JP3972508B2

JP3972508B2 - 電極基板

Info

Publication number: JP3972508B2
Application number: JP09050299A
Authority: JP
Inventors: 君平小林
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000285736A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示素子などの薄型表示デバイスに用いられる電極基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子においては、一対の透明なフィルム基板の対向面にそれぞれ複数の透明電極を形成するとともに、これら透明電極を覆って配向膜を形成し、これら配向膜にそれぞれラビング処理などの配向処理を施した上、各透明電極を対向させた状態で、フィルム基板間に液晶をシール材で囲んで封入し、この状態で対向する透明電極間に電界を選択的に印加することにより、情報を表示するように構成されている。このような液晶表示素子のフィルム基板に形成される透明電極は、その素材として、例えば、インジウム - スズなどのインジウム合金（ＩＴＭ）、或いは少量のスズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）などの２種類があり、これらの素材から真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により成膜し、フォトリソグラフィ法により所定形状に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような透明電極のうち、前者のインジウム合金（ＩＴＭ）で成膜された透明電極では、成膜された状態で粒子が粗く粒界が多く存在することにより、弾性係数が大きく、曲げなどの応力を吸収できるため、可撓性を有するフィルム基板に適しているが、粒子が粗大であるため表面に凹凸が多く、ラビング処理などの配向処理工程で傷付きやすく、断線の原因になりやすいばかりか、粒界が多く存在するため電気抵抗が高いという問題がある。
また、後者の酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）で成膜された透明電極では、成膜された状態で粒子が微細であり、緻密で粒界が少なく表面が平坦であるから、ラビング処理などの配向処理工程で傷付きにくく、耐擦傷性に優れ、かつ粒界が少ないので電気抵抗が低いが、逆に粒界が少ないことにより弾性係数が小さく、曲げなどの応力に弱く、亀裂や割れなどが生じやすく、断線しやすという問題がある。
【０００４】
この発明の課題は、耐擦傷性に優れ、断線しにくい透明電極を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、可撓性を有する基板に透明電極が形成された電極基板において、前記透明電極が、酸素分圧が１０^−３Ｐａよりも低い雰囲気中で成膜され、酸化インジウムと少量の酸化スズとからなる金属酸化物により形成された透明な第１導電層と、この第１導電層上に酸素分圧が１０ ^−３Ｐａの雰囲気中で成膜され、酸化インジウムと少量の酸化スズとからなる金属酸化物により、その粒径が前記第１導電層の粒径よりも小さい粒子で形成された透明な第２導電層との２層構造に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、基板上に形成された第１導電層が粗大な粒子で、粒界が多く存在する膜であり、この第１導電層上に形成された第２導電層が第１導電層の粒径よりも小さい粒子で形成されているので、表面が平坦で、耐擦傷性に優れ、かつ第２導電層は粒界が少ないので電気抵抗が低く、しかも第１導電層と第２導電層との２層に形成しているので、透明電極の断線を防ぐことができ、これにより耐擦傷性に優れ、断線しにくい透明電極を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［第１参考例］
以下、図１および図２を参照して、第１の参考例としての液晶表示素子について説明する。
図１は液晶表示素子の拡大断面図、図２（ａ）および図２（ｂ）はその電極基板の製造工程を示した各拡大断面図である。
この液晶表示素子は、図１に示すように、上下一対の透明な電極基板１、２を備えている。下側の電極基板２は、可撓性を有する透明な合成樹脂からなるフィルム基板３の上面に帯状の透明電極４が複数配列されているとともに、これら複数の透明電極４を覆って配向膜５が形成された構成になっている。この場合、配向膜５は、その表面にラビング処理などの配向処理が施されている。
【０００８】
