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JP4269986B2 - Oxide sintered compact target for manufacturing transparent conductive thin film, transparent conductive thin film, transparent conductive substrate, display device, and organic electroluminescence element - Google Patents

Oxide sintered compact target for manufacturing transparent conductive thin film, transparent conductive thin film, transparent conductive substrate, display device, and organic electroluminescence element Download PDF

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JP4269986B2
JP4269986B2 JP2004080686A JP2004080686A JP4269986B2 JP 4269986 B2 JP4269986 B2 JP 4269986B2 JP 2004080686 A JP2004080686 A JP 2004080686A JP 2004080686 A JP2004080686 A JP 2004080686A JP 4269986 B2 JP4269986 B2 JP 4269986B2
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Description

本発明は、液晶ディスプレイ(LCD)素子や有機エレクトロルミネセンス(EL)素子などに用いられる透明導電性薄膜と、スパッタリング法やイオンプレーティング法で透明導電性薄膜を製造するために用いる酸化物焼結体ターゲットに関する。   The present invention relates to a transparent conductive thin film used for a liquid crystal display (LCD) element, an organic electroluminescence (EL) element or the like, and an oxide firing used for producing a transparent conductive thin film by a sputtering method or an ion plating method. Concerning ligation target.

透明導電性薄膜は、高い導電性(例えば、1×10-3Ωcm以下の比抵抗)と、可視光領域での高い透過率とを有するため、太陽電池、液晶表示素子、その他、各種の受光素子等の電極として利用されるほか、自動車窓ガラスや、建築物の窓ガラス等に用いる熱線反射膜、各種の帯電防止膜、冷凍ショーケースなどの防曇用の透明発熱体としても利用されている。 The transparent conductive thin film has high conductivity (for example, a specific resistance of 1 × 10 −3 Ωcm or less) and high transmittance in the visible light region. In addition to being used as electrodes for devices, etc., it is also used as anti-fogging transparent heating elements such as heat ray reflective films, various antistatic films, freezing showcases, etc. used for automobile window glass, building window glass, etc. Yes.

透明導電性薄膜には、アンチモンやフッ素がドーピングされた酸化錫(SnO2)膜、アルミニウムやガリウムがドーピングされた酸化亜鉛(ZnO)膜、錫がドーピングされた酸化インジウム(In23)膜などが広範に利用されている。特に、錫がドーピングされた酸化インジウム膜、すなわちIn23−Sn系膜は、ITO(Indium Tin Oxide)膜と称され、低抵抗の透明導電性薄膜が容易に得られることから、よく用いられている。 The transparent conductive thin film includes a tin oxide (SnO 2 ) film doped with antimony and fluorine, a zinc oxide (ZnO) film doped with aluminum and gallium, and an indium oxide (In 2 O 3 ) film doped with tin. Are widely used. In particular, an indium oxide film doped with tin, that is, an In 2 O 3 —Sn-based film is called an ITO (Indium Tin Oxide) film and is often used because a low-resistance transparent conductive thin film can be easily obtained. It has been.

これらの透明導電性薄膜の製造方法としては、スパッタリング法がよく用いられている。スパッタリング法は、蒸気圧の低い材料を用いて、被成膜物質(以下、単に「基板」と表す)上に、膜を形成する場合や、精密な膜厚制御が必要とされる際に、有効な手法であり、操作が非常に簡便であることから、広範に利用されている。   A sputtering method is often used as a method for producing these transparent conductive thin films. The sputtering method uses a material having a low vapor pressure to form a film on a material to be deposited (hereinafter simply referred to as “substrate”) or when precise film thickness control is required. Since it is an effective technique and the operation is very simple, it is widely used.

スパッタリング法は、一般に、約10Pa以下のアルゴンガス圧のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰極として、これらの間にグロー放電を起こしてアルゴンプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを、陰極のターゲットに衝突させ、これによってターゲット成分の粒子をはじき飛ばし、該粒子を基板上に堆積させて、成膜するというものである。   In general, the sputtering method uses a substrate as an anode and a target as a cathode under an argon gas pressure of about 10 Pa or less to generate a glow discharge between them to generate an argon plasma. Then, it is made to collide with the target of the cathode, thereby repelling the particles of the target component and depositing the particles on the substrate to form a film.

スパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法で分類される。高周波プラズマを用いるものは高周波スパッタリング法といい、直流プラズマを用いるものは直流スパッタリング法という。また、ターゲットの裏側にマグネットを配置して、アルゴンプラズマをターゲット直上に集中させ、低ガス圧でもアルゴンイオンの衝突効率を上げて成膜する方法をマグネトロンスパッタ法という。通常、前述の透明導電性薄膜の製造法には、直流マグネトロンスパッタ法が採用されている。   Sputtering methods are classified according to the method of generating argon plasma. Those using high-frequency plasma are called high-frequency sputtering methods, and those using direct-current plasma are called DC sputtering methods. A method of forming a film by arranging a magnet on the back side of the target so that argon plasma is concentrated directly on the target and increasing the collision efficiency of argon ions even at a low gas pressure is called a magnetron sputtering method. Usually, the direct current magnetron sputtering method is adopted as the method for producing the transparent conductive thin film.

LCDや、有機EL素子用の電極には、表面が平滑な透明導電性薄膜が必要とされている。特に、有機EL素子用の電極の場合、その上に有機化合物の超薄膜を形成するため、透明導電性薄膜には、優れた表面平滑性が要求される。表面平滑性は、一般に、膜の結晶性に大きく左右される。同一組成のものでも、粒界の存在しない非晶質構造の透明導電性薄膜(非晶質膜)の方が、結晶質構造の透明導電性薄膜(結晶質膜)に比べて、表面平滑性は良好である。   A transparent conductive thin film with a smooth surface is required for electrodes for LCDs and organic EL elements. In particular, in the case of an electrode for an organic EL element, an ultra-thin film of an organic compound is formed on the electrode, so that the transparent conductive thin film is required to have excellent surface smoothness. In general, the surface smoothness greatly depends on the crystallinity of the film. Even if the composition is the same, the transparent conductive thin film (amorphous film) with an amorphous structure with no grain boundaries is more smooth than the transparent conductive thin film (crystalline film) with a crystalline structure. Is good.

従来組成のITO膜の場合でも、例えば、直流マグネトロンスパッタリング装置を用いた時、成膜時の基板温度を下げて、低温(150℃以下)および高ガス圧(1Pa)以上でスパッタリング成膜して得られる非晶質ITO膜の方が、表面平滑性に優れていることが、本発明者らによって確認されている。しかし、非晶質ITO膜の比抵抗は、低くできても9×10-4Ω・cmが限界であり、表面抵抗の低い膜を形成するためには、膜自体を厚く形成する必要がある。しかし、ITO膜の膜厚が厚くなると、着色という問題が生ずる。 Even in the case of an ITO film having a conventional composition, for example, when a DC magnetron sputtering apparatus is used, the substrate temperature during film formation is lowered, and sputtering film formation is performed at a low temperature (150 ° C. or less) and a high gas pressure (1 Pa) or more. It has been confirmed by the present inventors that the obtained amorphous ITO film is superior in surface smoothness. However, the specific resistance of the amorphous ITO film is limited to 9 × 10 −4 Ω · cm even if it can be lowered, and in order to form a film with low surface resistance, it is necessary to form the film itself thickly. . However, when the thickness of the ITO film is increased, a problem of coloring occurs.

また、基板を加熱せずに室温で成膜したITO膜でも、スパッタリングガス圧が低いと、基板に入射するスパッタ粒子の運動エネルギーが高いため、局所的に温度が上がり、微細な結晶相と非晶質相で構成された膜が得られてしまう。微細な結晶相の存在は、X線回折のほか、透過型電子顕微鏡や電子線回折でも確認することができる。   Even in the case of an ITO film formed at room temperature without heating the substrate, if the sputtering gas pressure is low, the kinetic energy of sputtered particles incident on the substrate is high, so the temperature rises locally, and the fine crystalline phase and non- A film composed of a crystalline phase is obtained. Presence of a fine crystal phase can be confirmed not only by X-ray diffraction but also by a transmission electron microscope or electron diffraction.

このような微細な結晶相が一部で形成されていると、表面平滑性に大きな影響を及ぼす。また、透明導電性膜を所定の形状に、弱酸でエッチング除去する際には、結晶相のみが除去できずに残存することがあり、問題となっている。   If such a fine crystal phase is partially formed, the surface smoothness is greatly affected. Further, when the transparent conductive film is etched into a predetermined shape with a weak acid, only the crystal phase may remain unremoved, which is problematic.

一方、非晶質ITO膜には、比抵抗の問題のほかに、安定性の問題がある。LCDや有機EL素子用の電極として、非晶質ITO膜を利用する場合、製造工程の中で、電極形成後の熱履歴により150℃以上の加熱が行われ、このため、透明導電性膜が結晶化してしまう。この理由は、非晶質相が準安定相だからである。非晶質相が結晶化してしまうと、結晶粒が形成されるため、表面平滑性が悪くなり、同時に比抵抗が大きく変化するという問題が生ずる。   On the other hand, the amorphous ITO film has a problem of stability in addition to a problem of specific resistance. When an amorphous ITO film is used as an electrode for an LCD or an organic EL element, heating at 150 ° C. or more is performed during the manufacturing process due to the thermal history after the electrode is formed. It will crystallize. This is because the amorphous phase is a metastable phase. If the amorphous phase is crystallized, crystal grains are formed, resulting in poor surface smoothness and a large change in specific resistance.

次に、有機EL素子について説明する。エレクトロルミネッセンス(EL)素子は、電界発光を利用したものであり、自己発光のため視認性が高く、かつ、完全固体素子である。このため、EL素子は、耐衝撃性に優れるなどの利点を有し、各種の表示装置における発光素子としてのEL素子の利用が、注目されている。   Next, the organic EL element will be described. An electroluminescence (EL) element uses electroluminescence, has high visibility because of self-emission, and is a completely solid element. For this reason, the EL element has advantages such as excellent impact resistance, and the use of the EL element as a light emitting element in various display devices has attracted attention.

EL素子には、発光材料として無機化合物を用いる無機EL素子と、有機化合物を用いる有機EL素子とがある。このうち、有機EL素子は、駆動電圧を大幅に低くして小型化が容易であるため、次世代の表示素子としての実用化研究が積極的になされている。有機EL素子の構成は、陽極/発光層/陰極の積層を基本とし、ガラス板等を用いた基板上に、透明陽極を形成する構成が、通常、採用されている。この場合、発光は基板側に取り出される。   EL elements include an inorganic EL element using an inorganic compound as a light emitting material and an organic EL element using an organic compound. Among these, since organic EL elements can be easily reduced in size by greatly reducing drive voltage, practical application research as next-generation display elements has been actively conducted. The configuration of the organic EL element is basically a laminate of an anode / light emitting layer / cathode, and a configuration in which a transparent anode is formed on a substrate using a glass plate or the like is usually employed. In this case, the emitted light is extracted to the substrate side.

ところで、近年、以下の理由で、陰極を透明にして、発光を陰極側から取り出す試みがなされている。陰極と共に陽極も透明にすれば、全体として透明な発光素子ができる。従って、透明な発光素子の背景色として、任意な色が採用でき、発光時以外も、カラフルなディスプレイとすることが可能となり、装飾性が改良される。また、背景色として黒を採用した場合には、発光時のコントラストが向上するという利点もある。また、カラーフィルタや色変換層を用いて、該発光素子の上にこれらを置くことができる。このため、カラーフィルタや色変換層を考慮することなく、発光素子を製造することができる。その利点として、例えば、耐熱性に劣ったカラーフィルタや色変換層上に透明電極を形成することを考慮する必要がないので、陽極を形成する際に、基板温度を高くすることができ、これにより陽極の抵抗値を下げることができる。   In recent years, attempts have been made to extract light from the cathode side by making the cathode transparent for the following reasons. If the anode is made transparent together with the cathode, a transparent light emitting element as a whole can be obtained. Therefore, an arbitrary color can be adopted as the background color of the transparent light-emitting element, and a colorful display can be obtained even during light emission, and the decorativeness is improved. In addition, when black is used as the background color, there is an advantage that the contrast during light emission is improved. In addition, these can be placed on the light emitting element by using a color filter or a color conversion layer. For this reason, a light emitting element can be manufactured without considering a color filter or a color conversion layer. As an advantage, for example, it is not necessary to consider forming a transparent electrode on a color filter or color conversion layer having poor heat resistance, so that the substrate temperature can be increased when forming the anode. Thus, the resistance value of the anode can be lowered.

陰極を透明にすることにより、このような利点が得られるため、透明陰極を用いた有機EL素子を作製する試みがなされている。   Since such advantages can be obtained by making the cathode transparent, an attempt has been made to produce an organic EL device using a transparent cathode.

例えば、特開平10−162959号公報に記載された有機EL素子は、陽極と陰極との間に有機発光層を含む有機層が介在しており、陰極は電子注入金属層と非晶質透明導電層とによって構成されており、かつ、電子注入金属層が有機層と接するという構成で成り立っている。   For example, in an organic EL device described in JP-A-10-162959, an organic layer including an organic light emitting layer is interposed between an anode and a cathode, and the cathode is an electron injection metal layer and an amorphous transparent conductive material. And an electron injecting metal layer is in contact with the organic layer.

また、特開2001−43980号公報には、陰極を透明にして、陽極に光反射性の金属膜を用いて、陰極から効率的に光を取り出すように工夫した有機EL素子が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-43980 describes an organic EL element that is devised so as to efficiently extract light from a cathode by making the cathode transparent and using a light-reflective metal film for the anode. .

ここで、電子注入金属層について説明する。電子注入金属層とは、発光層を含む有機層に、良好に電子注入ができる金属の層である。透明発光素子を得るためには、電子注入金属層は、50%以上の光線透過率を有することが好ましく、このためには当該層の膜厚を0.5〜20nm程度の超薄膜とする必要がある。   Here, the electron injection metal layer will be described. The electron injecting metal layer is a metal layer that can satisfactorily inject electrons into an organic layer including a light emitting layer. In order to obtain a transparent light-emitting element, the electron injection metal layer preferably has a light transmittance of 50% or more. For this purpose, the thickness of the layer needs to be an ultrathin film of about 0.5 to 20 nm. There is.

具体的には、電子注入金属層として、仕事関数が3.8eV以下の金属(電子注入性の金属)、例えば、Mg、Ca、Ba、Sr、Li、Yb、Eu、YおよびScなどを用いて、膜厚を1nm〜20nmとした層を挙げることができる。この場合、50%以上、好ましくは60%以上の光線透過率を得られる構成が望まれる。   Specifically, a metal having a work function of 3.8 eV or less (electron-injecting metal) such as Mg, Ca, Ba, Sr, Li, Yb, Eu, Y, and Sc is used as the electron-injecting metal layer. And a layer having a thickness of 1 nm to 20 nm. In this case, a configuration capable of obtaining a light transmittance of 50% or more, preferably 60% or more is desired.

陽極と陰極との間に介在する有機層は、少なくとも発光層を含む。有機層は、発光層のみからなる層であってもよいし、また、発光層とともに、正孔注入輸送層などを積層した多層構造のものであってもよい。有機EL素子において、有機層は、(1)電界印加時に、陽極または正孔輸送層により正孔を注入することができ、かつ、電子注入層より電子を注入することができる機能、(2)注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる輸送機能、(3)電子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供し、これを発光につなげる発光機能などの機能を有している。   The organic layer interposed between the anode and the cathode includes at least a light emitting layer. The organic layer may be a layer composed only of the light emitting layer, or may have a multilayer structure in which a hole injecting and transporting layer and the like are laminated together with the light emitting layer. In the organic EL element, the organic layer is (1) a function that can inject holes from the anode or the hole transport layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the electron injection layer, (2) Transport function to move injected charges (electrons and holes) by the force of electric field, (3) Functions such as light-emitting function that provides a recombination field of electrons and holes inside the light-emitting layer and connects them to light emission Have.

正孔注入輸送層は、正孔伝達化合物からなる層であって、陽極より注入された正孔を、発光層に伝達する機能を有する。この正孔注入輸送層を陽極と発光層との間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。その上、電子注入層より発光層に注入された電子は、発光層と正孔注入輸送層の界面に存在する電子の障壁により、この発光層内の界面近くに蓄積される。これにより、有機EL素子の発光効率を向上させることができ、発光性能の優れた有機EL素子が得られる。   The hole injection transport layer is a layer made of a hole transfer compound, and has a function of transferring holes injected from the anode to the light emitting layer. By interposing this hole injecting and transporting layer between the anode and the light emitting layer, many holes are injected into the light emitting layer with a lower electric field. In addition, electrons injected from the electron injection layer into the light emitting layer are accumulated near the interface in the light emitting layer due to an electron barrier existing at the interface between the light emitting layer and the hole injection transport layer. Thereby, the luminous efficiency of an organic EL element can be improved and the organic EL element excellent in the light emission performance is obtained.

陽極は、仕事関数が4.4eV以上、好ましくは4.8eV以上の導電性を示すものであれば特に制限はない。仕事関数が4.8eV以上の金属または透明導電性薄膜、またはこれらを組み合わせたものが好ましい。   The anode is not particularly limited as long as it has a work function of 4.4 eV or more, preferably 4.8 eV or more. A metal having a work function of 4.8 eV or more, a transparent conductive thin film, or a combination thereof is preferable.

陽極は、必ずしも透明である必要はなく、黒色のカーボン層等をコーティングしてもよい。好適な金属としては、例えば、Au、Pt、NiおよびPdを挙げることができる。また、導電性酸化物としては、例えば、In−Zn−O、In−Sn−O、ZnO−Al、Zn−Sn−Oを挙げることができる。また、積層体としては、例えば、AuとIn−Zn−Oの積層体、PtとIn−Zn−Oの積層体、In−Sn−OとPtの積層体を挙げることができる。   The anode is not necessarily transparent and may be coated with a black carbon layer or the like. Suitable metals include, for example, Au, Pt, Ni and Pd. Examples of the conductive oxide include In—Zn—O, In—Sn—O, ZnO—Al, and Zn—Sn—O. Examples of the stacked body include a stacked body of Au and In—Zn—O, a stacked body of Pt and In—Zn—O, and a stacked body of In—Sn—O and Pt.

