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JP2861716B2 - Transparent electrode, method for manufacturing the same, and apparatus for applying the same - Google Patents

Transparent electrode, method for manufacturing the same, and apparatus for applying the same

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JP2861716B2
JP2861716B2 JP5355893A JP5355893A JP2861716B2 JP 2861716 B2 JP2861716 B2 JP 2861716B2 JP 5355893 A JP5355893 A JP 5355893A JP 5355893 A JP5355893 A JP 5355893A JP 2861716 B2 JP2861716 B2 JP 2861716B2
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film
transparent electrode
ion diffusion
diffusion preventing
heat treatment
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幸子 前川
知司 大石
敬郎 石川
覚 荻原
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Hitachi Ltd
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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はイオン拡散防止膜を有す
る透明電極及びその製法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent electrode having an ion diffusion preventing film and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より透明電極用透明導電膜には酸化
スズを微量添加した酸化インジウム(ITO),酸化タ
ングステンを微量添加した酸化インジウム(IWO),
酸化モリブデンを微量添加した酸化インジウム(IM
O),酸化アンチモンを微量添加した酸化スズ(AT
O),フッ素を微量添加した酸化スズ(FTO),酸化
カドミウムを微量添加した酸化スズ(CTO),酸化亜
鉛(ZnO)等が用いられている。これらの透明導電膜
を安価なソーダガラス等の上に成膜すると、基板ガラス
から透明導電膜へアルカリイオン等が拡散し、それが透
明導電膜の導電性の低下、及び屈折率の異常性の大きな
原因となっていた。また、これらの透明導電膜からなる
透明電極を液晶ディスプレイに用いると、透明導電膜、
及び液晶セル中へのアルカリイオンの拡散がディスプレ
イの白濁の原因ともなって、これらがディスプレイの高
精細化をさまたげる問題となっていた。このため、基板
にアルカリイオン等を含まない高純度シリカガラスを用
いると、これが液晶ディスプレイの低価格化の障害とな
っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a transparent conductive film for a transparent electrode, indium oxide (ITO) containing a small amount of tin oxide, indium oxide (IWO) containing a small amount of tungsten oxide,
Indium oxide containing a small amount of molybdenum oxide (IM
O), tin oxide (AT) with a trace amount of antimony oxide added
O), tin oxide (FTO) to which a small amount of fluorine is added, tin oxide (CTO) to which a small amount of cadmium oxide is added, zinc oxide (ZnO), and the like are used. When these transparent conductive films are formed on inexpensive soda glass or the like, alkali ions and the like diffuse from the substrate glass to the transparent conductive films, which lowers the conductivity of the transparent conductive films and causes abnormalities in the refractive index. It was a big cause. When a transparent electrode made of these transparent conductive films is used for a liquid crystal display, a transparent conductive film,
In addition, the diffusion of alkali ions into the liquid crystal cell causes cloudiness of the display, which has been a problem of hindering high definition of the display. Therefore, if high-purity silica glass containing no alkali ions or the like is used for the substrate, this has been an obstacle to reducing the cost of the liquid crystal display.

【0003】これを打開する方法として、窯協,90,
157−63(1982)に示されているように、安価な
ソーダガラス上にSiO2 を作製し、その上に透明導電
膜を作製し、透明電極とする方法がある。このイオン拡
散を防止するためのSiO2膜の作製方法としては、一
般的な薄膜作製方法が適用できるが、種々の成膜法の中
でも特にディスプレイ作製の低コスト化という観点か
ら、安価な成膜法であるゾルゲル法が用いられることが
多い。
[0003] As a method of overcoming this problem, Kikai, 90,
As shown in 157-63 (1982), there is a method in which SiO 2 is formed on inexpensive soda glass, a transparent conductive film is formed thereon, and a transparent electrode is formed. As a method of forming the SiO 2 film for preventing the ion diffusion, a general thin film forming method can be applied, but among various film forming methods, in particular, from the viewpoint of lowering the cost of manufacturing a display, an inexpensive film forming method is used. The sol-gel method is often used.

