JP4964369B2 - Ａｇ合金薄膜の形成方法および情報表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ情報表示素子やプラズマアドレス情報表示素子、ＴＦＴ液晶情報表示素子等の情報表示素子において、電極線やリード線として用いられるＡｇ合金薄膜の形成方法および情報表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）にはＤＣ駆動タイプとＡＣ駆動タイプとが知られているが、放電の安定性や長期信頼性の観点から、ＡＣ駆動タイプのものが主流となり、既に市販されている。
【０００３】
このうち、ＡＣ駆動タイプのＰＤＰの構造について、図７を参照しながら簡単に説明する。なお、この図および以下の図１、図３および図５は、図の上方の基板を９０°回転させて示している。
【０００４】
このＰＤＰは、フロントパネル９とバックパネル１０とが組み合わされて構成されている。フロントパネル９は。ガラス基板１ａ上に透明電極２とバス電極３からなる一対の表示電極、誘電体４および保護膜５が順次形成されている。バックパネル１０は、ガラス基板１ｂ上にストライプ状のアドレス電極８が設けられ、このアドレス電極８に隣接するように隔壁６が形成されている。さらに、各セル毎に赤、緑、青の蛍光材料７がアドレス電極８上に塗布されている。蛍光材料としては、赤には（Ｙ，Ｇａ）ＢＯ3：Ｅｕ、緑にはＺｎ2ｉＩＯ4：Ｍｎ、青にはＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ等が用いられる。フロントパネル９とバックパネル１０とは、数百μｍのギャップで結合され、両パネルと隔壁で囲まれた空間にＮｅ＋Ｘｅの混合ガスが封入されている。
【０００５】
次に、このように構成されたＰＤＰの動作原理について、図８を参照しながら説明する。このＰＤＰは、一対の表示電極とこれに直交するアドレス電極８との３種類の電極を有している。一方の表示電極は共通に結線されてドライバーで駆動され、他方の表示電極は表示に使用されると共に情報を書き込むときのスキャン電極としても使用される。アドレス電極は情報を書き込むときにのみ使用されている。アドレス時は１本のスキャン電極とアドレス電極の間で放電が発生するが、アドレス電極には同時に１セル分の放電電流しか流れない。また、電圧はアドレス電極の電位とスキャン電極の電位との組み合わせにより決まり、低電圧での駆動が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＰＤＰにおいて、透明電極以外の電極材料としては、Ｃｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等が用いられている。しかしながら、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒを用いた場合には３層を形成する必要があり、また、エッチングが複雑になり、さらに、毒性の強いＣｒを用いているという問題がある。
【０００７】
一方、Ａｇは電気伝導度もよく、毒性にも問題はない。しかし、従来では、スパッタリングもしくは蒸着にてＡｇ薄膜を形成する場合には、成膜時に加熱しないため８０℃〜１００℃程度、さらに低い場合には３０℃〜５０℃程度であり、Ａｇ薄膜とガラス基板や酸化物との密着性が悪いという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべくなされたものであり、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることができるＡｇ合金薄膜の形成方法およびその方法を用いて電極線やリード線を形成した信頼性の高い情報表示素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法は、基板上にスパッタリング法によりＡｇ合金薄膜を形成する方法であって、該基板上にインジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物からなる透明導電膜を成膜した後、基板温度を１５０℃以上２００℃未満にして該透明導電膜上にＡｇ合金薄膜を成膜することを特徴とする。
上記構成によれば、基板温度を高くし、しかも、基板とＡｇ合金薄膜との間に透明導電膜を設けているので、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることが可能となる。これは、基板とＡｇ合金薄膜の密着性よりも、基板と透明導電膜との密着性や透明導電膜とＡｇ合金薄膜の方が密着性が良いからである。
また、上記構成によれば、透明導電膜としてインジウム錫酸化物を用いることにより、透過率をほとんど低下させることがなく、また、透明導電膜としてインジウム亜鉛酸化物を用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチング可能である。
【００１０】
前記Ａｇ合金薄膜の膜厚が１μｍ以上５μｍ以下であるのが望ましい。
【００１１】
Ａｇ合金薄膜の膜厚が１μｍ未満の場合には抵抗が高くなるおそれがあり、５μｍを超える膜厚にするのは現実的ではないからである。
【００１４】
前記Ａｇ合金薄膜がＡｇＰｄＣｕ合金からなるのが望ましい。
【００１５】
上記構成によれば、耐候性が高く、マイグレーションの無い電極線やリード線が得られる。
【００１８】
