JPH01259320A - 表示装置用電極板又は電極板ブランクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、各種表示装置、液晶デイスプレィ及び液晶を
用いた表示入力装置などに用いられる表示装置用電極板
又は電極板ブランクの製造方法に関する。

〈従来の技術〉 高密度表示の液晶デイスプレィは画素や端子部のピッチ
が１００　μｍ付近と透明電極の微細なバタンニングを
要求しつつある。同時に大画面化しつつある。これに伴
って液晶駆動の観点から透明電極の低抵ｌに化がさらに
望まれている。

加えて、液晶デイスプレィのカラー化も進展しつつある
。カラー液晶デイスプレィに用いられるカラーフィルタ
ーの付いた表示装置用電極板において、カラーフィルタ
ーの上に透明電極を形成するいわゆる゛上ＩＴＯ”構成
が好ましい。上ＩＴＯは、カラーフィルターの下に透明
電極を形成したものより液晶駆動が容易で、かつ液晶デ
イスプレィとしての表示品位が格段に良い。

良好な比抵抗、例えば２Ｘ１０−’Ωｃｍを得るため、
２００℃〜４００℃の基板加熱を行なってＩＴＯ（酸化
インジウム−酸化錫）の成膜を行なった後、エツチング
加工して透明電極とすることが一般的である。

基板加熱を行なう場合、良い比抵抗を得るため酸化錫量
を１ｏｌ量パ一セントとした酸化インジウム基材のター
ゲットを用いることは公知の技術である。基板温度を室
温旬近としたスパッタリング（特に直流電源を用いた例
）では、酸化錫量を５主量パーセントの場合に低温スパ
ッタリングとしては、良好な４ＸＩＯ−’Ωｃｍの比抵
抗のＩＴＯ膜を得ていることは公知である。

〈発明を解決しようとする課題〉 透明電極の低抵抗化のため、酸化錫量を１ｏｌ量パ一セ
ント以上とすると、エツチングによるパターンの切れ及
び形状が悪くなり、ピッチ１００　μｍ以下の微細パタ
ーンのパタニングは技術的にむづかしいものであった。

まして、従来の成膜方法は、基板温度を２００℃〜４０
０℃に昇温しで透明電極の成膜を行なうため、耐熱性の
十分でないカラーフィルター上へ透明電極を形成するこ
とは困難であった。

酸化錫量を５主量パーセントとしたＩＴＯターゲットを
用いて、スパッタリングにて室温膜付（基板温度を室温
）すれば、比抵抗で４Ｘ１０−’Ωｃｍレベルの成膜が
可能であるにすぎない。したがって４ＸＩＱ−’Ωｃｍ
の比抵抗では２Ｘ１０−’ΩｃｍのＩＴＯＤ＋と同じ面
積抵抗値を得るためには２倍の膜厚に設定しなければな
らず、不経済である。さらに、単純に室温膜付のものは
、熱的影響を受は抵抗値が変化し易い致命的な欠点があ
る。単純な室温膜付の場合、酸化錫量の最適値は５主量
パーセントで、酸化錫量がこの値より増減すると比抵抗
の値は悪（なる。

本発明は比抵抗、透過率及びエツチング性が良好な表示
装置用電極板又は電極板ブランクの製造方法を提供する
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するため、本発明は、基板上に透明電極
層をスパッタリングにより成膜する工程と成膜後の熱処
理工程とを有する表示装置用電極板又は電極板ブランク
の製造方法において、前記スパッタリング工程における
基板温度を１５０’Ｃ以下とし、スパッタリング用ター
ゲット基材として酸化錫量を６〜９重星パーセント含有
するｒＴＯ基材を用いることにより表示装置用電極板又
は電極板ブランクを製造しようとするものである。

この場合、基板上に透明電極層をスパッタリングにより
成膜する工程の前に、少なくともカラーフィルター層と
オーバーコート層とを形成させる工程を含ませてもよく
、透明電極の成膜後の熱処理工程は１６０℃〜２５０℃
の範囲で行なうことが好ましい。

