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1572

〜タッチパネル・太陽電池・有機EL照明・電子ペーパーへの応用〜

透明導電膜・フィルムの
高透明・低抵抗化と耐久性向上

 
■執筆者(敬称略)

尾池工業(株)
尾池工業(株)
尾池工業(株)
尾池工業(株)
グンゼ(株)
SKCハース・ディスプレイフィルムズ・ジャパン(株)
三容真空工業(株)
(株)KRI
<専>YIC京都工科大学校
日揮触媒化成(株)
(地独)大阪市立工業研究所
東北大学
東北大学
東北大学
東北大学
宮崎大学
東海大学
名古屋大学【元 東洋紡績】
山梨大学
山梨大学
山梨大学

稲守 忠広
保住 敏之
中島 義浩
井上 雅裕
野田 和裕
鈴木 優
小川 倉一
福井 俊巳
杉山 征人
村口 良
中許 昌美
村松 淳司
蟹江 澄志
佐々木 隆史
遠藤 瑶輔
吉野 賢二
久慈 俊郎
小長谷 重次
厳 虎
城 俊彦
奥崎 秀典

ナガセケムテックス(株)
出光興産(株)
千葉大学
富士フイルム(株)
住友大阪セメント(株)
バイエル マテリアルサイエンス(株)
埼玉大学
パナソニック エレクトロニック デバイス(株)
東プレ(株)
(株)ミクロ技術研究所
(株)ミクロ技術研究所
(独)産業技術総合研究所
旭硝子(株)
昭和シェル石油(株)
桐蔭横浜大学
(株)タッチパネル研究所
(株)タッチパネル研究所

藤田 貴史
黒田 憲寛
星野 勝義
田口 敏樹
若林 淳美
柿沼 孝一郎
上野 啓司
中西 朗
黒沢 理
西 昭次
吉田 明
豊島 安健
尾山 卓司
櫛屋 勝巳
宮坂 力
谷 佳洋
板倉 義雄

■目次
第1章 ITO透明導電膜の材料設計と高機能化のポイント

第1節 ITO透明導電性フィルム

[1] タッチパネル用透明導電性フィルムの最新動向

1.透明導電性フィルムについて  
 1-1.タッチパネル用の透明導電性フィルムについて
2.タッチパネル用の透明導電性フィルム  
 2-1.抵抗膜方式タッチパネルの透明導電性フィルムについて  
 2-2.静電容量(投影型)方式タッチパネル用途に使用される透明導電性フィルムについて
3.透明導電性フィルムの表面処理について  
 3-1.表面処理:透明導電膜  
 3-2.表面処理:HC層、アンチニュートンリング層  
 3-3.表面処理:光学調整層
4.ウェットコーティングによる導電性フィルムについて  
 4-1.導電性高分子  
 4-2.抵抗膜方式のタッチパネルとしての組合せ  
 4-3.電極パターン形成

[2] タッチパネル用透明導電性フィルムの作製

1.スパッタリング装置の構成
2.作製手順
 2-1.デガス工程
 2-2.ITO膜の作製
 2-3.ITO膜の評価
3.実験結果ならびに考察
 3-1.QMSイオン電流
 3-2.堆積厚み
 3-3.電気的特性
    3-3-1.キャリヤ密度
    3-3-2.Hall移動度
        @移動度変化のメカニズムについて       
        AO2流量比が0.05以下領域での挙動       
        B粒界ポテンシャル       
        CX線回折の測定結果       
        D無機ガラス基板との比較
4.まとめ

[3] ITOフィルムの諸特性と高性能化への展望

1.はじめに
2.透明導電膜の光学特性
3.表面抵抗特性
4.まとめ

[4]は著作権の都合上、掲載しておりません


第2節 ITO膜加工・プロセス

[1] 低温プロセスによる高性能ITO薄膜形成技術

1.はじめに
2.透明導電膜材料と薄膜作製法  
 2-1.透明導電膜材料  
 2-2.透明導電薄膜作製方法
3.低温プロセスによるITO薄膜作製例と諸特性  
 3-1.低電圧化マグネトロンスパッタ法によるITO薄膜の作製例  
 3-2.運動エネルギー制御スパッタリング(KECD)によるITO薄膜  
 3-3.MHVスパッタ法によるITO薄膜  
 3-4.低エネルギーイオンプレーティングによるITO薄膜  
 3-5.パルスレーザーディポジション(PLD)法によるITO薄膜  
 3-6.低温プロセスによるITO薄膜の比較
4.今後の課題とまとめ

