JPH10239697A

JPH10239697A - 透明導電膜付き基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10239697A
Application number: JP4018497A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Anzaki; 利明安崎; Etsuo Ogino; 悦男荻野
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＴＯ層と銀層の積層構造を有する透明導電
膜に対して、酸による電極パターン加工をするとき、基
板に直接接して被覆されるＩＴＯ層に、サイドエッチン
グが生じないようにする。【解決手段】ガラス透明基板上に、ガラス基板側から
ＩＴＯ層とパラジウム含有銀層とをこの順序で交互に積
層した５層の積層体からなる透明導電膜を被覆した透明
導電膜付き基板とし、金属層上に被覆されたＩＴＯ層
を、層の厚み方向で結晶粒子の堆積を多層となるように
した。ＩＴＯ層およびパラジウム含有銀層をインライン
ス型パッタリング装置で成膜するとき、多層とするＩＴ
Ｏ層の成膜は、ＩＴＯターゲット用のカソードを少なく
と２つ以上基板の搬送方向に並べて、成膜を中断して多
層化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子やプ
ラズマ表示素子、エレクトロミネッセンス（ＥＬ）素
子、ＬＥＤ素子などの薄型表示素子に用いられる低抵抗
の透明導電膜付き基板に関し、とりわけ大面積、高精
細、高速応答の液晶表示装置に好適に用いられる透明導
電膜付き基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示素子に用いられる透明導
電膜付き基板としては、スズ含有酸化インジウム（少量
のスズをドープした酸化インジウム：ＩＴＯで略記）を
ガラス基板表面に被覆したものが用いられている。ＩＴ
Ｏ透明導電膜を所定形状の透明電極に電極パターン加工
したものは、可視光の透過性が優れているが、透明導電
膜の抵抗率は１０^-4Ωｃｍオーダーという大きな値を有
するため、表示面積を大きく、また、表示の高精細化、
低クロストーク化、高速応答化を実現するためには、透
明電極の厚みを厚くしなければならないという問題があ
った。

【０００３】透明導電膜の膜厚が厚くなると、酸による
エッチングにより、高精細な電極パターンを歩留り良く
形成することが困難になり、また液晶表示素子内部に透
明電極による顕著な段差が形成されるので、ラビングな
どによる液晶の配向処理においてこの段差部周辺で配向
不良が生じるという問題があった。この問題を解決する
ために、比抵抗の小さい銀または金の薄膜を導電層と
し、透過率の向上をはかるためにこの銀または金層をＩ
ＴＯ層などで挟んだ３層構造の透明電極が、液晶表示用
透明電極として特開昭６３−１８７３９９号公報や特開
平７−１１４８４１号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術で示されるＩＴＯ（スズ含有酸化インジウム）
／銀（Ａｇ）／ＩＴＯの３層構成の透明導電膜は、透明
性（可視光線透過率）と低抵抗特性を併せ有するが、誘
電体層であるＩＴＯ層は、成膜開始から成膜終了まで、
生産性を向上させるために成膜を中断することなく連続
して成膜されていた。このため、誘電体層は図５で示さ
れるように誘電体層の総膜厚にほぼ等しい高さまで成長
した結晶粒子（グレインサイズ）で構成されるものであ
った。従ってこの成長した結晶粒子は、その大きさが誘
電体層の厚みにより異なっていた。また、誘電体層の厚
みが同じでも、この結晶粒子は金属層上に被覆されてい
る場合と、ガラス板や有機樹脂材料のような透明基板上
に被覆されている場合とで、電極パターン加工時の酸に
よるエッチングの状況が異なるという問題点があった。
すなわち、透明基板に接して被覆されるＩＴＯ層（第１
の誘電体層）のサイドエッチングが激しい（図１のａ）
という問題点があった。また可視光線透過率を高く維持
したまま低抵抗の電極とするために、たとえば金属層を
２層用いる構成としたときには、基板から数えて第２番
目の誘電体層の膜厚を第１番目及び第３番目の誘電体層
の膜厚の約２倍の厚みとするため、結晶粒子が他の誘電
体層に比較して大きくなるためエッチングレートが遅く
なり、そのためエッチング後の電極パターン断面は、図
１のｂのようなアンバランスな形状となってしまい、こ
れが表示装置を構成する際の後工程に悪影響を与える
（例えば液晶表示電極として用いる場合は、この後塗布
する配向膜の加熱やラビングの際に、図１のａ、図１の
ｂ中で示される基板近傍に、不本意に発生したえぐれた
空間に気泡などが溜まり、これが原因で配向膜の膜割れ
や膜ハガレが生じて表示素子の作製が不可能になる）と
いう問題点があった。本発明は、このような従来技術が
有する問題点を解決し、電極加工性が改善された透明導
電膜付き基板を提供するためになされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、透明基
板の一方の主表面上に、前記透明基板側から誘電体層と
金属層とがこの順序で交互に積層された３層以上の積層
体からなる透明導電膜が被覆された透明導電膜付き基板
であって、前記金属層上に被覆された誘電体層が層の厚
み方向で多層となるように堆積されていることを特徴と
する透明導電膜付き基板である。

