JP2007302909A - Thin film and electrode made of the same - Google Patents

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Shigekazu Tomai
重和 笘井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film having high transparency and a low refractive index, and to provide an electrode made of the same. <P>SOLUTION: The thin film comprises the oxide of one or more kinds of metals selected from indium, tin and zinc, and an alkali metal as essential components. The atomic ratio of the alkali metal to all the metals, (the alkali metal atoms)/(the metal atoms+the alkali metal atoms) is 1 to 60 atomic%, and the average reflectivity in the visible region of 400 to 700 nm is 1.5 to 2.0. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜及びそれからなる電極に関する。本発明は、特に電子機器に使用される透明薄膜電極に関する。   The present invention relates to a thin film and an electrode comprising the same. The present invention relates to a transparent thin film electrode used particularly for an electronic device.

電極薄膜は、従来、液晶表示素子、太陽電池、タッチパネル等に応用されてきた。   Conventionally, electrode thin films have been applied to liquid crystal display elements, solar cells, touch panels and the like.

この電極薄膜の製造方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、スパッタリング法等の物理蒸着によって基材上に形成する方法、化学気相蒸着(CVD法)によって基材上に形成する方法等が知られている。これらの方法の中でもスパッタリング法によって形成する方法は、大面積化が比較的容易で、生産性も高いため、液晶表示電極の製造等で最も多く使用されている。   The electrode thin film can be produced by a method such as vacuum deposition, ion plating, laser ablation, sputtering, or other physical vapor deposition, or chemical vapor deposition (CVD) on the substrate. A forming method is known. Among these methods, the sputtering method is the most widely used method for manufacturing liquid crystal display electrodes because it is relatively easy to increase the area and has high productivity.

ところで、電極薄膜に求められる特性はその用途に応じて異なる。たとえば、電気特性であれば、従来はより低抵抗の材料が求められたが、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ側に用いられる透明電極は、画素1個分に対して導電性が確保されればよく、10−2Ω・cm程度でも十分である。むしろ精密加工が可能でエッチング残渣が少ないことが重要であり、非晶質透明電極のインジウム亜鉛酸化物(IZO)等が用いられている。他方、液晶カラーフィルタ側の透明電極は、抵抗は小さいほど好ましく、代表的な透明電極であるインジウム錫酸化物(ITO)が使用されている。また、抵抗膜方式のタッチパネル、特にアナログ式のタッチパネルにおける透明導電膜では、押下位置を電位差で感知する方式のため、10−1Ω・cm〜10−3Ω・cm程度のものが使用しやすい。この程度の導電性を得るためには、ITOやIZO等の透明導電膜にSiOやAl等の絶縁性酸化物を添加する方法が検討されてきた。
このように透明電極の材料は、酸化インジウムを中心に、用途に応じて第2第3元素を添加したものが使用されてきた。
By the way, the characteristics required for the electrode thin film differ depending on the application. For example, for electrical characteristics, a material having a lower resistance has been required in the past. However, the transparent electrode used on the thin film transistor (TFT) array side only needs to have conductivity for one pixel. Even about 10 −2 Ω · cm is sufficient. Rather, it is important that precision processing is possible and there are few etching residues, and indium zinc oxide (IZO) or the like of an amorphous transparent electrode is used. On the other hand, the transparent electrode on the liquid crystal color filter side preferably has a smaller resistance, and indium tin oxide (ITO), which is a typical transparent electrode, is used. In addition, a transparent conductive film in a resistive film type touch panel, in particular, an analog type touch panel, is a system that senses the pressed position by a potential difference, and a 10 -1 Ω · cm to 10 -3 Ω · cm type is easy to use. . In order to obtain this level of conductivity, methods for adding an insulating oxide such as SiO 2 or Al 2 O 3 to a transparent conductive film such as ITO or IZO have been studied.
As described above, the material of the transparent electrode has been used in which the second and third elements are added depending on the application, centering on indium oxide.

その一方で、透明性をより高めるための検討はあまりなされていなかった、これは、透明電極の透過率は、材料固有の物性である屈折率のみで概ね決定され、検討の要素が少ないためである。絶縁体であれば、CaFやMgF等のアルカリ金属塩や、シリカエアロゲル(特許文献1)、微小の空隙を作って見かけ上の密度を低下させる方法(特許文献2)等が知られているが、導電性を兼ね備える材料は、ほとんど報告例がない。よって、透明性を高めるためには、光学設計によるのが一般的である。
例えば、屈折率1.5のガラス上に屈折率2.0のITOを積層し、反射を防止したい波長(λ)の透過率が最大となるように膜厚を設計(d=λ/4)することで、透過率90%を達成することができる。しかしながら、干渉効果を用いるだけでは高透過率化には理論限界があり、屈折率の小さい透明電極の実現が切望されていた
特開2005−274741号公報 特開2005−249982号公報
On the other hand, there has not been much study to increase transparency, because the transmittance of the transparent electrode is largely determined only by the refractive index, which is a physical property specific to the material, and there are few factors to consider. is there. If an insulator, CaF and or alkali metal salts of MgF 2 or the like, silica airgel (Patent Document 1), a method of reducing the density of the apparent making the gap small (Patent Document 2) are known However, there are almost no reported examples of materials having conductivity. Therefore, in order to improve transparency, it is common to use optical design.
For example, ITO having a refractive index of 2.0 is laminated on a glass having a refractive index of 1.5, and the film thickness is designed so that the transmittance at the wavelength (λ) to prevent reflection is maximized (d = λ / 4). By doing so, a transmittance of 90% can be achieved. However, using only the interference effect has a theoretical limit to increasing the transmittance, and the realization of a transparent electrode with a low refractive index has been eagerly desired.
JP 2005-274741 A JP 2005-249982 A

本発明の目的は、透明性が高く低屈折率の薄膜を提供することである。   An object of the present invention is to provide a thin film having high transparency and a low refractive index.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、透明電極を構成する元素として、インジウム、錫、亜鉛から選ばれる1種以上の金属の酸化物とアルカリ金属を主成分とする薄膜を用いれば、ITOより小さい屈折率でありながら、導電性を兼ね備えることを見出した。
本発明によれば、以下の薄膜等が提供される。
1.インジウム、錫、亜鉛から選ばれる1種以上の金属の酸化物とアルカリ金属とを主成分とし、
前記アルカリ金属の、全金属に対する原子比(アルカリ金属原子)/(金属原子+アルカリ金属原子)が、1〜60原子%であり、
400nm〜700nmの可視領域における平均屈折率が1.5〜2.0である薄膜。
2.前記アルカリ金属の全金属に対する原子比が、10〜55原子%である、1に記載の薄膜。
3.前記アルカリ金属の全金属に対する原子比が、20〜50原子%である、1又は2に記載の薄膜。
4.前記可視領域の平均光線透過率が50%以上である、1〜3のいずれかに記載の薄膜。
5.1〜4のいずれかに記載の薄膜からなる電極。
6.比抵抗が10−4〜10Ω・cmである5に記載の電極。
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have as a main component an oxide of at least one metal selected from indium, tin, and zinc and an alkali metal as elements constituting the transparent electrode. It has been found that if the thin film is used, the film has a conductivity lower than that of ITO but also has conductivity.
According to the present invention, the following thin films and the like are provided.
1. The main component is an oxide of one or more metals selected from indium, tin, and zinc and an alkali metal,
The atomic ratio of the alkali metal to all metals (alkali metal atom) / (metal atom + alkali metal atom) is 1 to 60 atomic%,
A thin film having an average refractive index of 1.5 to 2.0 in the visible region of 400 nm to 700 nm.
2. 2. The thin film according to 1, wherein an atomic ratio of the alkali metal to all metals is 10 to 55 atomic%.
3. The thin film according to 1 or 2, wherein an atomic ratio of the alkali metal to all metals is 20 to 50 atomic%.
4). The thin film in any one of 1-3 whose average light transmittance of the said visible region is 50% or more.
The electrode which consists of a thin film in any one of 5.1-4.
6). 6. The electrode according to 5, wherein the specific resistance is 10 −4 to 10 5 Ω · cm.

