KR101188967B1 - 표시용 기판 및 그 제조방법과 표시장치 - Google Patents
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Abstract
투명전극이 ZnO막으로 형성되고 또한 열처리에 대한 특성의 변화를 저감하는 것이 가능한 표시용 기판 및 그 제조방법과 표시장치를 제공한다.
표시용 기판(1)은 지지기판(2)과, 지지기판(2)상에 형성된 유기수지층(3)과, 유기수지층(3)상에 형성된 투명전극(4)을 구비하고, 투명전극(4)은 유기수지층(3)상에 밀착해서 형성된 산화아연을 포함하는 제 1 층(5)과, 제 1 층(5)상에 형성된 제 1 층(5)보다 두꺼운 층두께를 갖는 산화아연을 포함하는 제 2 층(6)으로 이루어진다. 제 1 층(5)은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되어 있고, 제 2 층(6)은 고주파 스퍼터 또는 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성된다. 표시용 기판(1)은 예를 들면 액정표시장치의 대향전극용의 투명전극을 갖는 기판으로서 사용할 수 있다.
스퍼터, 산화아연, 투명전극, 유기수지층, 유리기판
Description
본 발명은 성막된 산화아연을 베이스재로 하고, 가시광영역에 있어서의 우수한 투과성과 도전성을 갖는 동시에 수지기판상에의 밀착성이 양호한 투명도전층을 갖는 표시용 기판과, 이 표시용 기판의 제조방법 및 표시장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 표시장치나 박막 태양전지 및 터치패널 등의 입력장치. 그리고 발광 다이오드 등의 전자 디바이스내에 있어서의 소자의 투명전극으로서, ITO막(주석 첨가 산화인듐), 불소첨가 SnO2(산화주석)막, 붕소, 알루미늄 및 갈륨의 어느 하나가 첨가된 ZnO(산화아연)막 등이 이용되고 있다. 붕소, 알루미늄, 갈륨 등의 도전성을 부여하기 위한 원자가 첨가된 ZnO막을 도전성 ZnO막 또는 불순물 첨가된 ZnO막이라 부른다.
상기 투명전극 중, ITO막은 비저항이 1～3×10-4Ω?㎝ 이하 정도로 작기 때문에 액정표시장치 등에 널리 사용되고 있다.
그러나, ITO막은 수소 플라즈마 중에서 환원되어 흑화현상을 초래하기 때문 에, 예를 들면, 태양전지 제조 프로세스 등과 같이, ZnO 성막의 후공정에 화학기상성장법(CVD)에 의해 아몰퍼스 Si를 성막하는 프로세스를 이용하는 경우, ITO막을 전극으로서 이용할 수 없다. 또한, ITO막의 원료의 하나인 인듐(In)은 고가이고 또한 양적으로도 희소한 레어(rare) 메탈이다.
이에 대해, 불소첨가 SnO2막은 비저항이 10-3Ω?㎝ 정도로 크기 때문에, 높은 도전성이 요구되는 막에는 적합하지 않다.
한편, 불순물 첨가된 ZnO막은 통상 스퍼터링법으로 제작되지만, 이 경우, 비저항이 4～6×10-4Ω?㎝정도이고, SnO2막보다 작고 또 ITO막에 비해 화학적으로 안정하기 때문에, 상기한 아몰퍼스 Si막을 이용한 태양전지의 전극으로서 채용되고 있다. 또한, ZnO막의 원료인 아연(Zn)은 저렴하며, 또한 자원량으로서도 풍부하다.
불순물 첨가된 ZnO막이 액정표시장치 등에 널리 사용되기 위해서는 비저항을 4～6×10-4Ω?㎝정도 혹은 그 이하가 필요하게 되며, 막두께 120～160㎚정도가 필요하게 된다.
ZnO 투명 도전막을 컬러필터층측의 공통전극으로서 이용하는 경우에는 하지로 되는 수지를 피층한 기판상에 밀착성이 양호한 성막 프로세스가 필요하게 된다.
ZnO막의 성막은 지금까지 직류 마그네트론 스퍼터링법을 이용한 생산장치가 널리 보급되고 있다. 해당 장치는 마더 유리 사이즈에 있어서 10세대인 대면적 기판상에서의 성막도 가능하다.
특허문헌 1에는 액정표시장치용의 투명전극으로서, 불순물 첨가된 ZnO막을 이용하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1에는 하지기판(1)상에 Ag막(3)을 산화아연으로 이루어지는 투명도전막(2) 사이에 끼우고 또한 최상층의 산화아연(ZnO)막상에 ITO막(11)을 형성한 투명도전막이 개시되어 있다(특허문헌 1, 단락[0017～[0029] 및 도 1～도 3 참조]). 또, 하지기판(1)으로서, 유리기판(10)상에 컬러필터층(7), 아크릴계 수지층(8) 및 무기 중간막층(9)이 형성된 것을 이용하는 것이 기재되어 있다(특허문헌 1, 단락[0017] 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특허공개공보 평성9-291356호
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 투명전극에서는 Ag막(3)을 이용하기 때문에 투과율이 저감한다. 투과율의 저감을 억제하기 위해서는 Ag막(3)의 두께를 얇게 형성할 필요가 있지만, 이 제어는 곤란하다. 또, 최상층에 ITO막(11)을 이용하고 있지만, ITO막(11)은 레어 메탈인 In을 주재료로 하므로, 고가이다. 또, 이 특허문헌 1에서는 컬러필터층을 열처리한 경우의 ZnO막의 시트저항의 변동에 관해, 어떠한 고려도 개시되어 있지 않다.
이와 같이, 상기 특허문헌 1은 투명도전막을 불순물 첨가된 ZnO막만으로 형성하는 것은 아니다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여, 투명전극이 ZnO막으로 형성되고 또한 열처리에 대한 특성의 변화를 감소시키는 것이 가능한 표시용 기판 및 그 제조방법과 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.
본 발명자들은 검토를 거듭한 결과, 산화아연으로 이루어지는 투명전극에 있어서, 컬러필터층 등의 유기수지층을 갖는 기판에 저항률이 다른 2층 이상의 층 구성으로 함으로써, 유기 수지층에 손상(데미지)을 주지 않고, 도한 가시광영역에 있어서 고투과율, 저저항, 또한 외관이 양호한 투명도전막을 얻을 수 있다는 지견을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 표시용 기판은, 지지기판과, 상기 지지기판 상에 형성된 유기수지층과, 상기 유기수지층 상에 형성된 투명전극을 구비하고, 상기 투명전극은 상기 유기수지층에 밀착해서 형성되고 산화아연을 포함하는 제 1 층과, 해당 제 1 층 상에 형성되고 상기 제 1 층보다 작은 저항률을 가지며 또한 상기 제 1 층보다 두꺼운 층 두께를 가지며, 상기 제1 층과 동일한 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층으로 이루어진다.
