基板。 A substrate with a transparent conductive film according to any one of claims 1 to 3,
The first transparent conductive film has a thickness of 10 nm to 20 nm, the second transparent conductive film has a thickness of 20 nm to 55 nm, and the refractive index of the second transparent conductive film is 1 A substrate with a transparent conductive film, which is 6 to 1.8.
第2の基板と、前記第2の基板の一方の面に設けられた感知センサ用電極及び液晶駆動用電子回路とを備える対向基板と、
前記カラーフィルタ基板の第2の面と前記対向基板の前記一方の面とが対向するように配置された基板間に挟持され、前記液晶駆動用電子回路に駆動制御される液晶と
を具備する液晶パネル。 A first substrate having a first surface and a second surface, a first transparent conductive film made of indium tin oxide provided on the first surface, and provided on the first transparent conductive film A color filter substrate comprising: a laminated film of a second transparent conductive film containing silicon oxide and tin oxide obtained; and a color filter provided on the second surface;
A counter substrate comprising a second substrate, a sensing sensor electrode and a liquid crystal driving electronic circuit provided on one surface of the second substrate;
A liquid crystal that is sandwiched between substrates disposed so that the second surface of the color filter substrate and the one surface of the counter substrate face each other, and that is driven and controlled by the liquid crystal driving electronic circuit. panel.
前記第1の透明導電膜と前記第2の透明導電膜との積層膜のシート抵抗が1×107〜1×1010Ω/□、波長550nmにおける透過率が95%以上である
液晶パネル。 The liquid crystal panel according to claim 5,
A liquid crystal panel, wherein the laminated film of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film has a sheet resistance of 1 × 10 7 to 1 × 10 10 Ω / □ and a transmittance of 95% or more at a wavelength of 550 nm.
前記第1の透明導電膜は10nm以上20nm以下の膜厚を有し、前記第2の透明導電膜は20nm以上55nm以下の膜厚を有し、前記第2の透明導電膜の屈折率は1.6〜1.8である
液晶パネル。 The liquid crystal panel according to claim 5 or 6,
The first transparent conductive film has a thickness of 10 nm to 20 nm, the second transparent conductive film has a thickness of 20 nm to 55 nm, and the refractive index of the second transparent conductive film is 1 A liquid crystal panel of 6 to 1.8.
前記第1の透明導電膜上に、ケイ素と酸化スズからなるターゲットを用い、酸素分圧が1.3〜2.7Paのアルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下で、第2の透明導電膜を成膜する
透明導電膜付き基板の製造方法。 Using a target made of indium tin oxide on the other surface of the substrate provided with a color filter on one surface, the oxygen partial pressure is 0.0225 to 0.0325 Pa in a mixed gas atmosphere of argon and oxygen. 1 transparent conductive film is formed,
A second transparent conductive film is formed on the first transparent conductive film in a mixed gas atmosphere of argon and oxygen having an oxygen partial pressure of 1.3 to 2.7 Pa using a target made of silicon and tin oxide. Film manufacturing method of substrate with transparent conductive film.
前記第1の透明導電膜の成膜及び前記第2の透明導電膜の成膜は60℃以下で行われる
透明導電膜付き基板の製造方法。 It is a manufacturing method of a substrate with a transparent conductive film according to claim 8,
The film formation of the first transparent conductive film and the film formation of the second transparent conductive film are performed at 60 ° C. or less. A method for manufacturing a substrate with a transparent conductive film.
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