JPH08109044A - 透明導電性膜の安定化方法 - Google Patents

透明導電性膜の安定化方法

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JPH08109044A
JPH08109044A JP26617594A JP26617594A JPH08109044A JP H08109044 A JPH08109044 A JP H08109044A JP 26617594 A JP26617594 A JP 26617594A JP 26617594 A JP26617594 A JP 26617594A JP H08109044 A JPH08109044 A JP H08109044A
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JP
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film
resistance
conductive film
transparent conductive
linearity
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JP26617594A
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English (en)
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Kiyoshi Kawamura
潔 河村
Shigeo Yamada
茂男 山田
Kazumasa Takizawa
一誠 滝沢
Mamoru Aizawa
守 会沢
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Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】透明ガラス基板上の透明導電膜の上に、リンを
含有する膜、或いはホウ素を含有する膜をオーバーコー
トすることを特徴とする透明導電膜の安定化方法。 【効果】該方法により、加熱によるシート抵抗値変化を
抑制し、かつ通電耐湿試験でリニアリティ値を増大させ
ない安定性に優れた透明導電膜付きガラスを作製するこ
とが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明導電膜付ガラス、及
び透明導電膜の成膜方法に関するものであり、特にタッ
チパネルの透明電極として用いられる高抵抗で均一性に
優れた透明導電膜の成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スズをドープした酸化インジウム膜(I
TOと称す)やフッ素をドープした酸化スズ膜(FTO
と称す)、アンチモンをドープした酸化スズ膜(ATO
と称す)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛膜、イン
ジウムをドープした酸化亜鉛膜はその優れた透明性と導
電性を利用して、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネ
ッセンスディスプレイ、面発熱体、タッチパネルの電
極、太陽電池の電極等に広く使用されている。この様に
広い分野で使用されると、使用目的によって抵抗値、透
明度は種々のものが要求される。
【0003】すなわち、フラットパネルディスプレイ用
の透明導電膜では低抵抗、高透過率のものが要求される
が、タッチパネル用の透明導電膜では逆に高抵抗、高透
過率の膜が要求される。特に最近開発されて市場の伸び
が期待されるペン入力タッチパネル用の導電膜は、位置
の認識精度が高くなくてはならないことから、シート抵
抗が200〜3000Ω/□といった高抵抗でかつ抵抗
値の均一性に優れた膜であることが要求される。
【0004】抵抗値の均一性を評価する方法として、リ
ニアリティ試験がある。この方法は透明導電膜の向かい
合った2辺に銀ペースト等で低抵抗の電極を作成し、両
電極間に1〜10Vの直流電圧を印加する。この時、両
電極の間隔をD、印加電圧をVとする。透明導電膜の任
意の点について、マイナスの電極からの距離をd、マイ
ナスの電極とその点の電位差をvとすると(d/D−v
/V)×100をリニアリティ値(%)と定義する。
【0005】リニアリティ値は位置と、検出した電位差
から計算した位置とのずれを定義する量であり、文字や
図形を認識する目的で製作されるタッチパネルでは通常
リニアリティ値で±2%以内の抵抗値のバラツキである
ことが要求される。更に、液晶ディスプレイの上に置く