【０００６】本発明の第１においては、前記積層体を３
層構成とし、金属層上に被覆される誘電体層を多層とな
るように被覆することができる。これにより透明基板上
に接して被覆される誘電体層と金属層上に接して被覆さ
れる誘電体層の酸によるエッチング性をほぼ同じに（電
極パターン加工で透明基板直上に設けられる誘電体層の
サイドエッチが生じないように）することができる。ま
た二つの誘電体層のエッチング性を微妙に制御するため
に、透明基板に接して被覆する誘電体層を、さらに本発
明の目的に合致するように多層になるように被覆しても
よい。

【０００７】本発明の第１においては、前記積層体を基
板側から数えて第１の誘電体層、第１の金属層、第２の
誘電体層、第２の金属層、第３の誘電体層の５層とし、
金属層上に接して被覆される誘電体層のうち少なくとも
第２の誘電体層を多層となるように堆積するのが好まし
い。また、第２の誘電体層及び第３の誘電体層の両者を
多層となるように堆積してもよい。さらに三つの誘電体
層のエッチング性を微妙に制御調整するために、透明基
板に接して被覆される誘電体層を多層となるように被覆
されていてもよい。

【０００８】本発明の第１において、誘電体層の多層構
造（断層または層と層の境界を有する）やその厚み（ま
たは縦方向の粒子サイズ）は、層断面のＳＥＭ像（走査
型電子顕微鏡像）により観察される。この像は、膜面に
垂直に切断した多層膜の断面に１次電子線を照射し、そ
こから反射してくる２次電子線像をとらえて映像にする
ものであり、ＩＴＯなどの導電性のある誘電体の場合、
層を構成する結晶粒子（グレイン）の断面像が比較的鮮
明に観察出来る。またこの観察時に粒子同士の境界や断
層（層と層の境界）が観察しづらい場合は、膜を切断し
た後に薄い塩酸水溶液などでスライトエッチングしてお
くと、この境界部分が比較的明瞭になる。誘電体層の導
電性が十分でない場合は、ＳＥＭ像観察のために断面に
導電性物質をあらかじめ薄く被覆すればよい。

【０００９】本発明の第１においては、誘電体層の多層
となるように堆積された結晶粒子で形成される層の一つ
分の厚み（図４において総膜厚のほぼ半分の一列の結晶
粒子の堆積で形成される厚み）を透明基板上に接して被
覆される誘電体層の厚みよりも小さくすることは、図１
のａ、図１のｂの電極パターン断面で示されるオーバー
ハングを生じさせない上で好ましい。

【００１０】本発明によれば、前記積層された誘電体層
の各をほぼ同じ組成で構成するとき、塩酸水溶液、硝酸
水溶液、あるいはこれらを混合した水溶液などの腐食性
プロセスによるエッチングを行うと、ストライプ状の電
極パターンの断面形状は透明基板側で幅広く、透明基板
から遠くになる従い、巾が小さく（すなわち透明電極の
断面形状として好ましいテーパー状に）なる。

【００１１】本願発明の第１は、第１番目の誘電体層が
ガラス板や有機樹脂などの表面の非晶質的な微細構造の
影響を受け、金属層上に被覆される誘電体層に比較し結
晶成長しにくく、結晶粒子の大きさ（グレインサイズ）
が相対的に小さくなる傾向があり、これにより透明基板
上に直接被覆される第１番目の誘電体層の酸によるエッ
チングレートが、金属層上に被覆された誘電体層より相
対的に速くなることを発見したことによりなされたもの
である。さらに、同じ金属からなる金属層上に成膜され
た同じ組成の誘電体層でも、その層の厚みが大きいと、
成長する結晶粒子の厚み方向のサイズが大きくなり、こ
れにより加工電極の断面が不揃い（サイドエッチングが
生じたりオーバーハングが生じたりする）ことを見出し
たことに基づいてなされたものである。