本発明の情報表示素子は、２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマ部を有するプラズマ情報表示素子において、該電極線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマ情報表示素子を実現可能である。
【００２０】
本発明の情報表示素子は、２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマアドレス部を有するプラズマ基板と、カラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたプラズマアドレス情報表示素子において、該電極線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマアドレス情報表示素子を実現可能である。
【００２２】
本発明の情報表示素子は、ＴＦＴ素子が設けられたＴＦＴ基板とカラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたＴＦＴ液晶情報表示素子において、該ＴＦＴ素子に接続されたリード線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたＴＦＴ液晶情報表示素子を実現可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態では、プラズマ情報表示素子（ＰＤＰ）について説明する。図１は本発明の一実施形態であるプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【００２６】
このＰＤＰは、フロントパネル９とバックパネル１０とが組み合わされて構成されている。フロントパネル９は、ガラス基板１ａ上に透明電極２とバス電極３からなる一対の表示電極、誘電体４および保護膜５が順次形成されている。バックパネル１０は、ガラス基板１ｂ上にストライプ状のアドレス電極８が設けられ、このアドレス電極８に隣接するように隔壁６が形成されている。さらに、各セル毎に赤、緑、青の蛍光材料７がアドレス電極８上に塗布されている。蛍光材料としては、赤には（Ｙ，Ｇａ）ＢＯ3：Ｅｕ、緑にはＺｎ2ｉＩＯ4：Ｍｎ、青にはＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ等が用いられる。フロントパネル９とバックパネル１０とは、数百μｍのギャップで結合され、両パネルと隔壁で囲まれた空間にＮｅ＋Ｘｅの混合ガスが封入されている。
【００２７】
次に、このように構成されたＰＤＰの動作原理について、図２を参照しながら説明する。このＰＤＰは、一対の表示電極とこれに直交するアドレス電極８との３種類の電極を有している。一方の表示電極は共通に結線されてドライバーで駆動され、他方の表示電極は表示に使用されると共に情報を書き込むときのスキャン電極としても使用される。アドレス電極は情報を書き込むときにのみ使用されている。アドレス時は１本のスキャン電極とアドレス電極の間で放電が発生するが、アドレス電極には同時に１セル分の放電電流しか流れない。また、電圧はアドレス電極の電位とスキャン電極の電位との組み合わせにより決まり、低電圧での駆動が可能である。
【００２８】
本実施形態において、透明電極２としてはＩＴＯ、バス電極３およびアドレス電極８としてはＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を用いている。
【００２９】
本実施形態において、表示電極の作製は、まず、透明ガラス基板上に厚み １５０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。次に、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２００℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から一般的に用いられている情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００３０】
ここで、Ａｇ合金薄膜をスパッタリングにより成膜する際の基板温度と密着力との関係を示す指標となるテストを行った結果を下記表１に示す。サンプルとしては上述したようなパネル構造を考慮して、ガラス／ＩＴＯ（厚み２５０ｎｍ）／Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（厚み３μｍ）とし、ビニールテープおよびガムテープによるピーリングテストとドライバーによる引っ掻きテストを行った。
【００３１】
【表１】
ビニールテープによるピーリングテスト、ガムテープによるピーリングテストおよびドライバーによる引っ掻きテストの順にテストが過酷になっていくが、基板温度を上昇させることにより密着力が向上することが分かる。さらに、別のテストにより、ビニールピーリングテストで問題が無ければエッチング時に剥がれが生じないことが確認されているため、スパッタリング時に基板温度を１５０℃以上にすることにより十分な密着力が得られることが分かる。なお、本願発明者らは、基板温度が６００℃未満であれば、ＩＴＯ膜に透明度減少や抵抗率変化等の問題が生じないことを確認している。
【００３２】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマ情報表示素子を作製することができた。さらに、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。また、透明電極の材料をＩＴＯにすることにより、光透過率をほとんど低下させることなく、効率の良いプラズマ放電を行うことが可能となった。
