JP2010251307A - Method for manufacturing transparent electrode - Google Patents
Method for manufacturing transparent electrode Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010251307A JP2010251307A JP2010062418A JP2010062418A JP2010251307A JP 2010251307 A JP2010251307 A JP 2010251307A JP 2010062418 A JP2010062418 A JP 2010062418A JP 2010062418 A JP2010062418 A JP 2010062418A JP 2010251307 A JP2010251307 A JP 2010251307A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent electrode
- film
- transparent
- conductive film
- transparent conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Abstract
Description
本発明は主としてタッチパネル用透明電極の製造方法に関する。 The present invention mainly relates to a method for producing a transparent electrode for a touch panel.
インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）を初めとする金属原子を含有したインジウム複合酸化物は、近年急速に普及してきたタッチパネルやエレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下「ＥＬディスプレイ」ともいう）などの透明電極の部材である透明導電膜として広く用いられている。透明電極の主な要求特性に高い透明性、導電性、耐久性がある。透明導電膜の高透明化の手段としては、例えば高屈折層・低屈折層を組み合わせた積層構造により光学設計をし、光線透過率を向上させる方法や単純に透明導電膜を薄くする方法がある。また透明導電膜の耐久性を向上させる手段としては、透明導電膜にバリア膜を製膜する方法があり、特許文献１では酸化インジウムからなる透明導電膜上にカーボン膜を積層することで透明導電膜の発光時の劣化を抑制するＥＬ用透明電極が報告されている。 Indium composite oxides containing metal atoms such as indium tin composite oxide (ITO) are members of transparent electrodes such as touch panels and electroluminescence displays (hereinafter also referred to as “EL displays”) that have rapidly spread in recent years. It is widely used as a certain transparent conductive film. The main required characteristics of transparent electrodes are high transparency, conductivity, and durability. As a means for making the transparent conductive film highly transparent, for example, there is a method of optical design by a laminated structure combining a high refractive layer and a low refractive layer to improve light transmittance, or a method of simply thinning the transparent conductive film. . Further, as a means for improving the durability of the transparent conductive film, there is a method of forming a barrier film on the transparent conductive film. In Patent Document 1, a transparent conductive film is formed by laminating a carbon film on a transparent conductive film made of indium oxide. A transparent electrode for EL that suppresses the deterioration of the film during light emission has been reported.
また透明電極の中でも、タッチパネル用透明電極にとって必須な要求特性としてリニアリティがあり、リニアリティの値は低いほど好ましい。特許文献２には、摺動筆記試験後のリニアリティが１．５％以下であるタッチパネル用透明導電性フィルムについて開示されている。該文献において、摺動筆記試験前においては、リニアリティがさらに低いと考えられるが、透過率が低いため、現在のタッチパネル用透明電極として使用できない。ここでリニアリティとは、抵抗膜の均一性の指標であり、抵抗膜方式タッチパネルの位置検出の精度を決める要素である。液晶ディスプレイ用のＩＴＯからなる透明導電膜は１０〜２０Ω／□程度の低い抵抗値が求められるため１００〜１５０ｎｍ程度の膜厚にする必要があるのに対し、タッチパネル用透明電極は１００〜８００Ω／□程度の値が求められるため２０〜４０ｎｍ程度の比較的薄い膜厚（すなわち薄膜）にする必要がある（非特許文献１）。しかしながらタッチパネル用透明電極は面内において均一な抵抗値が求められるのに対し、このような薄膜では、抵抗値の均一性の制御が困難であるため、リニアリティはタッチパネル用透明電極の技術的な障壁を高くしている要因の一つとなっている。 Among transparent electrodes, there is linearity as an essential required characteristic for a transparent electrode for a touch panel, and the lower the linearity value, the better. Patent Document 2 discloses a transparent conductive film for a touch panel whose linearity after a sliding writing test is 1.5% or less. In this document, the linearity is considered to be even lower before the sliding writing test, but it cannot be used as a transparent electrode for a current touch panel because of its low transmittance. Here, linearity is an index of the uniformity of the resistive film, and is an element that determines the accuracy of position detection of the resistive film type touch panel. A transparent conductive film made of ITO for liquid crystal displays requires a low resistance value of about 10 to 20 Ω / □, so it is necessary to have a film thickness of about 100 to 150 nm, whereas a transparent electrode for a touch panel has a thickness of 100 to 800 Ω / □. Since a value of about □ is required, it is necessary to make the film thickness relatively thin (that is, a thin film) of about 20 to 40 nm (Non-Patent Document 1). However, while a transparent electrode for a touch panel is required to have a uniform resistance value in a plane, such a thin film makes it difficult to control the uniformity of the resistance value. Therefore, linearity is a technical barrier for transparent electrodes for touch panels. Is one of the factors that increase
特許文献１には酸化インジウムを主とした透明導電膜上にカーボン膜を製膜した透明電極が記載されているが、当該カーボン膜は発光層と透明導電膜の接触による劣化を防ぐために形成されたものであり、実施例１、４、５、６のようにカーボン膜を厚く製膜する必要がある。そのため透過率が低いという問題がある。また実施例２、３のようにカーボン膜が薄くとも、着色するため、透過率が低い。この透明電極の透過率を高めようとするためには透明導電膜を薄くする必要があるが、薄くすればタッチパネル用透明電極にとって重要な要素である導電性、耐久性、またはリニアリティが悪化するという問題がある。 Patent Document 1 describes a transparent electrode in which a carbon film is formed on a transparent conductive film mainly composed of indium oxide. The carbon film is formed to prevent deterioration due to contact between the light emitting layer and the transparent conductive film. Therefore, it is necessary to form a thick carbon film as in Examples 1, 4, 5, and 6. Therefore, there is a problem that the transmittance is low. Further, even if the carbon film is thin as in Examples 2 and 3, the carbon film is colored, so the transmittance is low. In order to increase the transmittance of the transparent electrode, it is necessary to make the transparent conductive film thinner, but if it is made thinner, the conductivity, durability, or linearity, which is an important element for the transparent electrode for touch panel, is deteriorated. There's a problem.
上記のような理由から、特許文献１に記載の透明電極は、高い透明性を要求されるタッチパネル用透明電極には使用できなかった。そこで本発明では、透明性が高く、導電性、耐久性、またはリニアリティを向上させたタッチパネル用透明電極の製造方法を提供することを目的とする。 For the reasons described above, the transparent electrode described in Patent Document 1 cannot be used for a transparent electrode for a touch panel that requires high transparency. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a transparent electrode for a touch panel that has high transparency and improved conductivity, durability, or linearity.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、水素を主とするガスでカーボン膜を製膜することにより、透明性が高く、導電性、耐久性、またはリニアリティを向上させたタッチパネル用透明電極を作製できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち本願発明は以下の構成を有するものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have formed a carbon film with a gas mainly containing hydrogen, thereby improving transparency, conductivity, durability, or linearity. The inventors have found that a transparent electrode for a touch panel can be produced, and have completed the present invention. That is, the present invention has the following configuration.
