JPH06139845A - パターン化した透明導電膜の形成方法 - Google Patents
パターン化した透明導電膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低抵抗で高透過率のパターン化した高精度の透
明導電膜の形成方法を提供すること。 【構成】マスキングインクに炭素粉末を添加し、基板上
に塗布・乾燥し、紫外光により硬化させる。そして、少
なくともインジウム化合物とスズ化合物と溶媒からなる
透明導電膜形成用組成物を塗布し、加熱処理することに
より、透明導電膜の形成と樹脂の熱分解のよる除去が同
時に行われる。すなわち、炭素粉末をマスキングインク
に添加することで、パタ−ン精度並びに耐溶剤性が向上
し、熱分解時には透明導電膜形成用組成物との反応は小
さく、熱分解時のＵＶマスキングインクの除去を促進す
る。また、透明導電膜形成用組成物が、熱分解時にフリ
ーカーボンとして残留し易い樹脂を全く含まないので、
得られる透明導電膜の特性は良好である。
明導電膜の形成方法を提供すること。 【構成】マスキングインクに炭素粉末を添加し、基板上
に塗布・乾燥し、紫外光により硬化させる。そして、少
なくともインジウム化合物とスズ化合物と溶媒からなる
透明導電膜形成用組成物を塗布し、加熱処理することに
より、透明導電膜の形成と樹脂の熱分解のよる除去が同
時に行われる。すなわち、炭素粉末をマスキングインク
に添加することで、パタ−ン精度並びに耐溶剤性が向上
し、熱分解時には透明導電膜形成用組成物との反応は小
さく、熱分解時のＵＶマスキングインクの除去を促進す
る。また、透明導電膜形成用組成物が、熱分解時にフリ
ーカーボンとして残留し易い樹脂を全く含まないので、
得られる透明導電膜の特性は良好である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス、セラミックス等
の基板上に、パターン化した透明導電膜を形成する方法
に関するものである。
の基板上に、パターン化した透明導電膜を形成する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶表示素子、エレクトロルミネ
ッセンス（ＥＬ）表示素子などの表示素子類の電極や、
自動車、航空機、建築物などの窓ガラスの防曇または氷
結防止のための発熱抵抗体には、可視光に対して高透過
性を有する電極材料が使用されている。
ッセンス（ＥＬ）表示素子などの表示素子類の電極や、
自動車、航空機、建築物などの窓ガラスの防曇または氷
結防止のための発熱抵抗体には、可視光に対して高透過
性を有する電極材料が使用されている。
【０００３】このような透明導電性材料としては、酸化
スズ・酸化アンチモン系（ＡＴＯ）や酸化インジウム・
酸化スズ系（ＩＴＯ）などが知られており、これらの金
属酸化物はガラスまたは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できる。
スズ・酸化アンチモン系（ＡＴＯ）や酸化インジウム・
酸化スズ系（ＩＴＯ）などが知られており、これらの金
属酸化物はガラスまたは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できる。
【０００４】透明導電膜の形成方法としては、従来、次
の方法が知られている。 (1) 真空蒸着法 (2) スパッタリング法 (3) ＣＶＤ法 (4) 塗布法
の方法が知られている。 (1) 真空蒸着法 (2) スパッタリング法 (3) ＣＶＤ法 (4) 塗布法
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の(1)、
(2)、(3)の方法は、装置が複雑かつ高価でコストと量産
性に問題があり、また、その形成過程で複雑なパターン
化をすることは困難である。そのため、通常、ホトリソ
グラフィまたはレジスト印刷し、エッチングによりパタ
ーン形成をしている。また、(4)の方法は、上記の(1)、
(2)、(3)の方法の問題点を解決する可能性を有している
ものの、実用に耐えうる膜を形成することが困難であっ
た。
(2)、(3)の方法は、装置が複雑かつ高価でコストと量産
性に問題があり、また、その形成過程で複雑なパターン
化をすることは困難である。そのため、通常、ホトリソ
グラフィまたはレジスト印刷し、エッチングによりパタ
ーン形成をしている。また、(4)の方法は、上記の(1)、
(2)、(3)の方法の問題点を解決する可能性を有している
ものの、実用に耐えうる膜を形成することが困難であっ
た。
【０００６】例えば、光硬化性の官能基を含有する有機
酸のすず塩およびインジウム塩を含むペースト状組成
物、無機インジウム塩と無機スズ塩と非水系シリカゾル