【００３３】
なお、アドレス電極は光を透過させる必要が無いため、上面の電極のように透明電極＋バス電極の組み合わせにする必要はなく、また、Ａｇ合金以外の材料を用いることも可能である。
【００３４】
（実施形態２）
本実施形態では、プラズマアドレス情報表示素子（ＰＡＬＣ）について説明する。図３は本発明の一実施形態であるプラズマアドレス情報表示素子の構成を説明するための図である。なお、この図ではプラズマアドレス部を透明薄板基板２２で分割している。
【００３５】
このＰＡＬＣは、カラー部が形成された平面基板（ＣＦ基板）１５とプラズマアドレス部が形成された平面基板（ＰＬ基板）１６との間に液晶材料２０が注入された構造になっており、さらには図４に示すようにバックライト２４を有している。
【００３６】
ＣＦ基板１５は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ａ、カラーフィルター１８、ＩＴＯからなる透明電極１９および高分子膜からなる配向膜から構成されている。一方、ＰＬ基板１６は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ｂ、隔壁６、電極２３、誘電体４および保護膜５が順次形成され、さらに、板厚１０μｍカラーフィルター１００μｍのガラスからなる透明薄板基板２２および高分子膜からなる配向膜から構成されている。透明基板１、隔壁６および透明薄板基板２２に囲まれた空間には不活性ガスとしてＸｅが約４０００Ｐａのガス圧で封入されている。ＣＦ基板１５とＰＬ基板１６の間隔はビーズ等からなるスペーサー２１によって保持されている。
【００３７】
次に、このように構成されたＰＡＬＣにおけるプラズマアドレス部の動作原理について、図４を参照しながら説明する。このＰＡＬＣにおいて、情報の書き込みおよび保持を行う際には、まず、電極２３間に１００Ｖ〜５００Ｖの電圧を印加することにより放電を起こす。次に、カラー部の透明電極１９に０Ｖ〜＋１００Ｖ以下の電圧Ｅｄを印加することにより情報を書き込み、放電を止めることにより透明薄板基板２２の界面をマイナスに帯電させて、情報を保持する。プラスに帯電させる場合には、カラー部の透明電極１９に−１００Ｖ〜０Ｖの電圧Ｅｄを印加する。
【００３８】
本実施形態において、透明導電膜としてはＩＴＯ（図示せず、必ずしも必要ではない）、電極２３としてはＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を用いている。
【００３９】
本実施形態において、電極線の作製は、まず、透明ガラス基板上にＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。次に、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２５０℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から一般的に用いられている情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００４０】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマアドレス情報表示素子を作製することができた。さらに、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。
【００４１】
（実施形態３）
本実施形態では、ＴＦＴ液晶情報表示素子について説明する。図５は本発明の一実施形態であるＴＦＴ液晶情報表示素子の構成を説明するための図である。
【００４２】
このＴＦＴ液晶情報表示素子は、カラー部が形成された平面基板（ＣＦ基板）２５とＴＦＴ素子が形成された平面基板（ＴＦＴ基板）２６との間に液晶材料２０が注入された構造になっており、さらには図６に示すようにバックライト２４を有している。
【００４３】
ＣＦ基板２５は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ａ、カラーフィルター１８、ＩＴＯからなる透明電極１９および高分子膜からなる配向膜から構成されている。一方、ＴＦＴ基板２６は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ｂ、液晶に電圧を印加して駆動するためのＴＦＴ２７および駆動電極２８が形成されている。さらに、各絵素のＴＦＴを駆動させるためのリード線がマトリクス状に形成され、リード線はカラーフィルター１８の黒枠部分でマスクされている。ＣＦ基板２５とＴＦＴ基板２６の間隔はビーズ等からなるスペーサー２１によって保持されている。
【００４４】
次に、このように構成されたＴＦＴ液晶情報表示素子におけるＴＦＴの動作原理について、図６を参照しながら説明する。このＴＦＴ液晶情報表示素子において、ＴＦＴは一般のトランジスタと同様に、ソース、ゲートおよびドレインを有している。ＴＦＴがオフの状態では液晶に電圧が印加されず、オンの状態では液晶にゲート／ドレイン間の電圧Ｖｇが印加される。
【００４５】
本実施形態において、リード線としては、ガラスとＡｇ合金との密着性を向上させるために、Ｉｎ2Ｏ3＋ＺｎＯおよびＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を積層して用いている。