本発明によれば、透明性が高く低屈折率の薄膜が提供できる。   According to the present invention, a thin film having high transparency and a low refractive index can be provided.

本発明の薄膜は、インジウム、錫、亜鉛から選ばれる1種以上の金属の酸化物とアルカリ金属を主成分とする。
本発明の薄膜に含まれる金属は、好ましくは、インジウムと亜鉛、インジウムと錫、錫、インジウムと亜鉛と錫であり、より好ましくは、インジウムと亜鉛、インジウムと錫、錫である。
本発明の薄膜に含まれるアルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウムであり、より好ましくは、ナトリウム、カリウム、セシウムである。
The thin film of the present invention is mainly composed of an oxide of one or more metals selected from indium, tin, and zinc and an alkali metal.
The metal contained in the thin film of the present invention is preferably indium and zinc, indium and tin, tin, indium, zinc and tin, and more preferably indium and zinc, indium, tin and tin.
The alkali metal contained in the thin film of the present invention is sodium, potassium, cesium, or lithium, and more preferably sodium, potassium, or cesium.

本発明の薄膜において、(アルカリ金属原子)/(金属原子+アルカリ金属原子)で表される原子比は、1〜60原子%である。
原子比が1原子%未満であると、屈折率の低減効果が小さくなり、反射率の低下が期待できない。また、原子比が60原子%を超えると、導電性を保持することが困難となり、従来技術である、反射防止膜と導電膜の積層体の構成と何ら変わらなくなる。
原子比は、好ましくは10〜55原子%であり、より好ましくは20〜50原子%である。
In the thin film of the present invention, the atomic ratio represented by (alkali metal atom) / (metal atom + alkali metal atom) is 1 to 60 atomic%.
When the atomic ratio is less than 1 atomic%, the effect of reducing the refractive index is reduced, and a reduction in reflectance cannot be expected. On the other hand, when the atomic ratio exceeds 60 atomic%, it is difficult to maintain conductivity, and the structure of the laminated structure of the antireflection film and the conductive film, which is a conventional technique, is not changed.
The atomic ratio is preferably 10 to 55 atomic%, more preferably 20 to 50 atomic%.

さらに、本発明の薄膜は、可視領域(400〜700nm)における平均屈折率は、1.5〜2.0である。平均屈折率が1.5未満であると通常接する基材の屈折率よりも小さくなりすぎ、界面の反射が大きくなる恐れがある。平均屈折率が2.0を超えると通常接する基材の屈折率よりも大きくなりすぎ、界面の反射が大きくなる恐れがある。
平均屈折率は、好ましくは1.6〜1.8である。
Furthermore, the thin film of the present invention has an average refractive index in the visible region (400 to 700 nm) of 1.5 to 2.0. If the average refractive index is less than 1.5, the refractive index of the substrate that is normally in contact with the average refractive index is too small, and the reflection at the interface may increase. If the average refractive index exceeds 2.0, the refractive index of the substrate that is normally in contact with the average refractive index is too high, and the reflection at the interface may increase.
The average refractive index is preferably 1.6 to 1.8.

本発明の薄膜は、好ましくは、可視領域の光線の平均透過率は50%以上である。平均透過率が50%未満であるとタッチパネルや液晶表示素子等に使用するには不適となる恐れがある。
平均透過率は、より好ましくは、70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。
The thin film of the present invention preferably has an average transmittance of light in the visible region of 50% or more. If the average transmittance is less than 50%, it may be unsuitable for use in a touch panel, a liquid crystal display element or the like.
The average transmittance is more preferably 70% or more, and still more preferably 80% or more.

本発明の薄膜は、電極として好適に使用できる。
本発明の電極は、好ましくは、比抵抗が10−4〜10Ω・cmである。比抵抗が10−4Ω・cm未満であるとプラズマ反射が発生し、表示デバイスとして不適となる恐れがある。比抵抗が10Ω・cmを超えると電極膜として機能しなくなる恐れがある。
比抵抗は、好ましくは10−4〜10Ω・cmである。
The thin film of the present invention can be suitably used as an electrode.
The electrode of the present invention preferably has a specific resistance of 10 −4 to 10 5 Ω · cm. When the specific resistance is less than 10 −4 Ω · cm, plasma reflection occurs, which may be unsuitable as a display device. If the specific resistance exceeds 10 5 Ω · cm, the electrode film may not function.
The specific resistance is preferably 10 −4 to 10 Ω · cm.

本発明の薄膜は、例えば、基材上に作成される。
基材は、用途によって様々な種類がある。たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂等の透明高分子材料や、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、硼硅酸ガラス、無アルカリガラス等のガラスからなるフィルム状物、シート状物及び板状物が挙げられる。また、薄膜トランジスタや薄膜トランジスタ上に塗布法等で形成された有機樹脂膜であってもよい。
基材は、好ましくは、透明基板である。
The thin film of the present invention is prepared on a substrate, for example.
There are various types of base materials depending on applications. For example, transparent polymer materials such as polycarbonate resin, polyarylate resin, polyester resin such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone resin, amorphous polyolefin resin, polystyrene resin, acrylic resin, soda lime glass, lead glass, borosilicate glass, Examples thereof include film-like materials, sheet-like materials, and plate-like materials made of glass such as alkali-free glass. Further, it may be a thin film transistor or an organic resin film formed on the thin film transistor by a coating method or the like.
The substrate is preferably a transparent substrate.

さらに、基材の片面又は両面には、必要に応じてガスバリア層、ハードコート層、反射防止層等を設けてもよい。
ガスバリア層の具体例としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体,ポリビニルアルコール,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化ビニリデン,ポリフッ化ビニリデン等からなるものが挙げられる。
また、ハードコート層の具体例としては、チタン系やシリカ系のハードコート剤、ポリメチルメタクリレート,ポリフォスファゼン等の高分子材料等からなるものが挙げられる。
そして、反射防止層の具体例としては、フッ素系アクリルポリマー等の低屈折率ポリマー、MgFやCaF等の無機フッ化物、TiO,SiO,ZnO,Bi,Al等の無機酸化物、及びこれらの積層体からなるもの等が挙げられる。
Furthermore, you may provide a gas barrier layer, a hard-coat layer, an antireflection layer, etc. as needed on the one or both surfaces of a base material.
Specific examples of the gas barrier layer include those made of ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, and the like.
Specific examples of the hard coat layer include those made of a titanium-based or silica-based hard coat agent, a polymer material such as polymethyl methacrylate, polyphosphazene, or the like.
Specific examples of the antireflection layer include low refractive index polymers such as fluorine-based acrylic polymers, inorganic fluorides such as MgF 2 and CaF 2 , TiO 2 , SiO 2 , ZnO, Bi 2 O 3 , Al 2 O 3. Inorganic oxides such as these, and those made of a laminate of these.

