JPH09142884A - 透明導電膜形成用組成物及び透明導電膜の形成方法 - Google Patents

透明導電膜形成用組成物及び透明導電膜の形成方法

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JPH09142884A
JPH09142884A JP25535196A JP25535196A JPH09142884A JP H09142884 A JPH09142884 A JP H09142884A JP 25535196 A JP25535196 A JP 25535196A JP 25535196 A JP25535196 A JP 25535196A JP H09142884 A JPH09142884 A JP H09142884A
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JP
Japan
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composition
transparent conductive
conductive film
forming
film
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JP25535196A
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Inventor
Masaaki Asano
雅朗 浅野
Mamoru Aizawa
守 會澤
Motoyuki Toki
元幸 土岐
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明導電膜の形成が容易であると共に、微細
パターンの形成も容易である透明導電膜形成用組成物及
び透明導電膜の形成方法。 【解決手段】 光に反応する官能基或いは部位を有する
インジウム化合物、及び光に反応する官能基或いは部位
を有する錫化合物及び液媒体とを含むことを特徴とする
透明導電膜形成用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明導電膜形成用
組成物及び透明導電膜の形成方法に関し、更に詳しくは
塗工方法によって透明導電膜を形成することが出来る透
明導電膜形成用組成物、及び該透明導電膜形成用組成物
を用いて任意のパターンの透明導電膜を形成する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示素子、エレクトロルミネ
ッセンス表示素子等の表示素子類の電極や、自動車、航
空機、建築物等の窓ガラスの防曇又は氷結防止の為の発
熱抵抗体において、可視光に対して高い透明性を有する
電極材料が使用されている。従来この様な透明性導電性
材料としては、例えば、酸化錫・酸化アンチモン系や酸
化インジウム・酸化錫系(ITO)等が知られており、
これらの金属酸化物はガラスやセラミック基板上に容易
に被膜を形成し、透明導電膜とすることが出来る。この
様な透明導電膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着
法、スパッタリング法、CVD法、及び塗工法等が知ら
れている。
【0003】上記従来方法において真空蒸着法、スパッ
タリング法、CVD法は、その膜形成装置が複雑で且つ
高価であり、コスト及び量産性において問題がある。
又、これらの問題点を解決する方法として所謂ゾル−ゲ
ル法による塗工方法が種々提案されているが、この塗工
方法による透明導電膜についてはその品質において未だ
十分ではない。又、上記各種の方法において、基板面に
均一な透明導電膜を形成する場合においては上記問題が
あると共に、基板上に微細なパターン形状の透明電極を
形成する場合には、一旦一様に形成した透明導電膜の表
面にポジ型感光性樹脂(レジスト)を一様に塗工及び乾
燥成膜して感光層を形成し、該感光層に所定のパターン
を有するマスクを介して露光し、露光部を現像液により
除去した後、非露光部のレジストを除去して現像する方
法、及びネガ型感光性樹脂を使用し、上記と同様にして
露光し、非露光部を現像液により除去した後、露光部の
レジストを除去してパターンを形成する方法(所謂ホト
リソグラフ法)が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】上記パターン状電
極の形成方法は広く行われている方法であるが、レジス
トの保存性の問題、レジストの感度の問題、レジストの
均一塗工の問題、更には露光、現像という様に問題ある
工程が多く、コスト高であるという問題がある。この様
な問題を解決する方法として、透明導電膜を形成する成
分を含む塗工液を用いる塗工法を利用し、該塗工液を印
刷方法によりパターン状に印刷した後加熱処理する方法
が考えられるが、この方法ではミクロン単位或はサブミ