（１）透明基板の少なくとも一方の面に、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜およびカーボン膜が積層された透明電極の製造方法であって、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜が１０〜４０ｎｍの膜厚であり、カーボン膜が０．５〜５．０ｎｍの膜厚であるように製膜され、上記カーボン膜が水素を５０〜１００体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜され、かつ製膜後の透明電極が７０℃以上１７０℃以下の温度で熱アニール処理されることを特徴とする透明電極の製造方法。
（２）前記熱アニール処理が、透明電極の透過率が９０％以上となるように行われることを特徴とする（１）に記載の透明電極の製造方法。
（３）リニアリティの最大値が１．０％以下であることを特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載の透明電極の製造方法。
（４）前記透明導電膜が、酸素を１〜１０体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の透明電極の製造方法。
（５）透明基板の少なくとも一方の面に、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜およびカーボン膜が積層された透明電極であって、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜の膜厚が１０〜４０ｎｍであり、カーボン膜の膜厚が０．５〜５．０ｎｍであり、上記カーボン膜が水素を５０〜１００体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜され、かつ透明電極の透過率が９０％以上であることを特徴とする透明電極。
（６）前記透過率が９０％以上である透明電極が、７０℃以上１７０℃以下の温度で熱アニール処理されたものであることを特徴とする（５）に記載の透明電極。
（７）リニアリティの最大値が１．０％以下であることを特徴とする（５）または（６）のいずれかに記載の透明電極。
（８）（５）〜（７）のいずれかに記載の透明電極を用いたことを特徴とするタッチパネル。
(1) A method for producing a transparent electrode in which a transparent conductive film mainly composed of indium oxide and a carbon film are laminated on at least one surface of a transparent substrate, wherein the transparent conductive film mainly composed of indium oxide has 10 The film is formed so as to have a film thickness of ˜40 nm and the carbon film has a film thickness of 0.5 to 5.0 nm, and the carbon film is formed by a sputtering method using a gas containing 50 to 100% by volume of hydrogen. And the transparent electrode after film formation is subjected to thermal annealing at a temperature of 70 ° C. or higher and 170 ° C. or lower.
(2) The method for producing a transparent electrode according to (1), wherein the thermal annealing treatment is performed so that the transmittance of the transparent electrode is 90% or more.
(3) The method for producing a transparent electrode according to any one of (1) and (2), wherein the maximum value of linearity is 1.0% or less.
(4) The transparent electrode according to any one of (1) to (3), wherein the transparent conductive film is formed by a sputtering method using a gas containing 1 to 10% by volume of oxygen. Method.
(5) A transparent electrode in which a transparent conductive film mainly composed of indium oxide and a carbon film are laminated on at least one surface of the transparent substrate, and the film thickness of the transparent conductive film mainly composed of indium oxide is 10 -40 nm, the film thickness of the carbon film is 0.5-5.0 nm, the carbon film is formed by a sputtering method using a gas containing 50-100% by volume of hydrogen, and the transmittance of the transparent electrode A transparent electrode characterized in that is 90% or more.
(6) The transparent electrode according to (5), wherein the transparent electrode having a transmittance of 90% or more is subjected to a thermal annealing treatment at a temperature of 70 ° C. or higher and 170 ° C. or lower.
(7) The transparent electrode according to any one of (5) and (6), wherein the maximum value of linearity is 1.0% or less.
(8) A touch panel using the transparent electrode according to any one of (5) to (7).
本発明により、高透明のインジウム複合酸化物薄膜の導電性、耐久性、またはリニアリティを向上させたタッチパネル用透明電極を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the transparent electrode for touchscreens which improved the electroconductivity, durability, or linearity of the highly transparent indium complex oxide thin film can be provided.
本発明は、「透明基板の少なくとも一方の面に、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜およびカーボン膜が積層された透明電極の製造方法であって、酸化インジウムを主成分とした透明導電膜が１０〜４０ｎｍの膜厚であり、カーボン膜が０．５〜５．０ｎｍの膜厚であるように製膜され、上記カーボン膜が水素を５０〜１００体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜され、かつ製膜後の透明電極が７０℃以上１７０℃以下の温度で熱アニール処理されることを特徴とする透明電極の製造方法」に関する。 The present invention provides a method for producing a transparent electrode in which a transparent conductive film mainly composed of indium oxide and a carbon film are laminated on at least one surface of a transparent substrate, the transparent conductive film mainly composed of indium oxide. Is formed so that the carbon film has a film thickness of 0.5 to 5.0 nm, and the carbon film is formed by a sputtering method using a gas containing 50 to 100% by volume of hydrogen. The present invention relates to a method for producing a transparent electrode, wherein the film-formed transparent electrode is subjected to thermal annealing at a temperature of 70 ° C. or higher and 170 ° C. or lower.
以下において本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお本願の各図において厚さの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宣変更されており、実際の寸法関係を表していない。また各図において同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing of the present application, the thickness dimensional relationship is appropriately changed for clarity and simplification of the drawing, and does not represent the actual dimensional relationship. Moreover, in each figure, the same referential mark represents the same part or an equivalent part.
図１では透明基板１上に透明導電膜２、カーボン膜３をこの順に形成したタッチパネル用透明電極を示している。図２では透明基板１上に下地層４、透明導電膜２、カーボン膜３をこの順に形成したタッチパネル用透明電極を示している。 FIG. 1 shows a transparent electrode for a touch panel in which a transparent conductive film 2 and a carbon film 3 are formed in this order on a transparent substrate 1. FIG. 2 shows a transparent electrode for a touch panel in which a base layer 4, a transparent conductive film 2, and a carbon film 3 are formed on a transparent substrate 1 in this order.
本発明に係る透明基板１としては、少なくとも可視光領域で無色透明であり透明導電膜２を形成可能なものであれば硬質または軟質な材料に限定されずに使用することができる。硬質な材料としては、例えばソーダガラスやホウ珪酸ガラスなどのガラス基板やセラミックや硬質プラスチックなどが挙げられる。軟質な材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフテレート（ＰＢＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂やシクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース系樹脂などが挙げられるが、中でもポリエチレンテレフタレートやシクロオレフィン系樹脂などが好ましく用いられる。 The transparent substrate 1 according to the present invention can be used without being limited to a hard or soft material as long as it is colorless and transparent at least in the visible light region and can form the transparent conductive film 2. Examples of the hard material include glass substrates such as soda glass and borosilicate glass, ceramics, and hard plastics. Examples of the soft material include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene naphthalate (PEN), cycloolefin resins, polycarbonate resins, polyimide resins, and cellulose resins. Of these, polyethylene terephthalate, cycloolefin resin, and the like are preferably used.
透明基板１の厚みは特に限定されないが、０．０５〜４ｍｍの厚みが好ましく、０．０５〜０．３ｍｍがより好ましい。上記範囲内であれば透明基板１の耐久性を十分に得ることができ、適度な柔軟性を有するため生産性の良いロールトゥロール方式で製膜することができる。またタッチパネル用透明電極の耐久性を高めるなどの目的で透明基板１の両面或いは片面にはアクリル樹脂、シリコーン樹脂などを用いたハードコート処理を施しても良い。 Although the thickness of the transparent substrate 1 is not specifically limited, The thickness of 0.05-4 mm is preferable and 0.05-0.3 mm is more preferable. If it is in the above-mentioned range, the durability of the transparent substrate 1 can be sufficiently obtained, and since it has appropriate flexibility, it can be formed by a roll-to-roll method with good productivity. Moreover, you may perform the hard-coat process using an acrylic resin, a silicone resin, etc. on the both surfaces or single side | surface of the transparent substrate 1 for the purpose of improving the durability of the transparent electrode for touch panels.