【0004】一方、従来より高性能ブラウン管の最表面
には、帯電防止膜が形成される傾向にあるが、現在はブ
ラウン管表面に直接帯電防止膜を塗布する方法がとられ
ており、帯電防止膜の下にイオン拡散防止膜は形成され
ていない。また高性能ブラウン管の最表面には反射防止
膜が形成されている。
On the other hand, an antistatic film tends to be formed on the outermost surface of a high-performance cathode ray tube, but a method of directly applying the antistatic film on the surface of the cathode ray tube has been adopted. There is no ion diffusion preventing film formed underneath. Further, an anti-reflection film is formed on the outermost surface of the high-performance CRT.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のイオン拡散
防止膜作製方法のうち、真空空間を要する成膜法は、真
空到達に長時間を要するため膜形成に時間がかかり、ま
た安価なソーダガラスを基板として用いても、イオン拡
散防止膜の作製にコストがかかるため、結果的に低コス
トでの透明電極の作製の障害となってしまう。一方、真
空空間を必要としないゾルゲル法を用いると、これらの
問題が解決され、しかも大面積な透明電極用基板が作製
できる。ところがゾルゲル法の原料としては、主に有機
金属化合物が用いられるため、原料に含まれる有機物な
ど不純物の除去、及び薄膜を緻密化するためには高温処
理する必要がある。しかしイオン拡散防止膜を高温処理
して緻密化させようとすると、ソーダガラス中に含まれ
るアルカリイオンが熱拡散してしまうため、充分なイオ
ン拡散防止能をもつイオン拡散防止膜の作製は困難であ
った。さらにソーダガラスは500℃程度の熱処理で軟
化するため、それ以上の温度でイオン拡散防止膜を作製
することはできない。
Among the above-mentioned conventional methods for fabricating an ion diffusion preventing film, the film forming method requiring a vacuum space requires a long time to reach a vacuum, so that it takes a long time to form the film, and is inexpensive soda glass. Even if is used as a substrate, the production of the ion diffusion preventing film is costly, and as a result, it becomes an obstacle to the production of the transparent electrode at low cost. On the other hand, by using a sol-gel method that does not require a vacuum space, these problems can be solved and a large-area substrate for a transparent electrode can be manufactured. However, since an organometallic compound is mainly used as a raw material for the sol-gel method, high-temperature treatment is required to remove impurities such as organic substances contained in the raw material and to densify the thin film. However, if the ion diffusion prevention film is treated at high temperature to densify it, alkali ions contained in the soda glass are thermally diffused, so that it is difficult to produce an ion diffusion prevention film having sufficient ion diffusion prevention ability. there were. Further, since soda glass is softened by heat treatment at about 500 ° C., an ion diffusion preventing film cannot be formed at a temperature higher than 500 ° C.

【0006】またゾルゲル法で作製したSiO2 膜は2
00nm付近に吸収をもち、またレーザ照射によって発
光する膜である。これは膜中に構造欠陥があることを意
味する。このためイオンの侵入を防止するイオン拡散防
止膜として用いた場合、構造欠陥を介したイオン拡散が
問題となるばかりでなく、作製した透明電極を光学材料
として用いる際、構造欠陥に由来した不必要な蛍光が原
因して、ディスプレイが高精細性に欠けるなどが大きな
問題となっている。
The SiO 2 film produced by the sol-gel method is 2
It is a film that absorbs near 00 nm and emits light by laser irradiation. This means that there is a structural defect in the film. For this reason, when used as an ion diffusion prevention film for preventing the intrusion of ions, not only ion diffusion through structural defects becomes a problem, but also unnecessary unnecessary defects due to structural defects occur when the produced transparent electrode is used as an optical material. The display lacks high definition due to the intense fluorescence, which is a major problem.

【0007】更にゾルゲル法でソーダガラス上にイオン
拡散防止膜を作製し、更にその上に透明導電膜を形成し
た透明電極では、イオン拡散防止能が十分でないため、
高導電率を持つ透明電極を安価に作製することはできな
い。そのため、応答性に優れた液晶ディスプレイを安価
に作製することができなかった。
Further, a transparent electrode in which an ion diffusion preventing film is formed on soda glass by a sol-gel method and a transparent conductive film is further formed thereon has insufficient ion diffusion preventing ability.
A transparent electrode having high conductivity cannot be produced at low cost. Therefore, a liquid crystal display having excellent responsiveness could not be manufactured at low cost.

