JP2979565B2

JP2979565B2 - 透明電極用保護膜形成液

Info

Publication number: JP2979565B2
Application number: JP2013837A
Authority: JP
Inventors: 朗中西; 哲村川; 正信酒井; 秀明西田; 康人礒崎; 洋長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH03219503A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、液晶表示素子をはじめとする表示素子類，
透明タッチスイッチ，太陽電池等、各種エレクトロニク
ス素子に用いられる透明電極用保護膜形成液に関するも
のである。

従来の技術従来より、透明電極は液晶表示素子をはじめとする表
示素子類，透明タッチスイッチ，太陽電池等に広く利用
されており、多くの場合、基板上に微細なパターンを形
成して用いる。

透明電極として用いられる材料は、スズドープ酸化イ
ンジウム（ITO）膜、アンチモンドープ酸化スズ膜，酸
化亜鉛膜等がある。そして、膜形成法としては、スパッ
タ法，蒸着法，塗布または印刷焼成法等がある。

このうち、塗布または印刷焼成法は、低コストで、ま
た大面積の基板にも容易に成膜できることができ、特に
所望の形状にパターン印刷が可能な場合は、エッチング
等のパターン形成のための複雑な工程が不要である点で
パターン状透明電極基板を製造するのに大変有利な方法
である。種々のインジウム、スズ、アンチモン等の有機
酸塩，無機酸塩、アセチルアセトナート等を溶媒に溶解
したものや、ITOあるいはアンチモンドープ酸化スズの
微粉体をコロイド状に分散させた液を基板上に塗布また
は印刷して、溶媒を乾燥後、熱分解，焼成することによ
り、透明電極を形成する方法が知られている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の塗布または印刷焼成法によ
り透明電極は、乾燥，熱分解時に膜中より揮発成分，熱
分解成分が飛び抜けていくために、多孔質，小粒径の膜
となり、スパッタ法，蒸着法と比べ、抵抗値が高く、か
つ耐久性、特に高温多湿雰囲気（60℃,95％RH）下での
抵抗値上昇が著しいという問題があり、上記問題を解決
するための安価保護膜形成材料の提供が望まれていた。

課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するために、保護膜形成材料
をケイ素，スズ，アンチモン，フッ素の各元素を含む化
合物または化合物の混合物からなる液状物としたもので
ある。

作用以上のように、従来の塗布または印刷焼成法によって
得た一様な、またはパターン状の透明電極上に、本発明
による保護膜形成液を薄く塗布して焼成することによ
り、透明電極上及び透明電極のない部分は基板上に緻密
な保護皮膜が形成され低抵抗でかつ耐久性に優れた透明
電極が得られるとともに、保護膜自体の固有抵抗が大き
く透明電極間の絶縁性を充分保つことができるという効
果を有するものである。

実施例以下本発明の実施例について説明する。まず本発明の
概要について説明すると、本発明に用いるケイ素分を含
有する物質として、無機化合物であるケイ酸ナトリウ
ム，テトラクロルケイ素等あるいは有機系化合物である
テトラエチルオルソシリケート（TEOS）や部分的に加水
分解したエチルシリケート40,28等のケイ素のアルコキ
シド類，テトラメチルシラン等の有機ケイ素化合物，シ
ランカップリング剤等に用いられる３−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン,3−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン等の化合物が挙げられる。

スズ分を含有する物質としては、無機スズ化合物であ
る塩化第一スズ，硝酸第一スズ，臭化第一スズ，硫酸第
一スズ，酸化第二スズ，臭化第二スズ等あるいは、有機
系化合物である２−エチルヘキサン酸第一スズ,p−トル
イル酸第一スズ等の有機酸塩類、テトラブチルスズ，ジ
ブチルスズオキシドのような有機スズ類、テトラアセチ
ルアセトナートスズ等のアセチルアセトナート等があ
る。

