專(zhuān)利名稱(chēng)：非晶透明導(dǎo)電膜及其原料濺射靶、非晶透明電極襯底及其制造方法、及液晶顯示器用濾色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶透明導(dǎo)電膜及在其制造方法中使用的濺射靶、以及使用了上述非晶透明導(dǎo)電膜的非晶透明電極襯底及其制造方法，特別涉及在TFT-LCD(薄膜晶體管-液晶顯示器)、STN-LCD(超扭曲向列-液晶顯示器)、TN-LCD(扭曲向列-液晶顯示器)及有機(jī)EL(電致發(fā)光)等中利用的非晶透明導(dǎo)電膜及在其制造方法中使用的濺射靶、以及使用了上述非晶透明導(dǎo)電膜的非晶透明電極襯底及其制造方法。
本發(fā)明涉及顯示器用的濾色器。特別涉及在其電極的材質(zhì)上具有特征的顯示器用濾色器、以及使用了該濾色器的顯示裝置。
在此，作為顯示器，典型地列舉出液晶顯示器，但只要是使用濾色器的顯示器，則怎樣的都可以。例如也可以使用本發(fā)明的濾色器構(gòu)成有機(jī)EL顯示器等。
背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
之一(非晶透明導(dǎo)電膜、及其原料濺射靶、以及非晶透明電極襯底)TFT-LCD、STN-LCD及TN-LCD，從便攜電話、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、及筆記本電腦等比較小型的顯示部到計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器或電視畫(huà)面等大型的顯示器被使用。
作為T(mén)FT-LCD的電極的材料，近年來(lái)從非晶硅(以下叫做“非晶Si”)系到多晶硅(以下叫做“多晶Si”)系的轉(zhuǎn)變進(jìn)行著。此轉(zhuǎn)變通過(guò)加速開(kāi)關(guān)速度，目標(biāo)直指在適應(yīng)動(dòng)畫(huà)的便攜電話用顯示部、或電視畫(huà)面中的應(yīng)用。
過(guò)去的非晶Si系的場(chǎng)合，其遷移率為約1cm2/V·sec左右，因此在提高開(kāi)關(guān)速度上有極限。于是，進(jìn)行著以規(guī)定的方法使非晶Si結(jié)晶，形成多晶Si，從而提高其遷移率，以提高開(kāi)關(guān)速度的嘗試。知道此多晶型Si(多晶Si)系的電極材料的遷移率提高到200cm2/V·sec左右。
另外報(bào)告了這樣的內(nèi)容連續(xù)晶界多晶Si由于晶粒大，晶體彼此的邊界線連續(xù)，因此其遷移率達(dá)到400cm2/V·sec或以上。這樣，連續(xù)晶界多晶Si，作為仿單晶硅TFT技術(shù)廣泛進(jìn)行著研究(例如參照下述非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
另一方面，作為T(mén)FT-LCD等使用了液晶的液晶顯示器的電極，為了向液晶傳達(dá)電信號(hào)而使用了有導(dǎo)電性、且為透明的透明電極。
作為上述透明電極之一，知道包含透明而電阻率小的氧化銦-氧化錫的ITO(銦錫氧化物)，另外，被廣泛使用。此ITO是電阻率小的材料(電阻率200μ·Ω·cm，載流子密度1.0×1021/cm3、遷移率40cm2/V·sec)，但有在蝕刻時(shí)使用強(qiáng)酸等的缺點(diǎn)。另外，一般地知道ITO當(dāng)使其內(nèi)部的載流子濃度增大時(shí)，因離子散亂而遷移率降低。
為了解決這樣的問(wèn)題，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1及2中公開(kāi)了包含氧化銦-氧化鋅，而且還含有Sn、Ga、Ge的材料。知道該材料的蝕刻可使用弱酸，加工性?xún)?yōu)異?？墒?，專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2所公開(kāi)的材料的電阻率不那么低。另外，此材料的遷移率是20cm2/V·sec左右，與多晶Si的遷移率比較，為低的值。
下述專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了為了使包含氧化銦-氧化鋅的材料的電阻率低，而采用低電壓的濺射法將此材料成膜的技術(shù)?？墒?，為了在低電壓下進(jìn)行濺射，必須使濺射裝置的磁場(chǎng)強(qiáng)大、或?qū)χ绷鞯入x子體重疊交流等離子體，有裝置為高價(jià)、或操作和工序復(fù)雜化的問(wèn)題。
下述專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了一種透明導(dǎo)電疊層體，其是在高分子襯底上形成了以銦、錫、鋅及氧原子為主成分的透明導(dǎo)電膜的透明導(dǎo)電疊層體，其組成at％是Zn/(In+Zn)＝0.01-0.1at％、Sn/(In+Sn)＝0.01-0.1at％、且Zn/(Zn+Sn)＝0.55-1at％?？墒牵@類(lèi)疊層體其電阻率是250μ·Ω·cm或以上，與過(guò)去的比不能說(shuō)是那么低的電阻率。另外，上述組成的透明導(dǎo)電疊層體，一加熱就結(jié)晶，有時(shí)因蝕刻而產(chǎn)生殘?jiān)?br> 另一方面，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)5及6中公開(kāi)了在氧化銦-氧化鋅中添加了200-2000ppm氧化錫的濺射靶。此專(zhuān)利文獻(xiàn)5及6是以上述濺射靶的晶體結(jié)構(gòu)的控制及機(jī)械強(qiáng)度的提高為主要著眼點(diǎn)的，并不將使用濺射靶制造電阻率低的膜放在心上，因此認(rèn)為并不能實(shí)現(xiàn)低的電阻率。
下述專(zhuān)利文獻(xiàn)7中公開(kāi)了這樣的內(nèi)容采用包含氧化銦-氧化鋅的材料，通過(guò)控制在該材料的制造中使用的濺射靶的晶體結(jié)構(gòu)，來(lái)制造電阻率低的材料。
下述專(zhuān)利文獻(xiàn)8中公開(kāi)了通過(guò)向氧化銦或ITO添加Re、Os、Mo或W，而且控制其晶體的取向性，來(lái)制造電阻率低的透明導(dǎo)電膜的方法。
下述專(zhuān)利文獻(xiàn)9中公開(kāi)了在氧化銦中添加了1-20wt％的Nb或Hf而制造的電阻率低的導(dǎo)電性金屬氧化物燒結(jié)體。另外，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)10-13中公開(kāi)了在氧化銦中添加了Zr的透明電極?？墒牵趯?zhuān)利文獻(xiàn)7-13所記載的任何方法中都有這樣的問(wèn)題所得到的透明電極具有結(jié)晶性，因此因蝕刻而產(chǎn)生殘?jiān)?、或在濺射時(shí)產(chǎn)生球粒。
非專(zhuān)利文獻(xiàn)1“電子材料”工業(yè)調(diào)查會(huì)，2002年12月，第26頁(yè)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平6-234565號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 特開(kāi)平7-235129號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 特開(kāi)平9-71860號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 特開(kāi)2001-126538號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5 特開(kāi)2001-131736號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6 特開(kāi)平11-128122號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7 特表2001-539936號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)8 特開(kāi)平7-278791號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)9 特開(kāi)平3-15107號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)10特開(kāi)平6-160876號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)11特開(kāi)平7-218924號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)12特開(kāi)2002-226966號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)13特開(kāi)2002-373527號(hào)公報(bào)背景技術(shù)之二(液晶顯示器用濾色器)在彩色液晶顯示器中，利用液晶的光學(xué)性質(zhì)、光學(xué)部件、或外部光源等進(jìn)行彩色顯示。用于進(jìn)行該彩色顯示的光學(xué)部件之一有濾色器。此液晶顯示器用濾色器100一般具備(1)也用作液晶面板形成用襯底的電絕緣性透明襯底10；(2)在此絕緣性透明襯底10上以所規(guī)定的樣式配置的多種著色層12；和(3)設(shè)置在這些著色層12之上的液晶驅(qū)動(dòng)用的透明電極14。該情形表示于圖2A，本專(zhuān)利將之稱(chēng)為類(lèi)型2A。著色層12包含紅著色層12R、綠著色層12G、和藍(lán)著色層12B。圖3是只表示液晶顯示器用濾色器100的基本構(gòu)成的概略構(gòu)成圖，實(shí)際上在著色層12和透明電極14之間設(shè)置著保護(hù)層的情況也多，另外，如后面詳述，各色的著色層12R、12G、12B之間設(shè)置遮光層的情況也多。在圖2A及圖2B中，這些遮光層等省略而未表示出。
著色層12和透明電極14也有位置相反的情況。該情況下，液晶顯示器用濾色器100的基本構(gòu)成為(4)也用作液晶面板形成用襯底的電絕緣性透明襯底10；(5)在此絕緣性透明襯底10上設(shè)置的液晶驅(qū)動(dòng)用的透明電極14；和(6)在此透明電極上以所規(guī)定的樣式配置的多種著色層12。該情形表示于圖2B，本專(zhuān)利將之稱(chēng)為類(lèi)型2B。
著色層12是從光源射出的光之中，選擇地透過(guò)特定波長(zhǎng)的光的層，根據(jù)進(jìn)行多色顯示或進(jìn)行全色顯示而使用光譜透射率特性不同的多種著色層12。例如，在通過(guò)加法混色而進(jìn)行全色顯示的場(chǎng)合，一般使用紅色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的紅著色層12R、綠色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的綠著色層12G、及藍(lán)色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的藍(lán)著色層12B共計(jì)3種。
過(guò)去就知道這些多種著色層12的配置樣式有條帶型、鑲嵌型、三角型、四象素配置型等。這些樣式根據(jù)彩色液晶顯示器的操作模式或性能而適宜地區(qū)別使用。
另外，1的著色層與其他著色層之間、或者后述的透明保護(hù)層之上等大多設(shè)置遮光層。這是為了防止漏光導(dǎo)致的對(duì)比度或色純度的降低。該場(chǎng)合的遮光層是包含金屬鉻或著色光致抗蝕劑等的層。此遮光層進(jìn)行設(shè)置使得在俯視裝備了濾色器的彩色液晶顯示器時(shí)該遮光層位于象素間，其總體形狀一般大多呈矩陣形狀、或者條帶狀。
如已經(jīng)說(shuō)明的那樣，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極14也有時(shí)設(shè)置在上述電絕緣性透明襯底10與上述的著色層12之間(類(lèi)型2B)。可是認(rèn)為，為了防止液晶顯示元件的閾值電壓上升或上升邊的尖頂降低等，大多在上述的著色層12之上直接或通過(guò)透明保護(hù)層間接地設(shè)置。
此液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極14的形狀根據(jù)彩色液晶顯示器的操作模式和性能等而不同，形成為多條條帶狀或單片膜狀。在圖2A及圖2B中，表示出畫(huà)面總體設(shè)置成單片膜狀、所謂的“整片(ベタ)”的場(chǎng)合的情形。有源矩陣型TFT液晶顯示裝置的場(chǎng)合，迄今為止該“單片膜狀”的透明電極設(shè)置在濾色器側(cè)的場(chǎng)合多。
上述透明保護(hù)層以提高透明電極的平坦性或平滑性、保護(hù)著色層等為目的而設(shè)置。作為該液晶驅(qū)動(dòng)用的透明電極，過(guò)去大多使用ITO膜(銦錫氧化物膜)。其原因是因?yàn)?，ITO膜透明性和導(dǎo)電性高，另外，采用強(qiáng)酸獲得的蝕刻性良好。