【0008】一方、現在ブラウン管には、ブラウン管表
面と帯電防止膜との間にイオン拡散防止膜は作製されて
いない。しかし、今後のブラウン管の高性能化を考えた
とき、帯電防止膜の導電性の向上は必須条件であり、現
在液晶ディスプレイ製造上の問題が即ブラウン管製造に
おける問題点となることが予想される。
On the other hand, at present, no ion diffusion preventing film is formed between the surface of the cathode ray tube and the antistatic film in the cathode ray tube. However, considering the future performance of the cathode ray tube, improvement of the conductivity of the antistatic film is an essential condition, and it is expected that a problem in manufacturing a liquid crystal display will immediately become a problem in manufacturing a cathode ray tube.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のことに
かんがみなされたもので、アルカリイオンを含むガラス
基板と、その上の可視光領域の波長の光照射によって実
質的に発光しないイオン拡散防止膜上にあって、ガラス
基板から透明導電膜へのアルカリイオンの拡散量が、ガ
ラス基板と透明導電膜を直接接触させて形成した場合に
比べて2%以下である透明電極を提供するものである。
イオン拡散防止膜の膜厚は2000Å以下とする。また
イオン拡散防止膜の材料としては、金属酸化物、例えば
SiO2が挙げられるが、その他2種類以上の複合酸化
物も適用できる。更にイオン拡散防止膜中における欠陥
数が1010〜1014個/cm3 であるものとする。このイ
オン拡散防止膜の紫外吸収スペクトルを測定すると、2
50nmの吸収に比べて、190nmの吸収が小さい。
このイオン拡散防止膜は、ガラス表面上の少なくとも一
部に、ゾルゲル法でM(OR)n[但しM:金属,R:ア
ルキル基,n:整数を示す。]で示される金属アルコキ
シド溶液の塗膜を形成し、該塗膜を紫外線照射により硬
化して形成する。また該塗膜を紫外線照射すると共に熱
処理することにより硬化して形成すると基板との密着製
も充分な膜が得られる。この場合、紫外光照射を100
℃以下の雰囲気で行うことが望ましい。透明導電膜の作
製方法はスパッタ法,真空蒸着法,イオンプレーティン
グ法,CVD法,ゾルゲル法など一般の成膜法を用いる
ことができる。また、上記イオン拡散防止膜を有する透
明電極を用いて、液晶ディスプレイなどの表示装置を作
製することができる。またアルカリイオンを含むブラウ
ン管ガラスフェース面上に上記イオン拡散防止膜を作製
して、その上に帯電防止の機能を果たす膜を持つ高性能
ブラウン管を作製することができる。また帯電防止の機
能を持つ膜の表面に凹凸を持たせることによって、反射
防止の機能を付加したブラウン管も作製できる。更にそ
の上に表面保護膜を備えると、耐久性に優れたブラウン
管を作製できる。この保護膜の表面に凹凸を作製して、
反射防止の機能を持たせた高精細ブラウン管を作製する
こともできる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and has been made in view of the above circumstances. A transparent electrode on the prevention film, wherein the diffusion amount of alkali ions from the glass substrate to the transparent conductive film is 2% or less as compared with the case where the transparent conductive film is formed by directly contacting the glass substrate. It is.
The thickness of the ion diffusion preventing film is set to 2000 ° or less. As a material for the ion diffusion preventing film, a metal oxide, for example, SiO 2 can be used, but two or more kinds of composite oxides can also be used. Further, it is assumed that the number of defects in the ion diffusion preventing film is 10 10 to 10 14 / cm 3 . When the ultraviolet absorption spectrum of the ion diffusion preventing film is measured,
The absorption at 190 nm is smaller than the absorption at 50 nm.
This ion diffusion preventing film has M (OR) n [where M: metal, R: alkyl group, and n: integer] on at least a part of the glass surface by a sol-gel method. And forming a coating film of the metal alkoxide solution represented by the formula (1), and curing the coating film by irradiation with ultraviolet rays. When the coating film is cured by irradiation with ultraviolet light and heat treatment, a film with sufficient adhesion to the substrate can be obtained. In this case, the irradiation of ultraviolet light is 100
It is desirable to carry out in an atmosphere of not more than ℃. As a method for forming the transparent conductive film, a general film forming method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, a CVD method, and a sol-gel method can be used. Further, a display device such as a liquid crystal display can be manufactured using the transparent electrode having the ion diffusion preventing film. Further, the above-mentioned ion diffusion preventing film can be formed on the glass face of a cathode ray tube containing alkali ions, and a high-performance cathode ray tube having a film having an antistatic function thereon can be manufactured. Further, a cathode ray tube having an anti-reflection function can be manufactured by making the surface of the film having an anti-static function uneven. If a surface protective film is further provided thereon, a cathode ray tube having excellent durability can be manufactured. Produce irregularities on the surface of this protective film,
A high-definition CRT having an anti-reflection function can also be manufactured.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、ゾルゲル法でM(OR)n[但し
M:金属,R:アルキル基,n:整数を示す。]で示さ
れる金属アルコキシド溶液の塗膜を形成し、該塗膜を紫
外線照射により、従来より低温で硬化して形成する。光
照射を行うことによって、従来行われていた熱処理を行
わなくてすむため、イオン拡散防止膜へのイオンの熱拡
散は起こらない。また光照射しながら100℃以下の熱
処理を行うと、ソーダガラス基板へのイオン拡散防止膜
の密着性に優れたものが得られる。
In the present invention, M (OR) n [where M is a metal, R is an alkyl group, and n is an integer. And forming a coating film of the metal alkoxide solution represented by the formula (1), and curing the coating film by irradiating ultraviolet rays at a lower temperature than before. By performing light irradiation, heat treatment conventionally performed is not required, so that thermal diffusion of ions to the ion diffusion preventing film does not occur. When a heat treatment at 100 ° C. or lower is performed while irradiating light, a material having excellent adhesion of the ion diffusion preventing film to the soda glass substrate can be obtained.

