KR960011171B1 - Method of manufacturing liquid crystal display contained with indium tin oxide - Google Patents

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세대산전 주식회사
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Abstract

The process that forms transparent conductive film onto a glass substrate by dipping method comprises the steps of : preparing a solution in which a molar ratio of Sn : Sb of 1 : 0.01-0.2 is measured and dissolved to alcohol followed by adding acetic acid to adjust pH 1 below; dipping the pre-treated glass substrate in the solution, holding up the substrate at the rate of 20-30 cm/min, drying in 5 mins. and then dip-coating 1-5 times repeatedly; drying the coated glass substrate in oven at a temperature of 55-110 deg.C for about 1.5 - 2 hrs.; plasticizing the glass substrate in furnace at a temperature of 450-550 deg.C for 5 min.- 2 hrs.; and cooling slowly the substrate at the rate of 20 deg.C/min.

Description

안티몬이 첨가된 산화주석 투명도전막의 제조방법Method of manufacturing tin oxide transparent conductive film containing antimony

제1도는 본 발명의 제조공정을 개략적으로 나타냄.Figure 1 schematically shows the manufacturing process of the present invention.

제2도는 본 발명의 제조공정중 건조 및 열처리과정에서의 시간과 온도와의 관계를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the relationship between time and temperature during drying and heat treatment during the manufacturing process of the present invention.

제3도는 투명도전막의 전기저항을 측정하는 장치의 사시도.3 is a perspective view of an apparatus for measuring electrical resistance of a transparent conductive film.

본 발명은 산화안티몬 및 산화주석을 이용하여 투명도전막을 형성하는 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 졸-겔법에 의한 담근법(dipping method)을 이용하여 안티몬이 첨가물(dopant)의 형태로 첨가된 산화주석안티몬막을 제조하는데 있어서, 무결로 투명박막으로서의 효과가 우수할 뿐만 아니라 경제적으로 용이하게 투명도전성막을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a transparent conductive film using antimony oxide and tin oxide, and more particularly, antimony is added in the form of a dopant using a dipping method by a sol-gel method. The present invention relates to a method for producing a transparent conductive film that is not only excellent in effect as a transparent thin film but also economically easy in producing a tin oxide antimony film.

일반적으로 투명도전막은 액정표시소자(LCD) 및 제반표시소자등의 투명전극 뿐만 아니라 전기적으로 차폐기능이 필요한 곳, 또는 상품진열대의 무결로 유리등에 이용되며, 이러한 도전성 박막을 형성하는 방법에는 일반적으로 다음의 다섯가지 방법이 알려져 있다.In general, the transparent conductive film is used in places where an electrical shielding function is required as well as transparent electrodes such as liquid crystal display devices (LCDs) and various display devices, or glass free of merchandise shelves, and a method of forming such a conductive thin film is generally used. Five methods are known.

첫째는 증발에 의한 진공 증착법이다. 이 방법은 고체물질의 온도를 충분히 높혀주었을때 고체물질이 증발되어 진공분위기상에서 낮은 온도의 기판에 응측됨으로써 박막을 형성한다는 성질을 이용한 것으로, 진공 챔버 내 가스와의 충돌을 고려하여 기판과 원료와의 거리가 10∼50cm, 진공도가 약 10-5Torr이하가 되어야 증발된 증기가 기판에 도달할 수 있게 된다.The first is vacuum deposition by evaporation. This method takes advantage of the fact that when the temperature of a solid material is sufficiently raised, the solid material evaporates and is condensed on a low temperature substrate in a vacuum atmosphere to form a thin film. The distance of 10 ~ 50cm and the degree of vacuum should be about 10 -5 Torr or less so that the vaporized vapor can reach the substrate.

대한민국 특허 제26766호(삼성전관 주식회사)는 상기한 진공 증착법을 이용하여 기판상에 저저항 고투광율의 투명도전막을 형성하는 방법을 개시한다. 즉 인듐산화물과 주석산화물을 소정 몰%(주석산화물의 첨가비 ; 5∼10mole%)로 혼합하고 이를 압축하여 소정형상의 타블레트를 형성한 후, 초기 산소분압이 4×10-4Torr인 진공조 내에 설치하고 미리 250∼400℃로 가열된 유리기판상에 증착시킴으로써 ITO(Indium Tin Oxide)투명도전막을 형성하는 방법을 제공한다.Korean Patent No. 26766 (Samsung Electric Co., Ltd.) discloses a method of forming a low resistance high transmittance transparent conductive film on a substrate using the vacuum deposition method described above. That is, after mixing indium oxide and tin oxide in a predetermined mole% (addition ratio of tin oxide; 5-10 mole%) and compressing them to form a tablet of a predetermined shape, the initial oxygen partial pressure is 4 × 10 -4 Torr. Provided is a method of forming an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film by installing in a vacuum chamber and depositing on a glass substrate previously heated to 250 to 400 ° C.