上記透明基板１には、透明基板１と透明導電膜２の付着性を向上させる目的で表面処理を施すことができる。表面処理の手段はいくつかあるが、例えば、基板表面に電気的極性を持たせ、付着力を高める方法などがある。具体的にはコロナ放電、プラズマ法などが挙げられる。また付着力を向上させる目的で金属層や金属酸化物層を設けることもでき、例えば図２のように一般式ＳｉＯｘ（ｘ＝１．５〜２．０）で示される酸化ケイ素を主成分とする下地層４などを用いることもできる。下地層４の膜厚は、１０〜１００ｎｍが好ましい。中でも耐久性や透明性の観点から２０〜８０ｎｍが好ましい。下地層４の波長５５０ｎｍにおける屈折率は１.４０〜１．６０が好ましく、１．４５〜１．５５がさらに好ましい。上記範囲とすることで耐久性及び透明性が向上する。 The transparent substrate 1 can be subjected to a surface treatment for the purpose of improving the adhesion between the transparent substrate 1 and the transparent conductive film 2. There are several surface treatment means. For example, there is a method of increasing the adhesion force by imparting electrical polarity to the substrate surface. Specific examples include corona discharge and plasma method. In addition, a metal layer or a metal oxide layer can be provided for the purpose of improving adhesion, and for example, silicon oxide represented by the general formula SiOx (x = 1.5 to 2.0) as a main component as shown in FIG. The underlayer 4 to be used can also be used. The film thickness of the underlayer 4 is preferably 10 to 100 nm. Among these, 20 to 80 nm is preferable from the viewpoint of durability and transparency. The refractive index of the underlayer 4 at a wavelength of 550 nm is preferably 1.40 to 1.60, more preferably 1.45 to 1.55. Durability and transparency improve by setting it as the said range.
下地層の製膜方法としては、均一な薄膜が形成される方法であれば特に限定されない。例えば、スパッタリングや蒸着などのＰＶＤ法や、各種ＣＶＤ法などのドライコーティングなどの他に、下地層４の原料を含む溶液をスピンコート法やロールコート法、スプレー塗布やディッピング塗布などにより塗布した後に加熱処理などで下地層４を形成するウェットコーティングなどが挙げられる。下地層４の形成にはスパッタリング法などを用いることができる。ターゲットとしては金属や金属酸化物、金属炭化物を用いることができる。製膜時における印加電力は特に限定されないが０．２〜５．０Ｗ／ｃｍ2が好ましい。上記範囲とすることで透明な酸化ケイ素薄膜が得られる。 The method for forming the underlayer is not particularly limited as long as a uniform thin film is formed. For example, in addition to PVD methods such as sputtering and vapor deposition, dry coating such as various CVD methods, etc., after applying a solution containing the raw material of the underlayer 4 by spin coating method, roll coating method, spray coating, dipping coating, etc. Examples thereof include wet coating for forming the base layer 4 by heat treatment or the like. A sputtering method or the like can be used to form the underlayer 4. As the target, metal, metal oxide, or metal carbide can be used. The applied power during film formation is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 5.0 W / cm 2 . A transparent silicon oxide thin film is obtained by setting it as the said range.
本発明に係る透明導電膜２としては、酸化インジウムを主成分としたものを用いる。上記透明導電膜２としては酸化インジウム以外にも他の成分を含むことができ、他の成分としては具体的には錫、亜鉛、チタン、モリブデン、タングステン、セリウム、ジルコニウムなどを挙げることができる。中でも透過率などの観点から錫が好ましい。 As the transparent conductive film 2 according to the present invention, a material mainly composed of indium oxide is used. The transparent conductive film 2 can contain other components in addition to indium oxide. Specific examples of the other components include tin, zinc, titanium, molybdenum, tungsten, cerium, and zirconium. Among these, tin is preferable from the viewpoint of transmittance and the like.
上記他の成分は、酸化インジウムを合わせた重さに対し、０〜１５重量％、さらには３〜１３重量％、特には５〜１０重量％の含有量であるインジウム複合酸化物であることが好ましい。上記他の成分は、含有量が多ければキャリア濃度が増大するため導電性を向上させることができ、上記範囲内であればその効果を十分に得ることができる。 The other component may be an indium composite oxide having a content of 0 to 15% by weight, further 3 to 13% by weight, particularly 5 to 10% by weight, based on the combined weight of indium oxide. preferable. If the content of the other components is large, the carrier concentration increases, so that the conductivity can be improved. If the content is within the above range, the effect can be sufficiently obtained.
上記透明導電膜２の膜厚は、１０〜４０ｎｍであることを特徴とする。中でも１２〜３５ｎｍが好ましく、１４〜３０ｎｍがさらに好ましい。上記範囲にすることでタッチパネル用透明電極に適した高い透過率などを得ることが出来る。 The transparent conductive film 2 has a thickness of 10 to 40 nm. Among these, 12 to 35 nm is preferable, and 14 to 30 nm is more preferable. By setting it in the above range, a high transmittance suitable for a transparent electrode for a touch panel can be obtained.
透明導電膜２の形成方法としては、均一な薄膜が形成される方法であれば特に限定されない。例えば、スパッタリングや蒸着などのＰＶＤ法や、各種ＣＶＤ法などのドライコーティングなどの他に、透明導電膜の原料を含む溶液をスピンコート法やロールコート法、スプレー塗布やディッピング塗布などにより塗布した後に加熱処理などで透明導電膜を形成する方法が挙げられるが、ナノメートルレベルの薄膜を形成しやすいという観点からドライコーティングが好ましい。 A method for forming the transparent conductive film 2 is not particularly limited as long as a uniform thin film is formed. For example, in addition to PVD methods such as sputtering and vapor deposition, dry coating such as various CVD methods, etc., after applying a solution containing the raw material of the transparent conductive film by spin coating method, roll coating method, spray coating, dipping coating, etc. Although the method of forming a transparent conductive film by heat processing etc. is mentioned, Dry coating is preferable from a viewpoint that it is easy to form a thin film of nanometer level.
ドライコーティングで透明導電膜２を形成する場合、透明基板１の温度は特に限定されないが、透明基板１としてフィルムなどの軟質な材料を用いる場合、１０〜１７０℃が好ましい。上記範囲内の温度で製膜することで、フィルムの応力などを制御できると考えられる。 When the transparent conductive film 2 is formed by dry coating, the temperature of the transparent substrate 1 is not particularly limited. However, when a soft material such as a film is used as the transparent substrate 1, 10 to 170 ° C. is preferable. It is considered that the stress of the film can be controlled by forming the film at a temperature within the above range.
本発明に係る透明導電膜２は酸素を１〜１０体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜されたものであることが好ましい。中でも酸素を２〜６体積％含むガスを用いることがより好ましい。上記範囲で酸素を供給することで、透明性、導電性を向上させることができ、また次に積層するカーボン膜の製膜時の水素プラズマによってインジウムイオンが過度に還元することを抑制し、高い透明性、導電性を得ることができる。上記透明導電膜２をスパッタリング法により製膜する場合に用いられるガスは、アルゴンのような不活性ガスを主成分とするものが好ましい。ここで、「不活性ガスを主成分とする」とは、使用するガスのうち、アルゴンなどの不活性ガスを５０％以上でかつ最も多く含むことを意味する。使用するガスとしては上記アルゴンのような不活性ガス単独でも用いることができるが、２種類以上の混合ガスを用いることもできる。中でもアルゴンと酸素の混合ガスがより好ましく用いられる。なお使用するガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いた場合、本発明の機能を損なわない限り、その他のガスを含有していても良い。 The transparent conductive film 2 according to the present invention is preferably formed by sputtering using a gas containing 1 to 10% by volume of oxygen. Among these, it is more preferable to use a gas containing 2 to 6% by volume of oxygen. By supplying oxygen in the above range, it is possible to improve transparency and conductivity, and it is possible to suppress excessive reduction of indium ions due to hydrogen plasma at the time of forming a carbon film to be laminated next, which is high. Transparency and conductivity can be obtained. The gas used when forming the transparent conductive film 2 by sputtering is preferably a gas mainly containing an inert gas such as argon. Here, “having an inert gas as a main component” means that among gases to be used, an inert gas such as argon is 50% or more and most contained. As the gas to be used, an inert gas such as argon can be used alone, but two or more kinds of mixed gases can also be used. Of these, a mixed gas of argon and oxygen is more preferably used. In addition, when the mixed gas of argon and oxygen is used as gas to be used, unless the function of this invention is impaired, other gas may be contained.