とセルロース化合物の有機溶液からなる組成物等をスク
リーン印刷する方法や、インジウム化合物とスズ化合物
とガム系天然樹脂ロジンとターペン系高沸点溶剤とから
なる組成物をオフセット印刷する方法では、以下の２つ
の欠点を有している。
酸のすず塩およびインジウム塩を含むペースト状組成
物、無機インジウム塩と無機スズ塩と非水系シリカゾル
とセルロース化合物の有機溶液からなる組成物等をスク
リーン印刷する方法や、インジウム化合物とスズ化合物
とガム系天然樹脂ロジンとターペン系高沸点溶剤とから
なる組成物をオフセット印刷する方法では、以下の２つ
の欠点を有している。
【０００７】第１に、スクリーン印刷法やオフセット印
刷方法の欠点である、ベタ部分の膜厚のばらつきが大き
いこと、パターンの端の部分の膜厚が薄くなることが挙
げられる。そして、第２にこれらの組成物はもともと印
刷性を良くするために、セルロース化合物やガム系天然
樹脂ロジン等の樹脂を含んでおり、これらは一般に熱分
解時に膜中にフリーカーボンとして残留しやすく、膜の
特性の劣化は避けることができない。
刷方法の欠点である、ベタ部分の膜厚のばらつきが大き
いこと、パターンの端の部分の膜厚が薄くなることが挙
げられる。そして、第２にこれらの組成物はもともと印
刷性を良くするために、セルロース化合物やガム系天然
樹脂ロジン等の樹脂を含んでおり、これらは一般に熱分
解時に膜中にフリーカーボンとして残留しやすく、膜の
特性の劣化は避けることができない。
【０００８】さらに、フィラ−を含まず有機化合物のみ
からなるＵＶ硬化性マスキングインクを、基板上に塗布
・ＵＶ硬化し、次に透明導電膜形成用組成物を塗布し、
この組成物とＵＶ硬化性マスキングインクを同時に熱分
解するような温度で加熱処理をするパタ−ン化した透明
導電膜の形成方法では、パタ−ン精度の限界は約500μ
ｍライン／スペ−ス程度であり、高精度のパタ−ン化し
た透明導電膜を形成することは困難であった。
からなるＵＶ硬化性マスキングインクを、基板上に塗布
・ＵＶ硬化し、次に透明導電膜形成用組成物を塗布し、
この組成物とＵＶ硬化性マスキングインクを同時に熱分
解するような温度で加熱処理をするパタ−ン化した透明
導電膜の形成方法では、パタ−ン精度の限界は約500μ
ｍライン／スペ−ス程度であり、高精度のパタ−ン化し
た透明導電膜を形成することは困難であった。
【０００９】本発明は、上記従来の各種透明導電膜のパ
ターン形成方法の課題を考慮し、低抵抗で高透過率の透
明導電膜の高精度パタ−ン形成方法を提供することを目
的とするものである。
ターン形成方法の課題を考慮し、低抵抗で高透過率の透
明導電膜の高精度パタ−ン形成方法を提供することを目
的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素粉末をフ
ィラ−とするＵＶマスキングインクを基板上に塗布・Ｕ
Ｖ硬化させた後、透明導電膜形成用組成物を塗布し、こ
の組成物とＵＶ硬化性マスキングインクを同時に熱分解
するような温度で加熱処理するパターン化した透明導電
膜の形成方法である。
ィラ−とするＵＶマスキングインクを基板上に塗布・Ｕ
Ｖ硬化させた後、透明導電膜形成用組成物を塗布し、こ
の組成物とＵＶ硬化性マスキングインクを同時に熱分解
するような温度で加熱処理するパターン化した透明導電
膜の形成方法である。
【００１１】
【作用】本発明は、ＵＶマスキングインクにフィラ−と
して炭素粉末を添加することで、パタ−ン精度並びに耐
溶剤性が向上し、熱分解時には透明導電膜形成用組成物
との反応は小さく、熱分解時のＵＶマスキングインクの
除去を容易にする。
して炭素粉末を添加することで、パタ−ン精度並びに耐
溶剤性が向上し、熱分解時には透明導電膜形成用組成物
との反応は小さく、熱分解時のＵＶマスキングインクの
除去を容易にする。
【００１２】更に具体例をあげながら説明すると、まず
最初に基板上に塗布・乾燥し、紫外光により硬化させ、
耐溶剤性の向上をはかる。ここで、マスキングインクは
少なくともエポキシアクリレ−ト系樹脂やウレタンアク
リレ−ト系樹脂が好ましい。例えば、エポキシアクリレ
−ト、エポキシメタアクリレ−ト、ウレタンアクリレ−
ト、ウレタンメタアクリレ−トである。また、所望のパ
ターンに対して、ネガパターンの樹脂膜を形成する方法
としては、スクリーン印刷やオフセット印刷法等によ
り、直接パターンを形成する方法や、光硬化樹脂に関し
てはロールコート、スピンコートやディップコートした
後にフォトリソグラフィでパターンを形成する方法が挙
げられるが、スクリーン印刷やオフセット印刷法を用い
る方法が生産性やコストの面で好ましい。さらに、炭素
粉末として黒鉛粉末はカ−ボンブラックやアセチレンブ
ラック等、無定形炭素粉末としては活性炭が好ましい。