둘째는 금속염 용액을 이용한 스프레이법이다. 이는 InCl3-5H2O 100g, HCl 10ml, 물 50ml, SnCl4소량을 혼합한 용액을 450∼650℃정도로 가열한 전기로 안으로 스프레이하여 기판위에 투명한 막을 형성시키는 방법이다.Second is the spray method using a metal salt solution. This is a method of spraying a solution of 100 g of InCl 3 -5H 2 O, 10 ml of HCl, 50 ml of water, and a small amount of SnCl 4 into an electric furnace heated to about 450 to 650 ° C. to form a transparent film on the substrate.

세째는 화학증착법(Chemical Vapor Deposition : CVD)으로서 증착시킬 물질이 기화되어 열에 의해 분해 혹은 다른 기체나 증기와 반응하여 기판위에 증착하게 된다. 열분해에 의해 안정한 막을 형성시키는 공정을 파이로라이시스(Pyrolysis)라고 하며, 유기금속 화합물은 600도 이하의 낮은 온도에서 분해가 되고, 금속할라이드 화합물은 600도 이상에서 분해되어 금속막을 형성한다.The third is chemical vapor deposition (CVD), and the material to be deposited is vaporized and decomposed by heat or reacted with other gases or vapors and deposited on the substrate. The process of forming a stable film by pyrolysis is called pyrolysis, and the organometallic compound is decomposed at a temperature lower than 600 degrees, and the metal halide compound is decomposed at 600 degrees or more to form a metal film.

네번째 방법은 스퍼터링법(Sputtering)으로서, 이는 두 전극에 걸린 전압에 의해 플라즈마가 형성되고 불활성 가스의 이온화에 의해 형성된 가스이온이 음극과 충돌하여 타게트 물질이 스퍼터되어 기판에 막을 형성함을 이용한 것이다.The fourth method is sputtering, in which plasma is formed by a voltage applied to two electrodes, gas ions formed by ionization of an inert gas collide with a cathode, and a target material is sputtered to form a film on a substrate.

다섯번째는 용액코팅법 또는 졸-겔법으로서, 반응성이 높은 용액인 졸을 담금법(dipping method)이나 회전법으로 기판위에 도포하고, 기판표면의 수산화기와 졸 증의 알콕사이드가 반응하여 고착되면서 건조겔막을 형성하며, 이를 열처리 함으로써 고상산화막을 형성하는 것으로 이루어진다.Fifth, the solution coating method or the sol-gel method is applied to the substrate by dipping method or rotating method, sol, which is a highly reactive solution, and the dry gel film is fixed as the hydroxyl group on the surface of the substrate reacts with the alkoxide of the doze. And forming a solid oxide film by heat treatment.

상기와 같은 투명도전막의 형성방법들 중 어떤 방법을 택하는가는 사용목적과 용도, 생산성, 경제성, 물성 등을 종합적으로 고려하여 결정하여야 한다.Which one of the methods of forming the transparent conductive film as described above should be determined in consideration of the purpose of use, use, productivity, economics, and physical properties.

일반적으로 진공증착법 및 화학증착법은 고진공 및 고온이 요구되어 제조단가가 많이 드는 문제와 함께 기상반응의 조절이 용이하지 않다는 결점이 있고, 스퍼터링법에서는 기판의 온도를 높게 유지하여야 하고 처리공정 중 고전압, 고진공이 요구되어 제조단가가 많이 들 뿐 아니라 연속공정이 어렵다는 결점이 있다.In general, vacuum deposition and chemical vapor deposition require high vacuum and high temperature, which leads to high manufacturing costs and difficulty in controlling gas phase reactions. In sputtering, the substrate temperature must be kept high and high voltage, There is a drawback that the high vacuum is required and the manufacturing cost is high and the continuous process is difficult.

또한 이들 방법과 함께 상기한 스프레이법은 모두 넓은 면적의 투명도전막을 형성할 필요가 있을 경우 그 대용량을 수용할 수 없고, 고정들이 상온, 상압하에서 진행되지 않아 비경제적이다.In addition, all of the above-described spraying methods together with these methods cannot accommodate the large capacity when it is necessary to form a transparent conductive film with a large area, and it is uneconomical since the fixings do not proceed at normal temperature and pressure.