本発明に係るカーボン膜３は、水素を５０〜１００体積％含むガスを用いたスパッタリング法によって製膜されたものであることを特徴とする。水素を５０〜１００体積％用いることで、高い透過率を得ることが出来る。 The carbon film 3 according to the present invention is characterized by being formed by a sputtering method using a gas containing 50 to 100% by volume of hydrogen. A high transmittance can be obtained by using 50 to 100% by volume of hydrogen.
上記ガスに含まれる水素の量は８０〜１００体積％がより好ましく、さらに９０〜１００体積％が好ましい。水素以外のガスとして二酸化炭素やヘリウム、アルゴンなどを０〜５０体積％含むことができる。このとき、水素以外の他のガスは１種類のみでもよく、また２種類以上であっても良い。 The amount of hydrogen contained in the gas is more preferably 80 to 100% by volume, and further preferably 90 to 100% by volume. As a gas other than hydrogen, carbon dioxide, helium, argon, or the like can be contained in an amount of 0 to 50% by volume. At this time, there may be only one kind of gas other than hydrogen, or two or more kinds.
また上記カーボン膜３を形成する場合、ターゲットとしてカーボンを用いたスパッタリング法によって形成することが好ましい。 Moreover, when forming the said carbon film 3, it is preferable to form by the sputtering method which used carbon as a target.
上記カーボン膜３は、炭素原子のｓｐ2平面構造（グラファイト構造）とｓｐ3四面体構造（ダイヤモンド構造）が混在した結晶性または非晶質炭素が好ましい。上記ガスに含まれる水素の割合が大きい場合カーボン膜３のｓｐ3四面体構造の割合が大きくなり、透過率が高くなるため好ましい。また水素ガスはスパッタ率が低い（すなわちターゲットであるカーボンをスパッタしにくい）ため、製膜時のガス中における水素ガスの割合が大きい場合は、過剰にカーボン膜３の膜厚を増大させないため好ましい。 The carbon film 3 is preferably crystalline or amorphous carbon in which a sp 2 planar structure (graphite structure) of carbon atoms and a sp 3 tetrahedral structure (diamond structure) are mixed. When the ratio of hydrogen contained in the gas is large, it is preferable because the ratio of the sp 3 tetrahedral structure of the carbon film 3 is increased and the transmittance is increased. Further, since hydrogen gas has a low sputtering rate (that is, it is difficult to sputter carbon as a target), a large proportion of hydrogen gas in the gas during film formation is preferable because the film thickness of the carbon film 3 is not excessively increased. .
本発明におけるカーボン膜３は、膜厚が０．５〜５．０ｎｍであることを特徴とする。中でも０．５〜３．０ｎｍのものが透過率・導電性および耐久性の観点からより好ましい。 The carbon film 3 according to the present invention has a thickness of 0.5 to 5.0 nm. Among these, those of 0.5 to 3.0 nm are more preferable from the viewpoints of transmittance, conductivity, and durability.
このようにカーボン膜３が薄膜であるにもかかわらず耐久性向上の効果がある理由としては、透明導電層に炭素が拡散しているためなどと考えられる。ここで本発明におけるタッチパネル用透明電極において、カーボン膜形成後の二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を図３に示す。図３より炭素イオンがインジウムイオンと同時に検出されていることから炭素原子が透明導電膜中に存在していることがわかる。図３より、時間が経過するにつれて炭素イオン量が単調に減少していることから、炭素は、透明導電膜の表面側（カーボン膜側）に多く存在し、透明基板側になるにつれて減少していると考えられる。上記結果より、スパッタ粒子由来の炭素原子が透明導電膜の格子間および粒界に拡散し、それが酸素や水の浸入を防ぐ障壁となって耐久性が向上すると考えられる。 The reason why the durability is improved despite the fact that the carbon film 3 is a thin film is considered to be because carbon is diffused in the transparent conductive layer. Here, in the transparent electrode for a touch panel according to the present invention, secondary ion mass spectrometry (SIMS) after carbon film formation is shown in FIG. From FIG. 3, it can be seen that carbon atoms are present in the transparent conductive film because carbon ions are detected simultaneously with indium ions. From FIG. 3, since the amount of carbon ions monotonously decreases as time passes, a large amount of carbon is present on the surface side (carbon film side) of the transparent conductive film and decreases as it becomes the transparent substrate side. It is thought that there is. From the above results, it is considered that carbon atoms derived from sputtered particles diffuse into interstitial spaces and grain boundaries of the transparent conductive film, which acts as a barrier to prevent oxygen and water from entering and improves durability.
上記カーボン膜３を形成する際の印加電力は、０．０２〜１．５Ｗ／ｃｍ2が好ましい。上記範囲内であれば、水素ガスを用いたプラズマによって透明導電膜中に存在するインジウムイオンが過度に還元されることなく、導電性、耐久性、またはリニアリティを向上させることができると考えられる。 The applied power for forming the carbon film 3 is preferably 0.02 to 1.5 W / cm 2 . If it is in the said range, it is thought that electroconductivity, durability, or a linearity can be improved, without the indium ion which exists in a transparent conductive film being reduced excessively by the plasma using hydrogen gas.
上記カーボン膜３の製膜時間は、製膜時における印加電力にもよるが２〜５００秒が好ましい。さらに５〜１００秒が、透過率、導電性、またはリニアリティ向上の観点から好ましい。さらに膜厚・生産性を考えると１０〜２０秒がより好ましい。 The film formation time of the carbon film 3 is preferably 2 to 500 seconds, although it depends on the applied power during film formation. Furthermore, 5 to 100 seconds are preferable from the viewpoint of improving transmittance, conductivity, or linearity. Furthermore, considering the film thickness and productivity, 10 to 20 seconds is more preferable.
導電性が向上するのは、カーボン膜製膜時の水素プラズマによって透明導電膜２中の酸化インジウムの酸素欠損が増え、導電性を発現する電子キャリアが増大される、などの理由が考えられる。 The reason why the conductivity is improved may be that oxygen deficiency of indium oxide in the transparent conductive film 2 is increased by hydrogen plasma at the time of forming the carbon film, and electron carriers that exhibit conductivity are increased.
リニアリティが向上するのは、水素プラズマによって透明導電膜２を形成するＩＴＯの粒径がそろうこと、また透明導電膜２の表面が水素プラズマで微弱に還元されることにより酸素欠損の分布が均一化されるなどの理由が考えられる。 The linearity is improved because the particle size of ITO forming the transparent conductive film 2 is equalized by hydrogen plasma, and the surface of the transparent conductive film 2 is weakly reduced by hydrogen plasma, so that the distribution of oxygen vacancies becomes uniform. Possible reasons such as being used.
ここでリニアリティとは、タッチパネル用透明電極の抵抗値の均一性を表す指標であり、最大誤差電圧ΔＶmaxを有効エリアの最外端電位差ＶB−ＶAで割った値である。具体的には以下のように求めることができる。 Here, linearity is an index representing the uniformity of the resistance value of the transparent electrode for a touch panel, which is divided by the outermost end potential difference V B -V A of effective area for maximum error voltage [Delta] V max. Specifically, it can be obtained as follows.
