JPH08109045A - スズドープ酸化インジウム膜の安定化方法 - Google Patents

スズドープ酸化インジウム膜の安定化方法

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JPH08109045A
JPH08109045A JP26617694A JP26617694A JPH08109045A JP H08109045 A JPH08109045 A JP H08109045A JP 26617694 A JP26617694 A JP 26617694A JP 26617694 A JP26617694 A JP 26617694A JP H08109045 A JPH08109045 A JP H08109045A
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JP
Japan
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film
tin
resistance
indium oxide
test
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JP26617694A
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Kiyoshi Kawamura
潔 河村
Yasuhiro Seta
康弘 瀬田
Shigeo Yamada
茂男 山田
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Nippon Soda Co Ltd
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Nippon Soda Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】透明ガラス基板上のスズドープ酸化インジウム
膜の上に、酸化亜鉛膜、或いは酸化錫膜を形成する。 【効果】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
たスズドープ酸化インジウム膜付きガラスを作成するこ
とが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスズドープ酸化インジウ
ム膜(以下、ITOと称す)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ITO膜の成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ITO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。すなわち、フラットパネルディ
スプレイ用のITO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ITO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ITO
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。
【0003】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ITO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(%)と定義する。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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ITO膜は屈折率が基
板ガラスの屈折率(ソーダライムガラスでは1.52)
より高く(約2.0)、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30n
m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。
【0005】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、リニアリティ値は変動せず
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、リニアリティ値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値は増大する傾向を示
す。通電下−中温度−高湿度−長時間試験(通電耐湿試
験と称す)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ITO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、ITO膜は低抵抗化す
る。そのために、ITO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は±2%以
上の値に増大してしまう。
【0006】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ITO
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。
【0007】
【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を増大させない方法に
ついて鋭意検討した結果、ITO膜上に、酸化亜鉛、ま
たは酸化錫の膜を形成する方法により、抵抗安定性の良
好なITO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。
【0008】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ITO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、ITO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、導電性を持ち、且つ透過率
も低下しない膜をITO膜上に形成することによって目
的が逹せられると考え、探索、検討した。その結果、I
TO膜と同様に透明導電膜として知られ、かつ抵抗安定
性に優れている酸化亜鉛膜(アルミニウムやインジウム
をドープしたものも含む)、または酸化錫膜(フッ素や
アンチモンをドープしたものも含む)をITO膜上に形
成する方法により、種々の環境試験下でも抵抗安定性の
良好なITO膜が得られることを見出した。
【0009】酸化亜鉛膜や酸化錫膜はITO膜に比べて
比抵抗が大きく、またパターニング等の加工性が悪い膜
であるが、酸化性雰囲気、還元性雰囲気での抵抗変動が
少なく抵抗安定性に優れた膜である。ITO膜上にこれ
らの膜を20nm以下の膜厚で形成することによって抵
抗の均一性、加工性はITO膜並みで、各種環境試験で
の抵抗安定性は酸化亜鉛膜や酸化錫膜並みの特性を示す
ことを確認した。
【0010】酸化亜鉛膜はそのままでも、また一般に知
られているようにアルミニウムやインジウムをドープし
ても良い。酸化錫膜はそのままでも、また一般に知られ
ているようにフッ素やアンチモンをドープした膜でも良