また、陽極は、有機層との界面が仕事関数4.4eV以上であればよいため、陽極を二層とし、有機層と接しない側に仕事関数4.4eV以下の導電性膜を用いてもよい。この場合、Al、Ta、W等の金属やAl合金、Ta−W合金等の合金を用いることができる。また、ドープされたポリアニリンやドープされたポリフェニレンビニレン等の導電性高分子や、a−Si、a−SiC、a−Cなどの非晶質半導体なども用いることができる。さらには、黒色の半導体性の酸化物であるCr23、Pr25、NiO、Mn25、MnO2等を用いることができる。 In addition, since the anode only needs to have a work function of 4.4 eV or more at the interface with the organic layer, the anode may be formed in two layers and a conductive film having a work function of 4.4 eV or less may be used on the side not in contact with the organic layer. Good. In this case, a metal such as Al, Ta, or W, or an alloy such as an Al alloy or Ta—W alloy can be used. In addition, conductive polymers such as doped polyaniline and doped polyphenylene vinylene, and amorphous semiconductors such as a-Si, a-SiC, and aC can also be used. Further, black semiconductor oxides such as Cr 2 O 3 , Pr 2 O 5 , NiO, Mn 2 O 5 and MnO 2 can be used.

有機EL素子の陰極を構成する透明導電層は、内部応力が少なく、平滑性にすぐれた非晶質膜であることが望ましい。また、電圧降下とそれを起因とする発光不均一性の排除のため、比抵抗値が9×10-4Ω・cm以下であることが好ましい。 The transparent conductive layer constituting the cathode of the organic EL element is preferably an amorphous film with little internal stress and excellent smoothness. In order to eliminate the voltage drop and the light emission non-uniformity caused by the voltage drop, the specific resistance value is preferably 9 × 10 −4 Ω · cm or less.

非晶質膜としては、亜鉛を添加した酸化インジウム(In−Zn−O)が特開平7−235219号公報に記載されている。この公報では、Zn元素が、Zn元素とIn元素の総和に対して10〜20at%含まれており、安定な非晶質性と高い導電性を示すことが紹介されている。   As an amorphous film, indium oxide added with zinc (In-Zn-O) is described in JP-A-7-235219. This publication introduces that the Zn element is contained in an amount of 10 to 20 at% with respect to the total of the Zn element and the In element, and exhibits stable amorphousness and high conductivity.

しかし、ここで紹介されている組成の膜は、可視域の短波長側、特に400nm付近の波長における光透過性が低いという欠点があった。この原因として、第1に、Zn金属が大量に含有されており、Zn金属による光の吸収が顕著であること、第2に、キャリア濃度がITOなどと比べて低いために、Burstein-Moss効果(「透明導電膜の技術」、オーム社、第1版、P74)によるバンドギャップの拡大と、これに伴う吸収端の短波長化が少ないことが挙げられる。   However, the film having the composition introduced here has a drawback that the light transmittance is low at a short wavelength side in the visible region, particularly at a wavelength near 400 nm. This is because, firstly, a large amount of Zn metal is contained, and light absorption by the Zn metal is remarkable. Second, since the carrier concentration is lower than that of ITO or the like, the Burstein-Moss effect. ("Transparent conductive film technology", Ohm Co., 1st edition, P74), there is little increase in the band gap and the accompanying shortening of the absorption edge.

他に、タングステンを含有する酸化インジウム膜も、従来から知られている。例えば、特公昭50−19125号公報には、電子ビーム蒸着法で350℃の加熱ガラス基板上に、タングステン添加酸化インジウム膜を製造する技術が記載されている。   In addition, an indium oxide film containing tungsten is conventionally known. For example, Japanese Patent Publication No. 50-19125 describes a technique for producing a tungsten-added indium oxide film on a heated glass substrate at 350 ° C. by an electron beam evaporation method.

しかし、ここに記載のタングステン添加酸化インジウム膜は、従来の酸化インジウム膜の低抵抗化を狙ったものであり、表面平滑性の向上や、結晶化温度の高温化を目的とするものではない。また、非晶質化とすることや、表面平滑性の向上を図ることについて、また、タングステンを添加することにより、結晶化温度が上がることについて、特公昭50−19125号公報には全く記載されていない。この公報に記載されたタングステン添加酸化インジウム膜のように、タングステンを添加するだけでは、非晶質膜とはなし得ず、また、前述したような350℃に加熱する成膜条件では、非晶質のタングステンおよび亜鉛添加酸化インジウム膜は得られない。このように、単にタングステンを添加するだけでは、非晶質膜とはできず、表面平滑性に優れ、低抵抗かつ透過率を高くできない。   However, the tungsten-added indium oxide film described here is intended to reduce the resistance of a conventional indium oxide film, and is not intended to improve surface smoothness or increase the crystallization temperature. Further, Japanese Patent Publication No. 50-19125 discloses nothing about making amorphous, improving surface smoothness, and raising the crystallization temperature by adding tungsten. Not. As in the tungsten-added indium oxide film described in this publication, it is impossible to form an amorphous film simply by adding tungsten, and it is amorphous under the film-forming conditions of heating to 350 ° C. as described above. No tungsten or zinc-added indium oxide film can be obtained. As described above, by simply adding tungsten, an amorphous film cannot be obtained, the surface smoothness is excellent, the low resistance and the transmittance cannot be increased.

本発明者らは、特開2004−52102号公報に記載されたように、スパッタリング法で得られ、タングステンを添加した酸化インジウムの低抵抗の非晶質膜と、これを利用した有機EL素子について、発明を開示している。該公報では、酸化インジウムにタングステン元素を添加すると、結晶化温度が上昇し、スパッタリング法により、低抵抗で、従来容易に作製できなかった非晶質膜が安定に製造できることを示されている。また、得られたタングステン添加の酸化インジウム膜は、特開平7−235219号公報に記載されている10〜20at%のZn添加の酸化インジウムからなる非晶質膜と比べて、可視光域の短波長側の透過率が高いという特徴を有することが示されている。   As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-52102, the present inventors have obtained a low resistance amorphous film of indium oxide to which tungsten is added, and an organic EL element using the same. Discloses the invention. This publication shows that when tungsten element is added to indium oxide, the crystallization temperature rises, and an amorphous film that has been low resistance and could not be easily manufactured can be stably manufactured by sputtering. Further, the obtained tungsten-doped indium oxide film has a shorter visible light region than the amorphous film made of 10-20 at% Zn-doped indium oxide described in JP-A-7-235219. It is shown that it has the characteristic that the transmittance | permeability by the wavelength side is high.

表面平滑性に優れ、かつ、製造工程の熱履歴によっても安定な透明導電性薄膜を実現することは、従来のITO材料では不可能であり、従って、有機EL素子やLCDなどの表示素子の透明電極に利用することは困難であった。また、前述のように、ZnがIn+Znの原子の総和に対して10〜20at%含む酸化インジウム薄膜(特開平7−235219号公報)や、WをW/In原子数比で0.004〜0.047含む酸化インジウム薄膜(特開2004−52102号公報)は、安定に非晶質膜が得られ、高い導電性を示す。しかし、前者は、可視光域の短波長側(例えば400nm)の透過率が低いという欠点を有し、後者は、スパッタリング法による製造で、絶対値が1×1010dyn/cm2 以下(即ち−1×1010dyn/cm2 〜1×1010dyn/cm2 )の低い内部応力(膜の内部応力については、「応用物理工学選書3 薄膜」、培風館、初版、P107を参照)と低抵抗という2つの特性を兼ね備えた透明導電膜を得ることが難しいという欠点を有する。また、特開平7−235219号公報や特開2004−52102号公報には、膜の内部応力については何らの開示もない。 Realizing a transparent conductive thin film that has excellent surface smoothness and is stable even with the heat history of the manufacturing process is impossible with conventional ITO materials. Therefore, it is transparent for display elements such as organic EL elements and LCDs. It was difficult to utilize for an electrode. As described above, an indium oxide thin film containing 10 to 20 at% of Zn with respect to the sum of In + Zn atoms (Japanese Patent Laid-Open No. 7-235219), or W in a W / In atomic ratio of 0.004 to 0 0.047 containing an indium oxide thin film (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-52102) stably provides an amorphous film and exhibits high conductivity. However, the former has a defect that the transmittance on the short wavelength side (for example, 400 nm) in the visible light region is low, and the latter is manufactured by a sputtering method and has an absolute value of 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less (ie, Low internal stress of −1 × 10 10 dyn / cm 2 to 1 × 10 10 dyn / cm 2 (for the internal stress of the film, see “Applied Physics Engineering Selection 3 Thin Film”, Baifukan, first edition, P107) and low It has a drawback that it is difficult to obtain a transparent conductive film having two characteristics of resistance. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-235219 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-52102 have no disclosure about the internal stress of the film.

特開平10−162959号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-162959 特開2001−43980号公報JP 2001-43980 A 特開平7−235219号公報JP 7-235219 A 特公昭50−19125号公報Japanese Patent Publication No. 50-19125 特開2004−52102号公報JP 2004-52102 A 「透明導電膜の技術」、オーム社、第1版、P74"Technology of transparent conductive film", Ohmsha, 1st edition, P74 「応用物理工学選書3 薄膜」、培風館、初版、P107"Applied Physics Engineering Selection 3 Thin Film", Baifukan, First Edition, P107

本発明は、表面平滑性に優れ、比抵抗が低く、かつ、200℃未満の加熱によっても非晶質性と表面平滑性および比抵抗の性質が変化せず、内部応力が低いという優れた特徴を兼ね備えた、新規組成の透明導電性薄膜の提供を目的とする。   The present invention is excellent in that the surface smoothness is excellent, the specific resistance is low, and the properties of amorphousness, surface smoothness and specific resistance are not changed even by heating below 200 ° C., and the internal stress is low. An object of the present invention is to provide a transparent conductive thin film having a novel composition.

さらには、前記透明導電性薄膜を電極として用いた表示デバイスを提供することを目的とする。   Furthermore, it aims at providing the display device using the said transparent conductive thin film as an electrode.

特に、従来の透明導電性薄膜を用いた有機EL素子と比べて、発光輝度が強く、発光強度の半減期も長く、またダークスポット(非発光部分)が発生しにくい、高品位な有機EL素子を提供することを目的とする。   In particular, compared to conventional organic EL elements using transparent conductive thin films, high-quality organic EL elements that emit light with a high luminance, have a long half-life of light emission intensity, and are less prone to dark spots (non-light emitting parts). The purpose is to provide.

本発明は、酸化インジウムを主成分とし、タングステン元素がW/In原子数比で0.0040〜0.0230の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有された組成を有する透明導電性薄膜、好ましくは、上記組成に銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合でさらに含有された組成を有する透明導電性薄膜に関するものであり、(1)表面平滑性に優れており、比抵抗が9.0×10-4Ω・cm以下と低く、かつ、200℃未満の加熱によっても非晶質性と表面平滑性および比抵抗の性質が変化しない、(2)可視光域の短波長側(400nm)の透過性が極めて優れており、(3)−1×1010dyn/cm2 〜1×1010dyn/cm2 という低い内部応力が実現できるという特徴を有する。 In the present invention, indium oxide is a main component, tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.0040 to 0.0230, and zinc element is Zn / In atomic ratio at 0.004 to 0.00. Transparent conductive thin film having a composition contained at a ratio of 100, preferably a transparent conductive film having a composition in which silver is further contained in the above composition at a ratio of 0.001 to 0.010 in terms of the Ag / In atomic ratio (1) Excellent surface smoothness, low specific resistance of 9.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and amorphous and surface even when heated below 200 ° C. The properties of smoothness and specific resistance do not change, (2) the transparency on the short wavelength side (400 nm) in the visible light region is extremely excellent, and (3) -1 × 10 10 dyn / cm 2 to 1 × 10 10 Low internal stress of dyn / cm 2 can be realized It has the feature that.

本発明による透明導電性薄膜は、トップエミッション型の有機EL素子における有機発光層の上に形成する透明電極や、樹脂フィルム基板上に形成される透明電極として利用することが可能である。   The transparent conductive thin film according to the present invention can be used as a transparent electrode formed on an organic light emitting layer in a top emission type organic EL device or a transparent electrode formed on a resin film substrate.

本発明による透明導電性薄膜の一態様では、酸化インジウムを主成分として、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、非晶質構造になっている。   In one aspect of the transparent conductive thin film according to the present invention, indium oxide is the main component, tungsten element is contained in a W / In atomic ratio of 0.004 to 0.023, and zinc element is Zn / In atomic number. It is contained at a ratio of 0.004 to 0.100 in a ratio, and has an amorphous structure.

別の態様による透明導電性薄膜は、酸化インジウムを主成分として、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合で含有され、非晶質構造になっている。   The transparent conductive thin film according to another aspect comprises indium oxide as a main component, tungsten element is contained in a W / In atomic ratio of 0.004 to 0.023, and zinc element is Zn / In atomic ratio. The silver element is contained at a ratio of 0.004 to 0.100, and the silver element is contained at a ratio of 0.001 to 0.010 in terms of the Ag / In atom number ratio, and has an amorphous structure.

該透明導電性薄膜においては、比抵抗が9.0×10-4Ωcm以下、さらには、6.0×10-4Ωcm以下であることが好ましい。また、その結晶化温度が200℃以上であることが好ましい。さらに、その膜表面の算術平均高さ(Ra)が2.0nm以下であることが好ましい。加えて、その内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下であることが好ましい。 In the transparent conductive thin film, the specific resistance is preferably 9.0 × 10 −4 Ωcm or less, and more preferably 6.0 × 10 −4 Ωcm or less. Moreover, it is preferable that the crystallization temperature is 200 degreeC or more. Furthermore, the arithmetic average height (Ra) of the film surface is preferably 2.0 nm or less. In addition, the absolute value of the internal stress is preferably 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less.

本発明の一態様による透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲットは、実質的な構成元素がインジウム、タングステン、亜鉛および酸素である透明導電性薄膜を製造するために用いられ、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有される。   The oxide sintered compact target for manufacturing a transparent conductive thin film according to one aspect of the present invention is used for manufacturing a transparent conductive thin film whose substantial constituent elements are indium, tungsten, zinc, and oxygen, and the tungsten element is used. W / In atom number ratio contains 0.004-0.023, and zinc element contains Zn / In atom number ratio 0.004-0.100.

別の態様による透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲットは、実質的な構成元素がインジウム、タングステン、亜鉛、銀および酸素である透明導電性薄膜を製造するために使用され、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合で含有される。   The oxide sintered compact target for manufacturing a transparent conductive thin film according to another aspect is used to manufacture a transparent conductive thin film whose substantial constituent elements are indium, tungsten, zinc, silver and oxygen, W / In atomic ratio is 0.004-0.023, zinc element is Zn / In atomic ratio is 0.004-0.100, silver element is Ag / In atom. It is contained at a ratio of 0.001 to 0.010 in the number ratio.

さらに、本発明により、前記透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲットを用いて、透明基板の表面に透明導電性薄膜が形成される。   Furthermore, according to the present invention, a transparent conductive thin film is formed on the surface of a transparent substrate using the oxide sintered compact target for manufacturing a transparent conductive thin film.

なお、本発明による透明導電性基板では、透明基板が、ガラス板、片面もしくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板もしくは樹脂フィルム、あるいは、内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板もしくは樹脂フィルムであることが好ましい。   In the transparent conductive substrate according to the present invention, the transparent substrate is a glass plate, a resin plate or resin film whose one or both sides are covered with a gas barrier film, or a resin plate or resin in which a gas barrier film is inserted. A film is preferred.

また、ガスバリア膜が、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン膜の中から選ばれる少なくとも1種類であることが好ましい。   The gas barrier film is preferably at least one selected from a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a magnesium aluminum oxide film, a tin oxide film, and a diamond-like carbon film.

さらに、樹脂板もしくは樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)からなるか、もしくは、これらの材料の表面にアクリル系有機物を覆った積層構造からなることが好ましい。   Further, the resin plate or the resin film is made of polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), or the surface of these materials is covered with an acrylic organic material. It preferably has a laminated structure.

本発明の表示デバイスは、前記透明導電性薄膜を電極として用いる。   The display device of the present invention uses the transparent conductive thin film as an electrode.

本発明の有機EL素子は、陽極と陰極と両者に挟まれた有機層からなり、前記有機層は該陽極から供給される正孔と該陰極から供給される電子との再結合によって発光する有機発光層を含み、前記陽極および/または前記陰極を形成する少なくとも一つの層が前記透明導電性薄膜で構成される。   The organic EL device of the present invention comprises an organic layer sandwiched between an anode and a cathode, and the organic layer emits light by recombination of holes supplied from the anode and electrons supplied from the cathode. At least one layer including a light emitting layer and forming the anode and / or the cathode is composed of the transparent conductive thin film.

本発明により、表面平滑性に優れて、比抵抗が9.0×10-4Ω・cm以下、製造条件によっては6.0×10-4Ω・cm以下と低く、かつ、非晶質の透明導電性薄膜を、低い内部応力(内部応力の絶対値が、1×1010dyn/cm2 以下)の状態で得ることができる。本発明により得られる透明導電性薄膜は、低内部応力であるため、表面が柔らかい基板上に(例えば、樹脂フィルムや有機膜など)、該基板を変形させることなく堆積することが可能である。特に、柔らかい有機発光層の上に、陰極として透明導電性薄膜を形成することができるので、光を上面電極である陰極から効率的に取り出すことが可能なトップエミッション型有機EL素子を実現するのに、本発明は有用である。 According to the present invention, the surface smoothness is excellent, the specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and depending on the production conditions, it is as low as 6.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and it is amorphous. A transparent conductive thin film can be obtained in a state of low internal stress (the absolute value of internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less). Since the transparent conductive thin film obtained by the present invention has a low internal stress, it can be deposited on a soft substrate (for example, a resin film or an organic film) without deforming the substrate. In particular, since a transparent conductive thin film can be formed as a cathode on a soft organic light emitting layer, a top emission type organic EL device capable of efficiently extracting light from the cathode as the upper surface electrode is realized. In addition, the present invention is useful.

また、低温に維持された基板上に、本発明の透明導電性薄膜を形成すれば、低抵抗で表面平滑性に優れた透明電極を形成することが可能である。そして、耐熱性のない柔らかい樹脂フィルム基板上に、基板を変形させることなく、低温で低抵抗の透明電極として形成することができ、樹脂フィルム基板を用いたフレキシブル透明有機EL素子の陰極および/または陽極として利用することができる。   Further, if the transparent conductive thin film of the present invention is formed on a substrate maintained at a low temperature, it is possible to form a transparent electrode having low resistance and excellent surface smoothness. And, on a soft resin film substrate having no heat resistance, it can be formed as a low-resistance transparent electrode at low temperature without deforming the substrate, and / or a cathode of a flexible transparent organic EL element using the resin film substrate and / or It can be used as an anode.