ことから高透過率の膜であることが要求される。通常、
高透過率を達成する方法は膜厚を薄くすることであっ
た。しかしながら、膜厚を薄くしすぎると抵抗の安定性
が悪くなり、種々の条件で環境試験を行うとリニアリテ
ィ値が増大するために、高透過率と抵抗の安定性を両立
することは困難なことであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ITO、FTO、AT
O、酸化亜鉛膜等の透明導電膜材料はいずれも屈折率が
基板ガラスの屈折率(ソーダライムガラスでは1.5
2)より高く(1.7〜2.2)、透明導電膜の膜厚を
厚くすると基板との界面での反射が大きくなり、可視光
透過率が低下する。高透過率の膜を得ようとする場合は
膜厚を薄くする必要があるが、人間の目に感度良く感知
される550nm波長で85%の透過率を得ようとする
と膜厚は30nm以下の膜厚にする必要があり、89%
の透過率の場合には膜厚を20nm以下の膜厚にする必
要がある。膜厚を30nm以下まで薄くすると、温度変
化や湿度変化の影響を受けて抵抗値が変動しやすくな
り、面内の抵抗値の均一性が悪化する。従って、種々の
条件で環境試験を行うと抵抗値の均一性の悪化によりリ
ニアリティ値が増大してしまう。
【0007】一般に行われる環境試験は多く、150〜
250℃で30〜60分といった高温−短時間試験、8
0〜100℃で100〜300時間といった中温度−長
時間試験、50〜80℃、90〜100%RHで100
〜300時間といった中温度−高湿度−長時間試験、更
に5〜10V直流電圧を印加して30〜80℃、90〜
100%RHで100〜300時間といった通電下−中
温度−高湿度−長時間試験(通電耐湿試験と称す)や−
50〜−20℃で100〜300時間といった低温度−
長時間試験がある。これらの環境試験によって抵抗が変
動しても、面内全ての抵抗が均一に変動するならば、リ
ニアリティは変動せず増大しないが、高温試験では酸素
の出入りによって導電膜のキャリア密度が変化するため
に抵抗値の変動が大きく、リニアリティは増大する傾向
を示す。また、高湿度試験では水分の吸着によって抵抗
が変化することが度々ありこの場合もリニアリティは増
大する傾向を示す。通電耐湿試験ではプラス電極とマイ
ナス電極付近での抵抗変動の仕方が異なるためにリニア
リティ値は顕著に増大する傾向を示す。すなわち、プラ
ス電極付近では酸化反応が起こり導電膜が高抵抗化する
のに対し、マイナス電極付近では還元反応が起こり、導
電膜は低抵抗化する。そのために、導電膜の面内抵抗は
高抵抗の部分と低抵抗の部分が生じ、その結果リニアリ
ティ値は±2%以上に増大してしまう。
【0008】本発明は、前述の実情からみてなされたも
ので、タッチパネル用の10〜30nmの膜厚の透明導
電膜が種々の環境試験において、リニアリティ値が変化
をしない安定化方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは通電耐湿試
験等の環境試験でリニアリティ値が増大しない方法につ
いて鋭意検討した結果、透明導電膜上にリンを含有する
膜をオーバーコートする方法、或いはホウ素を含有する
膜をオーバーコートする方法により、抵抗安定性の良好
な透明導電膜が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明の基板上に形成される透明導電膜と
しては、ITO、FTO、ATO、AlドープZnO、
InドープZnO等が用いられるが、本発明の範囲はこ
れに限定されるものではない。
【0011】通常一般的に用いられている安価なソーダ
ライムガラス(SLGと称す)を基板とした場合、シー
ト抵抗が200〜3000Ω/□の導電膜で実用的な膜
厚は10〜30nmであり、この膜厚での抵抗安定性は
良いとは言えず種々の環境試験を行うと、抵抗値が変動
する。抵抗値が変動する原因は高温下での膜表面の酸素
の授受であったり、高湿度下での水分の吸着であった
り、通電高湿下での電解酸化、還元等であり、外部との
相互作用の結果抵抗値が変動すると考えられる。すなわ
ち、導電膜に外部環境の影響を及ぼさないようにすれ
ば、抵抗変動は起きず、リニアリティ値も変化しないで
あろう。この様な観点から導電膜上に酸化防止膜や、水
分防止膜をオーバーコートすることによって目的が逹せ
られると考え、導電膜の抵抗を変化させず、すなわちそ
れ自身導電性を持っており、且つ透過率も低下しないオ
ーバーコート膜について探索、検討した。その結果、透
明導電膜上にリンを含有する膜をオーバーコートする方
法、或いはホウ素を含有する膜をオーバーコートする方
法により、種々の環境試験下でも抵抗安定性の良好な透
明導電膜が得られることを見出した。