여기서, 제 1 층은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되어 있고, 제 2 층은 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해서 형성되어 있다.
본 발명의 표시용 기판의 제 2 구성은 지지기판과, 지지기판상에 형성된 유기수지층과, 유기수지층상에 형성된 투명전극을 구비하고 있다. 투명전극은 유기수지층에 밀착해서 형성되고, 산화아연을 포함하는 제 1 층과, 해당 제 1 층상에 형성되고 상기 제 1 층보다 작은 저항률을 갖고 또한 상기 제 1 층보다 두꺼운 층두께를 갖는 산화아연을 포함하는 제 2 층으로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 유기수지층 및 유기수지층상에 형성된 제 1 투명도전층을 갖는 TFT 기판과, 유기수지로 이루어지는 컬러필터층 및 컬러필터층상에 형성된 산화아연을 포함하는 제 2 투명도전층을 갖는 표시용 기판과, TFT 기판과 표시용 기판 사이에 개재된 표시소자를 구비하고, 제 1 투명도전층 및 제 2 투명도전층의 적어도 한쪽은 상기 유기수지층 또는 컬러필터층에 밀착해서 배치된 제 1 층과, 제 1 층상에 적층된 제 1 층보다 두꺼운 층두께를 갖는 산화아연을 포함하는 제 2 층을 포함하는 표시장치가 제공된다.
상기 표시장치에 있어서, 제 1 층은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되어 있고, 제 2 층은 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 의하면, 유기수지층 및 유기수지층상에 형성된 제 1 투명도전층을 갖는 TFT 기판과, 유기수지로 이루어지는 컬러필터층 및 컬러필터층상에 형성되고 제 1 층보다 두꺼운 층두께를 갖고 산화아연을 포함하는 제 2 투명도전층을 갖는 표시용 기판과, TFT 기판과 표시용 기판 사이에 개재된 표시소자를 구비하는 표시장치가 제공된다.
상기 표시장치에 있어서, 상기 제 1 투명도전층은, 상기 유기수지층에 밀착해서 배치된 제 1 층과, 해당 제 1 층 상에 해당 제 1 층에 밀착해서 적층되며, 상기 제 1 층보다 두꺼운 층 두께를 갖고 해당 제 1 층과 동일의 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층을 포함하고, 상기 제 2 투명 도전층은, 상기 컬러필터층에 밀착하여 배치된 제 1 층과, 해당 제 1 층 위에 해당 제 1 층과 밀착하여 적층된 상기 제 2 투명 도전층의 상기 제 1 층보다도 두꺼운 층 두께를 가지며 상기 제 2 투명 도전층의 상기 제 1 층과 동일의 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층을 포함하고, 상기 제 1 투명 도전층의 상기 제 2 층은, 상기 제 1 투명 도전층의 상기 제 1 층보다도 작은 저항율을 가지며, 상기 제 2 투명 도전층의 상기 제 2 층은, 상기 제 2 투명 도전층의 상기 제 1 층보다도 작은 저항율을 가지며, 동일 조성의 타겟을 이용하여, 상기 제1 투명 도전층과 상기 제2 투명 도전층의 상기 제 1 층은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되고, 상기 제1 투명 도전층과 상기 제2 투명 도전층의 상기 제 2 층은, 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의하면, 지지기판상에 유기수지층을 형성하는 공정과, 유기수지층상에 투명전극을 형성하는 공정을 구비하고, 투명전극을 형성하는 공정은 유기수지층에 밀착한 산화아연으로 이루어지는 제 1 층을 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성하는 공정과, 제 1 층상에 적층해서 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해서 산화아연으로 이루어지는 제 2 층을 형성하는 공정을 포함하는 표시용 기판의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 간편한 구성에 의해서 수지를 갖는 기판가의 밀착력이 강하고, 가시광영역에 있어서 고투과율, 저저항, 외관이 양호한 투명도전막을 구비한 표시용 기판 및 그 제조방법과 표시장치가 얻어진다. 또한, 본 발명은 컬러필터 뿐만 아니라 다른 수지기판상에서의 ZnO 투명전극에 있어서도 적용 가능하다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의해 상세하게 설명한다. 각 도면에 있어서 동일 또는 대응하는 부재에는 동일부호를 이용한다.
[표시용 기판]
도 1은 제 1 실시형태에 관한 표시용 기판의 단면구조를 나타내는 도면이다.
표시용 기판(1)은 지지기판(2)과, 이 지지기판(2)상에 형성된 유기수지층(3)과, 이 유기수지층(3)상에 형성된 불순물 첨가된 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)으로 이루어지고, 이 투명전극(4)은 유기수지층(3)상에 유기수지층(3)에 밀착해서 형성된 제 1 층(5)과 제 1 층(5)상에 적층해서 형성된 제 2 층(6)으로 구성되어 있다. 상세에 대해서는 후술하겠지만, 표시용 기판(1)은 투명전극(4)상에 배향막을 인쇄하고, 열처리에 의해 소성하지만, 열처리후의 투명전극(4)의 저항률(비저항이라고도 부름)은 3μΩ?m～7μΩ?m이다. 투명전극(4)의 제 2 층(6)의 저항률이 제 1 층(5)의 저항률보다도 낮게 되어 있다. 제 2 층(6)의 저항률이 7μΩ?m 미만인 것이 바람직하다. 제 1 층(5)의 저항률은 7μΩ?m 이상이어도 좋다.
여기서, 지지기판(2)으로서는 유리기판이나 수지기판 등을 이용할 수 있다.
제 1 층(5) 및 제 2 층(6)은 상기의 저항률을 얻기 위해 산화아연에 갈륨 또는 알루미늄이 첨가되어 있다.
제 1 층(5)은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제 2 층(6)은 제 1 층(5)보다도 낮은 저항률을 얻기 위해, 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성할 수 있다.
유기수지층(3)은 아크릴 등의 투명유기수지에 안료를 첨가한 적(R)?녹(G)?청(B)의 컬러필터로 구성된다. 이와 같은 표시용 기판(1)은 액정표시장치에 이용할 수 있다.
제 1 층(5)의 막두께는 10～50㎚이고, 제 2 층(6)의 막두께는 60～200㎚인 것이 바람직하다. 또, 이 막두께 구성의 비율이 반대로 되어도 좋다. 유기수지층(3)측의 제 1 층(5)과 그 위에 형성되는 제 2 층(6)의 막두께의 합계 막두께는 100～200㎚인 것이 바람직하다.
도 2는 표시용 기판(1)의 변형예인 표시용 기판(10)의 단면구조를 나타내는 도면이다.