따라서 본 발명은 상품의 진열대 등에 쓰이는 넓은 면적의 무결로 투명도전막을 형성하기 위하여, 이러한 용량을 수용할 수 있고 고도의 균질성 및 두께조절을 용이하게 할 수 있다는 잇점을 가지면서 공정이 비교적 간단하고 경제적인 졸-겔법을 채택하게 되며, 그 중에서도 상온, 상압에서 유리의 양면을 동시에 처리할 수 있는 담금법을 이용하게 된다.Therefore, the present invention is relatively simple and economical process with the advantage of being able to accommodate such a capacity and to facilitate a high homogeneity and thickness control, in order to form a transparent conductive film of a large area used for display shelves of goods, etc. The sol-gel method is adopted, and the immersion method that can simultaneously process both sides of the glass at room temperature and atmospheric pressure is used.

한편 유리면에 도포하는 투명도전막 형성재료로서는 SnO2, SnO2-Sb, SnO2-F, InO3-Sn, In2O3, ZnO등이 공지되어 있는데, 특히 In2O3-Sn(ITO)막이 상기한 여러가지 방법들에 관계없이 널리 사용되어 왔다.On the other hand, as the transparent conductive film forming material to be applied to the glass surface, SnO 2 , SnO 2 -Sb, SnO 2 -F, InO 3 -Sn, In 2 O 3 , ZnO and the like are known. In particular, In 2 O 3 -Sn (ITO) Membranes have been widely used regardless of the various methods described above.

졸-겔법을 이용하면서 산화인듐 주석막을 이용한 예로서는 히다찌 세이사꾸쇼 가부시기 가이샤에게 주어진 대한민국 특허출원 제79-625호(공고번호 83-478) 및 본원 출원인의 출원발명 제93-7820호가 있다.Examples of using an indium tin oxide film using the sol-gel method include Korean Patent Application No. 79-625 (Gaz. No. 83-478) given to Hidachi Seisakusho Co., Ltd. and Application No. 93-7820 of the present applicant.

그런데 인듐은 지구상에 흔한 원소가 아닌 관계로 단가가 비싸서 저저항, 도전율 및 투과성이 우수함에도 불구하고 넓은 면적의 용도를 수용하기가 곤란하였다. 특히 졸-겔법을 이용하여 도전성 막을 형성할 경우 준비해야 할 용액의 양이 상당한 수준에 이르게 되므로 이점에서도 인듐은 비경제적이다.However, since indium is not a common element on the earth, the unit price is high, so it is difficult to accommodate the use of a large area although the low resistance, conductivity and permeability are excellent. Indium is inexpensive, in particular, since the amount of solution to be prepared reaches a considerable level when the conductive film is formed using the sol-gel method.

따라서 본 발명은 종래의 산화 인듐주석막 대신, 안티몬을 첨가물로서 사용하고 주석을 주재로 하여, 저저항으로서 도전성이 뛰어나고 경제적인 투명성 박막의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a transparent thin film which is excellent in conductivity and low in cost with low resistance, using antimony as an additive and tin as a substitute for a conventional indium tin oxide film.

본 발명에서 안티몬을 투명도전막 형성재료로서 채택한 것은 경제성 외에 저항값을 고려하였기 때문인데, 안티몬이 투명도전막의 저항을 약 300Ω까지 낮추어 도전율을 경제적으로 유지하게 되는 원리는 다음과 같다.In the present invention, the antimony is adopted as a transparent conductive film forming material because the resistance value is considered in addition to the economics. The principle of antimony lowering the resistance of the transparent conductive film to about 300 Ω to maintain electrical conductivity is as follows.

즉 본 발명의 제조방법에 따라 염화안티몬 첨가 염화주석용액을 유리에 도포하여 건조 및 소성 열처리 과정을 거치게 되면 산소와 결합하여 산화물의 형태를 취하게 되는데, 이때는 주석 산화물의 결정구조속에 안티몬이 dopant로 첨가된 것으로 나타난다. 즉 주석산화물의 결정내에서 안티몬 이온이 주석이온의 자리를 대치하게 되면 주석과 안티몬의 원자가(valence)의 차이에 의하여 유효전하가 발생하며, 이때 발생한 잉여 전하에 대하여 결정구조속을 자유롭게 움직이는 자유전자가 형성되고, 이것이 도전막의 전기저항을 낮추게 되는 것이다.In other words, when the antimony chloride-added tin chloride solution is applied to glass according to the preparation method of the present invention and subjected to drying and calcining heat treatment, it is combined with oxygen to take the form of an oxide, wherein antimony is used as a dopant in the crystal structure of tin oxide. It appears to have been added. In other words, when antimony ions replace tin ions in the tin oxide crystals, effective charges occur due to differences in valence of tin and antimony, and free electrons move freely in the crystal structure with respect to the excess charges. Is formed, which lowers the electrical resistance of the conductive film.