以下表示與本申請(qǐng)發(fā)明關(guān)聯(lián)的先行技術(shù)文獻(xiàn)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)14特開(kāi)平11-352483號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)15特開(kāi)2002-202511號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)16特開(kāi)2003-143525號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)17特開(kāi)平07-120612號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)18特開(kāi)平09-101408號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)19特開(kāi)平09-005514號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容第1目的(關(guān)于背景技術(shù)之一)本發(fā)明是鑒于上述背景技術(shù)之一中的課題而完成的，其目的在于，提供透明性、蝕刻特性?xún)?yōu)異的低電阻的透明導(dǎo)電膜、其原料濺射靶、以及在襯底上形成了該透明導(dǎo)電膜的非晶透明電極襯底及其制造方法。
第2目的(關(guān)于背景技術(shù)之二)另外，上述ITO膜的熱穩(wěn)定性和耐濕熱性比較低。為此，將作為液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的ITO膜設(shè)置在著色層上的類(lèi)型的液晶顯示器用濾色器，有在制造過(guò)程中液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極易產(chǎn)生裂紋或剝離的難點(diǎn)、和在制造后隨時(shí)間經(jīng)過(guò)液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極易產(chǎn)生裂紋或剝離的難點(diǎn)。
另一方面，伴隨著液晶顯示裝置的高性能化，為了驅(qū)動(dòng)液晶，提出了種種的新驅(qū)動(dòng)方式。例如，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)14中公開(kāi)了所謂的IPS驅(qū)動(dòng)方式，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)15及專(zhuān)利文獻(xiàn)16中公開(kāi)了所謂的PVA驅(qū)動(dòng)方式。
在這些驅(qū)動(dòng)方式所使用的一部分的濾色器中，有時(shí)象素蝕刻成種種的形狀。例如，有時(shí)象素電極的內(nèi)部蝕刻成長(zhǎng)條形。這樣蝕刻成長(zhǎng)條形的象素電極的模式圖示于圖3。這樣的象素電極的例子例如公開(kāi)于上述專(zhuān)利文獻(xiàn)14中。
另外，象素電極也有時(shí)蝕刻成例如矩形、圓形、“く字型”等。而且，還有時(shí)蝕刻成鋸齒形。因此，近年來(lái)重視了電極的蝕刻性。
現(xiàn)在，大多使用的上述ITO由于是結(jié)晶性的材質(zhì)，因此蝕刻大多使用王水等強(qiáng)酸。另外，也有時(shí)因蝕刻的殘?jiān)沟梦g刻的精度惡化，而且，也有時(shí)難以形成極細(xì)的蝕刻線。
出于改良ITO的缺點(diǎn)即這些蝕刻特性的目的，提出了氧化銦-氧化鋅系的液晶濾色器，但該電極材料雖蝕刻特性被改善，但與ITO比，具有導(dǎo)電性低的課題。這記載于上述專(zhuān)利文獻(xiàn)17、專(zhuān)利文獻(xiàn)18、專(zhuān)利文獻(xiàn)19中。
本發(fā)明是鑒于該課題而完成的，其目的是提供在制造過(guò)程中易進(jìn)行透明電極的蝕刻加工、另外在制造過(guò)程中難發(fā)生裂紋和剝離、且在制造后隨時(shí)間經(jīng)過(guò)透明電極也難發(fā)生裂紋和剝離的顯示器用濾色器、進(jìn)而提供穩(wěn)定工作的顯示裝置。
在此，所謂顯示器典型的是液晶顯示器，但本發(fā)明的濾色器也可以用于其他的顯示器中。上述的顯示裝置為液晶顯示器的場(chǎng)合，透明電極為液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的而采用以下的措施。
第1組發(fā)明首先，說(shuō)明主要用于達(dá)到上述第1目的的第1組發(fā)明。該第1組發(fā)明在后面敘述的第1實(shí)施方案中詳細(xì)說(shuō)明。并且，該第1組發(fā)明分為以下4個(gè)小組(1-1、1-2、1-3、1-4)。
第1-1組(非晶透明導(dǎo)電膜的發(fā)明)(1)本發(fā)明的第1-1組是關(guān)于非晶透明導(dǎo)電膜的。本發(fā)明的第1-1組的1個(gè)側(cè)面是非晶透明導(dǎo)電膜，其特征在于，是至少包含氧化銦和氧化鋅的透明導(dǎo)電膜，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的第三金屬，滿(mǎn)足下述①式及②式。
0.75≤[In]/([In]+[Zn])≤0.95…①1.0×10-4≤[M]/([In]+[Zn]+[M])≤1.0×10-2…②在此，[In]、[Zn]或[M]分別表示In的原子數(shù)、Zn的原子數(shù)或第三金屬的原子數(shù)。所謂原子數(shù)，是非晶透明導(dǎo)電膜的組合物中單位體積的In、Zn或第三金屬的原子的個(gè)數(shù)。
所謂第一金屬的原子是氧化銦中的銦原子，所謂第二金屬是氧化鋅中的鋅原子。
①式的值小于0.75時(shí)，往往不顯示高的遷移率，透明導(dǎo)電膜的電阻率不充分降低。另外，當(dāng)①式的值超過(guò)0.95時(shí)，透明導(dǎo)電膜變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)，往往蝕刻加工性成問(wèn)題。①式的值的優(yōu)選范圍是0.80-0.90。更優(yōu)選是0.82-0.90。
在本發(fā)明的第1-1組的非晶透明導(dǎo)電膜中，上述透明導(dǎo)電膜含有第三金屬。通過(guò)含有該第三金屬，從氧化銦拉走氧，透明導(dǎo)電膜的電阻率降低。當(dāng)②式的值小于1.0×10-4時(shí)，有時(shí)不能進(jìn)行透明導(dǎo)電膜的充分的低電阻化。另外②式的值超過(guò)1.0×10-2時(shí)，往往即使添加第三金屬也得不到效果。在本發(fā)明中添加的第三金屬是Re、Nb、W、Mo或Zr。
②式的優(yōu)選值根據(jù)第三金屬的種類(lèi)而不同。第三金屬為Re的場(chǎng)合，優(yōu)選是1.0×10-4～5.0×10-3，更優(yōu)選是5.0×10-4～2.0×10-3。第三金屬為Nb、W、Mo的場(chǎng)合，優(yōu)選是1.0×10-3～1.0×10-2，更優(yōu)選是2.0×10-3～8.0×10-3。第三金屬為Zr的場(chǎng)合，優(yōu)選是1.0×10-3～1.0×10-2，更優(yōu)選是2.0×10-3～8.0×10-3。
第1-1組的其他發(fā)明也可以進(jìn)一步含有錫。優(yōu)選用[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])([Sn]表示Sn的原子數(shù))定義的錫的含量是1.0×10-2～9.0×10-2。所謂原子數(shù)是非晶透明導(dǎo)電膜的組合物中單位體積的Sn的原子的個(gè)數(shù)。當(dāng)含有該范圍(1.0×10-2～9.0×10-2)外的量的錫時(shí)，有時(shí)透明導(dǎo)電膜的電阻率變大。特別優(yōu)選的范圍是1.5×10-2～3.0×10-2。
上述第1-1組的非晶透明導(dǎo)電膜能夠使用后述的濺射靶成膜。
第1-2組(濺射靶的發(fā)明)(1)本發(fā)明的第1-2組是關(guān)于上述非晶透明導(dǎo)電膜的原料靶的。本發(fā)明的第1-2組的1個(gè)側(cè)面是濺射靶，其特征在于，是上述非晶透明導(dǎo)電膜用濺射靶，包含氧化銦、氧化鋅、和選自Re、Nb及Zr的1種或2種或以上的第三金屬。
優(yōu)選上述濺射靶滿(mǎn)足下述③式及④式。
0.75≤[In]/([In]+[Zn])≤0.95…③1.0×10-4≤[M]/([In]+[Zn]+[M])≤1.0×10-2…④在此，[In]、[Zn]或[M]分別表示In的原子數(shù)、Zn的原子數(shù)或第三金屬的原子數(shù)。
使用濺射靶成膜的非晶透明導(dǎo)電膜的組成比，與使用的濺射靶的組成比大致成比例。因此，如果濺射靶滿(mǎn)足上述③式及④式，則能容易形成上述非晶透明導(dǎo)電膜。另外，也可以根據(jù)需要含有錫。該場(chǎng)合，優(yōu)選用[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])([Sn]表示Sn的原子數(shù))定義的錫的含量是1.0×10-2～9.0×10-2。更優(yōu)選是1.5×10-2～3.0×10-2。
而且，優(yōu)選濺射靶中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是5μm或以下。當(dāng)最大晶粒粒徑超過(guò)5μm時(shí)，有時(shí)在濺射時(shí)發(fā)生球粒。更優(yōu)選的最大晶粒粒徑是3μm或以下。
所謂氧化鋅的最大晶粒粒徑，是指用EPMA(電子探針微分析儀)測(cè)定濺射靶表面的任意的1個(gè)表面部分(30μm畫(huà))得到的氧化鋅的粒徑之中最大的粒徑。
另外，優(yōu)選上述第三金屬分散在氧化銦相中。所謂分散在氧化銦相中意指在X射線結(jié)構(gòu)解析濺射靶的場(chǎng)合未能看到起因于第三金屬的峰。
上述濺射靶的制造方法使用公知的方法即可。例如可舉出燒結(jié)法等方法。
第1-3組(非晶透明電極襯底的發(fā)明)(2)本發(fā)明的第1-3組是關(guān)于非晶透明電極襯底的。本發(fā)明的第1-3組的1個(gè)側(cè)面的特征在于，是在襯底上疊層1層或2層或以上的上述非晶透明導(dǎo)電膜而成。
在襯底上成膜的非晶透明導(dǎo)電膜可以是單層，還可以是疊層多數(shù)的組成不同的非晶透明導(dǎo)電膜的多層。在襯底上成膜的非晶透明導(dǎo)電膜的厚度合計(jì)量?jī)?yōu)選1-1000nm。更優(yōu)選是5-500nm。
襯底的種類(lèi)沒(méi)有限制，但優(yōu)選玻璃、耐熱樹(shù)脂片、陶瓷片等強(qiáng)度和耐熱性?xún)?yōu)異的襯底。
第1-4組(非晶透明電極襯底的制造方法的發(fā)明)(3)本發(fā)明的第1-4組是關(guān)于上述非晶透明電極襯底的制造方法的。本發(fā)明的第1-4組的1個(gè)側(cè)面是制造上述的第1-3組的非晶透明電極襯底的方法，其特征在于，包含使用上述第1-2組的任1種濺射靶在襯底上形成上述非晶透明導(dǎo)電膜的工序、和將上述襯底上的上述非晶透明導(dǎo)電膜加熱至200℃或以上的工序。
在制造上述非晶透明電極襯底的場(chǎng)合，使用上述濺射靶通過(guò)濺射在襯底上形成非晶透明導(dǎo)電膜即可。為了降低在襯底上成膜的非晶透明導(dǎo)電膜的電阻率，優(yōu)選在200℃或以上加熱非晶透明導(dǎo)電膜。加熱溫度的上限根據(jù)襯底的耐熱溫度而不同，但優(yōu)選是400℃或以下。更優(yōu)選的溫度范圍是230-350℃，特別優(yōu)選是250-300℃。
優(yōu)選在氧濃度為0.1vol％或以下的狀態(tài)下加熱上述非晶透明電極襯底。當(dāng)在氧濃度超過(guò)0.1vol％的狀態(tài)下加熱上述非晶透明電極襯底時(shí)，往往非晶透明導(dǎo)電膜與氧反應(yīng)，非晶透明導(dǎo)電膜的電阻率增大。更優(yōu)選在氧濃度為0.05vol％或以下的狀態(tài)加熱。另外，優(yōu)選在氫共存下加熱。通過(guò)在氫的存在下加熱，氧被從透明導(dǎo)電膜吸除，載流子密度增大，能夠降低電阻率。優(yōu)選的氫濃度是1-10vol％。當(dāng)氫濃度超過(guò)10vol％時(shí)，往往非晶透明導(dǎo)電膜著色，當(dāng)小于1vol％時(shí)，往往得不到充分的效果。更優(yōu)選的氫濃度是3-8vol％。
第2組發(fā)明然后，說(shuō)明主要用于達(dá)到上述第2目的的第2組發(fā)明。該第2組發(fā)明在后述的第2實(shí)施方案中詳細(xì)說(shuō)明。第2組的透明電極與第1組的非晶透明導(dǎo)電膜實(shí)質(zhì)上相同，在第2組發(fā)明中，將非晶透明導(dǎo)電膜作為電極使用，著眼于其功能，稱(chēng)為透明電極。
基本構(gòu)成(類(lèi)型2A)為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的液晶顯示器用濾色器是具備電絕緣性透明襯底、設(shè)置在上述電絕緣性透明襯底之上的著色層、和設(shè)置在上述著色層之上的透明電極，且具有以下特征的濾色器。
即，所述顯示器用濾色器，其特征在于，上述透明電極是含有鋅元素及銦元素的非晶氧化物，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的元素。為方便起見(jiàn)將該構(gòu)成稱(chēng)為類(lèi)型2A。
