[发明专利]形成透明导电膜的方法以及采用该方法形成的透明导电膜

说明书

本发明涉及在液晶显示的滤色器的基片上形成透明导电膜的方法以及采用该方法形成的透明导电膜。

添加有锡的氧化铟膜(下面称为“ITO膜”)通常被用来作为在液晶显示的滤色器的基片上形成的优秀透明导电膜(透明电极膜)。

已知的用于形成这种ITO膜的常规方法包括真空蒸发法，溅射法和RF(射频)离子镀膜法。

为了获得高的分辨率和高的光透过率，彩色液晶显示的透明导电膜要求是薄的，另外，为了增加尺寸和提高响应速度，要求其具有低的比电阻和高的均匀性。

采用上述方法的任一种，在作为彩色液晶显示滤色器基片的透明玻璃板或透明树脂板的表面上形成ITO膜的过程中，为了避免通常用由有机树脂——比如环氧树脂或丙烯酸树脂与混入的颜料或染料形成的滤色器出现热退化，ITO膜的形成在将基片温度设置到250℃或更低时进行，在该温度或更低时形成滤色器的树脂的退化不出现。由于基片的温度低，基片上铟和氧的反应以及所要形成的膜的晶化没有达到足够的程度，造成所形成的膜具有小的晶粒尺寸和许多缺陷，比如，细孔。这样形成的ITO膜具有许多能够捕获载流子的缺陷或细孔，结果使该膜的载流子电子密度下降，从而使比电阻增加。

为了克服上述缺点，已经提出了一种采用离子镀膜方法来形成ITO膜的设备。图1所示为这种设备的一个例子。在该图中，内部构成一个真空室1a的真空容器1具有一个形成在其侧壁上的安装口2，通过该口在真空容器1上安装了一个导向件3。安装在导向件3上的是弧光放电等离子枪4，比如压力梯度型等离子枪，用来作为构成阴极的放电等离子体生成装置。在导向件3上还设有一个控制线圈5用来导向等离子束。等离子枪4包括一个第一中间电极6和一个第二中间电极7，它们被同心设置，用来聚焦等离子束。

等离子枪4进一步包括一个绝缘管8，其内部与由第一和第二中间电极6，7所构成的通道相连通。在绝缘管8内部设置有一个由钼(Mo)制成的钼(Mo)柱体9，在该柱体内部设置有一个由钽(Ta)制成的钽管10，介于柱体9和管10之间的空间由一个环型板11来隔开，该板由LaB₆(六硼化镧)制成。安装在绝缘管8，钼柱体9和钽管10的端面上的是一块导电板12，在该板上具有一个载气进气口13，通过该进气口引入作为载气的氩(Ar)气并通过钽管10。

在真空室1a的较上部位，作为被处理对象的基片14由一个输送设备15来承载。在真空室1a的较下部位，一个包含永久磁铁24的炉床17被设置在与基片14相对的位置上，用来作为主阳极。由添加有锡的氧化铟形成的一种蒸发材料18被置于炉床17中。容纳永久磁铁19的磁铁盒20通过一种绝缘材料(未示出)被设置在炉床17的周围。永久磁铁19和磁铁盒20构成一个辅助阳极，用来修正等离子束的方向。

一个可变电压的电源21的负电极侧被连接到导电板12上。该可变电压的电源21的正电极侧通过电阻R1被连接到第一中间电极6上，并通过电阻R2被连接到第二中间电极7上。电源21的正电极侧还与炉床17相连，并通过电阻R3接地。

在真空容器1的另一侧壁上设有一个进气口22和一个排气口23。进气口22引入由氩气和氧气混合或氧气形成的载气。排气口23将真空室1a中的载气排出去。

采用上述常规的离子镀膜设备的结构，当载气通过进气口22被引入时，在第一中间电极6和钼柱体9之间产生放电，从而生成等离子束30。等离子束30由控制线圈5和在磁铁盒20中的永久磁铁19来导向并到达构成阳极的炉床17和磁铁盒20。从而，放在炉床17中的蒸发材料18通过等离子束30进行焦耳加热而蒸发。被蒸发材料18的微粒在通过等离子束30时被离子化并附着到基片14相对于炉床17的一个表面上，从而在其上面形成一层薄膜(ITO膜)。

图2是展示已经在其表面形成了ITO膜后的基片14之细节的垂直剖视图。如图所示，一个用于彩色液晶显示的滤色器14b形成在透明玻璃片14a上，一层由有机树脂，比如丙烯酸树脂形成的保护膜14c形成在滤色器14b上面。滤色器14b是由有机树脂，比如混入颜料和染料的丙烯酸树脂形成的。