JP2000207959A - 透明導電膜形成用塗布液およびこれを使用した透明導電膜形成方法 - Google Patents
透明導電膜形成用塗布液およびこれを使用した透明導電膜形成方法Info
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Abstract
の良好な透明導電膜を得ることのできる透明導電膜形成
用塗布液およびこれを使用した透明導電膜形成方法を提
供すること。 【解決手段】 式 In(OH)(OCOR)2(式
中、Rは分岐または直鎖のアルキル基であり、同一でも
異なっていてもよい)で表わされる有機インジウム化合
物および有機錫化合物を溶媒に溶解してなる透明導電膜
形成用塗布液と、これを基板上に塗布し、熱処理するこ
とにより有機成分を熱分解することを特徴とする透明導
電膜の形成方法。
Description
チパネル等の各種エレクトロニクス素子に用いられる透
明導電膜の形成のための塗布液およびこれを使用した透
明導電膜の形成方法に関するものである。
タッチパネル、電磁波シールド材、赤外線反射膜等に広
く使用されている。透明導電膜としては錫をドープした
酸化インジウム膜(ITO)があり、これは蒸着法やス
パッタ法、焼成法等により形成されていた。
とスパッタ法は、真空容器を使用するため装置が大がか
りで高価なうえ生産性が悪く大面積や曲面への成膜が困
難であった。それに比べ焼成法は、スピンコート法やデ
ィップコート法、印刷法などにより基材に塗布し焼成す
るため装置が簡単であり生産性に優れ、大面積や曲面へ
の成膜が容易であるという利点がある。しかも印刷法を
用いて、配線パターンを直接基材に描画すれば、フォト
エッチング工程を省くことができるためITO透明電極
の製造コストの低減に大きな効果がある。
刷性能を得るために、ある用途においては100ポアズ
以上の高粘度と適度のチキソトロピー性が必要とされる
場合がある。そのために従来の透明導電膜形成用インク
は、上記のような高粘度が要求される場合には増粘剤と
してエチルセルロースやニトロセルロース、樹脂等が添
加されている(例えば、特開昭56−5354号公報や
特開昭63−19713号公報)。
の増粘剤は、成膜時に500℃程度の高温で焼成した場
合にも完全燃焼せず、有機残渣が膜中に含まれるために
形成されたITO膜の比抵抗が高く、膜強度の弱い膜し
か得ることができなかった。また、従来使用されている
インジウム原料を使用した塗布液は保存安定性が悪く数
週間で沈殿物を生じるなど、工業的な適性の高いもので
はなかった。
問題点を解消し、保存性が良く、粘度調整が容易で且つ
膜特性の良好な透明導電膜を得ることのできる透明導電
膜形成用塗布液およびこれを使用した透明導電膜形成方
法を提供することにある。
n(OH)(OCOR)2(式中、Rは分岐または直鎖
のアルキル基であり、同一でも異なっていてもよい)で
表わされる有機インジウム化合物および有機錫化合物を
必須成分とする透明導電膜形成用塗布液を提供するもの
であり、更に無極性溶媒を、または更に極性溶媒を使用
する透明導電膜形成用塗布液である。また本発明は、こ
れらの透明導電膜形成用塗布液を基板上に塗布し、熱処
理することにより上記有機成分を熱分解する透明導電膜
の形成方法を提供するものである。
機インジウム化合物は、構造式In(OH)(OCO
R)2(式中、Rは分岐または直鎖のアルキル基であ
り、同一でも異なっていてもよい)で表されるインジウ
ム−ジソープである。上記有機インジウム化合物におい
てRで表わされるアルキル基は特に限定されるものでは
なく、分岐でも直鎖でも良く、互いに同一であっても異
なっていてもよいが、好ましくは炭素原子数1〜9のア
ルキル基がよい。インジウム−ジソープは、常温では空
気中で安定であり、300℃程度に加熱すると熱分解し
て結晶性の酸化インジウムとなるので、焼成法による塗
布液の成分として適している。
従来焼成法によるITO膜の形成に使用できることが公
知の有機錫化合物であれば特に限定されること無く使用
することができ、例えば、錫のアルコキシド、有機酸
塩、および各種有機錯体等を挙げることができる。例え
ば、テトラブトキシ錫、オクチル酸錫(II)、ジn−ブ
チル錫ジオクチル酸塩、アセチルアセトン錫等がある。
有機錫化合物としては、用いるインジウム−ジソープと
熱分解温度が近似している化合物を選択することがより
好ましい。
の元素数比率は、最終的に形成された透明導電膜中のイ
ンジウムと錫の比となるので、透明導電膜を得るに当た
って所望とする透明導電膜中のインジウムと錫の比とな
るように、塗布液に使用する上記有機インジウム化合物
および有機錫化合物の割合を選択すればよい。
機インジウム化合物および有機錫化合物の両方の化合物
を溶解、好ましくは室温付近で溶解でき、且つ熱処理時
に上記有機インジウム化合物、有機錫化合物と反応しな
い、若しくは反応し難いものであれば任意に選ぶことが
できる。尚、ここで言う「溶解」とは溶解させようとす
る温度における溶解度が概ね5(g/100g)以上で
あることを意味する。また、本発明に使用する上記イン
ジウム−ジソープは、無極性溶媒に溶解したとき、希薄
溶液でも高い粘性を示すものであり、従来品のように増
粘剤を使用すること無しに高粘度の塗布液を得ることが
できるものである。ここで「無極性溶媒」の用語は、通
常の有機化学工業分野において用いられる「無極性溶
媒」と同義であり、必ずしもダイポーラモーメント0を
意味するものではない。このような無極性溶媒の例とし
ては、例えば、キシレンやトルエン、デカリン、テトラ