【0011】以上の方法により、透明導電膜、及びディ
スプレイ本体へのアルカリイオンの拡散を防止する。透
明導電膜中のアルカリイオンは電子をトラップするた
め、導電性の低下をまねくが、本方法によって導電率の
高い透明電極を得ることができ、さらに透明導電膜中の
不純物量を抑えることができるため、光学材料として重
要な屈折率の変化も抑えることができる。このイオン拡
散防止膜の膜厚は2000Å以下で充分である。またこのイ
オン拡散防止膜の材料としてSiO2 などの酸化物が適
用でき、周囲の状況によって組成を変えてもよく、屈折
率を制御することによって反射防止の機能を備えた透明
電極とすることもできる。本方法で作製したSiO2
イオン拡散防止膜として用いた場合、SiO2 膜中にお
ける欠陥数を電子スピン共鳴法で測定したところ、10
10〜1014個/cm3 であるので、可視光照射によって蛍
光を発しない。また紫外吸収スペクトルにおいて、20
0nm付近に吸収がないことからも、膜中の欠陥が非常
に少ないことがわかる。このため、このイオン拡散防止
膜を備えた透明電極も、イオン拡散防止膜中の欠陥に原
因する可視光照射時の蛍光の発生が見られず、光学機器
用透明電極とした際、鮮明な画像を得ることができる。
なお、透明導電膜の作製方法としてはスパッタ法,真空
蒸着法,イオンプレーティング法,CVD法,ゾルゲル
法など一般の成膜法を用いることができる。この透明導
電膜の作製においても、膜硬化過程を光照射によって行
うゾルゲル法を用いると、基板温度が低くてもよい。
By the above method, diffusion of alkali ions into the transparent conductive film and the display main body is prevented. Alkali ions in the transparent conductive film trap electrons, resulting in a decrease in conductivity. However, this method can provide a transparent electrode having high conductivity, and can further reduce the amount of impurities in the transparent conductive film. Therefore, a change in the refractive index, which is important as an optical material, can be suppressed. It is sufficient that the thickness of the ion diffusion preventing film is 2000 ° or less. Further, an oxide such as SiO 2 can be applied as a material of the ion diffusion prevention film, the composition may be changed depending on the surrounding conditions, and a transparent electrode having an antireflection function by controlling the refractive index may be used. it can. When SiO 2 produced by this method was used as an ion diffusion preventing film, the number of defects in the SiO 2 film was measured by an electron spin resonance method.
Since 10 to 1014 pieces / cm 3, not fluoresce with visible light irradiation. In the ultraviolet absorption spectrum, 20
The absence of absorption near 0 nm also indicates that the number of defects in the film is very small. For this reason, the transparent electrode provided with the ion diffusion preventing film does not show any fluorescence upon irradiation with visible light due to a defect in the ion diffusion preventing film. Can be obtained.
Note that as a method for forming the transparent conductive film, a general film forming method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, a CVD method, and a sol-gel method can be used. Also in the production of this transparent conductive film, the substrate temperature may be low by using a sol-gel method in which the film curing process is performed by light irradiation.

【0012】上記イオン拡散防止膜を備えた透明電極を
液晶ディスプレイなどの表示装置に適用すると、液晶デ
ィスプレイ作製上、大きな目標とされている低コスト化
に大変役立つ。またディスプレイ本体へのイオン拡散も
抑えられ、さらにディスプレイの白濁等の問題も解決で
きる。ディスプレイ作製上、セルに用いる膜は透過率が
高く、また光照射によって発光しないことが望ましい。
本発明の膜はこの条件を満足するものである。
When a transparent electrode provided with the above-mentioned ion diffusion preventing film is applied to a display device such as a liquid crystal display, it greatly contributes to cost reduction, which is a major goal in manufacturing a liquid crystal display. In addition, ion diffusion into the display body can be suppressed, and problems such as cloudiness of the display can be solved. In manufacturing a display, it is desirable that a film used for a cell has high transmittance and does not emit light by light irradiation.
The film of the present invention satisfies this condition.

【0013】一方、現在ブラウン管には、ブラウン管表
面と帯電防止膜との間にイオン拡散防止膜は作製されて
いない。しかし、今後のブラウン管の高性能化を考えた
とき、帯電防止膜の導電性の向上は必須条件であり、現
在液晶ディスプレイ製造上の問題が即ブラウン管製造に
おける問題点となることが予想される。本発明のイオン
拡散防止膜をブラウン管表面に作製し、その上に帯電防
止膜を作製すると、帯電防止膜中へのイオン拡散を防止
することができ、高い導電性を持つ帯電防止膜を備えた
高性能のブラウン管を作製することができる。
On the other hand, at present, no ion diffusion preventing film is formed between the surface of the cathode ray tube and the antistatic film in the cathode ray tube. However, considering the future performance of the cathode ray tube, improvement of the conductivity of the antistatic film is an essential condition, and it is expected that a problem in manufacturing a liquid crystal display will immediately become a problem in manufacturing a cathode ray tube. When the ion diffusion preventing film of the present invention is formed on the surface of a cathode ray tube and an antistatic film is formed thereon, ion diffusion into the antistatic film can be prevented, and the antistatic film having high conductivity is provided. A high-performance cathode ray tube can be manufactured.

