JP2001226780A

JP2001226780A - 透明導電膜の製造方法

Info

Publication number: JP2001226780A
Application number: JP2000032282A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Usui; 隆寛臼井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】透明導電膜を低温で簡便装置構成で製造す
る。【解決手段】透明導電膜の材料の微粒子１０２をノズ
ル１０１より基板１０３に向かって超高速で衝突させ
る。微粒子１０２のもつ高い運動エネルギーは瞬時に高
い熱エネルギーに変換される。これにより微粒子１０２
と基板１０３は結合する。さらに基板１０３と結合した
材料微粒子に衝突する材料微粒子も結合し、膜１０４が
形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種の表示体等に利
用される透明導電膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】しかしながら、透明導電膜の成膜対象で
ある基材のなかには、成膜時の加熱やプラズマの影響等
が原因で水分や有機成分等のガスを発生する脱ガス現象
を生じるもの、あるいは、変質や劣化、熱分解等を生じ
るものがある。基材からの脱ガスがある場合、発生する
ガスによって透明導電膜中に結晶粒塊が生じて粗密な膜
となり、透明導電膜の低抵抗化が阻害される。また、例
えば、透明導電膜の成膜対象が液晶ディスプレイ用のカ
ラーフィルタを備えた基板の場合、透明導電膜に生じた
上記の結晶粒塊が原因で、透明導電膜の表面と接する液
晶の配向状態に悪影響が生じるという問題がある。この
ため、上述のような脱ガスを生じる基材に対しては、予
めガスバリアー性の薄膜を形成し、この薄膜上に透明導
電膜を形成することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のガスバ
リアー性の薄膜は、珪素酸化物等の無機薄膜や合成樹脂
等の有機薄膜のような電気絶縁性の薄膜であり、このよ
うなガスバリアー性薄膜を形成することにより、透明導
電膜の製造工程が複雑になり、製造コストの上昇を来た
していた。さらに、ガスバリアー性の薄膜を設ける場合
あっても、高温で透明導電膜を形成することによって耐
熱性の低い基材に変質、劣化等（例えば、カラーフィル
タの色差変化）が生じることは避けられない。これに対
応するために、基材を１５０℃以下の温度としてスパッ
タリング法による透明導電膜の形成を行い、その後、熱
処理（１６０〜２５０℃）を施して結晶化する方法が提
案されている（特開平１−２５９３２０号）。しかし、
このような透明導電膜は、工程が煩雑であり、また、プ
ラズマの影響等による基材からの脱ガス、すなわち、質
量分析計で測定するとマスナンバー６８以上のガス発生
が生じ、形成された膜は粒塊構造を有した膜になってお
り、比抵抗の低い透明導電膜は得られないという問題が
あった。

【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
するためになされたものであり、透明導電膜を、低温
で、かつ簡便な装置構成により製造する方法を提案する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記
（１）〜（１０）の透明導電膜の製造方法が提供され
る。

【０００６】（１）少なくとも透明導電材料の微粒子を
作成する工程、前記微粒子をエアロゾル化する工程、前
記エアロゾルを基板に吹きつける工程を含むことを特徴
とする透明導電膜の製造方法。

【０００７】上記構成によれば、簡便な工程、低温で透
明導電膜を製造できるという優れた効果がある。

【０００８】（２）上記（１）において、前記透明導電
材料は酸化インジウムスズであることを特徴とする透明
導電膜の製造方法。

【０００９】上記構成によれば、低抵抗の透明導電膜を
製造できるという優れた効果がある。

【００１０】（３）上記（１）において、前記透明導電
材料は酸化亜鉛であることを特徴とする透明導電膜の製
造方法。

【００１１】上記構成によれば、安価に透明導電膜を製
造できるという優れた効果がある。

【００１２】（４）上記（１）において、前記透明導電
材料は酸化スズであることを特徴とする透明導電膜の製
造方法。

【００１３】上記構成によれば、安価に透明導電膜を製
造できるという優れた効果がある。

【００１４】（５）上記（１）において、前記エアロゾ
ル化はキャリアガス中に透明導電材料の微粒子を浮遊さ
せることにより行うことを特徴とする透明導電膜の製造
方法。