【0012】リン原料としてはP2O5, Na2HPO4,KH2PO4
の無機化合物、リン酸エステル類等の有機化合物が使用
出来る。リン酸エステルの例としては、PO(CH3O)3,PO(C
2H5O)3,PO(C4H9O)3,PO(C5H11O)3,PO(C6H5O)3,PO(CH3C6H
4O)3,PO(ClC2H4O)3,PO(ClC3H6O)3,PO(Cl2C3H5O)3,PO(C4
H9OC2H5O)3,PO(BrCH2CHBrCH2O)3,PO(Br2C6H3O)3,P(CH
3O)3,P(C2H5O)3,P(C4H9O)3,P(C5H11O)3,P(C18H35O)3,P
(C18H37O)3,P(C6H5O)3,P(CH3C6H4O)3,P(ClC2H4O)3,P(Cl
C3H6O)3などがある。ホウ素原料としてはB2O3,H3BO3
の無機化合物、ホウ酸エステル類 等の有機化合物が使
用出来る。ホウ酸エステルの例としては、B(CH3O)3,B(C
2H5O)3,B(C3H7O)3,B(C4H9O)3,B(C5H11O)3,B(C16H33O)3,
B(C18H37O)3,B(C6H5O)3,B(CH3C6H4O)3などがある。
【0013】これらのリン、ホウ素化合物はアルコール
類やエステル類などの有機溶媒に溶解させ、通常10%
以下の濃度の溶液を調製してディップ法、スピンコート
法、パイロゾル法、スプレー法等で成膜する。膜厚は厚
すぎると導電性と透過率を低下させ、薄すぎると抵抗安
定性の効果が無くなるので2〜50nm、望ましくは5
〜30nmの膜厚でオーバーコートする。ディップ法、
スピンコート法で成膜する場合は、成膜後100〜30
0℃で乾燥する。
【0014】透明導電膜を成膜する方法としては、一般
に知られている方法を採用できる。即ち、スパッター
法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、化学
気相成膜法(CVD法)、パイロゾル法、スプレー法、
ディップ法等で所定の材料を所定の厚さで成膜すること
で達成される。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。ただし、本発明はこれらに何ら限定されるもの
ではない。
【0016】実施例1 厚さ1mmで10cm角のソーダライムガラスを超音波
霧化による常圧CVD法(パイロゾル成膜法)成膜装置
にセットし450℃に加熱した。InCl3 のCH3
H溶液(濃度は0.25mol/l)にSnCl4 をI
nに対して10原子%添加した溶液を超音波により2.
5ml/min霧化させ基板に導入し、2分間成膜し
た。その後成膜装置より取り出し、空気中で冷却した。
得られた膜はn=1.95、膜厚22nmのITO結晶
膜であった。この膜のシート抵抗を9点測定したとこ
ろ、平均540Ω/□、比抵抗1.2×10-3Ωcmであ
った。シート抵抗の均一性は、平均±45Ω/□以内で
あった。透過率は550nmで89.8%を示した。引
き続きPO(C2 5 O)3 のC2 5 OH溶液(濃度
は2.5wt%)を超音波により2.5ml/min霧
化させ基板に導入し、250℃で2分間成膜した。この
膜のシート抵抗は、平均510Ω/□であり、シート抵
抗の均一性は、平均±41Ω/□以内であった。透過率
は550nmで89.4%を示した。この試料について
耐熱試験と通電耐湿試験を行った。耐熱試験は、200
℃で1時間加熱後の抵抗変化を測定したところ、シート
抵抗は、平均530Ω/□であり、シート抵抗の均一性
は、平均±42Ω/□以内であった。通電耐湿試験につ
いては以下のように行った。まず、この試料の向かい合
う辺に導電性の銀ペーストを5mm幅で塗布し電極を作
成した。この2本の電極に直流5Vを印加してリニアリ
ティを5列(15mm間隔)、10点/列(8mm間
隔)で測定したところ−0.4〜0.2%の値であっ
た。この試料の7V,40℃,95%RHの条件下で2
40時間放置した後のリニアリティを測定したところ−
0.2〜0.4%の値であり、ほとんど変化していなか
った。
【0017】実施例2 実施例1と同様の方法でITO成膜を行った。このガラ
スの裏面をマスクテープで保護した後、2−エチルヘキ
シル ホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルをエタノー
ルで0.5wt%に希釈した液にディップして20cm
/minの速度で引き上げ、150℃で15分乾燥し
た。マスクテープを剥がし、シート抵抗と透過率を測定
したところ、シート抵抗は、平均530Ω/□であり、
シート抵抗の均一性は、平均±50Ω/□以内であっ
た。透過率は550nmで89.6%を示した。実施例
1と同様に耐熱試験と通電耐湿試験を行ったところ、耐