また、上側の電極基板１は、下側の電極基板２と同様、可撓性を有する透明な合成樹脂からなるフィルム基板６の下面に帯状の透明電極７が下側の電極基板２の透明電極４と直交するように配列されているとともに、これら透明電極７を覆って配向膜８が形成されている。この場合にも、配向膜８は、その表面にラビング処理などの配向処理が施されている。
そして、上下の電極基板１、２は、透明電極７、４を対向させた状態で、周縁部がシール材９により接合されている。これら上下の電極基板１、２間には、液晶１０がスペーサ１１と共にシール材９で囲われて封入されている。
この液晶表示素子は、上下の電極基板１、２の対向する透明電極７、４間に選択的に電界を印加することにより、情報を表示するように構成されている。
【０００９】
ところで、上下の電極基板１、２の透明電極７、４は、それぞれ、フィルム基板６、３に形成された透明な第１導電層１２と、この第１導電層１２上に形成された透明な第２導電層１３との２層構造に形成されている。すなわち、透明電極７、４のうち、下側の電極基板２の透明電極４の第１導電層１２は、図２（ａ）に示すように、フィルム基板３上にインジウム−スズなどのインジウム合金（ＩＴＭ）から真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により成膜してなり、この成膜された状態で、粒子が粗く粒界が多く存在し、かつ電気抵抗が数百Ω程度と高く形成されている。また、第２導電層１３は、図２（ｂ）に示すように、第１導電層１２上に酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）から真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により成膜してなり、この成膜された状態で、粒子が第１導電層１２よりも微細で緻密に形成されて粒界が少なく、表面が平坦に形成されている。なお、これら第１、第２導電層１２、１３は、フィルム基板３上に第１導電層１２を成膜し、この第１導電層１２上に第２導電層１３を成膜した後に、フォトリソグラフィ法により一括して所定形状に形成されている。また、上側の電極基板１の透明電極７も、下側の電極基板２の透明電極４と同様に形成されている。
【００１０】
このような液晶表示素子の上下の電極基板１、２では、各フィルム基板６、３に形成された各透明電極７、４の第１導電層１２がインジウム−スズなどのインジウム合金（ＩＴＭ）で成膜されていることにより、成膜された状態で、粒子が粗大で粒界が多く存在し、これにより電気抵抗は数百Ω程度と高いが、弾性係数が大きくなり、曲げなどの応力を十分に吸収することができる。また、第１導電層１２上に形成された第２導電層１３が酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）で成膜されていることにより、成膜された状態で、粒子が第１導電層１２よりも微細で緻密に形成されて粒界が少なく、表面が平坦であるから、配向膜５、８にラビング処理などの配向処理を施す際に第２導電層１３の表面が傷付くことがなく、耐擦傷性に優れ、かつ粒界が少ないので電気抵抗を低くすることができる。しかも、第２導電層１３は粒界が少ないことにより弾性係数が小さくなるが、第１導電層１２の弾性係数が大きいので、フィルム基板３、６が曲げられた際、その曲げなどの応力により第２導電層１３に亀裂や割れなどが生じても、第１導電層１２が曲げなどの応力を吸収して破損することがないので、透明電極４、７の断線を防ぐことができ、これにより耐擦傷性および耐屈曲性に優れ、断線しにくい透明電極４、７を得ることができる。
【００１１】
［第１実施形態］
次に、図３および図４を参照して、この発明の電極基板を液晶表示素子に適用した第１実施形態について説明する。なお、図１および図２に示された第１参考例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
この液晶表示素子は、上下の電極基板１、２の透明電極２０、２１が第１参考例と異なり、これ以外は第１参考例と同じ構成になっている。
すなわち、上下の電極基板１、２の透明電極２０、２１は、それぞれ、フィルム基板６、３に形成された透明な第１導電層２２と、この第１導電層２２上に形成された透明な第２導電層２３との２層構造に形成されている。
【００１２】