[2] ゾル‐ゲル法によるITO透明導電膜の低温形成技術

1.はじめに
2.ゾル‐ゲル法によるITO膜の形成
 2-1.ゾル‐ゲル法とは
 2-2.ITO膜の形成
    2-2-1.各種出発原料を用いたITO膜形成
    2-2-2.化学組成の影響
    2-2-3.ゾル‐ゲルITO膜の微細構造制御
 2-3.ゾル‐ゲル法によるITO膜の低温形成の可能性
3.光アシストゾル‐ゲル法による透明導電膜の室温形成
 3-1.光アシストゾル‐ゲル法とは
 3-2.光アシストゾル‐ゲル法によるITO膜の室温形成
    3-2-1.結晶化挙動
    3-2-2.電気特性
    3-2-3.微細構造
 3-3.プラスチック基板上へのITO膜の形成
4.まとめ

[3] ITO透明導電膜のプラスチック基板への付着力向上
          〜ガラス基板との比較〜

1.プラスチック基板とガラス基板
2.ガラス基板洗浄
3.プラスチックフィルムの真空中での挙動
 3-1.水分の放出
 3-2.オリゴマーの発生
4.プラスチック基板への膜付着力を向上させる工夫
 4-1.アンダーコーティング(中間層)
 4-2.物理的表面改質
    4-2-1.光
    4-2-2.電子ビーム,イオンビーム
    4-2-3.プラズマ処理
    4-2-4.化学的修飾
5.ITO透明導電膜の接着性向上

[4]は著作権の都合上、掲載しておりません


第3節 ITOナノ粒子

[1] 塗布型透明導電膜における材料設計とその応用技術

1.はじめに
2.透明導電膜の設計
 2-1.ナノコンポジット型導電性塗料
 2-2.ナノ導電粒子設計
 2-3.バインダー設計
 2-4.塗料設計とその応用例
3.透明導電膜の高機能化
4.今後の展開

[2] ITOナノ粒子ペーストによる透明導電膜形成

1.はじめに
2.ITOナノ粒子の特長
3.ITOナノ粒子ペーストによる透明電極の形成
 3-1.ITOナノ粒子ペーストの調製  
 3-2.ITOナノ粒子ペーストによる透明導電膜の形成  
 3-3.ITOナノ粒子ペーストおよびその焼成条件の最適化  
 3-4.微細配線パターンの作製
4.まとめ  
 @粒子径制御可能なITOナノ粒子の低コスト・大量合成の実現  
 A有機被覆ITOナノ粒子による高性能スクリーン印刷用ペーストの調製  
 Bクラックの発生がない緻密で平滑な透明導電膜  
 C大気雰囲気下焼成で比抵抗2.9×10-3Ωcm、透過率99%、HAZE値2%を実現  
 Dスクリーン印刷による微細なパターン形成が可能

[3] スパッタ法に替わる塗布法ITOナノインクの実用化の意義

1.はじめに
2.スパッタ法と塗布法
3.ITOナノインク調製
4.ITOナノ粒子合成
5.今後の展望

第2章 ITO代替透明導電膜の材料設計と高機能化のポイント


第1節 酸化亜鉛・マグネシウム

[1]は著作権の都合上、掲載しておりません


[2] 低コストに向けたZnO透明導電膜の塗布法による成膜技術

1.透明導電膜の現状
2.透明導電膜の物性
3.スプレー法によるZnO膜の作製
 3-1.不純物効果
 3-2.Ga濃度変化  
 3-3.In濃度変化  
 3-4.熱処理効果
4.低温成長

