JP2015147687A - Ito膜付ガラス板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度なITO膜付ガラス板を提供する。
【解決手段】ITO膜付ガラス板1は、未強化ガラス板10と、アモルファスITO膜20とを備える。アモルファスITO膜20は、未強化ガラス板10の上に設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】ITO膜付ガラス板1は、未強化ガラス板10と、アモルファスITO膜20とを備える。アモルファスITO膜20は、未強化ガラス板10の上に設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、ITO膜付ガラス板及びその製造方法に関する。
従来、スマートフォン等の前面基板として、ガラス板が用いられている。スマートフォン等の前面基板には高強度であることが求められている。このため、前面基板として、化学強化ガラス板を用いることが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、近年、タッチセンサーを構成するための透明電極を、前面ガラスを構成するガラス板の直上に形成するOGS(On Glass Solution)が提案されている。
本発明者らは、鋭意検討の結果、化学強化ガラス板の上にITO(Indium Tin Oxide)膜からなる透明電極を形成すると、化学強化ガラス板の強度が低下し、高強度なITO膜付ガラス板を得ることができないことを発見した。
本発明の主な目的は、高強度なITO膜付ガラス板を提供することにある。
本発明に係るITO膜付ガラス板は、未強化ガラス板と、アモルファスITO膜とを備える。アモルファスITO膜は、ガラス板の上に設けられている。
本発明に係るITO膜付ガラス板では、ガラス板が無アルカリ未強化ガラス板からなることが好ましい。
本発明に係るITO膜付ガラス板では、ガラス板が、質量%で、SiO2 50〜70%、Al2O3 10〜20%、B2O3 3〜15%及びMgO+CaO+SrO+BaO 10〜18%を含有することが好ましい。
本発明に係るITO膜付ガラス板の製造方法は、未強化ガラス板と、ガラス板の上に設けられたITO膜とを備えるITO膜付ガラス板の製造方法に関する。本発明に係るITO膜付ガラス板の製造方法では、ITO膜を100℃以下の温度で成膜する。
本発明に係るITO膜付ガラス板の製造方法では、ITO膜がアモルファスITO膜であることが好ましい。
本発明によれば、高強度なITO膜付ガラス板を提供することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
図1は、本実施形態に係るITO膜付ガラス板の模式的断面図である。
図1に示されるITO膜付ガラス板1の用途は特に限定されない。ITO膜付ガラス板1は、例えばタッチセンサーやタッチパネルの前面板として用いられる。ITO膜付きガラス基板1を用いることにより、タッチセンサーなどを構成するための透明電極を、前面ガラスを構成するガラス板の直上に形成するOGS(On Glass Solution)を実施し得る。
図1に示されるように、ITO膜付ガラス板1は、未強化ガラス板10を備えている。未強化ガラス板10とは、意図的な物理強化や化学強化が施されていないガラス板である。
未強化ガラス板10の組成は、特に限定されない。未強化ガラス板10は、例えば、アルカリ金属を含んでいてもよいが、無アルカリ未強化ガラス板からなることが好ましい。なかでも、未強化ガラス板10が、質量%で、SiO2 50〜70%、Al2O3 10〜20%、B2O3 3〜15%及びMgO+CaO+SrO+BaO 10〜18%を含有する無アルカリ未強化ガラス板からなることがより好ましい。このような組成を有するガラスとしては、例えば、日本電気硝子株式会社社製無アルカリ未強化ガラス板(OA−10G)等が挙げられる。
ここで、「無アルカリ未強化ガラス板」とは、アルカリ金属を実質的に含まず、意図的な物理強化や化学強化が施されていないガラス板のことをいう。
「アルカリ金属を実質的に含まない」とは、アルカリ金属を意図的に添加していないことを意味する。従って、無アルカリ未強化ガラス板は、不可避不純物としてのアルカリ金属を含み得る。通常、無アルカリ未強化ガラス板において、アルカリ金属の含有量は、0.1重量%以下である。
未強化ガラス板10の形状寸法は、特に限定されない。未強化ガラス板10は、平板状であってもよいし、曲板状であってもよい。未強化ガラス板10の厚みは、例えば、0.3mm〜2mm程度とすることができる。
本実施形態では、未強化ガラス板10は、平板状に設けられている。未強化ガラス板10は、第1の主面10aと、第2の主面10bとを有する。第1の主面10aの上には、ITO膜20が設けられている。なお、ITO膜20は、第1の主面10aの実質的に全体の上に設けられていてもよいが、本実施形態では、第1の主面10aの一部分の上に設けられている。具体的には、ITO膜20は、パターニングされており、第1の主面10aの一部は、ITO膜20から露出している。
ここで、「ITO膜」とは、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide)を主成分とする膜をいう。インジウムスズ酸化物は、具体的には、スズがドープされたインジウム酸化物である。
ITO膜20の厚みは、特に限定されない。ITO膜20の厚みは、例えば、10nm〜100nm程度とすることができる。
ところで、ITO膜付ガラス板をタッチセンサーの前面板として用いる場合は、ITO膜付ガラス板に高強度であることが求められる。高強度なITO膜付ガラス板を得る観点からは、ガラス板として、化学強化された化学強化ガラス板を用いることが考えられる。
しかしながら、本発明者らは、鋭意検討の結果、化学強化ガラス板の上にITO膜からなる透明電極を形成すると、化学強化ガラス板の強度が低下し、高強度なITO膜付ガラス板を得ることができないことを発見した。
また、本発明者らは、さらに鋭意研究した結果、未強化ガラス板の上に、特定の成膜条件でアモルファスのITO膜を成膜することにより、高強度のITO膜付ガラス板を得ることができることを見出した。
ITO膜付ガラス板1では、未強化ガラス板10の上に、アモルファスのITO膜20が形成されている。このため、本実施形態に係るITO膜付ガラス板1は、高い強度を有する。
また、ITO膜付ガラス板1は、破壊強度ばらつきが小さい。
ここで、「アモルファスITO膜」とは、XRD(X‐ray diffraction)チャートにおいてピークが実質的に観察されないITO膜のことをいう。
