JPH04171611A - 透明導電膜の形成方法 - Google Patents

透明導電膜の形成方法

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JPH04171611A
JPH04171611A JP30038390A JP30038390A JPH04171611A JP H04171611 A JPH04171611 A JP H04171611A JP 30038390 A JP30038390 A JP 30038390A JP 30038390 A JP30038390 A JP 30038390A JP H04171611 A JPH04171611 A JP H04171611A
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JP
Japan
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film
metal oxide
transparent conductive
oxide film
reducing gas
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JP30038390A
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English (en)
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Yoji Morimoto
森本 洋示
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 金属酸化物からなる透明導電膜の形成方法に関し、 透明導電膜の形成時間を短縮し、透明導電膜を有した各
種装置の生産性の向上を可能にすることを目的とし、 金属酸化膜から過剰の酸素を除去するための処理を含む
透明導電膜の形成方法において、還元ガスを電磁波の照
射によって励起し、プラズマ化した前記還元ガスによっ
て前記金属酸化膜を還元するように構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属酸化物からなる透明導電膜の形成方法に関
する。
酸化インジウムを主成分とし数%の酸化スズを含むIT
Oなとの金属酸化物からなる透明導電膜は、タッチパネ
ルやプラズマデイスプレィパネルの透明電極などとして
広く利用されている。
一般に、透明導電膜には、外部導体との接続のために、
銀ペーストの焼成などによって端子導電層が設けられる
ところが、金属酸化物は、端子導電層を設けるための熱
処理によって酸化し、その抵抗値が熱処理前に比べて1
0倍程度の値に増大してしまう。
このため、透明導電膜の形成に際しては、金属酸化物の
抵抗値を下げるために過剰の酸素を除去する処理、すな
わち還元処理が不可欠となる。
〔従来の技術〕
従来においては、還元処理の方法として、金属酸化膜を
設けたガラス基板(基体)を真空チャンバー内に載置し
、lXl0−”[Torr]程度の真空中で金属酸化膜
を400°C程度の温度まで加熱し、この状態を6時間
程度保つことによって金属酸化膜から過剰の酸素を放出
させる方法、いわゆる真空焼成法が一般に用いられてい
た。
加熱には、通常はヒータ(電熱器)が用いられるが、加
熱時間を短縮するためにマイクロ波を照射することによ
って金属酸化膜を加熱する方法も知られている。
また、真空チャンバー内に微量の還元ガスを導入し、加
熱された金属酸化膜と還元ガスとを化学的に反応させる
ことによって処理時間を短縮する方法も知られている。
金属酸化膜の還元が終了して所定抵抗値の透明導電膜が
形成された基体は、自然冷却によって所定温度まで下が
るのを待って真空ヂャンバーがら取り出される。
C発明が解決しようとする課題〕 従来では、還元のために金属酸化膜が真空チャンバー内
で400°C程度の比較的高温に加熱される。
ところが、真空中での自然冷却に際しては、基体の温度
は主に輻射冷却によって鋒下するので、冷却開始時点の
温度が高いほど冷却に長時間を要する。特に、加熱にヒ
ータを用いた場合には、真空チャンバーの内壁も加熱さ
れるので、冷却時間はいっそう長くなる。
したがって、従来においては、基体を真空チャンバーに
載置してから取り出すまでの時間、すなわち真空チャン
バーを用いる真空処理の1サイクル時間が12〜10[
hlにもおよび、その結果、透明導電膜の形成に長時間
