KR20020009502A - 투명 도전막 부착 기판의 제조방법, 이 제조방법에 의해제조된 투명 도전막 부착 기판, 및 이 기판을 사용한 터치패널 - Google Patents

투명 도전막 부착 기판의 제조방법, 이 제조방법에 의해제조된 투명 도전막 부착 기판, 및 이 기판을 사용한 터치패널 Download PDF

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Abstract

산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소를 포함하는 혼합가스의 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 있어서, 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율이 적정역의 0.016∼0.018의 범위에서는 투명 도전막의 캐리어 밀도는 최대치를 취하는 동시에, 이동도는 아르곤에 대한 산소 비율이 증가함에 따라 점증한다. 투명 도전막의 표면저항은 캐리어 밀도와 이동도의 승산의 역수, 즉 1/(캐리어 밀도 ×이동도)이고, 산소 비율이 적정역일 때에 표면저항은 최저치를 취한다. 이 때, 막의 결정화를 촉진하여 열처리전의 막의 표면저항에 대한 이 열처리후의 표면저항의 저항변화율을 ±10% 이내로 억제할 수 있다.

Description

투명 도전막 부착 기판의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 투명 도전막 부착 기판, 및 이 기판을 사용한 터치 패널 {Method of manufacturing substrate having transparent conductive film, substrate having transparent conductive film manufactured using the method, and touch panel using the substrate}
본 발명은 투명 도전막 부착 기판의 제조방법, 이 제조방법에 의해 제조된 투명 도전막 부착 기판, 및 이 기판을 사용한 터치 패널에 관한 것이다.
종래, 액정표시패널(이하「LCD」라고 한다) 등의 투명 도전막 부착 기판으로는 산화주석 함유 산화인듐(이하「ITO」라고 한다) 막 부착 글래스 기판이 널리 사용되고 있지만, 그 ITO 막 부착 글래스 기판은 최근 저항막식 터치 패널에도 그 용도가 넓어지고 있다.
저항막식 터치 패널은 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 상부 전극(1)과 스페이서(2)를 통해 상부 전극(1)에 대향 배치된 하부 전극(3)으로 구성되고, 펜(4)이나 손가락으로 상부 전극(1)을 눌렀을 때에 상부 전극(1)이 하부 전극(3)에 접촉하도록 되어 있다.
이러한 저항막식 터치 패널에는 입력위치의 검출방식으로서 애널로그 검출방식과 디지털 검출방식이 있고, 이들은 용도에 따라 구별되어 사용된다. 검출 분해능이 높은 애널로그 검출방식의 것이 보다 넓은 용도에 사용되고 있다. 예컨대, 애널로그 검출방식 터치 패널은 도 4a에 도시된 바와 같이 터치 패널의 소정방향 양단의 평행 전극사이에 전압을 인가함으로써, 도 4b에 도시된 바와 같은 직선의 전위 구배를 형성하여, 이 전위 구배 중의 입력접촉점에 대응한 전압(Ec)을 계측함으로써 입력위치(c)를 검출하도록 되어 있다.
이러한 저항막식 터치 패널에서는 높은 광투과 성능이 요구되기 때문에, 기판상에 형성되는 ITO 막의 막두께는 매우 얇고, 통상 30㎚ 이하이다(예컨대, 특개평 11-167827호 공보). 게다가, 애널로그 검출방식 터치 패널에서는 글래스 기판의 ITO 막은 표면저항이 통상은 300∼2000Ω의 것이 사용되지만, 그것이 입력위치를 인식하기 위한 전극으로서 사용되기 때문에 표면저항의 균일성이 엄격히 요청되고 있다.
