JPH1091084A - 透明導電膜のパターニング方法と透明電極付き基体 - Google Patents
透明導電膜のパターニング方法と透明電極付き基体Info
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Abstract
精度かつ歩留まり良く形成できるパターニング方法とそ
の方法により形成された透明電極付き基体の提供。 【解決手段】基体1上に酸に可溶な透明酸化物層2、4
と金属層3とが積層されてなる透明導電膜を、ハロゲン
イオンを含有する酸性水溶液を用いてエッチングした
後、ハロゲン化アルカリ金属塩の水溶液に浸漬する。
Description
ーニング方法と、該方法を用いて得られる液晶ディスプ
レイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エ
レクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)などの
電子ディスプレイに用いられる透明電極付き基体に関す
る。
O膜が広く用いられている。特に、STN型のカラーL
CDにおいては、その高精細化、大画面化に伴い、液晶
駆動用透明電極の線幅もより細く、また長い形状のもの
が必要となってきている。このため、シート抵抗3Ω/
□以下のきわめて低抵抗の透明導電膜が必要とされる。
導電膜の厚膜化(300nm以上)または低比抵抗化
(100μΩ・cm以下)をはかる必要がある。しか
し、厚膜化については、透明導電膜の成膜コストが増加
すること、電極パターニングの困難さが増加すること、
透明導電極の有無による段差が大きくなり、液晶の配向
制御が困難になるなどの問題が生じるため、限界があ
る。一方、ITO膜自体を低比抵抗化する方法も検討さ
れているが、100μΩ・cm以下の低抵抗ITO膜を
安定して生産する方法はまだ確立されていない。
導電膜を容易に得る方法としては、Agなどの金属層を
ITOなどの透明酸化物層で挟んだ透明酸化物層/金属
層/透明酸化物層という構成が知られている。この構成
の透明導電膜を電子ディスプレイ用電極として利用する
ためには、微細な電極パターンを高精度、かつ歩留まり
良く形成すること(パターニング)が必要とされる。
層に対して酸化作用を有し、Cl-イオンを含有する酸
性水溶液からなるエッチング液を用いることによって、
微細な電極パターンを精度良く形成できる。図1に前述
のエッチング液を用いた従来のパターニング後の透明導
電膜付き基体の断面模式図を示す。1は基体、2は酸に
可溶な透明酸化物層、3は金属層、4は酸に可溶な透明
酸化物層、10はエッチング残渣を示す。このように従
来のパターニングでは、エッチング残渣10が生じやす
く、エッチング後に5kg/cm2 以上の水圧で水洗を
行っても充分ではなく、パターニング工程の歩留まり低
下を招いていた。
前述の欠点を解決し、容易に低比抵抗が得られる透明導
電膜の微細な電極パターンを高精度、かつ歩留まり良く
形成できるパターニング方法、およびその方法によって
形成された低抵抗微細電極を有する透明電極付き基体の
提供を目的とする。
明酸化物層と金属層とが基体上に積層されてなる透明導
電膜のパターニング方法において、上記基体の透明導電
膜をハロゲンイオンを含有する酸性水溶液を用いてエッ
チングした後、この基体をハロゲン化アルカリ金属塩の
水溶液で処理することを特徴とする透明導電膜のパター
ニング方法およびその方法によって形成された透明電極
付き基体を提供する。
基板の代表例の断面図を、図3に5層系透明導電膜付き
基板の代表例の断面図を示す。図4には、代表的なカラ
ーLCD用の基板を示す。このように、透明導電膜とし
ては、酸に可溶な透明酸化物層と金属層とが基体側から
この順に交互に(2n+1)層(n≧1)で積層されて
なる透明導電膜を用いることが好ましい。
化物層、3、5は金属層、7はカラー画素となるカラー
フィルタ層、8は透明樹脂保護層、9は無機中間膜層、
11はガラス基板である。
の他、樹脂製のフィルムや板も使用できる。また、図4
に示すように、ガラス基板11上にカラー画素となるカ
ラーフィルタ層7を形成した基体、さらに、該カラーフ
ィルタ層上に、カラーフィルタ層を保護、平滑化するた