を要することになり、透明導電膜を有した各種装置の生
産性が低いという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑み、透明導電膜の形成時間を
短縮し、透明導電膜を有した各種装置の生産性の向上を
可能にすることを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上述の課題を解決するため、請求項Iの発明に係る方法
は、第1図〜第3図に示すように、金属酸化膜11aか
ら過剰の酸素を除去するための処理を含む透明導電膜1
1の形成方法において、還元ガス5を電磁波RFの照射
によって励起し、プラズフ化した前記還元ガス5によっ
て前記金属酸化膜11aを特徴する 請求項2の発明に係る方法は、第1図〜第3図に示すよ
うに、金属酸化膜11. aを設けた基体10を真空処
理槽20内に配置し、前記真空処理槽20内の排気を行
った後に前記金属酸化膜11aを電磁波RFの照射によ
って加熱し、前記真空処理槽20に還元ガス5を導入し
、前記還元ガス5を電磁波RFの照射によって励起し、
プラズマ化した前記還元ガス5によって前記金属酸化膜
11aを特徴する 請求項3の発明に係る方法は、第2図〜第4図に示すよ
うに、真空処理槽20に還元ガス5を導入し、前記還元
ガス5を電磁波RFの照射によって励起し、前記金属酸
化膜11aを設けた基体10を予め加熱して真空処理槽
20内に配置し、プラズマ化した前記還元ガス5によっ
て前記金属酸化膜11a′を還元する。
〔作 用〕
真空処理槽20に導入された還元ガス5は、電磁波RF
の照射によって励起される。
励起されてプラズマ化した還元ガス5は、化学的に活性
であるので、温度が比較的低く且つ真空度が低い状態の
もとて金属酸化膜11aと還元ガス5との還元反応が進
行し、金属酸化膜11aは過剰の酸素を放出して低抵抗
の透明導電膜11となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第5図は本発明に係るIT○膜11を有したタッチパネ
ル1の部分断面図である。
タッチパネル1は、ガラス基板10、ガラス基板10の
表面(図の上面)及び裏面をそれぞれ覆うITO膜11
,11、銀などからなる中間導電層12、半田ハンプ1
3、及び保護膜14.15から構成され、静電容量方式
の座標入力手段としてCRTデイスプレィなどの画面の
前面に装着されて使用される。
半田ハンプ13は、図示しないフレキシブル基板の端子
(外部端子)との接続のためにガラス基板10の周縁に
沿って多数設けられる。中間導電層12は、半田バンプ
13とITO膜11とを接合するために設けられる。
保護膜15上の任意の点(座標)に指などを触れる(タ
ッチする)と、表面側のITO膜11はタッチされた点
で人体の静電容量を介して接地され、各半田ハンプ13
と接地ラインとの間の抵抗値が変化し、この変化を検出
することによって画面上の座標が入力される。なお、裏
面側のITO膜11はデイスプレィ装置からのノイズの
形容を除くためのシールド電極とされる。
りフチパネル1の製造に際しては、蒸着又はスパッタリ
ング薄着によってガラス基板10に設けたITO膜11
の上に、二酸化珪素の蒸着によって保護膜14を形成す
る。
次に、中間導電層12を形成するために銀ペーストをス
クリーン印刷によって塗布し、続けて表面例の保護膜1
4上に水ガラスを塗布する。
そして、大気中で450〜480°C程度の熱処理を行
う。これにより、銀ペーストから溶剤が蒸発して中間導
電層12が形成され、また、水ガラスが焼成されて保護
膜15が形成される。
しかし、この熱処理によって、ITO膜11は大気中の
酸素と反応してさらに酸化し、その抵抗値が熱処理前の
10倍程度の値に増大してしまう。
そこで、ITO膜11の抵抗値を下げるために、後述す
るように、プラズマ化した水素ガス5によってITO膜
11に含まれる酸素を除去する真空処理を行う。
真空処理によってITO膜11の抵抗値を上述の熱処理
前の値又はそれ以下の値に下げた後、中間導電層12上
に半田を盛り上げて半田ハンプ13を形成し、タッチパ
ネル1を完成させる。
第2図は本発明に係る真空処理装置2の概略の構成を示
す図である。
真空処理装置2は、真空チャンバー20、真空ポンプ3
1、排気用のバルブ32、マグネトロン35、導波管3
6、ガスボンへ37、調圧弁38、及び真空度測定器4
1などから構成されている。
真空チャンバー20には、導波管36から内部にマイク
ロ波RFを導くための窓部2■が設げられている。また
、ガスボンへ37には、水素と窒素とを1対9の割合で