저항막식 터치 패널의 제조공정에서는 ITO 막 부착 글래스 기판으로 이루어지는 하부 전극(3)에, 레지스트 인쇄, 에칭, 은 잉크 인쇄, 절연 잉크 인쇄, 마이크로ㆍ도트 스페이서 형성, 스크라이빙(scribing) 등의 공정을 실시하고, 또한 이 하부 전극(3)을 별도의 공정에서 제작한 상부 전극(1)과 결합한 후, 히트ㆍ시일 공정에 의해 상부 전극(1) 및 하부 전극(3)의 주위를 시일한다. 이들 공정 중, 은 잉크 인쇄나 절연 잉크 인쇄 등의 각 인쇄 공정이나, 히트ㆍ시일 공정에서 각각 최고 160℃의 열처리가 행하여져, 그 때에 ITO 막의 표면저항이 변화하기 때문에, 이들 기판을 사용하여 제작한 터치 패널이 정상으로 기능하지 않게 되는 경우가 있다.
즉, 열처리에 의해 ITO 막의 표면저항이 저하하였을 때는 검출되는 전압이 낮아져 입력위치와 검출위치 사이에 오차가 생기고, 표면저항이 증가하였을 때에도 마찬가지로 검출전압이 높아지기 때문에 동일한 오차가 생기기 쉽게 된다. 또한, 표면저항의 분포가 변하면 전위 구배가 무너지고, 거리와 전위에 도 4b에 도시된 바와 같은 일차식의 관계가 성립하지 않게 되기 때문에 입력위치를 정확히 검출할 수 없게 된다.
이하, 도 5를 참조하면서 열처리에 의해 ITO 막의 표면저항이 변화하는 이유를 설명한다.
ITO 막은 다결정이고, ITO의 결정화 온도인 약 160℃ 이상의 고온에서 성막하면 할수록 결정화가 진행되어 결정구조가 안정화한다. 그렇지만, 성막 초기에 있어서의 기판 표면 근방에서는 후공정의 열처리로 결정구조가 변화하기 쉬운 불순물 함유 ITO와 비결정 ITO가 필연적으로 형성되고(도 5a), 특히 ITO의 격자 정수가 약 1㎚로 크기 때문에. 박막 30㎚ 이하에서는 결정화 ITO의 비율이 적고(도 5b), 불순물 함유 ITO와 비결정 ITO가 차지하는 비율이 많아진다. 이와 같이 불순물 함유 ITO와 비결정 ITO를 많이 포함하는 ITO 막을 후공정에서 열처리한 경우, 막의 결정화의 진행이나 산화반응의 발생에 의해 결정구조가 변화하기 때문에, ITO 막의 전기 특성, 즉 표면특성이 변화한다. 이 표면특성의 변화는 ITO 막의 막두께가 얇아져 불안정 결정구조의 비율이 많아질수록 커진다(도 5a).
열처리에 의해 변화하는 ITO 막의 표면저항의 저항변화율은 터치 패널의 제조공정에서 필연적으로 행해지는 열처리에 의한 ITO 막의 표면저항에 대한 영향을 고려하여, 열처리전의 ITO 막의 표면저항에 대한 열처리후의 ITO 막의 표면저항의 저항변화율이 ±10%내인 것이 바람직하다.
한편, 상기 ITO 막은 마그네트론 스퍼터법(이하「스퍼터법」이라 한다)을 이용한 인라인 방식이나 배취 방식의 스퍼터 장치에 의해 글래스 기판의 표면에 형성된다.
이러한 기존의 스퍼터 장치로, ITO 막의 상기 저항변화율을 ±10% 이하로 억제하는 것은 종래의 LCD용 투명 도전막을 제조하기 위한 전형적인 조건(예컨대, 기판 온도: 200∼400℃, 스퍼터 압력: 0.27∼1.33Pa, 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율: 0∼0.04)에서는 곤란하였다. 특히, ITO 막의 막두께가 30㎚ 이하인 경우는 곤란하였다.