주석과 안티몬의 비율은 열처리의 온도에 따라 다르며 대체로 1 : 0.01∼0.2의 첨가비율이 적당하다.The ratio of tin and antimony depends on the temperature of the heat treatment, and an addition ratio of 1: 0.01 to 0.2 is generally suitable.

이하에서는 본 발명의 투명도전막 제조방법을 각 공정별로 좀더 구체적으로 개시하도록 하겠다.Hereinafter, the method for manufacturing a transparent conductive film of the present invention will be described in more detail for each process.

1. 유리기판의 전처리1. Pretreatment of glass substrate

코팅시 용액이 유리기판에 균일하게 도포되도록 하기 위하여 유리기판을 중크롬산용액과 알코올에 NaOH를 포화시킨 용액으로 전치라한다.In order to uniformly apply the solution to the glass substrate during coating, the glass substrate is referred to as a solution in which NaOH is saturated with dichromic acid solution and alcohol.

유리기판의 표면에는 여러가지 이온이나 분자등이 흡착되어 있는 경우가 많은데, 이러한 흡착물들은 용액이 유리기판에 도포되었을 때 얼룩을 생기게 할 뿐만 아니라, 열처리 도중에 코팅막에 확산되어 들어가 하나의 불순물로 작용하여 코팅막의 도전성과 투광성을 저하시킨다.Many ions or molecules are adsorbed on the surface of the glass substrate, and these adsorbates not only cause staining when the solution is applied to the glass substrate, but also diffuse into the coating layer during heat treatment and act as an impurity. Reduces the conductivity and light transmittance of the.

따라서 본 발명에서는 중크롬산용액에 유리를 담그어 유리표면에 흡착되어 있는 금속이온들을 제거하고, 이때 제거되지 않고 남아있는 유기성분은 다시 NaOH를 포화시킨 알코올 용액으로 완전히 제거함으로써 더욱 우수한 투명도전성막을 얻을 수 있다.Therefore, in the present invention, the glass immersed in the dichromic acid solution to remove the metal ions adsorbed on the glass surface, at this time, the organic components remaining unremoved are completely removed with an alcohol solution saturated with NaOH again to obtain a more excellent transparent conductive film. .

상기의 중크롬산용액을 사용함으로써 진공 챔버를 필요로 함이 없이 유리기판을 효율적으로 전처리할 수 있게 된다. 전처리가 끝난 유리기판을 건조하여 먼지가 들어가지 않는 챔버에 보관한다.By using the above dichromate solution, the glass substrate can be efficiently pretreated without the need for a vacuum chamber. The pre-treated glass substrate is dried and stored in a dust-free chamber.

2. 투명도전막 형성 용액의 준비2. Preparation of Transparent Conductive Film Formation Solution

SnCl2·xH2O와 SbCl3을 일정한 비율로 정량하여 알코올에 용해시킨 후 아세트산을 첨가하여 용액의 pH가 약 1이 되도록 하며, 용액의 농도는 0.1M이 되도록 한다.SnCl 2 · xH 2 O and SbCl 3 is quantified in a fixed ratio, dissolved in alcohol and acetic acid is added so that the pH of the solution is about 1, and the concentration of the solution is 0.1M.

용액 제조시 온도는 상온(약 20℃)으로 일정하게 유지하고 습도도 일정하게 유지한다.In preparing the solution, the temperature is kept constant at room temperature (about 20 ° C.) and the humidity is kept constant.

주석대 안티몬의 비율은 1 : 0.01∼0.2가 적당하며 바람직하게는 1 : 0.05으로 한다. 이 비율은 투명도전막의 열처리 온도에 따라서 다르며, 열처리온도가 낮아지면 가장 낮은 전기저항 값을 얻기 위한 조성비는 더 작은 값으로, 즉 안티몬의 첨가량의 더 적어지는 방향으로 변화하고, 열처리 온도가 높아지면 역으로 안티몬의 첨가량이 증가되었을때 최저의 저항값이 얻어진다.The ratio of tin to antimony is 1: 0.01 to 0.2, and preferably 1: 0.05. This ratio depends on the heat treatment temperature of the transparent conductive film, and as the heat treatment temperature is lowered, the composition ratio for obtaining the lowest electric resistance value is smaller, that is, the direction of the addition of antimony is decreased, and when the heat treatment temperature is increased, Conversely, the lowest resistance value is obtained when the amount of antimony added is increased.