アンチモン分を含有する化合物としては、無機化合物
である塩化アンチモン等、あるいは有機系化合物である
２−エチルヘキサン酸アンチモン等の有機酸塩類、アン
チモントリｎブトキシド等のアンチモンアルコキシド等
がある。

保護膜焼成温度以下の温度で蒸発ぜす、かつ同焼成温
度で熱分解するフッ素を含む化合物としては、無機化合
物である各種金属のフッ化物，有機化合物である不揮発
性のフッ素オイル，フッ素系界面活性剤等がある。

このように、ケイ素，スズ，アンチモン，フッ素を含
有するそれぞれ単体の化合物を用いる他、ケイ素，ス
ズ，アンチモン，フッ素，うちの２種以上が一つの化合
物に含まれるものを用いてもよい。たとえば、フッ化第
一スズ，トリフルオロ酢酸第一スズ，ペンタフルオロプ
ロピオン酸第一スズ等のスズとフッ素を含む化合物、ト
リメチルフルオロシランのようなケイ素とフッ素を含む
化合物等がある。

以上のようなケイ素，スズ，アンチモン，フッ素を含
有する化合物を、スズ分10.0に対し、ケイ素分0.5〜10.
0,アンチモン分0.1〜1.0,フッ素分1.0〜10.0の重量比に
なるように混合し、固形物であれば有機溶媒，水，酸，
アルカリ等に溶解させることにより本発明の透明電極用
保護膜形成液は製造されるものである。

以下、具体的な透明電極保護膜形成液の組成と、保護
膜形成液を用いて得られたパターン状透明電極基板の性
能について述べる。

まず２−エチルヘキサン酸インジウムとｐ−トルイル
酸第一スズを96:4の重量比で、有機溶媒中18重量％の濃
度となるよう溶解させた塗布液を、ソーダ石灰ガラス基
板上に、スクリーン印刷によりパターン印刷し、70℃,1
0分乾燥させた後、大気中で550℃,10分焼成し、膜厚150
0Å程度のパターン状透明電極を得、次に下記（Ａ）〜
（Ｄ）に示す本発明の透明電極用保護膜形成液を上記IT
O膜上に、引き上げ速度60〜80mm/minでディップコーテ
ィングし、窒素雰囲気中で550℃,10分間焼成してパター
ン状透明電極ガラスを得た。

（Ａ）重量比がスズ分10.0に対しケイ素分1.6,アンチモ
ン分0.3,フッ素分3.2の組成となるようにシリコンエト
キシド2g,含フッ素有機酸スズ4.2g,2−エチルヘキサン
酸アンチモン0.27gをエタノール270g,n−ブタノール10
g,酢酸20gの混合溶媒に溶かした透明電極用保護膜形成
液。

（Ｂ）重量比がスズ分10.0に対しケイ素分1.7,アンチモ
ン分0.5,フッ素分3.1の組成となるようにシリコンエト
キシド2g,フッ化第一スズ2g,アンチモントリｎ−ブトキ
シド0.2gをエタノール270g,酢酸20gの混合溶媒中に溶解
した透明電極用保護膜形成液（スズ分10.0に対しケイ素
1.7,アンチモン0.5,フッ素3.1の組成）。

（Ｃ）重量比がスズ分10.0に対しケイ素分7.2,アンチモ
ン分0.3,フッ素分3.2の組成となるようにシリコンエト
キシド3g,含フッ素有機酸スズ1.4g,2−エチルエキサン
酸アンチモン0.09gをエタノール270g,n−ブタノール10
g,酢酸20gを混合溶媒に溶かした透明電極用保護膜形成
液。

（Ｄ）重量比がスズ分10.0に対しケイ素分0.8,アンチモ
ン分0.3,フッ素分3.2の組成となるようにシリコンエト
キシド2g,含フッ素有機酸スズ8.4g,2−エチルヘキサン
酸アンチモン0.54gをエタノール270g,n−ブタノール10
g,酢酸20gの混合溶媒に溶かした透明電極用保護膜形成
液。