【００４６】
本実施形態において、リード線の作製は、まず、透明ガラス基板上に厚み１５０μｍのＩｎ2Ｏ3＋ＺｎＯをスパッタリングにより成膜し、続いて、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２５０℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から用いられている一般的な情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００４７】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマアドレス情報表示素子を作製することができた。また、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。さらに、透明導電膜としてＩｎ2Ｏ3＋ＺｎＯを用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチングすることができた。
【００４８】
なお、上記各実施形態ではＡｇ合金薄膜の材料としてＡｇＰｄＣｕを用いたが、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｒｕ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｒ等を用いることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法によれば、基板温度を１５０℃以上にすることにより、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることができるので、電気伝導度が高く、毒性にも問題がないＡｇ合金薄膜を用いて、長期信頼性に優れた電極線やリード線を作製することができる。また、Ａｇ合金薄膜としてＡｇＰｄＣｕ合金を用いることにより、耐候性が高く、マイグレーションの無い電極線やリード線を得ることができる。
【００５０】
さらに、基板とＡｇ合金薄膜との間に透明導電膜を設けることにより、基板とＡｇ合金薄膜との密着性をより一層向上させることができる。この透明導電膜としてインジウム錫酸化物を用いることにより、光透過率をほとんど低下しないようにすることができるので、表示特性に与える影響を少なくすることができる。また、この透明導電膜としてインジウム亜鉛酸化物を用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチングすることができるので、製造工程が複雑になることはない。
【００５１】
本発明の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れた電極線を有するプラズマ情報表示素子を実現することができる。また、本発明の他の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマアドレス情報表示素子を実現することができる。さらに、本発明の他の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたＴＦＴ液晶情報表示素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図２】実施形態１のプラズマ情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図３】実施形態２のプラズマアドレス情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図４】実施形態２のプラズマアドレス情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図５】実施形態３のＴＦＴ液晶情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図６】実施形態３のＴＦＴ液晶情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図７】従来のプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図８】従来のプラズマ情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 基板
２、１９ 透明電極
３ バス電極
４ 誘電体
５ 保護膜
６ 隔壁
７ 蛍光材料
８ アドレス電極
９ フロントパネル
１０ バックパネル
１５、２５ ＣＦ基板
１６ ＰＬ基板
１７ 偏光板
１８ カラーフィルター
２０ 液晶材料
２１ スペーサー
２２ 透明薄板基板
２３ 電極
２４ バックライト
２６ ＴＦＴ基板
２７ ＴＦＴ
２８ 駆動電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ情報表示素子やプラズマアドレス情報表示素子、ＴＦＴ液晶情報表示素子等の情報表示素子において、電極線やリード線として用いられるＡｇ合金薄膜の形成方法および情報表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）にはＤＣ駆動タイプとＡＣ駆動タイプとが知られているが、放電の安定性や長期信頼性の観点から、ＡＣ駆動タイプのものが主流となり、既に市販されている。
【０００３】
このうち、ＡＣ駆動タイプのＰＤＰの構造について、図７を参照しながら簡単に説明する。なお、この図および以下の図１、図３および図５は、図の上方の基板を９０°回転させて示している。