リン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、オクタン等の脂肪
族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素などを
挙げることができ、これらは混合して使用してもよい。
塗布液は、溶媒としてさらに極性溶媒を少量添加すると
溶液粘度を著しく低下することができる。ここで「極性
溶媒」の用語は、通常の有機化学工業分野において用い
られる「極性溶媒」と同義である。このような極性溶媒
としては、例えば、エチルアルコール、イソプロピルア
ルコール、n−ブチルアルコール、α−ターピネオール
などのアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステ
ルなどを挙げることができ、これらは混合して使用して
もよい。
ム−ジソープおよび無極性溶媒に適当な極性溶媒を組み
合わせて用いることにより、増粘剤等を添加すること無
しに、高粘度のペーストから低粘度の溶液まで、所望と
する粘度の塗布液を容易に調整できるものである。例え
ば、上記式に該当するインジウム−ジソープである、ビ
ス(2−エチルヘキサノアート)ヒドロキソインジウム
10gを、無極性溶媒であるキシレン90gに溶解する
と、粘度80000センチポアズ程度のペースト状にな
るが、これに極性溶媒であるエタノールを添加していっ
たときの粘度の変化を示すのが図1である(尚、図1に
はビス(2−エチルヘキサノアート)ヒドロキソインジ
ウムを8g、5gおよび3g溶解した場合も併記してい
る)。このように塗布液の粘度の対数は添加される極性
溶媒の量に比例して減少する。したがって、高粘度域に
おける塗布液の粘度調整においては、ごく微量の極性溶
媒の添加によって成し得るものである。また、組成物中
のインジウム−ジソープの量は得ようとするITO膜の
性質によって決定されるが、インジウム−ジソープの量
を減らすと図1のように粘度曲線自体がシフトするの
で、所望とするインジウム−ジソープ量における粘度曲
線を得ておけば所望の粘度とすることができる。尚、こ
こでは無極性溶媒としてキシレン、極性溶媒としてエタ
ノールを例に説明したが、それぞれの溶媒の違いによっ
ても粘度曲線はシフトするのでこの点も考慮して組成を
選択するのがよい。尚、このような性質は、構造式In
(OCOR)3 (R=アルキル基)で表されるインジウ
ム−トリソープでは全く見られない。
度には特に制約は無いが、濃度が低すぎると、成膜後の
ITO薄膜の膜厚が薄くなるため、導電性が悪くなり、
濃度が高すぎると、ITO膜厚が厚くなるため、成膜時
に膜面にひび割れ(クラック)を生じやすくなるので、
固形分濃度として好ましくは3〜15重量%、より好ま
しくは7〜12重量%がよい。
度に耐え、かつ使用する溶媒への耐性のあるもので有れ
ば任意に選ぶことができ、ITO膜形成用基板として公
知のもの各種ガラス基板が全て使用できる。
上で行うことができるが、より高温で行えばより低い抵
抗値のITO薄膜が得られ、特に制限はないが工業的に
は300℃〜600℃が好ましい。熱処理時間は、温度
にもよるが、通常20〜70分程度でよい。また、熱処
理の前に有機インジウム化合物が熱分解しない150℃
程度の温度で塗布液を塗布した基板を乾燥した方がより
平滑な膜面を得ることができるので好ましい。さらに、
得られたITO薄膜を、真空中または不活性ガス(例え
ば窒素ガス、アルゴンガス等)中で加熱処理、好ましく
は200℃〜300℃で20分〜1時間程度の第2加熱
処理をすることにより、導電性を更に向上させることが
できる。この第2加熱処理は、予め成膜しておいたIT
O薄膜に施すこともできるが、本発明における熱処理に
引き続いて行うこともできる。すなわち塗布・乾燥後の
基板を加熱して、熱分解が終了した段階で、加熱炉内を
真空または不活性ガス雰囲気にして、熱処理〜冷却する
ことにより、低抵抗のITO薄膜を得ることができる。
る真空容器を使用せず大面積や曲面への成膜が容易に行
え、また、有機インジウム化合物としてインジウム−ジ
ソープを使用することにより、従来の有機化合物熱分解
法(焼成法)の問題点である難分解性の増粘剤を添加す
ること無しに、膜質の良好なITO透明導電性薄膜を得
ることができる。
に説明する。 実施例1 ビス(2−エチルヘキサノアート)ヒドロキソインジウ
ム48gおよびオクチル酸錫(II)1.6gを、キシレ
ン450gおよびエタノール50g、酢酸n−ブチル5
0gの混合溶媒に溶解して、粘度15センチポアズ(2
5℃)の塗布液とした。この塗布液を無アルカリガラス
基板上にスピンコート法により1000rpmで塗布
し、150℃で10分間乾燥させた後、大気中で350
℃で60分間熱処理してITO透明導電膜を得た。得ら
れた膜の特性を下記表1に示す。また、この塗布液は常
温で6ヶ月保存後も変質は見られず、粘度は15センチ
ポアズのままであった。
ス基板上にスピンコート法により1000rpmで塗布
し、150℃で10分間乾燥させた後、大気中で500
℃で60分間熱処理してITO透明導電膜を得た。得ら
れた膜の特性を下記表1に示す。
気流下で250℃で30分熱処理した後室温まで冷却し
低抵抗化処理を実施した。得られた膜の特性を下記表1
に示す。
ム22gおよびオクチル酸錫(II)0.7gを、芳香族
系溶剤(モービル石油(株)製、商品名:ペガソールR−
160)200gに溶解して、粘度100ポアズ(25
℃)のペーストとした。このペーストをアルカリガラス
基板上に325メッシュSUSスクリーンを用いてベタ
印刷した後、大気中5℃/分で350℃まで昇温し1時
間保持した後室温まで冷却してITO透明導電膜を得