[3] 新規Mg透明導電材料の設計と評価

1.はじめに
2.材料設計手法とその結果


第2節 導電性高分子

[1]は著作権の都合上、掲載しておりません

[2] ゾル‐ゲル法によるITO透明導電膜の低温形成技術

1.はじめに
2.ゾル‐ゲル法によるITO膜の形成
 2-1.ゾル‐ゲル法とは
 2-2.ITO膜の形成
    2-2-1.各種出発原料を用いたITO膜形成
    2-2-2.化学組成の影響
    2-2-3.ゾル‐ゲルITO膜の微細構造制御
 2-3.ゾル‐ゲル法によるITO膜の低温形成の可能性
3.光アシストゾル‐ゲル法による透明導電膜の室温形成
 3-1.光アシストゾル‐ゲル法とは
 3-2.光アシストゾル‐ゲル法によるITO膜の室温形成
    3-2-1.結晶化挙動
    3-2-2.電気特性
    3-2-3.微細構造
 3-3.プラスチック基板上へのITO膜の形成
4.まとめ


[3] 高導電性と高透明性を両立させた有機薄膜

1.導電性高分子
2.PEDOT/PSS「一次粒子単層膜」
3.高導電性と高透明性の両立
4.おわりに

[4] PEDOT/PSSのフィルム・コーティング剤への応用

1.透明導電膜の現状
 1-1.ITOを取り巻く現状  
 1-2.透明導電性材料
 1-3.ITOフィルムと導電性ポリマーの比較
    1-3-1.成膜
    1-3-2.特性  
 1-4.π共役系導電性ポリマー
2.PEDOT/PSS
 2-1.ポリチオフェン系導電性ポリマー(PEDOT/PSS)の特性  
 2-2.PEDOT/PSSの導電性の向上
3.透明電極用デナトロン
 3-1.代表グレードの特徴
 3-2.基材適応性
4.パターニング  
 4-1.リフトオフ法を応用した方法
 4-2.感光性デナトロン
 4-3.スクリーンペースト
 4-4.まとめ
5.おわりに

[5] 溶剤可溶型高導電性ポリマーの透明導電膜への応用

1.溶剤可溶型高導電性ポリアニリンの概要
 1-1.ポリアニリンの構造
2.ポリアニリンの電導度と構造変化
 2-1.ポリアニリンの構造変化と電導度のコントロール
 2-2.ポリアニリンフィルムの電導度の温度依存性
 2-3.ポリアニリンフィルムの引張試験による構造変化と表面抵抗値の変化
3.まとめ

[6]は著作権の都合上、掲載しておりません

[7] 腐食反応により創製されるフレキシブル透明導電材料

1.ポリピロール/金属化合物ナノコンポジット
2.ポリカルバゾール/アルミニウム化合物ナノコンポジット
3.ポリカルバゾール/スズ化合物及びガリウム化合物ナノコンポジット
 3-1.ナノコンポジット膜の透明度、形態、及び組成
 3-2.電気化学用電極としての利用
 3-3.電気伝導度
4.ナノコンポジットインク

[8]は著作権の都合上、掲載しておりません


第3節 金属ナノ粒子・ワイヤー

[1] 銀塩写真技術応用による透明導電膜の高導電性・高透過率の実現

1.序
2.エクスクリアの開発
 2-1.フレキシブル透明導電膜へ
 2-2.白黒銀塩写真の原理とシールドレックス開発
 2-3.透明導電膜への展開
3.エクスクリアの性能と特長
 3-1.ニュートラルなグレーの色調
 3-2.ごく低抵抗から高抵抗まで自在に設計できる表面抵抗値
 3-3.80%以上の高い全光透過率
 3-4.RolltoRollプロセスでの生産可能  
 3-5.レーザー露光により細線パターンが自在に描画可能
 3-6.高い可撓性(折り曲げ性)を実現
4.今後の展開可能性について
 ・無機&有機EL電極  
 ・タッチパネル  
 ・電子ペーパー  
 ・太陽電池  
 ・透明ヒーター
5.最後に

[2]は著作権の都合上、掲載しておりません

[3] ナノ粒子を使用した透明帯電防止コーティング

1.透明帯電防止コーティング製品の概要
2.塗膜の電気的・光学的特性と導電性ネットワークの形成
3.塗膜表面における導電性ネットワークの形成
4.おわりに

[4] 導電性銀ナノインク、カーボンナノチューブインクの透明フィルムへの展開

1.導電性ナノ粒子インクとは
 1-1.金属ナノ粒子インク
 1-2.カーボンナノチューブ(CNT)インク
2.バイエル マテリアルサイエンスの導電性ナノ粒子インクについて  
 2-1.導電性銀ナノインク  
 2-2.導電性カーボンナノチューブインク
3.透明フィルムやガラスへの展開