【0014】また帯電防止の機能を持つ膜の表面に凹凸
を持たせることによって、反射防止の機能を付加すると
さらに高性能のブラウン管を作製できる。帯電防止膜の
上に表面保護膜を作製すると、耐久性にとんだブラウン
管を作製できる。さらに保護膜の表面が凹凸を有し、反
射防止の機能を持つ膜であると、高精細ブラウン管とな
る。
Further, if the surface of the film having an antistatic function is provided with irregularities to add an antireflection function, a higher performance cathode ray tube can be manufactured. When a surface protective film is formed on the antistatic film, a cathode ray tube with excellent durability can be manufactured. Furthermore, if the surface of the protective film has irregularities and has a function of preventing reflection, a high-definition CRT is obtained.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(実施例1)テトラエトキシシラン(TEOS),水,
エタノール(ETOH),硝酸をモル比で1:12:4
5:0.25の割合で混合して原料溶液とした。金属ア
ルコキシドであるTEOSと水が反応することによって
溶液内にはSi−O−Siを含む金属クラスター化合物
が生成している。この溶液をソーダガラス上に成膜し
た。成膜方法としては、スピンコート,ディッピング,
スプレーコート法のいずれかの方法を用いた。作製した
膜に、100mWのアルゴンガスレーザを照射すると蛍
光を発した。また紫外吸収スペクトルを測定すると、2
00nm付近に吸収が観察された。これらの結果から、
ただ成膜した状態では、膜中に欠陥が含まれていること
がわかる。この薄膜のESRスペクトルを測定したとこ
ろ、1016個/cm3 の欠陥が観察された。この薄膜上
に、210nmの光を10分間照射した。作製したSi
2 薄膜の膜厚は、約1000Åであった。紫外線を照
射して硬化させた膜は、100mWのアルゴンガスレー
ザを照射しても蛍光を発しなかった。また紫外吸収スペ
クトルを測定しても、200nm付近の吸収は観察され
なかった。さらにESRスペクトルを測定したところ、
欠陥数は1010個/cm3以下であった。またこの膜硬化
工程において、熱処理を行わなかったため、基板に用い
たソーダガラスの軟化は起こらなかった。このイオン拡
散防止膜を備えたソーダガラス上に、ITOを作製し
た。ITOの作製方法としては、スパッタ法,真空蒸着
法,CVD法,イオンプレーティング法,スプレー法,
ゾルゲル法などを用いた。それぞれ同様の方法で、ソー
ダガラス上に膜硬化過程を500℃の熱処理によって膜
硬化を行うゾルゲル法でイオン拡散防止膜を作製し、I
TOを成膜した時と、本方法で作製した時の導電率を比
較したものを表1に示す。
(Example 1) Tetraethoxysilane (TEOS), water,
Ethanol (ETOH) and nitric acid in a molar ratio of 1: 12: 4
The raw materials were mixed at a ratio of 5: 0.25. By reacting TEOS, which is a metal alkoxide, with water, a metal cluster compound containing Si—O—Si is generated in the solution. This solution was formed into a film on soda glass. Spin coating, dipping,
One of the spray coating methods was used. When the produced film was irradiated with a 100 mW argon gas laser, it emitted fluorescence. When the ultraviolet absorption spectrum was measured,
Absorption was observed at around 00 nm. From these results,
However, it can be seen that the film contains defects in the film formed. When the ESR spectrum of this thin film was measured, 10 16 defects / cm 3 were observed. The thin film was irradiated with 210 nm light for 10 minutes. Fabricated Si
The thickness of the O 2 thin film was about 1000 °. The film cured by irradiation with ultraviolet light did not emit fluorescence even when irradiated with a 100 mW argon gas laser. Also, when the ultraviolet absorption spectrum was measured, no absorption around 200 nm was observed. Furthermore, when the ESR spectrum was measured,
The number of defects was 10 10 / cm 3 or less. Further, in this film hardening step, no heat treatment was performed, so that the soda glass used for the substrate did not soften. ITO was formed on soda glass provided with the ion diffusion preventing film. Examples of the method for producing ITO include a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method, an ion plating method, a spray method,
A sol-gel method or the like was used. In the same manner as described above, an ion diffusion preventing film is formed on soda glass by a sol-gel method in which the film is cured by heat treatment at 500 ° C.
Table 1 shows a comparison of the electrical conductivity between when the TO film was formed and when the TO method was used.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】本方法を用いると、ソーダガラスを用いて
も高導電率の透明電極を作製できた。また熱処理によっ
て膜硬化を行うゾルゲル法で作製したイオン拡散防止膜
を備えたソーダガラス上にスパッタ法で作製したITO
からなる透明電極と、本方法の光照射によって膜硬化を
行うゾルゲル法で作製したイオン拡散防止膜を備えたソ
ーダガラス上にスパッタ法で作製したITOからなる透
明電極の透過率を図1に示す。1が本方法で作製したも
の、2が熱処理によってイオン拡散防止膜を作製したも
のである。この図からもわかるように、本方法で作製し
た透明電極はアルカリイオンの拡散が非常に少ないた
め、光透過性にも優れている。
By using this method, a transparent electrode having high conductivity could be produced even when soda glass was used. In addition, ITO formed by sputtering on soda glass provided with an ion diffusion preventing film formed by a sol-gel method in which the film is cured by heat treatment
FIG. 1 shows the transmittance of a transparent electrode made of ITO and a transparent electrode made of ITO formed by sputtering on a soda glass provided with an ion diffusion preventing film formed by a sol-gel method in which the film is cured by light irradiation of the present method. . Reference numeral 1 denotes a film prepared by this method, and reference numeral 2 denotes a film prepared by heat treatment to form an ion diffusion preventing film. As can be seen from this figure, the transparent electrode produced by this method has very low alkali ion diffusion, and therefore has excellent light transmittance.

