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JPH05334923A - 透明導電薄膜の製造方法 - Google Patents

透明導電薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPH05334923A
JPH05334923A JP16166292A JP16166292A JPH05334923A JP H05334923 A JPH05334923 A JP H05334923A JP 16166292 A JP16166292 A JP 16166292A JP 16166292 A JP16166292 A JP 16166292A JP H05334923 A JPH05334923 A JP H05334923A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
transparent conductive
thin film
gas
resistivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16166292A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Aso
順一 阿相
Yoshihiro Arai
芳博 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP16166292A priority Critical patent/JPH05334923A/ja
Publication of JPH05334923A publication Critical patent/JPH05334923A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低い抵抗率を有する透明導電薄膜を製造する
方法を提供する。 【構成】 スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法等の薄膜形成法によって、亜酸化窒素ガスを1〜
60体積%含有するガスの存在下で、基板上に透明導電
薄膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明導電薄膜の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】ITO(Snを添加したIn2 3 )、
ZnO、SnO2 等の導電材料を用いた透明導電薄膜
は、液晶ディスプレイ、タッチパネル、センサ、太陽電
池における透明電極等の分野において広く用いられてお
り、今後の需要増加が予想される。透明導電薄膜の品質
は膜の比抵抗値によって決まり、例えば液晶ディスプレ
イにおいては、大面積化、表示密度の向上に伴って、よ
り比抵抗値の小さい透明導電薄膜が要求されるようにな
ってきた。他の用途においても同様に、比抵抗値をより
小さくすることが求められている。
【0003】このような透明導電薄膜は従来、真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタ法などを用いて
作成されてきた(プラスチック加工技術、第17巻、第3
号、第1〜5頁(1990 年))が、中でも、制御性、再現
性が良好であるという観点から、スパッタ法が最も一般
的に用いられている。例えばスパッタ法を用いた成膜法
では、膜組成と同一の金属酸化物ターゲット、あるいは
In−Sn合金、Sn、Zn等の金属ターゲットを、不
活性ガスと酸素ガスの混合雰囲気でスパッタするという
方法がとられている(真空、第30巻、第6号、第546-55
4 頁(1987年))。この酸素は、ドナーとして作用する
酸素空孔量を調整するための反応ガスとして微量添加さ
れたものである。酸素空孔量が、得られる膜の導電性を
左右するので、この酸素ガスの添加は、真空蒸着法、イ
オンプレーティング法等の他の薄膜形成法で透明導電薄
膜を作成する際にも通常行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御性
のよい方法といわれているスパッタ法においても、(1)
得られた膜の比抵抗は、酸素空孔量を調整する作用を持
つ酸素ガスの流量に敏感でこれに左右されやすいので、
スパッタ法の利点である制御性の良さを損なっているこ
と、さらには(2) 酸素ガスの反応性の低さのために、ド
ナーとして有効に作用する酸素空孔を作り出すのが困難
となり、十分に低い比抵抗値を得難いという問題があっ
た。加えて、(3) 酸素ガスを用いた場合、高速成膜にお
いては、高電力を投入するとターゲット−基板間に印加
される高電位差により高エネルギー酸素負イオンが膜に
損傷を与え、比抵抗値が低い膜が得られないという問題
もあった。このような、酸素ガスを用いるが故の上記の
問題は、スパッタ法だけでなく、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法においても同様に問題となっている。
【0005】そこで本発明は、低い比抵抗(抵抗率)を
有する透明導電薄膜を製造する方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜形成法に