第4節 カーボンナノチューブ・グラフェン

[1]は著作権の都合上、掲載しておりません

[2] グラフェンの可溶化技術と透明導電膜への応用

1.グラフェンの透明導電膜への応用
2.化学的手法を用いたグラファイト単結晶の
           単層剥離・可溶化とグラフェン薄膜作製
 2-1.グラファイトの酸化と溶液中単層剥離
 2-2.酸化グラフェン薄膜の塗布形成
 2-3.酸化グラフェン薄膜の還元
 2-4.酸化処理を行わないグラファイト単層剥離手法
 2-5.真空中加熱における酸化グラフェン,グラフェン薄膜の導電性変化
3.グラフェン透明電極の応用例
 3-1.グラフェン透明電極を用いた有機薄膜太陽電池
 3-2.グラフェン透明ゲート電極を用いた有機薄膜電界効果トランジスタ(FET)
4.おわりに

第3章 透明導電膜のデバイス応用とその要求特性

第1節 タッチパネル

[1] タッチパネル用ITOフィルムの技術動向

1.はじめに
2.タッチパネル用ITOフィルムの導電特性
 2-1.抵抗膜式タッチパネルの導電特性
 2-2.静電容量式タッチパネルの導電特性
 2-3.周辺回路材料
3.光学的諸特性
 3-1.透過率
 3-2.表面の反射防止
 3-3.干渉縞の抑制方法
 3-4.ギラツキ防止
 3-5.狭額縁・筆記耐久
 3-6.基板
 3-7.他表面保護材料
4.静電容量式タッチパネルのその他材料
5.まとめ

[2] タッチパネルへの透明導電膜の応用

1.概要
2.抵抗膜方式透明タッチパネルの構成,動作原理  
 2-1.構成  
 2-2.動作原理
3.アナログ抵抗膜方式タッチパネルにおける透明導電膜の役割
4.アナログ抵抗膜式タッチパネルにおける要求特性と現状  
 4-1.光学特性(光線透過率・反射率)
 4-2.抵抗値  
 4-3.抵抗値均一性(直線性)  
 4-4.耐久性  
 4-5.耐環境特性
5.まとめと今後の動向

[3] 静電容量式タッチパネルの最新技術

1.静電容量式タッチパネルの分類  
 1-1.静電タッチセンサに於ける静電容量式タッチパネル  
 1-2.静電容量式タッチパネルの二大方式
2.静電容量式タッチパネルの構造と検出原理概要  
 2-1.Surface Capacitive Touch Panel概要  
 2-2.Projected Capacitive Touch Panel概要  
 2-3.Projected Capacitive Touch Panelのパネル構成    
   2-3-1.「iPhone」のタッチパネル    
   2-3-2.他のITOエッチング方式タッチパネル
3.静電容量式タッチパネル「Inner Capacitive Touch Panel」  
 3-1.静電容量式タッチパネル開発の背景  
 3-2.新静電容量式タッチパネルについて
4.静電容量式タッチパネルの将来の動向
5.おわりに

[4] ガラス/ガラスタッチパネルの特徴と特性

1.ミクロ技術研究所の事業の背景
2.ガラスを基材としたタッチパネル  
 2-1.なぜガラスタッチパネルにこだわるのか
 2-2.ガラスタッチパネルの利点と欠点    
    2-2-1.ガラスを採用するメリットについて       
        @透明電極膜はガラスの上でよく安定する       
        Aモース硬度・ピッカーズ硬度が高く、キズがつきにくい       
        B熱・湿度に強く、寸法安定性がよい       
        Cガラス上の高精細パターンエッチングが可能である    
    2-2-2.ガラスを採用するデメリットについて       
        @割れる       
        A曲がらない       
        B重い       
        C枚葉生産しか出来ない 3.アナログ抵抗膜式タッチパネル  
 3-1.アナログ抵抗膜方式の構造  
 3-2.ミクロ技術研究所の抵抗膜式タッチパネルの特徴    
    3-2-1.構造比較    
    3-2-2.ガラス抵抗膜式タッチパネルの透明電極膜について    
    3-2-3.ガラス抵抗膜式タッチパネルのガラス選定について  
 3-3.サイズ・用途別    
    3-3-1.モバイル用途    
    3-3-2.カーナビゲーション用途    
    3-3-3.PC用途
4.デジタル静電容量方式タッチパネル
 4-1.デジタル方式静電容量タッチパネルの構造   
    4-1-1.2電極貼り合わせ方式   
    4-1-2.片面電極積層方式
5.デザインタッチパネルについて
6.おわりに