図４に示すように、リニアリティの測定はタッチパネル用透明電極の透明導電膜上において対向する２辺に導電性ペースト等で電極を設け、両電極間に電圧を印加し、電極間の任意の点の出力電圧と理論電圧の差の絶対値（ΔＶn＝｜出力電圧−理論電圧｜）で評価する。透明電極上の任意の点について、最も外側の測定点間（(1)と(5)の間）の電位差をＶB−ＶA（最外端電位差ともいう）とし、この値から透明電極の抵抗値が完全に均一であると仮定する場合の理論電圧を求める。 As shown in FIG. 4, the linearity is measured by providing an electrode with a conductive paste or the like on two opposite sides on the transparent conductive film of the transparent electrode for a touch panel, applying a voltage between the two electrodes, and selecting any point between the electrodes. The absolute value of the difference between the output voltage and the theoretical voltage (ΔV n = | output voltage−theoretical voltage |) is evaluated. For an arbitrary point on the transparent electrode, the potential difference between the outermost measurement points (between (1) and (5)) is V B −V A (also called the outermost end potential difference). The theoretical voltage is calculated when the resistance value is assumed to be completely uniform.
次に、透明電極上の任意の点（(2)(3)(4)）について、それぞれの点における出力電圧と理論電圧との差ΔＶn（ｎ＝２、３、４）を求め、それらの最大値ΔＶmaxを最外端電位差ＶB−ＶAで割った値ΔＶmax／（ＶB−ＶA）×１００（％）を求める。該測定を電極の各位置（Ｙ1〜Ｙ5）で行い、それらの最大値がリニアリティである。リニアリティは小さいほど抵抗値の均一性が良好である。例えば、一般的に抵抗膜式タッチパネルではリニアリティは１．５％以下であることが好ましい。 Next, for any point ((2) (3) (4)) on the transparent electrode, the difference ΔV n (n = 2, 3, 4) between the output voltage and the theoretical voltage at each point is obtained. A value ΔV max / (V B −V A ) × 100 (%) obtained by dividing the maximum value ΔV max of the current by the outermost end potential difference V B −V A is obtained. The measurement is performed at each position (Y 1 to Y 5 ) of the electrode, and the maximum value thereof is linearity. The smaller the linearity, the better the uniformity of the resistance value. For example, in general, in a resistive touch panel, the linearity is preferably 1.5% or less.
本発明における透明電極のリニアリティは、１．０％以下が好ましく、可能な限り低い方が好ましい。 In the present invention, the linearity of the transparent electrode is preferably 1.0% or less, and is preferably as low as possible.
上記範囲となることにより、タッチパネルの位置検出の精度が高く、タッチパネル用透明電極として好ましく用いることができると考えられる。 By being in the above range, it is considered that the position detection accuracy of the touch panel is high and can be preferably used as a transparent electrode for a touch panel.
本発明におけるタッチパネル用透明電極は、上記カーボン膜３製膜後に７０℃以上１７０℃以下の温度で熱アニール処理が行われる。一般的にはタッチパネル作製においてタッチパネル用透明電極に導電性ペーストを付着させるためには一定時間熱アニールする必要がある。アニール時間は導電性ペーストやアニール温度にもよるが０．１〜２．０時間が好ましい。 The transparent electrode for a touch panel in the present invention is subjected to thermal annealing at a temperature of 70 ° C. or more and 170 ° C. or less after the carbon film 3 is formed. In general, it is necessary to perform thermal annealing for a certain time in order to attach a conductive paste to a transparent electrode for a touch panel in touch panel production. Although the annealing time depends on the conductive paste and the annealing temperature, it is preferably 0.1 to 2.0 hours.
上記タッチパネル用透明電極は、上記７０℃以上１７０℃以下の温度で熱アニール処理された後の透過率が９０％以上になるように行われることが好ましい。透過率がこの範囲にあることにより、例えば高い透過率を求められるタッチパネル用透明電極として好ましく用いることができる。 The transparent electrode for a touch panel is preferably performed so that the transmittance after being subjected to a thermal annealing treatment at a temperature of 70 ° C. or higher and 170 ° C. or lower is 90% or higher. When the transmittance is within this range, for example, it can be preferably used as a transparent electrode for a touch panel that requires high transmittance.
本発明におけるタッチパネル用透明電極は、上記透明基板１の少なくとも一方の面に、上記透明導電膜２、上記カーボン膜３をこの順に形成したものであり、これらの膜は、透明基板１の片面に形成されていても両面に形成されていても良い。 In the transparent electrode for a touch panel in the present invention, the transparent conductive film 2 and the carbon film 3 are formed in this order on at least one surface of the transparent substrate 1, and these films are formed on one surface of the transparent substrate 1. It may be formed or may be formed on both sides.
上記タッチパネル用透明電極は、本発明の機能を損なわない限り、各層の間に他の層を有していてもよく、例えば図２に示すように透明基板１と透明導電膜２の間に下地層４を有していてもよい。 The transparent electrode for touch panel may have other layers between the respective layers as long as the function of the present invention is not impaired. For example, the transparent electrode for the touch panel is provided between the transparent substrate 1 and the transparent conductive film 2 as shown in FIG. The formation 4 may be provided.
本発明においてタッチパネル用透明電極の表面抵抗の値は１００〜２０００Ω／□が好ましい。中でも、静電容量方式タッチパネルという観点では１００〜３００Ω／□が特に好ましく、抵抗膜方式タッチパネルという観点では特に３００〜８００Ω／□が好ましい。 In the present invention, the surface resistance value of the transparent electrode for a touch panel is preferably 100 to 2000Ω / □. Among them, 100 to 300Ω / □ is particularly preferable from the viewpoint of a capacitive touch panel, and 300 to 800Ω / □ is particularly preferable from the viewpoint of a resistive film touch panel.
上記タッチパネル用透明電極は、温度８５℃の雰囲気下に１０００時間放置した場合の耐熱性が、１．５倍以下であることが好ましい。より好ましくは１．３倍以下である。ここで、上記耐熱性とは、高温放置後の表面抵抗値を高温放置前の表面抵抗値で割った値をいう。 The transparent electrode for a touch panel preferably has a heat resistance of 1.5 times or less when left in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. for 1000 hours. More preferably, it is 1.3 times or less. Here, the heat resistance means a value obtained by dividing the surface resistance value after being left at high temperature by the surface resistance value before being left at high temperature.
上記タッチパネル用透明電極は、温度６０℃、湿度９０％の雰囲気下に１０００時間放置した場合の湿熱耐久性が１．５であることが好ましい。より好ましくは１．３倍以下である。ここで上記湿熱耐久性とは、高温高湿放置後の表面抵抗値を高温高湿放置前の表面抵抗値で割った値をいう。 The transparent electrode for a touch panel preferably has a wet heat durability of 1.5 when left in an atmosphere of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for 1000 hours. More preferably, it is 1.3 times or less. Here, the wet heat durability means a value obtained by dividing the surface resistance value after leaving at high temperature and high humidity by the surface resistance value before leaving at high temperature and high humidity.
上記耐熱性及び湿熱耐久性が上記範囲である場合、カーナビなどに求められる高耐久性のタッチパネル用透明電極としての使用も期待できる。 When the heat resistance and wet heat durability are in the above ranges, use as a transparent electrode for a highly durable touch panel required for car navigation systems can be expected.