【００１２】また、金属層を２層に分割して高透過率を
ねらう構造とする場合、たとえば基板／第１の誘電体層
／第１の金属層／第２の誘電体層／第２の金属層／第３
の誘電体層とする場合、第１と第２の金属層の間に挟ま
れる第２の誘電体層の厚みは、光学設計上（可視光線透
過率を高くする上で）第１および第３の誘電体層の厚み
の２倍程度とされることが多い。この場合、第２の誘電
体層を成膜の中断をすることなく、すなわち連続成膜に
より設けると、結晶粒子が膜厚方向で第１および第３の
誘電体層のそれより大きくなり、これにより電極パター
ン加工時の酸によるエッチングレートが第２の誘電体層
について著しく遅くなるという傾向があることを見出し
たのである。

【００１３】電極加工時のパターンの幅を制御するに
は、フォトリソグラフィーを用いたエッチング時の誘電
体層のエッチングレート（とりわけサイドエッチング
量）を制御して、各層のレジストパターンを基準位置と
した場合のエッチングの入り込み量であるサイドエッチ
ング幅を最適化することが必要である。誘電体層の組成
が同じか比較的近い場合、このサイドエッチイング量の
制御を、誘電体層を構成する結晶粒子のサイズ（グレイ
ンサイズ）を制御することにより行える。

【００１４】たとえば、ＩＴＯなどの透明金属酸化物を
反射防止誘電体層として用いる場合は、ＩＴＯ層の結晶
性を良くし、グレインサイズを大きくした方が、エッチ
ングレートを遅くすることができる。これにより電極加
工時のサイドエッチ量を少なくすることができる。上記
の電極パターン形状として好ましいテーパー状とするた
めに、また透明基板に接して被覆される誘電体層のサイ
ドエッチを防止するために、基板から遠い側の誘電体層
には結晶粒子（グレイン）サイズが小さくエッチングレ
ートが速い膜を配置することが好ましい。

【００１５】本発明の第１においては、誘電体層を構成
する化合物としては、酸可溶性の透明金属酸化物であれ
ばとくに限定されるものではないが、比抵抗が１×１０
^-1Ωｃｍ以下程度で、かつ屈折率が１．４〜２．７程度
の範囲の化合物が好んで用いられる。なかでも酸化イン
ジウム、スズ含有酸化インジウム、亜鉛含有酸化インジ
ウム、スズ及び亜鉛含有酸化インジウム、酸化スズ、ア
ンチモン含有酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛から
なる酸可溶性金属酸化物が好んで用いられる。また、酸
化インジウムにアルミニウム、ガリウムを少量含有させ
たものも用いることができる。これらのうちで、酸化イ
ンジウム、スズ含有酸化インジウム、亜鉛含有酸化イン
ジウム、スズ及び亜鉛含有酸化インジウムは、酸による
高い可溶性を有するので特に好ましい。酸化インジウム
に含有させるスズは３０重量％以下とするのが、酸可溶
性を低下させない上で好ましい。また、酸化インジウム
に含有させる亜鉛の量は、耐アルカリ性を低下させない
という観点から４０重量％以下とするのが好ましい。

【００１６】本発明の第１においては、金属層は可視光
線を透過率を高くする上で、銀又は金を主成分とするの
が好ましい。さらに、この金属導電層の耐湿性などの層
の耐久性を向上する目的で、銀にパラジウムを０．１〜
３原子％添加したもの、銀に金を０．１〜５原子％添加
したもの、銀に銅を０．１〜４原子％添加したもの、銀
にマグネシウムを０．０５〜５原子％添加したものが好
ましく用いられる。

【００１７】本発明の第１においては、金属層を誘電体
層により２層以上の金属層に分割した５層構成としても
よい。これにより、金属層を分割しない場合に比べ、ほ
ぼ同じ面積抵抗であれば、より高い透過率の透明導電膜
とすることができる。このように前記金属層を分割する
場合は、本発明の透明導電膜付き基板全体の垂直可視光
透過率が５０％程度以上となるようにするため、それぞ
れの分割された金属層の膜厚の総和が１００ｎｍ程度以
下とするのが好ましい。