熱試験後のシート抵抗は、平均540Ω/□であり、シ
ート抵抗の均一性は、平均±50Ω/□以内であった。
通電耐湿試験前のリニアリティは−0.2〜0.3%の
値であった。この試料を7V,40℃,95%RHの条
件下で240時間放置した後、試験前と同じ条件でリニ
アリティを測定したところ−0.2〜0.4%の値であ
り、ほとんど変化していなかった。
【0018】実施例3〜5 実施例2においてディップ法の溶液を以下のもので行っ
た。ジ−2−エチルヘキシル ホスフェートをエタノー
ルで1.0wt%に希釈した液(実施例3)。ホウ酸ト
リメチルをエタノールで1.5wt%に希釈した液(実
施例4)。ホウ酸をエタノールで1.0wt%に希釈し
た液(実施例5)。オーバーコート後の平均シート抵
抗、シート抵抗の均一性、耐熱試験後の平均シート抵
抗、シート抵抗の均一性、通電耐湿試験前後のリニアリ
ティ値を表1に示した。
【0019】比較例1 実施例1と同様の方法でITO成膜を行った。この膜に
オーバーコートをしないで実施例1と同様に耐熱試験と
通電耐湿試験を行ったところ、耐熱試験後のシート抵抗
は、平均710Ω/□であり、シート抵抗の均一性は、
平均±140Ω/□と悪化した。通電耐湿試験前のリニ
アリティは−0.2〜0.2%の値であった。この試料
を7V,40℃,95%RHの条件下で240時間放置
した後、試験前と同じ条件でリニアリティを測定したと
ころ2.2〜3.4%の値に増大した。
【0020】ガラス基板にITO成膜しただけの膜(比
較例1)の耐熱性は悪く1.3倍程度にシート抵抗は増
加し、均一性も約±20%に悪化するのに対し、本発明
によるオーバーコートを行うと、オーバーコート後のシ
ート抵抗、均一性、透過率はそれほど変わらないのに、
耐熱試験後もシート抵抗は1.1倍以下に抑えられ、均
一性も±10%以内を維持する。更に、通電耐湿試験を
行った場合のリニアリティ値は、オーバーコートなしの
膜(比較例1)が±2%以上に増大したのに、本発明の
オーバーコートにより、いずれも±1%以内のリニアリ
ティ値を示し効果が大きいことが示され実用的にも優れ
た方法である。これらの実施例1〜5及び比較例1の諸
結果を纏めて表1に示した。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
り、加熱によるシート抵抗値変化を抑制し、かつ通電耐
湿試験でリニアリティ値が増大しない安定性に優れた透
明導電膜付きガラスを作製することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 会沢 守 千葉県市原市五井南海岸12−54 日本曹達 株式会社機能製品研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明ガラス基板上に形成した透明導電膜の
    表面をリンを含有する薄膜で覆うことを特徴とする透明
    導電膜の安定化方法。
  2. 【請求項2】透明ガラス基板上に形成した透明導電膜の
    表面をホウ素を含有する薄膜で覆うことを特徴とする透
    明導電膜の安定化方法。
  3. 【請求項3】透明導電膜のシート抵抗値が、200〜3
    000Ω/□、リニアリティ値が±2%以内である請求
    項1、2記載の透明導電膜の安定化方法
  4. 【請求項4】請求項1、2および3記載の方法によって
    作製された透明導電膜付ガラスを使用することを特徴と
    するタッチパネル。
JP26617594A 1994-10-05 1994-10-05 透明導電性膜の安定化方法 Pending JPH08109044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI499958B (zh) * 2011-11-07 2015-09-11 Oji Holdings Corp 附有靜電電容式觸控面板之顯示裝置、靜電電容式觸控面板

Cited By (2)

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TWI499958B (zh) * 2011-11-07 2015-09-11 Oji Holdings Corp 附有靜電電容式觸控面板之顯示裝置、靜電電容式觸控面板
US10353520B2 (en) 2011-11-07 2019-07-16 Oji Holdings Corporation Display device with capacitive touch panel, capacitive touch panel

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