상기 공정에서 아세트산을 첨가하여 pH를 조정하는 것은 알코올만으로 용해할 경우 초래되는 백탁현상을 막고, 용질을 완전히 용해시켜 투명한 용액을 만들기 위한 것이다. 또한 아세트산은 시트저항을 아주 낮추기 위하여 막두께를 두껍게 할 필요가 있는 경우 막두께가 증가할수록 나타나는 백화현상을 없앨 수 있다.Adjusting the pH by adding acetic acid in the above process is to prevent the cloudiness caused by dissolving only with alcohol and to completely dissolve the solute to make a clear solution. In addition, acetic acid can eliminate the whitening phenomenon as the film thickness increases when it is necessary to make the film thickness very low in order to reduce sheet resistance very much.

3. 담금 및 도포3. Immersion and Application

준비된 용액을 세척 및 전처리 과정을 거쳐 준비된 유리기판에 담금기계(dipping machine)를 이용하여 도포한다. 용액의 도포시 유리기판은 20∼30cm/min의 속도로 들어올려지며, 들러올린 유리기판은 5분간의 건조를 거친 후에 막의 두께를 조절하기 위해 1 내지 5회 담금작업을 반복하게 된다. 이때 담금과 담금 사이의 건조시간은 5분과 30분을 번갈아 행하도록 한다.The prepared solution is applied to a glass substrate prepared by washing and pretreatment using a dipping machine. When the solution is applied, the glass substrate is lifted at a speed of 20 to 30 cm / min, and the glass substrate is lifted and repeated 1 to 5 times to adjust the thickness of the film after drying for 5 minutes. At this time, the drying time between immersion and immersion is alternately 5 minutes and 30 minutes.

4. 건조4. Drying

용액의 도포가 끝나면 유리기판을 약 55∼65℃의 오븐에서 1시간 정도 1차건조를 하고, 약 95∼110℃의 오븐에서 30분 정도 2차 건조를 한다.After application of the solution, the glass substrate is first dried for about 1 hour in an oven at about 55 to 65 ° C, and secondly dried for 30 minutes in an oven at about 95 to 110 ° C.

건조시의 온도를 둘로 나누어 두번의 건조공정을 거치는 것은, 유리표면에 도포된 용액의 건조상태가 최종제품의 표면강도 및 투명도를 좌우하기 때문이다. 즉 건조시 처음부터 너무 높은 온도를 유지하면 용액의 건조와 더불어 겔상으로 형성되는 도포막에 균열이 생겨, 열처리를 한 후의 막의 강도가 급격히 저하하게 된다. 또한 55~65℃에서의 1차 건조를 거치지 않고 바로 고온에서 건조할 경우 용액이 급격히 증발되어 겔화된 막의 부착도가 저하되게 된다.The drying temperature is divided into two and subjected to two drying steps, because the dry state of the solution applied to the glass surface determines the surface strength and transparency of the final product. That is, if the temperature is kept too high from the beginning during drying, cracks occur in the coating film formed in a gel form along with the drying of the solution, and the strength of the film after heat treatment is drastically lowered. In addition, the solution is rapidly evaporated when the product is dried at a high temperature without undergoing the first drying at 55 to 65 ° C., thereby decreasing the adhesion of the gelled film.

따라서 본 발명의 제조방법에서는 우선 55∼65℃의 1차 공정에서 알코올 등의 휘발성 용매를 휘발시키고, 95~110℃의 2차건조공정을 통해 겔화반응을 유도함으써, 도포된 용액의 효과적인 증발 및 최종생산물인 투명도전성 코팅막의 강도를 우수하게 한다.Therefore, in the preparation method of the present invention, first, by evaporating a volatile solvent such as alcohol in the first step of 55 ~ 65 ℃, and inducing a gelation reaction through a second drying process of 95 ~ 110 ℃, effective evaporation of the applied solution And it is excellent in the strength of the transparent conductive coating film which is the final product.

또한 건조시간도 적절히 조절할 필요가 있는데 55∼65℃에서는 1시간 정도가 바람직하며 너무 길게 건조할 경우에는 도포막이 오염될 우려가 있고, 95∼110℃에서는 겔화를 유도하기에 적당한 30분정도가 바람직하며, 95~110℃에서의 건조시간이 너무 길어지면 열처리를 한 후의 막의 강도가 크게 저하될 우려가 있다.In addition, it is necessary to adjust the drying time appropriately, about 1 hour is preferable at 55-65 ° C. If the drying is too long, the coating film may be contaminated, and at about 95-110 ° C, about 30 minutes suitable for inducing gelation is preferable. If the drying time at 95 to 110 ° C. is too long, the film strength after heat treatment may be greatly reduced.