クロン単位の微細パターンの形成は困難であり、形成さ
れた微細パターンはその精度の点で到底満足し得るもの
とは云えない。従って本発明の目的は、透明導電膜の形
成が容易であると共に、微細パターンの形成も容易であ
る透明導電膜形成用組成物及び透明導電膜の形成方法を
提供することである。
【0005】
【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、光に反応する官能
基或いは部位を有するインジウム化合物、及び光に反応
する官能基或いは部位を有する錫化合物及び液媒体とを
含むことを特徴とする透明導電膜形成用組成物、及び該
組成物を耐熱性基板上に塗工し、乾燥成膜する工程、形
成された被膜をパターン状に放射線露光する工程、非露
光部を除去現像する工程、及び現像物を加熱処理する工
程を含むことを特徴とする透明導電膜の形成方法であ
る。
【0006】本発明によれば、本発明の導電膜形成用組
成物は、ITO前駆体として光に反応する官能基或いは
部位を有するインジウム化合物及び同様な官能基或いは
部位を有する錫化合物を含む。該組成物を基板に塗工し
て感光層を形成し、その状態でパターン露光すると、上
記インジウム化合物及び錫化合物の官能基或いは部位が
反応して感光層の物性値上の変化が起こり、露光された
感光層が現像液に不溶性に変化する。尚、物性値上の変
化とは膜の緻密性、親水・疎水性、結晶性等の変化であ
る。非露光部を現像液によって除去して現像する。この
パターン現像されたものを加熱処理することによってI
TO前駆体はITOとなり、被膜中に混在している残留
官能基は熱によって分解及び気化してITO層から除去
される。従って、本発明によれば、透明電極の形成に際
して複雑高価な装置を必要とせず、且つパターニングに
際してレジストを使用する必要がない。
【0007】
【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明の組成物を構成す
る、光によって反応する官能性基或いは部位を有するイ
ンジウム化合物及び同様な官能基或いは部位を有する錫
化合物としては、例えば、ギ酸インジウム、酢酸インジ
ウム、シュウ酸インジウム、硝酸インジウム、塩化イン
ジウム等のインジウムの有機又は無機塩;ギ酸錫、酢酸
錫、シュウ酸錫、硝酸錫、塩化錫等の錫の有機又は無機
塩;インジウムメトキシド、インジウムエトキシド、イ
ンジウムプロポキシド、インジウムブトキシド等のイン
ジウムアルコキシド;錫メトキシド、錫エトキシド、錫
プロポキシド、錫ブトキシド等の錫アルコキシド等を、
これらの金属とキレートを形成する有機物と反応させて
得られる。
【0008】これらの金属とキレートを形成し且つ光に
よって反応する有機化合物としては、例えば、アセチル
アセトン、ベンゾイルトリフルオロアセトン、ピバロイ
ルトリフルオロアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢
酸エチル、フェノールアセト酢酸、安息香酸、ナフトー
ル、ナフトエ酸等が挙げられる。上記インジウム化合物
又は錫化合物と上記キレート形成化合物との反応は、例
えば、インジウム化合物としてアルコキシドを、そして
キレート形成化合物としてアセチルアセトンを使用した
場合は、以下の様にして行われる。 In(OR)n + xCH3COCH2COCH3 → In(OR)n-x(OC(CH3)=CHCOCH3x + ROH (Rは、アルコキシド基のアルキル基であり、nはイン
ジウムの価数である)光によって反応する官能性基或い
は部位を有するインジウム化合物及び錫化合物として
は、金属原子の少なくとも1つの結合手が光によって反
応する官能性基或いは部位と結合していればよく、他の
結合手は塩の状態でもよい。尚、光によって反応する官
能性基或いは部位とは450nm以下の光に対して吸収
を持つ官能基或いは部位を意味する。
【0009】上記のインジウム化合物と錫化合物の使用
比率は、インジウムと錫との原子比において、インジウ
ム1原子当たり錫0.01〜0.20原子の比率で用い
ることが好ましい。錫の使用量が不足すると、キャリヤ
ー密度が低くなり、形成される膜の導電性が悪化する等
の点で不十分であり、一方、錫の使用量が多すぎると、
キャリヤー移動度が低下して形成される膜の導電性が悪
化する等の点で不十分である。
【0010】本発明の組成物は上記の必須成分を液媒体
中に溶解又は分散させて調製される。液媒体としては
水、有機溶剤、或はそれらの混合物が挙げられ、有機溶
剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等
の酢酸エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジ
エチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、メトキ