표시용 기판(10)이 도 1의 표시용 기판(1)과 다른 점은 투명전극(4)의 제 2 층(6)상에 형성되고 불순물 첨가된 산화아연으로 이루어지는 제 3 층(7)을 더 포함하고, 제 3 층(7)의 저항률이 제 2 층(6)의 저항률보다도 높게 하고 있는 점에 있다. 제 3 층(7)의 저항률은 제 1 층(5)의 저항률과 마찬가지로, 7μΩ?m 이상이어도 좋다.
이 제 3 층(7)은 제 1 층(5)과 마찬가지로, 갈륨이나 알루미늄을 첨가한 산화아연을 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성할 수 있다.
3층 구조로 이루어지는 표시용 기판(10)에서는 제 1 층(5)의 막두께가 20～30㎚, 제 2 층(6)의 막두께가 60～140㎚, 또한 제 3 층(7)의 막두께가 20～30㎚인 것이 바람직하다. 제 1 층(5)과 제 2 층(6)과 제 3 층(7)의 막두께의 합계는 100～200㎚인 것이 바람직하다.
도 3은 표시용 기판(10)의 변형예인 표시용 기판(20)의 단면구조를 나타내는 도면이다.
표시용 기판(20)이 표시용 기판(10)과 다른 점은 유기수지층(3)을 컬러필터층(3a)과 버퍼층(3b)에 의해 구성한 점에 있다. 버퍼층(3b)은 컬러필터층(3a)의 상면을 평탄하게 하기 위해 형성한 것이고, 바람직하게는 스핀코트법에 의해 컬러필터층(3a)상에 형성된다. 이 버퍼층(3b)에는 예를 들면 투명한 에폭시수지나 아크릴 수지를 이용할 수 있다. 또, 버퍼층(3b)은 내열성이나 내약품성의 향상을 도모할 수 있다.
[표시용 기판의 제조방법]
표시용 기판에 형성하는 산화아연(ZnO)으로 이루어지는 투명전극(4)은 특히 알루미늄(Al) 또는 갈륨(Ga)이 첨가된 ZnO 타겟에 의한 스퍼터법에 의해 성막된 ZnO막을 사용할 수 있다. 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)에는 Al 및 Ga를 첨가해도 좋다.
여기서, Al이 첨가된 ZnO를 AZO, Ga가 첨가된 ZnO를 GZO, Al 및 Ga가 양쪽 첨가된 ZnO를 AGZO라 부른다.
상기 투명전극(4)을 스퍼터로 성막하는 경우에는 ZnO를 타겟으로서 이용하고, 타겟에는 산화 알루미늄 또는 갈륨이 산화 알루미늄 또는 갈륨과 산화아연의 총량에 대해, 3～15중량% 함유된 것이 바람직하다.
산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)의 제 1 층(5)은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성할 수 있다. 또한, 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)의 제 2 층(6)은 제 1 층(5)보다도 저항률이 낮은 층으로 하기 위해 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성할 수 있다.
또한, 상기 투명전극(4)을 유기수지층(3)이 피복된 지지기판(2)에 형성하는 경우, 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 150㎚ 정도 형성한 막의 경우에는 시트저항이 예를 들면 74.3Ω/□로 높은 것이었다. 그러나, 유기수지층(3)에의 데미지는 작은 것이었다.
한편, 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성한 150㎚ 형성한 막은 예를 들면 시트저항이 38.2Ω/□로 낮은 것이었다. 그러나, 유기수지층(3)에의 데미지는 큰 것이었다.
유기수지층에 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해서 산화아연으로 이루어지는 제 1 층을 형성한 경우에 컬러필터층 등의 유기수지층(3)에의 데미지나 내열성이 양호하게 되는 이유는 다음과 같이 추찰된다.
도 4는 유리기판에 성막한 갈륨이 첨가된 산화아연(GZO)막의 승온 이탈 특성을 나타내는 도면이고, (a)는 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막, (b)가 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막을 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 승온 이탈 특성(Thermal Desorption Spectroscopy)은 횡축이 온도를, 종축이 강도(임의 눈금)를 나타내고 있다.
GZO막을 직접 유리 기판에 성막한 경우에는 최초의 승온 과정에서의 응력이 급격히 감소하기 시작하는 온도이다. 이 온도는 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 직류 마그네트론 스퍼터를 사용한 경우에는 250℃～300℃이고, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터를 사용한 경우에는 200℃～250℃이었다.
도 5는 기판온도와 GZO막의 잔류압축응력의 관계를 나타내는 특성도이고, (a)는 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막을, (b)가 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막을 나타내고 있다. 도면의 횡축은 기판의 온도(℃)를, 종축은 압축응력(GPa)을 나타내고 있다.
각 도면에 있어서, 기판온도의 변화는 다음의 스텝에서 실행하였다.
사이클(1): 실온에서 500℃로 증가하고,
사이클(2): 사이클(1) 후, 500℃에서 실온으로 저하하고,
사이클(3)-(4): 사이클(2) 후, 상기 사이클(1) 및 사이클(2)를 반복한다,
사이클(1)에서는 기판온도의 상승과 함께 압축응력은 저감하고, 사이클(2)에서는 기판온도의 저감과 함께 압축응력이 저감한다. 사이클(3) 및 사이클(4)에서는 압축응력은 기판온도의 상승～하강과 함께 사이클(2)의 변화를 따른 변동을 하였다.
여기서, 주목해야 할 점은 도 5의 (a)의 경우, 즉 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막의 경우에는 기판온도가 250～300℃에서 현저한 잔류압축응력의 저감이 보여지고, 도 5의 (b)의 경우, 즉 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막의 경우에는 기판온도가 200～250℃에서 현저한 잔류압축응력의 저감이 보여지는 것이다.
이것으로부터, 잔류응력의 감소는 아연의 승화와 밀접하게 관련하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 아연이 승화하면 산화아연으로 이루어지는 투명전극의 저항의 증대가 예상된다. 따라서, 산화아연을 직류 마그네트론 스퍼터에 의해서 성막한 경우에는 그 저항률은 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터보다도 약간 높지만, 내열성이 높은 막이 얻어진다. 본 발명의 유기수지층에 산화아연을 성막하는 경우에도 마찬가지의 현상이 생기고 있는 것으로 고려된다.
제 1 실시형태에 관한 표시용 기판(1)의 제조방법에 의하면, 유기수지층(3)이 피복된 지지기판(2)에 최초로 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)의 제 1 층(5)을, 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 얇게 형성하고, 다음에 제 2 층(6)을, 투명전극(4)의 시트저항이 작아지도록 두껍게 퇴적하는 것에 의해서 시트저항이 작고 또한 유기수지층(3)에의 데미지가 적은 투명전극(4)을 형성할 수 있다.