【００１５】上記構成によれば、簡便な工程で透明導電
膜を製造できるという優れた効果がある。

【００１６】（６）上記（５）において、キャリアガス
がヘリウムであることを特徴とする透明導電膜の製造方
法。

【００１７】上記構成によれば、低抵抗の透明導電膜を
製造できるという優れた効果がある。

【００１８】（７）上記（５）において、前記キャリア
ガスが窒素であることを特徴とする透明導電膜の製造方
法。

【００１９】上記構成によれば、安価に透明導電膜を製
造できるという優れた効果がある。

【００２０】（８）上記（１）において、前記エアロゾ
ル化は容器中の透明導電材料の微粒子に振動を与えるこ
とによりキャリアガス中に浮遊させて行うことを特徴と
する透明導電膜の製造方法。

【００２１】上記構成によれば、簡便な装置構成で透明
導電膜を製造できるという優れた効果がある。

【００２２】（９）上記（１）において、前記エアロゾ
ルを基板に吹きつける工程において、基板の雰囲気圧力
を真空下におくことを特徴とする透明導電膜の製造方
法。

【００２３】上記構成によれば簡便な装置構成で透明導
電膜を製造できるという優れた効果がある。

【００２４】（１０）上記（１）において、エアロゾル
を基板に吹きつける工程は、キャリアガスの圧力を前記
基板の雰囲気圧力より高くおくことを特徴とする透明導
電膜の製造方法。

【００２５】上記構成によれば、簡便な装置構成で透明
導電膜を製造できるという優れた効果がある。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２７】まず本発明の原理を図１を用いて説明す
る。透明電極材料の微粒子１０２をノズル１０１より基
板１０３に向かって超高速で衝突させる。微粒子１０２
はキャリアガス中に浮遊している。衝突すると微粒子１
０２のもつ高い運動エネルギーは瞬時に高い熱エネルギ
ーに変換される。これにより微粒子１０２と基板１０３
は結合する。この際に熱エネルギーは殆ど結合に使用さ
れ、基板１０３の表面温度はほとんど上昇しない。さら
に基板１０３と結合した微粒子に衝突する微粒子も結合
し、膜１０４が形成できる。膜はスパッタと遜色のない
緻密なものである。さらにノズルを移動させることによ
り任意の広さの成膜ができる。スパッタ法では広い面
積、より大きな基板への成膜は装置が非常に高価とな
り、さらに膜質のばらつきが大きくなるが、この方法で
は容易にできる。

【００２８】上記の方法を行う装置の例を図２を用いて
説明する。真空ポンプ２０２と接続された真空チャンバ
ー２０１内に基板２０３とノズル２０５が配置される。
ノズル２０５は透明電極材料の微粒子２０７が満たされ
たエアロゾル化室２０６に接続されている。エアロゾル
化室２０６はキャリアガス源２０８と接続している。エ
アロゾル化室を振動することにより、微粒子２０７は舞
い上がり、キャリアガス中に微粒子２０７が浮遊するエ
アロゾルが生成される。真空チャンバー２０１とキャリ
アガス源２０８の圧力差により、エアロゾルはノズル２
０５から高速のガス流２０４となり基板２０３に吹きつ
けられる。微粒子はガス流と同じ速さになり、基板２０
３に衝突し、成膜する。圧力差を利用することにより、
簡便な構成でキャリアガスの流速を高めることができ
る。

【００２９】

【実施例】以下に本発明をより具体的な実施例に沿って
詳細に説明する。尚、これら実施例は、図２に示す構成
の装置により行う。

【００３０】（実施例１）（１）酸化インジウムスズの微粒子をエアロゾル化室に
満たす。エアロゾル化室はキャリアガスとなるヘリウム
ガス源と接続されている。

【００３１】（２）エアロゾル化室を振動する。振動方
向は特に限定されない。微粒子がキャリアガス中に舞い
上がり、ヘリウムガス中に酸化インジウムスズの微粒子
が分散、浮遊するエアロゾルが生成される。

【００３２】（３）真空チャンバー中にポリカーボネー
ト基板とノズルを所定の位置に置く。ノズルはエアロゾ
ル化室と接続されている。

【００３３】（４）真空チャンバーは真空ポンプと接続
され、１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度にされる。