상기한 바와 같이 표면저항의 저항변화율을 저감하는 방법으로는 종래 스퍼터법에 있어서, ITO 막 중의 질소 도프량 0.01∼0.6질량%, 막두께 5∼25㎚로 하거나, 또는 ITO 막 중에 질소 도프를 사용하지 않고 주석 도프량을 4.2∼8.3원자%로 하는 방법(특개 2000-113732호 공보), 및 열분해에 의해 ITO 막이 형성되는 도포액에 있어서, 열분해 온도가 다른 2종류의 도포액을 글래스 기판에 도포하여, 열처리에 대한 저항안정성을 개선하기 위해 소성을 산화성 분위기하에서 행한 후 비산화성 분위기하에서 행하는 방법(특개 2000-100263호)이 제안되어 있다.
그러나, 상기 전자의 방법에는 200℃, 60분의 내열시험에 있어서의 저항변화율이 -10%∼+19%의 범위내로 억제할 수 있었지만, 여전히 억제가 불충분하다는 문제가 있고, 상기 후자의 방법에는 도포액의 도포공정에 있어서, 도포액 중의 입자에 의한 이물 혼입을 피할 수 없고, 소성공정에서 이들 이물이 부착하는 확률이 높아지는 문제, 및 저항변화율을 ±20% 이하로 억제할 수 없고, 그 억제가 불충분하다는 문제가 있다.
도 1a는 산소 비율에 대한 캐리어 밀도 및 이동도의 ITO 막의 특성도이고, 도 1b는 산소 비율에 대한 표면저항의 특성도이다.
도 2a∼도 2c는 ITO 막의 결정 상태의 설명도로, 도 2a는 산소 비율이 적정역의 하한인 0.016보다도 작을 때의 ITO 막의 결정 상태를 나타내고, 도 2b는 산소 비율이 적정역의 0.016∼0.018의 범위내에서의 ITO 막의 결정 상태를 나타내며, 도 2c는 산소 비율이 적정역의 상한인 0.018보다도 클 때의 ITO 막의 결정 상태를 나타낸다.
도 3은 저항막식 터치 패널의 개략 단면도이다.
도 4a는 저항막식 터치 패널의 입력위치의 애널로그 검출방식의 설명도이고, 도 4b는 터치 패널의 위치(x)에 대한 전압(Ec)의 구배(勾配)의 설명도이다.
도 5a 및 도 5b는 ITO 막의 결정성장의 모식도로, 도 5a는 막두께가 약 30㎚ 결정성장한 ITO 막을 나타내고, 도 5b는 막두께가 30㎚ 이상 결정성장한 ITO 막을 나타낸다.
본 발명의 목적은 기판의 소정의 열처리후에 ITO 막의 표면저항이 변화하는것을 억제할 수 있는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법, 및 이 제조방법에 의해 제조된 투명 도전막 부착 기판, 및 이 기판을 사용한 터치 패널을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 한 결과, 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소를 함유하는 혼합가스 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 있어서, 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하면, 막의 결정화를 도전막으로서 안정한 상태까지 촉진하여 기판의 소정의 열처리후에 막의 표면저항이 변화하는 것을 방지할 수 있는 것, 특히 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율이 0.016∼0.018일 때는 소정의 열처리전의 막의 표면저항에 대한 열처리후의 막의 표면저항의 저항변화율을 ±10% 이하로 억제할 수 있는 것을 알아냈다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소의 혼합가스를 포함하는 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 있어서, 상기 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 상기 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법을 제공한다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 상기 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하기 때문에, 막의 결정화를 도전막으로서 안정한 상태까지 촉진하여 기판의 소정의 열처리후에 막의 표면저항이 변화하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율은 0.016∼0.018의 범위이다.
혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 0.016∼0.018의 범위에 제어하면, 막의 결정화를 도전막으로서 안정한 상태가 될 때까지 촉진하여 기판의 소정의 열처리후에 막의 표면저항이 변화하는 것을 방지할 수 있다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법은 상기 스퍼터링 후에 투명 절연기판에 열처리를 행하는 공정을 포함하고, 열처리전에 대한 열처리후의 상기 막의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내이다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 상기 스퍼터링 후에 열처리를 행하는 공정을 포함하고, 열처리전에 대한 열처리후의 상기 막의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내이기 때문에. 위치에 관한 전위 구배를 적절한 것으로 할 수 있고, 터치 패널에 적합한 기판을 제공할 수 있다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 통상의 열처리 조건인 160℃ 이상 30분 이상에서 열처리를 행해도, 확실히 터치 패널에 적합한 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법은 스퍼터링에 앞서 투명 절연기판 표면의 불순물을 제거하는 공정을 포함한다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 스퍼터링에 앞서 투명 절연기판 표면의 불순물을 제거하기 때문에, 기판 표면에서 불순물을 함유한 ITO 막의생성을 억제할 수 있어서, 보다 결정성이 양호한 ITO 막을 얻을 수 있다.
투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 막의 막두께가 30㎚ 이하이기 때문에, 기판의 광투과성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 막의 표면저항이 300∼1000Ω이기 때문에, 위치에 관한 전위 구배를 적절한 것으로 할 수 있어서, 터치 패널에 적합한 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 막의 표면저항의 분포가 ±10% 이내이기 때문에, 확실히 위치에 관한 전위 구배를 적절한 것으로 할 수 있어서, 터치 패널에 적합한 기판을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 스퍼터링후의 투명 절연기판의 파장 550㎚의 광투과율이 90% 이상이기 때문에, 확실히 높은 광투과성을 요하는 터치 패널에 적합한 기판을 얻을 수 있다.
이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 글래스 기판이 투명 절연기판으로서 사용되면, 상술한 작용효과를 확실히 나타낼 수 있다.
또한, 이 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의하면, 글래스 기판 상에 SiO2막이 미리 성막되어 있으면, 상술한 작용효과를 보다 확실히 나타낼 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소의 혼합가스를 포함하는 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하고, 상기 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 상기 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의해 제조된 투명 도전막 부착 기판을 제공한다.
이 투명 도전막 부착 기판에 의하면, 터치 패널에 적합한 기판을 얻을 수 있다.
이 터치 패널에 의하면, 입력위치를 정확히 검출할 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징, 및 이점은 첨부도면과 관련하여 기술된 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 더 명백해질 것이다.
본 발명은 상기 연구 결과에 따라 이루어진 것이다.
본 발명에 있어서, 타겟으로서 산화인듐에 대하여 산화주석을 10질량% 첨가한 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소의 혼합가스의 분위기하에서 스퍼터링을 행함으로써 기판 표면에 ITO 막이 형성된다.
혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율(이하, 「산소 비율」이라 한다)은 0.016∼0.018인 것이 바람직하고, ITO 막의 막두께는 30㎚, ITO 막의 표면저항은 300∼1000Ω인 것이 바람직하다. 또한, 기판은 글래스 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 스퍼터링에 앞서 기판 표면 불순물을, 예컨대 플라스마 처리에 의해 제거하는 것이 바람직하다.
글래스 기판의 형성된 ITO 막의 캐리어 밀도 및 이동도는 스퍼터링시에 있어서의 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율에 따라 도 1a와 같이 변화한다.
여기서, 캐리어 밀도란 물질내에서 전자전도에 관여할 수 있는 전자 또는 정공(正孔)의 단위체적당 개수(단위: ㎝-3)를 말한다. 또한, 이동도란 물질내의 한 사이트에서 다음 사이트로의 캐리어의 이동의 용이함, 즉 궤도의 확대정도, 또는 궤도간의 겹침이나 상호작용의 크기(단위: ㎠/(Vㆍs))를 말한다.
도 1a에서, 산소 비율이 적정역의 하한인 0.016보다도 작은 경우는, 캐리어 밀도 및 이동도는 산소 비율의 증가에 따라 증가한다. 산소 비율이 적정역의 0.016∼0.018의 범위에서는 캐리어 밀도는 최대치에 이르는 동시에, 이동도는 점증한다. 산소 비율이 적정역의 상한인 0.018보다도 큰 경우는 캐리어 밀도는 산소 비율의 증가에 따라 감소하지만, 이동도는 점증한다.