基本構(gòu)成(類(lèi)型2B)另外，本發(fā)明的顯示器用濾色器，為了達(dá)到上述的目的，其特征在于，具備電絕緣性透明襯底、設(shè)置在上述電絕緣性透明襯底之上的透明電極、和設(shè)置在上述透明電極之上的著色層，上述透明電極是含有鋅元素及銦元素的非晶氧化物，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的元素。該構(gòu)成是交換了類(lèi)型2A的透明電極和著色層的位置的構(gòu)成，為方便起見(jiàn)稱(chēng)為類(lèi)型2B。它們?yōu)樾问缴喜煌臉?gòu)成，但作為特征的構(gòu)成(透明電極的材質(zhì))是同樣的。
采用這些基本構(gòu)成的濾色器，如果是使用帶電極的濾色器的顯示器，則用于怎樣的顯示器中都可以?？墒?，認(rèn)為大多情況典型地用于液晶顯示器。在用于液晶顯示器中的場(chǎng)合，上述發(fā)明是“液晶顯示器用濾色器”，上述透明電極是“液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極”。
以下以主要用在液晶顯示器中的濾色器為例進(jìn)行本發(fā)明的說(shuō)明。
電絕緣性透明襯底作為電絕緣性透明襯底，可使用歷來(lái)作為液晶顯示器用濾色器的襯底而被利用的種種材質(zhì)的襯底。
作為電絕緣性透明襯底的具體例，列舉出青板玻璃、白板玻璃、無(wú)堿玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃等各種電絕緣性透明玻璃。另外，作為電絕緣性透明襯底的其他具體例，列舉出聚碳酸酯、聚醚砜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚烯丙基化物、非晶聚烯烴、烯丙基二乙二醇碳酸酯、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚醚等各種電絕緣性聚合物。另外，作為電絕緣性透明襯底的其他具體例，列舉出在上述的電絕緣性透明玻璃等上涂覆了上述的電絕緣性聚合物的襯底等。本發(fā)明中的電絕緣性透明襯底如過(guò)去那樣未必需要是板狀，也可以是薄片狀或膜狀。
著色層作為著色層，能夠利用歷來(lái)作為著色層使用的各種的著色材料。
另外，與過(guò)去同樣，根據(jù)目標(biāo)濾色器是多色顯示用的或全色顯示用的而適宜組合地使用光譜透射率特性不同的多數(shù)種類(lèi)的著色層。另外，同樣地，根據(jù)目標(biāo)濾色器裝備怎樣種類(lèi)的背光照明而使用于液晶顯示器等而適宜組合地使用光譜透射率特性不同的多數(shù)種類(lèi)的著色層。它們所使用的多數(shù)種類(lèi)的著色層的各自的材料，除了根據(jù)目標(biāo)著色層的光譜透射率特性適宜選擇外，也根據(jù)著色層的形成方法等適宜選擇。
著色層的形成方法并不特別限定，根據(jù)目標(biāo)濾色器所要求的精度等從染色法、印刷法、分散法、電沉積法、膠束電解法等歷來(lái)被利用的各種方法之中適宜選擇。
采用染色法形成著色層的場(chǎng)合，作為其材料例如使用在明膠、酪蛋白、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等中添加了感光劑的物質(zhì)、和酸性染料或反應(yīng)性染料。
采用印刷法形成著色層的場(chǎng)合，例如使用在預(yù)聚物中添加了顏料及分散助劑的物質(zhì)或油墨。
另外，采用分散法形成著色層的場(chǎng)合，例如使用使透明感光性樹(shù)脂或透明樹(shù)脂中分散了染料、有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料等著色劑的著色樹(shù)脂液。在采用電沉積法形成著色層的場(chǎng)合，例如使用使顏料等著色劑和聚合物分散于所要求的溶液中而得到的電沉積液。
在采用膠束電解法形成著色層的場(chǎng)合，例如使用使具有所要求的電導(dǎo)度的水性介質(zhì)中分散了膠束化劑和疏水性色素的物質(zhì)。
在采用電沉積法及膠束電解法形成著色層的場(chǎng)合，需要進(jìn)行電沉積或電解的透明電極，在這些方法中，著色層在上述透明電極的表面形成。在這些場(chǎng)合，可以將用于形成著色層的透明電極直接作為液晶驅(qū)動(dòng)用的電極使用，也可以如后述那樣在著色層之上另行設(shè)置液晶驅(qū)動(dòng)用電極。在此，將用于形成著色層的透明電極直接作為液晶驅(qū)動(dòng)用電極使用的場(chǎng)合，作為電極材料使用后述的所規(guī)定的非晶氧化物。此非晶氧化物如后述那樣在本發(fā)明中是特征性的事項(xiàng)之一。
作為著色層，不只1種，也優(yōu)選有多種(多色)。該多種的著色層的各色的配置樣式并不特別限定。與過(guò)去同樣，能夠根據(jù)將目標(biāo)濾色器用于怎樣的操作模式或性能的液晶顯示器等來(lái)采用種種的配置樣式。例如，能夠適宜采用條帶型、鑲嵌型、三角型、四象素配置型等。
透明電極本發(fā)明的類(lèi)型2A的顯示器用濾色器，在上述的多種的著色層之上設(shè)置著透明電極，該透明電極包含含有鋅元素及銦元素作為成分的非晶氧化物。在將本發(fā)明構(gòu)筑成為液晶顯示器用濾色器的場(chǎng)合，該透明電極成為“液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極”。
另外，本發(fā)明的類(lèi)型2B的顯示器用濾色器，在電絕緣性透明襯底之上設(shè)置著透明電極，再在其上設(shè)置著著色層。該透明電極包含含有鋅元素及銦元素作為成分的非晶氧化物。“含有鋅元素及銦元素作為成分”的典型的一例，是“作為主要的陽(yáng)離子元素含有鋅元素及銦元素”。另外，在將本發(fā)明構(gòu)筑成為液晶顯示器用濾色器的場(chǎng)合，與類(lèi)型2A同樣，該透明電極成為“液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極”。
In和Zn的原子比在類(lèi)型2A·類(lèi)型2B的任何構(gòu)成中，該非晶氧化物中的鋅元素及銦元素的原子比[In]/([Zn]+[In])優(yōu)選是0.75或以上小于0.95。上述原子比小于0.75的易變?yōu)榫w，伴隨結(jié)晶易產(chǎn)生裂紋或折皺。另一方面，當(dāng)原子比變?yōu)?.95或以上時(shí)，導(dǎo)電性降低，不優(yōu)選。上述原子比更優(yōu)選是0.8或以上小于0.95。進(jìn)而，該原子比更進(jìn)一步優(yōu)選是0.8或以上小于0.9。
在此，[In]表示銦原子的單位質(zhì)量的原子數(shù)，[Zn]表示銦原子的單位質(zhì)量的原子數(shù)。以下使用同樣的記載。
Re、Nb、Zr、W、Mo的添加另外，本發(fā)明的(液晶驅(qū)動(dòng)用)透明電極(非晶氧化物)其特征在于，作為鋅元素及銦元素以外的陽(yáng)離子元素，還進(jìn)一步含有選自Re、Nb、Zr、W、Mo的1種或以上的元素，這已經(jīng)在前面敘述了。通過(guò)含有這些元素，能夠提高非晶氧化物((液晶驅(qū)動(dòng)用)透明電極)的導(dǎo)電性。
可是，這些元素的合計(jì)量在全部陽(yáng)離子元素的總量中所占的比率超過(guò)1at％(原子％)時(shí)，因離子的散亂使得導(dǎo)電性易降低。為此，這些元素的合計(jì)量的比例(成分比率)存在優(yōu)選的數(shù)值范圍，但該范圍根據(jù)各個(gè)元素而不同。
例如Re的場(chǎng)合，相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量，優(yōu)選為0.0001或以上、0.005或以下，更優(yōu)選為0.0005或以上、0.005或以下。Nb、Zr、W、及Mo的場(chǎng)合，相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量，優(yōu)選為0.001或以上、0.01或以下，更優(yōu)選為0.002或以上、0.008或以下。
其他本發(fā)明的構(gòu)成而且，在其他的本發(fā)明中，上述透明電極(或液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)的特征在于，是在上述基本構(gòu)成(類(lèi)型2A、類(lèi)型2B)的成分之外還含有Sn元素的非晶氧化物。
這樣，通過(guò)使構(gòu)成透明電極(或液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)的非晶氧化物中進(jìn)一步含有Sn元素，能夠進(jìn)一步提高導(dǎo)電性?？墒?，根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人的研究判明當(dāng)Sn在全部陽(yáng)離子元素的總量中占有的含有比例即原子比變?yōu)?.03或以上時(shí)，由于離子的散亂，導(dǎo)電性易降低。
因此，Sn在全部陽(yáng)離子元素的總量中占有的含有比例(原子比)優(yōu)選是0.015或以上、小于0.03。該比例(原子比)更優(yōu)選是0.018或以上、小于0.03，進(jìn)一步優(yōu)選是0.02或以上、小于0.028。
包含上述的非晶氧化物的透明電極(或液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)與過(guò)去同樣能夠設(shè)置在a.上述的多種的著色層之上、或者b.上述的電絕緣性透明襯底和多種的著色層之間。
可是，為了防止顯示元件(例如液晶顯示元件)的閾值電壓上升或上升邊的尖頂降低等，優(yōu)選設(shè)置在上述的多種的著色層之上。該場(chǎng)合，也可以直接設(shè)置在著色層之上，但為了謀求提高透明電極的平坦性或平滑性、或者保護(hù)著色層等，優(yōu)選通過(guò)透明保護(hù)層設(shè)置電極。該透明保護(hù)層與過(guò)去同樣能夠采用丙烯酸系透明樹(shù)脂或聚酰亞胺系透明樹(shù)脂等形成。
透明電極的膜厚包含上述非晶氧化物的透明電極(或液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)的膜厚，優(yōu)選是30埃-1μm。當(dāng)小于30埃時(shí)，得到充分的導(dǎo)電性是困難的，另一方面，當(dāng)超過(guò)1μm時(shí)，光線透射率易降低。
膜厚的更優(yōu)選的值是500-5000埃，特別優(yōu)選是800-4000埃。另外，該透明電極的形狀與過(guò)去同樣根據(jù)將目標(biāo)濾色器用于怎樣的操作模式的液晶顯示器等而適宜選擇。
透明電極的形狀例如在單純矩陣型液晶顯示器或二極管方式的有源矩陣型液晶顯示器中利用的濾色器，透明電極成為設(shè)置成多條的條帶狀的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。
另外，在薄膜晶體管方式的有源矩陣型液晶顯示器中利用的濾色器，上述透明電極可以制成采用單片膜構(gòu)成的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，但還可以制成針對(duì)每個(gè)象素蝕刻加工的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。
這樣的場(chǎng)合的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，例如采用以下的形態(tài)的任1方式設(shè)置。
a.對(duì)全部的象素設(shè)置成共有的單片膜狀。
b.象素電極內(nèi)部蝕刻成長(zhǎng)條形而設(shè)置。
c.象素電極內(nèi)部蝕刻成矩形而設(shè)置。
d.象素電極內(nèi)部蝕刻成圓形而設(shè)置。
e.象素電極內(nèi)部蝕刻成“く”字型而設(shè)置。
f.象素電極內(nèi)部蝕刻成鋸齒形而設(shè)置。
這樣蝕刻的透明電極一般通過(guò)使用蝕刻法將具有所要求的大小的透明導(dǎo)電膜圖形化來(lái)制作。
作為蝕刻所使用的蝕刻液，使用硝酸-鹽酸的混合液(王水)、鹽酸-氯化鐵水溶液、氫溴酸(HBr)水溶液、磷酸-醋酸-硝酸的混合液(PAN系蝕刻劑)、草酸等有機(jī)酸的水溶液等。在此，王水或鹽酸-氯化鐵水溶液、氫溴酸(HBr)水溶液等是強(qiáng)酸。因此，有時(shí)需要設(shè)備的耐酸性。另外，由于是強(qiáng)酸，因此也往往產(chǎn)生酸的再生問(wèn)題、及用于酸再生的輸送上的問(wèn)題等。相對(duì)于此，在弱酸的場(chǎng)合，那樣的問(wèn)題與強(qiáng)酸比一般變小，大多情況下解決·準(zhǔn)備容易。因此，存在PAN系和有機(jī)弱酸的蝕刻被喜好的傾向。
這樣，通過(guò)將象素部分圖形化，尤其能夠很好地構(gòu)成有源矩陣液晶顯示器用濾色器。
采用濺射法形成透明電極(或液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)上述的包含非晶氧化物的透明電極、或者成為其基礎(chǔ)的透明導(dǎo)電膜當(dāng)然能夠采用種種的方法形成。
可是，為了防止裂紋或剝離發(fā)生同時(shí)得到高的均質(zhì)性、且附著性?xún)?yōu)異的膜，特別優(yōu)選采用使用含有用In2O3(ZnO)m(m-2-20，優(yōu)選m＝2-8，進(jìn)一步優(yōu)選m＝2-6)表示的六方晶層狀化合物的燒結(jié)體作為靶的濺射法形成。