【０００４】
このＰＤＰは、フロントパネル９とバックパネル１０とが組み合わされて構成されている。フロントパネル９は。ガラス基板１ａ上に透明電極２とバス電極３からなる一対の表示電極、誘電体４および保護膜５が順次形成されている。バックパネル１０は、ガラス基板１ｂ上にストライプ状のアドレス電極８が設けられ、このアドレス電極８に隣接するように隔壁６が形成されている。さらに、各セル毎に赤、緑、青の蛍光材料７がアドレス電極８上に塗布されている。蛍光材料としては、赤には（Ｙ，Ｇａ）ＢＯ3：Ｅｕ、緑にはＺｎ2ｉＩＯ4：Ｍｎ、青にはＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ等が用いられる。フロントパネル９とバックパネル１０とは、数百μｍのギャップで結合され、両パネルと隔壁で囲まれた空間にＮｅ＋Ｘｅの混合ガスが封入されている。
【０００５】
次に、このように構成されたＰＤＰの動作原理について、図８を参照しながら説明する。このＰＤＰは、一対の表示電極とこれに直交するアドレス電極８との３種類の電極を有している。一方の表示電極は共通に結線されてドライバーで駆動され、他方の表示電極は表示に使用されると共に情報を書き込むときのスキャン電極としても使用される。アドレス電極は情報を書き込むときにのみ使用されている。アドレス時は１本のスキャン電極とアドレス電極の間で放電が発生するが、アドレス電極には同時に１セル分の放電電流しか流れない。また、電圧はアドレス電極の電位とスキャン電極の電位との組み合わせにより決まり、低電圧での駆動が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＰＤＰにおいて、透明電極以外の電極材料としては、Ｃｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等が用いられている。しかしながら、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒを用いた場合には３層を形成する必要があり、また、エッチングが複雑になり、さらに、毒性の強いＣｒを用いているという問題がある。
【０００７】
一方、Ａｇは電気伝導度もよく、毒性にも問題はない。しかし、従来では、スパッタリングもしくは蒸着にてＡｇ薄膜を形成する場合には、成膜時に加熱しないため８０℃〜１００℃程度、さらに低い場合には３０℃〜５０℃程度であり、Ａｇ薄膜とガラス基板や酸化物との密着性が悪いという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべくなされたものであり、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることができるＡｇ合金薄膜の形成方法およびその方法を用いて電極線やリード線を形成した信頼性の高い情報表示素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法は、基板上にスパッタリング法によりＡｇ合金薄膜を形成する方法であって、該基板上にインジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物からなる透明導電膜を成膜した後、基板温度を１５０℃以上２００℃未満にして該透明導電膜上にＡｇ合金薄膜を成膜することを特徴とする。
上記構成によれば、基板温度を高くし、しかも、基板とＡｇ合金薄膜との間に透明導電膜を設けているので、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることが可能となる。これは、基板とＡｇ合金薄膜の密着性よりも、基板と透明導電膜との密着性や透明導電膜とＡｇ合金薄膜の方が密着性が良いからである。
また、上記構成によれば、透明導電膜としてインジウム錫酸化物を用いることにより、透過率をほとんど低下させることがなく、また、透明導電膜としてインジウム亜鉛酸化物を用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチング可能である。
【００１０】
前記Ａｇ合金薄膜の膜厚が１μｍ以上５μｍ以下であるのが望ましい。
【００１１】
Ａｇ合金薄膜の膜厚が１μｍ未満の場合には抵抗が高くなるおそれがあり、５μｍを超える膜厚にするのは現実的ではないからである。
【００１４】
前記Ａｇ合金薄膜がＡｇＰｄＣｕ合金からなるのが望ましい。
【００１５】
上記構成によれば、耐候性が高く、マイグレーションの無い電極線やリード線が得られる。
【００１８】
本発明の情報表示素子は、２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマ部を有するプラズマ情報表示素子において、該電極線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマ情報表示素子を実現可能である。
【００２０】
本発明の情報表示素子は、２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマアドレス部を有するプラズマ基板と、カラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたプラズマアドレス情報表示素子において、該電極線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマアドレス情報表示素子を実現可能である。