さらには、本発明の透明導電性薄膜は、結晶化温度が200℃以上であり、200℃未満の加熱であれば、非晶質性と表面平滑性を損わず、比抵抗の性質が悪化することがないので、プラズマから基板が熱を受けやすいスパッタリング法でも、基板表面温度を200℃未満とすれば、安定的に非晶質膜が得られる。さらに、膜付け後の製造プロセスにおいて200℃の加熱工程が含まれても、本発明の透明導電性薄膜は、その特性を安定して維持できる。   Furthermore, if the transparent conductive thin film of the present invention has a crystallization temperature of 200 ° C. or higher and is heated below 200 ° C., the amorphous property and the surface smoothness are not impaired, and the property of specific resistance deteriorates. Therefore, even in the sputtering method in which the substrate easily receives heat from plasma, an amorphous film can be stably obtained if the substrate surface temperature is set to less than 200 ° C. Furthermore, even if a heating process at 200 ° C. is included in the manufacturing process after film formation, the transparent conductive thin film of the present invention can stably maintain its characteristics.

前述のように、優れた特性を有する本発明の透明導電性薄膜は、有機EL素子だけでなく、無機EL素子や、LCD、電子ペーパー用の透明電極としても利用することができ、工業的に極めて価値が高い。また、本発明の透明導電性薄膜を用いた有機EL素子は、発光強度が強く、ダークスポットも発生しにくいため、高品位なディスプレイを製造することが可能となり、産業上、極めて価値が高い。   As described above, the transparent conductive thin film of the present invention having excellent characteristics can be used not only as an organic EL element, but also as an inorganic EL element, a transparent electrode for LCD and electronic paper, and industrially. Extremely valuable. In addition, the organic EL device using the transparent conductive thin film of the present invention has high emission intensity and hardly generates dark spots, so that it is possible to produce a high-quality display and is extremely valuable industrially.

1.透明導電性薄膜
本発明の透明導電性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、タングステン元素がW/In原子数比で0.0040〜0.0230の割合で含有され、さらに亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有した組成を有し、非晶質構造である。
1. Transparent conductive thin film The transparent conductive thin film of the present invention contains indium oxide as a main component, tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.0040 to 0.0230, and zinc element is Zn / In. It has a composition that is contained at a ratio of 0.004 to 0.100 in atomic ratio, and has an amorphous structure.

タングステンは、透明導電性薄膜の導電性の向上と結晶化温度の増加に寄与する。透明導電性薄膜中のタングステンに対する原子数比の範囲を規定した理由は、その範囲を逸脱すると、得られる透明導電性薄膜の抵抗値が増大してしまうからである。   Tungsten contributes to improving the conductivity of the transparent conductive thin film and increasing the crystallization temperature. The reason why the range of the atomic ratio with respect to tungsten in the transparent conductive thin film is specified is that the resistance value of the obtained transparent conductive thin film increases when the range is deviated.

また、亜鉛は、透明導電性薄膜の導電性の向上と結晶化温度の増加および内部応力の低下に寄与するが、その含有量を規定した理由は、Zn/In原子数比が0.100を超えると、可視域の短波長(例えば波長400nm)における透過率が減少し、一方、0.004未満の場合は、低抵抗でかつ内部応力の低い膜が得られなくなるからである。   Zinc also contributes to improving the conductivity of the transparent conductive thin film, increasing the crystallization temperature, and lowering the internal stress. The reason for defining the content is that the Zn / In atomic ratio is 0.100. If it exceeds, the transmittance at a short wavelength in the visible range (for example, a wavelength of 400 nm) is reduced. On the other hand, when it is less than 0.004, a film having low resistance and low internal stress cannot be obtained.

好ましくは、本発明の透明導電性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、タングステン元素がW/In原子数比で0.0040〜0.0230の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合でさらに含有され、非晶質構造である。   Preferably, the transparent conductive thin film of the present invention contains indium oxide as a main component, tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.0040 to 0.0230, and zinc element is Zn / In atomic number. It is contained at a ratio of 0.004 to 0.100 in a ratio, and silver element is further contained at a ratio of 0.001 to 0.010 at an Ag / In atomic ratio, and has an amorphous structure.

銀は、導電性の向上に寄与するが、透明導電性薄膜中の銀のインジウムに対する原子数比の範囲を規定した理由は、タングステンおよび亜鉛のインジウムに対する原子数比が前記範囲にあり、Ag/Inが0.001より少ないと、Ag無添加の場合と比べて、低抵抗化の効果が無く、Ag/In原子数比が0.010を超えると、可視光域の短波長領域(例えば波長400nm付近)における透過率の減少が見られるだけでなく、Ag無添加の場合と比べて、比抵抗が増大してしまうからである。   Although silver contributes to the improvement of conductivity, the reason for defining the range of the atomic ratio of silver to indium in the transparent conductive thin film is that the atomic ratio of tungsten and zinc to indium is in the above range, and Ag / When In is less than 0.001, there is no effect of lowering the resistance compared to the case where Ag is not added, and when the Ag / In atomic ratio exceeds 0.010, the short wavelength region in the visible light region (for example, wavelength This is because not only a decrease in transmittance at about 400 nm) is observed, but also the specific resistance increases as compared with the case where no Ag is added.

本発明者らによる試験から、上記いずれの組成を有する透明導電性薄膜は、完全に非晶質構造であり、表面が平滑であるだけでなく、9.0×10-4Ωcm以下、条件によっては、6.0×10-4Ωcm以下の低抵抗を示し、さらに、200℃未満の加熱でも、それらの性質が変化しないことが確認された。 From the tests by the present inventors, the transparent conductive thin film having any of the above compositions has a completely amorphous structure and not only a smooth surface, but also 9.0 × 10 −4 Ωcm or less, depending on conditions. Shows a low resistance of 6.0 × 10 −4 Ωcm or less, and further, it was confirmed that their properties do not change even when heating at less than 200 ° C.

本発明の透明導電性薄膜は、非晶質構造となっているが、X線回折により結晶相が検出されない程度の大きさや量の微結晶があっても、同様の効果を得ることができ、この範囲についても本発明に含められる。   Although the transparent conductive thin film of the present invention has an amorphous structure, the same effect can be obtained even if there are microcrystals of such a size and amount that a crystal phase is not detected by X-ray diffraction, This range is also included in the present invention.

さらに、本発明の透明導電性薄膜は、条件によっては膜表面の算術平均高さ(Ra)が2.0nm以下であること、また、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下であることが達成されることが確認された。 Furthermore, the transparent conductive thin film of the present invention has an arithmetic average height (Ra) of the film surface of 2.0 nm or less depending on conditions, and an absolute value of internal stress of 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less. It was confirmed that this was achieved.

低抵抗で、低内部応力の非晶質膜を得るためには、タングステンおよび亜鉛を添加するだけではなく、適当な成膜条件で成膜することが必要であり、特に、基板温度は170℃以下に維持することが必要不可欠である。スパッタリングガス圧は、おおよそ0.3〜1.5Pa程度が好ましく、低内部応力の透明導電性薄膜を得るには、通常の成膜条件の中では、比較的高ガス圧側(0.8〜1.5Pa)で、直流マグネトロンスパッタリング成膜することが望ましい。   In order to obtain an amorphous film having low resistance and low internal stress, it is necessary not only to add tungsten and zinc but also to form a film under appropriate film forming conditions. In particular, the substrate temperature is 170 ° C. It is essential to maintain: The sputtering gas pressure is preferably about 0.3 to 1.5 Pa. In order to obtain a transparent conductive thin film having a low internal stress, a relatively high gas pressure side (0.8 to 1) is required under normal film formation conditions. DC magnetron sputtering film formation is desirable at 5 Pa).

比抵抗が9.0×10-4Ωcm以下、好ましくは6.0×10-4Ωcm以下と低抵抗であることは、特に有機EL素子に使用する用途のように、電流を多く流す必要のあるデバイスの電極として利用する場合には好ましい。 The specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ωcm or less, preferably 6.0 × 10 −4 Ωcm or less, and it is necessary to flow a large amount of current, especially for applications used in organic EL devices. It is preferable when used as an electrode of a certain device.

また、非晶質膜の結晶化温度が200℃以上であることは、成膜中にプラズマから基板が熱を受けながら成膜が行われるスパッタリング成膜で、非晶質膜を安定に製造できるため好ましい。   In addition, the fact that the crystallization temperature of the amorphous film is 200 ° C. or higher means that the amorphous film can be stably manufactured by sputtering film formation in which film formation is performed while the substrate receives heat from the plasma during film formation. Therefore, it is preferable.

さらには、膜表面の算術平均高さ(Ra)が2.0nm以下であることは、特に有機EL素子用の電極として用いる場合、その上に形成する有機発光層が非常に薄い(数百nm)ため、有機発光層に均一に正孔あるいは電子を注入して、均一に発光させることができ、好ましい。   Furthermore, when the arithmetic average height (Ra) of the film surface is 2.0 nm or less, particularly when used as an electrode for an organic EL device, the organic light emitting layer formed thereon is very thin (several hundred nm). Therefore, holes or electrons can be uniformly injected into the organic light emitting layer so that light can be emitted uniformly, which is preferable.

また、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下であることは、有機発光層の上に電極として形成するような場合(トップエミッション型有機EL)や、樹脂フィルムの上に電極として形成するような場合は、それらを変形させずに電極を形成することができるため、デバイスの特性を安定化させるために好ましい。 Also, the absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less when the electrode is formed on the organic light emitting layer as an electrode (top emission type organic EL) or on the resin film. In the case of forming as, since an electrode can be formed without deforming them, it is preferable for stabilizing the characteristics of the device.

以上のように、本発明の透明導電性薄膜は、非晶質の相のみで構成され、表面平滑性に優れ、比抵抗が9.0×10-4Ω・cm以下の低抵抗を示し、200℃未満の加熱を行っても、前記特性が変わらないという特徴を有するため、LCDや有機EL素子等の表示デバイスへの適用に、極めて有利である。低内部応力、低抵抗、表面平滑性、200℃未満の特性安定性を有する透明導電性薄膜は、本発明において、初めて達成された。 As described above, the transparent conductive thin film of the present invention is composed only of an amorphous phase, is excellent in surface smoothness, and exhibits a low resistance of 9.0 × 10 −4 Ω · cm or less, Since the characteristics are not changed even when heating is performed at a temperature of less than 200 ° C., it is extremely advantageous for application to display devices such as LCDs and organic EL elements. A transparent conductive thin film having low internal stress, low resistance, surface smoothness and characteristic stability below 200 ° C. has been achieved for the first time in the present invention.

2.透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲット
本発明の酸化物焼結体ターゲットは、一態様では、構成元素が、インジウム、タングステン、亜鉛および酸素であり、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有される。あるいは、別の態様では、構成元素が、インジウム、タングステン、亜鉛、銀および酸素であり、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合でさらに含有される。
2. Oxide sintered compact target for manufacturing transparent conductive thin film In one aspect, the oxide sintered compact target of the present invention is composed of indium, tungsten, zinc, and oxygen, and tungsten element has a W / In atomic ratio. The zinc element is contained in a ratio of 0.004 to 0.100 in terms of the Zn / In atom number ratio. Alternatively, in another aspect, the constituent elements are indium, tungsten, zinc, silver, and oxygen, the tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.004 to 0.023, and the zinc element is Zn It is contained at a ratio of 0.004 to 0.100 in the ratio of / In atoms, and silver is further contained at a ratio of 0.001 to 0.010 in the ratio of Ag / In atoms.

これらのターゲットを用いて、スパッタリング法やイオンプレーティング法で透明導電性薄膜を製造することが可能である。   Using these targets, it is possible to produce a transparent conductive thin film by sputtering or ion plating.

スパッタリング法では、ターゲットとして、前記組成のターゲットを用い、スパッタリング装置内に基板と前記ターゲットを配置し、酸素ガスを含むアルゴン不活性ガス雰囲気中で、前記基板を所定の温度加熱し、この基板と前記ターゲットとの間に電界を印加して、ターゲットと基板の間にプラズマを発生させることによって、本発明の透明導電性薄膜を基板上に作製することができる。   In the sputtering method, a target having the above composition is used as a target, the substrate and the target are arranged in a sputtering apparatus, and the substrate is heated at a predetermined temperature in an argon inert gas atmosphere containing oxygen gas. The transparent conductive thin film of the present invention can be produced on a substrate by applying an electric field between the target and generating plasma between the target and the substrate.

一方、イオンプレーティング法では、原料であるイオンプレーティング用タブレットとして、前記組成のターゲットを用い、イオンプレーティング装置内に基板と、前記タブレットを銅ハース内に配置し、酸素ガスを含むアルゴン不活性ガス雰囲気中で、前記基板を所定の温度に加熱し、電子銃を用いて、前記銅ハースからタブレットを蒸発させ、基板付近でプラズマを発生させることによって、タブレット蒸気をイオン化し、本発明の透明導電性薄膜を基板上に作製することができる。なお、「タブレット」の語は、スパッタリング材料としての「ターゲット」の語の中に包含され、本発明の組成範囲にあるターゲットをイオンプレーティング法におけるタブレットに使用することは、本発明の範囲に含められる。   On the other hand, in the ion plating method, a target having the above composition is used as an ion plating tablet that is a raw material, a substrate and the tablet are placed in a copper hearth in an ion plating apparatus, and an argon gas containing oxygen gas is contained. In an active gas atmosphere, the substrate is heated to a predetermined temperature, and using an electron gun, the tablet is evaporated from the copper hearth, and plasma is generated near the substrate to ionize the tablet vapor. A transparent conductive thin film can be produced on a substrate. The term “tablet” is included in the term “target” as a sputtering material, and the use of a target in the composition range of the present invention for a tablet in an ion plating method is within the scope of the present invention. Included.

このような方法は一例であり、装置によって、基板とターゲット等の位置関係を変更したり、基板を搬送するなどの場合でも、条件を適宜、選定して、本発明の透明導電性薄膜を得ることができる。   Such a method is an example, and the transparent conductive thin film of the present invention is obtained by appropriately selecting the conditions even when the positional relationship between the substrate and the target is changed by the apparatus or the substrate is transported. be able to.

なお、前記ターゲット(タブレットを含む)中のタングステン、亜鉛および銀の含有量を変えることにより、透明導電性薄膜の各々の含有量を変化させることができる。この時、作製される透明導電性薄膜の構造や結晶性は、透明導電性薄膜の組成、基板加熱温度、不活性ガス雰囲気、成膜速度等の成膜条件に依存する。   In addition, each content of a transparent conductive thin film can be changed by changing content of tungsten, zinc, and silver in the said target (a tablet is included). At this time, the structure and crystallinity of the produced transparent conductive thin film depend on film forming conditions such as the composition of the transparent conductive thin film, the substrate heating temperature, the inert gas atmosphere, and the film forming speed.

スパッタリング法により、本発明の透明導電性薄膜を容易に作製することが可能ではあるが、非晶質膜を得ることは難しいので、適当なスパッタリング条件で成膜して作製する必要がある。   Although it is possible to easily produce the transparent conductive thin film of the present invention by sputtering, it is difficult to obtain an amorphous film, so it is necessary to form the film under suitable sputtering conditions.

特に、前述のように、基板温度は170℃以下に維持することが、非晶質膜として得るためには必要不可欠である。基板温度が170℃以下であれば、成膜中にプラズマから基板に熱が照射されても、基板表面温度が、結晶化温度(200℃以上)以上になることはないため、非晶質膜が得られる。   In particular, as described above, maintaining the substrate temperature at 170 ° C. or lower is indispensable for obtaining an amorphous film. If the substrate temperature is 170 ° C. or lower, the substrate surface temperature does not exceed the crystallization temperature (200 ° C. or higher) even when heat is applied to the substrate from the plasma during film formation. Is obtained.

また、低抵抗の透明導電性薄膜を得るためには、ターゲットと基板の間の距離を、例えば50〜70mmとし、スパッタリングガス圧を、約0.3〜1.5Pa程度とする必要がある。スパッタリングガス圧は、スパッタリング中の基板に到達するスパッタ粒子の運動エネルギーに影響を与える。例えば、ターゲットと基板の間の距離が50〜70mmとすると、成膜ガス圧が0.3Paより低いと、スパッタ粒子の運動エネルギーが高すぎて、堆積中の透明導電性薄膜に入射されることによる再スパッタが起き、表面の荒れた膜となる。一方、1.5Paより高いと、スパッタ粒子の運動エネルギーが低すぎて、密度の低くて緻密でない膜となり、低抵抗の透明導電性薄膜が得られない。従って、基板の間の距離が50〜70mmとした場合には、約0.3Pa〜1.5Paのスパッタリングガス圧でスパッタリング成膜を実施することにより、緻密で低抵抗の透明導電性薄膜を得ることができる。   Further, in order to obtain a low-resistance transparent conductive thin film, the distance between the target and the substrate needs to be 50 to 70 mm, for example, and the sputtering gas pressure needs to be about 0.3 to 1.5 Pa. The sputtering gas pressure affects the kinetic energy of sputtered particles that reach the substrate being sputtered. For example, when the distance between the target and the substrate is 50 to 70 mm, when the film forming gas pressure is lower than 0.3 Pa, the kinetic energy of the sputtered particles is too high and is incident on the transparent conductive thin film being deposited. Re-sputtering occurs, resulting in a film with a rough surface. On the other hand, if it is higher than 1.5 Pa, the kinetic energy of the sputtered particles is too low, resulting in a low-density and non-dense film, and a low-resistance transparent conductive thin film cannot be obtained. Accordingly, when the distance between the substrates is 50 to 70 mm, a dense and low resistance transparent conductive thin film is obtained by carrying out sputtering film formation at a sputtering gas pressure of about 0.3 Pa to 1.5 Pa. be able to.