よって基板上に透明導電薄膜を製造する方法において、
該薄膜形成法を、亜酸化窒素を1〜60体積%含有する
ガスの存在下で行うことを特徴とする方法を提供するも
のである。
【0007】本発明において薄膜形成法とは、スパッタ
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等、CVD法
のような気相成長法等を包含する慣用の薄膜作成法を意
味する。
【0008】本発明において使用する基板としては、ガ
ラス、プラスチック、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等(単独重合体
の他に共重合体も含む)の基板が挙げられる。また、基
板はこれらを2種以上含む積層体であっても良い。基板
の厚さは、用途によって異なるが、通常1.0〜100
0μmである。
【0009】上記した基板上に形成される透明導電膜と
しては、金属膜として例えばPt、Au、Ag、Cu、
Ni等の単層膜、Au/Bi2 3 、Au/Cr、Ti
2/Ag/TiO2 、Bi2 3 /Au/Bi
2 3 、ZnS/Ag/ZnS、SnO2 /Ag/Sn
2 等の多層膜;酸化物膜として例えばSnO2 、In
2 3 、CdO、ZnO、CTO系(CdSnO3 、C
2 SnO4 、CdSnO4)、CdIn2 4 、In
2 TeO6 、WO系、MoO3 系、NiO系、IrO系
等の単一相膜、Snを添加したIn2 3 (ITO)、
Sbを添加したIn23 、Wを添加したIn2 3
Moを添加したIn2 3 、Sbを添加したSnO2
Fを添加したSnO2 、Asを添加したSnO2 、Al
を添加したSnO2 (ATO)、Alを添加したZnO
(AZO)等の複合(ドープ)相膜;非酸化物膜として
カルコゲナイド(Cu2 S、CdS、ZnS)、LaB
6 、TiN、TiC、ZrN、ZrB2 、HfN等の単
層膜、TiO2 /TiN、ZrO2 /TiN等の2層
膜;などが挙げられる。なかでも、ITO膜、FやSb
を添加したSnO2 膜、ATO膜等の複合相が好まし
い。
【0010】本発明の方法においては、上記の基板上
に、上記の膜組成を有する薄膜を成膜する際に、成膜を
亜酸化窒素(N2 O)含有ガスの存在下で行うことを特
徴とする。成膜方法の種類は特に限定されないが、好ま
しくはスパッタ法、真空蒸着法およびイオンプレーティ
ング法から選ばれ、特に好ましくはスパッタ法である。
使用するガス中における亜酸化窒素ガスの量は1.0〜
60体積%、好ましくは2.0〜40体積%である。亜
酸化窒素ガスと共に使用できる他のガスとしては、例え
ばAr、He、Ne、Kr、Xe等の不活性ガス等が挙
げられ、これらを単独で、または2種以上混合して使用
することができる。本発明においては酸素ガスは使用し
ない。
【0011】成膜の際の基板温度は、基板が劣化しない
範囲で高いほど良く、基板の材質によって決められる。
プラスチック基板の場合には通常、室温〜100℃であ
る。また、成膜の際の他の条件としては、それぞれの薄
膜形成法における慣用の条件を用いることができる。
【0012】本発明の方法によって製造された膜の透明
性としては、可視光透過率で少なくとも数十%以上が必
要で、実用的には80%程度以上が通常要求される。導
電性は、キャリア濃度(キャリア電子の密度)と移動度
(易動度)の積に比例する。本発明においては、得られ
る膜のキャリア濃度、移動度は高い程良いが、キャリア
濃度は通常1.0〜6.0×1021cm-3、移動度は通常
4.0〜10cm2 /V・秒である。また抵抗率は低い程
よいが、四端子法によって測定した抵抗率が3.0〜
5.0×10-4Ω・cmであるのが好ましい。
【0013】本発明の方法によって製造された透明導電
膜は、太陽電池、光センサ等の光電変換用途;液晶、エ
レクトロルミネセンス、エレクトロクロミック、EL等
の表示素子用途;建築物、自動車、航空機、炉ののぞき
窓等の各種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、
防曇防氷用途;帯電防止用途;タッチスイッチ用途;光
通信用途等の広い分野で使用することができる。
【0014】
【作用】本発明の方法は、酸素ガスを用いないので、酸
素ガスを用いたときの不都合が回避される。したがっ
て、酸素空孔を安定して作り出すことができるので、得
られた膜の抵抗率を低くすることができ、かつ制御性も
良好である。また、酸素負イオンの生成が少ないため、
高速成膜を実施しても膜への損傷が少なく、抵抗率の低
い膜を形成することが可能である。
【0015】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。実施例1〜4および比較例1〜6 厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(以下、
PETということがある)基板上に、直流プレーナー型
マグネトロンスパッタ装置(基板自公転型、ULVAC
社製)を使用して、初期真空度:2×10-6Torr、スパッ
タガス圧:10×10-3Torr、基板温度30℃の条件にて成
膜を行った。ターゲットとして、In23 とSnO2
粉末の焼結ターゲット(重量比90:10)を用いた。