5. 소성열처리5. Plastic Heat Treatment

건조가 끝난 유리기판은 450∼550℃의 로(furnace)에 넣어 5분∼2시간 동안 열처리를 한다.The dried glass substrate is placed in a furnace at 450 to 550 ° C. and heat treated for 5 minutes to 2 hours.

상기 건조과정 및 열처리과정을 그래프로 도시하면 제2도와 같다.The drying process and the heat treatment process are shown in a graph as shown in FIG.

6. 냉각6. Cooling

상기 과정을 거쳐 도포된 유리기판을 분당 20℃의 온도로 낮추면서 서냉시킨다.The glass substrate applied through the above process is cooled slowly while lowering to a temperature of 20 ° C. per minute.

이상에서 기술한 제조공정은 제1도에 도시되어 있다.The manufacturing process described above is shown in FIG.

이러한 공정을 거쳐 완성된 투명도전막의 전기전도도, 즉 전기 저항의 측정방법은 제3도에 도시되어 이다.The electrical conductivity of the transparent conductive film completed through such a process, that is, a method of measuring electrical resistance is shown in FIG. 3.

열처리가 끝난 유리기판(2)위의 1cm×1cm의 면적에 대하여 은전극(1)을 양단에 도포처리한 후 저항을 측정한다.The silver electrode 1 is applied to both ends of an area of 1 cm x 1 cm on the heat-treated glass substrate 2, and then the resistance is measured.

온전극은 페이스트 형태로 되어 있는 은을 스크린 프린팅에 의하여 도전성 막이 코팅된 유리의 양단에 칠을 한 후 전기오븐에서 30분간 열처리(200℃)함으로써 얻어진다. 이와 같은 은전극에 단자를 설치한 후 DMM(Digital Multi-Meter)을 이용하여 표면에서 발생하는 저항을 측정하게 된다.The on-electrode is obtained by coating silver at both ends of the conductive film-coated glass by screen printing and then heat-treating (200 ° C.) for 30 minutes in an electric oven. After the terminal is installed in the silver electrode, resistance generated on the surface is measured by using a digital multi-meter (DMM).

이러한 측정법은 막의 두께나 성분의 변화에 따라 전기저항의 변화를 바로 읽어낼 수 있다는 특징이 있다. 실제 제품화되었을 때에도 제3도에 나타낸 바와 같이 유리의 양쪽끝에 전극을 형성하여 전류를 흘려주게 되므로, 제품의 품질을 바로 예측할 수 있게 된다.Such a measuring method is characterized in that the change of the electrical resistance can be immediately read in accordance with the change in the thickness or the composition of the film. Even when the product is actually manufactured, as shown in FIG. 3, electrodes are formed at both ends of the glass to allow current to flow, so that the quality of the product can be predicted immediately.

상기한 제조방법을 거쳐 형성되는 Sb2O3-SnO2투명도전막의 전기 저항은 300-1000Ω과 같은 비교적 낮은 저항값을 가지므로 본 발명은 생산단가가 낮고 경제적인 제법을 제공하게 되는 것이다.Since the electrical resistance of the Sb 2 O 3 -SnO 2 transparent conductive film formed through the above-described manufacturing method has a relatively low resistance value such as 300-1000Ω, the present invention provides a low production cost and an economical manufacturing method.

본 발명에서 주석과 안티몬의 용액이 유리기판에 겔화되는 원리는 반응성이 큰 알콕사이드(M-OR)가 물에 의해 부분적으로 수화되고 이것이 다른 알콕사이드와 결합하여 고분자화되는 것을 이용한 것이다. 고분자화가 되면서 콜로이드 형태로 자라게 되고 각 콜로이드 입자가 서로 결합하여 망목구조를 나타내면서 겔이 되는 것이다.In the present invention, the principle that the solution of tin and antimony is gelated on the glass substrate is that the highly reactive alkoxide (M-OR) is partially hydrated by water and it is combined with other alkoxide to polymerize. As it is polymerized, it grows into a colloidal form, and each colloidal particle combines with each other to form a network with a network structure.

또한 상기의 수화반응 중 산성이나 염기성의 반응 조건에 따라 고분자화의 형태가 변하며, 이러한 분자의 헝태에 따라 건조 후 겔의 형상이 결정된다. 도전성 박막의 형성에는 산성조건이 유리하고, 좁겔 분말의 합성에는 염기성의 조건이 유리하다.In addition, the form of the polymerization is changed depending on the acidic or basic reaction conditions of the hydration reaction, the shape of the gel after drying depending on the state of these molecules. Acidic conditions are advantageous for the formation of the conductive thin film, and basic conditions are favorable for the synthesis of the narrow gel powder.