【００２２】
本発明の情報表示素子は、ＴＦＴ素子が設けられたＴＦＴ基板とカラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたＴＦＴ液晶情報表示素子において、該ＴＦＴ素子に接続されたリード線が本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたＴＦＴ液晶情報表示素子を実現可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態では、プラズマ情報表示素子（ＰＤＰ）について説明する。図１は本発明の一実施形態であるプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【００２６】
このＰＤＰは、フロントパネル９とバックパネル１０とが組み合わされて構成されている。フロントパネル９は、ガラス基板１ａ上に透明電極２とバス電極３からなる一対の表示電極、誘電体４および保護膜５が順次形成されている。バックパネル１０は、ガラス基板１ｂ上にストライプ状のアドレス電極８が設けられ、このアドレス電極８に隣接するように隔壁６が形成されている。さらに、各セル毎に赤、緑、青の蛍光材料７がアドレス電極８上に塗布されている。蛍光材料としては、赤には（Ｙ，Ｇａ）ＢＯ3：Ｅｕ、緑にはＺｎ2ｉＩＯ4：Ｍｎ、青にはＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ等が用いられる。フロントパネル９とバックパネル１０とは、数百μｍのギャップで結合され、両パネルと隔壁で囲まれた空間にＮｅ＋Ｘｅの混合ガスが封入されている。
【００２７】
次に、このように構成されたＰＤＰの動作原理について、図２を参照しながら説明する。このＰＤＰは、一対の表示電極とこれに直交するアドレス電極８との３種類の電極を有している。一方の表示電極は共通に結線されてドライバーで駆動され、他方の表示電極は表示に使用されると共に情報を書き込むときのスキャン電極としても使用される。アドレス電極は情報を書き込むときにのみ使用されている。アドレス時は１本のスキャン電極とアドレス電極の間で放電が発生するが、アドレス電極には同時に１セル分の放電電流しか流れない。また、電圧はアドレス電極の電位とスキャン電極の電位との組み合わせにより決まり、低電圧での駆動が可能である。
【００２８】
本実施形態において、透明電極２としてはＩＴＯ、バス電極３およびアドレス電極８としてはＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を用いている。
【００２９】
本実施形態において、表示電極の作製は、まず、透明ガラス基板上に厚み １５０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。次に、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２００℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から一般的に用いられている情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００３０】
ここで、Ａｇ合金薄膜をスパッタリングにより成膜する際の基板温度と密着力との関係を示す指標となるテストを行った結果を下記表１に示す。サンプルとしては上述したようなパネル構造を考慮して、ガラス／ＩＴＯ（厚み２５０ｎｍ）／Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（厚み３μｍ）とし、ビニールテープおよびガムテープによるピーリングテストとドライバーによる引っ掻きテストを行った。
【００３１】
【表１】
【００３２】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマ情報表示素子を作製することができた。さらに、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。また、透明電極の材料をＩＴＯにすることにより、光透過率をほとんど低下させることなく、効率の良いプラズマ放電を行うことが可能となった。
【００３３】
なお、アドレス電極は光を透過させる必要が無いため、上面の電極のように透明電極＋バス電極の組み合わせにする必要はなく、また、Ａｇ合金以外の材料を用いることも可能である。
【００３４】
（実施形態２）
本実施形態では、プラズマアドレス情報表示素子（ＰＡＬＣ）について説明する。図３は本発明の一実施形態であるプラズマアドレス情報表示素子の構成を説明するための図である。なお、この図ではプラズマアドレス部を透明薄板基板２２で分割している。
【００３５】
このＰＡＬＣは、カラー部が形成された平面基板（ＣＦ基板）１５とプラズマアドレス部が形成された平面基板（ＰＬ基板）１６との間に液晶材料２０が注入された構造になっており、さらには図４に示すようにバックライト２４を有している。
【００３６】
ＣＦ基板１５は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ａ、カラーフィルター１８、ＩＴＯからなる透明電極１９および高分子膜からなる配向膜から構成されている。一方、ＰＬ基板１６は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ｂ、隔壁６、電極２３、誘電体４および保護膜５が順次形成され、さらに、板厚１０μｍカラーフィルター１００μｍのガラスからなる透明薄板基板２２および高分子膜からなる配向膜から構成されている。透明基板１、隔壁６および透明薄板基板２２に囲まれた空間には不活性ガスとしてＸｅが約４０００Ｐａのガス圧で封入されている。ＣＦ基板１５とＰＬ基板１６の間隔はビーズ等からなるスペーサー２１によって保持されている。