さらに、低内部応力の透明導電性薄膜を作製するには、前記ガス圧の範囲における高圧ガス領域側(例えば、0.8Pa〜1.5Pa)でスパッタリング成膜することが望ましい。内部応力の絶対値は、スパッタリングガス圧が高いほど低くなり、1×1010dyn/cm2 以下の低内部応力で、緻密な低抵抗の透明導電性薄膜を得るためには、スパッタリングガス圧を0.8Pa〜1.5Paとすることが好ましい。なお、ターゲットと基板の間の距離がより広くなると、最適なスパッタリングガス圧が低めとなる傾向が見られるので、前記距離に応じてスパッタリングガス圧を調整すればよい。 Furthermore, in order to produce a transparent conductive thin film having a low internal stress, it is desirable to perform sputtering film formation on the high-pressure gas region side (for example, 0.8 Pa to 1.5 Pa) in the gas pressure range. The absolute value of the internal stress is lower as the sputtering gas pressure is higher, and in order to obtain a dense low resistance transparent conductive thin film with a low internal stress of 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less, the sputtering gas pressure is reduced. It is preferable to set it as 0.8 Pa-1.5 Pa. Note that as the distance between the target and the substrate becomes wider, the optimum sputtering gas pressure tends to be lower, so the sputtering gas pressure may be adjusted according to the distance.

なお、スパッタリングガスには、アルゴンに0.5%〜5%程の酸素を添加した混合ガスを用いることが好ましい。酸素を添加するのは、膜中への酸素欠損の過剰導入によるキャリア電子の移動度の低下に伴う導電性の低下や透過率の低下を抑制し、低抵抗で高透過性の透明導電性薄膜を得るためである。   Note that it is preferable to use a mixed gas in which oxygen of about 0.5% to 5% is added to argon as the sputtering gas. Addition of oxygen suppresses the decrease in conductivity and transmittance due to the decrease in carrier electron mobility due to excessive introduction of oxygen vacancies into the film, and it is a transparent conductive thin film with low resistance and high permeability. To get.

3.透明導電性基板
本発明の透明導電性基板は、透明基板の表面に本発明の透明導電性薄膜が形成される。
3. Transparent conductive substrate In the transparent conductive substrate of the present invention, the transparent conductive thin film of the present invention is formed on the surface of the transparent substrate.

透明基板は、ガラス板、該ガラス板の片面もしくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板もしくは樹脂フィルム、あるいは、該ガラス板の内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板もしくは樹脂フィルムである。   The transparent substrate is a glass plate, a resin plate or a resin film in which one or both surfaces of the glass plate are covered with a gas barrier film, or a resin plate or a resin film in which a gas barrier film is inserted inside the glass plate. .

樹脂板もしくは樹脂フィルムは、ガラス板と比べてガスの透過性が高く、有機EL素子や無機EL素子の発光層、およびLCDなどの液晶層は、水分や酸素に対して劣化するため、樹脂板もしくは樹脂フィルムを、これらの表示素子の基板として用いる場合は、ガスの通過を抑えるガスバリア膜を施すことが好ましい。   Resin plates or resin films have higher gas permeability than glass plates, and light emitting layers of organic EL elements and inorganic EL elements, and liquid crystal layers of LCDs, etc., deteriorate with moisture and oxygen. Or when using a resin film as a board | substrate of these display elements, it is preferable to provide the gas barrier film which suppresses passage of gas.

ガスバリア膜は、樹脂板もしくは樹脂フィルムの片面に形成されていても良く、両面に形成されていれば、ガス通過の遮断性は良好である。また、ガスバリア膜を、樹脂板もしくは樹脂フィルムの片面に形成し、さらに該ガスバリア膜の上に、樹脂板もしくは樹脂フィルムを積層することによって、内部にガスバリア膜を挿入させることができる。さらに、複数回、積層を繰り返した構造とすることもできる。   The gas barrier film may be formed on one side of the resin plate or the resin film, and if it is formed on both sides, the gas barrier property is good. Further, the gas barrier film can be inserted into the inside by forming the gas barrier film on one surface of the resin plate or the resin film and further laminating the resin plate or the resin film on the gas barrier film. Furthermore, it can also be set as the structure which repeated lamination | stacking several times.

樹脂板もしくは樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)からなるか、もしくは、これらの材料の表面にアクリル系有機物を覆った積層構造からなる。樹脂板あるいは樹脂フィルムの厚さは、下記の具体的用途に合わせて適宜選択される。   The resin plate or resin film is made of polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), or a laminated structure in which the surface of these materials is covered with an acrylic organic material. Consists of. The thickness of the resin plate or resin film is appropriately selected according to the following specific application.

ガスバリア膜には、酸化珪素膜、酸化窒化珪素(SiON)膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン(DLC)膜の中から選ばれる少なくとも1種類であることが好ましい。ここで、酸化スズ系膜とは、酸化スズに、例えば、Si、Ce、Geなどから選ばれる少なくとも1種類の添加元素を含有した組成を有する。これらの添加元素によって、酸化スズ層を非晶質化し、緻密な膜とする。また、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン膜の中から選ばれる少なくとも1種類のガスバリア膜と、有機もしくは高分子の膜とが、樹脂基板もしくは樹脂フィルムの表面に交互に繰り返し積層させた構造の基板上に、前記透明導電性薄膜を施した構成でもよい。   The gas barrier film is preferably at least one selected from a silicon oxide film, a silicon oxynitride (SiON) film, a magnesium aluminate film, a tin oxide film, and a diamond-like carbon (DLC) film. Here, the tin oxide film has a composition containing at least one additive element selected from, for example, Si, Ce, Ge and the like in tin oxide. By these additive elements, the tin oxide layer is made amorphous to form a dense film. In addition, at least one gas barrier film selected from a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a magnesium aluminum oxide film, a tin oxide-based film, and a diamond-like carbon film, and an organic or polymer film may be a resin substrate or The structure which gave the said transparent conductive thin film on the board | substrate of the structure laminated | stacked alternately on the surface of the resin film may be sufficient.

4.表示デバイス
本発明の表示デバイスは、前記透明導電性薄膜を電極として用い、例えば、有機EL素子や無機EL素子、液晶、タッチパネルなどが含まれる。
4). Display Device The display device of the present invention uses the transparent conductive thin film as an electrode, and includes, for example, an organic EL element, an inorganic EL element, a liquid crystal, a touch panel, and the like.

(a)有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子):
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極と両者に挟まれた有機層からなり、前記有機層は該陽極から供給される正孔と該陰極から供給される電子との再結合によって発光する有機発光層を含み、前記陽極および/または前記陰極を形成する少なくとも一つの層が前記透明導電性薄膜で構成される。有機EL素子の有機層は、膜厚が非常に薄い多層の構造となっており、前記陽極および/または前記陰極に用いられる透明電極の表面が凹凸形状であったり、突起物が存在すると、相対電極との間で電流リークが起きてしまい、未発光部分(ダークスポット)が生じてしまう。
(A) Organic electroluminescence device (organic EL device):
The organic EL device of the present invention comprises an organic layer sandwiched between an anode and a cathode, and the organic layer emits light by recombination of holes supplied from the anode and electrons supplied from the cathode. At least one layer including a light emitting layer and forming the anode and / or the cathode is composed of the transparent conductive thin film. The organic layer of the organic EL element has a multi-layered structure with a very thin film thickness. If the surface of the transparent electrode used for the anode and / or the cathode is uneven or has protrusions, A current leak occurs between the electrodes and a non-light emitting portion (dark spot) is generated.

本発明の有機EL素子の一例を図1に示す。陰極(11)に本発明の透明導電性薄膜(8)と電子注入金属層(7)の2層構造を用い、陽極との間に発光層(6)、正孔輸送層(5)、正孔注入層(4)の積層で構成される有機膜(10)が形成された構造である。有機層中の発光層(6)は低分子系材料(例えば、アルミ錯体、アントラセン類、希土類錯体、イリジウム錯体など)でも、高分子系材料(例えば、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリチオフェン類など)のどちらを用いてもよい。陰極の電子注入金属層(7)は仕事関数の低い(3.8eV以下)材料で形成され、光を透過する程薄く(0.5〜20nm)形成されているため、陰極側に発光が可能である。なお、陽極(2)に本発明の透明導電性薄膜を用いれば、陰極(11)側だけでなく陽極(2)側にも発光させることが可能な有機EL素子を実現することができる。基板(1)には、ガラス基板だけでなく、ガスバリア膜を施した樹脂基板もしくは樹脂フィルム、ガスバリア膜を内部に挿入した樹脂基板もしくは樹脂フィルムを用いることができる。   An example of the organic EL element of the present invention is shown in FIG. The cathode (11) has a two-layer structure of the transparent conductive thin film (8) of the present invention and an electron injection metal layer (7), and a light emitting layer (6), a hole transport layer (5), a positive electrode and the anode. This is a structure in which an organic film (10) composed of a stack of hole injection layers (4) is formed. The light emitting layer (6) in the organic layer can be a low molecular weight material (for example, aluminum complex, anthracene, rare earth complex, iridium complex) or a high molecular weight material (for example, polyphenylene vinylenes, polyfluorenes, polythiophenes). ) May be used. The cathode electron injection metal layer (7) is made of a material having a low work function (3.8 eV or less) and is thin enough to transmit light (0.5 to 20 nm). It is. In addition, if the transparent conductive thin film of this invention is used for an anode (2), the organic EL element which can be light-emitted not only on the cathode (11) side but on the anode (2) side is realizable. As the substrate (1), not only a glass substrate but also a resin substrate or resin film provided with a gas barrier film, or a resin substrate or resin film having a gas barrier film inserted therein can be used.

低抵抗で、低内部応力で、表面平滑性に優れ、かつ、熱安定性に優れた本発明の透明導電性薄膜を、陰極および/または陽極に用いることによって、電流リークが生じないため、ダークスポットの発生を抑制できる。また、本発明の透明導電性薄膜は低内部応力であるため、有機層の上に形成しても有機層に歪みを与えることなく、透明電極と有機層との密着も改善されるため、高品位、長寿命の有機EL素子を実現できる。また、本発明の透明導電性薄膜は、低抵抗であるため、発光のための電圧降下とそれに起因する発光の不均一性が排除でき、高品位の有機EL素子を実現することができる。   Since the transparent conductive thin film of the present invention having low resistance, low internal stress, excellent surface smoothness, and excellent thermal stability is used for the cathode and / or anode, no current leakage occurs, so dark Spot generation can be suppressed. In addition, since the transparent conductive thin film of the present invention has low internal stress, adhesion between the transparent electrode and the organic layer is improved without distorting the organic layer even when formed on the organic layer. An organic EL element with high quality and long life can be realized. In addition, since the transparent conductive thin film of the present invention has a low resistance, it is possible to eliminate a voltage drop for light emission and non-uniformity of light emission resulting therefrom, and to realize a high-quality organic EL element.

(b)無機エレクトロルミネッセンス素子(無機EL素子):
本発明の前記透明導電性薄膜を用いて、無機EL素子を製造することができる。
(B) Inorganic electroluminescence element (inorganic EL element):
An inorganic EL element can be manufactured using the transparent conductive thin film of the present invention.

例として、二重絶縁層構造のAC形薄膜無機EL素子の基本素子構造を、図2に示す。ガラスもしくは樹脂基板などの透明基板(12)の上に、順次、透明電極(13)、第1絶縁層(14)、発光層(15)、第2絶縁層(16)および背面電極(17)を積層する。   As an example, FIG. 2 shows a basic element structure of an AC thin film inorganic EL element having a double insulating layer structure. A transparent electrode (13), a first insulating layer (14), a light emitting layer (15), a second insulating layer (16), and a back electrode (17) are sequentially formed on a transparent substrate (12) such as glass or a resin substrate. Are laminated.

発光層(15)の膜厚は、0.5μm〜1μm程度であり、第1絶縁層(14)および第2絶縁層(16)の膜厚は、各々0.3μm〜0.5μm程度であり、全膜厚として2μm程度である。   The thickness of the light emitting layer (15) is about 0.5 μm to 1 μm, and the thickness of the first insulating layer (14) and the second insulating layer (16) is about 0.3 μm to 0.5 μm, respectively. The total film thickness is about 2 μm.

透明電極(13)と背面電極(17)の間に、200V程度の交流電圧を印加すると、EL発光が得られる。   When an AC voltage of about 200 V is applied between the transparent electrode (13) and the back electrode (17), EL light emission is obtained.

第1絶縁層(14)および第2絶縁層(16)で、発光層(15)を挟むことで、素子の絶縁破壊を防ぎ、発光層(15)に108V/m以上の高電圧を安定に印加することができる。   By sandwiching the light emitting layer (15) between the first insulating layer (14) and the second insulating layer (16), the dielectric breakdown of the element is prevented, and a high voltage of 108 V / m or more is stably applied to the light emitting layer (15). Can be applied.

発光層(15)は、硫化亜鉛(ZnS)の母体材料に、発光中心としてMn(橙黄色)、TbF3(緑色)、SmF3 (赤橙色)などを添加して得る。 The light emitting layer (15) is obtained by adding Mn (orange yellow), TbF 3 (green), SmF 3 (red orange) or the like as a light emission center to a base material of zinc sulfide (ZnS).

低抵抗で、表面平滑性に優れ、熱安定性に優れた本発明の透明導電性薄膜を、透明電極として用いることによって、発光層(15)に均一に電圧を印加できて、発光強度の高い無機EL素子を実現することができる。   By using the transparent conductive thin film of the present invention having low resistance, excellent surface smoothness and excellent thermal stability as a transparent electrode, a voltage can be uniformly applied to the light emitting layer (15), and the light emission intensity is high. An inorganic EL element can be realized.

(c)液晶(LCD):
本発明の前記透明導電性薄膜を用いて、液晶素子を製造することができる。例として、パーソナルコンピューターやテレビで使われているカラーLCDについて説明する。
(C) Liquid crystal (LCD):
A liquid crystal element can be manufactured using the transparent conductive thin film of the present invention. As an example, a color LCD used in a personal computer or television will be described.

カラーフィルタ方式のLCDの断面図を、図3に示す。光シャッター機能の液晶セルとRGBカラーフィルタが組み合わされ、カラー光源(バックライト)からの光の加法混色により、マルチカラーやフルカラー表示が実現される。   A cross-sectional view of a color filter type LCD is shown in FIG. A liquid crystal cell having an optical shutter function and an RGB color filter are combined, and multi-color or full-color display is realized by additive color mixing of light from a color light source (backlight).

RGBの各画素間には、ブラックマトリックス(27)が形成され、コントラストや色純度の向上が図られる。   A black matrix (27) is formed between the RGB pixels to improve contrast and color purity.

カラーフィルタ(20)の上部にある透明電極(18)は、単純マトリックス駆動ではストライプ電極として、TFT(thin-film transistor)駆動(アクティブマトリックス駆動)では、全面一体電極として形成される。   The transparent electrode (18) on the upper part of the color filter (20) is formed as a stripe electrode in the simple matrix drive and as a whole surface integral electrode in the TFT (thin-film transistor) drive (active matrix drive).

バックライトは、カラーLCDの輝度向上に寄与するだけでなく、カラーフィルタ(20)との組み合わせで、色純度を向上させることができる。   The backlight not only contributes to the improvement of the brightness of the color LCD but also can improve the color purity in combination with the color filter (20).

本発明の透明導電性薄膜は、透明基板(18)(ガラス、樹脂基板)上の透明電極(25)だけでなく、カラーフィルタ(20)上の透明電極(18)としても利用することができる。特に、カラーフィルタ(20)のような耐熱性が低くて有機の柔らかい層の上に、透明電極(18)をスパッタリング法で形成する際には、低い内部応力で、低抵抗の透明導電性薄膜を、低温成膜で形成する必要があるが、本発明の前記透明導電性薄膜により実現しやすく、高品位のLCDを製造することができる。   The transparent conductive thin film of the present invention can be used not only as a transparent electrode (25) on a transparent substrate (18) (glass, resin substrate) but also as a transparent electrode (18) on a color filter (20). . In particular, when a transparent electrode (18) is formed on a soft organic layer having low heat resistance such as a color filter (20) by sputtering, a transparent conductive thin film having low internal stress and low resistance. However, the transparent conductive thin film of the present invention is easy to realize, and a high-quality LCD can be manufactured.

(d)タッチパネル:
本発明の前記透明導電性薄膜を用いて、タッチパネルを製造することができる。抵抗膜方式のタッチパネルの構造を、図4に示す。
(D) Touch panel:
A touch panel can be manufactured using the transparent conductive thin film of the present invention. The structure of a resistive film type touch panel is shown in FIG.

上部樹脂フィルム(28)と下部ガラス(29)(樹脂板または樹脂フィルムの場合もある)の各々の対向する面に、透明電極(30)が形成され、両透明電極(30)は、スペーサー(31)を介して、一定の距離で離れて配置されている。指やペンで上部樹脂フィルム(28)が押し下げられると、両透明電極(30)が接触し、通電する構造となっている。   A transparent electrode (30) is formed on each of the opposing surfaces of the upper resin film (28) and the lower glass (29) (which may be a resin plate or a resin film). 31) through a certain distance. When the upper resin film (28) is pushed down with a finger or a pen, both the transparent electrodes (30) are in contact with each other and energized.

本発明の透明導電性薄膜は、両透明電極(30)として、有効に用いることができる。特に、上部樹脂フィルム(28)の上に、透明電極(30)を形成する場合には、フィルムの耐熱性が低いことを考慮して、低温で成膜する必要がある。また、内部応力が高いと、上部樹脂フィルム(28)が変形してしまうため、低い内部応力の透明導電性薄膜を形成する必要がある。   The transparent conductive thin film of the present invention can be effectively used as both transparent electrodes (30). In particular, when the transparent electrode (30) is formed on the upper resin film (28), it is necessary to form the film at a low temperature in consideration of the low heat resistance of the film. Moreover, since an upper resin film (28) will deform | transform if an internal stress is high, it is necessary to form the transparent conductive thin film of a low internal stress.

このような透明導電性薄膜として、本発明の透明導電性薄膜は有効に利用することができる。本発明の透明導電性薄膜は、低抵抗であるため、薄くして利用することができるため、光の透過率も高く、視認性に優れたものを得ることができる。   As such a transparent conductive thin film, the transparent conductive thin film of the present invention can be used effectively. Since the transparent conductive thin film of the present invention has a low resistance, it can be used by thinning it, so that it can have a high light transmittance and excellent visibility.

以上、詳述したように、本発明に従えば、表面平滑性に優れて、比抵抗が9.0×10-4Ω・cm以下、製造条件によっては6.0×10-4Ω・cm以下と低い非晶質膜が、低内部応力(内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下)の状態で得ることができる。 As described above, according to the present invention, the surface smoothness is excellent, the specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and depending on the manufacturing conditions, 6.0 × 10 −4 Ω · cm. A low amorphous film can be obtained with a low internal stress (the absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less).