2층 혹은 3층 구성의 투명전극(4)을 스퍼터법에 의해 성막할 때, AZO 혹은 GZO 타겟으로서는 동종, 동일 조성의 것을 이용하고, 진공챔버내의 조건을 제어하는 것에 의해서 원하는 전기특성, 광학특성 등을 가는 2층 혹은 3층 구성의 투명전극(4)이 얻어지도록 해도 좋다. 특히, 성막시의 스퍼터전류를 직류→고주파一직류로 조합해서 적층막이 얻어지도록 해도 좋다. 이 경우에는 진공챔버내에 도입하는 산소 등의 가스의 양을 제어하는 것에 의해, 막중의 산소함유량을 최적범위로 제어하는 것이 바람직하다.
직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터를 이용하는 공정에 있어서, 지지기판(2)에 피착하는 입자의 지지기판(2)에의 입사각도 성분을 지지기판(2)에의 수직성분보다도 수평성분 쪽이 커지도록 제어해도 좋다.
지지기판(2)과 각 스퍼터에서 이용하는 타겟을 상대적으로 동심원으로 배치하고, 지지기판(2)을 회전시키면서 성막해도 좋다.
지지기판(2)의 면과 각 스퍼터에서 이용하는 타겟의 면을 평행하게 배치하고, 지지기판(2)의 면을 복수회 타겟의 앞면을 이동시켜서 성막해도 좋다.
스퍼터에 이용하는 가스는 Ar, Kr, Xe의 어느 하나를 이용할 수 있다.
[표시장치]
도 6은 본 발명에 의한 표시장치의 표시부의 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 6에 나타내는 표시부(30)는 액정표시장치를 예로서 나타내고 있다. 표시부(30)는 컬러필터층을 갖는 기판으로 되는 표시용 기판(1)과, TFT기판(32)과, 표시용 기판(1)과 TFT기판(32)의 사이에 스페이서(34)를 거쳐서 삽입되는 액정(36)으 로 구성되어 있다. 도시의 경우, 컬러필터층의 표시용 기판(1)으로서는 표시용 기판(1)의 변형예인 표시용 기판(10, 20)을 이용해도 좋다.
TFT기판(32)은 유리기판(38)상에 각 화소전극(40)마다 접속되는 TFT(41)가 형성된 기판이다. 도시의 경우에는 컬러표시를 위해, 1화소가 적, 녹 및 청을 위한 3개의 TFT(41)를 갖고 있고, 화소전극(40)의 상부에는 적, 녹 및 청의 컬러필터층(3r, 3g, 3b)이 배치되고, 각 컬러필터층(3r, 3g, 3b)의 경계에는 블랙 마스크(42)가 배치되어 있다. 도시한 TFT(41)는 제어전극으로 되는 게이트전극(43)이 매립되고, 또한 게이트절연막으로 되는 제 1 절연층(44)을 구비하고, 제 1 절연층(44)상에 제 2 절연층(45)이 형성되어 있다. TFT(41)의 드레인전극(46)은 제 2 절연층(45)의 개구부를 거쳐서 화소전극(40)에 접속된다. TFT(41)의 소스전극(47)에는 데이터신호가 인가된다.
액정표시장치는 표시부(30) 이외에는 화소데이터에 의거하여 화상이 표시되는 표시부(30)의 주사신호선을 주사하기 위한 주사신호선 구동회로와, 표시부(30)의 데이터신호선에 화상데이터에 의거한 표시신호 전압을 공급하기 위한 데이터신호선 구동회로와, 표시부(30)의 공통전극에 소정의 전압을 인가하기 위한 공통전압 발생회로와, 각종 제어신호를 출력해서 각 구동부의 동기를 취하는 제어부 등을 구비해서 구성되어 있다. 또한, 외부로부터 입력되어 오는 화상데이터를 일시 기억하기 위한 화상메모리를 구비해도 좋다.
또한, TFT기판(32)과 표시용 기판(1)의 사이에 삽입되는 표시소자가 액정인 경우에 대해 설명했지만, 표시소자는 유기 EL 등의 액정 이외의 표시소자라도 좋 다.
[표시장치의 제조방법]
도 7은 표시용 기판(1, 10, 20)을 이용한 액정으로 이루어지는 표시장치의 제조방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, TFT기판(32)에 대향해서 배치한 표시용 기판(1, 10, 20)에 컬러필터 R?G?B가 형성된 표시부(30)(도 6 참조)를 제조하는 경우에는 우선, 표시용 기판(1)(10, 20)측에서는 지지기판(2)상에 블랙 마스크(42), 컬러필터층(3r, 3g, 3b)으로 이루어지는 유기 수지층(3) 및 투명전극(4)을 형성한 CF용 기판을 준비한다(스텝 S10).
한편, TFT기판(32)측에서는 유리기판(38)상에 TFT(41), 제 1 절연층(44), 제 2 절연층(45) 및 화소전극(40)을 형성한 TFT용 기판(32)을 준비한다(스텝 S20).
다음에, CF용 기판(1) 및 TFT용 기판(32)을 각각 세정하고(스텝 S11, S21), 건조시킨 후, 배향막을 인쇄하고(스텝 S12, S22), 적외선으로 소성해서 경화한다(스텝 S13, S23). 이 열처리는 180℃～250℃의 온도에서 30분～60분간 실행한다.
다음에, 경화된 배향막에 러빙 등에 의해 배향처리를 실시한다(스텝 S14, S24). 다음에, 각 기판(1, 32)을 세정하고(스텝 S15, S25), TFT용 기판(32)에는 그 둘레가장자리부에 시일제(도시하지 않음)를 인쇄하고(스텝 S16), CF용 기판(1)에는 그 표면 전체면에 스페이서(34)를 살포해서 부착시킨다(스텝 S26). 이 경우, 시일제를 CF용 기판(1)에 형성하고, 스페이서(34)를 TFT용 기판(32)에 형성하거나, 시일제 및 스페이서(34)의 양쪽을 어느 한쪽의 기판에 형성해도 좋다.
그 후의 공정은 TFT용 기판(32)과 CF용 기판(1)을 위치결정해서, 시일제를 거쳐서 열압착에 의해 맞붙이고(스텝 S101), 시일제를 경화한다(스텝 S102). 다음에, 개개의 액정 셀로 분리하고(스텝 S103), 주입구로부터 액정(36)을 주입한다(스텝 S104).
액정(36)을 주입했으면 자외선 경화형의 접착체를 이용해서 주입구를 밀봉하고(스텝 S105), 자외선을 조사해서 밀봉제를 경화한다(스텝 S106). 그 후, 필요에 따라, 셀을 세정해서(스텝 S107), 구동용 LSI를 실장한다(스텝 S108).