第2節 太陽電池

[1] 太陽電池高性能化に向けた透明導電膜の役割

1.はじめに
2.太陽電池材料と光吸収特性
3.発生したキャリアの収集と取り出し
4.薄膜シリコン系太陽電池
5.結晶シリコン系太陽電池
6.化合物薄膜系太陽電池
7.色素増感系太陽電池
8.有機半導体太陽電池
9.その他
10.まとめ

[2] 薄膜Si太陽電池用透明導電膜ガラス基板

1.太陽電池への期待と市場の可能性
2.Si系薄膜太陽電池の構造とガラス基板に要求される特性
3.透明導電膜の現状  
 3-1.透明導電膜の光学特性  
 3-2.電子の散乱機構と移動度の向上    
   3-2-1.SnO2:F
   3-2-2.ZnO系透明導電膜
4.おわりに

[3] CIS系薄膜太陽電池における透明導電膜への要求特性

1.はじめに
2.変換効率向上のためにn型ZnO窓層に対する要求  
 2-1.CIS系光吸収層のバンドギャップ構造への最適化  
 2-2.n型高抵抗バッファ層材料に対する最適化  
 2-3.インターコネクト部を有する集積型構造での最適化
 2-4.製膜法の量産性の検証
3.まとめ

[4]は著作権の都合上、掲載しておりません

[5] 有機・色素増感太陽電池に向けた透明導電基板と低コスト化

1.有機系太陽電池の普及の鍵となる透明導電基板
2.透明導電基板に求められる特性
 2-1.光線透過率
 2-2.シート抵抗
 2-3.耐熱・耐化学安定性
3.透明導電膜の種類
4.マイクログリッド型透明導電基板
5.色素増感太陽電池の電極基板開発
6.プラスチック色素増感太陽電池とモジュール
7.電極基板の劣化とセル耐久性向上
8.おわりに

第4章 透明導電膜・フィルム・材料の評価技術

第1節は著作権の都合上、掲載しておりません


第2節 透明導電性材料における用途別評価技術と材料への要求特性

1.透明導電性材料
2.ITOの使用状況と問題点
3.導電膜の製膜方法
 3-1.真空蒸着法
 3-2.イオンプレーティング法
 3-3.スパッタリング法
4.静電容量型タッチパネル(Projective)用材料
 4-1.パターニング材料
5.タッチパネル用途で求められる特性
 5-1.電気特性評価
   5-1-1.電気特性とは
   5-1-2.タッチパネル評価機
 5-2.摺動筆記試験
   5-2-1.摺動筆記試験とは
   5-2-2.タッチパネル摺動・電気特性評価機
 5-3.打鍵試験・ON荷重測定    
   5-3-1.打鍵試験とは
   5-3-2.ON荷重測定とは
   5-3-3.打鍵試験/ON荷重測定機
 5-4.その他の当社評価機の紹介
   5-4-1.超高速電気特性試験機
   5-4-2.ランダム打鍵試験機
   5-4-3.超高荷重打鍵試験/ON荷重測定機
5-5.静電容量タッチパネルの電気特性
6.おわりに

第5章  透明導電材の現状・課題と今後の展開

1.序論
2.種々の透明導電材料
3.用途とITO膜質  
 3-1.LCD用
 3-2.カラーフィルター(CF)
 3-3.有機ELディスプレイ(OLED)
 3-4.PDP用
 3-5.タッチパネル
 3-6.電子ペーパー
 3-7.太陽電池用透明導電膜
 3-8.その他
4.ITO代替の開発動向
 4-1.ナノ粒子・ナノワイヤー
 4-2.無機酸化物系
 4-3.導電性高分子
 4-4.CNT(カーボンナノチューブ) 他