본 발명에 따른 실시예는 아래와 같고, 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Examples according to the present invention are as follows, these examples are provided only to assist in understanding the present invention, the present invention is not limited to these examples.

실시예 1Example 1

주석과 안티몬의 비율이 1 : 0.5가 되도록 SnCl2·2H2O 11.28g과 SbCl30.5703g을 에틸알코올 400ml에 가하여 교반하면서 아세트산 용액 110ml를 첨가하여 1시간 동안 교반함으로써 pH가 1이하가 되도록 하였다(pH미터로 측정), 이 과정에서 용액의 10ml는 증발하게 된다.11.28 g of SnCl 2 · 2H 2 O and 0.5703 g of SbCl 3 were added to 400 ml of ethyl alcohol so that the ratio of tin and antimony was 1: 0.5, and 110 ml of acetic acid solution was added thereto, followed by stirring for 1 hour. In this process, 10 ml of the solution will evaporate.

용액의 pH가 1이하로 됨에 따라 용액은 현탁액 상태에서 투명하게 변한다. 용액의 제조시에는 온도(20℃)와 습도를 일정하게 유지하였다.As the pH of the solution goes below 1, the solution turns transparent in suspension. In preparing the solution, the temperature (20 ° C.) and the humidity were kept constant.

유리기판을 중크롬산 용액에 담그어 금속이온을 제거하고, 알코올에 NaOH를 포화시킨 용액에 약 12시간 정도 침지한 후 꺼내어 흐르는 증류수에서 깨끗이 씻어 먼지가 들어가지 않는 챔버내에 보관하였다.The glass substrate was immersed in a dichromic acid solution to remove metal ions, immersed in a solution saturated with NaOH in alcohol for about 12 hours, then taken out, washed clean in flowing distilled water, and stored in a chamber free of dust.

전처리가 완료된 유리기판을 상기의 용액에 충분히 침지시킨 후 모터구동장치를 사용하여 25cm/min의 속도로 끌어올렸다.After the pretreatment was completed, the glass substrate was sufficiently immersed in the above solution and was pulled up at a speed of 25 cm / min using a motor driving device.

이것을 공기중에서 5분간 건조하고 이와 같은 침지 및 건조공정을 2회 반복하였다.It was dried in air for 5 minutes and this dipping and drying process was repeated twice.

다음은 60℃의 오븐에서 1시간 동안 1차 건조한 후, 100℃의 오븐에서 30분간 2차 건조를 행하였다. 건조가 끝난 유리기판들을 450∼550℃의 로에 넣어 1시간 동안 열처리하였고, 분당 20℃정도로 냉각시켰다.Next, after 1-hour drying in an oven at 60 ° C, secondary drying was performed for 30 minutes in an oven at 100 ° C. The dried glass substrates were put into a furnace at 450 to 550 ° C. and heat-treated for 1 hour, and cooled to about 20 ° C. per minute.

결과적으로 투명한 막이 얻어졌으며, 이의 효율을 알기 위하여 저항을 측정한 결과 374Ω의 저항값을 얻었다.As a result, a transparent film was obtained. In order to know its efficiency, the resistance was measured to obtain a resistance value of 374Ω.

실시예 2Example 2

주석과 안티몬의 비율이 1 : 0.1이 되도록 SnCl2·2H2O 11.28g과 SbCl31.141g을 실시예 1과 같은 방법으로 하여 용액을 만들었다.A solution was prepared in the same manner as Example 1, in which 11.28 g of SnCl 2 · 2H 2 O and 1.141 g of SbCl 3 were used so that the ratio of tin and antimony was 1: 0.1.

나머지 과정도 실시예 1에서와 같이 실시한 결과 548Ω의 저항값을 얻었다.The rest of the process was carried out as in Example 1 to obtain a resistance value of 548Ω.

본 발명의 투명도전막을 유리에 도포하였을때 어느 조건에까지 결로방지의 효과를 기대할 수 있는지를 알아보기 위하여, 유리 내부와 외부와의 온도편차를 다음의 표에서와 같이 달리하여 실험한 결과, 본 발명의 투전도전막이 일반유리에 비하여 결로방지의 효과가 뛰어남을 알 수 있었다.When the transparent conductive film of the present invention is applied to glass, to find out what conditions can be expected to prevent the effect of condensation, the temperature deviation between the inside and the outside of the glass experiments as shown in the following table results, the present invention It was found that the conductive conductive film of was better in preventing condensation than ordinary glass.