この場合、各透明電極２０、２１のうち、下側の電極基板２の透明電極２１の第１、第２導電層２２、２３は、それぞれ、酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）を真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により成膜してなるが、その成膜条件が第１、第２導電層２２、２３でそれぞれ異なっている。すなわち、第１導電層２２は、図４（ａ）に示すように、フィルム基板３の上面に金属酸化物（ＩＴＯ）を成膜するときに、所定の酸素分圧（１０^-3Ｐａ）付近よりも低い状態で成膜され、これにより成膜された状態で、粒子が粗大で粒界が多く存在した組成で形成されている。また、第２導電層２３は、図４（ｂ）に示すように、第１導電層２２上に金属酸化物（ＩＴＯ）を成膜するときに、所定の酸素分圧（１０^-3Ｐａ）付近の状態で成膜され、これにより成膜された状態で、粒子が第１導電層２２よりも微細で緻密に形成されて粒界が少ない組成で形成されている。なお、これら第１、第２導電層２２、２３は、第１参考例と同様、フィルム基板３の上面に第１導電層２２を成膜し、この第１導電層２２上に第２導電層２３を成膜した後に、フォトリソグラフィ法により一括して所定形状に形成されている。また、上側の電極基板１の透明電極２０も、下側の電極基板２の透明電極２１と同様に形成されている。
【００１３】
このような液晶表示素子の各電極基板１、２では、各フィルム基板６、３に形成される各透明電極２０、２１の第１導電層２２が、酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）を成膜するときに、所定の酸素分圧（１０^-3Ｐａ）付近よりも低い状態で成膜されることにより、成膜された状態で、粒子が粗大で粒界が多く存在する組成であるから電気抵抗が高くなる。また、第１導電層２２上に形成された第２導電層２３が、酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）を成膜するときに、所定の酸素分圧（１０^-3Ｐａ）付近の状態で成膜されることにより、成膜された状態で、粒子が第１導電層２２よりも微細で緻密に形成されて粒界が少ない組成であるから、表面が平坦になり、配向膜５、８にラビング処理などの配向処理を施す際に第２導電層２３の表面が傷付くことがなく、耐擦傷性に優れ、かつ粒界が少ないので電気抵抗を低くすることができる。
【００１４】
この場合、第１導電層２２に２第２導電層２３とが積層された２層構造としたので、断線を防ぐことができ、これにより耐擦傷性に優れ、断線しにくい透明電極２０、２１を得ることができる。
また、この電極基板１、２の各透明電極２０、２１では、酸化インジウム、または少量の酸化スズを添加した酸化インジウムの金属酸化物（ＩＴＯ）を成膜するときに、同一の蒸着源を用いて酸素分圧を変えるだけで、第１、第２導電層２２、２３を成膜することができるので、同じ装置内で連続して第１、第２導電層２２、２３を成膜することができ、製造工程の簡素化を図ることができ、量産性が良い。
【００１５】
なお、上記第１実施形態では、液晶表示素子に適用した場合について述べたが、これに限らず、例えば、エレクトロルミネッセンス表示素子などの薄型形状のディスプレイ、あるいはタッチパネルや平面発光素子などにも広く適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、可撓性を有する基板に形成される透明電極を第１導電層と第２導電層の２層構造にし、基板上に形成される第１導電層を粗大な粒子で成膜し、この第１導電層上に形成される第２導電層を第１導電層の粒径よりも小さい粒子で成膜したことにより、第１導電層よりも緻密で粒界が少なく、表面が平坦でかつ電気抵抗を低くすることができ、これにより耐擦傷性に優れ、断線しにくい透明電極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の液晶表示素子を示した拡大断面図。
【図２】図１の電極基板の製造工程を示し、（ａ）はフィルム基板に第１導電層を成膜した状態の要部拡大断面図、（ｂ）はその第１導電層上に第２導電層を成膜した状態の要部拡大断面図。
【図３】この発明の電極基板を液晶表示素子に適用した第１実施形態を示した拡大断面図。
【図４】図３の電極基板の製造工程を示し、（ａ）はフィルム基板に第１導電層を成膜した状態の要部拡大断面図、（ｂ）はその第１導電層上に第２導電層を成膜した状態の要部拡大断面図。
【符号の説明】
１、２電極基板
３、６フィルム基板
４、７、２０、２１透明電極
１２、２２第１導電層
１３、２３第２導電層

Claims

可撓性を有する基板に透明電極が形成された電極基板において、
前記透明電極が、酸素分圧が１０^−３Ｐａよりも低い雰囲気中で成膜され、酸化インジウムと少量の酸化スズとからなる金属酸化物により形成された透明な第１導電層と、この第１導電層上に酸素分圧が１０ ^−３Ｐａの雰囲気中で成膜され、酸化インジウムと少量の酸化スズとからなる金属酸化物により、その粒径が前記第１導電層の粒径よりも小さい粒子で形成された透明な第２導電層との２層構造に形成されていることを特徴とする電極基板。