本発明の薄膜を、基材上に形成する方法として、種々の方法を適用することができるが、膜の均一性や基材との密着性に優れた薄膜が得られる点で、スパッタリング法(反応性スパッタリング法を含む。)を適用することが好ましい。
スパッタリング法に用いられるスパッタリングターゲットは、目的とする薄膜の組成に応じた酸化物からなる焼結体ターゲットを用いることが好ましい。ここで、「目的とする薄膜の組成に応じた酸化物からなる焼結体ターゲット」とは、目的とする組成の薄膜を得ることができる組成の酸化物からなる焼結体ターゲットを意味する。この焼結体ターゲットの組成は、スパッタ率及び目的とする電極薄膜の組成に応じて適宜選択される。
Various methods can be applied as a method for forming the thin film of the present invention on a substrate, but a sputtering method (in terms of obtaining a thin film excellent in film uniformity and adhesion to the substrate) It is preferable to apply a reactive sputtering method.
As the sputtering target used in the sputtering method, a sintered compact target made of an oxide corresponding to the target thin film composition is preferably used. Here, the “sintered body target made of an oxide corresponding to the composition of the target thin film” means a sintered body target made of an oxide having a composition capable of obtaining a thin film having the target composition. The composition of the sintered body target is appropriately selected according to the sputtering rate and the composition of the target electrode thin film.

上記の焼結体ターゲットは、例えば、目的とする薄膜を構成する元素のうちの酸素(O)以外の各元素について、その酸化物又は焼成により酸化物となる化合物を所定量ずつ混合し、この混合物を仮焼した後に粉砕し、この後、成形し、焼結することにより得ることができる。
例えば、目的とする薄膜がインジウム(In)、カリウム(K)及び酸素(O)を構成元素とするものである場合には、次のようにして目的とする焼結体ターゲットを得ることができる。
For example, the sintered body target is prepared by mixing a predetermined amount of an oxide or a compound that becomes an oxide by firing with respect to each element other than oxygen (O) among elements constituting the target thin film. The mixture can be obtained by calcining after calcination, and thereafter molding and sintering.
For example, when the target thin film has indium (In), potassium (K), and oxygen (O) as constituent elements, the target sintered compact target can be obtained as follows. .

まず、酸化インジウム又は焼成により酸化インジウムとなる化合物(例えば塩化インジウム、硝酸インジウム、酢酸インジウム、水酸化インジウム、インジウムアルコキシド等)と、焼成により酸化カリウムとなる化合物(例えば塩化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウム等)とを、所定量ずつ秤量して混合する。次いで、得られた混合物を500〜1200℃で仮焼し、この仮焼物をボールミル、ロールミル、パールミル、ジェットミル等で粉砕して、粒子径が0.01〜1.0μmの範囲内でかつ粒子径の揃った粉末を得る。
尚、仮焼物の粉砕に先立って、当該仮焼物に100〜800℃で還元処理を施してもよい。また、必要に応じて、前記の粉末についてさらに仮焼、粉砕を所望回数繰り返してもよい。
First, indium oxide or a compound that becomes indium oxide by firing (for example, indium chloride, indium nitrate, indium acetate, indium hydroxide, indium alkoxide, etc.) and a compound that becomes potassium oxide by firing (for example, potassium chloride, potassium nitrate, potassium sulfate, etc.) Are weighed and mixed in predetermined amounts. Next, the obtained mixture is calcined at 500 to 1200 ° C., and the calcined product is pulverized with a ball mill, a roll mill, a pearl mill, a jet mill, or the like, so that the particle diameter is in a range of 0.01 to 1.0 μm and particles. A powder with a uniform diameter is obtained.
Prior to pulverization of the calcined product, the calcined product may be subjected to a reduction treatment at 100 to 800 ° C. If necessary, the powder may be further calcined and pulverized a desired number of times.

この後、得られた粉末を所望形状に加圧成形し、成形物を800〜1700℃で焼結する。このとき、必要に応じてポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等を焼結助剤として用いてもよい。
このようにして焼結体を得ることにより、目的とする焼結体ターゲットを得ることができる。
Thereafter, the obtained powder is pressure-molded into a desired shape, and the molded product is sintered at 800 to 1700 ° C. At this time, if necessary, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, polywax, oleic acid, or the like may be used as a sintering aid.
Thus, the target sintered compact target can be obtained by obtaining a sintered compact.

上述した焼結体ターゲットを用いてのスパッタリングは、RFスパッタリング、DCスパッタリング等により行うことができるが、生産性や得られる酸化物の膜特性の観点から、工業的には一般的にDCスパッタリングが好ましい。DCスパッタリングのスパッタリング条件の一例を挙げるとすれば、以下のようになる。   Sputtering using the sintered body target described above can be performed by RF sputtering, DC sputtering, or the like. However, from the viewpoint of productivity and film properties of the obtained oxide, DC sputtering is generally used industrially. preferable. An example of the sputtering conditions for DC sputtering is as follows.

即ち、スパッタリング雰囲気はアルゴンガス等の不活性ガス、又は不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスとし、スパッタ時の雰囲気圧(スパッタ圧)は1×10−2Pa〜5Pa程度、ターゲット印加電圧(放電電圧)は1000V未満とする。
スパッタ時の雰囲気圧(スパッタ圧)が1×10−2Pa未満ではプラズマの安定性が悪くなる恐れがあり、5Paを超えると得られる酸化物の基材への密着性が悪くなる恐れがある。
また、ターゲット印加電圧(放電電圧)が1000V以上では酸化物薄膜がプラズマによるダメージを受け、目的とする電気的特性を有する酸化物薄膜が得られなかったり、ターゲットが割れる等の問題が発生し易くなる恐れがある。
ターゲット印加電圧(放電電圧)の好ましい値は800V未満、さらに好ましくは500V未満である。
高品質の酸化物薄膜を得るためにはターゲット印加電圧(放電電圧)をできるだけ低くすることが好ましいが、極端に低い場合には生産性の問題が生じてくる。従って、ターゲット印加電圧(放電電圧)の最適値は、要求される薄膜の品質と生産性とを総合的に考慮したうえで適宜選択される。また、成膜時の基板温度(透明基材の温度)は、透明基板の耐熱性に応じて、当該透明基板が熱により変形や変質を起こさない温度範囲内で適宜選択される。
That is, the sputtering atmosphere is an inert gas such as argon gas, or a mixed gas of an inert gas and oxygen gas, and the atmospheric pressure (sputtering pressure) during sputtering is about 1 × 10 −2 Pa to 5 Pa, and the target applied voltage ( The discharge voltage is less than 1000V.
If the atmospheric pressure during sputtering (sputtering pressure) is less than 1 × 10 −2 Pa, the stability of the plasma may be deteriorated, and if it exceeds 5 Pa, the adhesion of the resulting oxide to the substrate may be deteriorated. .
In addition, when the target applied voltage (discharge voltage) is 1000 V or more, the oxide thin film is damaged by the plasma, and the oxide thin film having the desired electrical characteristics cannot be obtained or the target breaks easily. There is a fear.
A preferable value of the target applied voltage (discharge voltage) is less than 800V, more preferably less than 500V.
In order to obtain a high-quality oxide thin film, it is preferable to make the target applied voltage (discharge voltage) as low as possible. However, when it is extremely low, a problem of productivity arises. Therefore, the optimum value of the target applied voltage (discharge voltage) is appropriately selected in consideration of the required thin film quality and productivity. Further, the substrate temperature during film formation (temperature of the transparent base material) is appropriately selected within a temperature range in which the transparent substrate is not deformed or altered by heat according to the heat resistance of the transparent substrate.