このようにして得た透明電極の特性を表１に示す。

なお、特性値の測定は以下により行った。

（１）接触抵抗測定第１図に示すように両側（A,B点）に銀電極を設けた
パターン状透明導電膜のAB間,AC間,BC間（ＣはAB間の透
明導電膜上の任意の一点）の抵抗値p,q,rを測定し、次
式により求めた。

但し、測定用プラグは透明導電膜または銀電極と接す
る面積が2mm×2mmである金属とし、100gの圧力にて押さ
えて測定した。

（２）パターン間の絶縁抵抗値の測定第２図のような形状の２本の透明電極（DE）間の抵抗
値を測定した。

上記表１より明らかなように、本発明の実施例の透明
電極用保護膜形成液を使用したものは、抵抗値は比較
例、すなわち、透明電極用保護膜形成液の塗布．焼成を
施さなかったものの1/3程度の低抵抗であり、高温多湿
雰囲気下（60℃,95％RH）1000時間放置しても、抵抗値
の変化は、初期の2.0倍以内であり、比較例に比べ格段
に向上していることがわかる。また保護膜自体の膜厚は
100Å程度の薄いものであるため、透明電極と他の導電
材料との接触抵抗は、比較例と差がない。また隣接透明
電極間の絶縁抵抗値も充分大きく、高温多湿雰囲気（60
℃,95％RH）1000時間放置後は、比較例に比べ絶縁抵抗
劣化が少ない。

シリコンエトキシド，含フッ素有機酸スズ,2−エチル
ヘキサン酸アンチモンの系すなわち上記実施例の透明電
極用保護膜形成液A,C,Dのものについて、スズ，アンチ
モン，フッ素分に対しケイ素分を変えたときの接触抵抗
及びパターン間の絶縁抵抗の関係を第３図に示す。第３
図により明らかなようにスズ分10.0に対しケイ素分は0.
5〜10.0が良好な特性を示し、0.8〜7.2の範囲が特に良
好であることがわかる。

またアンチモン分についてはスズ分10に対し0.1〜1.
0、フッ素分についてはスズ分10に対し1.0〜10.0含むも
のについては上記と同様の効果が確認されたが、上記含
有量よりも少なすぎても、多すぎても導電成分としての
作用が充分でなくなり、ケイ素分にかかわらず透明電極
上の接触抵抗が上昇してしまうことがわかった。

発明の効果本発明は、上記実施例より明らかなように、本発明の
透明電極用保護膜形成液を従来の塗布または印刷焼成法
による一様なまたはパターン状の透明電極上に一様に塗
布し、焼成することにより、透明電極上及び透明電極が
存在しない部分基板上に極く薄く保護膜が形成されるの
で、透明電極の低抵抗化，耐久性を向上させ、透明電極
パターン間の絶縁抵抗の劣化も防止でき、パターン状透
明電極基板の特性を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用した透明電極における接触抵抗の
測定方法の説明図であり、第２図は同透明電極パターン
間の絶縁抵抗の測定方法の説明図であり、第３図は重量
比スズ分10に対してケイ素分の比率を変えた時の接触抵
抗およびパターン間の絶縁抵抗の変化特性図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西田秀明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者礒崎康人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者長谷川洋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭63−66626（ＪＰ，Ａ) 特開平３−196414（ＪＰ，Ａ) 特開平３−217821（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01B 5/14 H01B 13/00 503 G09F 9/30 348 H05K 3/28 H01L 21/314

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともケイ素，スズ，アンチモン，フ
ッ素の各元素を含む化合物または化合物の混合物からな
り、スズ分10.0に対し、ケイ素分が0.5〜10.0,アンチモ
ン分が0.1〜1.0、保護膜焼成温度以下の温度で蒸発せ
ず、かつ、同焼成温度で熱分解が起こる化合物または化
合物の混合物中のフッ素分が1.0〜10.0の重量比で構成
されていることを特徴とする透明電極用保護膜形成液。