專利名稱：附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射電極型液晶顯示體，特別涉及用于該液晶顯示體的附有反射電極用薄膜的基板。
背景技術(shù)：
作為液晶顯示裝置或EL(場(chǎng)致發(fā)光)顯示裝置等的顯示裝置，采用不用背照光的反射型的顯示裝置。
在反射型的顯示裝置中，采用反射電極基板。此外，反射電極基板也被用于太陽(yáng)電池等。
作為上述反射電極的原材料多采用鋁，但又提出了采用耐久性比鋁高的、光反射率高的銀的提案。作為采用銀作為反射型電極材料的先行技術(shù)，就以下兩個(gè)發(fā)明進(jìn)行說明。
在特開平11-44887號(hào)公報(bào)中，作為具有高性能(高反射率)及高可靠性的顯示裝置用反射電極基板，公開了由添加從鉑、鈀、金、鎳、銅中選擇的一種以上的金屬的銀合金薄模和在與基板的之間配設(shè)的接合層這樣的雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的反射電極。
該電極通過采用以銀為主的合金系作為反射電極，能夠在抑制腐蝕性的同時(shí)保持高反射率，此外，用于合金的金屬使用功函數(shù)比銀高的金屬，范圍在5at％以下，通過在接合層采用以氧化銦或氧化錫為基材的混合氧化物構(gòu)成的導(dǎo)電性陶瓷(ITO)，能夠提高基板密合性，防止斷線。
此外，在特開平7-134300號(hào)公報(bào)中，作為可顯示清晰畫面的、不易產(chǎn)生顯示缺陷、可靠性優(yōu)良的反射型液晶顯示裝置的銀系反射電極，報(bào)道了通過添加比銀容易氧化的金屬，能防止因熱造成的銀凝集，能得到高耐久性的電極。在該發(fā)明中，通過在銀中添加從鎂、鋁、鈦、鋯、鉿中選擇的1種或2種以上的金屬，能夠防止銀的熱氧化，保持反射電極性能。
作為上述公報(bào)記載的以往技術(shù)的問題點(diǎn)，有通過合金化銀降低銀特有的高光反射性能的問題。通過合金化銀，改進(jìn)了銀的耐久性，而且其耐久性依賴于成為合金的金屬的添加量。然而，為了提高銀的耐久性，如提高其他金屬的添加量，會(huì)破壞銀的結(jié)晶性，降低反射性。另外，如要保證銀電極的高反射性，就必須抑制其合金化所用的其他金屬的添加量，其結(jié)果是銀電極的耐久性降低。
此外，上述合金化所用的金屬由于是鈀或鉑等高價(jià)金屬，如為提高耐久性而增加添加量，會(huì)顯著增加成本。
此外，如采用銀合金電極，由于銀的晶粒邊界根據(jù)添加物而變化，產(chǎn)生因添加物不均而造成的銀合金電極的腐蝕性的不均，結(jié)果是有使電極加工尺寸不穩(wěn)定的危險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明的課題是，通過不依合金化所用金屬與銀的比率(銀合金的比率)制作穩(wěn)定的銀結(jié)晶，得到具有耐久性和反射率都高的銀電極的顯示體。
此外，本發(fā)明的課題是，提供一種具有即使減少銀合金的比率也具有高耐久性的低成本的銀電極膜的顯示體。
另外，本發(fā)明的課題是，通過不依銀合金的比率制作具有耐久性的穩(wěn)定的晶粒，得到具有能獲得穩(wěn)定腐蝕性的銀電極的顯示體。

發(fā)明內(nèi)容
利用如下構(gòu)成解決上述本發(fā)明的課題。
即，附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜基板，在基板上形成用穩(wěn)定銀合金的結(jié)晶生長(zhǎng)的襯底膜，在其上面通過形成銀合金系薄膜，不依銀合金種類，產(chǎn)生銀結(jié)晶的穩(wěn)定生長(zhǎng)。結(jié)果，在不改變其合金組成的情況下得到穩(wěn)定結(jié)晶的高耐久性的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)反射性能及腐蝕性能的穩(wěn)定化。該膜優(yōu)選具有以下特征1.上述襯底膜為由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的復(fù)合氧化物。