めの透明樹脂保護層8を設けることもできる。さらにカ
ラーフィルタ層7や透明樹脂保護層8と透明導電膜との
密着性を高めるためのシリカ、SiNx などの無機中間
膜層9を順次積層した基体を用いてもよい。
ては、酸に容易に可溶であり、またそれ自身の電気抵抗
も低いという理由から、Inおよび/またはZnの酸化
物を主成分とする透明酸化物層を用いることが好まし
い。
nに対してSnを0〜15原子%含んだIn2 O3 膜
(すなわちSnを含まないIn2 O3 も包含する)、ま
たZnOを主成分とする膜としては、Znに対してGa
やAlなどを0〜15原子%含んだZnO膜(すなわち
GaやAlなどを含まないZnOも包含する)が好まし
い。
の膜厚は、特に限定されないが、色調およびより高い可
視光透過率を得るために、10〜200nmが適当であ
る。
高い可視光透過率が得られるという理由から、Agを主
成分とする膜が好ましい。特に、Agの凝集現象を防止
し、耐久性の高いAg膜が得られるという理由から、
0.1〜5.0原子%のPdやAuを添加した合金膜、
または0.1〜3nmのPdやAu膜をAg膜の上層お
よび/または下層に積層したAg膜が好ましい。
0nmが好ましい。3nm未満では低いシート抵抗が得
られず、20nm超過では可視光透過率が低下するので
好ましくない。
を前述の範囲内で選択することによって、光学的干渉効
果による可視光透過率、色調の調整やシート抵抗値の調
整も可能となる。
ート抵抗、高可視光透過率、高耐久性を示すが、さらに
特性を向上させるために、成膜後100〜300℃の加
熱処理を行ってもよい。
明導電膜上にフォトリソグラフィ法により所望のレジス
トパターンを形成した後、ハロゲンイオンを含有する酸
性水溶液、好ましくは、透明導電膜を構成する金属層に
対して酸化作用を有する物質とハロゲンイオンを含有す
る酸性水溶液からなるエッチング液を用いてエッチング
した後、この基体をハロゲン化アルカリ金属塩の水溶液
で処理する。
ては、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、過塩素酸、塩
化第二鉄を主成分とする水溶液などを用いうる。
ンを含有していない硝酸、硫酸を主成分とする水溶液で
もよく、このとき、酸性水溶液中で金属層に対して酸化
作用を有する物質を併用し、その物質がハロゲンイオン
を含有していればよい。
ず、おおむね良好な結果が得られるが、エッチング残
渣、エッチング速度、および、サイドエッチングの点
で、特に好ましい結果が得られることから、0.05〜
2規定とすることが好ましい。
作用を有する物質としては、亜硝酸、硝酸、過酸化水
素、塩化第二鉄、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カ
リウム、ヨウ素酸カリウム、または硝酸第二セリウムア
ンモニウムなどを用いうる。その濃度としては、特に限
定されず、おおむね良好な結果は得られるが、エッチン
グ残渣、エッチング速度、および、サイドエッチングの
点で、特に好ましい結果が得られることから、0.00
5〜0.5規定とすることが好ましい。
ハロゲン化アルカリ金属塩の水溶液で処理し、反応生成
物と思われるエッチング残渣を効率よく除去する。処理
の方法としては、浸漬やスプレーなどが挙げられる。
カリウム、塩化ナトリウム、臭化カリウム、臭化ナトリ
ウムなどを用いうる。その濃度としては、特に限定され
ず、おおむね良好な結果は得られるが、反応生成物の確
実な除去という点で、特に好ましい結果が得られること
から、0.5M以上とすることが好ましい。
属イオンとエッチング液中のハロゲンイオンとの反応生
成物からなると思われるエッチング残渣が生じやすく、
エッチング後に過剰のハロゲンイオンを含有するハロゲ
ン化アルカリ金属塩の水溶液に浸漬することによって、
効果的にエッチング残渣を除去できる。この理由は、必
ずしも明らかではないが、過剰のハロゲンイオンが存在
する溶液中での溶解平衡が崩れ、金属イオンとハロゲン
イオンとの反応生成物が迅速にハロゲン化アルカリ金属
塩の水溶液中に溶解するためと思われる。その結果、L
CDなどに要求される100μmオーダーの微細電極加
工を歩留まり良く、容易に行うことができる。