【００１８】本発明の第１に用いることのできる透明基
板としては、ソーダライムシリカ組成のガラスや硼珪酸
ガラス（無アルカリガラス）などの公知のガラス基板は
もちろん、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やア
クリル（ＰＭＭＡ）などのプラスチック基板やプラスチ
ックフィルム、ガラス板上にカラー表示を目的としたカ
ラーフィルタとそのカラーフィルタ上に有機保護層とが
設けられた基板を例示することができる。またこれらの
基板は平面である必要はなく、ある種の曲面や凹凸を有
した基体でもよい。

【００１９】本発明の第２は、透明基板の一方の主表面
上に、前記透明基板側から誘電体層と金属層とがこの順
序で交互に積層された３層以上の積層体からなる透明導
電膜が設けられた透明導電膜付き基板を製造する方法で
あって、前記金属層上に接して積層される誘電体層のう
ちの少なくとも１層を、成膜の中断により堆積成長する
結晶粒子を厚み方向に多層となるようにした透明導電膜
付き基板の製造方法である。

【００２０】本発明の第２は、金属層上の誘電体層の成
膜途中に、成膜を中断して誘電体層の結晶粒子の堆積構
造を多層となるように分割することを特徴としている。
成膜の中断により誘電体層を多層にすることは、基板上
への誘電体膜の成膜中に成膜をいったん止め、この成膜
の停止を誘電体層の結晶粒子（または成長粒）の成長が
不連続になるのに十分な程度に行うことにより実現でき
る。

【００２１】この誘電体層を多層とすることにより、電
極パターン加工時のエッチングレートを制御するための
誘電体の結晶粒子サイズの制御を行うことができる。基
板と平行な方向の粒子のサイズは成膜条件により変化す
るが、基板に垂直な方向の粒子のサイズは成膜の中断に
より制御される。

【００２２】上記の成膜の中断は、インラインスパッタ
装置でのターゲット前を通過する回数を複数回にして成
膜することや、バッチ型のスパッタ装置あるいは蒸着装
置において、ターゲットあるいは成膜源と基板間に設置
されたシャッターを用いて基板に飛来してくる蒸発粒子
を遮断することにより実施できる。また、スパッタリン
グやアーク放電蒸着やイオンプレーティングなどの真空
蒸着で成膜するときの、雰囲気の圧力（真空度）や酸素
濃度を適時変更することによっても実施できる。

【００２３】本発明の第２において用いられる誘電体層
を構成する化合物としては、本発明の第１と同じよう
に、酸可溶性の透明酸化物であればとくに限定されるも
のではないが、比抵抗が１×１０^-1Ωｃｍ以下程度で、
かつ屈折率が１．４〜２．７程度の範囲の化合物は好ん
で用いられる。なかでもインジウム酸化物、スズ含有酸
化インジウム、亜鉛含有酸化インジウム、スズ及び亜鉛
を含有した酸化インジウム、酸化スズ、アンチモン含有
酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛などが、塩酸や塩
酸と硝酸などの鉱酸や、これらの水溶液に対する溶解性
があり、導電性があるので好んで用いられる。これらの
金属のうちで、スズと亜鉛は材料価格が安価であり、こ
れらを添加して酸化インジウムの酸に対する溶解速度を
微妙に制御することができる。

【００２４】また、本発明の第２においては、本発明の
第１と同様、金属層は可視光線を透過率を高くする上
で、銀又は金を主成分とするのが好ましい。さらに、こ
の金属導電層の耐湿性などの層の耐久性を向上する目的
で、銀にパラジウムを０．１〜３原子％添加したもの、
銀に金を０．１〜５原子％添加したもの、銀に銅を０．
１〜４原子％添加したもの、銀にマグネシウムを０．０
５〜５原子％添加したものが好ましく用いられる。

【００２５】また、本発明の第２においては、金属層を
誘電体層により２層以上の金属層に分割した５層構成と
してもよい。これにより、金属層を分割しない場合に比
べ、ほぼ同じ面積抵抗であれば、より高い透過率の透明
導電膜とすることができる。このように前記金属層を分
割する場合は、本発明の透明導電膜付き基板全体の垂直
可視光透過率が５０％程度以上となるようにするため、
それぞれの分割された金属層の膜厚の総和が１００ｎｍ
程度以下とするのが好ましい。