以下に、実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお本発明において膜厚は分光エリプソメトリー測定（装置名ＶＡＳＥ、Ｊ．Ａ．ウーラムジャパン社製）を行い、ｃａｕｃｈｙモデルでフィッティングを行った。カーボン膜の膜厚は、０．７６Ｗ／ｃｍ２のＤＣ電力、巻取り速度０．１ｍ／ｍiｎで製膜したカーボン膜の膜厚を測定し、それを基準に計算した値を用いた。表面抵抗は低抵抗率計ロレスタＧＰ（ＭＣＰ−Ｔ７１０）（三菱化学社製）を用いて四探針圧接測定により測定した。透過率は濁度計（ＮＤＨ−３００Ａ）（日本電色工業株式会社製）を用いてＪＩＳＫ７１０５に従い測定した。ＸＰＳ測定は、Ｑｕａｎｔｕｍ２０００（アルバック・ファイ製）を用いて行った。Ｘ線強度はＡｌＫα／１５ｋＶ・２５Ｗで行った。ワイドスキャン時のパスエネルギーは１８７．８５ｅＶ、ナロースキャン時のパスエネルギーは５８．７０ｅＶで行った。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the present invention, the film thickness was measured by spectroscopic ellipsometry (device name: VASE, manufactured by JA Woollam Japan) and fitted with a cauchy model. The film thickness of the carbon film was determined by measuring the film thickness of the carbon film formed at a DC power of 0.76 W / cm 2 and a winding speed of 0.1 m / min, and using the value calculated as a reference. The surface resistance was measured by four-probe pressure welding measurement using a low resistivity meter Loresta GP (MCP-T710) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The transmittance was measured according to JISK7105 using a turbidimeter (NDH-300A) (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). XPS measurement was performed using Quantum 2000 (manufactured by ULVAC-PHI). The X-ray intensity was AlKα / 15 kV · 25 W. The pass energy during the wide scan was 187.85 eV, and the pass energy during the narrow scan was 58.70 eV.
リニアリティは最大誤差電圧ΔＶmaxを有効エリアの最外端電位差ＶB−ＶAで割った値であり、評価用サンプル作製方法及び評価方法を図４に示した。サンプルの作製方法を以下に述べる。測定には電圧を印加する電極が必要であるため、透明電極の透明導電膜の製膜面に５０ｍｍの間隔をあけて導電性ペーストＡＦ４８２０（太陽インキ社製）を塗布し、次に１２０℃で３０分間熱をかけて熱硬化させ、電極を作製した。測定方法は電極間に５Ｖの電圧を印加しながら電極から垂直な方向（この場合、左側の電極から垂直な方向）に５ｍｍ，１５ｍｍ，２５ｍｍ，３５ｍｍ，４５ｍｍの点（図４においてそれぞれ(1)〜(5)の点）の電圧を測定し、その値から出力電圧と理論電圧のリニアリティ（ΔＶmax／（ＶA−ＶB））を求めた。同じ測定を電極に平行な方向に１０ｍｍずつ間隔をあけて合計５列（Ｙ1〜Ｙ5）の測定を行い、それらの最大値を求めてΔＶmaxとした。 Linearity is a value obtained by dividing the outermost end potential difference V B -V A of effective area for maximum error voltage [Delta] V max, exhibited evaluation sample preparation method and evaluation method in FIG. A method for manufacturing the sample is described below. Since an electrode for applying a voltage is necessary for the measurement, the conductive paste AF4820 (manufactured by Taiyo Ink Co., Ltd.) is applied to the transparent conductive film forming surface of the transparent electrode with an interval of 50 mm, and then at 120 ° C. Heat was applied for 30 minutes to cure, and an electrode was produced. The measurement method is to apply 5V voltage between the electrodes, in the direction perpendicular to the electrodes (in this case, the direction perpendicular to the left electrode) at 5 mm, 15 mm, 25 mm, 35 mm, and 45 mm ((1) in FIG. 4 respectively). ˜ (5)) were measured, and the linearity (ΔV max / (V A −V B )) of the output voltage and the theoretical voltage was determined from the value. The same measurement was carried out in a total of 5 rows (Y 1 to Y 5 ) with an interval of 10 mm in the direction parallel to the electrodes, and the maximum value of these was obtained to obtain ΔV max .
耐熱性はタッチパネル用透明電極を温度８５℃の雰囲気下に１０００時間放置した後の表面抵抗値を高温放置前の表面抵抗値で割った値で評価した。また湿熱耐久性は温度６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に１０００時間放置した後の表面抵抗値を高温高湿環境放置前の表面抵抗値で割った値で評価した。 The heat resistance was evaluated by a value obtained by dividing the surface resistance value after leaving the transparent electrode for touch panel in an atmosphere of 85 ° C. for 1000 hours by the surface resistance value before leaving at high temperature. Further, the wet heat durability was evaluated by a value obtained by dividing the surface resistance value after being left in an atmosphere of 60 ° C. and 90% relative humidity for 1000 hours by the surface resistance value before being left in a high temperature and high humidity environment.
（実施例１）
ロールトゥロール方式の巻取り式スパッタリング装置を用いて製造を行った。シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰともいう）フィルム（商品名ＺＥＯＮＯＲ（ＺＭ１６）、膜厚１００μｍ、日本ゼオン製）を透明基板として用い、下地層４、透明導電膜２、カーボン膜３を順次積層した。下地層４の製膜は酸化ケイ素ＳｉＯｘ（ｘ＝１．５）をターゲットとして用い、基板温度を２５℃、酸素／アルゴン（３／１００ｓｃｃｍ）混合ガス中、装置内圧力０．１５Ｐａにおいて２．２８Ｗ／ｃｍ2のＲＦ電力を用い、単位巻取り速度あたりの膜厚５０．０ｎｍ／ｍ・ｍｉｎ-1でスパッタリングを行い、この工程を２回行うことで膜厚５０ｎｍの酸化ケイ素下地層を形成した。
Example 1
Manufacture was performed using a roll-to-roll type winding sputtering apparatus. Using a cycloolefin polymer (also referred to as COP) film (trade name ZEONOR (ZM16), film thickness 100 μm, manufactured by ZEON Corporation) as a transparent substrate, an underlayer 4, a transparent conductive film 2, and a carbon film 3 were sequentially laminated. The underlayer 4 is formed using silicon oxide SiOx (x = 1.5) as a target, a substrate temperature of 25 ° C., oxygen / argon (3/100 sccm) mixed gas, 2.28 W at an apparatus internal pressure of 0.15 Pa. Sputtering was performed at a film thickness of 50.0 nm / m · min −1 per unit winding speed using RF power of / cm 2 , and a silicon oxide underlayer having a film thickness of 50 nm was formed by performing this process twice. .
透明導電膜２の製膜は、インジウム錫複合酸化物（錫含量１０重量％）をターゲットとして用い、基板温度を２５℃、酸素／アルゴン（８／１６０ｓｃｃｍ）混合ガス中（酸素４．８体積％）、装置内圧力０．２６Ｐａにおいて１．５２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を用い、単位巻取り速度あたりの膜厚１７．７ｎｍ／ｍ・ｍｉｎ-1でスパッタリングを行い、インジウム錫透明導電膜を膜厚２３ｎｍ形成した。 The film formation of the transparent conductive film 2 uses indium tin composite oxide (tin content 10 wt%) as a target, the substrate temperature is 25 ° C., and oxygen / argon (8/160 sccm) mixed gas (oxygen 4.8 vol%) ), Sputtering is performed at a film thickness of 17.7 nm / m · min −1 per unit winding speed using a DC power of 1.52 W / cm 2 at an internal pressure of 0.26 Pa, and an indium tin transparent conductive film is formed as a film A thickness of 23 nm was formed.