シエタノール、エトキシエタノール等のエーテル類、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、トルエ
ン、キシレン等の芳香族類等が挙げられる。
【0011】液媒体の種類、及び組成については、使用
するインジウム化合物及び錫化合物の種類に従って選択
して使用する。例えば、使用する光に反応する官能基或
いは部位を有するインジウム化合物及び錫化合物が、一
部塩の形態を有している場合の如く水溶性或いは親水性
である場合には、液媒体として水又は水と有機溶剤との
混合物を使用し、必要に応じて塩の部分を中和して水酸
基としておいてもよい。又、使用する光に反応する官能
基或いは部位を有するインジウム化合物及び錫化合物が
有機性が大であり、有機溶剤に可溶性である場合には、
液媒体としては有機溶剤又は有機溶剤と水との混合物を
使用することが好ましい。
【0012】上記液媒体の使用量は、使用するインジウ
ム化合物、錫化合物及び必要に応じて使用する熱分解性
樹脂の種類によって変化するが、一般的には前記必須成
分の固形分が0.5〜20重量%の割合になる量で使用
することが好ましい。液媒体の使用量が不足すると、コ
ーティング性能が悪化し、得られた塗膜にも白濁やひび
割れが生じる等の点で不十分であり、一方、液媒体の使
用量が多すぎると、塗膜を焼成して得られるITOの膜
厚が薄くなり、塗膜の欠陥が生じ易くなる、又、所望の
導電性が得難い等の点で不十分である。
【0013】又、本発明では、上記組成物に塗工適性を
付与する目的で熱分解性の樹脂バインダーを包含させる
ことが好ましい。この様な樹脂バインダーとしては、例
えば、メチルセルロース、エチルセルロース、アセチル
セルロース、アセチルエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、ベンジルセルロース、ニトロセルロ
ース等が挙げられる。
【0014】上記樹脂バインダーの使用量は前記インジ
ウム化合物及び錫化合物の合計100重量部当たり10
〜1,000重量部の割合で使用することが好ましい。
熱分解性樹脂の使用量が不足すると、組成物の塗工性等
の点で不十分であり、一方、熱分解性樹脂の使用量が多
すぎると、塗膜のパターン化後に焼成して得られるIT
O膜の膜質が悪化し、電気特性が不十分になる等の点で
好ましくない。本発明の組成物は、上記成分を単に混合
することによって容易に得ることが出来る。更に本発明
の組成物は、必要に応じて、更に増感剤等の添加剤を含
み得る。以上の如くして得られた本発明の組成物は濃厚
状態で作成し、使用直前に液媒体を添加して塗工適性を
付与してから使用することも出来る。又、保存に際して
は冷暗所に保存することが望ましい。
【0015】本発明の透明導電膜の形成方法は、上記の
透明導電膜形成用組成物を耐熱性基板に塗工し、乾燥成
膜する工程、形成された被膜をパターン状に放射線露光
する工程、非露光部を除去現像する工程、及び現像物を
加熱処理する工程を含むことを特徴とする。使用する基
板の素材としては、ガラス、セラミック等の耐熱性基板
であり、用途的には、液晶表示素子、プラズマディスプ
レイ、タッチパネルの電極、電磁波シールド材料、帯電
防止材料、紫外線カット材料、熱線カット材料等が挙げ
られる。
【0016】上記基板に前記本発明の組成物を塗工する
方法としては、スクリーン印刷方法、ロールコート方
法、ディップコート方法、スピンコート方法等の公知の
塗工方法がいずれも使用することが出来る。塗工量とし
ては、形成される膜の用途によって異なるが、一般的に
は固形分塗工量として10〜100μm程度である。塗
工後の乾燥条件は任意であるが、通常は前記熱分解性樹
脂に悪影響を与えない温度、例えば、100〜200℃
で0.1〜1時間程度である。この様に形成された被膜
は不透明であり且つ殆ど絶縁性である。次にこの様に形
成された被膜に対して、所望の微細パターンを有するネ
ガ型ホトマスクを密着させて露光する。露光に使用する
放射線としては通常波長約200〜500nmの光であ
り、例えば、高圧水銀灯等を光源として使用することが
出来る。この露光によって露光部分の前記光に反応する
官能基或いは部位を有するインジウム化合物及び錫化合
物は光によって反応し、被膜に物性値上の変化が起こ
り、被膜は現像液に不溶性となる。従って露光された被
膜に対して現像液を全面に塗布、或は露光された被膜を
現像液に浸漬し、必要に応じて表面を摩擦(ブラッシン
グ)することによって非露光部分の被膜は剥脱し、ネガ
画像が形成される。
【0017】次に上記ネガ画像を加熱処理する。この加
熱処理によって被膜中に残存している官能基、部位及び
バインダー樹脂(存在する場合)は分解及び気化し、一
方、インジウム化合物及び錫化合物は複合酸化物(IT
O)となり、パターン状被膜に透明性及び導電性が付与
される。この様な処理の好ましい加熱条件は約400〜
550℃において約0.1〜1.0時間である。加熱条
件が温和すぎると熱分解及び結晶化が十分に進行しない
等の点で不十分であり、一方、加熱条件が過酷すぎる