【００３４】（５）エアロゾルの圧力は１０^-1Ｔｏｒｒ
程度になり、ノズルから基板に向かってエアロゾルが吹
き付けられる。圧力差により高速のガス流となり、酸化
インジウムスズの微粒子は高速で基板と衝突し、成膜さ
れる。基板の温度は室温である。

【００３５】（６）１μｍを成膜したところで、４探針
法（三菱油化製ローレスタＭＣＰ−Ｔ４００）で比抵抗
を測定した。その結果５＊１０−４Ωcmと良好であっ
た。また透過率を波長５５０ｎｍで測定したところ、８
５％の良好な値を得られた。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様の方法で酸化
亜鉛微粒子を用い成膜をおこなう。酸化亜鉛は酸化イン
ジウムスズより安価であり、比抵抗は高い。得られた膜
の比抵抗は８＊１０^-3Ωcmであった。酸化インジウムス
ズ程の比抵抗を要求しない分野での利用価値が高い。ま
たキャリアガスに窒素を用いた。窒素はヘリウムより原
子が大きい。キャリアガスと基板雰囲気の圧力が同じで
あれば、原子が小さい方がガス流の流れは早くなる。ヘ
リウムより遅い窒素のガス流で成膜ができる。ヘリウム
は非常に高価であるが、窒素は安価に提供されている。

【００３７】（実施例３）実施例１と同様の方法で酸化
スズ微粒子を用い成膜をおこなう。酸化スズは酸化イン
ジウムスズより安価であり、比抵抗は高い。得られた膜
の比抵抗は７＊１０^-3Ωcmであった。酸化インジウムス
ズ程の比抵抗を要求しない分野での利用価値が高い。ま
たキャリアガスに窒素を用いた。窒素はヘリウムより原
子が大きい。キャリアガスと基板雰囲気の圧力が同じで
あれば、原子が小さい方がガス流の流れは早くなる。ヘ
リウムより遅い窒素のガス流で成膜ができる。ヘリウム
は非常に高価であるが、窒素は安価に提供されている。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、透
明導電膜を低温で、簡便な装置により製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法をその原理に沿って説明する図。

【図２】本発明の一実施形態の装置構成を説明する図。

【符号の説明】

１０１．ノズル１０２．微粒子１０３．基板１０４．膜１０５．ノズルの移動方向２０１．真空チャンバー２０２．真空ポンプ２０３．基板２０４．高速のガス流２０５．ノズル２０６．エアロゾル化室２０７．微粒子２０８．キャリアガス源

フロントページの続きＦターム(参考） 4G042 DA01 DA02 DB24 DC01 DD04 DE03 DE16 4G075 AA24 AA30 BB01 BD14 BD16 CA05 CA62 CA80 EC01 4K044 AB02 BA12 BB01 BB15 BC14 CA23 CA27 CA55 5C094 AA43 AA44 DA13 EA05 EB02 FB02 FB03 FB05 FB12 GB10 5G307 FA02 FB01 FC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも透明導電材料の微粒子を作成す
る工程、前記微粒子をエアロゾル化する工程、前記エア
ロゾルを基板に吹きつける工程を含むことを特徴とする
透明導電膜の製造方法。
【請求項２】前記透明導電材料は酸化インジウムスズで
あることを特徴とする請求項１記載の透明導電膜の製造
方法。
【請求項３】前記透明導電材料は酸化亜鉛であることを
特徴とする請求項１記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項４】前記透明導電材料は酸化スズであることを
特徴とする請求項１記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項５】前記エアロゾル化はキャリアガス中に透明
導電材料の微粒子を浮遊させることにより行うことを特
徴とする請求項１記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項６】前記キャリアガスがヘリウムであることを
特徴とする請求項５記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項７】前記キャリアガスが窒素であることを特徴
とする請求項５記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項８】前記エアロゾル化は容器中の透明導電材料
の微粒子に振動を与えることによりキャリアガス中に浮
遊させて行うことを特徴とする請求項１記載の透明導電
膜の製造方法。
【請求項９】前記エアロゾルを基板に吹きつける工程に
おいて、基板の雰囲気圧力を真空下におくことを特徴と
する請求項１記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１０】前記エアロゾルを基板に吹きつける工程
において、キャリアガスの圧力を前記基板の雰囲気圧力
より高くおくことを特徴とする請求項１記載の透明導電
膜の製造方法。