得られる透明導電性薄膜は、低内部応力の透明導電性薄膜であるため、フィルムのように基板自体が変形しやすい基板上や、複数層積層された構造体の変形しやすい最表面の膜上に、基板や構造体を変形させることなく堆積することが可能である。特に、柔らかい有機発光層の上に陰極として透明導電性薄膜を形成することができるので、上面電極である陰極から効率的に光を取り出すことが可能なトップエミッション型有機EL素子を実現するのに特に有用である。トップエミッション型有機EL素子は、TFTが形成されたガラス基板上に形成する開口率の高い有機EL素子の陰極に利用することができる。   The obtained transparent conductive thin film is a transparent conductive thin film with low internal stress. Therefore, the substrate itself is easily deformed, such as a film, or the outermost surface of a structure in which a multilayer structure is easily deformed. In addition, it is possible to deposit without deforming the substrate or the structure. In particular, since a transparent conductive thin film can be formed as a cathode on a soft organic light emitting layer, it is possible to realize a top emission type organic EL device capable of efficiently extracting light from a cathode as a top electrode. It is particularly useful. The top emission type organic EL element can be used as a cathode of an organic EL element having a high aperture ratio formed on a glass substrate on which a TFT is formed.

また、本発明の透明導電性薄膜は、低温基板上に低抵抗で表面平滑性に優れた透明電極を形成することが可能であるため、耐熱性のない柔らかい樹脂フィルム基板上に、基板を変形させることなく、低温で低抵抗の透明電極として形成することができる。従って、本発明の透明導電性薄膜は、樹脂フィルム基板を用いたフレキシブル透明有機EL素子の陰極および/または陽極として利用することができる。   Moreover, since the transparent conductive thin film of the present invention can form a transparent electrode with low resistance and excellent surface smoothness on a low-temperature substrate, the substrate is deformed on a soft resin film substrate having no heat resistance. Without forming, it can be formed as a transparent electrode having a low temperature and a low resistance. Therefore, the transparent conductive thin film of the present invention can be used as a cathode and / or an anode of a flexible transparent organic EL device using a resin film substrate.

本発明の透明導電性薄膜は、結晶化温度が200℃以上であり、200℃未満の加熱に対しても、非晶質性、表面平滑性、および比抵抗の性質が悪化しないという特徴を持つので、プラズマから基板が熱を受けやすいスパッタリング法でも、安定に非晶質膜を製造しやすい。また、膜付け後の製造プロセスで、200℃未満の加熱工程が含まれても、特性が安定しているという特徴を有する。   The transparent conductive thin film of the present invention has a crystallization temperature of 200 ° C. or higher, and has characteristics that the properties of amorphousness, surface smoothness, and specific resistance are not deteriorated even when heated below 200 ° C. Therefore, it is easy to stably produce an amorphous film even by a sputtering method in which the substrate is easily subjected to heat from plasma. Moreover, even if the manufacturing process after film | membrane formation includes the heating process below 200 degreeC, it has the characteristics that the characteristic is stable.

本発明の透明導電性薄膜は、有機EL素子だけでなく、無機EL素子や、LCD、電子ペーパー用の透明電極として利用することができるため、工業的に極めて価値の高いものといえる。また、本発明の透明導電性薄膜を用いた有機EL素子は、発光強度が強く、ダークスポットも発生しにくいため、高品位なディスプレイを製造することが可能となり、産業上、極めて価値が高い。   Since the transparent conductive thin film of the present invention can be used not only as an organic EL element but also as an inorganic EL element, a transparent electrode for LCD and electronic paper, it can be said to be extremely valuable industrially. In addition, the organic EL device using the transparent conductive thin film of the present invention has high emission intensity and hardly generates dark spots, so that it is possible to produce a high-quality display and is extremely valuable industrially.

(実施例1〜11)
表1に示した組成となるように、各所定量のIn23粉末、WO3粉末およびZnO粉末をそれぞれ秤量し、混合して成形した。得られた成形体を、加熱および焼結して、W/In原子数比が0.004〜0.023で、Zn/In原子数比が0.004〜0.100で、タングステンと亜鉛を含有する酸化インジウム焼結体を作製した。得られた焼結体を、6インチ(Φ)×5mm(厚さ)に加工し、In系合金を用いて、無酸素銅製のバッキングプレートに貼り合わせて、スパッタリングターゲットとした。
(Examples 1 to 11)
Each predetermined amount of In 2 O 3 powder, WO 3 powder and ZnO powder was weighed, mixed and molded so as to have the composition shown in Table 1. The obtained compact was heated and sintered, and W / In atomic ratio was 0.004 to 0.023, Zn / In atomic ratio was 0.004 to 0.100, and tungsten and zinc were mixed. The contained indium oxide sintered body was produced. The obtained sintered body was processed to 6 inches (Φ) × 5 mm (thickness), and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using an In-based alloy to obtain a sputtering target.

直流マグネトロンスパッタ装置(トッキ社製、SPF503K)の強磁性体ターゲット用カソード(ターゲット表面上から1cm離れた位置での水平磁場強度が、最大で約80kA/m(1kG))に、前記スパッタリングターゲットを取り付け、該スパッタリングターゲットの対向面に、厚み1.1mmの石英ガラス基板を取り付けた。なお、石英ガラス基板自体の可視光波長領域での平均光透過率は、92%である。   The sputtering target is applied to a ferromagnetic target cathode of a DC magnetron sputtering apparatus (SPF503K, manufactured by Tokki Co., Ltd.) (maximum horizontal magnetic field strength at a position 1 cm away from the target surface is about 80 kA / m (1 kG)). A quartz glass substrate having a thickness of 1.1 mm was attached to the opposite surface of the sputtering target. The average light transmittance in the visible light wavelength region of the quartz glass substrate itself is 92%.

スパッタリングターゲットと基板との距離を、130mmとした。チャンバ内の真空度が、5×10-5Pa以下に達した時点で、純度99.9999質量%のArガスをチャンバ内に導入して、ガス圧0.3〜1.5Paとし、酸素を0.5〜5%だけ成膜ガス中に導入した。直流電力300Wを、ターゲットと基板の間に投入し、直流プラズマを発生させて、基板をターゲット中心の直上部に静止したまま、スパッタリングを実施した。これにより、150nmの膜厚の透明導電性薄膜を、前記基板の上に形成した。なお、膜厚は、膜の無い部分と、膜の有る部分との段差を、接触式表面形状測定器(Dektak3 ST)で測定して求めた。なお、スパッタリングの際には、基板を加熱しなかった。 The distance between the sputtering target and the substrate was 130 mm. When the degree of vacuum in the chamber reaches 5 × 10 −5 Pa or less, Ar gas having a purity of 99.9999% by mass is introduced into the chamber to a gas pressure of 0.3 to 1.5 Pa, and oxygen is supplied. Only 0.5 to 5% was introduced into the film forming gas. A direct current power of 300 W was applied between the target and the substrate to generate direct current plasma, and sputtering was carried out while the substrate was stationary immediately above the center of the target. As a result, a transparent conductive thin film having a thickness of 150 nm was formed on the substrate. The film thickness was determined by measuring the level difference between the part without the film and the part with the film with a contact-type surface shape measuring device (Dektak 3 ST). Note that the substrate was not heated during sputtering.

得られた透明導電性薄膜の組成を、ICP発光分光分析(セイコーインスツルメンツ社製、SPS4000)で定量分析し、膜中の結晶性の有無を、CuKα線を利用したX線回折装置(マックサイエンス社製、M18XHF22)によるX線回折測定、透過型電子顕微鏡(日立製作所社製、HF−2200)、および電子線回折で調べた。また、各透明導電性薄膜の比抵抗を、抵抗率計ロレスタEP(ダイアインスツルメンツ社製MCP−T360型)による四探針法で測定した。さらに、基板を含めた光透過率を、分光光度計(日立製作所社製、U−4000)で測定した。膜の表面粗さは、原子間力顕微鏡(デジタルインスツルメンツ社製、NS−III、D5000システム)で測定した。内部応力は、同一成膜条件で100μm厚みの石英基板とSi基板上に作製した膜(膜厚150〜400nm)に対して、基板の反りの変化を、薄膜物性評価装置(NEC三栄社製、MH4000)により測定して、評価した。   The composition of the obtained transparent conductive thin film is quantitatively analyzed by ICP emission spectroscopic analysis (manufactured by Seiko Instruments Inc., SPS4000), and the presence or absence of crystallinity in the film is determined by an X-ray diffractometer (Mac Science Co., Ltd.) using CuKα rays. Made by M18XHF22), transmission electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., HF-2200), and electron diffraction. Further, the specific resistance of each transparent conductive thin film was measured by a four-probe method using a resistivity meter Loresta EP (Dia Instruments MCP-T360 type). Furthermore, the light transmittance including the substrate was measured with a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U-4000). The surface roughness of the film was measured with an atomic force microscope (manufactured by Digital Instruments, NS-III, D5000 system). For internal stress, a change in the warpage of the substrate (film thickness 150 to 400 nm) produced on a 100 μm thick quartz substrate and Si substrate under the same film formation conditions was measured using a thin film physical property evaluation apparatus (manufactured by NEC Saneisha, MH4000) and evaluated.

各々について、スパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量を変えて、成膜を実施した。膜の比抵抗と内部応力は、膜製造時のスパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量に大きく依存し、特にスパッタリングガス圧が0.8Pa以上で成膜した時に低い内部応力の膜が得られた。その中で、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下となり、最も低抵抗であった膜の特性を調べた。結果を、表1に示した。 About each, film-forming was implemented, changing sputtering gas pressure and the amount of oxygen in sputtering gas. The specific resistance and internal stress of the film greatly depend on the sputtering gas pressure at the time of film production and the amount of oxygen in the sputtering gas, and particularly when the film is formed at a sputtering gas pressure of 0.8 Pa or higher, a film with low internal stress can be obtained. It was. Among them, the absolute value of the internal stress was 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less, and the characteristics of the film having the lowest resistance were examined. The results are shown in Table 1.

また、得られた透明導電性薄膜を、190℃で1時間、窒素中にてアニール処理を行い、アニール後の特性の変化も、同様の方法で調べた。アニール処理後の比抵抗と結晶性の結果を、表1に示した。

Figure 0004269986
The obtained transparent conductive thin film was annealed in nitrogen at 190 ° C. for 1 hour, and the change in characteristics after annealing was also examined by the same method. Table 1 shows the results of specific resistance and crystallinity after annealing.
Figure 0004269986

表1から明らかなように、スパッタリング法で作製し、酸化インジウムを主成分とし、タングステン元素がW/In原子数比で0.0040〜0.0230の割合で含有され、さらに亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有した組成を有する本発明の透明導電性薄膜は、XRD測定から判断された構造が結晶相を含まず、非晶質相のみで構成され、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下であるにもかかわらず、比抵抗は9.0×10-4Ω・cm以下、多くは6.0×10-4Ω・cm以下の低抵抗であった。 As is apparent from Table 1, it was prepared by a sputtering method, containing indium oxide as a main component, containing tungsten at a ratio of 0.0040 to 0.0230 in terms of W / In atomic ratio, and further containing zinc as Zn / The transparent conductive thin film of the present invention having a composition contained at a ratio of 0.004 to 0.100 in terms of the number of In atoms, the structure judged from the XRD measurement does not include a crystal phase, and is composed only of an amorphous phase. Although the absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less, the specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ω · cm or less, and in many cases, 6.0 × 10 −4 Ω · cm. The resistance was as low as cm or less.

トップエミッション型有機EL素子(基板と反対側に発光するタイプ)では、有機発光層の上に透明電極を形成する必要があり、多層で薄い有機発光層に応力による変形が起きないように、透明電極は低内部応力である必要がある。本発明の実施例1〜11の透明導電性薄膜は、低内部応力であるため、トップエミッション型の有機EL素子の有機発光層上に形成し、低内部応力かつ低抵抗の透明電極として、有用といえる。また、樹脂フィルム基板上に形成する透明導電性薄膜の場合、膜厚が大きくなると、内部応力が大きいと樹脂フィルム基板が湾曲してしまうが、本発明の実施例1〜11の透明導電性薄膜は、内部応力が小さいため、形成する膜厚の許容量が大きい。   In top emission type organic EL devices (types that emit light on the opposite side of the substrate), it is necessary to form a transparent electrode on the organic light emitting layer, and it is transparent so that deformation due to stress does not occur in the thin organic light emitting layer. The electrode needs to have a low internal stress. Since the transparent conductive thin films of Examples 1 to 11 of the present invention have low internal stress, they are formed on the organic light emitting layer of the top emission type organic EL device and are useful as a transparent electrode having low internal stress and low resistance. It can be said. Moreover, in the case of the transparent conductive thin film formed on the resin film substrate, when the film thickness is increased, the resin film substrate is curved when the internal stress is large, but the transparent conductive thin film of Examples 1 to 11 of the present invention. Since the internal stress is small, the allowable amount of film thickness to be formed is large.

1μm×1μmの領域の算術平均高さ(Ra)測定を、原子間力顕微鏡で、任意の10個所を測定して、平均値を算出したところ、実施例1〜11は何れも0.5〜2.0nmであった。また、基板を含めた平均可視光透過率は、85〜90%であり、透過率も良好であった。特に、波長400nmにおいて、基板を含めた透明導電性薄膜の透過率は、80〜85%であり、後述する従来材料と比べて、高い透過率を示した。   Arithmetic mean height (Ra) measurement of a 1 μm × 1 μm region was measured with an atomic force microscope at 10 arbitrary points, and the average value was calculated. It was 2.0 nm. Moreover, the average visible light transmittance | permeability including a board | substrate was 85 to 90%, and the transmittance | permeability was also favorable. In particular, at a wavelength of 400 nm, the transmittance of the transparent conductive thin film including the substrate was 80 to 85%, which was higher than that of the conventional material described later.

実施例1〜11の透明導電性薄膜は、大気中で190℃、10分間でアニール処理を行っても結晶化せず、比抵抗は減少した。5℃/minの一定の速度で膜の温度を上げながら、X線回折測定を行い、透明導電性薄膜が結晶化する温度を、高温X線回折測定で測定したところ、実施例1〜11の透明導電性薄膜は全て、結晶化温度が200℃以上であり、非晶質膜をスパッタリング法で安定に得ることができる材料である。また、膜付け後の製造プロセスで、200℃未満の加熱工程が含まれても、特性が安定していることがわかった。   The transparent conductive thin films of Examples 1 to 11 did not crystallize even after annealing at 190 ° C. for 10 minutes in the atmosphere, and the specific resistance decreased. X-ray diffraction measurement was performed while raising the temperature of the film at a constant rate of 5 ° C./min, and the temperature at which the transparent conductive thin film crystallized was measured by high-temperature X-ray diffraction measurement. All transparent conductive thin films have a crystallization temperature of 200 ° C. or higher, and are materials that can stably obtain an amorphous film by a sputtering method. In addition, it was found that the characteristics were stable even when a heating step of less than 200 ° C. was included in the manufacturing process after film formation.

なお、表1には、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下である低内部応力の透明導電性薄膜の特性のみ示したが、例えば、スパッタリングガス圧0.3〜0.6Paのように、透明導電性薄膜の製造条件によっては、絶対値が高い内部応力の膜が得られており、実施例1〜11と同様に、低抵抗で、高い透過率で、表面平滑な非晶質膜が得られている。 Table 1 shows only the characteristics of the low internal stress transparent conductive thin film whose absolute value of internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less. For example, the sputtering gas pressure is 0.3 to 0.00. Like 6 Pa, depending on the manufacturing conditions of the transparent conductive thin film, a film having an internal stress with a high absolute value is obtained. Like in Examples 1 to 11, the resistance is low, the transmittance is high, and the surface is smooth. An amorphous film is obtained.

また、窒素中で200℃未満の加熱に対しても、これらの特性は安定している。ガラスのように、形成した透明導電性薄膜の内部応力によって変形しにくい基板上に、透明導電性薄膜を製造する場合には、内部応力が高くても問題にはならないため、このような透明導電性薄膜も有用である。   Moreover, these characteristics are stable even when heated to less than 200 ° C. in nitrogen. When manufacturing a transparent conductive thin film on a substrate that is not easily deformed by the internal stress of the formed transparent conductive thin film, such as glass, even if the internal stress is high, there is no problem. A thin film is also useful.

(実施例12〜18)
次に、タングステン、亜鉛および銀を含む酸化インジウム薄膜を、以下の手順で作製した。作製後の酸化インジウム薄膜が、表2に示した組成となるように、各所定量のIn23粉末、WO3粉末、ZnO粉末およびAg粉末をそれぞれ秤量し、混合して成形した。得られた成形体を、加熱および焼結して、タングステン、亜鉛および銀を含有する酸化インジウム焼結体を作製した。得られた焼結体を、6インチ(Φ)×5mm(厚さ)に加工し、In系合金を用いて、無酸素銅製のバッキングプレートに貼り合わせて、スパッタリングターゲットとした。
(Examples 12 to 18)
Next, an indium oxide thin film containing tungsten, zinc and silver was produced by the following procedure. Each predetermined amount of In 2 O 3 powder, WO 3 powder, ZnO powder, and Ag powder was weighed, mixed, and molded so that the indium oxide thin film after preparation had the composition shown in Table 2. The obtained molded body was heated and sintered to produce an indium oxide sintered body containing tungsten, zinc and silver. The obtained sintered body was processed to 6 inches (Φ) × 5 mm (thickness), and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using an In-based alloy to obtain a sputtering target.

実施例1〜11と同様の成膜条件で、透明導電性薄膜を作製し、評価についても、実施例1〜11と同様の方法で行った。   A transparent conductive thin film was produced under the same film formation conditions as in Examples 1 to 11, and the evaluation was performed in the same manner as in Examples 1 to 11.