2.一種膜，其特征在于由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的襯底膜的結(jié)晶性按(222)/(400)取向比，在1.0以上。
3.一種膜，其特征在于由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的襯底氧化膜的平均晶粒邊界直徑為100nm～200nm。
4.一種膜，其特征在于由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的襯底氧化膜的比電阻為100～300μΩcm。
5.上述銀合金是含有鈀、鉑、金、銅、銦、錫、鋅、釤(Sm)等中的一種以上元素的合金。
6.一種膜，其特征在于銀合金中的銀的組成比在97重量％以上。
本發(fā)明是著眼于銀合金的結(jié)晶的穩(wěn)定性及晶粒邊界的再現(xiàn)性完成的發(fā)明，以下說明獲得該銀合金膜性質(zhì)的理由。
1.銀合金膜的結(jié)晶的穩(wěn)定化用于結(jié)晶顯示體的銀合金系的反射電極膜，其特征是反射性能與以往的鋁及鋁合金系相比特別的高。這種特征是銀本身的特征，雖然純銀膜的反射性最好，但是，由于其本身具有易凝集的特性，所以具有在結(jié)晶化不充分時(shí)，耐久性顯著降低的特征。
另外，通過使銀合金化之所以能夠提高耐久性，是因?yàn)榧词菇Y(jié)晶化不充分，但由于在與使水及氧等凝集的物質(zhì)接觸時(shí)，比銀容易氧化的原子可奪取該物質(zhì)，所以能防止銀的劣化。
但是，其反射率因銀合金中所含的銀以外的金屬而變化，一般情況下，含量越高反射性越降低。這是因?yàn)殂y本身具有的反射性受微量添加物、即其他金屬的阻礙。即，由于為拆毀其他金屬原子而產(chǎn)生銀的結(jié)晶，其形式取決于(1)晶格缺陷和(2)晶粒邊界的形成。
因此，為使近似銀本身特性的添加物少的銀合金也維持高的耐久性，本發(fā)明人找出以下使銀的非晶質(zhì)部極力減少的方法。
即，通過在基板上設(shè)置襯底膜，使該襯底膜的膜質(zhì)選擇符合促進(jìn)銀的結(jié)晶生長(zhǎng)的條件的物質(zhì)，減少銀合金的非晶質(zhì)部分，增大結(jié)晶部分。
上述襯底膜采用氧化銦和氧化錫的復(fù)合氧化物(ITO)，通過控制該ITO膜的結(jié)晶性，控制銀系合金的結(jié)晶性。
通過在立方晶、米氏符號(hào)(222)面和(400)面之內(nèi)增加銀的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(111)面和晶格常數(shù)接近的(222)面，實(shí)現(xiàn)銀系合金的結(jié)晶性的范圍。
該(222)面的比率最好按(222)/(400)比，在1.0以上。上述(222)面的上述比率即使是低于1.0值，與在基板上直接成膜相比也能期待結(jié)晶化，但其效果不充分。
此外，除結(jié)晶面的上述比率以外，襯底膜的結(jié)晶度也很重要，當(dāng)然，在非晶質(zhì)的ITO膜上不希望銀的充分結(jié)晶。因此，銀結(jié)晶的指標(biāo)之一比電阻優(yōu)選是在從接近ITO的理論值的100μΩcm到可期望充分結(jié)晶的300μΩcm的范圍內(nèi)。
2.晶粒邊界的控制根據(jù)上述理由，面對(duì)襯底膜ITO的(222)面，銀的結(jié)晶穩(wěn)定生長(zhǎng)。因此，銀的晶粒邊界的形狀受襯底膜ITO的形狀的影響。
另外，結(jié)晶顯示體的反射電極，由于需要通過腐蝕處理進(jìn)行加工，所以腐蝕性也成為重要的功能。腐蝕由于沿晶粒邊界進(jìn)行，所以晶粒邊界的形態(tài)和均勻性直接關(guān)系到腐蝕的均勻性。因此，為了均勻地腐蝕顯示體前面，使基板整面的銀的晶粒邊界均勻也很重要。