このようにして得られた薄膜からなる電極の好ましい抵抗値(バルク比抵抗)は、用途に応じて適宜選択される。たとえば、帯電防止機能のみを求めるのであれば、10Ω・cmもあれば十分である。また、アナログ式タッチパネル用であれば、前述のように10−2〜10−3Ω・cmが使用しやすい。この他、液晶ディスプレイ等の電極としても使用することが可能であるが、パネルの面積や駆動方式(アクティブ、パッシブ)、TFT側か対向電極側かによって適切な抵抗値は異なる。 The preferable resistance value (bulk specific resistance) of the electrode comprising the thin film thus obtained is appropriately selected according to the application. For example, if only an antistatic function is desired, 10 5 Ω · cm is sufficient. Moreover, if it is for analog type touch panels, 10 <-2 > -10 < -3 > (omega | ohm) * cm is easy to use as mentioned above. In addition, although it can be used as an electrode for a liquid crystal display or the like, an appropriate resistance value varies depending on the panel area, the driving method (active or passive), and the TFT side or the counter electrode side.

本発明の電極は、あらゆるデバイスに応用することが可能で、例えば、液晶ディスプレイ、タッチパネル等に使用できる。また抵抗が高い場合でも帯電防止機能として使用すれば誤動作を防ぐことができる。   The electrode of the present invention can be applied to any device, and can be used for, for example, a liquid crystal display, a touch panel and the like. Even if the resistance is high, malfunction can be prevented by using it as an antistatic function.

実施例1
(1)ターゲットの製造
純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)260g、純度99.99%の酸化亜鉛粉末(平均粒径1μm)40g、純度99.99%の硫酸ナトリウム(平均粒径1μm)30gをエタノール、アルミナボールと共にポリイミド製ポットに入れ、遊星ボールミルで2時間混合した。得られた混合粉末を金型に入れ、金型プレス成型機で100kg/cmの圧力で予備成型を行った。次に冷間静水圧プレス成型機により、4t/cmの圧力で圧密化した後、焼結炉にて空気雰囲気中900℃で4時間焼結した。得られた焼結体について、ICP分析により組成分析を行ったところ、原子比In:Zn:Na=72:16:12であった。また、焼結体密度は80%であった。
Example 1
(1) Production of target 260 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 40 g of zinc oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), sodium sulfate with a purity of 99.99% (average) 30 g of a particle size of 1 μm was put in a polyimide pot together with ethanol and alumina balls, and mixed for 2 hours in a planetary ball mill. The obtained mixed powder was put into a mold, and preformed at a pressure of 100 kg / cm 2 with a mold press molding machine. Next, after consolidation by a cold isostatic press molding machine at a pressure of 4 t / cm 2 , sintering was performed in an air atmosphere at 900 ° C. for 4 hours in a sintering furnace. When the composition of the obtained sintered body was analyzed by ICP analysis, the atomic ratio was In: Zn: Na = 72: 16: 12. The sintered body density was 80%.

(2)透明電極薄膜の成膜
次にこのターゲットをスパッタリング装置に装填し、2×10−4Paまで脱気した後、スパッタ圧力0.1Pa,アルゴン:酸素=98:2、スパッタ出力0.1W/cm、スパッタ時間5分の条件でガラス上に成膜を行った。
このようにして得られた透明電極薄膜の膜厚と屈折率をヤーマン(株)製のFILMTEKで測定したところ、膜圧は120nm、屈折率は1.8(波長400〜700nmの平均屈折率)であった。表面抵抗をロレスタFP(三菱油化(株)製)で測定し、膜厚から比抵抗を算出すると0.005Ω・cmであった。尚、さらにこの薄膜の組成をICP分析により測定したところ、原子比In:Zn:Na=75:20:5であった。そして、この透明電極薄膜付積層体の波長400〜700nmの平均透過率を島津製作所社製のUV−3100で測定したところ、92%であった。
(2) Formation of transparent electrode thin film Next, this target was loaded into a sputtering apparatus, and after deaeration to 2 × 10 −4 Pa, sputtering pressure was 0.1 Pa, argon: oxygen = 98: 2, sputter output was 0. Film formation was performed on glass under conditions of 1 W / cm 2 and a sputtering time of 5 minutes.
When the film thickness and refractive index of the transparent electrode thin film thus obtained were measured with FILMTEK manufactured by Yarman Co., Ltd., the film pressure was 120 nm and the refractive index was 1.8 (average refractive index at a wavelength of 400 to 700 nm). Met. The surface resistance was measured with Loresta FP (manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.), and the specific resistance was calculated from the film thickness, and was 0.005Ω · cm. Further, the composition of this thin film was measured by ICP analysis, and the atomic ratio was In: Zn: Na = 75: 20: 5. And when the average transmittance | permeability of wavelength 400-700nm of this laminated body with a transparent electrode thin film was measured by Shimadzu Corporation UV-3100, it was 92%.

実施例2
原材料として、純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)260g、純度99.99%の酸化亜鉛粉末(平均粒径1μm)40g、純度99.99%の炭酸セシウム粉末(平均粒径1μm)30gを使用し、焼結温度を700℃に設定した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Example 2
As raw materials, 260 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 40 g of zinc oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), cesium carbonate powder with a purity of 99.99% (average particle size) A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 30 g of 1 μm) was used and the sintering temperature was set to 700 ° C., and a transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例3
原材料として、純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)160g、純度99.99%の酸化錫粉末(平均粒径1μm)30g、純度99.99%の硫酸ナトリウム粉末(平均粒径1μm)300gを使用した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Example 3
As raw materials, indium oxide powder having a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 160 g of tin oxide powder having a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), and sodium sulfate powder having a purity of 99.99% (average particle size) 1 μm) A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 300 g was used, and a transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例4
原材料として、純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)190g、純度99.99%の酸化錫粉末(平均粒径1μm)45g、純度99.99%の硫酸セシウム粉末(平均粒径1μm)200gを使用した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Example 4
As raw materials, 190 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 45 g of tin oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), cesium sulfate powder with a purity of 99.99% (average particle size) 1 μm) A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 200 g was used, and a transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例5
原材料として、純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)150g、純度99.99%の酸化錫粉末(平均粒径1μm)80g、純度99.99%の硫酸カリウム粉末(平均粒径1μm)20gを使用した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Example 5
As raw materials, 150 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 80 g of tin oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), potassium sulfate powder with a purity of 99.99% (average particle size) 1 μm) A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 g was used, and a transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例6,7
酸化インジウム、酸化錫及び硫酸セシウムの使用量を変え、表1に示す組成からなるスパッタリングターゲットを作製した他は、実施例4と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Examples 6 and 7
A transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 4 except that the amount of indium oxide, tin oxide and cesium sulfate used was changed and a sputtering target having the composition shown in Table 1 was produced. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例8
原材料として、純度99.99%の酸化錫粉末(平均粒径1μm)380g、純度99.99%の炭酸セシウム粉末(平均粒径1μm)60gを使用した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Example 8
A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 380 g of tin oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm) and 60 g of cesium carbonate powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm) were used as raw materials. Then, a transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例1
(1)ターゲットの製造
純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)260g、純度99.99%の酸化亜鉛粉末(平均粒径1μm)40gをエタノール、アルミナボールと共にポリイミド製ポットに入れ、遊星ボールミルで2時間混合した。得られた混合粉末を金型に入れ、金型プレス成型機で100kg/cmの圧力で予備成型を行った。次に冷間静水圧プレス成型機により、4t/cmの圧力で圧密化した後、焼結炉にて空気雰囲気中900℃で4時間焼結した。得られた焼結体について、ICP分析により組成分析を行ったところ、原子比はIn:Zn=88:12であった。また、焼結体密度は80%であった。
Comparative Example 1
(1) Manufacture of target 260 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm) and 40 g of zinc oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm) are placed in a polyimide pot together with ethanol and alumina balls. And mixed for 2 hours on a planetary ball mill. The obtained mixed powder was put into a mold, and preformed at a pressure of 100 kg / cm 2 with a mold press molding machine. Next, after consolidation by a cold isostatic press molding machine at a pressure of 4 t / cm 2 , sintering was performed in an air atmosphere at 900 ° C. for 4 hours in a sintering furnace. When the composition of the obtained sintered body was analyzed by ICP analysis, the atomic ratio was In: Zn = 88: 12. The sintered body density was 80%.