た。尚、冷却過程では250℃以下の領域を窒素ガス雰
囲気とした。また、このペーストは常温で6ヶ月保存後
も変質は見られず、粘度は100ポアズのままであっ
た。得られた膜の特性を下記表1に示す。
およびオクチル酸錫(II)0.7gを、キシレン200
gに溶解し、これに増粘剤としてエチルセルロース(米
国ハーキュレス社製、商品名 Ethyl Cellulose N-200)
10gを加えて攪拌し、粘度150ポアズ(25℃)の
ペーストを得た。このペーストをアルカリガラス基板上
に325メッシュSUSスクリーンを用いてベタ印刷し
た後、大気中5℃/分で350℃まで昇温し1時間保持
した後室温まで冷却してITO透明導電膜を得た。しか
し、このITO膜は茶褐色に着色しており、表面がザラ
ついているため透明性が悪く、更に導電性も著しく悪い
ものであった。また、このペーストは常温で2週間保存
後、白濁し、下層に沈殿物を生じ、粘度の低下が見られ
た。得られた膜の特性を下記表1に示す。
整が容易で且つ膜特性の良好な透明導電膜を得ることの
できる透明導電膜形成用塗布液およびこれを使用した透
明導電膜形成方法を提供したことにある。
るペーストに、極性溶媒であるエタノールを添加したと
きの粘度の変化を示す図である。
7)
ム22gおよびオクチル酸錫(II)0.7gを、芳香族
系溶剤(モービル石油株製、商品名:ペガソールR−1
50)200gに溶解して、粘度100ポアズ(25
℃)のペーストとした。このペーストをアルカリガラス
基板上に325メッシュSUSスクリーンを用いてベタ
印刷した後、大気中5℃/分で350℃まで昇温し1時
間保持した後室温まで冷却してITO透明導電膜を得
た。尚、冷却過程では250℃以下の領域を窒素ガス雰
囲気とした。また、このペーストは常温で6ヶ月保存後
も変質は見られず、粘度は100ポアズのままであっ
た。得られた膜の特性を下記表1に示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 式 In(OH)(OCOR)2(式
中、Rは分岐または直鎖のアルキル基であり、同一でも
異なっていてもよい)で表わされる有機インジウム化合
物および有機錫化合物を溶媒に溶解してなる透明導電膜
形成用塗布液。 - 【請求項2】 溶媒が無極性溶媒である請求項1に記載
の透明導電膜形成用塗布液。 - 【請求項3】 溶媒が、無極性溶媒および極性溶媒から
なる請求項1に記載の透明導電膜形成用塗布液。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記
載の透明導電膜形成用塗布液を基板上に塗布し、熱処理
することにより有機成分を熱分解することを特徴とする
透明導電膜の形成方法。
Priority Applications (1)
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JP00972799A JP4365918B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 透明導電膜形成用塗布液およびこれを使用した透明導電膜形成方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005078986A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Tdk Corp | 転写用導電性フィルム、それを用いた透明導電膜の形成方法及び透明導電膜 |
JP2005181670A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Ulvac Japan Ltd | 極薄ito膜の製造方法 |
US7416695B2 (en) | 2001-06-15 | 2008-08-26 | Kaneka Corporation | Semiconductive polymide film and process for production thereof |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP00972799A patent/JP4365918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2005078986A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Tdk Corp | 転写用導電性フィルム、それを用いた透明導電膜の形成方法及び透明導電膜 |
US7488894B2 (en) | 2003-09-02 | 2009-02-10 | Tdk Corporation | Conductive film for transfer, method for forming transparent conductive film using same, and transparent conductive film |
JP4635421B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2011-02-23 | Tdk株式会社 | 転写用導電性フィルム、及びそれを用いた透明導電膜の形成方法 |
JP2005181670A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Ulvac Japan Ltd | 極薄ito膜の製造方法 |
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