透明導電性薄膜の比抵抗と内部応力は、製造時のスパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量に大きく依存した。各々の組成について、スパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量を変えて、成膜を実施し、その中で内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下となる透明導電性薄膜で、最も低抵抗であった透明導電性薄膜の特性を調べた。

Figure 0004269986
The specific resistance and internal stress of the transparent conductive thin film largely depended on the sputtering gas pressure at the time of production and the amount of oxygen in the sputtering gas. For each composition, the film was formed by changing the sputtering gas pressure and the amount of oxygen in the sputtering gas, and the absolute value of the internal stress was 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less. The characteristics of the transparent conductive thin film having the lowest resistance were investigated.
Figure 0004269986

実施例12〜14は、実施例4に、Agを本発明で指定した量だけ添加したものであり、実施例15〜18は、実施例5に、Agを本発明で指定した量だけ添加したものである。   In Examples 12 to 14, Ag was added to Example 4 in an amount specified in the present invention, and in Examples 15 to 18, Ag was added to Example 5 in an amount specified in the present invention. Is.

表2に示すように、AgがAg/In原子数比で0.001〜0.010だけ含むことによって、Agを含まない実施例4および実施例5と比べて比抵抗が減少した。この傾向は、実施例1〜3、実施例6〜11の膜についても同様であり、AgがAg/In原子数比で0.001〜0.010だけ含むことによって、比抵抗は減少し、3.5×10-4Ωcm〜8.5×10-4Ωcmで、表面の平滑な非晶質膜が得られた。 As shown in Table 2, when Ag contained only 0.001 to 0.010 in terms of the Ag / In atomic ratio, the specific resistance decreased as compared with Examples 4 and 5 that did not contain Ag. This tendency is the same for the films of Examples 1 to 3 and Examples 6 to 11, and when Ag contains 0.001 to 0.010 in Ag / In atomic ratio, the specific resistance decreases, An amorphous film having a smooth surface of 3.5 × 10 −4 Ωcm to 8.5 × 10 −4 Ωcm was obtained.

また、酸化インジウムを主成分とし、タングステン元素がW/In原子数比で0.0040〜0.0230の割合で含有され、さらに亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有し、さらに銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合で含有した組成の本発明の透明導電性薄膜は、XRD測定から判断された構造が結晶相を含まず、非晶質相のみで構成されていた。   Indium oxide is the main component, tungsten element is contained in a W / In atomic ratio of 0.0040 to 0.0230, and zinc element is Zn / In atomic ratio in 0.004 to 0.100. In addition, the transparent conductive thin film of the present invention having a composition in which silver element is contained at a ratio of 0.001 to 0.010 in terms of Ag / In atomic ratio, the structure judged from the XRD measurement has a crystalline phase. It was comprised only by the amorphous phase.

また、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下と低く、かつ、低抵抗の膜が実現できるため、実施例1〜11の透明導電性薄膜と同様の理由で、トップエミッション型有機EL素子の有機発光層の上に形成する透明電極や、樹脂フィルム基板上に形成する透明導電性薄膜として、有用であるといえる。 Moreover, since the absolute value of internal stress is as low as 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less and a low resistance film can be realized, the top emission type is used for the same reason as the transparent conductive thin films of Examples 1 to 11. It can be said that it is useful as a transparent electrode formed on the organic light emitting layer of the organic EL element or a transparent conductive thin film formed on the resin film substrate.

1μm×1μmの領域で算術平均高さ(Ra)測定を、原子間力顕微鏡で任意の10個所を測定して平均値を算出したところ、実施例12〜18は何れも0.4〜1.8nmであった。   When arithmetic mean height (Ra) measurement was performed in an area of 1 μm × 1 μm, and an arbitrary value was calculated by measuring 10 arbitrary points with an atomic force microscope, Examples 12 to 18 were all 0.4 to 1. It was 8 nm.

また、基板を含めた平均可視光透過率は、85〜90%であり、透過率も良好であった。特に、波長400nmにおいて、基板を含めた透明導電性薄膜の透過率は、80〜85%であり、後述する従来材料と比べて、高い透過率を示した。   Moreover, the average visible light transmittance | permeability including a board | substrate was 85 to 90%, and the transmittance | permeability was also favorable. In particular, at a wavelength of 400 nm, the transmittance of the transparent conductive thin film including the substrate was 80 to 85%, which was higher than that of the conventional material described later.

なお、表2には示していないが、Ag/In原子数比が0.010を超えると、Agを添加しないときと比べて比抵抗は増大し、波長400nmにおける透過率は減少した。   Although not shown in Table 2, when the Ag / In atomic ratio exceeded 0.010, the specific resistance increased as compared with the case where Ag was not added, and the transmittance at a wavelength of 400 nm decreased.

実施例12〜18の透明導電性薄膜は、窒素中で190℃、10分間でアニール処理を行っても結晶化せず、比抵抗は減少した。5℃/minの一定の速度で膜の温度を上げながら、X線回折測定を行い、透明導電性薄膜が結晶化する温度を、高温X線回折測定で測定したところ、実施例12〜18の透明導電性薄膜は全て、結晶化温度が200℃以上であり、非晶質膜をスパッタリング法で安定に得ることができる材料である。また、膜付け後の製造プロセスで、200℃未満の加熱工程が含まれても、比抵抗や結晶性や表面平滑性などの特性が安定していることがわかった。   The transparent conductive thin films of Examples 12 to 18 did not crystallize even when annealed at 190 ° C. for 10 minutes in nitrogen, and the specific resistance decreased. X-ray diffraction measurement was performed while raising the temperature of the film at a constant rate of 5 ° C./min, and the temperature at which the transparent conductive thin film crystallized was measured by high-temperature X-ray diffraction measurement. All transparent conductive thin films have a crystallization temperature of 200 ° C. or higher, and are materials that can stably obtain an amorphous film by a sputtering method. In addition, it was found that characteristics such as specific resistance, crystallinity, and surface smoothness are stable even when a heating process of less than 200 ° C. is included in the manufacturing process after film formation.

なお、表2には、得られた膜のうち、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下である低内部応力の透明導電性薄膜の特性のみ記したが、製造条件によって、特に、0.3Pa〜0.6Paの低ガス圧領域においては、高い内部応力の透明導電性薄膜が得られており、実施例12〜18と同様に、低抵抗で、高い透過率で、表面平滑な非晶質膜が得られている。これらにおいては、窒素中で200℃未満の加熱に対しても、これらの特性は安定しており、ガラスのように、形成した透明導電性薄膜の内部応力によって変形しにくい基板上に、透明導電性薄膜を製造する場合には、内部応力が高くても問題にはならないため、このような透明導電性薄膜は有用といえる。 In Table 2, only the characteristics of the transparent conductive thin film having a low internal stress whose absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less among the obtained films are shown. In particular, in a low gas pressure region of 0.3 Pa to 0.6 Pa, a transparent conductive thin film having a high internal stress is obtained. Like in Examples 12 to 18, the surface has a low resistance and a high transmittance. A smooth amorphous film is obtained. In these, these characteristics are stable even when heated to less than 200 ° C. in nitrogen, and on a substrate that is not easily deformed by internal stress of the formed transparent conductive thin film, such as glass, In the production of a conductive thin film, such a transparent conductive thin film can be said to be useful because a high internal stress does not cause a problem.

(比較例1〜14)
比較例として、作製後の透明導電性薄膜において、タングステンおよび亜鉛の含有量が、本発明によるW/In原子数比、Zn/In原子数比の割合範囲から逸脱するように、各所定量のIn23粉末、WO3粉末および/またはZnO粉末を秤量したほかは、実施例1と同様の条件で、透明導電性薄膜を作製した。得られた透明導電性薄膜を、実施例1と同様の方法で評価した。
(Comparative Examples 1-14)
As a comparative example, in the transparent conductive thin film after fabrication, each predetermined amount of In is used so that the content of tungsten and zinc deviates from the ratio range of the W / In atomic ratio and the Zn / In atomic ratio according to the present invention. A transparent conductive thin film was produced under the same conditions as in Example 1 except that 2 O 3 powder, WO 3 powder and / or ZnO powder were weighed. The obtained transparent conductive thin film was evaluated in the same manner as in Example 1.

透明導電性薄膜の比抵抗と内部応力は、製造時のスパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量に大きく依存した。各々について、スパッタリングガス圧とスパッタリングガス中の酸素量を変えて、成膜を実施し、その中で、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下となり、最も低抵抗であった膜の特性を調べた。結果を、表3に示した。

Figure 0004269986
The specific resistance and internal stress of the transparent conductive thin film largely depended on the sputtering gas pressure at the time of production and the amount of oxygen in the sputtering gas. For each, film formation was carried out by changing the sputtering gas pressure and the oxygen amount in the sputtering gas. Among them, the absolute value of the internal stress was 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less, which was the lowest resistance. The characteristics of the membrane were investigated. The results are shown in Table 3.
Figure 0004269986

比較例1〜3は、亜鉛を含まず、タングステンを含有する酸化インジウムの膜である。非晶質で、9.0×10-4Ωcm以下の低抵抗で、波長400nmにおいて基板を含めた透過率が80%以上の透明導電膜の場合は、絶対値が1×1010dyn/cm2 を超えた高い内部応力しか得られなかった。スパッタリング条件によっては、膜の内部応力の絶対値が、1×1010dyn/cm2 以下となる膜も得られたが、膜の比抵抗は非晶質の膜で12×10-4Ωcm〜15×10-4Ωcmと、高い値となった。すなわち、9×10-4Ωcm以下の低抵抗と、1×1010dyn/cm2 以下の低い内部応力とを兼ね備えた透明導電膜は得られなかった。 Comparative Examples 1 to 3 are indium oxide films containing no tungsten and containing tungsten. In the case of a transparent conductive film which is amorphous and has a low resistance of 9.0 × 10 −4 Ωcm or less and a transmittance of 80% or more including the substrate at a wavelength of 400 nm, the absolute value is 1 × 10 10 dyn / cm Only high internal stress exceeding 2 was obtained. Depending on the sputtering conditions, a film having an absolute value of internal stress of 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less was obtained, but the specific resistance of the film was an amorphous film of 12 × 10 −4 Ωcm to The value was as high as 15 × 10 −4 Ωcm. That is, a transparent conductive film having a low resistance of 9 × 10 −4 Ωcm or less and a low internal stress of 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less could not be obtained.

比較例4〜8は、タングステンを含まず、亜鉛を含有する酸化インジウムの膜である。Zn/In原子数比が0.003の比較例4では、基板を加熱せずに成膜した場合でも、膜中に微細な結晶相が含まれ、同様にして測定した膜表面の算術平均高さ(Ra)は4.2nmであり、凹凸が激しかった。また、200℃のアニールにより、完全に結晶化してしまった。   Comparative Examples 4 to 8 are indium oxide films containing no zinc and containing zinc. In Comparative Example 4 in which the Zn / In atomic ratio is 0.003, even when the film is formed without heating the substrate, the film contains a fine crystal phase, and the arithmetic average height of the film surface measured in the same manner. The thickness (Ra) was 4.2 nm, and the unevenness was severe. Further, it was completely crystallized by annealing at 200 ° C.

また、Zn/In原子数比が0.051の比較例5、およびZn/In原子数比が0.098の比較例6は、結晶化温度が高くて、安定な非晶質膜が得られているが、窒素中での200℃における加熱で結晶化してしまった。また、Zn/In原子数比が0.130の比較例7、およびZn/In原子数比が0.198の比較例8は、結晶化温度が高くて、安定な非晶質膜が得られており、窒素中での190℃における加熱でも、非晶質性は維持されていた。   Further, Comparative Example 5 having a Zn / In atomic ratio of 0.051 and Comparative Example 6 having a Zn / In atomic ratio of 0.098 have a high crystallization temperature and provide a stable amorphous film. However, it was crystallized by heating at 200 ° C. in nitrogen. In Comparative Example 7 where the Zn / In atomic ratio is 0.130 and Comparative Example 8 where the Zn / In atomic ratio is 0.198, the crystallization temperature is high, and a stable amorphous film can be obtained. Even when heated at 190 ° C. in nitrogen, the amorphousness was maintained.

比較例1〜6の膜は、可視光平均透過率が85〜90%であり、波長400nmにおける透過率は80〜85%であった。しかし、安定な非晶質性が得られた比較例7、8の膜は、波長400nmにおける透過率が、基板を含めて70%以下であり、本発明の実施例1〜18と比べて、著しく低いという欠点を有していた。   The films of Comparative Examples 1 to 6 had an average visible light transmittance of 85 to 90% and a transmittance at a wavelength of 400 nm of 80 to 85%. However, the films of Comparative Examples 7 and 8 in which stable amorphousness was obtained have a transmittance at a wavelength of 400 nm of 70% or less including the substrate. Compared with Examples 1 to 18 of the present invention, It had the disadvantage of being extremely low.

比較例9の膜は、タングステンと亜鉛を含む酸化インジウム薄膜であり、膜中のW/In原子数比とZn/In原子数比が、共に本発明で規定した範囲よりも少ないが、7.9×109 dyn/cm2 と、低い内部応力が得られた。しかし、アニールを行う前は結晶質であり、算術平均高さRaが2.5nmであって表面凹凸が大きく、比抵抗は本発明の膜と比べて著しく高かった。比較例として記載しないが、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 を超え、同じ組成の膜も、アニールを行う前は結晶質であり、算術平均高さRaが2.5nmであって表面凹凸が大きく、比抵抗は本発明の膜と比べて著しく高いという点で同じであり、本発明のような低抵抗で表面平滑性に優れた非晶質膜は得られなかった。従って、比較例9のような膜は、高品位の有機ELデバイスなどの表示デバイスの電極として利用することができない。 The film of Comparative Example 9 is an indium oxide thin film containing tungsten and zinc, and the W / In atomic ratio and the Zn / In atomic ratio in the film are both smaller than the range defined in the present invention. A low internal stress of 9 × 10 9 dyn / cm 2 was obtained. However, before annealing, it was crystalline, the arithmetic average height Ra was 2.5 nm, the surface unevenness was large, and the specific resistance was significantly higher than that of the film of the present invention. Although not described as a comparative example, the absolute value of the internal stress exceeds 1 × 10 10 dyn / cm 2 and the film having the same composition is crystalline before annealing, and the arithmetic average height Ra is 2.5 nm. Thus, the surface irregularities are large and the specific resistance is significantly higher than that of the film of the present invention, and an amorphous film having a low resistance and excellent surface smoothness as in the present invention was not obtained. Therefore, the film like Comparative Example 9 cannot be used as an electrode of a display device such as a high quality organic EL device.

比較例10、11の膜は、タングステンと亜鉛を含む酸化インジウム薄膜であり、膜中のW/In原子数比が、本発明で規定した範囲内であるが、Zn/In原子数比が、本発明で規定した範囲よりも多く、アニールを行う前は、非晶質であり、アニールによってもこの非晶質性は維持されており、結晶化温度が200℃以上であった。しかし、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 以下の比較例11では、比抵抗値が9.0×10-4Ωcmを超えて、本発明の実施例と比べて高く、波長400nmにおいて、基板を含めた透過率が80%以下であり、本発明の膜と比べて低かった。表3には示していないが、他の作製条件で作製し、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 を超える同じ組成の膜についても同じ傾向であり、9.0×10-4Ωcm以下の低抵抗で、波長400nmにおいて高透過性の膜は得られなかった。このような膜は、高品位の有機ELデバイスなどの表示デバイスの電極として利用することができない。 The films of Comparative Examples 10 and 11 are indium oxide thin films containing tungsten and zinc, and the W / In atomic ratio in the film is within the range defined in the present invention, but the Zn / In atomic ratio is More than the range specified in the present invention, it was amorphous before annealing, and this amorphousness was maintained by annealing, and the crystallization temperature was 200 ° C. or higher. However, in Comparative Example 11 in which the absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less, the specific resistance value exceeds 9.0 × 10 −4 Ωcm, which is higher than that of the example of the present invention. At 400 nm, the transmittance including the substrate was 80% or less, which was lower than that of the film of the present invention. Although not shown in Table 3, the same tendency is observed for films having the same composition in which the absolute value of internal stress exceeds 1 × 10 10 dyn / cm 2 , which is produced under other production conditions, and is 9.0 × 10 A film having a low resistance of 4 Ωcm or less and a high permeability at a wavelength of 400 nm was not obtained. Such a film cannot be used as an electrode of a display device such as a high-quality organic EL device.

比較例12、13の膜は、タングステンと亜鉛及び銀を含む酸化インジウム薄膜であるが、膜中のZn/In原子数比とW/In原子数比が、本発明で規定した範囲内であるが、Ag/In原子数比が、本発明で規定した範囲よりも多い。アニールを行う前は非晶質であり、アニールによってもこの非晶質性は維持されていた。しかし、波長400nmにおいて基板を含めた透過率は80%以下であり、本発明の膜と比べて低かった。このような膜は、高品位の有機ELデバイスなどの表示デバイスの電極として利用することができない。また、実施例4と比較例12との比較、実施例5と比較例13との比較から、Ag添加により比抵抗の改善は見られなかった。   The films of Comparative Examples 12 and 13 are indium oxide thin films containing tungsten, zinc, and silver, and the Zn / In atomic ratio and W / In atomic ratio in the film are within the range defined in the present invention. However, the Ag / In atomic ratio is larger than the range defined in the present invention. It was amorphous before annealing, and this amorphousness was maintained by annealing. However, the transmittance including the substrate at a wavelength of 400 nm was 80% or less, which was lower than that of the film of the present invention. Such a film cannot be used as an electrode of a display device such as a high-quality organic EL device. Further, from the comparison between Example 4 and Comparative Example 12 and the comparison between Example 5 and Comparative Example 13, no improvement in specific resistance was found by adding Ag.

比較例14の膜は、タングステンと亜鉛および銀を含む酸化インジウム薄膜であるが、膜中のZn/In原子数比とW/In原子数比およびAg/In原子数比が、何れも本発明で規定した範囲よりも多い。アニールを行う前は、非晶質であり、アニールによってもこの非晶質性は維持されていた。アニール前の比抵抗は、9.8×10-4Ωcmであり、本発明の膜と比べて高かった。また、波長400nmにおいて基板を含めた透過率は65%であり、本発明の膜(80%以上)と比べて低かった。表3には示していないが、他の作製条件で作製し、内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2 を超える同じ組成の膜についても、同じ傾向であり、9.0×10-4Ωcm以下の低抵抗で、波長400nmにおいて高透過性の膜は得られなかった。このような膜は、高品位の有機ELデバイスなどの表示デバイスの電極として利用することができない。 The film of Comparative Example 14 is an indium oxide thin film containing tungsten, zinc, and silver. The Zn / In atomic ratio, W / In atomic ratio, and Ag / In atomic ratio in the film are all the present invention. More than the range specified in. Before annealing, it was amorphous, and this amorphousness was maintained by annealing. The specific resistance before annealing was 9.8 × 10 −4 Ωcm, which was higher than that of the film of the present invention. Further, the transmittance including the substrate at a wavelength of 400 nm was 65%, which was lower than that of the film of the present invention (80% or more). Although not shown in Table 3, the same tendency is observed for films having the same composition and having an absolute value of internal stress exceeding 1 × 10 10 dyn / cm 2 , which is produced under other production conditions. A film having a low resistance of −4 Ωcm or less and a high permeability at a wavelength of 400 nm was not obtained. Such a film cannot be used as an electrode of a display device such as a high-quality organic EL device.

