(57)【要約】【課題】透明基板１上のブラックマトリックス２、着色画素３、平滑層４上の設けられた有機膜５面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ透明導電膜６を設けた透明電極基板において、有機膜５によるＩＴＯ透明導電膜６の導電性悪化を防ぎ、ガラス上に設けられたＩＴＯ透明導電膜６と同程度の導電性を有する透明電極基板を提供することにある。【解決手段】透明基板１上の有機膜５面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ透明導電膜６を設けた透明電極基板であって、前記有機膜５中に酸化チタン７の微粒子を分散させたこと特徴とする透明電極基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上の有機膜面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ透明導電膜を設けた透明電極基板であって、
前記有機膜中に酸化チタンの微粒子を分散させたことを特徴とする透明電極基板。
【請求項２】
前記酸化チタン微粒子の、前記有機膜の固形分に対する配合比率が、０．５〜２．３であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板。
【請求項３】
前記酸化チタン微粒子が、アナターゼ結晶系であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明電極基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とするディスプレイ。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とするタッチパネルセンサー。
【請求項７】
請求項６に記載のタッチパネルセンサーを用いたことを特徴とするディスプレイ。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とする有機ＥＬ照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶ディスプレイＴＦＴパネルやタッチパネルセンサー、有機ＥＬディスプレイ、照明の電極基板などに用いられる透明基板上に着色画素、平滑層等の有機膜面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）透明導電膜を設けた透明電極基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイで、ＲＧＢの光の３原色の表示を得る際に、白色光を原光として目的の波長以外の光を吸収することで目的の波長の光を発色するカラーフィルタを使用する。
【０００３】
このカラーフィルタとして、有機高分子材料が用いられており、ガラスなどの透明な基板に所定の間隔でＲＧＢからなる着色画素、ブラックマトリックス、平滑層、有機膜を順次形成し、その上に透明導電膜であるＩＴＯを成膜する。
【０００４】
この時に、カラーフィルタ付きの基板を加熱しすぎると、有機高分子であるカラーフィルタの表面や内部から、作製時に残留したガス、有機高分子の分解生成ガス、また、表面に吸着した水分などが成膜雰囲気中に放出され、ガラス基板などの無機材料でなる基板を用いる場合に比較し、特性の良いＩＴＯ透明導電膜が安定して得られにくい。
【０００５】
また、カラーフィルタ、タッチパネル、有機ＥＬ照明等の上には、表面を平滑にするための有機高分子からなる平滑層、オーバーコート等の有機層が積層されることが多く、この有機層からの同様なガス放出もＩＴＯ透明導電膜の抵抗を増す一因となっている。このため、カラーフィルタ付きの基板を加熱して、ＩＴＯ透明導電膜を成膜する場合、低抵抗のＩＴＯ透明導電膜を得ることは困難であった。
【０００６】
透明導電膜のグレインサイズを規定する提案が成されているが、透明基板の着色画素を形成していない側の面に透明導電膜を形成したカラーフィルタの提案であり、有機膜上に明導電膜を設けたものではない（特許文献１）。
【０００７】
カラーフィルタ等の有機膜上にＩＴＯを成膜する場合、有機膜からの水分の影響を受け、スパッタリング法により成膜されたＩＴＯのシート抵抗値が高くなり、導電性が悪くなる現象が見られることが問題点として挙げられている。
【０００８】
例えば、１０００ÅのＩＴＯ膜をスパッタリング法を用いてガラス上に形成する場合、一般的に、そのシート抵抗は２０〜３０Ω／□程度になる。一方、有機膜の上にＩＴＯを形成する場合、そのシート抵抗値は５０〜８０Ω／□程度にまで上昇することが確認された。
【０００９】