因此，通過在控制襯底膜ITO的結(jié)晶性時(shí)，也調(diào)整ITO的晶粒邊界，控制銀合金膜的晶粒邊界的粒徑，能使腐蝕性均勻化。
該晶粒邊界的尺寸優(yōu)選是按平均晶粒邊界的長(zhǎng)徑和短徑的平均粒徑，在100nm～200nm的范圍內(nèi)(圖1)。如在100nm～200nm的范圍內(nèi)，能夠改進(jìn)短波長(zhǎng)側(cè)的反射率。如果晶粒邊界尺寸過大，銀膜表面的起伏增大，結(jié)果，由于產(chǎn)生短波長(zhǎng)側(cè)的光散亂，產(chǎn)生腐蝕微細(xì)化、均勻化與改進(jìn)反射特性同步進(jìn)行。
平均粒徑如超過200nm，腐蝕容易形成不均質(zhì)(圖2)，此外，平均粒徑在100nm以下的情況下，降低襯底膜的結(jié)晶性降低的情況增多，此種情況下，耐久性出現(xiàn)問題，所以不優(yōu)選(圖3)。
通過一邊控制SiO2氧濃度和ITO總氣體量，一邊進(jìn)行成膜，可將ITO顆粒尺寸控制在100nm～200nm。此外，如在上述條件下成ITO膜，也能形成比電阻在100～300μΩcm的膜。
此外，在銀的組成比低于97重量％時(shí)，銀的結(jié)晶性崩潰，反射性能降低。所以，要保持良好的反射特性，必須在97重量％以上。
在圖1(圖1(a)是側(cè)面圖，圖1(b)是平面圖)中，模式顯示結(jié)晶性良好，晶粒邊界小的銀合金膜(斑點(diǎn)部分)和(222)多的、晶粒邊界小的襯底膜(白底膜)。在此中情況下，(222)襯底ITO的晶格常數(shù)約為9.9埃，(111)銀的晶格常數(shù)約為4.1埃，由于(111)銀的晶格常數(shù)按(222)襯底ITO的晶格常數(shù)的大約1/2匹配，銀變得容易結(jié)晶，因此能提高銀合金的耐久性。此外，由于晶粒邊界小，腐蝕圖案加工性變好。
在圖2(圖2(a)是側(cè)面圖，圖2(b)是平面圖)中，模式表示晶粒邊界大的銀合金膜(斑點(diǎn)部)和晶粒邊界大的襯底膜(白底膜)。在此中情況下，結(jié)晶良好，耐久性高，但是，由于晶粒邊界增大，腐蝕圖案加工性差。
在圖3(圖3(a)是側(cè)面圖，圖3(b)是平面圖)中，模式表示不進(jìn)行結(jié)晶化的銀合金膜(斑點(diǎn)部)和不進(jìn)行結(jié)晶化的襯底膜(白底膜)。在此中情況下，結(jié)晶化差，容易產(chǎn)生非晶質(zhì)部的凝集，耐久性低。此外，圖案加工性也差。
本發(fā)明的顯示體，作為彩色STN型的反射電極型液晶顯示體或EL顯示體，可用作不使用背照光的反射型的顯示體。此外，反射電極基板也可用于太陽(yáng)能電池等。


圖1是模式表示具有本發(fā)明的銀合金電極的晶粒邊界小的銀合金膜和晶粒邊界小的襯底膜的基板的側(cè)面圖(圖1(a))和平面圖(圖1(b))。
圖2是模式表示具有晶粒邊界大的銀合金膜和晶粒邊界大的襯底膜的基板的側(cè)面圖(圖2(a))和平面圖(圖2(b))。
圖3是模式表示具有不進(jìn)行結(jié)晶的銀合金電極和不進(jìn)行結(jié)晶的襯底膜的基板的側(cè)面圖(圖3(a))和平面圖(圖3(b))。
具體實(shí)施例方式
以下，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
用濺射裝置在玻璃基板上形成ITO膜，在其上面形成2種銀合金(Ag∶Pd＝99.5∶0.5重量％)和(Ag∶Pd＝99∶1重量％)的膜，測(cè)定其反射特性和耐熱后的反射特性。此外，按上述膜的構(gòu)成固定底襯ITO的條件，另外變更銀合金的成膜條件，評(píng)價(jià)腐蝕性。以下示出諸條件。
基板堿石灰玻璃板厚0.5t襯底膜ITO(用濺射法成膜)膜厚120nm結(jié)晶性(222)/(400)的積分強(qiáng)度比 210.9÷95.1＝2.218比電阻160μΩcm平均粒徑143nm銀合金Ag/Pd(用濺射法成膜)膜厚200nm壓力0.6Pa溫度220℃得到的銀合金膜的初期反射率和250℃時(shí)的環(huán)境氣氛下放置1小時(shí)時(shí)的反射率示于表1。