この後カーボン膜３の製膜はカーボンをターゲットとして用い、基板温度を２５℃、水素ガス（２０ｓｃｃｍ、水素１００体積％）中、装置内圧力０．８Ｐａにおいて０．７６Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を用い、単位巻取り速度あたりの膜厚０．７ｎｍ／ｍ・ｍｉｎ-1でスパッタリングを行い、カーボン膜を膜厚１ｎｍ形成した。
１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は４５０Ω／□、透過率は９１％、リニアリティは０．８％であった。耐熱性は１．３倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
Thereafter, the carbon film 3 is formed using carbon as a target, a substrate temperature of 25 ° C., a hydrogen gas (20 sccm, hydrogen 100 vol%), and a DC power of 0.76 W / cm 2 at an internal pressure of 0.8 Pa. Sputtering was performed at a film thickness of 0.7 nm / m · min −1 per unit winding speed to form a carbon film having a thickness of 1 nm.
After thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes, the surface resistance was 450Ω / □, the transmittance was 91%, and the linearity was 0.8%. The heat resistance was 1.3 times and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例２）
透明導電膜２の膜厚を３０ｎｍ製膜したこと以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は２００Ω／□、透過率は９０％、耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
(Example 2)
The same experiment as in Example 1 was performed except that the transparent conductive film 2 was formed to a thickness of 30 nm. After thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes, the surface resistance was 200Ω / □, the transmittance was 90%, the heat resistance was 1.2 times, and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例３）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（１８／２ｓｃｃｍ）混合ガス（水素９０体積％）とした以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は４５０Ω／□、透過率は９１％、リニアリティは０．８％であった。耐熱性は１．３倍であり、湿熱耐久性は１．２倍であった。
(Example 3)
The same experiment as in Example 1 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (18/2 sccm) mixed gas (hydrogen 90 volume%). After thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes, the surface resistance was 450Ω / □, the transmittance was 91%, and the linearity was 0.8%. The heat resistance was 1.3 times and the wet heat durability was 1.2 times.
（実施例４）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（１２／８ｓｃｃｍ）混合ガス（水素６０体積％）とした以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は４９０Ω／□、透過率は９１％、耐熱性は１．３倍であり、湿熱耐久性は１．２倍であった。
Example 4
The same experiment as in Example 1 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (12/8 sccm) mixed gas (hydrogen 60 volume%). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 490Ω / □, the transmittance was 91%, the heat resistance was 1.3 times, and the wet heat durability was 1.2 times.
（実施例５）
透明導電膜製膜時の導入ガスを、酸素／アルゴン（４／１６０ｓｃｃｍ）混合ガス（酸素２．４体積％）とした以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は２８０Ω／□、透過率は９０％、リニアリティは０．８％であった。耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。アニール前に二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を行った結果を図３に示し、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を行った結果を図５に示した。
(Example 5)
The same experiment as in Example 1 was performed except that the gas introduced during the formation of the transparent conductive film was an oxygen / argon (4/160 sccm) mixed gas (oxygen 2.4% by volume). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 280Ω / □, the transmittance was 90%, and the linearity was 0.8%. The heat resistance was 1.2 times and the wet heat durability was 1.1 times. The results of secondary ion mass spectrometry (SIMS) before annealing are shown in FIG. 3, and the results of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are shown in FIG.
図３の二次イオン質量分析結果より、炭素イオンは透明導電膜においても検出され、そのデプスプロファイルより、透明導電膜表面から透明基板に向かって単調に減少する傾向が確認できた。また図５に示したＸＰＳナロースペクトルにおいてＩｎ３ｄ５スペクトルの結合エネルギーが４４４．３ｅＶであることからインジウムの価数が３価であることがわかった。このことからカーボン膜製膜時の水素プラズマによって殆ど還元されていないことが確認できた。 From the secondary ion mass spectrometry results in FIG. 3, carbon ions were also detected in the transparent conductive film, and from the depth profile, a tendency to monotonously decrease from the transparent conductive film surface toward the transparent substrate could be confirmed. Further, in the XPS narrow spectrum shown in FIG. 5, the binding energy of the In3d5 spectrum is 444.3 eV, which indicates that the valence of indium is trivalent. From this, it was confirmed that the carbon film was hardly reduced by hydrogen plasma during film formation.
（実施例６）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（１８／２ｓｃｃｍ）混合ガス（水素９０体積％）とした以外は実施例５と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は２９０Ω／□、透過率は９０％であった。耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
(Example 6)
The same experiment as in Example 5 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (18/2 sccm) mixed gas (hydrogen 90 volume%). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 290Ω / □, and the transmittance was 90%. The heat resistance was 1.2 times and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例７）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（１２／８ｓｃｃｍ）混合ガス（水素６０体積％）とした以外は実施例５と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は３２０Ω／□、透過率は９０％、耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
(Example 7)
The same experiment as in Example 5 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (12/8 sccm) mixed gas (hydrogen 60 volume%). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 320Ω / □, the transmittance was 90%, the heat resistance was 1.2 times, and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例８）
カーボン膜３の膜厚を４ｎｍ製膜したこと以外は実施例５と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は２７０Ω／□、透過率は９０％、耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
(Example 8)
An experiment similar to that of Example 5 was performed except that the carbon film 3 was formed to a thickness of 4 nm. The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 270Ω / □, the transmittance was 90%, the heat resistance was 1.2 times, and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例９）
透明導電膜２の膜厚を１７ｎｍ製膜したこと以外は実施例５と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は５００Ω／□、透過率は９２％、耐熱性は１．３倍であり、湿熱耐久性は１．２倍であった。
Example 9
An experiment similar to that of Example 5 was performed, except that the film thickness of the transparent conductive film 2 was 17 nm. After thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes, the surface resistance was 500Ω / □, the transmittance was 92%, the heat resistance was 1.3 times, and the wet heat durability was 1.2 times.
（実施例１０）
カーボン膜３の膜厚を４ｎｍ製膜したこと以外は実施例９と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は６４０Ω／□、透過率は９２％、耐熱性は１．２倍であり、湿熱耐久性は１．１倍であった。
(Example 10)
The same experiment as in Example 9 was performed except that the carbon film 3 was formed to a thickness of 4 nm. The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 640Ω / □, the transmittance was 92%, the heat resistance was 1.2 times, and the wet heat durability was 1.1 times.
（実施例１１）
透明基板１をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴともいう）としたこと以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は４５０Ω／□、透過率は９１％、耐熱性は１．３倍であり、湿熱耐久性は１．４倍であった。
(Example 11)
An experiment similar to that of Example 1 was performed except that the transparent substrate 1 was polyethylene terephthalate (also referred to as PET). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 450Ω / □, the transmittance was 91%, the heat resistance was 1.3 times, and the wet heat durability was 1.4 times.
（比較例１）
カーボン膜３を製膜しなかったこと以外は実施例１と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は９９０Ω／□、透過率は９１％、リニアリティは３．２％であった。耐熱性は３．３であり、湿熱耐久性は２．８倍であった。
(Comparative Example 1)
The same experiment as in Example 1 was performed except that the carbon film 3 was not formed. The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 990Ω / □, the transmittance was 91%, and the linearity was 3.2%. The heat resistance was 3.3 and the wet heat durability was 2.8 times.
（比較例２）
カーボン膜を製膜しなかったこと以外は実施例４と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は３８０Ω／□、透過率は９０％、リニアリティは１．５％であった。耐熱性は２．０倍であり、湿熱耐久性は１．９倍であった。
(Comparative Example 2)
The same experiment as in Example 4 was performed except that no carbon film was formed. The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 380Ω / □, the transmittance was 90%, and the linearity was 1.5%. The heat resistance was 2.0 times and the wet heat durability was 1.9 times.