この時の有機膜について、２５℃から２３０℃まで約４０分かけて昇温し、さらに２３０℃で３０分保持したときに検出された水分量として、昇温脱離ガス分析により定量したところ、５０ｐｐｍ程度の水分が含まれていたことが分った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４‐１２８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
透明基板上のカラーフィルタ等の有機膜面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ透明導電膜を設けた透明電極基板において、例え、有機膜からの水分の影響があっても、ＩＴＯの導電性の悪化が無く、ガラス上に設けられたＩＴＯと同程度の導電性を有する透明電極基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基板上の有機膜面に、スパッタリング法により形成されたＩＴＯ透明導電膜を設けた透明電極基板であって、
前記有機膜中に酸化チタンの微粒子を分散させたことを特徴とする透明電極基板である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記酸化チタン微粒子の、前記有機膜の固形分に対する配合比率が、０．５〜２．３であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極基板である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記酸化チタン微粒子が、アナターゼ結晶系であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明電極基板である。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とするディスプレイである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とするタッチパネルセンサーである。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のタッチパネルセンサーを用いたことを特徴とするディスプレイである。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイである。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明電極基板を用いたことを特徴とする有機ＥＬ照明である。
【発明の効果】
【００２１】
本は発明により、水分を含有するカラーフィルタ等の有機膜面に、スパッタリング法によりＩＴＯ透明導電膜を設けても、導電性の悪化が無く、ガラス上に設けられたＩＴＯと同程度の導電性を有する透明電極基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の有機膜５上にＩＴＯ透明導電膜６を形成した透明電極基板を示した断面概念図である。
【図２】本発明の有機膜５上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のシート抵抗値を示した比較図である。
【図３】本発明の有機膜５上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６の電子移動度を示した比較図である。
【図４】本発明の有機膜５上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のキャリア濃度を示した比較図である。
【図５】有機膜５（酸化チタンの含有していない有機膜上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のＸＲＤ解析結果である。
【図６】酸化チタン７を分散させた有機膜５上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のＸＲＤ解析結果である。
【図７】ガラス上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のＸＲＤ解析結果である。
【図８】有機膜５上、酸化チタン７を分散させた有機膜上、ガラス上に形成されたＩＴＯ透明導電膜６のＩｎ２Ｏ３（立方晶系)標準データに対する配向指数である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の有機膜５上にＩＴＯ透明導電膜６を形成した透明電極基板を示しており、透明基板１上に、ブラックマトリックス２、ＲＧＢ原色の着色画素３を持ち、平滑層４、その上に酸化チタン７が分散された有機膜５を積層し、ＩＴＯ透明導電膜６がスパッタリング法により形成されている。
【００２４】