(2)透明電極薄膜の成膜
実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
(2) Formation of transparent electrode thin film A transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例2
酸化亜鉛の代わりに酸化錫を使用した以外は、比較例1とまったく同様にして、ターゲットを製造した。また、比較例1と同様にして、透明電極薄膜を成膜し、膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を評価した。
Comparative Example 2
A target was produced in exactly the same manner as in Comparative Example 1 except that tin oxide was used instead of zinc oxide. Further, in the same manner as in Comparative Example 1, a transparent electrode thin film was formed, and the film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance were evaluated.

比較例3
焼結温度を1400℃とした以外は、比較例1とまったく同様にして、ターゲットを製造した。この場合の焼結密度は95%であった。また、比較例1と同様にして、透明電極薄膜を成膜し、膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を評価した。
Comparative Example 3
A target was produced in exactly the same manner as in Comparative Example 1 except that the sintering temperature was 1400 ° C. In this case, the sintered density was 95%. Further, in the same manner as in Comparative Example 1, a transparent electrode thin film was formed, and the film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance were evaluated.

比較例4
比較例1とまったく同様にして、ターゲットを製造した。また、比較例1と同様にして、透明電極薄膜を成膜し、空気中、250℃、2時間の条件でアニーリングした後、膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を評価した。
Comparative Example 4
A target was manufactured in exactly the same manner as in Comparative Example 1. Further, in the same manner as in Comparative Example 1, after forming a transparent electrode thin film and annealing in air at 250 ° C. for 2 hours, the film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance were evaluated. .

比較例5
原材料として、純度99.99%の酸化インジウム粉末(平均粒径1μm)270g、純度99.99%の酸化亜鉛粉末(平均粒径1μm)50g、純度99.99%の炭酸セシウム粉末(平均粒径1μm)10gを使用し、焼結温度を700℃に設定した他は実施例1と同様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様にして透明電極薄膜を成膜した。この透明電極薄膜の膜厚、屈折率、比抵抗、原子比、透過率を、実施例1と同様の測定装置、測定方法により評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 5
As raw materials, 270 g of indium oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), 50 g of zinc oxide powder with a purity of 99.99% (average particle size 1 μm), cesium carbonate powder with a purity of 99.99% (average particle size) A target was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 g of 1 μm) was used and the sintering temperature was set to 700 ° C. A transparent electrode thin film was formed in the same manner as in Example 1. The film thickness, refractive index, specific resistance, atomic ratio, and transmittance of this transparent electrode thin film were evaluated by the same measuring apparatus and measuring method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2007302909
Figure 2007302909

[カラーフィルタの製造]
本発明の低屈折率電極の応用例として、液晶駆動用透明導電膜付きカラーフィルタを試作した。
[Manufacture of color filters]
As an application example of the low refractive index electrode of the present invention, a color filter with a transparent conductive film for driving a liquid crystal was prototyped.

実施例9
(1)着色層の形成電気絶縁性透明基板としてのガラス基板上に面抵抗20Ω/□のITO膜を成膜したもの(ジオマテック社製、ガラス基板は表面研磨した青板ガラス(シリカディップ品))を用意し、下記(a)〜(d)の要領で、ミセル電解法により着色層を形成した。
Example 9
(1) Formation of colored layer An ITO film having a surface resistance of 20Ω / □ is formed on a glass substrate as an electrically insulating transparent substrate (manufactured by Geomatic Co., Ltd., glass plate is a surface-polished blue plate glass (silica dip product)) Was prepared, and a colored layer was formed by the micellar electrolysis method in the following manner (a) to (d).

(a)フォトリソグラフィー法による電解用ITO電極の形成
上記ITO膜の上に紫外線硬化型レジスト剤(富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製のFH22130)を1000rpmの回転速度でスピンコートした。スピンコート後、80℃で15分間プリベークを行った。その後、レジスト膜が形成されたITO−ガラス基板を露光機にセットした。マスクは、線幅90μm、ギャップ20μm、線長230mm、1920本のストライプ縦パターンとした。光源としては2kWの高圧水銀灯を用いた。プロキシミティギャップ70μmをとり、レジスト膜を120mJ/cm露光した後、現像液(富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製のFHD−5)で現像して、前記レジスト膜を所定形状にパターニングした。現像後、純水でリンスし、リンス後に180℃でポストベークした。次に、エッチング液として1MのFeCl・6NHCl・0.1NHNO・0.1NCe(NO水溶液を準備し、所定形状にパターニングされた前記レジスト膜をマスクとして用いて、前記エッチング液によりITO膜を約20分間エッチングした。エッチングの終点は電気抵抗により測定した。エッチング終了後、純水でリンスし、リンス後に1NのNaOHでレジスト膜を剥離した。こうして、ストライプ状の電解用ITO電極をガラス基板上に形成した(以下、電解用ITO電極を備えたガラス基板をITOパターニングガラス基板という)。
(A) Formation of ITO electrode for electrolysis by photolithography method An ultraviolet curable resist agent (FH22130 manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology) was spin-coated on the ITO film at a rotation speed of 1000 rpm. After spin coating, prebaking was performed at 80 ° C. for 15 minutes. Thereafter, the ITO-glass substrate on which the resist film was formed was set in an exposure machine. The mask had a line width of 90 μm, a gap of 20 μm, a line length of 230 mm, and a 1920 stripe vertical pattern. A 2 kW high pressure mercury lamp was used as the light source. A proximity gap of 70 μm was taken, the resist film was exposed to 120 mJ / cm 2 , and then developed with a developer (FHD-5 manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology), and the resist film was patterned into a predetermined shape. After the development, it was rinsed with pure water, and post-baked at 180 ° C. after rinsing. Next, 1M FeCl 3 .6NHCl.0.1NHNO 3 .0.1NCe (NO 3 ) 4 aqueous solution is prepared as an etchant, and the resist film patterned in a predetermined shape is used as a mask, The ITO film was etched for about 20 minutes. The end point of etching was measured by electric resistance. After completion of the etching, the substrate was rinsed with pure water, and after rinsing, the resist film was peeled off with 1N NaOH. Thus, striped ITO electrodes for electrolysis were formed on the glass substrate (hereinafter, the glass substrate provided with the ITO electrodes for electrolysis is referred to as an ITO patterning glass substrate).