使用的靶上述靶可以實(shí)質(zhì)上只由上述的六方晶層狀化合物構(gòu)成，另外，也可以在六方晶層狀化合物之外還含有氧化銦或氧化鋅。但是，氧化物的純度優(yōu)選盡可能高，優(yōu)選95％或以上。
而且，優(yōu)選該靶添加了選自Re、Nb、Zr、W、Mo的1種或以上的元素。在使用這樣的靶的場(chǎng)合，能夠得到導(dǎo)電性更高的透明電極或透明導(dǎo)電膜。但是，最終得到的透明電極或透明導(dǎo)電膜中的添加元素(上述的Re、Nb、Zr、W、Mo元素)的比例，相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量超過(guò)0.01(原子比)時(shí)，因離子的散亂導(dǎo)電性反倒易降低。因此，摻雜量進(jìn)行調(diào)整，使得最終得到的透明電極或透明導(dǎo)電膜中的摻雜元素(上述的Re、Nb、Zr、W、Mo元素)的比例相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量不超過(guò)原子比0.01。
另外，能進(jìn)一步向該靶中添加Sn元素。最終得到的透明電極或透明導(dǎo)電膜中的Sn元素的比例相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量超過(guò)0.03時(shí)，因離子的散亂導(dǎo)電性反倒易降低。因此，其Sn的摻雜量進(jìn)行調(diào)整，使得最終得到的透明電極或透明導(dǎo)電膜中的摻雜元素(Sn)的比例相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量不超過(guò)原子比0.03。
靶的制作上述的靶例如可如下那樣得到。
材料的混合首先，混合氧化銦或通過(guò)燒成而變成氧化銦的化合物(例如氯化銦、硝酸銦、醋酸銦、氫氧化銦、銦醇鹽)、和氧化鋅或通過(guò)燒成而變成氧化鋅的化合物(例如氯化鋅、硝酸鋅、醋酸鋅、氫氧化鋅、鋅醇鹽)。
此時(shí)，在該混合物中根據(jù)需要添加從Re、Nb、Zr、W、Mo選擇的金屬氧化物、氫氧化物、醇鹽、氯化物、硝酸鹽、醋酸鹽。通過(guò)使用這樣的成分，得到能制作含有Re、Nb、Zr、W、Mo的任一種的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的靶。
另外，優(yōu)選在上述混合物中進(jìn)一步添加Sn的金屬氧化物、氫氧化物、醇鹽、氯化物、硝酸鹽、醋酸鹽。通過(guò)添加Sn的化合物，得到能制作含有Sn的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的靶。
混合的材料的燒成然后，將這樣得到的混合物在500-1200℃預(yù)燒。然后，將所得到的預(yù)燒物用球磨機(jī)、輥磨機(jī)、珠磨機(jī)、噴射磨等粉碎，得到粒徑為0.01-5.0μm范圍內(nèi)且粒徑一致的粉末。
再者，也可以在粉碎之前在100-800℃實(shí)施還原處理。另外，也可以根據(jù)需要將上述粉末的預(yù)燒、粉碎重復(fù)所要求的次數(shù)。之后，將所得到的粉末加壓形成為所要求的形狀，將成型物在1200-1700℃燒結(jié)。此時(shí)，也可以根據(jù)需要使用聚乙烯醇、甲基纖維素、聚蠟、油酸等作為燒結(jié)助劑。通過(guò)這樣得到燒結(jié)體，能夠得到目標(biāo)靶。
使用了該靶的濺射可通過(guò)RF濺射、DC濺射等進(jìn)行，但從生產(chǎn)率或所得到的膜的膜特性的觀點(diǎn)考慮，工業(yè)上一般優(yōu)選DC濺射法。列舉DC濺射的濺射條件的一例如下。
即，濺射氣氛為氬氣等惰性氣體、或者惰性氣體與氧氣的混合氣，在濺射時(shí)氣氛壓力為5×10-2～1×10-4Torr左右，靶施加電壓為200-500V。在此，濺射時(shí)的真空度小于5×10-2Torr時(shí)，等離子體的穩(wěn)定性變壞。其另一方面，當(dāng)超過(guò)1×10-4Torr時(shí)，提高對(duì)靶的外加電壓變得困難。另外，靶外加電壓小于200V時(shí)，成膜速度慢，缺乏生產(chǎn)率，當(dāng)超過(guò)500V時(shí)，得到良好的膜變得困難，因此優(yōu)選上述的條件。
襯底溫度根據(jù)膜的成膜部位而不同。即，根據(jù)在電絕緣性的透明襯底上直接設(shè)置非晶氧化物膜的場(chǎng)合、在著色層上直接設(shè)置非晶氧化物膜的場(chǎng)合、設(shè)置在透明保護(hù)層上的場(chǎng)合等優(yōu)選的襯底溫度不同。設(shè)定適宜條件使得在任何場(chǎng)合下成為非晶氧化物膜的底材的構(gòu)件都不引起變形、變質(zhì)、分解等。例如，在透明保護(hù)層上設(shè)置非晶氧化物膜的場(chǎng)合，優(yōu)選襯底溫度為室溫～300℃。當(dāng)超過(guò)300℃時(shí)，易產(chǎn)生著色層的變色或透明保護(hù)層的熱分解。再者，對(duì)伴隨襯底溫度的高溫化而產(chǎn)生的制造成本增大也應(yīng)該留意。
這樣得到的非晶氧化物膜，具有與ITO膜同等或在其以上的導(dǎo)電性及光線透射率，同時(shí)具有更高的熱穩(wěn)定性及耐濕熱性。具備由該非晶氧化物膜或?qū)⒃摲蔷а趸锬D形化成為所規(guī)定形狀的膜構(gòu)成的透明電極(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)的本發(fā)明的顯示器用濾色器(液晶顯示器用濾色器)，得到在制造過(guò)程中驅(qū)動(dòng)用透明電極(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)難產(chǎn)生裂紋或剝離的效果。
而且，上述非晶氧化物膜如上述那樣與ITO膜比具有更高的熱穩(wěn)定性及耐濕熱性，因此在濾色器制造后，作為隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的效果，(液晶驅(qū)動(dòng)用)透明電極難產(chǎn)生裂紋和剝離。即，具有經(jīng)年變化小的特征。
遮光層本發(fā)明的液晶顯示器用濾色器與過(guò)去同樣，為了防止漏光導(dǎo)致的對(duì)比度或色純度的降低，也可以在1個(gè)著色層與其他著色層之間或透明保護(hù)層之上等具備包含金屬鉻或著色光致抗蝕劑等的遮光層。該遮光層進(jìn)行設(shè)置，使得在俯視裝備了濾色器的彩色液晶顯示器時(shí)該遮光層位于象素間，其總體形狀一般呈矩陣狀或條帶狀。
彩色液晶面板的構(gòu)成另外，使用本發(fā)明的液晶顯示器用濾色器的彩色液晶面板，除了該濾色器之外還與具備所規(guī)定形狀的透明電極的電絕緣性透明襯底(以下叫做驅(qū)動(dòng)用襯底)組合而構(gòu)成。在此，在本發(fā)明的濾色器與該驅(qū)動(dòng)用襯底之間填充液晶。本發(fā)明的濾色器和上述驅(qū)動(dòng)用襯底配置在夾著封入了所要求的液晶的空間而相對(duì)的位置。
典型的驅(qū)動(dòng)襯底例如具備驅(qū)動(dòng)各象素的象素電極、和對(duì)該象素電極外加電壓的薄膜晶體管。在該薄膜晶體管上從畫(huà)面的縱向和橫向連接著信號(hào)線，通過(guò)該信號(hào)線驅(qū)動(dòng)每個(gè)象素的該薄膜晶體管，從而驅(qū)動(dòng)各象素。
在相向配置本發(fā)明的濾色器、和驅(qū)動(dòng)用襯底時(shí)，兩者進(jìn)行配置使得各自的電絕緣性襯底朝向外側(cè)。而且在兩者之間除液晶外還分散配置由玻璃珠或聚合物粒子構(gòu)成的間隔體。通過(guò)這些間隔體的作用，兩者的間隙被維持在所規(guī)定的間隔。另外，在構(gòu)成液晶面板時(shí)的上述濾色器及上述驅(qū)動(dòng)用襯底的各內(nèi)側(cè)面上根據(jù)需要配置取向膜。
在此所說(shuō)的彩色液晶面板也有時(shí)被稱(chēng)為彩色液晶顯示裝置、或者簡(jiǎn)單被稱(chēng)為液晶顯示裝置。而且，也有時(shí)被稱(chēng)為彩色液晶顯示器、或簡(jiǎn)單被稱(chēng)為液晶顯示器。
本發(fā)明的液晶顯示器用濾色器，如果是利用濾色器的彩色液晶顯示器，則在直視型、正投型、背投型的任何類(lèi)型的彩色液晶顯示器上都能夠利用。作為彩色液晶顯示器的具體例，列舉出計(jì)算機(jī)用或文字處理機(jī)用或設(shè)備監(jiān)視器用的彩色液晶顯示器、液晶彩色投影儀、液晶彩色電視、液晶彩色架空投影儀、彩色車(chē)載儀表屏、カラ-オ-ロラビジョン(商品名)之類(lèi)的大畫(huà)面彩色液晶顯示器。
另外，本發(fā)明的顯示器用濾色器用于液晶顯示器以外的顯示器也很合適。
發(fā)明效果第1效果(關(guān)于第1組的發(fā)明)本發(fā)明的第1-1組的非晶透明導(dǎo)電膜具有低的電阻率的同時(shí)，其遷移率大，因此追隨多晶Si的開(kāi)關(guān)速度。為此，適合于用在高速應(yīng)答性TFT-LCD及有機(jī)EL的電極等上。特別是由于本發(fā)明的第1-1組的非晶透明導(dǎo)電膜為非晶態(tài)，因此蝕刻時(shí)的加工性?xún)?yōu)異，有能夠以高成品率生產(chǎn)高精細(xì)的顯示器的可能性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第1-4組的非晶透明導(dǎo)電膜的制造方法，能夠得到具有低的電阻率的非晶透明導(dǎo)電膜。
另外，本發(fā)明的第1-2組的濺射靶，由于濺射時(shí)靶幾乎不產(chǎn)生球粒，因此幾乎沒(méi)有靶表面的異常放電或在所成膜的材料上產(chǎn)生的異物。
第2效果(關(guān)于第2組的發(fā)明)本發(fā)明的第2組的顯示器用濾色器，在制造過(guò)程中液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極難產(chǎn)生裂紋和剝離，且在制造后隨時(shí)間經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)用透明電極也難產(chǎn)生裂紋和剝離。因此，根據(jù)本第2組的發(fā)明，能夠更容易地提供可靠性更高的顯示器用濾色器。
附圖的詳細(xì)說(shuō)明圖1A是表示在本實(shí)施方案第1組的濺射靶上載置了第三金屬的金屬絲的狀態(tài)的平面圖。
圖1B是表示在本實(shí)施方案第1組的濺射靶上載置了第三金屬的金屬絲的狀態(tài)的截面圖。
圖2A是表示本實(shí)施方案第2組的液晶顯示器用濾色器的基本構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。
圖2B是表示本實(shí)施方案第2組的液晶顯示器用濾色器的另一基本構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。
圖3是本實(shí)施方案第2組的象素電極(其內(nèi)部蝕刻成長(zhǎng)條形的象素電極)的模式圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方案以下參照附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
實(shí)施方案第1組以下基于


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案第1組。實(shí)施方案第1組是關(guān)于上述第1組發(fā)明的實(shí)施方案，以下關(guān)于19個(gè)具體的實(shí)施例(實(shí)施例1-1～實(shí)施例1-18、變形實(shí)施例1-1)、和6個(gè)比較例(比較例1-1～比較例1-6)進(jìn)行說(shuō)明?？墒?，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施例。
表示In的原子數(shù)，[Zn]表示Zn的原子數(shù)，[M]表示第三金屬原子的原子數(shù)，[Sn]表示Sn的原子數(shù)。所謂原子數(shù)，是非晶透明導(dǎo)電膜的組合物中單位體積的In、Zn、第三金屬或Sn的原子的個(gè)數(shù)。另外，EPMA是電子探針微分析儀。
另外，X射線結(jié)構(gòu)解析使用X射線結(jié)構(gòu)解析裝置(理學(xué)電子公司制)進(jìn)行。金屬原子數(shù)使用感應(yīng)等離子原子光譜分析器(精工電子公司制)測(cè)定。氧化鋅的最大晶粒粒徑使用EPMA裝置(日立制作所公司制)采用EPMA法測(cè)定。非晶透明導(dǎo)電膜的透射率使用自記分光光度計(jì)((株)島津制作所制)測(cè)定550nm下的透射率。
混合氧化銦和氧化鋅，使得表示In的原子數(shù)相對(duì)于總金屬原子數(shù)的比例的[In]/([In]+[Zn])值變?yōu)?.89，通過(guò)濕式粉碎得到粉體。將該粉體干燥造粒后，壓制成型，得到成型體。將所得到的成型體加熱至1450℃燒結(jié)，得到密度6.85g/cm3的4英寸見(jiàn)方濺射靶A。