【0018】(実施例2)TEOS,水,ETOH,硝
酸をモル比で1:12:45:0.25 の割合で混合し
て原料溶液とした。この溶液をソーダガラス上に成膜し
た。この薄膜上に、210nmの光を10分間照射しな
がら、80℃で熱処理した。熱処理することによって、
ガラス基板とイオン拡散防止膜との密着性が向上した。
作製したSiO2 薄膜の膜厚は、約900Åであった。
紫外線を照射して硬化させた膜は、同時に熱処理を行っ
ても、100mWのアルゴンガスレーザを照射しても蛍
光を発しなかった。また紫外吸収スペクトルを測定して
も、200nm付近の吸収は観察されなかった。さらに
ESRスペクトルを測定したところ、欠陥数は1010個/
cm3 以下であった。この膜硬化工程において、熱処理温
度がガラスの軟化温度より低温であったため、基板に用
いたソーダガラスの軟化は起こらなかった。このイオン
拡散防止膜を備えたソーダガラス上にITOを作製し
た。このようにしてソーダガラスを用いても高導電率の
透明電極を作製できた。
Example 2 A raw material solution was prepared by mixing TEOS, water, ETOH, and nitric acid at a molar ratio of 1: 12: 45: 0.25. This solution was formed into a film on soda glass. The thin film was heat-treated at 80 ° C. while being irradiated with 210 nm light for 10 minutes. By heat treatment,
The adhesion between the glass substrate and the ion diffusion preventing film was improved.
The thickness of the produced SiO 2 thin film was about 900 °.
The film cured by irradiating ultraviolet rays did not emit fluorescence even when heat treatment was performed at the same time or irradiation with an argon gas laser of 100 mW. Also, when the ultraviolet absorption spectrum was measured, no absorption around 200 nm was observed. When the ESR spectrum was further measured, the number of defects was 10 10 /
cm 3 or less. In this film curing step, the heat treatment temperature was lower than the softening temperature of the glass, so that the soda glass used for the substrate did not soften. ITO was produced on soda glass provided with the ion diffusion preventing film. In this way, a transparent electrode having high conductivity was able to be produced even with soda glass.

【0019】(実施例3)前記実施例の透明電極を用い
て、液晶ディスプレイを作製した。作製したディスプレ
イの断面図を図2に示す。図2において、3はソーダガ
ラス、4は透明導電膜、5は無機絶縁膜、6は配向膜、
7はシール材、8は液晶層、9は表示面、10がイオン
拡散防止膜である。またソーダガラス上に直接透明導電
膜を作製した透明電極を用いた液晶セル中のナトリウム
イオン量を原子吸光分析法で調べたところには、1.2
9〜1.77×10-2mol/cm2、本方法と同じ原料を用
いて、膜硬化を光照射せずに500℃の熱処理すること
によって行ったイオン拡散防止膜を有する液晶セルには
1.15〜1.35×10-3mol/cm2の拡散がみられた
が、本発明によるイオン拡散防止膜を用いれば、10-4
mol/cm2程度しか拡散しなかった。
Example 3 A liquid crystal display was manufactured using the transparent electrode of the above example. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the manufactured display. In FIG. 2, 3 is soda glass, 4 is a transparent conductive film, 5 is an inorganic insulating film, 6 is an alignment film,
7 is a sealing material, 8 is a liquid crystal layer, 9 is a display surface, and 10 is an ion diffusion preventing film. In addition, when the amount of sodium ions in a liquid crystal cell using a transparent electrode in which a transparent conductive film was directly formed on soda glass was examined by atomic absorption spectrometry, it was found to be 1.2.
A liquid crystal cell having an ion diffusion preventing film obtained by performing a heat treatment at 500 ° C. without light irradiation for film curing using the same raw material as in the present method at 9 to 1.77 × 10 −2 mol / cm 2 . Diffusion of 1.15 to 1.35 × 10 −3 mol / cm 2 was observed. However, when the ion diffusion preventing film according to the present invention was used, 10 −4 was observed.
Only about mol / cm 2 diffused.

【0020】本方法で作製した液晶セルは、セル中への
アルカリイオンの拡散がないため白濁などの表示特性の
劣化もなく、導電性も十分であるため、良好な性能を示
す液晶ディスプレイが低コストで作製できた。
The liquid crystal cell produced by this method has no diffusion of alkali ions into the cell, does not deteriorate the display characteristics such as white turbidity, and has sufficient conductivity. It could be manufactured at cost.

【0021】(実施例4)TEOS,水,ETOH,硝
酸をモル比で1:12:45:0.25 の割合で混合し
て原料溶液とした。この溶液をブラウン管フェース面に
イオン拡散防止膜を成膜した。成膜方法は、スピンコー
ト,ディッピング,スプレーコート法のいずれの方法で
も可能であった。この薄膜上に、210nmの光を10
分間照射しながら、80℃で熱処理した。熱処理するこ
とによって、ガラス基板とイオン拡散防止膜との密着性
が向上した。前記実施例のイオン拡散防止膜と同様に、
このイオン拡散防止膜は、可視光を照射しても蛍光を発
しなかった。このイオン拡散防止膜の上に、硝酸インジ
ウム,塩化スズのアセチルアセトン溶液をスプレーコー
ト法で成膜した。これに紫外光を照射しながら160℃
で熱処理して膜を硬化し、帯電防止膜とした。この導電
膜の導電性は、108Ω/□ であった。こうして表面に
凹凸を有する導電膜を作製して、ブラウン管の外光を乱
反射し、ブラウン管の視覚性に問題を与える表面の反射
を防ぐ、またブラウン管表面の帯電を防止する膜が作製
できた。
Example 4 A raw material solution was prepared by mixing TEOS, water, ETOH, and nitric acid at a molar ratio of 1: 12: 45: 0.25. This solution was used to form an ion diffusion preventing film on the face of the cathode ray tube. As a film forming method, any of spin coating, dipping, and spray coating was possible. On this thin film, 210 nm light is applied for 10 minutes.
Heat treatment was performed at 80 ° C. while irradiating for 10 minutes. The heat treatment improved the adhesion between the glass substrate and the ion diffusion preventing film. Like the ion diffusion prevention film of the above embodiment,
This ion diffusion preventing film did not emit fluorescence even when irradiated with visible light. An acetylacetone solution of indium nitrate and tin chloride was formed on the ion diffusion preventing film by a spray coating method. 160 ° C while irradiating this with ultraviolet light
To cure the film, thereby forming an antistatic film. The conductivity of this conductive film was 10 8 Ω / □. In this way, a conductive film having irregularities on the surface was produced, and a film capable of irregularly reflecting the external light of the cathode ray tube, preventing the reflection on the surface which would cause a problem in the visual quality of the cathode ray tube, and preventing the surface of the cathode ray tube from being charged was produced.