한편, ITO 막의 표면저항은 상기 캐리어 밀도와 이동도의 승산의 역수, 즉 1/(캐리어 밀도 ×이동도)이고, 도 1b에 그 값의 그래프를 나타낸다. 산소 비율이 적정역인 경우에 표면저항은 최저치를 취한다.
도 2a는 산소 비율이 적정역의 하한인 0.016보다도 작은 경우에 있어서의 ITO 막의 결정 상태의 설명도이다.
도 2a에서, 산소 비율이 적정역의 하한인 0.016보다도 작은 경우는, 산소가 부족하여 산소결함이 많아져 결정성이 양호하지 못한 ITO 막이 되기 때문에, 이동도는 매우 낮아진다. 또한, 이와 같이 산소결함이 있을 때에는 전자방출이 생기지 않게 되어, 캐리어 밀도는 낮아진다. 또한, 타겟에 첨가된 산화주석 중의 주석(Sn)이 스퍼터링에 의해 ITO 막 중에 취입될 때, 이와 같이 ITO 막의 결정성이 양호하지 못하면 ITO 막 중으로의 Sn의 취입량은 적어져, 캐리어 밀도는 작아진다. 이 결과, 산소 비율이 적정역의 하한인 0.016보다도 작을 때의 ITO 막의 표면저항은 커진다.
이 ITO 막을 사용한 애널로그 검출방식 터치 패널 제조공정은 후공정에서 열처리를 행한다. 이 열처리시에 ITO 막의 산화 및 결정화가 진행하여, 산소결함이 감소됨과 동시에 ITO 막 중으로의 Sn의 취입량이 많아진다. 이 결과, 이동도 및 캐리어 밀도가 동시에 증가하고, ITO 막의 표면저항은 크게 감소하여, 예컨대, 후술하는 도 2b와 같은 결정상태가 된다.
도 2b는 산소 비율이 적정역인 0.016∼0.018의 범위에 있어서의 ITO 막의 결정 상태의 설명도이다.
도 2b에서, 산소 비율이 적정역인 0.016∼0.018의 범위에 있을 때에는, 산소결함은 약간 있지만, 결정성이 양호하게 되어 있기 때문에 이동도는 커진다. 한편, ITO 막 중으로의 Sn의 취입과 산소결함에 의한 전자방출의 효과가 적당하게 얻어지기 때문에, 캐리어 밀도는 최대로 된다. 이들의 결과, 산소 비율이 적정역인 0.016∼0.018의 범위에 있을 때의 ITO 막의 표면저항은 작아진다.
도 2c는 산소 비율이 적정역의 상한인 0.018보다도 큰 경우에 있어서의 결정 상태의 설명도이다.
도 2c에서, 산소 비율이 적정역의 상한인 0.018보다도 클 때에는 ITO 막은 거의 산소결함이 메워진 결정성이 양호한 막으로 되기 때문에, 이동도는 커진다. 그러나, 이와 같이 거의 산소결함이 메워지면 전자방출의 효과가 얻어지지 않게 되기 때문에, 산소 비율의 증가에 따라 캐리어 밀도는 점차로 작아진다. 이들의 결과, 산소 비율이 적정역의 상한인 0.018보다도 클 때의 ITO 막의 표면저항은 점차로 커진다.
상술한 열처리시에 ITO 막의 산화와 결정화가 진행하여, 산소결함이 더욱 감소하기 때문에, 이동도가 약간 커진다. 그러나, 이와 같이 산소결함이 감소하면, 전자방출의 효과는 감소하기 때문에 캐리어 밀도가 저하한다. 이들의 결과, ITO 막의 표면저항은 증가하는 경향을 나타낸다.