濺射靶A中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是2.8μm。另外，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)解析判明濺射靶A含有由In2O3(ZnO)5構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
在RF磁控管濺射裝置((株)島津制作所制)內(nèi)安裝玻璃襯底，使該玻璃襯底的溫度在200℃。如圖1所示，在濺射靶A的邊緣部載置作為第三金屬的Re金屬絲1(直徑Φ1mm，長(zhǎng)2.5mm)，在壓力0.1Pa下濺射，在玻璃襯底上形成了厚120nm的透明導(dǎo)電膜。接著，在Ar氣氛下、300℃將該玻璃襯底加熱1小時(shí)。據(jù)此制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。圖1A是表示在上述濺射靶A上載置了作為第三金屬的Re絲1的狀態(tài)的平面圖，圖1B是其b-b截面圖。
在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值是0.5×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是219μ·Ω·cm、9.30×1020/cm3、31cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲放置在濺射靶的邊緣部和中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值是2.3×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是213μ·Ω·cm、9.72×1020/cm3、30cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲放置在濺射靶的中央部以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值是3.7×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是225μ·Ω·cm、9.00×1020/cm3、31cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了代替Re絲將Nb絲放置在濺射靶的邊緣部以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明電極中，表示Nb原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])值是1.4×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是239μ·Ω·cm、6.63×1020/cm3、40cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Nb絲放置在濺射靶的邊緣部和中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-4同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Nb原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])值是3.6×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是229μ·Ω·cm、7.41×1020/cm3、37cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Nb絲放置在濺射靶的中央部以外，采用與實(shí)施例1-4同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Nb原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])值是4.5×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是231μ·Ω·cm、7.18×1020/cm3、38cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了代替Re絲將Zr絲放置在濺射靶的邊緣部以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明電極中，表示Zr原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])值是4.2×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是232μ·Ω·cm、8.00×1020/cm3、34cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Zr絲放置在濺射靶的邊緣部和中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-7同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明電極中，表示Zr原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])值是6.4×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是235μ·Ω·cm、7.90×1020/cm3、34cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。

除了將Zr絲放置在濺射靶的中央部以外，采用與實(shí)施例1-7同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明電極中，表示Zr原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])值是7.9×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是239μ·Ω·cm、7.70×1020/cm3、35cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
混合氧化銦、氧化鋅及錫，使得表示In原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[In]/([In]+[Zn])值變?yōu)?.83，表示Sn原子數(shù)的比例的[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])值變?yōu)?.8×10-2，通過(guò)濕式粉碎得到粉體。將該粉體干燥造粒后，壓制成型得到成型體。將所得到的成型體加熱至1450℃燒結(jié)，得到密度6.88g/cm3的4英寸見(jiàn)方濺射靶B。
濺射靶B中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是2.2μm。另外，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)解析判明濺射靶B含有由In2O3(ZnO)5構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
在與實(shí)施例1-1同型的RF磁控管濺射裝置內(nèi)安裝玻璃襯底，使該玻璃襯底的溫度在250℃。除了該點(diǎn)以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。
在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值是0.5×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是185μ·Ω·cm、10.20×1020/cm3、36cm2/V·s ec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成Nb絲，并將該Nb絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Nb原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])值是4.0×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是210μ·Ω·cm、10.50×1020/cm3、31cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成Zr絲，并將該Zr絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Zr原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])值是6.5×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是208μ·Ω·cm、9.97×1020/cm3、30cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
混合氧化銦、氧化鋅、錫，使得表示In原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[In]/([In]+[Zn])值變?yōu)?.83，表示Sn原子數(shù)的比例的[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])值變?yōu)?.8×10-2，通過(guò)濕式粉碎得到粉體。將該粉體干燥造粒后，壓制成型得到成型體。將所得到的成型體加熱至1450℃燒結(jié)，得到密度6.68g/cm3的4英寸見(jiàn)方濺射靶C。
濺射靶C中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是2.1μm。另外，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)解析判明濺射靶C含有由In2O3(ZnO)5構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
代替實(shí)施例1-10的濺射靶B，使用上述得到的濺射靶C進(jìn)行濺射。除了該點(diǎn)以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。
在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值是0.5×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是186μ·Ω·cm、10.20×1020/cm3、36cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成Nb絲，并將該Nb絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-13同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Nb原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])值是4.1×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是212μ·Ω·cm、10.00×1020/cm3、30cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成Zr絲，并將該Zr絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-13同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Zr原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])值是6.7×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是216μ·Ω·cm、7.80×1020/cm3、36cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成W絲，并將該W絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示W(wǎng)原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[W]/([In]+[Zn]+[W])值是1.3×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是213μ·Ω·cm、9.70×1020/cm3、30cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
除了將Re絲替換成Mo絲，并將該Mo絲放置在濺射靶的邊緣部與中央部的中央位置以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。在玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜中，表示Mo原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Mo]/([In]+[Zn]+[Mo])值是4.2×10-3。測(cè)定了該透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是215μ·Ω·cm、9.20×1020/cm3、32cm2/V·sec、及90％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