混合した還元ガス5が充填されている。
次に、真空処理装置2を用いて行う上述の真空処理につ
いて説明する。
第1図は本発明に係る真空処理の一例を示す図、第3図
は製造段階のタッチパネル1aの部分断面図である。
第2図をも参照しつつ、まず、ガラス基板10に中間導
電層1゛2及び保護膜14.15を設けた段階のタッチ
パネルla(被処理物)を真空チャンバー20の内部に
固定する[第1図(a)]。
このとき、例えばガラス基板10の表面側を窓部21に
対向させる。
真空ポンプ31による排気を行い、真空チャンバー20
の内部をlXl0−”[Torr]程度の真空状態とす
る〔第1図(b)〕。
続いて、抵抗値が増大した状態のITO膜11aを還元
反応に適した温度に予熱するため、マグネトロン35を
作動させ、数千MHz程度の周波数のマイクロ波RFを
タッチパネル1aに向けて照射する。マイクロ波RFは
、保護膜14.15及びガラス基板10を透過し、ガラ
ス基板10の表裏面のITO膜11aを同時に加熱する
。マグネトロン35の出力設定及びタッチパネル1aの
大きさや数にもよるが、通常は5分程度の時間が経過す
ると、ITO膜11aは200〜250°Cの温度に達
する〔第1図(C)]。
次に、真空度を測定しつつ調圧弁38を操作し、真空チ
ャンバー20内での分圧が例えば0.1〜2[Torr
]程度となるように還元ガス5を真空チャンバー20内
に導入する〔第1図(d)〕。
このとき、マイクロ波RFの照射を継続しておく。
真空チャンバー20に導入された還元ガス5は、マイク
ロ波RFにより励起されてプラズマ状態となる。
プラズマ化した還元ガス5は、化学的に活性状態にある
ので、200〜250°Cの温度下においても、プラズ
マを構成する水素イオンとITO膜11a中の酸素との
化学反応が活発に起こり、これによってITO膜11a
中の酸素が水となって放出され、ITO膜11aは迅速
に還元される。
そして、還元反応を継続させるように、真空ポンプ31
による排気と還元ガス5の導入を並行して行いつつ、マ
グネトロン35の出力を調節し、真空度と温度とを一定
とした状態を30〜40分保持する〔第1図(e)]。
その後、マイクロ波RFの照射、還元ガス5の導入、及
び排気を停止し、真空チャンバー20の内部でタッチパ
ネル1aの自然冷却を行う〔第1図(f)]。
タッチパネル1aの温度が所定の温度まで下がると、タ
ッチパネル1aを真空チャンバー20から取り出して後
工程に送る〔第1図(g)〕。
本本実例では、冷却開始時点のタッチパネル1aの温度
は、従来の400°Cに比べてほぼ2分の1であるので
、自然冷却に要する時間も従来のほぼ2分の1となる。
したがって、プラズマ化した還元ガス5によって迅速に
還元反応が進行することと相まって、真空処理の1サイ
クル時間は3時間以内となる。
第4図(a)〜(g)は真空処理の他の例を示す図であ
る。
第4図においては、所定の真空状態とした真空チャンバ
ー20に還元ガス5を導入し、還元ガス5をマイクロ波
RFの照射によってプラズマ化する。
そして、別途に設けた図示しない加熱手段によって予め
加熱しておいたタッチパネルIaを窓部21に対向する
ように配置し、すなわちプラズマ化した還元ガス5中に
タッチパネル1aを搬送し、ITO膜11aを還元する
還元が終了すると、マイクロ波RFの照射を受けない位
置にタッチパネル1aを移し、タッチパネル1aの自然
冷却を行う。そして、所定時間の経過後に、真空チャン
バー20の真空度を保持可能に設けられた図示しないサ
ブチャンバーからタッチパネル1aを取り出す。
つまり、真空チャンバー20の内部を、予熱部、還元反
応部、冷却部とに分け、これら各部に順に送るようにタ
ッチパネル1aを搬送することにより、流れ作業の形式
(ライン形式)で真空処理を進める。これによれば、タ
ッチパネル1を大量生産する場合に、真空処理の作業効
率を高めることができる。
上述の実施例によれば、従来に比べてタッチパネル1a
の加熱温度が低く、また、真空処理時間も短いので、中
間導電層12の組成変化が抑えられ、中間導電層12と
TTO膜11との間の接合強度を50[kg/平方セン
チメ−1−ル]以上とすることができ、電気的な接続の
信頼性の高いタッチパネル1が得られる。
上述の実施例によれば、マイクロ波RFの照射によって
タッチパネル1aの予熱を行うので、予熱を短時間で完
了することができるとともに、局所的な加熱が可能とな
る。
上述の実施例によれば、単一のマグネトロン35によっ
てタッチパネル1aの予熱と還元ガス5の励起とをを行