と、基板に対する影響が大きく、且つITO自体の酸化
が必要以上に進み、導電性の発現に必要な酸素欠陥を確
保することが不十分になる等の点で好ましくない。以上
の工程を経て、ホトマスクのパターンとポジ−ネガ関係
で正確に一致したパターン状のITO膜が基板上に形成
され、このITO膜は、従来の真空蒸着法、スパッタリ
ング法、CVD法により形成されるITO膜と同様に透
明性に優れると共に導電性にも優れる。従って本発明に
よれば、高価な装置を使用することなく、又、煩雑なレ
ジストを使用することなく、簡便な工程によって種々の
用途に有用であるパターン状透明電極が提供される。
【0018】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中部又は%とあるのは特に断りのない限
り重量基準である。 実施例1 10.27部の硝酸インジウム、0.33部のシュウ酸
第一錫、15部の有機キレート化剤(化学名:アセチル
アセトン)及び10部の樹脂バインダー(化学名:エチ
ルセルロース、商品名エトセルSTD−100、ダウケ
ミカル社製)をエチルセロソルブに加え、常温で撹拌し
て溶解し、濾過して不溶分を除去し、固形分15%の本
発明の組成物を得た。
【0019】実施例2〜5 実施例1における各成分に代えて下記表1の成分を使用
し、他は実施例1と同様にして本発明の組成物を得た。 表1
【0020】実施例6 実施例1で作成した塗工液をガラス基板上に、ロールコ
ート法によって均一に塗布し、150℃で10分間乾燥
させる。次にフォトマスクを介して紫外線(波長300
nm)を照射した後、基板を塩酸酸性エッチング液に浸
漬して現像する。現像後、パターニングされた基板を5
00℃で60分間空気中で焼成することにより、ITO
の微細パターンを保持したガラス基板を得ることが出来
た。
【0021】実施例7〜10 実施例6における塗工液に代えて下記表2の塗工液を使
用し、他は実施例6と同様にしてパターン状電極を得
た。これらのパターン状電極の膜厚、シート抵抗、透明
性、密着性、及び解像性は下記表2の通りであった。 表2 ・膜厚:エリプソメトリーによる測定値。 ・シート抵抗:四探針法による測定値。 ・透明性:分光光度計により透過率測定値(単位:T
%)。 ・密着性及び評価基準:セロハンテープ剥離試験におい
て剥離を生じなかったものを「○(良好)」とした。 ・解像性及び評価基準:フォトマスクの解像度チャート
を用い、フォトリソグラフ法で露光、現像エッチングし
て、ライン&スペース10μmのパターンが形成されて
いるものを「○(良好)」とした。
【0022】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば、ホトマスク
のパターンとポジ−ネガ関係で正確に一致したパターン
状のITO膜が基板上に形成され、このITO膜は、従
来の真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法により形
成されるITO膜と同様に透明性に優れると共に導電性
にも優れる。従って本発明によれば、高価な装置を使用
することなく、又、煩雑なレジストを使用することな
く、簡便な工程によって種々の用途に有用であるパター
ン状透明電極が提供される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光に反応する官能基或いは部位を有する
    インジウム化合物、及び光に反応する官能基或いは部位
    を有する錫化合物及び液媒体とを含むことを特徴とする
    透明導電膜形成用組成物。
  2. 【請求項2】 更に熱分解性の樹脂バインダーを含む請
    求項1に記載の透明導電膜形成用組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の透明導電膜形成
    用組成物を耐熱性基板上に塗工し、乾燥成膜する工程、
    形成された被膜をパターン状に放射線露光する工程、非
    露光部を除去現像する工程、及び現像物を加熱処理する
    工程を含むことを特徴とする透明導電膜の形成方法。
JP25535196A 1995-09-08 1996-09-06 透明導電膜形成用組成物及び透明導電膜の形成方法 Pending JPH09142884A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299326C (zh) * 2004-07-30 2007-02-07 西安理工大学 锡掺杂的氧化铟薄膜及微细图形制备工艺
KR20120114260A (ko) 2009-12-10 2012-10-16 도판 인사츠 가부시키가이샤 도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널

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