【００２６】さらに本発明第２に用いられる透明基板と
しては、ソーダライムシリカ組成のガラスや硼珪酸ガラ
ス（無アルカリガラス）などの公知のガラス基板はもち
ろん、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やアクリ
ル（ＰＭＭＡ）などのプラスチック基板やプラスチック
フィルム、ガラス板上にカラー表示を目的としたカラー
フィルタとそのカラーフィルタ上に有機保護層とが設け
られた基板を例示することができる。またこれらの基板
は平面である必要はなく、ある種の曲面や凹凸を有した
基体でもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の第１および第２において
は、高温高湿条件の大気に一定時間暴露して評価される
耐湿熱性、基板込みの可視光透過率の高さで評価される
透明性、シート抵抗の低さで評価される電気的特性、エ
ッチング後の電極パターン断面の形状と配向膜塗布及び
熱処理工程との整合性の観点から、本発明のとりわけ好
ましい実施形態としては、シート抵抗値で約２．５Ω／
□以下１．５Ω／□以上で可視光透過率６０％以上とい
う特性を得るには、ガラス基板／ＩＴＯ層３０〜７０ｎ
ｍ／銀主成分の金属層５〜３０ｎｍ／ＩＴＯ層６０〜１
２０ｎｍ／銀主成分の金属層５〜３０ｎｍ／ＩＴＯ層３
０〜７０ｎｍなどの積層構造が挙げられ、１．５Ω／□
以下の範囲で可視光透過率６０％以上という特性を得る
には、ガラス基板／ＩＴＯ層３０〜７０ｎｍ／銀主成分
の金属層５〜３０ｎｍ／ＩＴＯ層６０〜１２０ｎｍ／銀
主成分の金属層５〜３０ｎｍ／ＩＴＯ層６０〜２０ｎｍ
／銀主成分の金属層５〜３０ｎｍ／ＩＴＯ層３０〜７０
ｎｍなどの積層構造が挙げられる。

【００２８】本発明の誘電体層を成膜途中で中断して２
層に多層化したときの結晶粒子の堆積成長の様子を模式
的に表したものを図４に示す。同じ厚みのＩＴＯ層（酸
可溶性の層）をたとえばストライプ状電極にフォトレジ
ストのマスキングにより加工するとき、図５で示される
従来技術で得られる結晶粒子からなる層よりも、図４で
示される本発明の多層構造を有する層の方が、エッチン
グレートが大きくなる。

【００２９】透明導電膜を前記３層で構成する場合、第
１のＩＴＯ層は成膜中断を行わず、すなわち縦方向のグ
レインサイズは膜厚とほぼ同じに設定することができ
る。次に銀層を成膜した後、第２のＩＴＯ層では成膜中
断を例えば１〜３回適時行って誘電体層の中に断層をつ
くり、その層の結晶粒子（グレインサイズ）を第１のＩ
ＴＯ層よりも小さく制御することが好ましい。これによ
り、パターン電極加工をしたとき図２のａで示されるよ
うに、ＩＴＯ層３はその端部がテーパー形状にエッチン
グされる。さらに、透明導電膜１０全体としてもテーパ
ー状にエッチングされる。また、透明導電膜を５層構成
としたときの本発明の電極パターン加工形状を図２のｂ
に示す。

【００３０】光学特性の向上を狙って透明導電膜を５層
構成とする場合、二つの金属層はほぼ同じ厚みにし、第
２のＩＴＯ層の膜厚を第１および第３のＩＴＯ層の膜厚
のほぼ２倍程度とすることが多い。すなわち、第１、第
２、第３のＩＴＯ層の厚み比率は大略１：２：１に設計
される。この場合、第２のＩＴＯ層についてのみ成膜の
中断を１回行えば、第１、第２、第３のＩＴＯ層のグレ
インサイズの厚み方向の大きさの比率は、大略１：１：
１となる。第２のＩＴＯ層の中断を２回行い（３層に均
等に多層化し）、第３のＩＴＯ層の中断を１回（２層に
均等に多層化し）行えば、第１、第２、第３のＩＴＯ層
の結晶粒子（グレイン）サイズの厚み方向の大きさの比
率は、大略１：２／３：１／２となる。また第１のＩＴ
Ｏ層のみをこれにより、基板から遠ざかるに従いＩＴＯ
層のグレインサイズの膜厚み方向の大きさは小さくなる
ので、基板側に近い層ほど酸によるエッチングレートが
遅くなる。したがって、このような透明導電膜は、酸の
エッチング液に浸されたとき、サイドエッチングが抑制
される。