다음에, 구동회로기판에 접속된 FPC(플렉시블 기판)을 실장하고(스텝 S109), TFT용 기판(32)의 하면과 CF용 기판(1)의 상면, 각각에 편광판을 점착하고(스텝 S110), 금속 케이스내에 수납하고(스텝 S111), 백라이트를 장착한다(스텝 S112). 그 후는 검사를 실행하고(스텝 S113), 양품이면 완성한다(스텝 S114).
TFT용 기판(32)에 컬러필터(3r, 3g, 3b)를 설치한 액정표시장치로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 도시는 하지 않지만, CF용 기판(1)으로서는 지지기판(2)상에 블랙마스크(42) 및 투명전극(4)을 형성한 것을 준비한다. 또, TFT용 기판(32)으로서는 도 6에 나타내는 유리기판(38)상에 TFT(41), 제 1 절연층(44) 및 제 2 절연층(45)을 형성한 것을 준비한 후, 제 2 절연층(45)상에 컬러필터층(3r, 3g, 3b)으로 이루어지는 유기수지층(3)을 형성한다.
계속해서, 유기수지층(3)의 드레인전극(46)과 화소전극(40)의 접속부로 되는 영역을 포토리소그래피공정과 에칭공정에 의해 개구한다. 다음에, 투명전극을 성막하고, 이 성막한 투명전극을 레지스트도포, 현상, 에칭, 레지스트 세정 제거 등의 공정에 의해서 미세가공하여 화소전극(40)을 형성한다. 이 후의 공정은 상기와 마찬가지의 공정으로 액정표시장치를 제작할 수 있다. 이들 액정표시장치의 제조공정에 있어서는 표시기판(1) 및 TFT용 기판(32)의 내열성, 기계적 특성, 기계적 특성 등의 모든 특성을 고려하여 제조조건을 설정하면 좋다.
[실시예 1]
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
유리기판(2)의 표면상에 컬러필터층(유기수지층)(3)을 성막한 시판중인 기판을 준비하고, 스퍼터링 장치에 의해 컬러필터층(3)상에 GZO막으로 이루어지는 투명전극(4)막을 성막하였다. 이용한 지지기판(2)은 무알칼리 유리기판이며, 예를 들면 코닝사(Corning Incorporated.)제의 유리기판(2)(#1737)이다. 유리기판(2)의 크기는 320㎜×400㎜이다. 스퍼터링장치로서는 DC 스퍼터링 모드와, DC 스퍼터링에 고주파전력을 중첩한 DC/RF 스퍼터링 모드를 전환해서 성막할 수 있는 장치를 사용하였다. DC/RF 모드의 경우, DC전력과 RF전력의 비는 1 : 1로 하였다. RF 전력의 주파수는 13.56㎒로 하였다.
실시예 1의 표시용 기판(1)으로서는 상기 지지기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3)상에, 제 1 층(5)으로 되는 GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 20㎚, 제 2 층(6)으로 되는 GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 130㎚를 순차 퇴적하였다. 지지기판(2)은 150℃로 가열하였다.
[실시예 2]
실시예 2의 표시용 기판(10)으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형 성된 컬러필터층(3)상에, 제 1 층(5)으로 되는 GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 20㎚, 제 2 층(6)으로 되는 GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 110㎚, 제 3 층(7)으로 되는 GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 20㎚ 퇴적을 순차 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
[실시예 3]
실시예 3의 표시용 기판(20)으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3a)상에, 버퍼층(3b)을 20㎚ 퇴적하고, 또한 제 1 층(5)으로 되는 GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 20㎚, 제 2 층(6)으로 되는 GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 110㎚, 제 3 층(7)으로 되는 GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 20㎚을 순차 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시에 1과 마찬가지로 하였다.
[비교예 1]
비교예 1의 표시용 기판으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3)상에, GZO막을 DC 스퍼터링 모드에서 150㎚ 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
[비교예 2]
비교예 2의 표시용 기판으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3)상에, GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 150㎚ 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
[비교예 3]
비교예 3의 표시용 기판으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3)상에, 제 1 층(5)으로 되는 GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 120㎚, 제 2 층(6)으로 되는 GZO막을 스퍼터링 모드에서 20㎚를 순차 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
[비교예 4]
비교예 4의 표시용 기판으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상의 컬러필터층(3a)상에 버퍼층(3b)을 20㎚ 퇴적하고, 또한 GZO막을 DC/RF 스퍼터링 모드에서 150㎚ 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
[참조예]
참조예의 표시용 기판으로서는 실시예 1과 동일한 유리기판(2)상에 형성된 컬러필터층(3)상에, ITO막을 DC 스퍼터링 모드에서 150㎚ 퇴적하였다. 이 퇴적 이외의 조건은 실시예 1과 마찬가지로 하였다.
성막후의 컬러필터층(3)상에 성막한 GZO막의 시트저항을 성막의 구성과 함께 표 1에 나타낸다. 시트저항(Ω/□)은 4단자법으로 측정하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1～3에서 형성한 GZO막의 시트저항은 각각 33.8Ω/□, 32.7Ω/□, 45Ω/□이었다.
한편, 비교예 1에서 형성한 GZO막의 시트저항은 74.3Ω/□이고, DC 스퍼터링 모드만의 경우에는 시트저항이 높은 것을 알 수 있다.
비교예 2에서 형성한 GZO막의 시트저항은 36.4Ω/□이고, DC/RF 스퍼터링 모드만의 경우에는 비교예 1의 경우보다 시트저항이 낮아지는 것을 알 수 있다.
비교예 3에서 형성한 GZO막은 38.2Ω/□이고, 비교예 2보다도 약간 높아졌 다.
비교예 4는 컬러필터층(3)상에 버퍼층(3b)을 삽입해서, 비교예 2와 마찬가지로 DC/RF 스퍼터링모드에서 동일한 두께(150㎚)의 GZO막을 형성한 경우이지만, 시트저항은 47.1Ω/□로 되어, 비교예 2의 경우보다도 증가하였다.
또한, 참조예의 ITO막의 시트저항은 11.1Ω/□이었다.
상기 실시예 1～3에 있어서의 GZO막의 성막후의 시트저항은 대략 비교예 2의 DC/RF 스퍼터링 모드에서 형성한 GZO막 단층과 마찬가지인 것이 판명되었다.
실시예 1～3 및 비교예 1～4의 표시용 기판을 열처리하고, 열처리한 후의 시트저항 변화를 측정하였다. 열처리는 대기중에서 230℃의 온도에서 30분 실행하였다. 이 열처리는 도 7의 흐름도에 나타난 스텝 S23의 배향막 경화공정에 있어서 처리되는 일반적인 가열 조건이다. 표 1에는 실시예 1～3 및 비교예 1～4의 열처리전 및 열처리후의 시트저항과, 열처리 전후의 저항률 변화와, 컬러필터층(3)에의 데미지를 나타내고 있다.