混合氧化銦、氧化鋅、錫及Re，使得表示n原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[In]/([In]+[Zn])值變?yōu)?.83，表示Sn原子數(shù)的比例的[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])值變?yōu)?.5×10-2，表示Re原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值變?yōu)?.1×10-4，通過(guò)濕式粉碎得到粉體。將該粉體干燥造粒后，壓制成型得到成型體。將所得到的成型體加熱至1450℃燒結(jié)，得到密度6.89g/cm3的4英寸見(jiàn)方濺射靶D。
濺射靶D中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是2.3μm。另外，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)解析判明濺射靶D含有由In2O3(ZnO)5構(gòu)成的六方晶層狀化合物。此時(shí)，未發(fā)現(xiàn)起因于Re金屬的峰。
在與實(shí)施例1-1同型的RF磁控管濺射裝置內(nèi)安裝玻璃襯底，使該玻璃襯底的溫度在250℃。使用上述制造的濺射靶D在壓力0.1Pa下濺射，在玻璃襯底上形成了厚120nm的透明導(dǎo)電膜。接著，在Ar氣氛下、250℃將上述玻璃襯底加熱1小時(shí)。據(jù)此制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。
測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是183μ·Ω·cm、10.5×1020/cm3、及37cm2/V·sec、90％。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶。即，所得到的透明導(dǎo)電膜是低電阻的非晶透明導(dǎo)電膜。
而且，使用與上述濺射靶D另外的新濺射靶D，在上述條件下連續(xù)50小時(shí)進(jìn)行濺射，結(jié)果未發(fā)生異常放電。另外，在該50小時(shí)的濺射中使用的濺射靶D的表面未產(chǎn)生球粒。
對(duì)于上述各實(shí)施例1-1～1-18，在Ar氣氛中進(jìn)行了非晶透明導(dǎo)電膜的熱處理工序。在上述Ar氣氛中，不用說(shuō)，氧濃度是0.1vol％或以下。另外，本發(fā)明不限定于這些，也可以在氫共存下進(jìn)行非晶透明導(dǎo)電膜的加熱處理。此時(shí)，共存的氫的濃度優(yōu)選是1-10vol％。
不將實(shí)施例1-1的Re絲放置在濺射靶A上就進(jìn)行了濺射。除了該點(diǎn)以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。
測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是350μ·Ω·cm、9.20×1020/cm3、19cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)?？墒牵玫降姆蔷该鲗?dǎo)電膜的電阻率比實(shí)施例1-1的非晶透明導(dǎo)電膜的電阻率高。
除了將Re絲放置在濺射靶A的エロ-ジヨン以外，采用與實(shí)施例1-1同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是263μ·Ω·cm、6.57×1020/cm3、37cm2/V·sec、及87％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶態(tài)。
除了將Re絲變更成Nb絲以外，采用與比較例1-2同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是266μ·Ω·cm、6.69×1020/cm3、35cm2/V·sec、及88％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶。
除了將Re絲變更成Zr絲以外，采用與比較例1-2同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是268μ·Ω·cm、7.78×1020/cm3、29cm2/V·sec、及89％(表1-1)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶。
不將實(shí)施例1-10的Re絲放置在濺射靶上就進(jìn)行濺射。除了該點(diǎn)以外，采用與實(shí)施例1-10同樣的方法制造了透明導(dǎo)電膜。測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是328μ·Ω·cm、6.43×1020/cm3、29.6cm2/V·sec、及89％(表1-2)。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶。
使實(shí)施例1-18的表示Re原子數(shù)對(duì)于全部金屬原子數(shù)的比例的[Re]/([In]+[Zn]+[Re])值為1.5×10-2，進(jìn)行了濕式粉碎。除了該點(diǎn)，采用與實(shí)施例1-18同樣的方法制造了密度6.86g/cm3的4英寸見(jiàn)方濺射靶E。
濺射靶E中的氧化鋅的最大晶粒粒徑是2.2μm。另外，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)解析判明濺射靶E含有由In2O3(ZnO)5構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
代替實(shí)施例1-18的濺射靶D使用濺射靶E進(jìn)行了濺射。除了該點(diǎn)，采用與實(shí)施例1-18同樣的方法制造了在玻璃襯底上形成了透明導(dǎo)電膜的透明電極襯底。
測(cè)定了玻璃襯底上的透明導(dǎo)電膜的電阻率、載流子密度、遷移率及透射率，分別是263μ·Ω·cm、6.57×1020/cm3、37cm2/V·sec、及87％。另外，X射線結(jié)構(gòu)解析透明導(dǎo)電膜的結(jié)果知道是非晶?？墒?，所得到的非晶透明導(dǎo)電膜的電阻率比實(shí)施例1-1的非晶透明導(dǎo)電膜的電阻率高。
而且，使用另一濺射靶E，在上述條件下連續(xù)50小時(shí)進(jìn)行濺射，結(jié)果發(fā)生了異常放電。另外，在濺射結(jié)束后的濺射靶E的表面發(fā)現(xiàn)了球粒。
表1-1

*)波長(zhǎng)550nm下的透射率表1-2

*)波長(zhǎng)550nm下的透射率實(shí)施方案第2組以下基于

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案第2組。實(shí)施方案第2組是關(guān)于上述第2組的實(shí)施方案，以下關(guān)于10個(gè)具體的實(shí)施例(實(shí)施例2-1～實(shí)施例2-10)、和6個(gè)比較例(比較例2-1～比較例2-6)進(jìn)行說(shuō)明。
在以下的說(shuō)明中，主要進(jìn)行液晶顯示器用濾色器的說(shuō)明，對(duì)于透明電極為液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的例子進(jìn)行說(shuō)明?？墒?，本發(fā)明的顯示器用濾色器當(dāng)然能夠用于使用帶電極的濾色器的種種的顯示器。
另外，第2組實(shí)施方案中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極與第1組實(shí)施方案中的非晶透明導(dǎo)電膜實(shí)質(zhì)上同樣，在第2組實(shí)施方案中，使用非晶透明導(dǎo)電膜作為電極，因此著眼于其功能稱(chēng)為液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。
在實(shí)施例2-1中，給出按電絕緣性透明襯底、著色層、液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的順序疊層的液晶顯示器用濾色器的例子。
(1)著色層的形成準(zhǔn)備在作為電絕緣性透明襯底的玻璃襯底上形成面電阻20Ω/□的ITO膜的(ジオマテツク公司制，玻璃襯底是表面拋光的青板玻璃(二氧化硅デイツプ品))，按下述(a)-(d)的順序采用膠束電解法形成了著色層。
(a)采用光刻法形成電解用ITO電極在上述ITO膜之上以1000rpm的旋轉(zhuǎn)速度旋涂紫外線固化型抗蝕劑(富士ハントエレクトロニクステクノロジ-公司制的FH22130)。旋涂后，在80℃進(jìn)行15分鐘預(yù)烘焙。然后將形成了抗蝕劑膜的ITO-玻璃襯底放置在曝光機(jī)中。掩模采用了線寬90μm、間隙20μm、線長(zhǎng)230mm、1920條的條帶式縱圖形。
作為光源使用2kw的高壓水銀燈。取貼近間隙70μm，將抗蝕劑膜進(jìn)行120mJ/cm2曝光后，用顯象液(富士ハントエレクトロニクステクノロジ-公司制的FHD-5)顯象，將上述抗蝕劑膜圖形化成所規(guī)定的形狀。顯象后，用純水漂洗，在漂洗后在180℃進(jìn)行后烘烤。
然后，作為蝕刻液準(zhǔn)備1M的FeCl3·6N HCl·0.1N HNO3·0.1NCe(NO3)4水溶液，作為掩模使用圖形化成所規(guī)定的形狀的上述抗蝕劑膜，采用上述蝕刻液蝕刻ITO膜約20分鐘。蝕刻的終點(diǎn)基于電阻的測(cè)定結(jié)果決定。原因是當(dāng)蝕刻結(jié)束時(shí)電阻顯著地變化。
蝕刻結(jié)束后用純水漂洗，漂洗后用1N的NaOH剝離抗蝕劑膜。這樣在玻璃襯底上形成條帶狀的電解用ITO電極。以下將具備電解用ITO電極的玻璃襯底稱(chēng)為“ITO圖形化玻璃襯底”。通過(guò)使用該電解用ITO電極并應(yīng)用膠束電解法，如后述那樣形成著色層。
(b)遮光層的形成作為遮光層形成用的抗蝕劑，使用以3∶1∶1∶1的比例(重量比)混合了富士ハントエレクトロニクステクノロジ-公司制的カラ-モザイクCK、カラ-モザイクCR、カラ-モザイクCG及カラ-モザイクCB的混合物。以10rpm旋轉(zhuǎn)在上述(a)工序中制作的ITO圖形化玻璃襯底，向其上噴霧上述遮光層形成用抗蝕劑30cc。然后使旋涂的轉(zhuǎn)速(ITO圖形化玻璃襯底的轉(zhuǎn)速)為500rpm，在ITO圖形玻璃襯底上形成均勻的抗蝕劑膜。旋涂后在80℃進(jìn)行15分鐘預(yù)烘烤。
然后，使用有對(duì)準(zhǔn)功能的曝光機(jī)，一邊對(duì)齊所規(guī)定的位置，一邊使用所規(guī)定的設(shè)計(jì)圖形(90×310mm見(jiàn)方-20μm線寬)的掩模將抗蝕劑膜曝光。作為光源使用2kw的高壓水銀燈。采取貼近間隙70μm，將抗蝕劑膜進(jìn)行100mJ/cm2曝光后，用顯象液(將富士ハントエレクトロニクステクノロジ-公司制的富士ハントCD用純水稀釋成4倍所得的溶液)顯象30秒鐘，將上述抗蝕劑膜圖形化成所規(guī)定的形狀。顯象后，用純水漂洗，在漂洗后在200℃進(jìn)行后烘烤100分鐘。這樣形成由上述抗蝕劑膜構(gòu)成的所規(guī)定形狀的遮光層(厚度1.0μm)。以下將在ITO圖形化玻璃襯底上形成了遮光層的襯底叫做“帶遮光層玻璃襯底”。
(c)膠束電解用的分散液的調(diào)制作為紅色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的著色層(以下叫做“R著色層”)形成用的分散液，使用クロモフタ-ル紅A2B(チバガイギ-公司制)的分散液(分散介質(zhì)；純水)。另外，綠色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的著色層(以下叫做“G著色層”)形成用的分散液，將ヘリオグン綠L9361(BASF公司制)的分散液(分散介質(zhì)；純水)和イルガジン黃2RLT(チバガイギ-公司制)的分散液(分散介質(zhì)；純水)分別保持在20℃的狀態(tài)下以70∶30的比例(重量比)混合，再通過(guò)用超聲波均化器使混合液分散30分鐘，從而調(diào)制。藍(lán)色波長(zhǎng)區(qū)域的光譜透射率高的著色層(以下叫做“B著色層”)形成用的分散液，將ファストグン藍(lán)TGR(大日本油墨公司制)的分散液(分散介質(zhì)；純水)和ファストグンス-パ-紫2RN(大日本油墨公司制)在分別保持在20℃的狀態(tài)下以80∶20的比例(重量比)混合，從而調(diào)制。
(d)膠束電解首先將在上述(a)及(b)工序中制作的帶遮光層玻璃襯底浸漬在在上述(c)工序中調(diào)制的R著色層形成用的分散液(液溫20℃)中。在要形成R著色層的部位的電解用ITO電極(膠束電解用的電極)上連接恒電勢(shì)器，進(jìn)行0.5Vvs.SCE、25分鐘的恒電位電解，得到R著色層。膠束電解后，用純水漂洗，漂洗后在100℃烘烤15分鐘。