他の物として、天然黒鉛、人造黒鉛でもよい。
最初に基板上に塗布・乾燥し、紫外光により硬化させ、
耐溶剤性の向上をはかる。ここで、マスキングインクは
少なくともエポキシアクリレ−ト系樹脂やウレタンアク
リレ−ト系樹脂が好ましい。例えば、エポキシアクリレ
−ト、エポキシメタアクリレ−ト、ウレタンアクリレ−
ト、ウレタンメタアクリレ−トである。また、所望のパ
ターンに対して、ネガパターンの樹脂膜を形成する方法
としては、スクリーン印刷やオフセット印刷法等によ
り、直接パターンを形成する方法や、光硬化樹脂に関し
てはロールコート、スピンコートやディップコートした
後にフォトリソグラフィでパターンを形成する方法が挙
げられるが、スクリーン印刷やオフセット印刷法を用い
る方法が生産性やコストの面で好ましい。さらに、炭素
粉末として黒鉛粉末はカ−ボンブラックやアセチレンブ
ラック等、無定形炭素粉末としては活性炭が好ましい。
他の物として、天然黒鉛、人造黒鉛でもよい。
【００１３】そして、少なくともインジウム化合物とス
ズ化合物と溶媒からなる透明導電膜形成用組成物を塗布
し、加熱処理することにより、透明導電膜の形成と樹脂
の熱分解による除去が同時に行われる。ここで、透明導
電膜形成用組成物の塗布には、スクリーン印刷法、ロー
ルコート法、ディップコート法、スピンコート法等を用
いることができるが、ディップコート法、スピンコート
法が好ましい。また、焼成温度としては、透明導電膜形
成用組成物と樹脂が分解する温度以上で、かつ基板の変
形温度以下であればよく、400〜700℃が好ましい。
ズ化合物と溶媒からなる透明導電膜形成用組成物を塗布
し、加熱処理することにより、透明導電膜の形成と樹脂
の熱分解による除去が同時に行われる。ここで、透明導
電膜形成用組成物の塗布には、スクリーン印刷法、ロー
ルコート法、ディップコート法、スピンコート法等を用
いることができるが、ディップコート法、スピンコート
法が好ましい。また、焼成温度としては、透明導電膜形
成用組成物と樹脂が分解する温度以上で、かつ基板の変
形温度以下であればよく、400〜700℃が好ましい。
【００１４】本発明において、ネガパターンの樹脂膜を
形成する際にスクリーン印刷やオフセット印刷法等を用
いるが、透明導電膜形成用組成物の塗布には、ディップ
コート法やスピンコート法等を用いるので、透明導電膜
のベタ部分の膜厚のばらつきは小さく、パターンの端の
部分の膜厚もベタ部分の膜厚とほぼ同じになる。また、
透明導電膜形成用組成物が、熱分解時にフリーカーボン
として残留し易い樹脂を全く含まないため透明導電膜の
特性は良好である。さらにＵＶマスキングインクにフィ
ラ−として炭素粉末を添加することで、高精度のパタ−
ン化した透明導電膜形成を可能にする。
形成する際にスクリーン印刷やオフセット印刷法等を用
いるが、透明導電膜形成用組成物の塗布には、ディップ
コート法やスピンコート法等を用いるので、透明導電膜
のベタ部分の膜厚のばらつきは小さく、パターンの端の
部分の膜厚もベタ部分の膜厚とほぼ同じになる。また、
透明導電膜形成用組成物が、熱分解時にフリーカーボン
として残留し易い樹脂を全く含まないため透明導電膜の
特性は良好である。さらにＵＶマスキングインクにフィ
ラ−として炭素粉末を添加することで、高精度のパタ−
ン化した透明導電膜形成を可能にする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】（実施例１）ウレタン系樹脂と有機溶剤か
らなるＵＶマスキングインク10gに、平均粒径1μｍの人
造黒鉛（アセチレンブラック）0［（数１）で0wt％］〜
4.3g［（数１）で30wt ％］を添加した樹脂を、SiO2 コ
ート並ガラス基板上にスクリーン印刷により、200μｍ
ライン／スペ−スのパターンを形成し、高圧水銀灯（12
0W/cm）で紫外線照射を0.5m/minのコンベアスピ−ドで
行うことにより硬化させた。ここで印刷後の天然黒鉛添
加量によるマスキングインクのパタ−ン精度（数２）の
変化を図１に示す。
らなるＵＶマスキングインク10gに、平均粒径1μｍの人
造黒鉛（アセチレンブラック）0［（数１）で0wt％］〜
4.3g［（数１）で30wt ％］を添加した樹脂を、SiO2 コ
ート並ガラス基板上にスクリーン印刷により、200μｍ
ライン／スペ−スのパターンを形成し、高圧水銀灯（12
0W/cm）で紫外線照射を0.5m/minのコンベアスピ−ドで
行うことにより硬化させた。ここで印刷後の天然黒鉛添
加量によるマスキングインクのパタ−ン精度（数２）の
変化を図１に示す。
【００１７】
【数１】炭素粉末/(マスキンク゛インク+炭素粉末)×100
【００１８】
【数２】形成した透明導電膜のハ゜タ-ン幅/200μｍ×100 次に、以下のようにして、透明導電膜形成用組成物を合