表1

盡管從上述表1得到的銀合金中的鈀的添加量不同，但耐熱反射率(耐熱性)基本無差異。因此表明，銀合金的比率即使接近純銀，也能得到充分的耐久性(耐凝集性)。
此外，為了解所得銀合金的腐蝕性，以壓力、溫度、放電功率3個(gè)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整AgPd合金(Ag∶Pd＝99.5∶0.5重量％)的濺射條件，測(cè)定了腐蝕時(shí)間。其結(jié)果示于表2。
在所有條件下，薄厚都為200±10nm。
表2

不管從上述表2得出銀合金膜的腐蝕條件如何，腐蝕性都均勻。通過促進(jìn)銀的結(jié)晶，能夠謀求防止銀的凝結(jié)，提高銀合金電極的耐久性。
此外，即使不增加合金的比率，由于能夠提高耐久性，所以能得到反射率接近銀的高反射率的銀合金電極。
通過控制晶粒邊界的粒徑，使銀晶粒邊界的腐蝕性達(dá)到均勻，提高其加工性。此外，通過晶粒邊界的微細(xì)化，也改善短波長(zhǎng)側(cè)的反射率。
由于不需要為提高耐久性而添加大量的高價(jià)金屬，所以能夠得到低成本的銀合金電極。
權(quán)利要求
1.一種附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于在基板上形成用穩(wěn)定銀合金的結(jié)晶生長(zhǎng)的襯底膜，在其上面形成銀合金系薄膜。
2.如權(quán)利要求1記載的附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于襯底膜為由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的復(fù)合氧化物。
3.如權(quán)利要求2記載的附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的襯底膜的平均晶粒邊界徑為100nm～200nm。
4.如權(quán)利要求2記載的附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于由氧化銦及氧化錫構(gòu)成的襯底氧化膜的比電阻為100～300μΩcm。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)記載的附有采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于銀合金是含有鈀、鉑、金、銅、銦、錫、鋅、釤(Sm)中的一種以上元素的合金。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)記載的采用銀合金膜的反射電極用薄膜的基板，其特征在于銀合金中的銀的組成比在97重量％以上。
全文摘要
在基板上形成用穩(wěn)定銀合金的結(jié)晶生長(zhǎng)的ITO等襯底膜，在其上面，通過形成銀合金系薄膜，產(chǎn)生不依銀合金的種類的銀結(jié)晶的穩(wěn)定生長(zhǎng)。結(jié)果表明，銀電極能夠在不改變其合金組成的情況下得到結(jié)晶穩(wěn)定的高耐久性，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)反射性能及腐蝕性能的穩(wěn)定化，通過制作不依銀合金比率的具有耐久性的穩(wěn)定晶粒，能夠得到具有可獲得穩(wěn)定腐蝕性的銀電極的顯示體。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1493906SQ0315988
公開日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者筏井正博 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社