【００３７】
次に、このように構成されたＰＡＬＣにおけるプラズマアドレス部の動作原理について、図４を参照しながら説明する。このＰＡＬＣにおいて、情報の書き込みおよび保持を行う際には、まず、電極２３間に１００Ｖ〜５００Ｖの電圧を印加することにより放電を起こす。次に、カラー部の透明電極１９に０Ｖ〜＋１００Ｖ以下の電圧Ｅｄを印加することにより情報を書き込み、放電を止めることにより透明薄板基板２２の界面をマイナスに帯電させて、情報を保持する。プラスに帯電させる場合には、カラー部の透明電極１９に−１００Ｖ〜０Ｖの電圧Ｅｄを印加する。
【００３８】
本実施形態において、透明導電膜としてはＩＴＯ（図示せず、必ずしも必要ではない）、電極２３としてはＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を用いている。
【００３９】
本実施形態において、電極線の作製は、まず、透明ガラス基板上にＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。次に、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２５０℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から一般的に用いられている情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００４０】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマアドレス情報表示素子を作製することができた。さらに、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。
【００４１】
（実施形態３）
本実施形態では、ＴＦＴ液晶情報表示素子について説明する。図５は本発明の一実施形態であるＴＦＴ液晶情報表示素子の構成を説明するための図である。
【００４２】
このＴＦＴ液晶情報表示素子は、カラー部が形成された平面基板（ＣＦ基板）２５とＴＦＴ素子が形成された平面基板（ＴＦＴ基板）２６との間に液晶材料２０が注入された構造になっており、さらには図６に示すようにバックライト２４を有している。
【００４３】
ＣＦ基板２５は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ａ、カラーフィルター１８、ＩＴＯからなる透明電極１９および高分子膜からなる配向膜から構成されている。一方、ＴＦＴ基板２６は、偏光板１７、板厚０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのガラスからなる透明基板１ｂ、液晶に電圧を印加して駆動するためのＴＦＴ２７および駆動電極２８が形成されている。さらに、各絵素のＴＦＴを駆動させるためのリード線がマトリクス状に形成され、リード線はカラーフィルター１８の黒枠部分でマスクされている。ＣＦ基板２５とＴＦＴ基板２６の間隔はビーズ等からなるスペーサー２１によって保持されている。
【００４４】
次に、このように構成されたＴＦＴ液晶情報表示素子におけるＴＦＴの動作原理について、図６を参照しながら説明する。このＴＦＴ液晶情報表示素子において、ＴＦＴは一般のトランジスタと同様に、ソース、ゲートおよびドレインを有している。ＴＦＴがオフの状態では液晶に電圧が印加されず、オンの状態では液晶にゲート／ドレイン間の電圧Ｖｇが印加される。
【００４５】
本実施形態において、リード線としては、ガラスとＡｇ合金との密着性を向上させるために、Ｉｎ2Ｏ3＋ＺｎＯおよびＡｇ合金、具体的にはＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）を積層して用いている。
【００４６】
本実施形態において、リード線の作製は、まず、透明ガラス基板上に厚み１５０μｍのＩｎ2Ｏ3＋ＺｎＯをスパッタリングにより成膜し、続いて、Ａｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕ（フルヤ金属製）ターゲットを用いて、基板温度２５０℃でスパッタリングにより厚み３μｍのＡｇ合金薄膜を成膜し、レジスト塗布、露光、現像およびエッチングを行ってパターニングする。これ以降の情報表示素子の作製工程は、従来から用いられている一般的な情報表示素子の作製工程と同様に行うことが可能である。
【００４７】
本実施形態では、基板とＡｇ合金薄膜の密着性を向上させて信頼性の高いプラズマアドレス情報表示素子を作製することができた。また、Ａｇ合金としてＡｇ（０．９ｗｔ％）Ｐｄ（１ｗｔ％）Ｃｕを用いることにより、耐候性が高く、かつ、マイグレーションの無い電極線が得られた。さらに、透明導電膜としてＩｎ2Ｏ3＋ＺｎＯを用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチングすることができた。
【００４８】