【００３１】また、本発明の第２の実施態様としては、
複数のカソードを備えたインラインタイプのスパッタリ
ング装置を用いて連続的におこなう成膜を例示できる。
たとえば、誘電体成膜用のカソードを隣り合うように３
基、基板の搬送方向に設ければ、成膜の中断を二回とす
る三層構成の誘電体層を成膜することができる。また、
基板が軸中心に回転させながら成膜するカルーセル型の
バッチタイプスパッタリング装置であれば、成膜中断の
時間を適時選ぶことや、成膜途中でスパッタリングガス
組成や圧力などの雰囲気を変えることで多層構成の誘電
体層とすることができる。以下に本発明を実施例で説明
する。

【００３２】（実施例１）縦４００ｍｍ横３００ｍｍ厚
さ０．７ｍｍの単純マトリックス液晶表示用ソーダライ
ムシリカ組成のガラス基板を洗浄した後、アルカリパッ
シベーション用二酸化珪素層を３０ｎｍ形成した。つぎ
にスパッタリングターゲットとして、インジウムスズ酸
化物（Ｉｎ₂Ｏ₃：ＳｎＯ₂＝９０重量％：１０重量％）
の誘電体層用ターゲット、及び銀−パラジウム合金（Ａ
ｇ：Ｐｄ＝９８原子％：２原子％）の金属層用ターゲッ
トを用いて、アルゴンと酸素の混合ガスをスパッタリン
グガスとするＤＣスパッタリング法により、第１のＩＴ
Ｏ層／第１の銀−パラジウム層／第２のＩＴＯ層／第２
銀−パラジウム層／第３のＩＴＯ層を、それぞれ膜厚で
４５ｎｍ、１８ｎｍ、９０ｎｍ、１８ｎｍ、４５ｎｍに
なるよう順次ガラス基板上に被覆した。この際に、誘電
体層である第２のＩＴＯ層のスパッタリング成膜時に成
膜の中断を実施し、この層を４つの均等な膜厚の層に分
割した。またおなじく誘電体層である第３のＩＴＯ層の
スパッタリング時に成膜の中断を実施し、この層を２つ
の均等な膜厚の層に分割した。この後、この多層構造の
透明導電膜を電極幅５０μｍ、電極間隔１５μｍのスト
ライプ状パターンに、塩酸を含む水溶液からなるエッチ
ング液により電極加工をした。形成した電極パターンの
断面のＳＥＭ観察において、この電極の断面は基板側の
電極線幅が一番広く、基板に遠くなるにしたがい電極線
幅が狭くなるいわゆるテーパー状の形状となっていた。
このサンプル１の特性を表１に示す。

【００３３】（実施例２）縦４００ｍｍ横３００ｍｍ厚
さ０．７ｍｍの液晶表示用のガラス基板を洗浄した後、
アルカリパッシベーション用二酸化珪素層を３０ｎｍ形
成した。つぎにスパッタリングターゲットとして、スズ
及び亜鉛含有酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃：ＺｎＯ：Ｓｎ
Ｏ₂＝９０重量％：５重量％：５重量％、以下ＩＴＺＯ
という）の誘電体層用ターゲット、及び銀−パラジウム
合金（Ａｇ：Ｐｄ＝９９原子％：１原子％）の金属層用
ターゲットを用いて、アルゴンと酸素の混合ガスをスパ
ッタリングガスとするＤＣスパッタリング法により、第
１のＩＴＺＯ層／第１の銀−パラジウム層／第２のＩＴ
ＺＯ層／第２銀−パラジウム層／第３のＩＴＺＯ層を、
それぞれ膜厚で４５ｎｍ、１８ｎｍ、９０ｎｍ、１８ｎ
ｍ、４５ｎｍになるよう順次ガラス基板上に被覆した。
この際に、誘電体層である第２のＡＺＯ層のスパッタリ
ング時に成膜中断を実施し、この層を２つのほぼ均等な
膜厚の層に分割した。また同じく誘電体層である第３の
ＩＴＺＯ層のスパッタリング時に成膜中断を実施し、こ
の層を２つの均等な膜厚の層に分割した。この後この多
層構造の透明導電膜を電極幅５０μｍ、電極間隔１５μ
ｍのストライプ状パターンに、薄い塩酸を含む水溶液か
らなるエッチング液により電極加工を施した。この電極
の断面は、基板側の線幅が一番広く、基板に遠くなるに
したがい線幅が狭くなるいわゆるテーパー状の形状とな
った。このサンプル２の特性を表１に示す。