이와 같이, ITO 막 성막시의 혼합가스의 산소 비율의 증가와 애널로그 검출방식 터치 패널 제조공정의 열처리에 의해, ITO 막의 산화 및 결정화가 진행함과 동시에 산소결함이 감소한다. 표면저항과 반비례하는 이동도는 ITO 막의 결정성이 양호해지면 커진다. 그러나, 마찬가지로 표면저항과 반비례하는 캐리어 밀도는 도 2a와 같이 ITO 막이 산소결함이 많은 결정 상태인 때에는 전자방출이 생기지 않게 되기 때문에 작아지지만, 도 2c와 같이 ITO 막이 산소결함이 거의 메워진 결정 상태인 때에는 전자방출의 효과가 얻어지지 않게 되므로 마찬가지로 작아진다. 따라서, ITO 막이 도 2b와 같은 적정한 수의 산소결함을 갖는 결정 상태인 때에는 열처리에 의해 ITO 막의 산화가 진행해도 전자방출의 효과가 얻어지지 않을 정도로 산소결함이 메워지는 것은 아니므로, 캐리어 밀도는 작아지지 않고, 표면저항의 저항변화가 억제된다.
터치 패널에 사용되는 막두께 30㎚ 이하의 ITO 막은 결정성이 양호하지 못한 도 2a와 같은 결정 상태가 되기 쉬우므로, 열처리에 의해 ITO 막의 표면저항의 저항변화율이 큰 것으로 되지만, 본 발명에서는 ITO 막의 막두께가 30㎚ 이하의 경우에도, ITO 막 성막 공정에 있어서 혼합가스의 산소 비율을 적절히 선택함으로써, ITO 막의 표면저항의 저항변화율이 작은 막을 형성할 수 있다. 또한, LCD용 도전막으로서 사용되는 막두께 50㎚ 이상의 막에서는 ITO 막 성막시의 혼합가스의 산소 비율을 엄밀히 제어하지 않아도 결정성이 양호한 막이 얻어진다.
(실시예)
본 발명의 상기 지견을 확인하기 위해 이하와 같은 실험을 행하였다.
기판은 두께 0.7㎜, 300 ×400㎜ 사이즈의 소다 석회 글래스 기판의 양면에, 액상 석출법으로 SiO2막을 약 7O㎚ 성막한 것을 사용하였다. 이 기판을 디프(dipping)식 초음파 세정기로 중성 세제를 사용하여 세정하여 온풍건조하였다. 다음에, 내경 1900, 높이 2150㎜의 챔버에 넣은 직경 1700, 높이 1260㎜의 원통상 회전체에, 세정한 기판을 전용 지그에 매달아, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해 ITO 막을 성막하였다. 타겟은 산화인듐에 대하여 산화주석을 10질량% 첨가한 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여, 127㎜ ×914㎜ 사이즈의 타겟을 챔버의 문짝 부분에 2개를 장치하였다.
이어서, Ar 가스를 1000㎤/분(표준상태하)(이하「SCCM」이라 한다), O2가스를 10SCCM 도입하여, 기판과 음극 사이에 플라스마를 발생시키고 단위면적당 조사전력 O.9W/㎠으로 기판 표면 불순물을 제거하였다.
챔버내의 글래스 기판온도는 200℃로 하고, 터보 분자 펌프를 사용하여 1.3×10-3Pa까지 배기하였다. 그 후, Ar 가스를 300SCCM, O2가스를 소정량 도입하여 압력을 0.27Pa로 하였다. 스퍼터링은 타겟 전면의 셔터에 프리스퍼터를 30초 행한 후) 셔터를 개방하여 행하였다. 스퍼터링시의 전력은 1.0㎾로 하였다. 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율, 막두께, 열처리 조건을 표 1과 같이 설정하여, 열처리전과 열처리후의 ITO 막의 표면저항의 저항변화율(열처리후의 표면저항/열처리전의 표면저항)을 측정하였다. 본 실험에서 사용한 200℃, 30분의 열처리 조건은 애널로그식 터치 패널을 제조할 때의 인쇄 공정이나 히트ㆍ시일 공정에서 최고 160℃, 30분 정도의 열처리를 행하는 것을 고려하면, 상기 공정의 대체 특성으로서 충분히 타당한 것으로 여겨진다.