い。
【0011】ITO膜、酸化亜鉛膜、酸化錫膜を成膜す
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。
【0012】ITO膜の膜厚は抵抗値が200〜300
0Ω/□の所定の値になるように、10〜30nmの範
囲でコントロールされる。酸化亜鉛膜、酸化錫膜は、厚
すぎると透過率を低下させ、またシート抵抗、及び均一
性を変動させる。逆に薄すぎると抵抗安定性の効果が無
くなるので2〜20nm、望ましくは5〜10nmの膜
厚で形成する。
【0013】
【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。
【0014】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Zn(CH
3 COO)2 のH2 O/C2 5 OH溶液(容量比1、
濃度は2.5wt%)を超音波により2.5ml/mi
n霧化させ基板に導入し、380℃で2分間成膜した。
この膜のシート抵抗は、平均500Ω/□であり、シー
ト抵抗の均一性は、平均±40Ω/□以内であった。透
過率は550nmで89.5%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、2
00℃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520Ω/□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
アリティ値を5列(15mm間隔)、10点/列(8m
m間隔)で測定したところ−0.4〜0.1%の値であ
った。この試料の7V,40℃,95%RHの条件下で
240時間放置した後のリニアリティを測定したところ
−0.2〜0.3%の値であり、ほとんど変化していな
かった。
【0015】実施例2 実施例1と同様の方法でITO成膜を行った。この膜の
シート抵抗、均一性、透過率等の特性は実施例1と同じ
値であった。引き続き、SnCl4 のCH3 OH溶液
(濃度は2.0wt%)を超音波により2.0ml/m
in霧化させ基板に導入し、400℃で2分間成膜し
た。この膜のシート抵抗は、平均520Ω/□であり、
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89.4%を示した。この試
料について、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51
0Ω/□であり、シート抵抗の均一性は、平均±44Ω
/□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。
【0016】実施例3 実施例1と同様の方法で1分間ITO成膜を行った。こ
の膜のシート抵抗は1020Ω/□、均一性は±75Ω
/□、透過率は550nmで91.1%であった。引き
続き、NH4 FをSnに対して5mol%添加したSn
Cl4 のCH3OH溶液(濃度は5.0wt%)を超音
波により2.0ml/min霧化させ基板に導入し、4
00℃で2分間成膜した。この膜のシート抵抗は、平均
720Ω/□であり、シート抵抗の均一性は、平均±5
5Ω/□以内であった。透過率は550nmで89.6
%を示した。この試料について、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700Ω/□であり、シート抵抗の均一
性は、平均±58Ω/□以内であった。通電耐湿試験前
のリニアリティは−0.2〜0.5%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0.1〜0.7%の値であり、1%以内であ
った。
【0017】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
ついて実施例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/□
となった。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%
と増大した。
【0018】比較例2 実施例3と同様の方法でITO成膜を行った。この膜に
ついて実施例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2010Ω
/□であり、シート抵抗の均一性は、平均±440Ω/
□であった。通電耐湿試験前のリニアリティは−0.5
〜0.7%の値であった。この試料を7V,40℃,9
5%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値を測定したところ5.2〜7.
4%と増大した。
【0019】ガラス基板にITO成膜しただけの膜(比
較例1、2)の耐熱性は悪く1.3倍以上にシート抵抗
は増加し、均一性も約20%に悪化するのに対し、IT
O膜上に酸化亜鉛や酸化錫膜を形成すると、形成後のシ
ート抵抗、均一性、透過率はそれほど変わらないのに、
耐熱試験後のシート抵抗は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、ITOのみの膜(比較例
1、2)が2%以上に増大したのに、ITO膜上に酸化
亜鉛や酸化錫膜を形成した膜では、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た。
【0020】
【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膜厚
10〜30nmのスズドープ酸化インジウム膜付ガラス
を作成することが出来る。

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スズドープ酸
    化インジウム膜の上に酸化亜鉛の薄膜を形成することを
    特徴とするスズドープ酸化インジウム膜の安定化方法。
  2. 【請求項2】透明ガラス基板上に形成したスズドープ酸
    化インジウム膜の上に酸化錫の薄膜を形成することを特
    徴とするスズドープ酸化インジウム膜の安定化方法。
  3. 【請求項3】スズドープ酸化インジウム膜のシート抵抗
    値が、200〜3000Ω/□、リニアリティ値が±2
    %以内である請求項1、2記載の安定化方法。
  4. 【請求項4】請求項1、2および3記載の方法によって
    安定化されたスズドープ酸化インジウム膜付ガラスを用
    いることを特徴とするタッチパネル。
JP26617694A 1994-10-05 1994-10-05 スズドープ酸化インジウム膜の安定化方法 Pending JPH08109045A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624677B1 (ko) * 1999-03-30 2006-09-18 로크웰 사이언티픽 컴패니, 엘엘씨 낮은 성장 온도를 갖는 투명 도전성 산화아연 필름
CN107037928A (zh) * 2017-04-27 2017-08-11 厦门天马微电子有限公司 一种触控面板及其测试方法

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