(b)遮光層の形成
遮光層形成用レジスト剤として、富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製のカラーモザイクCK、同CR、同CG及び同CBを3:1:1:1の割合(重量比)で混合したものを用いた。上記(a)の要領で作製したITOパターニングガラス基板を10rpmで回転させ、この上に前記遮光層形成用レジスト剤30ccを噴霧した。次に、スピンコートの回転数を500rpmにして、基板上に均一なレジスト膜を成膜した。スピンコート後、80℃で15分間プリベークを行った。その後、アライメント機能のある露光機を用いて、所定の位置合せをしながら、所定のデザイン(90×310mm角−20μm線幅)のマスクを用いてレジスト膜を露光した。光源としては2kWの高圧水銀灯を用いた。プロキシミティギャップ70μmをとり、レジスト膜を100mJ/cm露光した後、現像液(富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製の富士ハントCDを純水で4倍に希釈したもの)で30秒間現像して、前記レジスト膜を所定形状にパターニングした。現像後、純水でリンスし、リンス後に200℃で100分間ポストベークした。こうして、前記レジスト膜からなる所定形状の遮光層を得た(以下、遮光層まで形成したものを遮光層付ガラス基板という)。
(B) Formation of light shielding layer Color resist CK, CR, CG and CB manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd. are mixed at a ratio (weight ratio) of 3: 1: 1: 1 as a light shielding layer forming resist agent. What was done was used. The ITO patterning glass substrate produced in the manner of (a) was rotated at 10 rpm, and 30 cc of the resist agent for forming the light shielding layer was sprayed thereon. Next, a uniform resist film was formed on the substrate at a spin coating speed of 500 rpm. After spin coating, prebaking was performed at 80 ° C. for 15 minutes. Thereafter, the resist film was exposed using a mask having a predetermined design (90 × 310 mm square−20 μm line width) while performing predetermined alignment using an exposure machine having an alignment function. A 2 kW high pressure mercury lamp was used as the light source. After taking a proximity gap of 70 μm and exposing the resist film to 100 mJ / cm 2 , the resist film was developed with a developer (Fuji Hunt CD manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd. diluted four times with pure water) for 30 seconds. The resist film was patterned into a predetermined shape. After development, it was rinsed with pure water, and after rinsing, post-baked at 200 ° C. for 100 minutes. In this way, a light-shielding layer having a predetermined shape made of the resist film was obtained (hereinafter, the layer formed up to the light-shielding layer is referred to as a glass substrate with a light-shielding layer).

(c)ミセル電解用の分散液の調製
赤色波長域の分光透過率が高い着色層(以下、R着色層という)形成用の分散液としては、クロモフタールレッドA2B(チバガイギー社製)の分散液(分散媒;純水)を用いた。また、緑色波長域の分光透過率が高い着色層(以下、G着色層という)形成用の分散液は、ヘリオゲングリーンL9361(BASF社製)の分散液(分散媒;純水)とイルガジンエロー2RLT(チバガイギー社製)の分散液(分散媒;純水)とをそれぞれ20℃に保ったまま70:30の割合(重量比)で混合し、さらに、混合液を超音波ホモジナイザーで30分間分散させることで調製した。そして、青色波長域の分光透過率が高い着色層(以下、B着色層という)形成用の分散液としては、ファストゲンブルーTGR(大日本インキ社製)の分散液(分散媒;純水)とファストゲンスーパーバイオレット2RN(大日本インキ社製)とをそれぞれ20℃に保ったまま80:20の割合(重量比)で混合することで調製した。
(C) Preparation of dispersion for micelle electrolysis As a dispersion for forming a colored layer (hereinafter referred to as R colored layer) having a high spectral transmittance in the red wavelength region, dispersion of chromoftal red A2B (manufactured by Ciba Geigy) is used. A liquid (dispersion medium; pure water) was used. Further, a dispersion for forming a colored layer (hereinafter referred to as a G colored layer) having a high spectral transmittance in the green wavelength region is a dispersion (dispersion medium; pure water) of heliogen green L9361 (manufactured by BASF) and irgadine. A dispersion (dispersion medium: pure water) of Yellow 2 RLT (manufactured by Ciba Geigy) was mixed at a ratio of 70:30 (weight ratio) while being kept at 20 ° C., and the mixture was further mixed with an ultrasonic homogenizer for 30 minutes. It was prepared by dispersing. As a dispersion liquid for forming a colored layer (hereinafter referred to as B colored layer) having a high spectral transmittance in the blue wavelength region, a dispersion liquid (dispersion medium: pure water) of Fastgen Blue TGR (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) And Fastgen Super Violet 2RN (Dainippon Ink Co., Ltd.) were mixed at a ratio of 80:20 (weight ratio) while being kept at 20 ° C.

(d)ミセル電解
まず、上記(a)、(b)の要領で作製した遮光層付ガラス基板を、上記(c)の要領で調製したR着色層形成用の分散液(液温20℃)に浸漬し、R着色層を形成しようとする箇所の電解用ITO電極にポテンショスタットを接続した。そして、0.5Vvs.SCE、25分間の定電位電解を行ってR着色層を得た。電解後、純水でリンスし、リンス後に100℃で15分間ベークした。
次に、この基板を上記(c)の要領で調製したG着色層形成用の分散液(液温20℃)に浸漬し、G着色層を形成しようとする箇所の電解用ITO電極にポテンショスタットを接続した。そして、0.5Vvs.SCE、20分間の定電位電解を行ってG着色層を得た。電解後、純水でリンスし、リンス後に100℃で15分間ベークした。
最後に、この基板を上記(c)の要領で調製したB着色層形成用の分散液(液温20℃)に浸漬し、B着色層を形成しようとする箇所の電解用ITO電極にポテンショスタットを接続した。そして、0.5Vvs.SCE、15分間の定電位電解を行ってB着色層を得た。電解後、純水でリンスし、リンス後に100℃で15分間ベークした。
こうして、遮光層付ガラス基板上にR着色層、G着色層及びB着色層をストライプ状に交互に形成した(以下、R着色層、G着色層及びB着色層を備えたガラス基板を着色層付ガラス基板という)。
(D) Micellar electrolysis First, a dispersion for forming an R colored layer (liquid temperature 20 ° C.) prepared by the procedure of (c) above using the glass substrate with a light shielding layer prepared by the procedures of (a) and (b) above. Then, a potentiostat was connected to the electrolysis ITO electrode at the location where the R colored layer was to be formed. And 0.5Vvs. SCE and constant potential electrolysis for 25 minutes were performed to obtain an R colored layer. After electrolysis, it was rinsed with pure water, and after rinsing, it was baked at 100 ° C. for 15 minutes.
Next, this substrate is immersed in a dispersion liquid for forming a G colored layer (liquid temperature 20 ° C.) prepared as described in (c) above, and a potentiostat is applied to the electrolysis ITO electrode where the G colored layer is to be formed. Connected. And 0.5Vvs. SCE and constant potential electrolysis for 20 minutes were performed to obtain a G colored layer. After electrolysis, it was rinsed with pure water, and after rinsing, it was baked at 100 ° C. for 15 minutes.
Finally, this substrate is immersed in a dispersion liquid for forming a B colored layer (liquid temperature 20 ° C.) prepared as described in (c) above, and a potentiostat is applied to the electrolysis ITO electrode where the B colored layer is to be formed. Connected. And 0.5Vvs. SCE and constant potential electrolysis for 15 minutes were performed to obtain a B colored layer. After electrolysis, it was rinsed with pure water, and after rinsing, it was baked at 100 ° C. for 15 minutes.
In this way, the R colored layer, the G colored layer, and the B colored layer were alternately formed in a stripe shape on the glass substrate with the light shielding layer (hereinafter, the glass substrate provided with the R colored layer, the G colored layer, and the B colored layer is a colored layer). Called glass substrate).