(比較例15、16)
従来、よく用いられ、不純物を含まない酸化インジウム焼結体ターゲットと、スズを含む酸化インジウム(ITO)焼結体ターゲットを用いて、実施例と同様の条件で、ノンドープの酸化インジウムの透明導電性薄膜(比較例15)と、ITO透明導電性薄膜(比較例16)を、実施例1と同じ条件で製造し、実施例1と同様に評価を行った。その結果を、表4に示す。なお、比較例16の透明導電性薄膜は、ICPによる組成分析を行ったところ、Sn/In原子比は0.075であった。

Figure 0004269986
(Comparative Examples 15 and 16)
Conventionally, the transparent conductivity of non-doped indium oxide using the indium oxide sintered body target that is often used and containing no impurities and the indium oxide (ITO) sintered body target containing tin under the same conditions as in the examples. A thin film (Comparative Example 15) and an ITO transparent conductive thin film (Comparative Example 16) were produced under the same conditions as in Example 1 and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4. In addition, when the transparent conductive thin film of the comparative example 16 analyzed the composition by ICP, Sn / In atomic ratio was 0.075.
Figure 0004269986

表4に示すように、比較例9で、比抵抗は高く、電流を大量に流す有機EL素子の透明電極としては利用できない。比較例9および比較例10で得られた透明導電性薄膜は、いずれも、基板を加熱せずにスパッタリング成膜しても、非晶質膜と結晶質膜が混在されて含まれており、比抵抗は高かった。なお、比較例10では、透過型電子顕微鏡、電子線回折の測定でも、非晶質相と結晶相が混在していることが確認された。比較例9と比較例10の膜表面の算術平均高さ(Ra)を、実施例1と同様に測定したところ5〜6nmであり、実施例1〜18と比べて極めて大きかった。また、比較例9および比較例10で得られた透明導電性薄膜は、200℃で1時間、窒素中にてアニールすると、完全な結晶質膜となってしまい、表面の凹凸が激しく、有機EL素子の透明電極としては使用することができない。   As shown in Table 4, Comparative Example 9 has a high specific resistance and cannot be used as a transparent electrode of an organic EL element that allows a large amount of current to flow. Each of the transparent conductive thin films obtained in Comparative Example 9 and Comparative Example 10 includes a mixture of an amorphous film and a crystalline film, even if sputtering film formation is performed without heating the substrate, The specific resistance was high. In Comparative Example 10, it was confirmed that an amorphous phase and a crystalline phase were mixed by a transmission electron microscope and electron diffraction. The arithmetic average height (Ra) of the film surfaces of Comparative Example 9 and Comparative Example 10 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 5 to 6 nm, which was very large compared with Examples 1 to 18. The transparent conductive thin films obtained in Comparative Example 9 and Comparative Example 10 were annealed in nitrogen at 200 ° C. for 1 hour to form a complete crystalline film, resulting in severe surface irregularities and organic EL. It cannot be used as a transparent electrode of an element.

また、比較例9と比較例10の内部応力は、本発明の実施例1〜18と比べて高い。これは、特に結晶相を含んでいるからと思われる。従って、トップエミッション型有機EL素子の有機発光層の上に形成する透明電極や、樹脂フィルム基板上に形成する透明導電性薄膜として利用することができない。   Moreover, the internal stress of the comparative example 9 and the comparative example 10 is high compared with Examples 1-18 of this invention. This is presumably because it contains a crystalline phase. Therefore, it cannot be used as a transparent electrode formed on the organic light emitting layer of the top emission type organic EL element or a transparent conductive thin film formed on the resin film substrate.

(実施例19)
厚さ200μmのPESフィルム上に、ガスバリア膜として厚さ57nmの酸化窒化珪素膜を、高周波マグネトロンスパッタ法で施し、その上に、実施例1〜18と同じ18種類の組成の膜を、実施例1〜18と同じ作製条件で形成した。
Example 19
A silicon oxynitride film having a thickness of 57 nm is applied as a gas barrier film on a PES film having a thickness of 200 μm by a high-frequency magnetron sputtering method, and films having the same 18 kinds of compositions as in Examples 1 to 18 are formed thereon. It was formed under the same production conditions as 1-18.

得られた透明導電性薄膜は、いずれも非晶質であり、同様の方法で測定した算術平均高さ(Ra)は0.6〜2.0nmであり、比抵抗は4.5〜5.9×10-4Ωcmであり、可視光平均透過率は85%以上であった。また、同様の条件で膜厚を増したところ、膜厚が400nmまでは、すべてでフィルムの反りは見られなかった。このことから、本発明の透明導電性薄膜の内部応力は、小さいことが分かる。 All of the obtained transparent conductive thin films were amorphous, the arithmetic average height (Ra) measured by the same method was 0.6 to 2.0 nm, and the specific resistance was 4.5 to 5. 9 × 10 −4 Ωcm, and the visible light average transmittance was 85% or more. Further, when the film thickness was increased under the same conditions, no film warpage was observed until the film thickness reached 400 nm. This shows that the internal stress of the transparent conductive thin film of the present invention is small.

(実施例20)
ガスバリア膜として、酸化珪素膜、シリコンドープ酸化スズ膜またはダイヤモンド状カーボン膜を、高周波マグネトロンスパッタリング法で形成した以外は、実施例19と同様に、透明導電性薄膜を得た。
(Example 20)
A transparent conductive thin film was obtained in the same manner as in Example 19 except that a silicon oxide film, a silicon-doped tin oxide film, or a diamond-like carbon film was formed as a gas barrier film by a high-frequency magnetron sputtering method.

得られた透明導電性薄膜は、いずれも非晶質であり、同様の方法で測定した算術平均高さ(Ra)は0.6〜2.0nmであり、比抵抗は4.5〜5.9×10-4Ωcmであった。また、同様の条件で膜厚を増したところ、膜厚が400nmまでは、すべてでフィルムの反りは見られなかった。このことから、本発明の透明導電性薄膜の内部応力は、小さいことが分かる。 All of the obtained transparent conductive thin films were amorphous, the arithmetic average height (Ra) measured by the same method was 0.6 to 2.0 nm, and the specific resistance was 4.5 to 5. It was 9 × 10 −4 Ωcm. Further, when the film thickness was increased under the same conditions, no film warpage was observed until the film thickness reached 400 nm. This shows that the internal stress of the transparent conductive thin film of the present invention is small.

また、PESフィルム以外に代えて、厚さ100μmのPCフィルム、厚さ100μm、125μm、188μmのPETフィルム、厚さ100μmのシクロオレフィン系フィルムを用いても同様であり、これらに、本発明の透明導電性薄膜を形成した場合、膜厚400nmまでは、すべてでフィルムの反りは見られなかった。   In addition, instead of the PES film, a PC film having a thickness of 100 μm, a PET film having a thickness of 100 μm, 125 μm, 188 μm, and a cycloolefin film having a thickness of 100 μm can be used. When a conductive thin film was formed, no film warping was observed up to a film thickness of 400 nm.

(比較例17)
厚さ200μmのPESフィルム上に、ガスバリア膜として厚さ57nmの酸化窒化珪素膜を、高周波マグネトロンスパッタ法で施し、その上に、比較例1〜4、15、16と同じ6種類の組成の膜を、同じ作製条件で形成した。
(Comparative Example 17)
A silicon oxynitride film having a thickness of 57 nm is applied as a gas barrier film on a PES film having a thickness of 200 μm by a high-frequency magnetron sputtering method, and a film having the same six types of compositions as Comparative Examples 1 to 4, 15 and 16 is formed thereon. Were formed under the same manufacturing conditions.

膜厚を増したところ、膜厚が250nmで、フィルムの反りが見られ、透明導電性フィルム基板として利用できなかった。このことから、比較例1〜4、15、16の透明導電性薄膜の内部応力は、大きいことが分かる。   When the film thickness was increased, the film thickness was 250 nm, the film warped, and could not be used as a transparent conductive film substrate. From this, it turns out that the internal stress of the transparent conductive thin film of Comparative Examples 1-4, 15, 16 is large.

(有機EL素子の作製)
本発明の有機EL素子の例を以下に示す。
(Production of organic EL element)
Examples of the organic EL device of the present invention are shown below.

(実施例21)
図1に示す構造の有機層が低分子系である有機EL素子を、以下の手順で製造した。金属からなる陽極として仕事関数が4.5eVであるクロムを用いた場合の有機EL素子について、以下に述べる。
(Example 21)
An organic EL element in which the organic layer having the structure shown in FIG. An organic EL element in which chromium having a work function of 4.5 eV is used as an anode made of metal will be described below.

基板(1)としてガラス基板を用い、その上に、クロム(Cr)を膜厚200nmで直流スパッタリングにより成膜する。6インチ(Φ)のクロムターゲットを用い、スパッタリングガスとしてアルゴン(Ar)を用いて、圧力を0.4Pa、直流出力を300Wとした。さらに、通常のリソグラフィー技術を用いて、所定の形状にパターニングした。これにより、所定の形状の陽極(2)を得た。   A glass substrate is used as the substrate (1), and chromium (Cr) is formed thereon by DC sputtering with a film thickness of 200 nm. A 6-inch (Φ) chromium target was used, argon (Ar) was used as the sputtering gas, the pressure was 0.4 Pa, and the DC output was 300 W. Furthermore, it was patterned into a predetermined shape using a normal lithography technique. Thereby, an anode (2) having a predetermined shape was obtained.

次に、クロムが所定のパターンに加工された基板(1)の上に、絶縁層(3)として二酸化珪素(SiO2 )膜を成膜した。Si02膜は、Siターゲットを用いた酸素との反応性スパッタリングにより、膜厚200nmに形成し、通常のリソグラフィー技術を用いて、クロム上に開口を設けた。Si02膜のエッチングには、フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液を使うことができる。また、ドライエッチングによる加工も可能である。前記開口部が、有機EL素子の発光部分となる。 Next, a silicon dioxide (SiO 2 ) film was formed as an insulating layer (3) on the substrate (1) on which chromium was processed into a predetermined pattern. Si0 2 film by reactive sputtering with oxygen using a Si target, and formed with a film thickness of 200 nm, using the usual lithography, an opening on the chromium. For etching the SiO 2 film, a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride can be used. Also, processing by dry etching is possible. The opening becomes a light emitting portion of the organic EL element.

続いて、陽極(2)と絶縁層(3)とが形成されたガラスの基板(1)を、真空蒸着装置に入れ、有機層(10)および陰極(11)の電子注入金属層(7)を蒸着により形成した。   Subsequently, the glass substrate (1) on which the anode (2) and the insulating layer (3) are formed is put into a vacuum deposition apparatus, and the electron injection metal layer (7) of the organic layer (10) and the cathode (11). Was formed by vapor deposition.

ここで、有機層(10)は、正孔注入層(4)として4,4',4"−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、正孔輸送層(5)としてビス(N−ナフチル)−N−フェニルベンジジン(α−NPD)、発光層(6)として8−キノリノールアルミニウム錯体(Alq3)を用いた。 Here, the organic layer (10) is 4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (MTDATA) as the hole injection layer (4), and the hole transport layer (5). Bis (N-naphthyl) -N-phenylbenzidine (α-NPD) and 8-quinolinol aluminum complex (Alq 3 ) were used as the light emitting layer (6).

陰極(11)の電子注入金属層(7)には、マグネシウムと銀の合金(Mg:Ag)を用いた。有機層(10)に属する各材料は、それぞれ0.2gを抵抗加熱用のボートに充填して、真空蒸着装置の所定の電極に取り付けた。電子注入金属層(7)に属する各材料は、マグネシウムは0.1g、銀は0.4gをボートに充填して、真空蒸着装置の所定の電極に取り付けた。その後、真空チャンバを、1.0×10-4Paまで排気した後、各ボートに電圧を印加し、順次、加熱して蒸着させた。蒸着には、金属マスクを用いることにより、所定の部分のみ、有機層(10)およびMg:Agからなる電子注入金属層(7)を蒸着させた。所定の部分とは、基板上で、クロムが露出している部分である。しかし、クロムの露出している部分だけに、高精度に蒸着することは困難であるので、クロムの露出している部分全体を覆うように、言い換えれば、絶縁層の縁にかかるように、蒸着マスクを設計した。まず、正孔注入層(4)として、MTDATAを30nm、正孔輸送層(5)としてα−NPDを20nm、発光層(6)としてAlqを50nm、蒸着した。さらに、マグネシウムおよび銀の共蒸着を行なうことにより、有機層(10)の上に陰極(11)の電子注入金属層(7)として、Mg:Agを成膜した。マグネシウムと銀は、成膜速度の比を9:1とし、Mg:Agの膜厚をl0nmとした。 An alloy of magnesium and silver (Mg: Ag) was used for the electron injection metal layer (7) of the cathode (11). 0.2 g of each material belonging to the organic layer (10) was filled in a resistance heating boat and attached to a predetermined electrode of a vacuum evaporation apparatus. Each material belonging to the electron injecting metal layer (7) was filled with 0.1 g of magnesium and 0.4 g of silver in a boat and attached to a predetermined electrode of a vacuum deposition apparatus. Thereafter, the vacuum chamber was evacuated to 1.0 × 10 −4 Pa, and then a voltage was applied to each boat, which was sequentially heated and evaporated. For the vapor deposition, an organic layer (10) and an electron injection metal layer (7) made of Mg: Ag were vapor-deposited only at predetermined portions by using a metal mask. The predetermined portion is a portion where chromium is exposed on the substrate. However, it is difficult to deposit with high precision only on the exposed part of chromium, so that it covers the entire exposed part of chromium, in other words, covers the edge of the insulating layer. A mask was designed. First, 30 nm of MTDATA was deposited as the hole injection layer (4), 20 nm of α-NPD was deposited as the hole transport layer (5), and 50 nm of Alq was deposited as the light emitting layer (6). Further, by co-evaporating magnesium and silver, Mg: Ag was formed on the organic layer (10) as the electron injection metal layer (7) of the cathode (11). Magnesium and silver had a film formation rate ratio of 9: 1 and a Mg: Ag film thickness of 10 nm.

さらに、別の真空チャンバに移し、同じマスクを通して、直流スパッタリングを用いて、透明導電性薄膜層(8)を成膜した。ここでは、実施例4と同様の組成のIn−W−Zn−O系の透明導電性薄膜を形成した。成膜条件は、スパッタリングガスとして、アルゴンと酸素の混合ガス(体積比Ar:O2=99:1)、圧力0.8Pa、直流出力300Wとし、膜厚150nmで成膜した。前述のように、得られた透明導電性薄膜は、室温成膜にもかかわらず、良好な導電性と透過特性を示した。 Furthermore, it moved to another vacuum chamber, and the transparent conductive thin film layer (8) was formed into a film using DC sputtering through the same mask. Here, an In—W—Zn—O-based transparent conductive thin film having the same composition as that of Example 4 was formed. The film formation conditions were as follows: as a sputtering gas, a mixed gas of argon and oxygen (volume ratio Ar: O 2 = 99: 1), a pressure of 0.8 Pa, a DC output of 300 W, and a film thickness of 150 nm. As described above, the obtained transparent conductive thin film exhibited good conductivity and transmission characteristics despite the room temperature film formation.

最後に、透明導電層の表面を覆うようにSiO2を、200nmの厚さにスパッタリングして保護膜(9)とし、有機EL素子を得た。構成は、それぞれ2本ずつの平衡ストライプ状陰極と、8本の平衡ストライプ状陽極を互いに交互させ、2mm×2mmの素子単体(画素)が、互いに2mmの間隔となるように、8×2の16画素の構成の有機EL素子とした。 Finally, SiO 2 was sputtered to a thickness of 200 nm so as to cover the surface of the transparent conductive layer to form a protective film (9) to obtain an organic EL element. The configuration is such that each of two balanced stripe cathodes and eight balanced stripe anodes are alternately alternated so that a single element (pixel) of 2 mm × 2 mm has an interval of 2 mm. An organic EL element having a configuration of 16 pixels was obtained.

得られた有機EL素子について、窒素雰囲気で直流電圧を印加し、10mA/cm2 の一定電流密度で連続駆動させ、160画素(10素子分)の初期平均発光輝度、電極間の電流リーク個数、発光半減期、および発光開始から400時間経過後のダークスポットの発生の有無について、測定した。その結果を表5に示す。 The obtained organic EL device was applied with a DC voltage in a nitrogen atmosphere and continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2. The initial average light emission luminance of 160 pixels (for 10 devices), the number of current leaks between the electrodes, The light emission half-life and the presence or absence of dark spots after 400 hours from the start of light emission were measured. The results are shown in Table 5.

(実施例22)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、実施例5で得られたIn−W−Zn−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。さらに、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。
(Example 22)
Except that the In—W—Zn—O-based transparent conductive thin film obtained in Example 5 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11), the production method was the same as in Example 21. A 16-pixel organic EL device was manufactured. Furthermore, Table 5 shows the results measured in the same manner as in Example 21.

(実施例23)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、実施例8で得られたIn−W−Zn−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。さらに、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。
(Example 23)
Except that the In—W—Zn—O-based transparent conductive thin film obtained in Example 8 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11), the production method was the same as in Example 21. A 16-pixel organic EL device was manufactured. Furthermore, Table 5 shows the results measured in the same manner as in Example 21.

(実施例24)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、実施例13で得られたIn−W−Zn−Ag−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。さらに、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。
(Example 24)
The same production method as in Example 21, except that the In—W—Zn—Ag—O-based transparent conductive thin film obtained in Example 13 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11). Thus, an organic EL element having 16 pixels was manufactured. Furthermore, Table 5 shows the results measured in the same manner as in Example 21.

(比較例18)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、比較例2で得られたIn−W−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。さらに、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。
(Comparative Example 18)
Except that the In—W—O-based transparent conductive thin film obtained in Comparative Example 2 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11), the production method was the same as that in Example 21, and 16 pixels The organic EL element was manufactured. Furthermore, Table 5 shows the results measured in the same manner as in Example 21.