표면저항은 4포인트 프로브법(four-point probe method)으로 측정하고, 막두께는 촉침식 단차계로 측정하였다. 또한, 성막후 기판의 투과율을 파장 550㎚의 녹색광을 사용하여 측정하였다. 표면저항은 기판면내의 5포인트에서 측정하여, ｜최대치 - 평균치｜/ 평균치, 또는 ｜최소치 - 평균치｜/ 평균치 중 큰 쪽을 취하였다. 이상의 측정결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 있어서, 표면저항의 분포는 어느 시료도 균일하고, ±10% 이내를 만족시키고 있다. 또한, 투과율은 어느 시료도 9O% 이상이었다.
표 1로부터 이하의 사실을 알 수 있다.
실시예 1, 4, 7에 있어서, 산소 비율이 0.016∼0.018의 범위에서는 열처리후의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내이었다.
실시예 2, 3, 5, 6, 8, 9에서는 산소 비율이 0.016∼0.018의 범위에서 더욱 막두께를 얇게 하여 통상 터치 패널에 사용되는 500Ω과 800Ω의 고저항 ITO 막으로서 그 열처리를 행하고 있다. 어느 시료에 있어서도 ITO 막의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내이었다.
실시예 10에서는 산소 비율이 0.018인 시료를 사용하고, 더욱 가혹한 조건을 상정하여, 200℃, 60분의 열처리를 행한 이 시료에 있어서도, ITO 막의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내가 되었기 때문에, ITO 막 성막시의 산소 비율이 더욱 낮은 산소 비율이 0.016, 0.17인 시료를 사용해도 저항변화율은 ±10% 이내가 되는 것으로 여겨진다.
비교예 1, 2에서는 산소 비율이 0.016미만에서 ITO를 성막하여 열처리를 행하였다. 저항변화율은 ±10% 이상이 되었다.
비교예 3, 4에서는 산소 비율이 0.018를 넘는 농도에서 ITO를 성막하여 열처리를 행하였다. 저항변화율은 ±10% 이상이 되었다.
이상의 결과로부터, 산소 비율이 0.016∼0.018의 범위에서는 300∼1000Ω의 표면저항으로, 저항변화율이 ±10% 이내가 되는 것을 알 수 있다.

Claims (13)

  1. 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소의 혼합가스를 포함하는 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 있어서, 상기 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 상기 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율이 0.016∼0.018인 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스퍼터링후에 투명 절연기판에 열처리를 행하는 공정을 포함하고, 열처리전에 대한 열처리후의 상기 막의 표면저항의 저항변화율은 ±10% 이내인 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 열처리 조건은 160℃ 이상 30분 이상인 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스퍼터링에 앞서 상기 투명 절연기판 표면의 불순물을 제거하는 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 막의 막두께가 30㎚ 이하인 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 막의 표면저항이 300∼1000Ω인 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 막의 표면저항의 분포가 ±10% 이내인 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 스퍼터링후의 투명 절연기판의 파장 550㎚의 광투과율이 9O% 이상인 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 절연기판은 글래스 기판으로 이루어지는 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 글래스 기판상에 SiO2막이 미리 성막되어 있는 제조방법.
  12. 산화인듐ㆍ산화주석 타겟을 사용하여 아르곤 및 산소의 혼합가스를 포함하는 분위기하에서 투명 절연기판에 스퍼터링을 행하고, 상기 혼합가스의 아르곤에 대한 산소 비율을 상기 막의 캐리어 밀도가 최대가 되도록 설정하는 투명 도전막 부착 기판의 제조방법에 의해 제조된 투명 도전막 부착 기판.
  13. 제 12 항의 투명 도전막 부착 기판을 사용한 터치 패널.
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