なお、上記各実施形態ではＡｇ合金薄膜の材料としてＡｇＰｄＣｕを用いたが、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｒｕ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｒ等を用いることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のＡｇ合金薄膜の形成方法によれば、基板温度を１５０℃以上にすることにより、基板とＡｇ合金薄膜との密着性を向上させることができるので、電気伝導度が高く、毒性にも問題がないＡｇ合金薄膜を用いて、長期信頼性に優れた電極線やリード線を作製することができる。また、Ａｇ合金薄膜としてＡｇＰｄＣｕ合金を用いることにより、耐候性が高く、マイグレーションの無い電極線やリード線を得ることができる。
【００５０】
さらに、基板とＡｇ合金薄膜との間に透明導電膜を設けることにより、基板とＡｇ合金薄膜との密着性をより一層向上させることができる。この透明導電膜としてインジウム錫酸化物を用いることにより、光透過率をほとんど低下しないようにすることができるので、表示特性に与える影響を少なくすることができる。また、この透明導電膜としてインジウム亜鉛酸化物を用いることにより、Ａｇ合金と同じエッチング液を用いてエッチングすることができるので、製造工程が複雑になることはない。
【００５１】
本発明の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れた電極線を有するプラズマ情報表示素子を実現することができる。また、本発明の他の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたプラズマアドレス情報表示素子を実現することができる。さらに、本発明の他の情報表示素子によれば、基板とＡｇ合金薄膜の密着性が向上し、長期信頼性に優れたＴＦＴ液晶情報表示素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図２】実施形態１のプラズマ情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図３】実施形態２のプラズマアドレス情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図４】実施形態２のプラズマアドレス情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図５】実施形態３のＴＦＴ液晶情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図６】実施形態３のＴＦＴ液晶情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【図７】従来のプラズマ情報表示素子の構成を説明するための図である。
【図８】従来のプラズマ情報表示素子の動作原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 基板
２、１９ 透明電極
３ バス電極
４ 誘電体
５ 保護膜
６ 隔壁
７ 蛍光材料
８ アドレス電極
９ フロントパネル
１０ バックパネル
１５、２５ ＣＦ基板
１６ ＰＬ基板
１７ 偏光板
１８ カラーフィルター
２０ 液晶材料
２１ スペーサー
２２ 透明薄板基板
２３ 電極
２４ バックライト
２６ ＴＦＴ基板
２７ ＴＦＴ
２８ 駆動電極
Claims (6)
- 基板上にスパッタリング法によりＡｇ合金薄膜を形成する方法であって、
該基板上にインジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物からなる透明導電膜を成膜した後、基板温度を１５０℃以上２００℃未満にして該透明導電膜上にＡｇ合金薄膜を成膜することを特徴とするＡｇ合金薄膜の形成方法。 - 前記Ａｇ合金薄膜の膜厚が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＡｇ合金薄膜の形成方法。
- 前記Ａｇ合金薄膜がＡｇＰｄＣｕ合金からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＡｇ合金薄膜の形成方法。
- ２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマ部を有するプラズマ情報表示素子において、
該電極線が請求項１または請求項２に記載のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする情報表示素子。 - ２枚の基板と絶縁体からなる隔壁とに囲まれた空間に放電ガスが封入され、放電に必要な電極線が形成されたプラズマアドレス部を有するプラズマ基板と、カラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたプラズマアドレス情報表示素子において、
該電極線が請求項１または請求項２に記載のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする情報表示素子。 - ＴＦＴ素子が設けられたＴＦＴ基板とカラーフィルター層が設けられたカラーフィルター基板との間に液晶層が挟持されたＴＦＴ液晶情報表示素子において、
該ＴＦＴ素子に接続されたリード線が請求項１または請求項２に記載のＡｇ合金薄膜の形成方法により形成されていることを特徴とする情報表示素子。
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