アモルファスのITO膜20は、例えば、150℃以下といった低温で、スパッタリング法や化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition:CVD)法等により形成することができる。アモルファスのITO膜20の形成温度は、100℃以下であることがより好ましく、50℃以下であることがさらに好ましい。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
(比較例1)
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を比較例1に係るサンプルとした。
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を比較例1に係るサンプルとした。
(比較例2)
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有化学強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を比較例2に係るサンプルとした。比較例2に係るサンプルでは、圧縮応力(CS)は、870.4MPあり、圧縮応力深さ(DOL)は、43.5μmであった。
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有化学強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を比較例2に係るサンプルとした。比較例2に係るサンプルでは、圧縮応力(CS)は、870.4MPあり、圧縮応力深さ(DOL)は、43.5μmであった。
(比較例3)
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有化学強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)の一主面の上に、以下の条件で膜厚が50nmのITO膜を形成して得られたITO膜付ガラス板を比較例3に係るサンプルとした。
厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属含有化学強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)の一主面の上に、以下の条件で膜厚が50nmのITO膜を形成して得られたITO膜付ガラス板を比較例3に係るサンプルとした。
成膜チャンバの圧力:0.7Pa
成膜温度:常温(25℃)
図2に、比較例3において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図2に示されるXRDチャートから、比較例3において形成したITO膜は、アモルファスITO膜であることが分かる。
成膜温度:常温(25℃)
図2に、比較例3において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図2に示されるXRDチャートから、比較例3において形成したITO膜は、アモルファスITO膜であることが分かる。
(比較例4)
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、比較例3と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例4に係るサンプルとした。
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、比較例3と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例4に係るサンプルとした。
図3に、比較例4において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図3に示されるXRDチャートから、比較例4において形成したITO膜は、結晶性ITO膜であることが分かる。
(実施例1)
アルカリ金属含有化学強化ガラス板に代えて、厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属未強化含有ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして作製したITO膜付ガラス板を実施例1に係るサンプルとした。
アルカリ金属含有化学強化ガラス板に代えて、厚みが0.55mmである、50mm角のアルカリ金属未強化含有ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして作製したITO膜付ガラス板を実施例1に係るサンプルとした。
図4に、実施例1において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図4に示されるXRDチャートから、実施例1において形成したITO膜は、アモルファスITO膜であることが分かる。
(比較例5)
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例5に係るサンプルとした。
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例5に係るサンプルとした。
図5に、比較例5において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図5に示されるXRDチャートから、比較例5において形成したITO膜は、結晶性ITO膜であることが分かる。
(実施例2)
アルカリ金属含有未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)に代えて、厚みが0.55mmである、50mm角の無アルカリ未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製OA−10G)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして作製したITO膜付ガラス板を実施例2に係るサンプルとした。
アルカリ金属含有未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製T2X−1)に代えて、厚みが0.55mmである、50mm角の無アルカリ未強化ガラス板(日本電気硝子株式会社社製OA−10G)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして作製したITO膜付ガラス板を実施例2に係るサンプルとした。
図6に、実施例2において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図6に示されるXRDチャートから、実施例2において形成したITO膜は、アモルファスITO膜であることが分かる。
(比較例6)
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、実施例2と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例6に係るサンプルとした。