이상의 실험결과는 본 발명이 일정비율의 안티몬과 주석을 투명도전막의 원료로서 채택하여 저항값을 300내지 1000Ω으로 낮춤으로써, 낮은 전력소모만으로도 우수한 열전도효과를 얻을 수 있는 방법을 제공하였기 때문이다.The above experimental result is because the present invention adopts a constant ratio of antimony and tin as the raw material of the transparent conductive film and lowers the resistance value to 300 to 1000 Ω, thereby providing a method of obtaining excellent thermal conductivity effect even with low power consumption.

또한 본 발명에 의한 투명도전막은 상기한 효과 뿐 아니라 가시광선 투과율 95% 이상의 우수한 광특성을 갖게 된다.In addition, the transparent conductive film according to the present invention has not only the above-described effects but also excellent optical properties of 95% or more of visible light transmittance.

상술한 바와 같이 본 발명은 넓은 면적의 유리에 투명도전성 막을 형성하는 방법을 제공함에 있어서 안티몬을 주석에 첨가한 용액을 유리의 표면에 도포하며 2차의 건조공정을 거쳐 투명하고 견고한 도전성막을 경제적이고 효율적으로 제조하는 방법을 제공하게 된다.As described above, the present invention provides a method of forming a transparent conductive film on a large area of glass by applying a solution containing antimony to tin on the surface of the glass, and applying a transparent and rigid conductive film through a second drying process. It will provide a method of manufacturing efficiently.

Claims (4)

담금법에 의하여 유리기판상에 투명도전막을 형성하는 방법에 있어서, 염화주석과 염화안티몬을 Sn : Sb의 몰비가 1 : 0.01∼0.2가 되도록 하여 알코올에 용해한 후 아세트산을 첨가하여 pH를 1이하로 조정하는 용액제조공정과; 상기 용액에 전처리한 유리기판을 담그어 20~30cm/min의 속도로 들어 올리고 5분간의 건조를 거친 후에 상기의 담금작업을 1~5회 반복하는 담금도포 공정과; 도포된 상기 유리기판을 55~110℃의 오븐에서 1시간 반 내지 2시간 정도 건조하는 건조공정과; 450∼550℃의 로에 상기 유리기판을 넣어 5분∼2시간 동안 소성하는 열처리공정; 및 분당 20℃의 속도로 유리기판을 냉각시키는 서냉공정으로 이루어지는, 안티몬이 첨가된 산화주석 투명 도전막의 제조방법.In the method of forming a transparent conductive film on a glass substrate by the immersion method, tin chloride and antimony chloride are dissolved in alcohol with a molar ratio of Sn: Sb of 1: 0.01 to 0.2, and then acetic acid is added to adjust the pH to 1 or less. Solution manufacturing process; A dip coating process in which the pre-treated glass substrate is immersed in the solution, lifted at a speed of 20 to 30 cm / min, dried for 5 minutes, and then repeated 1 to 5 times of the immersion operation; A drying step of drying the coated glass substrate in an oven at 55-110 ° C. for about 1 hour and a half to 2 hours; A heat treatment step of baking the glass substrate in a furnace at 450 to 550 ° C. for 5 minutes to 2 hours; And a slow cooling step of cooling the glass substrate at a rate of 20 ° C. per minute. 제1항에 있어서, SnSb의 몰비가 1 : 0.05인 것을 특징으로 하는 투명도전막의 제조방법.The method for manufacturing a transparent conductive film according to claim 1, wherein the molar ratio of SnSb is 1: 0.05. 제1항에 있어서, 상기 유리기판은 중크롬산 용액에 담그어 금속 이온들을 제거하고, NaOH를 알코올에 포화시킨 용액에 담그어 나머지 유기성분들을 제거함으로써 전처리되는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the glass substrate is pretreated by dipping in a dichromic acid solution to remove metal ions, and then immersing in NaOH-saturated alcohol in a solution to remove the remaining organic components. 제1항에 있어서, 상기의 담금도포공정을 거친 유리기판을 55~65℃의 오븐에서 50분 내지 70분 동안 1차 건조를 하고 95∼110℃의 오븐에서 20∼40분간 2차 건조를 하는 것을 특징을 하는 투명도전막의 제조방법.According to claim 1, wherein the glass substrate subjected to the immersion coating step is first dried for 50 to 70 minutes in an oven at 55 ~ 65 ℃ and secondary drying for 20 to 40 minutes in an oven at 95 ~ 110 ℃ Method for producing a transparent conductive film, characterized in that.
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