【0022】(実施例5)TEOS,水,ETOH,硝
酸をモル比で1:12:45:0.25 の割合で混合し
て原料溶液とした。この溶液をブラウン管フェース面に
イオン拡散防止膜を成膜した。この薄膜上に、210n
mの光を10分間照射しながら、80℃で熱処理した。
前記実施例のイオン拡散防止膜と同様に、このイオン拡
散防止膜は、可視光を照射しても蛍光を発しなかった。
このイオン拡散防止膜の上に、硝酸インジウム,塩化ス
ズのアセチルアセトン溶液を成膜した。成膜方法は、ス
ピンコート,ディッピング,スプレーコート法のいずれ
の方法でも可能であった。これに紫外光を照射しながら
160℃で熱処理して膜を硬化し、帯電防止膜とした。
この導電膜の導電性は、108Ω/□ であったこの帯電
防止膜の上に、TEOS,水,ETOH,硝酸をモル比で
1:12:45:0.25 の割合で混合して原料溶液と
したものをスプレーコート法で成膜した。この薄膜上
に、210nmの光を10分間照射しながら、80℃で
熱処理した。作製したブラウン管の断面図を図3に示
す。図3において11はブラウン管外壁、12は反射防
止膜、13は帯電防止膜、14がイオン拡散防止膜であ
る。こうして表面に凹凸を有するSiO2保護膜を作製し
て、ブラウン管の表面を保護すると共に外光を乱反射
し、ブラウン管の視覚性に問題を与える表面の反射を防
ぎ、またブラウン管表面の帯電を防止する膜が作製でき
た。
Example 5 A raw material solution was prepared by mixing TEOS, water, ETOH, and nitric acid at a molar ratio of 1: 12: 45: 0.25. This solution was used to form an ion diffusion preventing film on the face of the cathode ray tube. On this thin film, 210n
Heat treatment was performed at 80 ° C. while irradiating with m light for 10 minutes.
Like the ion diffusion preventing film of the above example, the ion diffusion preventing film did not emit fluorescence even when irradiated with visible light.
An acetylacetone solution of indium nitrate and tin chloride was formed on the ion diffusion preventing film. As a film forming method, any of spin coating, dipping, and spray coating was possible. This was heat-treated at 160 ° C. while being irradiated with ultraviolet light to cure the film, thereby forming an antistatic film.
The conductivity of this conductive film was 10 8 Ω / □, and TEOS, water, ETOH, and nitric acid were mixed at a molar ratio of 1: 12: 45: 0.25 on this antistatic film. A film of the raw material solution was formed by a spray coating method. The thin film was heat-treated at 80 ° C. while being irradiated with 210 nm light for 10 minutes. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the produced CRT. In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a cathode ray tube outer wall, 12 denotes an antireflection film, 13 denotes an antistatic film, and 14 denotes an ion diffusion preventing film. In this way, an SiO 2 protective film having irregularities on the surface is formed to protect the surface of the cathode ray tube, to diffusely reflect external light, to prevent the reflection of the surface which causes a problem in the visual quality of the cathode ray tube, and to prevent the surface of the cathode ray tube from being charged. A film was produced.

【0023】またカラーブラウン管に本方法を適用する
と、膜硬化を熱処理によって行った場合と比べて、可視
光照射による蛍光の発生も見られず、高精細かつ帯電防
止能に優れたブラウン管を作製することができた。
When the present method is applied to a color cathode ray tube, compared to the case where the film is cured by heat treatment, no generation of fluorescence due to irradiation with visible light is observed, and a cathode ray tube having high definition and excellent antistatic ability is produced. I was able to.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明を用いれば、ソーダガラスから透
明導電膜,ディスプレイセルへのアルカリイオンの拡散
による導電性、及び透過率の低下を大幅に抑制すること
ができる。このため、これを液晶ディスプレイ,ブラウ
ン管等のイオン拡散防止膜に応用すれば、高性能の液晶
ディスプレイ,ブラウン管を低コストで得ることができ
る。
According to the present invention, a decrease in conductivity and transmittance due to diffusion of alkali ions from soda glass to the transparent conductive film and the display cell can be greatly suppressed. Therefore, if this is applied to an ion diffusion preventing film such as a liquid crystal display and a cathode ray tube, a high performance liquid crystal display and a cathode ray tube can be obtained at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本方法で作製した透明電極と、イオン拡散防止
膜の膜硬化を熱処理によって行った透明電極の透過率を
示す特性図である。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing the transmittance of a transparent electrode produced by the present method and the transmittance of a transparent electrode obtained by heat-treating a film of an ion diffusion preventing film by heat treatment.

【図2】本方法で作製したディスプレイの断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a display manufactured by the present method.