更にスパッタリングを高周波スパッタリング方式で行な
うことが好ましい。

また、基板は通常透明な基板が用いられる。

本発明による成膜後（熱処理前）の透明電極層の膜状態
はとし［ＴＯ膜厚にもよるが透過率でおよソ８３〜６０
℃（測定波長５５０　ｍでエアーレフアンスの場合）の
若干着色した状態い成膜することが好ましい。この状態
の透明電極層は成膜後あるいはエツチングによるパタニ
ング後の１６０℃〜２５０　’Ｃの熱処理によって、透
過率は９３〜７８℃と向上し、比抵抗も向上させること
ができる。また、本発明は透明な基板と透明電極層との
間にカラーフィルターやオーバーコートを挿入しても良
い。存機材料によるカラーフィルターを配設した場合、
熱処理は１６０℃〜２５０℃が適切である。必要に応じ
て座標位置入力などの表示以外の目的に対応するため、
カラーフィルターを形成する前にガラス板上に金属薄膜
によるセンス線、もしくはＴＰＴやダイオード素子など
の薄膜半導体パターンを形成しても良い。

本発明に、採用できるカラーフィルターは無機の酸化物
の多層干渉フィルター、顔料等の蒸着フイルター、印刷
フィルター、染色フィルターなど種々可能である。オー
バーコート材料は、ＳｉＯ□やＭｇＯ，ＡＬｚＯｚなど
無機の酸化物あるいは、ペプチド樹脂、ポリビニルアル
コール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン
樹脂他種々の耐熱性樹脂であっても良い。無機材料と有
機材料の２層構成であっても良い。オーバーコートに有
機材料を用いる場合は、基板周囲（透明電壜の端子部）
は形成しない方が良い。好ましくは、印す１）もしくは
フォトリソグラフィの手法でオーバーコートをパタニン
グしておくことが望ましい。パタニング加工用樹脂は前
述の樹脂の他、ビスフェノ・−ルＡ型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂などが採用可能である。

本発明は、透明電極層上に金属薄膜やめっきによるパタ
ーンを形成しても良い。これら金属薄膜やめっきのパタ
ーンを介して液晶駆動用のＩＣやダイオードを表面実装
することは可能である。

〈作用〉 ２００’Ｃ〜４００℃程度の基板加熱を行なう通常の成
膜方法によるＩＴＯ膜は薄膜Ｘ線回折によりＩＴＯの結
晶が（４００）面に配向する傾向であり、かつ（４００
）面の配向が強くなると、エツチングによるパターンの
切れが悪くなる傾向がある。特に酸化錫を５重量パーセ
ント以上、例えば１０重量パーセント、１５重量バー・
セントと多くするとこの（４００）面への配向が強くな
り、同時にエンチング時のぬけが悪くなる。

本発明によれば、１５０℃以下の低温の基板温度でＩＴ
Ｏ膜を還元サイド（若干の着色がつく程度）にスパッタ
リング成膜してのち後の１６０℃〜２５０℃のアニーリ
ング（熱処理）により良好な比抵抗及び透過率を得るこ
とができる。このＩＴＯ膜は、（２２２）面への配向が
中心となり、エツチング性がきわめて良好である。

さらに本発明の如く、低温のスパッタリング成膜後アニ
ール（熱処理）するという方法において、酸化錫量を６
〜９重量パーセントとしたＩＴＯ基材のターゲットを用
いるとこによって、比抵抗が２ＸＩＯ−’Ωｃｍ＠後の
良好な電気的特性が可能である。

低温スパッタリング成膜では酸化錫量が５重量パーセン
トのターゲットによる４Ｘ１０−’Ωｃｍが限界との常
識を超える優れたＩＴＯ膜を得ることが可能となった。

ただし、低温スパッタリングの成膜後アニールするとい
う本方法において酸化Ｓ′ｌｊＭは５重量％以下であっ
ても、１０重ｖ％以上でも比抵抗４Ｘ１０−’Ωｃｍを
下回るような良好なＩＴＯ膜は得にく　い　。

また、直流電源による［］Ｃスパッタリングでもこうし
た特性を得ることが可能であるが、交流電源による高周
波（ＲＦ）スパッタリングの方がより膜特性をコントロ
ールし易い。量産レベルにおいては、高周波スパッタリ
ングによるＩＴＯ成膜が便利である。また、ＥＳＣ八分
へ及び薄膜Ｘ線回折の分析方法により低温のスパッタリ
ング成膜Ｏ膜はアニール（１６０’Ｃ以上）することで
低級酸化物（ＩｎｚＯなど）を中心として異常結晶成長
を起こし、電気特性及び光学特性が改善される。この結
晶成長は、アモルファスライクなＩＴＯ膜から（２２２
）面への配向を中心とした結晶化の進んだＩＴＯＩＩＱ
への変化をもたらす。