저항 변화율은 다음의 식 1에서 계산하였다.
저항 변화율=(Rs-Ro)/Ro*100(%) (1)
여기서, Ro는 열처리전의 시트저항이고, Rs는 열처리후의 시트저항이다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1～3의 열처리후의 시트저항 및 저항 변화율은 비교예보다도 작았다. 또한, 실시예 1, 2의 경우, 컬러필터층(3)에의 데미지도 비교예에 비해 개선되고, 실시예 3의 버퍼층(3b)을 삽입한 경우에는 데미지의 문제는 생기지 않았다.
표 1에 있어서, 실시예 1～3에 있어서의 화소전극(4)의 열처리전의 시트저항을 저항률로 환산하면, 각각 2.25μΩ?m, 2.18μΩ?m, 3.00μΩ?m이었다. 즉, 열처리전에 있어서의 화소전극(4)의 저항률은 편차를 고려해도, 4μΩ?m 미만인 것이 확인되었다. 이에 대해, 화소전극(4)의 열처리후의 시트저항을 저항률로 환산하면, 각각 4.03μΩ?m, 3.48μΩ?m, 6.2μΩ?m이다.
상기 결과로부터, 열처리후의 시트저항은 대략 3μΩ?m～7μΩ?m의 범위로 하면 좋고, 특히 3μΩ?m～5μΩ?m의 범위내로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
유기수지층(3)상에 제 1 층(5)만을 성막하고, 그 저항률을 측정한 결과, 제 1 층(5) 단독의 저항률은 7～9μΩ?m이었다. 이것으로부터, 제 2 층(6) 단독의 저항률은 7μΩ?m 미만인 것이 명백하다.
도 8은 표시용 기판의 표면의 원자간력 현미경(AFM) 상을 나타내는 도면으로서, (a)는 비교예 2, (b)는 실시예 2이다. 각 도면은 각각 적, 녹, 청의 필터상의 측정결과를 나타내고 있고, 원자간력 현미경으로 측정한 표면거칠음 Ra(㎚) 및 표면 파동 Rz(㎚)도 아울러 나타내고 있다. 여기서, Ra는 국소 영역의 오목볼록이고, 면내 수㎚의 영역의 작은 오목볼록이다. 표면 파동 Rz(㎚)는 면내 수10㎚의 영역의 오목볼록이다.
도 8로부터 명백한 바와 같이, 실시예 2의 표면거칠음 Ra는 적, 녹, 청의 필터상에 있어서, 어느 것도 비교예 2의 경우보다도 작아져, 표면 평탄성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.
표 2는 실시예 2 및 3과 비교예 2의 표시용 기판의 표면거칠음을 측정한 결과는 나타내는 표이다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 실시예 2의 표면거칠음 Ra는 비교예 2의 경우보다 작아지고, 표면 평탄성이 개선되어 있으며, 실시예 3 및 비교예 2와의 비교에서는 특히 적색의 필터상의 실시예 3의 표면 평탄성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.
도 9는 실시예 1의 표시용 기판(1)의 단면의 투과현미경(TEM) 상이고, (a)는 저배율을, (b)는 고배율을 나타낸다.
도 9로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1의 표시용 기판(1)에서는 컬러필터층(3)의 오목볼록을 따라 기둥형상의 투명전극(4)이 형성되어 있고, c축 배향성이 높은 것을 알 수 있다.
도 10은 비교예 2의 표시용 기판의 단면의 투과 현미경(TEM) 상이고, (a)는 저배율, (b) 및 (c)는 고배율을 나타낸다.
도 10으로부터 명백한 바와 같이, 비교예 2의 표시용 기판에서는 컬러필터층(3)의 오목볼록을 따라, 기둥형상의 투명전극(4)이 형성되어 있다. 그러나, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 투명전극(4)의 기둥형상의 축의 방향이 수직이 아닌 개소가 있고, 실시예 1에 비하면, c축 배향성이 나쁜 것을 알 수 있다.
도 11은 표시용 기판의 단면에 있어서의 전자선 회절상을 나타내는 도면으로서, (a)는 실시예 1, (b)는 비교예 1이다.
도 11로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1의 경우, 비교예 1에 대해 약간 결정성이 양호한 것을 알 수 있다.
도 12는 실시예 1, 비교예 2의 표시용 기판의 X선 회절을 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 도 12에 있어서, 종축은 X선 회절 강도(임의 눈금)를 나타내고 있고 (100)면 회절 강도로 규격화한 값이다. 횡축은 각도(°), 즉 X선의 원자면에의 입사각 θ의 2배에 상당하는 각도를 나타내고 있다. 측정은 동일 평면(in-plain)에서 실행하였다.
실시예 1에 있어서의 (101)면 회절강도는 (100)면 회절강도의 0.03 정도이고, 비교예 2에 비해, c축 배향성이 높은 것을 알 수 있었다.
또한, 컬러필터층(3)상에 20㎚의 버퍼층(3b)을 형성한 후, 비교예 2와 마찬가지로 DC/RF 스퍼터링에서 150㎚의 산화아연막을 형성한 비교예 5에 있어서는 (101)면 회절강도는 (100)면 회절강도의 0.2 정도이고, 실시예 1의 경우보다 c축 배향성이 흐트러지는 것을 알 수 있었다.
도 13은 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3, 5의 (101)면 회절강도와 (100)면 회절강도의 비((101)/(100))를 나타내는 도면이다.
도 13으로부터 명백한 바와 같이, (101)면 회절강도와 (100)면 회절강도의 비는 실시예 1, 2의 경우가 비교예 2, 3보다도 작고, c축 배향성이 높은 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1 및 2와 같이, 버퍼층(3b)을 형성하지 않는 경우, (101)면 회절강도/(100)면 회절강도는 0.05 이하이었다.
컬러필터층(3)상에 20㎚의 버퍼층(3b)을 형성한 실시예 3의 경우의 (101)면 회절강도와 (100)면 회절강도의 비는 상기 도 13에서 나타낸 비교예 5와 마찬가지로 0.2정도이고, 실시예 1의 경우보다 c축 배향성이 흐트러지는 것을 알 수 있었다.
도 14는 실시예 1, 비교예 2 및 실시예 3의 표시용 기판의 오제(Auger) 전자 분광에의해서 표면으로부터 깊이방향의 원소분석을 실행한 결과를 나타내는 도면이고, (a)가 실시예 1, (b)가 비교예 2, (c)가 실시예 3이다. 도 14에 있어서, 종축은 원자농도(%)를 나타내고 있고, 횡축은 스퍼터시간(분)을 나타내고 있다.