然后，將該襯底浸漬在在上述(c)工序中調(diào)制的G著色層形成用的分散液(液溫20℃)中。在要形成G著色層的部位的電解用ITO電極上連接恒電勢(shì)器，進(jìn)行0.5Vvs.SCE、20分鐘的恒電位電解，得到G著色層。膠束電解后，用純水漂洗，漂洗后在100℃烘烤15分鐘。
最后，將該襯底浸漬在在上述(c)工序中調(diào)制的B著色層形成用的分散液(液溫20℃)中。在要形成B著色層的部位的電解用ITO電極上連接恒電勢(shì)器，進(jìn)行0.5Vvs.SCE、15分鐘的恒電位電解，得到B著色層。這樣的膠束電解后，用純水漂洗，漂洗后在100℃烘烤15分鐘。
這樣，在帶遮光層玻璃襯底上條帶狀地交替地形成了R著色層、G著色層及B著色層。以下將具備R著色層、G著色層及B著色層的玻璃襯底叫做帶著色層玻璃襯底。
(2)透明保護(hù)層的形成將在上述(1)中得到的帶著色層玻璃襯底放置在旋涂機(jī)上，使用分配器在著色層上涂布作為透明保護(hù)層的材料的聚硅氧烷系樹(shù)脂(長(zhǎng)瀨產(chǎn)業(yè)公司制的OS-808)。此時(shí)，通過(guò)以10rpm緩慢地旋轉(zhuǎn)該帶著色層玻璃襯底，將上述樹(shù)脂均勻地涂在帶著色層玻璃襯底的表面整體上。再以800rpm將帶著色層玻璃襯底旋轉(zhuǎn)1分鐘，得到均勻的樹(shù)脂薄膜。然后，在260℃烘烤2小時(shí)，使上述樹(shù)脂固化。這樣就得到了透明保護(hù)層。
(3)液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的形成將在上述(2)中制作的“設(shè)置了透明保護(hù)層的帶著色層玻璃襯底”安裝在DC磁控管直接濺射裝置中，將其真空槽內(nèi)減壓到1×10-6Torr以下之后，導(dǎo)入純度99.99％的氬氣直到3×10-3Torr為止。
使用由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化錸(ReO3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Re]/([In]+[Zn]+[Re])＝0.0005)，在靶外加電壓420V、襯底溫度200℃的條件下進(jìn)行了濺射。
在此，特別是上述式中，[In]表示單位質(zhì)量中的銦原子的個(gè)數(shù)，[Zn]表示單位質(zhì)量中的鋅原子的個(gè)數(shù)，[Re]表示單位質(zhì)量中的錸原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。以下在本申請(qǐng)專(zhuān)利中這樣地表示原子的個(gè)數(shù)。
通過(guò)該濺射，在透明保護(hù)層上形成了包含含有作為主要的陽(yáng)離子元素的鋅元素和銦元素的非晶氧化物膜的厚度0.12μm左右的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。據(jù)此得到了目標(biāo)液晶顯示器用濾色器。該濾色器作為薄膜晶體管方式的有源矩陣型液晶顯示器用等的濾色器非常合適。
這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極)的表面電阻是18Ω/□。另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，在進(jìn)行采用棋盤(pán)格試驗(yàn)的膠帶剝離試驗(yàn)的同時(shí)，測(cè)定了耐濕熱性(目視及用放大鏡觀察在60℃、相對(duì)濕度90％中放置24小時(shí)后的裂紋、褶皺、剝離的發(fā)生)及耐熱性(目視及用放大鏡觀察在250℃下放置2小時(shí)后的裂紋、褶皺、剝離的發(fā)生)。
用3wt％草酸水溶液蝕刻后(線/間隔2μm/2μm)的電極采用掃描電鏡(日本電子制掃描電鏡)觀察了電極形狀及蝕刻殘?jiān)?。?-1表示出這些結(jié)果。
從在與上述(3)相同的條件下在玻璃襯底上直接形成透明電極、針對(duì)該透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極為非晶。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)4表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化錸(ReO3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.83，[Re]/([In]+[Zn]+[Re])＝0.0035)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是19Ω/□。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果?；卺槍?duì)在與本實(shí)施例2-2相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-2中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化鈮(Nb2O3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])＝0.0036)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是19Ω/□。
在此，特別是上述式中，[Nb]表示單位質(zhì)量中的鈮原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。基于針對(duì)在與本實(shí)施例2-3相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-3中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化鈮(Nb2O3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])＝0.0045)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是19Ω/□。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。基于針對(duì)在與本實(shí)施例2-4相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-4中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化鋯(ZrO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])＝0.0042)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是19Ω/□。
在此，特別是上述式中，[Zr]表示單位質(zhì)量中的鋯原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。基于針對(duì)在與本實(shí)施例2-5相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-5中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)及氧化鋯(ZrO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])＝0.0064)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是19Ω/□。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果?；卺槍?duì)在與本實(shí)施例2-6相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-6中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)和氧化錸(ReO3)及氧化錫(SnO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Re]/([In]+[Zn]+[Re])＝0.0004，[Sn]/([In]+[Zn]+[Re]+[Sn])＝0.021)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是17Ω/□。
在此，特別是上述式中，[Sn]表示單位質(zhì)量中的錫原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果?；卺槍?duì)在與本實(shí)施例2-7相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-7中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、氧化銦(In2O3)和氧化鋯(ZrO2)及氧化錫(SnO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Zr]/([In]+[Zn]+[Zr])＝0.0067，[Sn]/([In]+[Zn]+[Zr]+[Sn])＝0.028)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是18Ω/□。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果?；卺槍?duì)在與本實(shí)施例2-8相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-8中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、氧化銦(In2O3)和氧化鎢(WO5)及氧化錫(5nO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[W]/([In]+[Zn]+[W])＝0.0013，[Sn]/([In]+[Zn]+[W]+[Sn])＝0.022)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是17Ω/□。
在此，特別是上述式中，[W]表示單位質(zhì)量中的鎢原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果?；卺槍?duì)在與本實(shí)施例2-9相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-9中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、氧化銦(In2O3)和氧化鉬(MoO6)及氧化錫(SnO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Mo]/([In]+[Zn]+[Mo])＝0.0042，[Sn]/([In]+[Zn]+[Mo]+[Sn])＝0.022)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是17Ω/□。
在此，特別是上述式中，[Mo]表示單位質(zhì)量中的鉬原子的個(gè)數(shù)(以下同樣)。即，上述式表示原子比率。
另外，該液晶顯示器用濾色器未發(fā)現(xiàn)變形，呈現(xiàn)良好的外觀。關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。基于針對(duì)在與本實(shí)施例2-10相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了在本實(shí)施例2-10中制作的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極由非晶氧化物構(gòu)成。