この時、平滑層４、オーバーコート層、保護層としての有機膜５を用いずに、ＲＧＢ３原色の着色画素３を持つ有機膜５に直接ＩＴＯ透明導電膜６がスパッタリング法により積層形成してもよく、その場合には、ＲＧＢ３原色の着色画素３に酸化チタン７を分散させる。同様に、平滑層に、酸化チタン７を分散させても良いが、オーバーコート層、保護層としの有機膜５に酸化チタン７を加えた方が好適である。
【００２５】
ＩＴＯ透明導電膜６を成膜されるときの、ブラックマトリックス２、ＲＧＢ原色の着色画素３を持つカラーフィルタが設けられた基板の温度が９０℃〜１６０℃であり、ＩＴＯ原料に照射するプラズマビームの単位面積あたりの投入出力が０．５〜１．６ｋＷ／ｃｍ２である。
【００２６】
酸化チタン７の微粒子が分散されている有機膜５上のＩＴＯは、ガラス上へ形成する場合とほぼ同等の導電性を得ることができる。酸化チタン７を導入することにより、電子移動度を高めることが可能となり、その結果シート抵抗値（表面抵抗率）を向上させることが可能となる。
【００２７】
有機膜５上へのＩＴＯ透明導電膜６の形成においては、有機膜５からの水分の影響により、ＩＴＯの結晶格子が変質してしまうが、酸化チタン７の影響により、ＩＴＯの結晶格子の変質を抑え、導電性を高めることができる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
カルボキシル基を含有した感光性透明アクリル樹脂中に、酸化チタン７微粒子を分散させた材料を準備した。このとき、酸化チタン７含有量により、屈折率が正の相関を示し、全光線透過率が不の相関を示すことが確認されており、要望特性にあわせて含有量を調整できる。アクリル樹脂と酸化チタン７の固形分比が１：１のサンプルを準備した。
【００２９】
酸化チタン７微粒子を分散させた有機膜５上に、スパッタリング装置を用いて１０００Åの厚みのＩＴＯ透明導電膜６を形成した。
【００３０】
＜比較１＞
比較として実施例１にて用いた、カルボキシル基を含有した感光性透明アクリル樹脂中に、酸化チタン７微粒子を分散させず、感光性透明アクリル樹脂単体にて成形した有機膜５上に、スパッタリング装置を用いて、１０００Åの厚みのＩＴＯ透明導電膜６を形成した。
【００３１】
＜比較２＞
比較として実施例１にて用いた、有機膜５を形成せずに、透明基板１としてガラス基板に直接１０００Åの厚みのＩＴＯ透明導電膜６を形成した。
【００３２】
＜ＩＴＯのシート抵抗値の測定＞
ＩＴＯのシート抵抗値を四探針法を用いて測定した。その結果を図２に示す。酸化チタン７微粒子を分散させた有機膜５上に形成したＩＴＯ透明導電膜６のシート抵抗値は８０．４Ω／□であり、粒子を含まない有機膜５上に形成したＩＴＯ透明導電膜６よりもシート抵抗値は２４．９Ω／□であり、大幅にシート抵抗値を低くすることができ、ガラス上に成膜したＩＴＯ透明導電膜６のシート抵抗値である２１．９Ω／□とほぼ同等のシート抵抗値を得ることができた。
【００３３】
＜電子移動度およびキャリア濃度の測定＞
ホール効果測定装置を用いて、ＩＴＯ透明導電膜６の電子移動度およびキャリア濃度の測定した。その結果を図３、図４に示す。酸化チタン７微粒子を分散させた有機膜５上のＩＴＯ透明導電膜６においては、電子移動度がガラス上のＩＴＯ透明導電膜６よりもさらに高い数値となった。これは、酸化チタン７の影響により、ＩＴＯ透明導電膜６がより電気を流し易い状態になったことを示唆している。
【００３４】
しかし、キャリア濃度については、透明基板１であるガラス上のＩＴＯ透明電極膜６よりは低い結果となった。これは、有機膜５からの脱離ガス（水分）の影響により、ＩＴＯ透明電極膜６の結晶性が損なわれてしまってる可能性を示している。
【００３５】
次に、ＸＲＤによるＩＴＯ透明電極膜６の結晶格子の分析を行った。図５に、比較例１の測定結果を示す。有機膜５（酸化チタン無し）上ＩＴＯの結晶格子は、（２２２）面に対して（４００）面の強度が強く、（４１１）面の強度が弱いことが特徴的である。それに対し、図６に示す実施例１の酸化チタン７を分散した有機膜５上のＩＴＯ透明導電膜６におけるＸＲＤの結果では、図７に示した比較例２の透明基板１であるガラス上に形成したＩＴＯ透明導電膜６の結晶格子のＸＲＤの結果とほぼ同等のデータが得られていると考えられる。
【００３６】
ホール効果、ＸＲＤ結晶格子の評価結果より、有機膜５からの水分の発生により、ＩＴＯ透明導電膜６の結晶性が変質してしまうが、酸化チタン７を導入することにより、この変質を抑え、良好な導電性を確保できると考えられる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリックス
３・・・着色画素
４・・・平滑層
５・・・有機膜
６・・・ＩＴＯ透明導電膜
７・・・酸化チタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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