(2)透明保護層の形成
上記(1)で得た着色層付ガラス基板をスピンコーターにセットし、透明保護膜の材料としてのポリシロキサン系樹脂(長瀬産業社製のOS−808)を、ディスペンサーを用いて着色層上に塗布した。このとき、基板を10rpmでゆっくり回転させることで、前記樹脂を着色層付ガラス基板表面全体にむらなく塗った。さらに、着色層付ガラス基板を800rpmで1分間回転させて、均一な樹脂薄膜を得た。その後、260℃で2時間ベークして前記樹脂を硬化させた。これにより、目的とする透明保護層が得られた。
(2) Formation of transparent protective layer The glass substrate with a colored layer obtained in (1) above is set on a spin coater, and a polysiloxane resin (OS-808 manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.) as a material for the transparent protective film is used. It apply | coated on the colored layer using the dispenser. At this time, the resin was uniformly applied to the entire surface of the glass substrate with a colored layer by slowly rotating the substrate at 10 rpm. Furthermore, the glass substrate with the colored layer was rotated at 800 rpm for 1 minute to obtain a uniform resin thin film. Thereafter, the resin was cured by baking at 260 ° C. for 2 hours. Thereby, the target transparent protective layer was obtained.

(3)液晶駆動用透明電極の形成
透明保護層を設けた着色層付ガラス基板をDCマグネトロンダイレクトスパッタ装置に装着し、真空槽内を1×10−6Torr以下まで減圧した後に純度99.99%のアルゴンガスを3×10−3Torrまで導入した。そして、実施例2で製造したスパッタリングターゲットを使用し、ターゲット印加電圧420V、基板温度200℃の条件でスパッタリングを行った。このスパッタリングにより、厚さ0.12μm程度の液晶駆動用透明電極が透明保護層上に形成された。これにより、目的とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタが得られた。
(3) Formation of transparent electrode for driving liquid crystal A glass substrate with a colored layer provided with a transparent protective layer is attached to a DC magnetron direct sputtering apparatus, and the inside of the vacuum chamber is depressurized to 1 × 10 −6 Torr or less, and the purity is 99.99. % Argon gas was introduced up to 3 × 10 −3 Torr. And the sputtering target manufactured in Example 2 was used, and sputtering was performed under the conditions of a target applied voltage of 420 V and a substrate temperature of 200 ° C. By this sputtering, a transparent electrode for driving a liquid crystal having a thickness of about 0.12 μm was formed on the transparent protective layer. Thereby, the target color filter for liquid crystal displays was obtained.

このようして得られた液晶ディスプレイ用カラーフィルタの表面抵抗(液晶駆動用透明電極の表面抵抗)は1000Ω/□であった。また、このカラーフィルタの透過率を測定したところ、赤(610nm)領域で、75%、緑(540nm)領域で80%、青(460nm)領域で75%が得られた。
このカラーフィルタは、薄膜トランジスタ方式のアクティブマトリックス型液晶ディスプレイ用等のカラーフィルタとして好適である。
The surface resistance of the color filter for liquid crystal display thus obtained (surface resistance of the transparent electrode for liquid crystal driving) was 1000Ω / □. When the transmittance of this color filter was measured, 75% was obtained in the red (610 nm) region, 80% in the green (540 nm) region, and 75% in the blue (460 nm) region.
This color filter is suitable as a color filter for a thin film transistor type active matrix liquid crystal display.

比較例6
比較のために液晶駆動用透明電極として比較例1で使用したIZOターゲットを使用し、実施例7と全く同様にして透明電極付カラーフィルタを作製した。このカラーフィルタの透過率を測定したところ、赤(610nm)領域で72%、緑(540nm)領域で77%、青(460nm)領域で72%と、各々2〜3%程度低下した。
尚、カラーフィルタの製造方法には、印刷法、顔料分散法等多くの方法があり、上記の製造方法に限定されるものではない。
Comparative Example 6
For comparison, the IZO target used in Comparative Example 1 was used as a liquid crystal driving transparent electrode, and a color filter with a transparent electrode was produced in exactly the same manner as in Example 7. When the transmittance of this color filter was measured, it decreased by about 2 to 3%, 72% in the red (610 nm) region, 77% in the green (540 nm) region, and 72% in the blue (460 nm) region.
There are many methods for producing a color filter, such as a printing method and a pigment dispersion method, and the method is not limited to the above production method.

[タッチパネルの製造]
実施例10
(1)透明電極基板の作製
透明基材として2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの長尺物(サイズ:300mm×10m、厚さ125μm。以下PETロールという。)を用い、スパッタリングターゲットとして実施例4に記載したと同様の組成物を用い、以下の要領で成膜した。尚、酸化物薄膜の原子組成比は誘導プラズマ発光分光分析(ICP)によって求めた。
まず、PETロールを連続走行式DCマグネトロンスパッタリング装置に装着し、真空槽内を5×10−3Pa以下まで減圧した。次に、アルゴンガス(純度99.99%)を真空槽内圧力が2×10−1Paになるように導入し、スパッタリング出力を1.6W/cm(ターゲット印加電圧は400V)に、基板温度を20℃にそれぞれ設定して、プレスパッタを行った。プレスパッタ後、スパッタリング出力及び基板温度を前記の値に保持したまま、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス(アルゴンガスと酸素ガスの体積比=97:3)を真空槽内圧力が2×10−1Paになるように導入し、100cm/分の走行速度でPETロールの片面に酸化物薄膜(透明電極膜)を成膜した。
上述のようにして得た透明電極膜付きPETロールから、平面視上の大きさが16×16cmの酸化物薄膜付きPETフィルムを切り出すことにより、透明電極基板を得た。
得られた透明電極基板のそれぞれについて、当該透明電極基板を構成している透明電極膜の膜厚、表面抵抗、表面抵抗の標準偏差及び比抵抗を求めた。また、この透明電極基板について、波長550nmの光の透過率を求めたところ、93%となった。
[Manufacture of touch panels]
Example 10
(1) Preparation of transparent electrode substrate A long biaxially stretched polyethylene terephthalate film (size: 300 mm × 10 m, thickness 125 μm, hereinafter referred to as a PET roll) is used as a transparent base material, and a sputtering target is described in Example 4. Using the same composition as described above, a film was formed in the following manner. The atomic composition ratio of the oxide thin film was determined by induction plasma emission spectroscopy (ICP).
First, a PET roll was attached to a continuous traveling DC magnetron sputtering apparatus, and the inside of the vacuum chamber was depressurized to 5 × 10 −3 Pa or less. Next, argon gas (purity 99.99%) was introduced so that the pressure in the vacuum chamber was 2 × 10 −1 Pa, the sputtering output was 1.6 W / cm 2 (target applied voltage was 400 V), and the substrate Pre-sputtering was performed at a temperature set to 20 ° C. After pre-sputtering, while maintaining the sputtering output and the substrate temperature at the above values, a mixed gas of argon gas and oxygen gas (volume ratio of argon gas to oxygen gas = 97: 3) is set to a vacuum chamber pressure of 2 × 10. -1 Pa was introduced, and an oxide thin film (transparent electrode film) was formed on one side of the PET roll at a running speed of 100 cm / min.
A transparent electrode substrate was obtained by cutting out a PET film with an oxide thin film having a size in plan view of 16 × 16 cm from the PET roll with a transparent electrode film obtained as described above.
About each of the obtained transparent electrode substrate, the film thickness of the transparent electrode film which comprises the said transparent electrode substrate, surface resistance, the standard deviation of surface resistance, and specific resistance were calculated | required. Further, when the transmittance of light with a wavelength of 550 nm was determined for this transparent electrode substrate, it was 93%.