うので、真空処理装置2の簡単化を図ることができる。
上述の実施例においては、タッチパネル1の透明電極と
してのITO膜11の形成方法を例示したが、プラズマ
デイスプレィパネルやLCDなどの製造において、ネサ
膜などの金属酸化物からなる透明導電膜の形成にも本発
明を適用することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、透明導電膜の形成時間を短縮すること
ができ、透明導電膜を有した各種装置の生産性の向上が
可能となる。
請求項2の発明によれば、金属酸化膜の加熱時間を短縮
することができるとともに、透明導電膜を形成するため
の装置の簡単化が可能となる。
請求項3の発明によれば、透明導電膜の形成をライン形
式とすることができ、透明導電膜を有した各種装置を大
量に製造する場合に、その生産性を高めることが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る真空処理の一例を示す図、第2図
は本発明に係る真空処理装置の概略の構成を示す図、 第3図は製造段階のタッチパネルの部分断面図、第4図
は本発明に係る真空処理の他の例を示す図、 第5図は本発明に係るITO膜を有したタッチパネルの
部分断面図である。 図において、 5は還元ガス、 10はガラス基板(基体)、 11はITO膜(透明導電膜)、 11aは製造段階のITO膜(金属酸化膜)、20は真
空チャンバー(真空処理槽)、RFはマイクロ波(電磁
波)である。 本発明に係る真空処理の一例を示す図 第1図 5・・・還元ガス 20・・・真空チャンバー(真空処理槽)RF・・・マ
イクロ波(電磁波) 本発明に係る真空処理装置の概略の構成を示す図10・
・・ガラス基板(基体) 11a・・・製造段階のTTO膜(金属酸第と凶 1a製造段階のタッチパネル 製造段階のタッチパネルの部分断面図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属酸化膜(11a)から過剰の酸素を除去する
    ための処理を含む透明導電膜(11)の形成方法におい
    て、還元ガス(5)を電磁波(RF)の照射によって励
    起し、プラズマ化した前記還元ガス(5)によって前記
    金属酸化膜(11a)を還元することを特徴とする透明
    導電膜の形成方法。
  2. (2)金属酸化膜(11a)から過剰の酸素を除去する
    ための処理を含む透明導電膜(11)の形成方法におい
    て、前記金属酸化膜(11a)を設けた基体(10)を
    真空処理槽(20)内に配置し、前記真空処理槽(20
    )内の排気を行った後に前記金属酸化膜(11a)を電
    磁波(RF)の照射によって加熱し、前記真空処理槽(
    20)に還元ガス(5)を導入し、前記還元ガス(5)
    を電磁波(RF)の照射によって励起し、プラズマ化し
    た前記還元ガス(5)によって前記金属酸化膜(11a
    )を還元することを特徴とする透明導電膜の形成方法。
  3. (3)金属酸化膜(11a)から過剰の酸素を除去する
    ための処理を含む透明導電膜(11)の形成方法におい
    て、真空処理槽(20)に還元ガス(5)を導入し、前
    記還元ガス(5)を電磁波(RF)の照射によって励起
    し、前記金属酸化膜(11a)を設けた基体(10)を
    予め加熱して真空処理槽(20)内に配置し、プラズマ
    化した前記還元ガス(5)によって前記金属酸化膜(1
    1a)を還元することを特徴とする透明導電膜の形成方
    法。
JP30038390A 1990-11-05 1990-11-05 透明導電膜の形成方法 Pending JPH04171611A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853819A (en) * 1994-08-30 1998-12-29 Eastman Kodak Company Imaging element comprising an electrically conductive layer formed by a glow discharge process
JP2010138023A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Kyoto Univ 金属酸化物の還元方法

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