（比較例３）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（２／１８ｓｃｃｍ）混合ガス（水素１０体積％）とした以外は実施例４と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は３５０Ω／□、透過率は８９％、耐熱性は１．８倍であり、湿熱耐久性は１．７倍であった。
(Comparative Example 3)
The same experiment as in Example 4 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (2/18 sccm) mixed gas (hydrogen 10 vol%). The surface resistance after thermal annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 350 Ω / □, the transmittance was 89%, the heat resistance was 1.8 times, and the wet heat durability was 1.7 times.
（比較例４）
カーボン膜製膜時の導入ガスを、水素／アルゴン（８／１２ｓｃｃｍ）混合ガス（水素４０体積％）とした以外は実施例５と同様の実験を行った。１５０℃で６０分間熱アニ―ルを行った後の表面抵抗は３３０Ω／□、透過率は８９％、耐熱性は１．４倍であり、湿熱耐久性は１．４倍であった。
(Comparative Example 4)
The same experiment as in Example 5 was performed except that the gas introduced during carbon film formation was a hydrogen / argon (8/12 sccm) mixed gas (hydrogen 40 vol%). The surface resistance after heat annealing at 150 ° C. for 60 minutes was 330Ω / □, the transmittance was 89%, the heat resistance was 1.4 times, and the wet heat durability was 1.4 times.
以上の実施例及び比較例の結果をまとめたものを表１に示した。 Table 1 summarizes the results of the above Examples and Comparative Examples.
カーボン膜の製膜条件の違いによるタッチパネル用透明電極の比較した結果を、以下に示す。表１より、カーボン膜を製膜しない比較例１に比べて、水素ガスを主として製膜した実施例１、実施例３では導電性、耐久性、リニアリティが向上した。また、カーボン膜を製膜しない比較例２に比べて、水素ガスを主として製膜した実施例５では導電性、耐久性、リニアリティが向上した。またアルゴンガスを主として製膜した比較例３、４と比べて、水素ガスを主として製膜した実施例５、６、７は透過率、導電性、耐久性が向上した。また、実施例８では、実施例５のカーボン膜よりも膜厚が厚いにもかかわらずアニール後の透過率の低下は見られなかった。 The comparison result of the transparent electrode for touch panels by the difference in the film forming conditions of a carbon film is shown below. From Table 1, compared with the comparative example 1 which does not form a carbon film, in Example 1 and Example 3 which mainly formed hydrogen gas, electroconductivity, durability, and linearity improved. Moreover, compared with the comparative example 2 which does not form a carbon film, in Example 5 which mainly formed hydrogen gas, electroconductivity, durability, and linearity improved. Further, in comparison with Comparative Examples 3 and 4 in which argon gas was mainly formed, Examples 5, 6, and 7 in which hydrogen gas was mainly formed had improved transmittance, conductivity, and durability. Moreover, in Example 8, although the film thickness was thicker than the carbon film of Example 5, the transmittance | permeability reduction after annealing was not seen.
以上の結果から、透明基板１上に酸化インジウムを主成分とした透明導電膜２を形成し、さらにその上に水素５０〜１００体積％含むガスを用いたスパッタリング法によってカーボン膜３を形成することで、透過率を低下させず導電性、耐久性、またはリニアリティを向上させたタッチパネル用透明電極を作製できることがわかった。 From the above results, the transparent conductive film 2 mainly composed of indium oxide is formed on the transparent substrate 1, and the carbon film 3 is further formed thereon by sputtering using a gas containing 50 to 100% by volume of hydrogen. Thus, it was found that a transparent electrode for a touch panel with improved conductivity, durability, or linearity can be produced without reducing the transmittance.
１ 透明基板
２ 透明導電膜
３ カーボン膜
４ 下地層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Transparent conductive film 3 Carbon film 4 Underlayer
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010062418A JP2010251307A (en) | 2009-03-23 | 2010-03-18 | Method for manufacturing transparent electrode |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009070470 | 2009-03-23 | ||
| JP2010062418A JP2010251307A (en) | 2009-03-23 | 2010-03-18 | Method for manufacturing transparent electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010251307A true JP2010251307A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43313391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010062418A Pending JP2010251307A (en) | 2009-03-23 | 2010-03-18 | Method for manufacturing transparent electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010251307A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102176194A (en) * | 2011-03-18 | 2011-09-07 | 深圳南玻显示器件科技有限公司 | Method for processing metal lead electrode |
| WO2012105229A1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-08-09 | 株式会社クラレ | Humidity and heat resistant film, manufacturing method for same, device and solar battery |
| WO2012157524A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | ジオマテック株式会社 | Substrate having transparent conductive film and dye-sensitized solar cell |
| CN103970331A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 联胜（中国）科技有限公司 | Touchpad |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062418A patent/JP2010251307A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012105229A1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-08-09 | 株式会社クラレ | Humidity and heat resistant film, manufacturing method for same, device and solar battery |
| CN102176194A (en) * | 2011-03-18 | 2011-09-07 | 深圳南玻显示器件科技有限公司 | Method for processing metal lead electrode |
| WO2012157524A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | ジオマテック株式会社 | Substrate having transparent conductive film and dye-sensitized solar cell |
| JP6010024B2 (en) * | 2011-05-13 | 2016-10-19 | ジオマテック株式会社 | Substrate with transparent conductive film and dye-sensitized solar cell |
| CN103970331A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 联胜（中国）科技有限公司 | Touchpad |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2450467B1 (en) | Transparent conductive film, method for production thereof and touch panel therewith | |
| EP2450468B1 (en) | Method for producing transparent conductive film | |
| TWI381401B (en) | Transparent conductive film and manufacturing method thereof | |
| EP3001428B1 (en) | Conductive film and electronic device having conductive film | |
| TW201233827A (en) | Transparent electroconductive film and manufacturing method therefor | |
| US10270010B2 (en) | Substrate with transparent electrode and method for producing same | |
| JP6404663B2 (en) | Method for producing transparent conductive laminate | |
| JPWO2012161095A1 (en) | Conductive film material, conductive film laminate, electronic device, and manufacturing method thereof | |
| JP6110188B2 (en) | Transparent conductive film, electronic device, and method for producing transparent conductive film | |
| JP2013152827A (en) | Substrate with transparent electrode and manufacturing method therefor | |
| JP2010251307A (en) | Method for manufacturing transparent electrode | |
| JP2009295545A (en) | Transparent conductive film and method for manufacturing the same | |
| JP6689584B2 (en) | Transparent conductive laminate and method for producing transparent conductive laminate | |
| CN106460153B (en) | Transparent and electrically conductive film and its manufacturing method | |
| WO2016092902A1 (en) | Transparent conductive film and method for producing transparent conductive film | |
| WO2014157312A1 (en) | Transparent conductive multilayer film and method for producing same | |
| JP5468801B2 (en) | Substrate with transparent electrode and manufacturing method thereof | |
| CN109811308A (en) | A kind of ITO process for making conducting membrane | |
| JP2014218726A (en) | Substrate equipped with transparent electrode, method of manufacturing the same, and touch panel | |
| KR101509289B1 (en) | Transparent conductive film with low surface resistance and manufacturing method thereof | |
| JP6404064B2 (en) | Transparent conductive film and method for producing the same | |
| TW201545176A (en) | Laminate, conductive laminate, and electronic device | |
| JPWO2011138922A1 (en) | Transparent conductive film and method for producing the same | |
| JP7478721B2 (en) | Method for manufacturing a substrate with a transparent electrode | |
| JP6356520B2 (en) | Substrate with transparent electrode and method for manufacturing the same |