도 14의 (a) 및 (b)에 있어서, 우측의 C(탄소)가 컬러필터층(3)의 구성성분이다. Zn과 O와 Ga로 이루어지는 투명전극(4)과 컬러필터층(3)의 계면의 확산은 실시예 1의 경우가 비교예 2보다도 약간 좁은 것을 알 수 있다.
한편, 도 14의 (c)로부터 명백한 바와 같이, 실시예 3의 경우에는 Zn과 O와 Ga로 이루어지는 투명전극(4)과 버퍼층(3b)의 계면의 확산은 매우 좁은 것을 알 수 있다.
상기 결과로부터, 실시예 1 및 3의 경우에는 컬러필터층(3)상에 제 1 층(5)을 설치하는 것에 의해서, 투명전극(4)의 c축 배향이 높은 것을 알 수 있었다. 한편, 컬러필터층(3)상에 버퍼층(3b)을 형성한 경우에는 c축 배향이 흐트러지는 것을 알 수 있었다.
상기 실시예 및 비교예에 의하면, 실시예의 표시용 기판(1, 10, 20)이 간단한 구성이고 유기수지층(3)을 갖는 기판과의 밀착력이 강하며, 가시광영역에 있어서 고투과율, 저저항, 외관이 양호한 투명도전막을 구비한 표시용 기판(1, 10, 20)이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
[실시예 4]
[액정표시장치]
실시예 1～3의 표시용 기판(1, 10, 20)을 이용한 표시장치를 제작하였다. 실시예 1～3의 표시용 기판(1, 10, 20)을 액정표시장치의 대향전극측에 이용하였다. TFT 기판(32)으로서는 본 발명자들이 스스로 제작한 대각이 3인치인 TFT 기판(32)을 사용하였다. 이 TFT 기판(32)의 화소전극(40)에 이용한 투명전극 재료는 ITO로 이루어진다.
도 7의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 표시용 기판(1)과 TFT 기판(32)의 사이에 스페이서(34)를 삽입한 후, 표시용 기판(1)과 TFT 기판(32)의 맞붙임을 실행하고, 시일재를 경화시켰다. 다음에, 이 기판상에 형성한 액정셀영역마다 잘라내었다. 이와 같이 잘라내어진 3인치의 각 액정셀에 액정(36)을 주입하고, 흐름도에 나타낸 공정에 의해 3인치의 표시부(30)를 제작하였다.
표시부(30)는 유효표시영역이 대각 3인치이고, 240화소×960화소의 매트릭스로 이루어지며, 전체 화소수는 230×400이다.
조립이 종료한 표시부(30)를 구동장치에 접속해서 액정표시장치를 완성시켰다. 점등 확인의 결과, 실시예 1～3의 어느 표시용 기판(1, 10, 20)을 이용한 액정표시장치도 점등하였다. 그 결과, 표시부(30)에서는 전혀 결함이 육안으로 관찰되지 않고, 컬러필터층(3)측의 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)과, 화소측의 투명전극을 ITO 전극으로 했을 때의 액정(36)의 배향불량도 없었다. 또, 이것에 기인한 특성불량을 발생하는 일 없이 정상적으로 동작하였다.
상기 실시예 4에 의하면, 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)을 이용한 표시용 기판(1, 10, 20)을 대향전극으로 하고, TFT 기판(32)측의 투명전극을 ITO로 한 3인치의 액정표시장치의 점등을 실현하였다. 여기서, 특필해야 할 점은 종래의 ITO로 이루어지는 투명전극을 TFT 기판(32) 및 대향전극으로 한 액정표시장치에 있어서, 적어도 한쪽의 표시용 기판(1, 10, 20)을 산화아연으로 이루어지는 투명전극(4)으로 치환한 점이다.
또한, 상기 각 실시예에서는 컬러필터층(3a)을 갖는 지지기판(2)상에 형성하는 투명전극(4)만을 산화아연으로 이루어지는 것으로서 설명했지만, 본 발명은 TFT 기판(32)에 형성하는 화소전극(40)을 상술한 투명전극(4)과 동일한 층 구조의 산화아연에 의해 형성하는 것도 가능하다. 또, 본 발명은 표시용 기판(1, 10, 20)으로서, 액정 뿐만 아니라, 유기 EL 등 다른 표시소자를 구동하는 투명전극에도 적용 가능하다. 유기 EL이 적용하는 경우에는 도 6에 나타내는 바와 같이, 유리기판(38)상에 TFT(41), 제 1 절연층(44) 및 제 2 절연층(45)이 형성된 것을 준비하고, 절연층(45)상에, 상술한 투명전극(4)과 동일한 층 구조의 산화아연으로 이루어지는 애노드 전극을 형성하며, 이 애노드 전극상에 유기 EL로 이루어지는 발광소자를 적층하고, 이 유기 EL상에, 각각 대응하는 TFT(41)에 접속된 캐소드전극을 형성하도록 하면 좋다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재한 발명의 범위내에서 각종 변형이 가능하며, 그들도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 표시용 기판의 단면구조를 나타내는 도면,
도 2는 표시용 기판의 변형예인 표시용 기판의 단면구조를 나타내는 도면,
도 3은 표시용 기판의 변형예인 표시용 기판의 단면구조를 나타내는 도면,
도 4는 유리기판에 성막한 갈륨이 첨가된 산화아연(GZO)막의 승온 이탈 특성을 나타내는 도면으로서, (a)는 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막, (b)는 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막을 나타내는 도면,
도 5는 유리기판에 성막한 GZO막의 잔류압축응력과 기판온도의 특성을 나타내는 도면으로서, (a)는 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막, (b)는 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터에 의한 성막을 나타내는 도면,
도 6은 표시장치의 표시부의 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면도,
도 7은 표시용 기판을 이용한 액정으로 이루어지는 표시장치의 제조방법의 일예를 나타내는 흐름도,
도 8은 표시용 기판의 표면의 원자간력 현미경(AFM) 상을 나타내는 도면으로서, (a)는 비교예 2, (b)는 실시예 2를 나타내는 도면,
도 9는 실시예 1의 표시용 기판의 단면의 투과 현미경(TEM) 상으로서, (a)는 저배율을, (b)는 고배율을 나타내는 도면,
도 10은 비교예의 표시용 기판의 단면의 투과 현미경(TEM) 상으로서, (a)는 저배율을, (b) 및 (c)는 고배율을 나타내는 도면,
도 11은 표시용 기판의 단면에 있어서의 전자선 회절상을 나타내는 도면으로 서, (a)는 실시예 1, (b)는 비교예 1을 나타내는 도면,
도 12는 실시예 1, 비교예 2의 표시용 기판의 X선 회절을 측정한 결과를 나타내는 도면,
도 13은 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3, 5의 (101)면 회절강도와 (100)면 회절강도의 비((101)/(100))을 나타내는 도면,
도 14는 실시예 1, 비교예 2 및 실시예 3의 표시용 기판의 오제 전자분광에 의해서 표면으로부터 깊이방향의 원소분석을 실행한 결과를 나타내는 도면으로서, (a)가 실시예 1, (b)가 비교예 2, (c)가 실시예 3을 나타내는 도면.