成した。
成した。
【００１９】１ ｌ の三角フラスコに、45ｇの硝酸イン
ジウム（化１）を秤量し、50ｇのアセチルアセトンを加
えて、室温で混合・溶解させた。その溶液に、2.7ｇ
［（数３）で10wt％］のシュウ酸第１スズ（化２）と32
5ｇのアセトン加えて還流した。その還流後の溶液を、
室温付近まで冷却し、2ｇのグリセリンを加えて、撹拌
・混合し、所望の透明導電膜形成用組成物を得た。
ジウム（化１）を秤量し、50ｇのアセチルアセトンを加
えて、室温で混合・溶解させた。その溶液に、2.7ｇ
［（数３）で10wt％］のシュウ酸第１スズ（化２）と32
5ｇのアセトン加えて還流した。その還流後の溶液を、
室温付近まで冷却し、2ｇのグリセリンを加えて、撹拌
・混合し、所望の透明導電膜形成用組成物を得た。
【００２０】
【化１】In(NO3)3・3H2O
【００２１】
【数３】Sn/(In+Sn)×100
【００２２】
【化２】 SnC2O4その透明導電膜形成用組成物
を、マスキングされたSiO2コート並ガラス基板上にディ
ップコートした。その基板を３分間室温で放置し、60℃
で３分間乾燥した後、500℃で１時間焼成した。
を、マスキングされたSiO2コート並ガラス基板上にディ
ップコートした。その基板を３分間室温で放置し、60℃
で３分間乾燥した後、500℃で１時間焼成した。
【００２３】（実施例２）ウレタン系樹脂と有機溶剤か
らなるマスキングインク10ｇに天然黒鉛粉末2.5ｇ
［（数１）で20wt％］を添加した樹脂を、SiO2コート並
ガラス基板上にスクリーン印刷し、90℃で10分乾燥した
後、高圧水銀灯で紫外線照射して硬化させた。他は実施
例１に同じである。
らなるマスキングインク10ｇに天然黒鉛粉末2.5ｇ
［（数１）で20wt％］を添加した樹脂を、SiO2コート並
ガラス基板上にスクリーン印刷し、90℃で10分乾燥した
後、高圧水銀灯で紫外線照射して硬化させた。他は実施
例１に同じである。
【００２４】（実施例３）ウレタン系樹脂と有機溶剤か
らなるマスキングインク10ｇに、活性炭2.5ｇ［（数
１）で20wt％］を添加した樹脂を、SiO2コート並ガラス
基板上にスクリーン印刷し、90℃で10分乾燥した後、高
圧水銀灯で紫外線照射して硬化させた。他は実施例１に
同じである。
らなるマスキングインク10ｇに、活性炭2.5ｇ［（数
１）で20wt％］を添加した樹脂を、SiO2コート並ガラス
基板上にスクリーン印刷し、90℃で10分乾燥した後、高
圧水銀灯で紫外線照射して硬化させた。他は実施例１に
同じである。
【００２５】（実施例４）エポキシ系樹脂と有機溶剤か
らなるマスキングインク10ｇに、平均粒径が、3μｍの
天然黒鉛粉2.5ｇ［（数１）で20wt％］を添加した樹脂
を、SiO2コート並ガラス基板上にスクリーン印刷し、90
℃で10分乾燥した後、高圧水銀灯で紫外線照射して硬化
させた。他は実施例１に同じである。
らなるマスキングインク10ｇに、平均粒径が、3μｍの
天然黒鉛粉2.5ｇ［（数１）で20wt％］を添加した樹脂
を、SiO2コート並ガラス基板上にスクリーン印刷し、90
℃で10分乾燥した後、高圧水銀灯で紫外線照射して硬化
させた。他は実施例１に同じである。
【００２６】（比較例１）ウレタン系樹脂と有機溶剤か
らなるＵＶマスキングインクを、SiO2コート並ガラス基
板上にスクリーン印刷により 200μｍライン／スペ−ス
のパターンを形成し、高圧水銀灯（120W/cm）で紫外線
照射を0.5m/min のコンベアスピ−ドで行うことにより
硬化させた。その後実施例１と同様の透明導電膜形成用
組成物を、このマスキングされたSiO2コート並ガラス基
板上にディップコートした。その基板を３分間室温で放
置し、60℃で３分間乾燥した後、500℃で１時間焼成し
た。
らなるＵＶマスキングインクを、SiO2コート並ガラス基
板上にスクリーン印刷により 200μｍライン／スペ−ス
のパターンを形成し、高圧水銀灯（120W/cm）で紫外線
照射を0.5m/min のコンベアスピ−ドで行うことにより
硬化させた。その後実施例１と同様の透明導電膜形成用
組成物を、このマスキングされたSiO2コート並ガラス基
板上にディップコートした。その基板を３分間室温で放
置し、60℃で３分間乾燥した後、500℃で１時間焼成し
た。
【００２７】（表１）に実施例１〜４、比較例１の結果
を示す。尚、パタ−ン精度は形成した透明導電膜のハ゜タ-
ン幅／200μｍ×100（％）で表されている。
を示す。尚、パタ−ン精度は形成した透明導電膜のハ゜タ-
ン幅／200μｍ×100（％）で表されている。
【００２８】
【表１】
【００２９】この表１から明らかなように、各実施例１