除了在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)使用了ITO(含有5wt％的SnO2)靶以外，與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是15Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。但是，該ITO膜不能采用草酸蝕刻。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-1相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，確認(rèn)出了氧化銦的峰，確認(rèn)為結(jié)晶性。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物和氧化銦(In2O3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89))，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是30Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-2相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，未確認(rèn)出氧化銦的峰，為非晶。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、和氧化銦(In2O3)及氧化錸(ReO3)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Re]/([In]+[Zn]+[Re])＝0.015)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是22Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-3相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，未確認(rèn)出氧化銦的峰，為非晶。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、和氧化銦(In2O3)及氧化鈮(Nb2O5)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Nb]/([In]+[Zn]+[Nb])＝0.025)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是22Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-4相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，未確認(rèn)出氧化銦的峰，為非晶。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、和氧化銦(In2O3)及氧化錫(SnO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])＝0.05)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是28Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-5相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，未確認(rèn)出氧化銦的峰，為非晶態(tài)。
在形成液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極時(shí)，使用了實(shí)質(zhì)上由用In2O3(ZnO)5表示的六方晶層狀化合物、氧化銦(In2O3)和氧化錸(ReO3)及氧化錫(SnO2)構(gòu)成的燒結(jié)體靶(在薄膜時(shí)的ICP元素分析值，[In]/([In]+[Zn])＝0.89，[Re]/([In]+[Zn]+[Re])＝0.001，[Sn]/([In]+[Zn]+[Re]+[Sn])＝0.05)，除此以外與實(shí)施例2-1同樣地制作了液晶顯示器用濾色器。這樣得到的液晶顯示器用濾色器的表面電阻(液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的表面電阻)是27Ω/□。
另外，關(guān)于該液晶顯示器用濾色器中的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，關(guān)于與實(shí)施例2-1相同的項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)及測(cè)定。表2-1表示出這些結(jié)果。根據(jù)針對(duì)在與本比較例2-6相同的條件下直接形成于玻璃襯底上的透明電極的X射線解析的測(cè)定結(jié)果，未確認(rèn)出氧化銦的峰，為非晶。
表2-1


○未發(fā)現(xiàn)裂紋、褶皺、剝離的發(fā)生?！涟l(fā)現(xiàn)裂紋、褶皺、剝離的發(fā)生。
由表2-1明確知道，在實(shí)施例2-1～實(shí)施例2-10中得到的各液晶顯示器用濾色器，表面電阻值為20Ω/□或以下，被低電阻化，且在制造過(guò)程中液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極未產(chǎn)生裂紋、褶皺、剝離。另外，從膠帶剝離試驗(yàn)的結(jié)果看，可以說(shuō)液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的附著性高。而且，各液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的耐水性、耐熱性也優(yōu)異，因此判明即使在濾色器制造后，隨時(shí)間經(jīng)過(guò)，液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極也難產(chǎn)生裂紋和剝離。
另一方面，在比較例2-1中得到的液晶顯示器用濾色器，在制造過(guò)程中不能采用草酸蝕刻。另外，液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極產(chǎn)生了裂紋、褶皺、剝離。而且，從膠帶剝離試驗(yàn)的結(jié)果看，可以說(shuō)液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的附著性也低。由表明確知道，在比較例2-1中形成的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極的耐水性及耐熱性比在實(shí)施例2-1～實(shí)施例2-10中形成的各液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極低。另外，比較例2-2至2-6所示的液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極，雖然未產(chǎn)生裂紋、褶皺、剝離，但是表面電阻是20Ω/□或以上，在驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)有產(chǎn)生故障的可能性。
權(quán)利要求
1.一種非晶透明導(dǎo)電膜，其特征在于，是至少包含氧化銦和氧化鋅的透明導(dǎo)電膜，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的第三金屬，滿(mǎn)足下述①式及②式，0.75≤[In]/([In]+[Zn])≤0.95…①1.0×10-4≤[M]/([In]+[Zn]+[M])≤1.0×10-2…②其中，[In]、[Zn]或[M]分別表示In的原子數(shù)、Zn的原子數(shù)或第三金屬的原子數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶透明導(dǎo)電膜，其特征在于，還進(jìn)一步含有錫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非晶透明導(dǎo)電膜，其特征在于，上述[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])的值是1.0×10-2～9.0×10-2，其中，[Sn]表示Sn的原子數(shù)。
4.一種濺射靶，其特征在于，是非晶透明導(dǎo)電膜用濺射靶，包含氧化銦、氧化鋅、和選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的第三金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濺射靶，其特征在于，滿(mǎn)足下述③式及④式，0.75≤[In]/([In]+[Zn])≤0.95…③1.0×10-4≤[M]/([In]+[Zn]+[M])≤1.0×10-2…④其中，[In]、[Zn]或[M]分別表示In的原子數(shù)、Zn的原子數(shù)或第三金屬的原子數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的濺射靶，其特征在于，還進(jìn)一步含有錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濺射靶，其特征在于，上述[Sn]/([In]+[Zn]+[Sn])的值是1.0×10-2～9.0×10-2，其中，[Sn]表示Sn的原子數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7的任1項(xiàng)所述的濺射靶，其特征在于，上述濺射靶中的上述氧化鋅的最大晶粒粒徑是5μm或以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8的任1項(xiàng)所述的濺射靶，其特征在于，上述第三金屬分散在上述氧化銦相中。
10.一種非晶透明電極襯底，其特征在于，在襯底上疊層1層或2層以上的上述非晶透明導(dǎo)電膜而成。
11.一種制造權(quán)利要求10所述的非晶透明電極襯底的方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求4-9的任1項(xiàng)所述的濺射靶在襯底上形成上述非晶透明導(dǎo)電膜的工序、和將上述襯底上的上述非晶透明導(dǎo)電膜加熱至200℃或以上的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非晶透明電極襯底的制造方法，其特征在于，在氧濃度0.1vol％或以下的狀態(tài)進(jìn)行上述加熱的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的非晶透明電極襯底的制造方法，其特征在于，在氫的共存下進(jìn)行上述加熱的工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非晶透明電極襯底的制造方法，其特征在于，上述氫的濃度是1-10vol％。
15.一種顯示器用濾色器，其特征在于，具備電絕緣性透明襯底、設(shè)置在上述電絕緣性透明襯底之上的著色層、和設(shè)置在上述著色層之上的透明電極，上述透明電極是含有鋅元素及銦元素的非晶氧化物，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的元素。
16.一種顯示器用濾色器，其特征在于，具備電絕緣性透明襯底、設(shè)置在上述電絕緣性透明襯底之上的透明電極、和設(shè)置在上述透明電極之上的著色層，上述透明電極是含有鋅元素及銦元素的非晶氧化物，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的元素。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的液晶顯示器用濾色器，其特征在于，上述透明電極是液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的液晶顯示器用濾色器，其特征在于，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極中的鋅元素與銦元素的原子比[In]/([Zn]+[In])的值是0.75或以上小于0.95，其中，上述[In]是單位質(zhì)量中的銦原子數(shù)，上述[Zn]是單位質(zhì)量中的鋅原子數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的液晶顯示器用濾色器，其特征在于，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極中的上述選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的元素的合計(jì)量相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量的原子比是0.0001至0.01。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19的任1項(xiàng)所述的液晶顯示器用濾色器，其特征在于，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極還進(jìn)一步含有Sn元素，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極中的上述Sn元素相對(duì)于全部陽(yáng)離子元素的總量的原子比是0.015或以上但小于0.03。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20的任1項(xiàng)所述的液晶顯示器用濾色器，其特征在于，上述液晶驅(qū)動(dòng)用透明電極逐個(gè)象素圖形化。
全文摘要
提供一種透明性、蝕刻特性?xún)?yōu)異的低電阻的透明導(dǎo)電膜、其原料濺射靶、以及在襯底上形成了該透明導(dǎo)電膜的非晶透明電極襯底及其制造方法。本發(fā)明的非晶透明導(dǎo)電膜，是至少包含氧化銦和氧化鋅的透明導(dǎo)電膜，含有選自Re、Nb、W、Mo及Zr的1種或2種或以上的第三金屬，滿(mǎn)足下述①式及②式0.75≤[In]/([In]+[Zn])≤0.95…①、1.0×10
文檔編號(hào)G02F1/1362GK1791948SQ20048001377
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者井上一吉 申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社