[부호의 설명]
1, 10, 20; 표시용 기판 2; 지지기판
3; 유기수지층 3a: 컬러필터
3b: 버퍼층 4: 투명전극
5: 제 1 층 6: 제 2 층
7: 제 3 층 30: 표시부
32: TFT 기판 34: 스페이서
36: 액정 38: 유리기판
40: 화소전극 41: TFT
42: 블랙 마스크 43: 게이트전극
44: 제 1 절연층 45: 제 2 절연층
46: 드레인전극 47: 소스전극 52, 52: 배향막
Claims (30)
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- 지지기판과,상기 지지기판 상에 형성된 유기수지층과,상기 유기수지층 상에 형성된 투명전극을 구비하고,상기 투명전극은 상기 유기수지층에 밀착해서 형성되고 산화아연을 포함하는 제 1 층과, 해당 제 1 층 상에 형성되고 상기 제 1 층보다 작은 저항률을 가지며 또한 상기 제 1 층보다 두꺼운 층 두께를 가지며, 상기 제1 층과 동일한 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 층 및 상기 제 2 층은 산화아연에 갈륨, 알루미늄, 갈륨 및 알루미늄의 어느 하나가 첨가되고,상기 제 1 층은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되고,상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 동일한 조성의 타겟을 사용하여 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 투명전극의 저항률이 4μΩ?m 미만인 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 유기수지층은 컬러필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 투명전극은 (101)면과 (100)면의 X선 회절강도의 비가 0.05 이하인 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 9 항에 있어서,상기 컬러필터층과 상기 투명전극 사이에 형성된 유기수지로 이루어지는 버퍼층을 갖고, 상기 투명전극은 상기 버퍼층에 밀착해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 투명전극은 상기 제 2 층상에 형성된 산화아연으로 이루어지는 제 3 층을 포함하고, 해당 제 3 층의 저항률이 상기 제 2 층의 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 투명전극상에 형성된 배향막을 갖는 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 12 항에 있어서,상기 투명전극은 저항률이 7μΩ?m 이하인 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
- 제 14 항에 있어서,상기 투명전극의 상기 제 1 층은 저항률이 7μΩ?m 이상인 것을 특징으로 하는 표시용 기판.
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- 유기수지층 및 해당 유기수지층 상에 형성된 제 1 투명도전층을 갖는 TFT 기판과,유기수지로 이루어지는 컬러필터층 및 해당 컬러필터층 상에 형성되고 산화아연을 포함하는 제 2 투명도전층을 갖는 표시용 기판과,상기 TFT 기판과 상기 표시용 기판 사이에 개재된 표시소자를 구비하고,상기 제 1 투명도전층은, 상기 유기수지층에 밀착해서 배치된 제 1 층과, 해당 제 1 층 상에 해당 제 1 층에 밀착해서 적층되며, 상기 제 1 층보다 두꺼운 층두께를 갖고 해당 제 1 층과 동일의 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층을 포함하고,상기 제 2 투명도전층은, 상기 컬러필터층에 밀착하여 배치된 제 1 층과, 해당 제 1 층 위에 해당 제 1 층과 밀착하여 적층된 상기 제 2 투명도전층의 상기 제 1 층보다도 두꺼운 층 두께를 가지며 상기 제 2 투명도전층의 상기 제 1 층과 동일의 조성물로 이루어지는 산화아연을 포함하는 제 2 층을 포함하고,상기 제 1 투명도전층의 상기 제 2 층은, 상기 제 1 투명도전층의 상기 제 1 층보다도 작은 저항율을 가지며,상기 제 2 투명도전층의 상기 제 2 층은, 상기 제 2 투명도전층의 상기 제 1 층보다도 작은 저항율을 가지며,동일 조성의 타겟을 이용하여,상기 제 1, 제 2 투명도전층의 상기 제 1 층은 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성되고,상기 제 1, 제 2 투명도전층의 상기 제 2 층은, 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 층, 상기 제 2 층을 갖는 상기 제 1, 제 2 투명도전층의 적어도 한쪽의 투명도전층은 상기 제 2 층 상에 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성된 산화아연으로 이루어지는 제 3 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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- 제 19 항에 있어서,상기 제 3 층의 저항률이 상기 제 2 층의 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 지지기판 상에 유기수지층을 형성하는 공정과,상기 유기수지층 상에 투명전극을 형성하는 공정을 구비하고,상기 투명전극을 형성하는 공정은상기 유기수지층에 밀착한 산화아연을 포함하는 제 1 층을 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성하는 공정과,상기 제 1 층 상에 적층해서 고주파 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터, 고주파 중첩 직류 스퍼터, 고주파 중첩 직류 마그네트론 스퍼터의 어느 하나에 의해 산화아연을 포함하는 제 2 층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 지지기판 상에 유기수지층을 형성하는 공정은 상기 지지기판 상에 컬러필터층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 23 항에 있어서,상기 컬러필터층과 상기투명전극 사이에 버퍼층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 2 층상에, 산화아연을 포함하는 제 3 층을, 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터에 의해 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 직류 스퍼터 또는 직류 마그네트론 스퍼터를 이용하는 공정에 있어서, 상기 지지기판에 피착하는 입자의 해당 지지기판에의 입사각도 성분을 해당 지지기판에의 수직성분보다 수평성분 쪽이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 22 항 내지 제 26 항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 지지기판과 상기 각 스퍼터에서 이용하는 타겟을 상대적으로 동심원으로 배치하고, 상기 지지기판을 회전시키면서 성막하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 22 항 내지 제 26 항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 지지기판의 면과 상기 각 스퍼터에서 이용하는 타겟의 면을 평행하게 배치하고,상기 지지기판의 면을 복수회 상기 타겟의 앞면을 이동시켜 성막하는 것을 특징으로 하는 표시용 기판의 제조방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1, 제 2 투명도전층은 저항률이 7μΩ?m 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 1, 제 2 투명도전층의 상기 제 1 층은 저항률이 7μΩ?m 이상인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101958396B1 (ko) * | 2016-10-25 | 2019-03-14 | 한국생산기술연구원 | 유기전계발광소자 |
-
2009
- 2009-03-31 KR KR1020090027773A patent/KR101188967B1/ko not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Transparent conductive ZnO film preparation by alternating sputtering of ZnO:Al and Zn or Al targets", K. Tominaga et al., Thin Solid Films 334 (1998) pp.35-39* |
Also Published As
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| KR20090104776A (ko) | 2009-10-06 |
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