本発明を実施例に基づき、詳細に説明する。

〈実施例〉 厚さ１ｍｍのフロートガラス（青板）である透明な基板
に公知の技術であるレリーフ染色法によって緑（Ｇ）、
赤（Ｒ）、青（Ｂ）と順次３色のカラーフィルターを形
成した。厚みは約１．８　μｍである。該カラーフィル
ター上にフェノールノボラック系エポキシ樹脂と無水ジ
カルボン酸の反応物（アクリロイル基を付加して感光性
をもたしである）のポリマーを乾燥後の膜厚で約１μｍ
になるようコーティングした。乾燥後紫外線で露光し、
未露光部を炭酸ナトリウム水溶液で現像、除去し、オー
バーコート層とした。

次に高周波スパッタリング装置に、酸化錫を７重量パー
セント合作する酸化インジウム基材のターゲットを用い
てスパッタリングを行なった。

この場合のスパッタリングは０．２χ酸素を合作するア
ルゴンガスを導入しながら、′）＆仮加熱なしにＩＫＷ
の出力にて２４００人膜厚のＩＴＯを上記基板表面に成
膜した。この時の透過率は、エアーレファレンズで約６
８χであり、面積抵抗値は約３７Ω／口であった。公知
のフォトリングラフィの手法でＩＴＯをエツチング、パ
タニングして透明電極とした。

パタニング後、２００℃にて３０分オーブン内で熱処理
した。

熱処理後、透過率は同しレファレンスで約８５χ、面積
抵抗値は約９Ω／口（比抵抗２．２　Ｘｌ０−’Ω〔）
であった。透明電柱のパターンはサイドエンチがほぼＯ
ｇｍときわめて良好であった。

本発明による実施例では、カラーフィルターのついた表
示装置用電極板で示したが、カラーフィルターやオーバ
ーコートのない構成でも良い。また、先述した様に金属
薄膜のパターンや無機薄膜などを挿入あるいは積層して
も良い。本発明はこうした付加的技術によりその価値を
）員なうものでない。

〈発明の効果〉 本発明は低温の基板温度にてスパッタリング成膜しその
ままアニールする手法をとるため、従来の基板加熱を行
なうＩＴＯ膜によるものよりきわめて良い形状の透明電
極を得ることができる。プロセスを通じての処理温度を
低くできるため、耐熱性の十分でない有機のカラーフィ
ルター上にも良い特性の透明電極を形成できる。

また、基板加熱を行わないため膜付のスループントを大
幅に向上でき、かつエツチング時間も短いことから生産
性を向上できる。

加えて、本発明の主眼である酸化錫を６〜９重量パーセ
ント含有した酸化インジウム基材のターゲットを用いる
ことにより、従来の低温スパッタリング成膜では困難で
った２ＸＩＯ−’Ωｃｍ前後のきわめて良好な電気的特
性をもつ透明電極を保供し得る。

本発明により、大型・高密度表示カラー液晶デイスプレ
ィ用のカラーフィルター電）ｊ板への対応が十分可能と
なる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基盤上に透明電極層をスパッタリングにより成膜
   する工程と成膜後の熱処理工程とを有する表示装置用電
   極板又は電極板ブランクの製造方法において、前記スパ
   ッタリング工程における基板温度を１５０℃以下とし、
   スパッタリング用ターゲット基材として酸化錫６〜９重
   量パーセント含有するＩＴＯ基材を用いることを特徴と
   する表示装置用電極板又は電極板ブランクの製造方法。
2. （２）基板上に透明電極層をスパッタリングにより成膜
   する工程の前に、少なくともカラーフィルター層とオー
   バーコート層とを形成させる工程を含み、透明電極層の
   成膜後の熱処理工程は１６０℃〜２５０℃の範囲で行な
   うことを特徴とする請求項１記載の表示装置用電極又は
   電極板ブランクの製造方法。
3. （３）スパッタリングを高周波スパッタリング方式で行
   なうことを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置用
   電極板又は電極板ブランクの製造方法。
4. （４）成膜後の熱処理工程を１６０℃〜２５０℃で行な
   うことを特徴とする請求項１記載の表示装置用電極板又
   は電極板ブランクの製造方法。