【００３４】（比較例１）実施例１とは、誘電体層成膜
時の成膜中断を実施せず、全ての誘電体層はそれぞれ１
つの層として結晶粒の成長の中断をせずに成膜したこと
を除いては全く同様にして、第１のＩＴＯ層／第１の銀
−パラジウム層／第２のＩＴＯ層／第２の銀−パラジウ
ム層／第３のＩＴＯ層を、それぞれ膜厚で４５ｎｍ、１
８ｎｍ、９０ｎｍ、１８ｎｍ、４５ｎｍになるよう順次
ガラス基板上に被覆した。この多層構造の透明導電膜を
電極幅５０μｍ、電極間隔１５μｍのストライプ状パタ
ーンに、実施例１に用いたエッチング液と同じエッチン
グ液で電極加工したところ、形成した電極パターンの断
面のＳＥＭ観察において、第１のＩＴＯ層のサイドエッ
チングが著しく、また第２、第３のＩＴＯ層が第１層Ｉ
ＴＯより外側に飛び出て残留した電極となっていた。ま
た電極自体が剥離されやすい状態になっていることが観
察され、この透明導電膜は実用に適さないことが推定さ
れた。このサンプルの特性を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の第１にかかる透明導電膜付き基
板の透明導電膜の金属層上に接して設けられている誘電
体層は、結晶粒子が膜厚方向に多層となるように成膜さ
れ堆積されているので、電極パターン加工をするときの
酸によるエッチング速度は早くなるように調整されてい
る。一方、金属層上の誘電体層よりも、基板の表面に影
響を受けて非晶質的な構造をとりやすい透明基板上に直
接設けられる誘電体層は、その結晶粒子の膜厚方向での
大きさを、金属層上の誘電体層のそれと同じかそれより
も大きくなるように制御されているので、金属層上に設
けられる誘電体層の酸による溶解速度よりも大きくなる
のが抑制されている。これにより、金属層に接して設け
られる誘電体層と透明基板に接して設けられる誘電体層
の両者についてエッチング性が調整、制御され、電極パ
ターン加工で透明基板に接して設けられる誘電体層にア
ンダーカットが生じないように（サイドエッチングが抑
制されるように）することが可能となる。

【００３７】本発明の第１においては、金属層に可視光
線透過率が高い銀を主成分とすると、サイドエッチング
が生じにくいという電極パターンの優れた加工性と、透
明導電膜の全厚みが薄くても低抵抗、高透過率が得られ
るという優れた電気特性、光学特性を併せ有する透明導
電膜が得られる。

【００３８】本発明の第１の銀層に少量の金属を含有さ
せることにより、さらに耐久性を備えた透明導電膜付き
基板とすることができる。また、本発明の透明導電膜
は、室温の基板または必要により加熱した基板の上に被
覆することにより得られるので、カラー表示用の有機染
料または顔料などからなるカラーフィルタが設けられた
基板上に電極加工性が良い透明導電膜を被覆することが
出来、高精細の液晶表示用の基板として用いられる。

【００３９】また、透明導電膜が対向するように基板の
周辺部を接着剤で接着して基板間に密閉空間を形成し、
その密閉空間に液晶を封入した液晶表示素子とするに際
し、透明導電膜付き基板の少なくとも一方に本発明の透
明導電膜付き基板を用いると、高速応答、低クロストー
クで大面積、高コントラスト、高精細の液晶表示素子と
することができる。また低抵抗を要求される太陽電池や
発光素子用にも応用が可能である。

【００４０】また、本発明の第２の方法によれば、サイ
ドエッチングが抑制された誘電体と金属層の積層体から
なる透明導電膜を、熱処理等の工程を必要とすることな
く、誘電体層の成膜の中断による多層とすることにより
得られる。このため、従来技術と比較しても成膜の生産
性を大きく劣化させることなく、かつ、誘電体層の中断
の回数等の調整により簡単にエッチング特性を調整制御
できるという方法で、電極パターン加工性がよい透明導
電膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による透明導電膜の電極パターン加工
後の透明電極の断面模式図である。