【図3】本方法で作製したブラウン管の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a cathode ray tube manufactured by the present method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン拡散防止膜を熱処理によって硬化させて作製
した透明電極の透過率、2…イオン拡散防止膜を光照射
によって硬化させて作製した透明電極の透過率、3…ソ
ーダガラス、4…透明導電膜、5…無機絶縁膜、6…配
向膜、7…液晶層、8…シール材、9…表示面、10…
イオン拡散防止膜ブラウン管、11…ブラウン管外壁、
12…反射防止膜、13…帯電防止膜、14…イオン拡
散防止膜。
1 ... transmittance of a transparent electrode prepared by curing the ion diffusion preventing film by heat treatment 2 ... transmittance of a transparent electrode prepared by curing the ion diffusion preventing film by light irradiation 3 ... soda glass, 4 ... transparent conductive Film, 5: inorganic insulating film, 6: alignment film, 7: liquid crystal layer, 8: sealing material, 9: display surface, 10 ...
Ion diffusion prevention film CRT, 11 ... CRT outer wall,
12: anti-reflection film, 13: anti-static film, 14: ion diffusion preventing film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻原 覚 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−26408(JP,A) 特開 昭62−158136(JP,A) 特開 昭61−118946(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03C 15/00 - 23/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Satoru Ogiwara 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-58-26408 (JP, A) JP-A-62-158136 (JP, A) JP-A-61-118946 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C03C 15/00-23/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ガラス表面上の少なくとも一部に、ゾルゲ
ル法でM(OR)n[但しM:金属,R:アルキル基,
n:整数を示す。]で示される金属アルコキシド溶液の
塗膜を形成する塗膜工程と、 該塗膜を紫外線照射により硬化する硬化工程によりイオ
ン拡散防止膜を形成しその上に透明導電膜を形成する
明電極の製造方法。
1. A method according to claim 1, wherein M (OR) n [where M: metal, R: alkyl group,
n: Indicates an integer. A coating process of forming a coating film of a metal alkoxide solution represented by the formula: and a curing process of curing the coating film by ultraviolet irradiation.
A method for manufacturing a transparent electrode, comprising forming an anti-diffusion film and forming a transparent conductive film thereon .
【請求項2】請求項に記載の該紫外光照射を100℃
以下の雰囲気で行うことを特徴とする透明電極の製造方
法。
2. The method according to claim 1 , wherein the ultraviolet light irradiation is performed at 100 ° C.
A method for producing a transparent electrode, wherein the method is performed in the following atmosphere.
【請求項3】ガラス表面上の少なくとも一部に、ゾルゲ
ル法でM(OR)n[但しM:金属,R:アルキル基,
n:整数を示す。]で示される金属アルコキシド溶液の
塗膜を形成する塗膜工程と、 該塗膜に熱処理した後に、紫外線照射することにより硬
化する硬化工程によりイオン拡散防止膜を形成しその上
に透明導電膜を形成する透明電極の製造方法。
3. At least a part of the glass surface is coated with M (OR) n [M: metal, R: alkyl group,
n: Indicates an integer. A coating step of forming a coating film of a metal alkoxide solution represented by the formula: and a curing step of curing the coating film by irradiating ultraviolet rays after heat treatment to form an ion diffusion preventing film.
A method for producing a transparent electrode, wherein a transparent conductive film is formed on the transparent electrode.
【請求項4】請求項に記載の該紫外光照射を100℃
以下の雰囲気で行うことを特徴とする透明電極の製造方
法。
4. The method according to claim 3 , wherein the ultraviolet light irradiation is performed at 100 ° C.
A method for producing a transparent electrode, wherein the method is performed in the following atmosphere.
【請求項5】請求項に記載の該熱処理を100℃以下
の雰囲気で行うことを特徴とする透明電極の製造方法。
5. A method for producing a transparent electrode, wherein the heat treatment according to claim 3 is performed in an atmosphere at 100 ° C. or lower.
【請求項6】ガラス表面上の少なくとも一部に、ゾルゲ
ル法でM(OR)n[但しM:金属,R:アルキル基,
n:整数を示す。]で示される金属アルコキシド溶液の
塗膜を形成する塗膜工程と、 該塗膜に紫外線照射すると同時に熱処理することにより
硬化する硬化工程によりイオン拡散防止膜を形成しその
上に透明導電膜を形成する透明電極の製造方法。
6. At least a part of the glass surface is coated with M (OR) n [M: metal, R: alkyl group,
n: Indicates an integer. A coating step of forming a coating film of a metal alkoxide solution represented by, that to form an ion diffusion preventing film by curing step of curing by heat treatment simultaneously with the ultraviolet radiation to the coating film
A method for manufacturing a transparent electrode on which a transparent conductive film is formed .
【請求項7】請求項に記載の該紫外光照射を100℃
以下の雰囲気で行うことを特徴とする透明電極の製造方
法。
7. The method according to claim 6 , wherein the ultraviolet light irradiation is performed at 100 ° C.
A method for producing a transparent electrode, wherein the method is performed in the following atmosphere.
【請求項8】請求項に記載の該熱処理を100℃以下
の雰囲気で行うことを特徴とする透明電極の製造方法。
8. A method for producing a transparent electrode, wherein the heat treatment according to claim 6 is performed in an atmosphere at 100 ° C. or lower.
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