〜４は、比較例１に比べて、透明導電膜の成膜状態が優
れていることが分かる。
〜４は、比較例１に比べて、透明導電膜の成膜状態が優
れていることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の透明導電膜の形成方法を用いることにより、導
電性と可視領域における透過性に優れたパターン化した
透明導電膜を容易にかつ安価で得ることができ、表示素
子や発熱抵抗体等の透明電極等の用途に適するものであ
る。
本発明の透明導電膜の形成方法を用いることにより、導
電性と可視領域における透過性に優れたパターン化した
透明導電膜を容易にかつ安価で得ることができ、表示素
子や発熱抵抗体等の透明電極等の用途に適するものであ
る。
【図１】ＵＶ硬化性マスキングインクへの人造黒鉛の添
加量に対するパタ−ン精度の変化示すグラフである。
加量に対するパタ−ン精度の変化示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】炭素粉末をフィラ−とするＵＶ硬化性マス
キングインクを基板上にパタ−ン化のために塗布する工
程と、ＵＶ硬化を行う工程と、前記パタ−ン化後、ＵＶ
硬化したマスキングインク及び基板上に透明導電膜形成
用組成物を塗布する工程と、加熱処理する工程を備える
ことを特徴とするパタ−ン化した透明導電膜形成方法。 - 【請求項２】ＵＶ硬化性マスキングインクが、少なくと
もエポキシアクリレ−ト、エポキシメタアクリレ−ト、
ウレタンアクリレ−ト、ウレタンメタアクリレ−トのい
ずれかを含むことを特徴とする請求項１記載のパタ−ン
化した透明導電膜の形成方法。 - 【請求項３】炭素粉末が、天然黒鉛、人造黒鉛、無定形
炭素の群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の
パタ−ン化した透明導電膜の形成方法。 - 【請求項４】透明導電膜形成用組成物が、少なくともイ
ンジウム化合物とスズ化合物と溶媒を含むことを特徴と
する請求項１記載のパタ−ン化した透明導電膜の形成方
法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289069A JPH06139845A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | パターン化した透明導電膜の形成方法 |
| DE69319299T DE69319299T2 (de) | 1992-10-27 | 1993-03-18 | Verfahren zur Herstellung eines transparenten Musters aus leitendem Film |
| EP93104468A EP0594932B1 (en) | 1992-10-27 | 1993-03-18 | Method for forming patterned transparent conducting film |
| US08/254,664 US5403616A (en) | 1992-10-27 | 1994-06-06 | Method for forming patterned transparent conducting film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289069A JPH06139845A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | パターン化した透明導電膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139845A true JPH06139845A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17738427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4289069A Pending JPH06139845A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | パターン化した透明導電膜の形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5403616A (ja) |
| EP (1) | EP0594932B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06139845A (ja) |
| DE (1) | DE69319299T2 (ja) |
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