【図２】本発明の一実施例を電極パターン加工した後の
透明電極の断面模式図である。

【図３】本発明を用いて作製し得る液晶表示装置の断面
模式図である。

【図４】本発明にかかる誘電体層を多層となるように成
膜したときの結晶粒子の堆積成長の様子を模式的に示す
図である。

【図５】膜厚全体を連続して成膜する従来技術により得
られる誘電体層の結晶粒子の堆積成長の様子を模式的に
示す図である。

【符号の説明】

１：透明基板上に接して設けられる誘電体層２：金属層３：金属層上に接して設けられる誘電体層４：ガラス基板５：フォトレジスト６：サイドエッチにより第１層端部に発生する隙間７：成長粒子１０：パターニング後の透明導電膜２０：透明導電膜付き基板３０：配向膜３１：液晶層３２：透明導電膜３３：カラーフィルタ３４：保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の一方の主表面上に、前記透明基
板側から誘電体層と金属層とがこの順序で交互に積層さ
れた３層以上の積層体からなる透明導電膜が設けられた
透明導電膜付き基板において、前記金属層上に設けられ
た誘電体層は、層の厚み方向で多層となるように堆積さ
れていることを特徴とする透明導電膜付き基板。
【請求項２】前記積層体が３層からなり、金属層上の誘
電体層が多層となるように堆積されている請求項１に記
載の透明導電膜付き基板。
【請求項３】前記積層体が基板側から数えて第１の誘電
体層、第１の金属層、第２の誘電体層、第２の金属層、
第３の誘電体層の５層からなり、金属層上に接して設け
られた誘電体層のうち少なくとも第２の誘電体層が多層
となるように堆積されている請求項１に記載の透明導電
膜付き基板。
【請求項４】前記多層となるように堆積された層の一つ
分の厚みを、透明基板に接して設けられる誘電体層の厚
みよりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかの項に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項５】前記誘電体層は酸可溶性の透明金属酸化物
の層である請求項１〜４のいずれかの項に記載の透明導
電膜付き基板。
【請求項６】前記酸可溶性の透明金属酸化物を、酸化イ
ンジウム、スズ含有酸化インジウム、亜鉛含有酸化イン
ジウム、スズ及び亜鉛含有酸化インジウム、酸化スズ、
アンチモン含有酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛か
らなる酸可溶性金属酸化物の群から選ばれた少なくとも
一つとしたことを特徴とする請求項５に記載の透明導電
膜付き基板。
【請求項７】前記酸可溶性の透明金属酸化物として、酸
化インジウムを選んだことを特徴とする請求項６に記載
の透明導電膜付き基板
【請求項８】前記酸可溶性の透明金属酸化物として、ス
ズ含有酸化インジウムを選んだことを特徴とする請求項
６に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項９】前記酸可溶性の透明金属酸化物として、亜
鉛含有酸化インジウムを選んだことを特徴とする請求項
６に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項１０】前記金属層を銀を主成分とする層とした
請求項１〜９のいずれかの項に記載の透明導電膜付き基
板。
【請求項１１】前記銀を主成分とする層を銀にパラジウ
ムを０．１〜３原子％添加した層とした請求項１０に記
載の透明導電膜付き基板。
【請求項１２】前記金属層を金を主成分とする層とした
請求項１〜９のいずれかの項に記載の透明導電膜付き基
板。
【請求項１３】前記透明基板は、ガラス板上にカラー表
示のためのカラーフィルタが設けられた基板である請求
項１〜１２のいずれかの項に記載の透明導電膜付き基
板。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかの項に記載の
透明導電膜付き基板を用いた表示素子。
【請求項１５】透明基板の一方の主表面上に、前記透明
基板側から誘電体層と金属層とがこの順序で交互に積層
された３層以上の積層体からなる透明導電膜が設けられ
た透明導電膜付き基板を、減圧された雰囲気中でのスパ
ッタリング法または蒸着法により製造する方法であっ
て、前記金属層上に接して設けられた誘電体層のうちの
少なくとも１層を、その成膜の中断により結晶粒子の堆
積成長を厚み方向で多層となるようにしたことを特徴と
する透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項１６】前記誘電体層の成膜の中断を、前記透明
基板を前記誘電体となり得る材料をターゲットとしてス
パッタリングすると同時に、ターゲットの前方を前記透
明基板を複数回横切らせるスパッタリング法により行う
ことを特徴とする請求項１５に記載の透明導電膜付き基
板の製造方法。
【請求項１７】前記誘電体の成膜の中断を、前記誘電体
となり得る蒸着原料を蒸発させ、その蒸発粒子の前記透
明基板への到達を一時的に遮断する蒸着法により行うこ
とを特徴とする請求項１５に記載の導電膜付き基板の製
造方法。