(2)タッチパネルの作製
上記(1)で得た平面視上の大きさが16×16cmの酸化物薄膜(透明電極膜)付きPETフィルを2枚使用し、図1に示すアナログ型のタッチパネルを以下のようにして作製した。
まず、一方の透明基板10を構成している透明電極膜12において互いに対向している1組の辺縁部上に、幅3mmの帯状を呈する電極端子14,16を銀ペースト(藤倉化成社製のD−550)によってそれぞれ設けた。また、他方の透明基板20を構成している透明電極膜22において互いに対向している1組の辺縁部上にも、同様にして幅3mmの帯状を呈する電極端子24,26をそれぞれ設けた。
次に、透明基板10と透明基板20とを、透明電極膜12,22が互いに対向し、かつ、電極端子14,16を結ぶ方向と電極端子24,26を結ぶ方向とが平面視上直交するようにして貼り合わせた。このとき、SiOからなる粒径15μmの球状のスペーサー(図示せず。)を用いて、透明電極膜12,22間の距離が15μmとなるようにした。
この後、透明電極膜12に設けた電極端子14,16と15Vの直流電源Vとを、リード線32,34を介して接続した。このとき、リード線32の途中にはスイッチSを介在させ、リード線34の途中にはスイッチSを介在させた。また、透明電極膜22に設けた電極端子24,26と15Vの直流電源Vとを、リード線36,38を介して接続した。このとき、リード線36の途中にはスイッチSを介在させ、リード線38の途中にはスイッチSを介在させた。
このようにして電極端子14,16と直流電源V、及び電極端子24,26と直流電源Vとを電気的に接続することにより、タッチパネル1が得られた。
タッチペン40を矢印A方向に押下しながら掃引し、掃引距離と電圧計50の表示を確認したところ良好な線形性が得られた。
このようにして得られたタッチパネルを液晶ディスプレイに貼り付けたところ、液晶の輝度を損なわい透明性の高いタッチパネルを得ることができた。
(2) Production of touch panel Using two PET films with an oxide thin film (transparent electrode film) of 16 × 16 cm in plan view obtained in (1) above, the analog touch panel shown in FIG. It was produced as follows.
First, silver paste (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) is formed on a pair of edge portions facing each other in the transparent electrode film 12 constituting one transparent substrate 10, with electrode terminals 14 and 16 having a strip shape having a width of 3 mm. D-550), respectively. Similarly, electrode terminals 24 and 26 each having a band shape of 3 mm in width are provided on a pair of edge portions facing each other in the transparent electrode film 22 constituting the other transparent substrate 20. .
Next, in the transparent substrate 10 and the transparent substrate 20, the transparent electrode films 12 and 22 face each other, and the direction connecting the electrode terminals 14 and 16 and the direction connecting the electrode terminals 24 and 26 are orthogonal in plan view. In this way, they were bonded together. At this time, a spherical spacer (not shown) made of SiO 2 with a particle diameter of 15 μm was used so that the distance between the transparent electrode films 12 and 22 was 15 μm.
Thereafter, the electrode terminals 14 and 16 provided on the transparent electrode film 12 were connected to the 15 V DC power source V 1 via lead wires 32 and 34. At this time, the switch S 1 was interposed in the middle of the lead wire 32, and the switch S 2 was interposed in the middle of the lead wire 34. Further, electrode terminals 24 and 26 provided on the transparent electrode film 22 were connected to a 15V DC power source V 2 via lead wires 36 and 38. At this time, in the middle of the lead wire 36 is interposed switch S 3, was in the middle of the lead wire 38 is interposed switch S 4.
Thus, the touch panel 1 was obtained by electrically connecting the electrode terminals 14 and 16 and the DC power source V 1 and the electrode terminals 24 and 26 and the DC power source V 2 .
When the touch pen 40 was swept down in the direction of arrow A and the sweep distance and the display of the voltmeter 50 were confirmed, good linearity was obtained.
When the touch panel obtained in this manner was attached to a liquid crystal display, a highly transparent touch panel that did not deteriorate the brightness of the liquid crystal could be obtained.

比較例7
タッチパネル用透明電極作製のためのターゲットとして、比較例4で使用したITOターゲットを用いた他は実施例10と全く同様にして、図1に示すタッチパネルを製造した。ITO/PET積層体の透過率は88%と、実施例10で使用した積層体と比較して5%低下したが、これはITOの屈折率が大きいためである。
また、得られたタッチパネルを液晶ディスプレイの上に張りつけたが、実施例10と比較してタッチパネルの反射率が高く、液晶ディスプレイの視認性は劣っていた。
Comparative Example 7
A touch panel shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 10 except that the ITO target used in Comparative Example 4 was used as a target for producing a transparent electrode for a touch panel. The transmittance of the ITO / PET laminate was 88%, which was 5% lower than that of the laminate used in Example 10. This is because the refractive index of ITO is large.
Moreover, although the obtained touch panel was affixed on the liquid crystal display, the reflectance of the touch panel was high compared with Example 10, and the visibility of the liquid crystal display was inferior.

以上、詳細に説明したように、本発明の薄膜は、透明電極を必要とするあらゆるデバイス、例えば、液晶ディスプレイ、タッチパネル、太陽電池等に利用できる。   As described above in detail, the thin film of the present invention can be used in any device that requires a transparent electrode, for example, a liquid crystal display, a touch panel, a solar cell, and the like.

実施例7及び比較例10で作成したアナログ式タッチパネルの概略図である。It is the schematic of the analog type touch panel created in Example 7 and Comparative Example 10.

符号の説明Explanation of symbols

1 タッチパネル
10,20 透明基板
12,22 透明電極膜
14,16,24,26 電極端子
32,34,36,38 リード線
40 タッチペン
50 電圧計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Touch panel 10,20 Transparent substrate 12,22 Transparent electrode film 14,16,24,26 Electrode terminal 32,34,36,38 Lead wire 40 Touch pen 50 Voltmeter

Claims (6)

インジウム、錫、亜鉛から選ばれる1種以上の金属の酸化物とアルカリ金属とを主成分とし、
前記アルカリ金属の、全金属に対する原子比(アルカリ金属原子)/(金属原子+アルカリ金属原子)が、1〜60原子%であり、
400nm〜700nmの可視領域における平均屈折率が1.5〜2.0である薄膜。
The main component is an oxide of one or more metals selected from indium, tin, and zinc and an alkali metal,
The atomic ratio of the alkali metal to all metals (alkali metal atom) / (metal atom + alkali metal atom) is 1 to 60 atomic%,
A thin film having an average refractive index of 1.5 to 2.0 in the visible region of 400 nm to 700 nm.
前記アルカリ金属の全金属に対する原子比が、10〜55原子%である、請求項1に記載の薄膜。   The thin film according to claim 1, wherein an atomic ratio of the alkali metal to all metals is 10 to 55 atomic%. 前記アルカリ金属の全金属に対する原子比が、20〜50原子%である、請求項1又は2に記載の薄膜。   The thin film of Claim 1 or 2 whose atomic ratio with respect to all the metals of the said alkali metal is 20-50 atomic%. 前記可視領域の平均光線透過率が50%以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の薄膜。   The thin film as described in any one of Claims 1-3 whose average light transmittance of the said visible region is 50% or more. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の薄膜からなる電極。   The electrode which consists of a thin film as described in any one of Claims 1-4. 比抵抗が10−4〜10Ω・cmである請求項5に記載の電極。
The electrode according to claim 5, wherein the specific resistance is 10 −4 to 10 5 Ω · cm.
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