(比較例19)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、比較例8で得られたIn−Zn−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。
ダークスポットの発生の有無について、発光開始から200時間経過後に測定した以外は、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。
(Comparative Example 19)
Except that the In—Zn—O-based transparent conductive thin film obtained in Comparative Example 8 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11), the production method was the same as that in Example 21 with 16 pixels. The organic EL element was manufactured.
Table 5 shows the results of measurement in the same manner as in Example 21 except that the presence or absence of dark spots was measured after 200 hours from the start of light emission.

(比較例20)
陰極(11)の透明導電性薄膜層(8)に、比較例16で得られたIn−Sn−O系透明導電性薄膜を形成した以外は、実施例21と同様の製造方法で、16画素の有機EL素子を製造した。さらに、実施例21と同様に測定した結果を、表5に示す。

Figure 0004269986
(Comparative Example 20)
Except that the In—Sn—O-based transparent conductive thin film obtained in Comparative Example 16 was formed on the transparent conductive thin film layer (8) of the cathode (11), the production method was the same as that in Example 21 with 16 pixels. The organic EL element was manufactured. Furthermore, Table 5 shows the results measured in the same manner as in Example 21.
Figure 0004269986

「評価」
表5に示すように、本発明の透明導電性薄膜を陰極に用いた実施例21〜24の有機EL素子は、従来の材料を用いた比較例18〜20の有機EL素子と比べて、初期における平均発光輝度が大きく、400cd/m2 以上の発光が確認できた。また、輝度半減時期が明らかに長く、輝度の半減時間は800時間であった。
"Evaluation"
As shown in Table 5, the organic EL elements of Examples 21 to 24 using the transparent conductive thin film of the present invention as the cathode are more initial than the organic EL elements of Comparative Examples 18 to 20 using conventional materials. The average light emission luminance was high, and light emission of 400 cd / m 2 or more was confirmed. Also, the luminance half time was clearly long, and the luminance half time was 800 hours.

発光開始から400時間経過後のダークスポット(非発光点)の発生についても、従来の材料を用いた比較例18〜20の有機EL素子には多数発生したが、本発明の透明導電性薄膜を陰極に用いた実施例21〜24の有機EL素子には全くなかった。また、比較例19の有機EL素子は、発光開始から200時間経過後でのダークスポット(非発光点)の発生は見受けられず、輝度半減時期も、本発明の実施例21〜24の有機EL素子と同様に長かったが、初期の発光輝度は、本発明の実施例21〜24の有機EL素子と比べて、低かった。これは、比較例8の透明導電性薄膜(In−Zn−O、Zn/In=0.198)の可視域の短波長側の透過率が、劣っていたからである。   The occurrence of dark spots (non-light emitting points) after 400 hours from the start of light emission also occurred in large numbers in the organic EL elements of Comparative Examples 18 to 20 using conventional materials, but the transparent conductive thin film of the present invention was used. None of the organic EL devices of Examples 21 to 24 used for the cathode. In addition, in the organic EL device of Comparative Example 19, no dark spots (non-light emitting points) were observed after 200 hours from the start of light emission, and the luminance half-life was also the organic EL of Examples 21 to 24 of the present invention. Although it was long like the element, the initial light emission luminance was lower than that of the organic EL elements of Examples 21 to 24 of the present invention. This is because the transmittance on the short wavelength side in the visible region of the transparent conductive thin film (In—Zn—O, Zn / In = 0.198) of Comparative Example 8 was inferior.

また、実施例21〜24および比較例18〜20の有機EL素子を、湿度95%、80℃の雰囲気中に、100時間、置いたあとで、同様の発光試験を行ったところ、比較例18〜20の有機EL素子は、発光初期の時点で、多数のダークスポットが観察されたが、実施例21〜24の有機EL素子は、発光開始から400時間、経過後でも、ダークスポットは観察されなかった。このことから、本発明の透明導電性薄膜の耐熱性が優れていることが分かる。   Further, when the organic EL elements of Examples 21 to 24 and Comparative Examples 18 to 20 were placed in an atmosphere of 95% humidity and 80 ° C. for 100 hours and then subjected to the same light emission test, Comparative Example 18 In the organic EL elements of ˜20, many dark spots were observed at the initial light emission, but in the organic EL elements of Examples 21 to 24, the dark spots were observed even after 400 hours from the start of light emission. There wasn't. This shows that the heat resistance of the transparent conductive thin film of this invention is excellent.

(実施例25)
陽極に用いたクロムに代えて、タングステン、亜鉛、タンタルまたはニオブを用いて、実施例21〜24と同様に、有機EL素子を作製し、測定したが、同様の傾向が見られた。
(Example 25)
An organic EL element was fabricated and measured in the same manner as in Examples 21 to 24 using tungsten, zinc, tantalum or niobium instead of chromium used for the anode, and the same tendency was observed.

(実施例26)
陽極に用いた金属に代えて、実施例1〜11のIn−W−Zn−O系非晶質薄膜、実施例12〜18のIn−W−Zn−Ag−O系非晶質薄膜を陽極に用いた以外は、実施例21〜24と同様に、図1に構造を示した有機EL素子を作製した。得られた有機EL素子は、陰極だけでなく、陽極にも発光可能となる。
(Example 26)
Instead of the metal used for the anode, the In—W—Zn—O amorphous thin films of Examples 1 to 11 and the In—W—Zn—Ag—O amorphous thin films of Examples 12 to 18 were used as anodes. An organic EL device having the structure shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Examples 21 to 24 except that the organic EL device was used. The obtained organic EL element can emit light not only to the cathode but also to the anode.

発光特性を調べたが、実施例21〜24と同様に、良好な発光特性がみられ、200時間経過後でも、ダークスポットも観察されなかった。   The light emission characteristics were examined. As in Examples 21 to 24, good light emission characteristics were observed, and no dark spots were observed even after 200 hours.

しかし、陽極に比較例16のIn−Sn−O系を用いた以外は、実施例21と同様に作製した有機EL素子は、200時間経過後で、ダークスポットが多数観察された。   However, in the organic EL device produced in the same manner as in Example 21 except that the In—Sn—O system of Comparative Example 16 was used for the anode, many dark spots were observed after 200 hours.

(実施例27)
厚み1μmのアクリル系のハードコート層を形成したPES(ポリエーテルスルホン)フィルム(フィルム全体の厚みは0.2mm)の表面に、50nmの酸化窒化珪素膜を施した基板を用い、図1に示すような有機EL素子を作製した。
(Example 27)
FIG. 1 shows a substrate in which a 50 nm silicon oxynitride film is formed on the surface of a PES (polyethersulfone) film (the thickness of the entire film is 0.2 mm) on which an acrylic hard coat layer having a thickness of 1 μm is formed. Such an organic EL element was produced.

陽極(2)および陰極(11)に、実施例1〜11のIn−W−Zn−O系非晶質薄膜および実施例12〜18のIn−W−Zn−Ag−O系非晶質薄膜を用いたところ、発光特性は良好であった。   An In-W-Zn-O-based amorphous thin film of Examples 1 to 11 and an In-W-Zn-Ag-O-based amorphous thin film of Examples 12 to 18 were used for the anode (2) and the cathode (11). As a result, the emission characteristics were good.

(実施例28)
有機層が低分子系である有機EL素子の実施例21〜27と同様に、有機層が高分子系有機EL素子でも、得られる効果は同じであり、本発明の透明導電性薄膜を用いることにより、ダークスポットが発生しにくく、発光輝度が良好であり、発光寿命は、従来の透明導電性薄膜を用いた有機EL素子と比べて長かった。
(Example 28)
Similar to Examples 21 to 27 of the organic EL element in which the organic layer is a low molecular system, the same effect is obtained even when the organic layer is a polymer organic EL element, and the transparent conductive thin film of the present invention is used. Accordingly, dark spots are hardly generated, the light emission luminance is good, and the light emission lifetime is longer than that of a conventional organic EL element using a transparent conductive thin film.

本発明の有機EL素子の基本的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the basic composition of the organic EL element of this invention. 本発明の無機EL素子の基本的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the basic composition of the inorganic EL element of this invention. 本発明のLCDの基本的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the basic composition of LCD of this invention. 本発明のタッチパネルの基本的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the basic composition of the touch panel of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板(ガラス板または樹脂板または樹脂フィルム)
2 陽極
3 絶縁層
4 正孔注入層
5 正孔輸送層
6 発光層
7 電子注入金属層
8 透明導電性薄膜層
9 保護膜
10 有機層
11 陰極
12 透明基板(ガラス板または樹脂板または樹脂フィルム)
13 透明電極
14 第1絶縁層
15 発光層
16 第2絶縁層
17 背面電極(Al)
18 透明基板(ガラス板または樹脂板または樹脂フィルム)
19 透明電極
20 カラーフィルター(RGB)
21 配向膜
22 液晶
23 偏光板
24 バックライト
25 透明電極(カラーフィルター上)
26 封着剤
27 ブラックマトリックス
28 樹脂フィルム
29 ガラス
30 透明電極
31 スペーサー
1 substrate (glass plate or resin plate or resin film)
2 Anode 3 Insulating layer 4 Hole injection layer 5 Hole transport layer 6 Light emitting layer 7 Electron injection metal layer 8 Transparent conductive thin film layer 9 Protective film 10 Organic layer 11 Cathode 12 Transparent substrate (glass plate or resin plate or resin film)
13 Transparent electrode 14 First insulating layer 15 Light emitting layer 16 Second insulating layer 17 Back electrode (Al)
18 Transparent substrate (glass plate or resin plate or resin film)
19 Transparent electrode 20 Color filter (RGB)
21 Alignment film 22 Liquid crystal 23 Polarizing plate 24 Backlight 25 Transparent electrode (on color filter)
26 Sealant 27 Black matrix 28 Resin film 29 Glass 30 Transparent electrode 31 Spacer

Claims (20)

酸化インジウムを主成分として、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、非晶質構造であり、かつ、内部応力の絶対値が1×10 10 dyn/cm 2 以下であることを特徴とする透明導電性薄膜。 Mainly containing indium oxide, tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.004 to 0.023, and zinc element is Zn / In atomic ratio at a ratio of 0.004 to 0.100. contained amorphous a structure and a transparent conductive thin film, wherein the absolute value of the internal stress is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less. 比抵抗が9.0×10-4Ωcm以下であることを特徴とする請求項1に記載の透明導電性薄膜。 2. The transparent conductive thin film according to claim 1, wherein the specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ωcm or less. 比抵抗が6.0×10-4Ωcm以下であることを特徴とする請求項1に記載の透明導電性薄膜。 2. The transparent conductive thin film according to claim 1, wherein the specific resistance is 6.0 × 10 −4 Ωcm or less. 結晶化温度が200℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の透明導電性薄膜。   The transparent conductive thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the crystallization temperature is 200 ° C or higher. 膜表面の算術平均高さ(Ra)が2.0nm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の透明導電性薄膜。   The transparent conductive thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the arithmetic average height (Ra) of the film surface is 2.0 nm or less. 実質的な構成元素がインジウム、タングステン、亜鉛および酸素である透明導電性薄膜を製造するための酸化物焼結体ターゲットであって、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有されていることを特徴とする透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲット。   An oxide sintered compact target for producing a transparent conductive thin film in which substantial constituent elements are indium, tungsten, zinc, and oxygen, wherein the tungsten element is 0.004 to 0.00 in terms of W / In atomic ratio. An oxide sintered compact target for producing a transparent conductive thin film, characterized in that it is contained at a ratio of 023, and zinc element is contained at a Zn / In atomic ratio of 0.004 to 0.100. 請求項に記載の透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲットを用いて、透明基板の表面に請求項1〜のいずれかに記載の透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする透明導電性基板。 The transparent conductive thin film according to any one of claims 1 to 5 is formed on a surface of a transparent substrate using the oxide sintered compact target for producing a transparent conductive thin film according to claim 6. A transparent conductive substrate. 酸化インジウムを主成分として、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合で含有され、かつ、非晶質構造であることを特徴とする透明導電性薄膜。   Mainly containing indium oxide, tungsten element is contained at a W / In atomic ratio of 0.004 to 0.023, and zinc element is Zn / In atomic ratio at a ratio of 0.004 to 0.100. A transparent conductive thin film characterized by containing silver element in a ratio of 0.001 to 0.010 in terms of Ag / In atomic ratio and having an amorphous structure. 比抵抗が9.0×10-4Ωcm以下であることを特徴とする請求項に記載の透明導電性薄膜。 9. The transparent conductive thin film according to claim 8 , wherein the specific resistance is 9.0 × 10 −4 Ωcm or less. 比抵抗が6.0×10-4Ωcm以下であることを特徴とする請求項に記載の透明導電性薄膜。 9. The transparent conductive thin film according to claim 8 , wherein the specific resistance is 6.0 × 10 −4 Ωcm or less. 結晶化温度が200℃以上であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の透明導電性薄膜。 The transparent conductive thin film according to any one of claims 8 to 10 , wherein the crystallization temperature is 200 ° C or higher. 膜表面の算術平均高さ(Ra)が2.0nm以下である請求項8〜11のいずれかに記載の透明導電性薄膜。 The transparent conductive thin film according to any one of claims 8 to 11 , wherein the arithmetic average height (Ra) of the film surface is 2.0 nm or less. 内部応力の絶対値が1×1010dyn/cm2以下であることを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載の透明導電性薄膜。 The transparent conductive thin film according to any one of claims 8 to 12 the absolute value of the internal stress is equal to or is 1 × 10 10 dyn / cm 2 or less. 実質的な構成元素がインジウム、タングステン、亜鉛、銀および酸素である透明導電性薄膜を製造するための酸化物焼結体ターゲットであり、タングステン元素がW/In原子数比で0.004〜0.023の割合で含有され、亜鉛元素がZn/In原子数比で0.004〜0.100の割合で含有され、銀元素がAg/In原子数比で0.001〜0.010の割合で含有されていることを特徴とする透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲット。   It is an oxide sintered compact target for producing a transparent conductive thin film whose substantial constituent elements are indium, tungsten, zinc, silver and oxygen, and the tungsten element has a W / In atomic ratio of 0.004 to 0 0.023, a zinc element is contained in a Zn / In atomic ratio of 0.004 to 0.100, and a silver element is an Ag / In atomic ratio in a ratio of 0.001 to 0.010. The oxide sintered compact target for transparent conductive thin-film manufacture characterized by being contained by these. 請求項14に記載の透明導電性薄膜製造用酸化物焼結体ターゲットを用いて、透明基板の表面に請求項8〜13のいずれかに記載の透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とした透明導電性基板。 The transparent conductive thin film according to any one of claims 8 to 13 is formed on a surface of a transparent substrate using the oxide sintered compact target for manufacturing a transparent conductive thin film according to claim 14. Transparent conductive substrate. 透明基板が、ガラス板、片面もしくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板もしくは樹脂フィルム、あるいは、内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板もしくは樹脂フィルムであることを特徴とした請求項または15に記載の透明導電性基板。 Transparent substrate, a glass plate, a resin plate or resin film one side or both sides are covered with the gas barrier film according to claim 7 or was characterized by a resin plate or resin film inside the gas barrier film is inserted, Or 15. The transparent conductive substrate according to 15 . ガスバリア膜が、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン膜の中から選ばれる少なくとも1種類であることを特徴とした請求項16に記載の透明導電性基板。 The transparent conductive film according to claim 16 , wherein the gas barrier film is at least one selected from a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a magnesium aluminum oxide film, a tin oxide film, and a diamond-like carbon film. Substrate. 樹脂板もしくは樹脂フィルムの材質が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)、もしくはこれらの材料の表面にアクリル系有機物を覆った積層構造であることを特徴とした請求項16または17に記載の透明導電性基板。 The material of the resin plate or resin film is polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), or a laminated structure in which an acrylic organic material is covered on the surface of these materials. The transparent conductive substrate according to claim 16 or 17 , characterized by the above. 請求項1〜5、8〜13のいずれかに記載の透明導電性薄膜を電極として用いた表示デバイス。 The display device using the transparent conductive thin film in any one of Claims 1-5 and 8-13 as an electrode. 陽極と陰極と両者に挟まれた有機層からなり、前記有機層は該陽極から供給される正孔と該陰極から供給される電子との再結合によって発光する有機発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記陽極および/または前記陰極を形成する少なくとも一つの層が請求項1〜5、8〜13のいずれかに記載の透明導電性薄膜で構成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescent device comprising an organic layer sandwiched between an anode and a cathode, wherein the organic layer emits light by recombination of holes supplied from the anode and electrons supplied from the cathode An organic electroluminescent device, wherein at least one layer forming the anode and / or the cathode is composed of the transparent conductive thin film according to any one of claims 1 to 5 and 8 to 13. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4826066B2 (en) * 2004-04-27 2011-11-30 住友金属鉱山株式会社 Amorphous transparent conductive thin film and method for producing the same, and sputtering target for obtaining the amorphous transparent conductive thin film and method for producing the same
JP2006216344A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Dainippon Printing Co Ltd Flexible clear electrode substrate and organic electroluminescent display device
JP2008036952A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Asahi Glass Co Ltd Electroconductive laminate and protective plate for plasma display
WO2008047549A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Konica Minolta Holdings, Inc. Transparent conductive film substrate and method of forming titanium oxide based transparent conductive film for use therein
WO2008099932A1 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Kaneka Corporation Transparent electroconductive film and process for producing the same
WO2012105323A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 住友金属鉱山株式会社 Oxide sintered body and tablets obtained by processing same
JP6142326B2 (en) 2012-08-01 2017-06-07 株式会社Joled Organic electroluminescent device and method for producing organic electroluminescent device
JP6261987B2 (en) 2013-01-16 2018-01-17 日東電工株式会社 Transparent conductive film and method for producing the same
JP6215062B2 (en) 2013-01-16 2017-10-18 日東電工株式会社 Method for producing transparent conductive film
WO2014112481A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-24 日東電工株式会社 Transparent conductive film and production method therefor
JP6261988B2 (en) * 2013-01-16 2018-01-17 日東電工株式会社 Transparent conductive film and method for producing the same
JP6168944B2 (en) * 2013-09-20 2017-07-26 株式会社ブイ・テクノロジー Deposition mask
US10475631B2 (en) * 2015-02-13 2019-11-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Oxide sintered body and method for manufacturing the same, sputtering target, and semiconductor device

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