ITO膜の成膜温度を320℃としたこと以外は、実施例2と同様にして作製したITO膜付ガラス板を比較例6に係るサンプルとした。
図7に、比較例6において形成したITO膜のXRDチャートを示す。図7に示されるXRDチャートから、比較例6において形成したITO膜は、結晶性ITO膜であることが分かる。
(破壊強度試験)
以下に詳述するリングオンリング試験により実施例1,2及び比較例1〜6のそれぞれにおいて作製したサンプルの破壊強度と破壊確率との関係を求めた。
以下に詳述するリングオンリング試験により実施例1,2及び比較例1〜6のそれぞれにおいて作製したサンプルの破壊強度と破壊確率との関係を求めた。
具体的には、図8に示されるように、直径が25mmの支持リング102の上に、サンプルSを載置し、支持リング102と同心上に配された直径が12.5mmのピストンリング101を支持リング102に向けて、サンプルSが破壊されるまで、0.5mm/分の速度で移動させ、サンプルSが破壊されたときのピストンリング101の押圧力を破壊荷重として測定した。この測定を、25個ずつ行いワイブルプロットを行うことで、実施例1,2及び比較例1〜6のそれぞれにおいて作製したサンプルの破壊強度と破壊確率との関係を求めた。
図9に、実施例1及び比較例1〜5において作成したサンプルの破壊強度と破壊確率との関係を表すグラフを示す。図12に、実施例1,2及び比較例6において作成したサンプルの破壊強度と破壊確率との関係を表すグラフを示す。
(平均破壊強度)
上述の破壊強度試験の結果、破壊確率が65%となるときの破壊強度を求め、それを平均破壊強度とした。図10に、実施例1及び比較例1〜5において作成したサンプルの平均破壊強度を表すグラフを示す。図13に、実施例1,2及び比較例6において作成したサンプルの平均破壊強度を表すグラフを示す。
上述の破壊強度試験の結果、破壊確率が65%となるときの破壊強度を求め、それを平均破壊強度とした。図10に、実施例1及び比較例1〜5において作成したサンプルの平均破壊強度を表すグラフを示す。図13に、実施例1,2及び比較例6において作成したサンプルの平均破壊強度を表すグラフを示す。
比較例3,4と比較例2との比較より、化学強化ガラス板の上にITO膜を形成することによりガラス板の破壊強度が低下することが分かる(図9及び図10を参照)。図10に示されるように、化学強化ガラス板の上にITO膜が形成された比較例3,4において作製したサンプルの平均破壊強度は、未強化ガラス板そのものの(比較例1)の平均破壊強度と同等以下であった。
また、比較例3と比較例4との比較より、化学強化ガラス板の上にITO膜を形成する場合は、ITO膜が結晶性ITO膜であってもアモルファスITO膜であっても、得られるITO膜付ガラス板の破壊強度は同等であることが分かる(図9及び図10を参照)。
比較例5と、比較例3,4との比較から、未強化ガラス板の上に、結晶性のITO膜を形成すると、化学強化ガラス板の上に、ITO膜を形成するときよりも破壊強度がさらに低くなることが分かる。
一方、実施例1と、比較例3,4との比較から、未強化ガラス板の上に、アモルファスのITO膜を形成すると、化学強化されたガラス板の上に、ITO膜を形成するときよりも破壊強度が高くなることが分かる。また、実施例1と比較例1との比較から、未強化ガラス板の上に、アモルファスのITO膜を形成すると、ITO膜の形成前よりもITO膜の形成後の方が破壊強度が高くなることが分かる。
以上より、未強化ガラス板の上に、アモルファスのITO膜を形成することにより、高強度のITO膜付ガラス板が得られることが分かる。
アルカリ金属含有未強化ガラス板を用いた実施例1よりも、無アルカリ未強化ガラス板を用いた実施例2の方が破壊強度が高かった(図12及び図13を参照)。従って、無アルカリ未強化ガラス板を用いることにより、破壊強度をさらに高めることができることが分かる。
1:ITO膜付ガラス板
10:未強化ガラス板
10a:第1の主面
10b:第2の主面
20:ITO膜
10:未強化ガラス板
10a:第1の主面
10b:第2の主面
20:ITO膜
Claims (5)
- 未強化ガラス板と、
前記ガラス板の上に設けられたアモルファスITO膜と、
を備える、ITO膜付ガラス板。 - 前記ガラス板が無アルカリ未強化ガラス板からなる、請求項1に記載のITO膜付ガラス板。
- 前記ガラス板が、質量%で、SiO2 50〜70%、Al2O3 10〜20%、B2O3 3〜15%及びMgO+CaO+SrO+BaO 10〜18%を含有する、請求項2に記載のITO膜付ガラス板。
- 未強化ガラス板と、前記ガラス板の上に設けられたITO膜とを備えるITO膜付ガラス板の製造方法であって、
前記ITO膜を100℃以下の温度で成膜する、ITO膜付ガラス板の製造方法。 - 前記ITO膜がアモルファスITO膜である、請求項4に記載のITO膜付ガラス板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014019626A JP2015147687A (ja) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | Ito膜付ガラス板及びその製造方法 |
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ID=53891408
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JP2014019626A Pending JP2015147687A (ja) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | Ito膜付ガラス板及びその製造方法 |
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JP (1) | JP2015147687A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016103991A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 富士フイルム株式会社 | 硬化性組成物、転写フィルム、画像表示装置の前面板、前面板一体型センサー、画像表示装置および画像表示装置の前面板の製造方法 |
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-
2014
- 2014-02-04 JP JP2014019626A patent/JP2015147687A/ja active Pending
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