カラーフィルタの保護と平滑下のためのアクリル系樹脂
層保護層8、およびシリカ中間層9とがあらかじめ形成
された基板(図4)上に、直流スパッタリング法によ
り、Arガス3mTorrの雰囲気下で、膜厚16nm
のGaドープZnO膜(以下、GZO膜という)、11
nmのPd−Ag合金膜、38nmのGZO膜を順次積
層し、図2に示すような3層構成の透明導電膜付き基体
を作製した。得られた透明導電膜のシート抵抗値は、
3.6Ω/□、可視光透過率は74.3%であった。
りに、膜厚40nmのGZO膜、10nmのPd−Ag
合金膜、85nmのGZO膜、10nmのPd−Ag合
金膜、40nmのGZO膜を順次積層した5層構成の透
明導電膜を用いた以外は上記同様にして5層構成の透明
導電膜付き基体を作製した。得られた透明導電膜のシー
ト抵抗値は、2.4Ω/□、可視光透過率は73.5%
であった。
を5原子%含むZnO焼結体ターゲットを用い、Pd−
Ag合金膜の形成には、1原子%のPdを含むPd−A
g合金ターゲットを用いた。また、GZO膜成膜時のス
パッタ電力密度は5.7W/cm2 、Pd−Ag膜成膜
時のスパッタ電力密度は0.57W/cm2 とし、それ
ぞれの膜厚は成膜時間により調整した。
膜付き基体の透明導電膜上にフォトリソグラフィ法によ
りライン幅130μm、スペース幅25μmのストライ
プ状のレジストパターンを形成した後、Agに対して酸
化作用を有する0.75Mの塩化第二鉄水溶液を用いて
パターニングを行い、続いて表1に示す各種ハロゲン化
アルカリ金属塩の水溶液からなる浸漬液に浸漬した。結
果を表1に示す。表1中の1%PdAgは、1原子%の
Pdを含むPd−Ag合金膜の意である。
のNaCl、KCl、およびNaBrの水溶液に基板を
浸漬したものについては、エッチング残渣を生じたもの
は1枚もなかった。
の水溶液からなる浸漬液に浸漬しなかった場合の結果を
表1に示す。表1に示すように、パターニング後にハロ
ゲン化アルカリ水溶液に浸漬しなかった場合は、10枚
中2〜3枚にエッチング残渣が生じた。
積層体からなる低比抵抗の透明電導膜を、容易に、数十
μmオーダーでかつ歩留まり良く微細電極加工できる。
したがって、ガラス基板上や、成膜温度の低いプラスチ
ック製基板(耐熱温度100℃以下)やカラーLCD用
のカラーフィルタ付き基板上(耐熱温度250℃以下)
に、合計膜厚が300nm以下で、3Ω/□以下の低抵
抗透明電極を形成することが可能となる。
の高精細化、大画面化、表示品位の向上実現を容易にす
る。
断面模式図
Claims (4)
- 【請求項1】酸に可溶な透明酸化物層と金属層とが基体
上に積層されてなる透明導電膜のパターニング方法にお
いて、上記基体の透明導電膜をハロゲンイオンを含有す
る酸性水溶液を用いてエッチングした後、この基体をハ
ロゲン化アルカリ金属塩の水溶液で処理することを特徴
とする透明導電膜のパターニング方法。 - 【請求項2】透明導電膜として、酸に可溶な透明酸化物
層と金属層とが基体側からこの順に交互に(2n+1)
層(n≧1)で積層されてなる透明導電膜を用い、透明
酸化物層が、Inおよび/またはZnの酸化物を主成分
とする透明酸化物層であり、金属層が、Agを主成分と
する金属層である請求項1の透明導電膜のパターニング
方法。 - 【請求項3】酸性水溶液として、金属層に対して酸化作
用を有する物質を含有する水溶液を用いる請求項1また
は2の透明導電膜のパターニング方法。 - 【請求項4】基体上に透明電極を有する透明電極付き基
体において、透明電極が請求項1、2または3の透明導
電膜のパターニング方法により形成された透明電極であ
ることを特徴とする透明電極付き基体。
Priority Applications (1)
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JP24232696A JP3711650B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 透明導電膜のパターニング方法と透明電極付き基体 |
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