なお、スパッタガスは、実施例においてはAr+N2
を、比較例においてはAr+O2を用いた(ガスの組成
は表1に示した)。また、成膜速度および投入電力も表
1に併記した。
【0016】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜について、抵
抗率、可視光透過率、移動度およびキャリア濃度を測定
した。結果を表1に示す。
【0017】なお、抵抗率は四端子法により、移動度お
よびキャリア濃度はファン デルポウ(van der Pauw)法
により測定した。また、可視光透過率は波長を固定(68
0nm)した簡易な装置で測定し、PET基板での吸収を
差し引いた値である。
【0018】
【表1】 実施例5〜8および比較例7〜12 ターゲットとしてIn2 3 とSnO2 の混合粉末の代
わりに、ZnOとAl2 3 粉末の焼結ターゲット(重
量比98:2)を用い、成膜条件を表2のようにした以
外は実施例と同様にして(他の条件は同一にして)、P
ET基板上にATO膜を形成した。
【0019】かくして得られたATO膜の膜厚は150
0オングストロームであった。この膜について、実施例
と同一条件で抵抗率、可視光透過率、移動度およびキャ
リア濃度を測定した。結果を表2に示す。
【0020】
【表2】 実施例9〜12および比較例13〜15 厚さ100μmのPET基板上に、アークイオン方式イ
オンプレーテイング装置を用いて、初期真空度:8.0 ×
10-6Torr以下、ガス圧:0.6 ×10-3Torr、基板温度30
℃の条件にて成膜を行った。蒸着源として、In2 3
とSnO2 粉末の焼結ペレット(重量比90:10)を
用いた。なお、ガスは、実施例においてはAr+N2
を、比較例においてはAr+O2 を用いた(ガスの組成
は表3に示した)。また、成膜速度およびアーク電流も
表3に併記した。
【0021】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜について、抵
抗率、可視光透過率、移動度およびキャリア濃度を実施
例1と同様にして測定した。結果を表3に示す。
【0022】
【表3】 亜酸化窒素量を広範囲で変化させても、実施例の膜の抵
抗率は安定に低い値を示し、本発明の方法は制御性が容
易であることが分かる。また、実施例の膜では、有効な
ドナーとして作用する酸素空孔を形成するためのキャリ
ア濃度が高く、抵抗率が低い。それに対して比較例で
は、酸素の量によって抵抗率が大きく変動している。ま
た、キャリア濃度がいずれも低く、抵抗率が高い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、低抵抗の透明導電膜を
制御性良く製造することができる。よって、本発明の方
法は工業的に非常に有用であり、また本発明によって得
られた透明導電膜も、広い分野で使用できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜形成法によって基板上に透明導電薄
    膜を製造する方法において、該薄膜形成法を、亜酸化窒
    素を1〜60体積%含有するガスの存在下で行うことを
    特徴とする方法。
JP16166292A 1992-05-29 1992-05-29 透明導電薄膜の製造方法 Pending JPH05334923A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16166292A JPH05334923A (ja) 1992-05-29 1992-05-29 透明導電薄膜の製造方法

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JP16166292A JPH05334923A (ja) 1992-05-29 1992-05-29 透明導電薄膜の製造方法

Publications (1)

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JPH05334923A true JPH05334923A (ja) 1993-12-17

Family

ID=15739452

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16166292A Pending JPH05334923A (ja) 1992-05-29 1992-05-29 透明導電薄膜の製造方法

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JP (1) JPH05334923A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003517183A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 インスティチュート オブ マテリアルズ リサーチ アンド エンジニアリング Oledデバイスの品質向上のために改善された透明電極材料
JP2011091063A (ja) * 2011-02-09 2011-05-06 Inst Of Materials Research & Engineering Oledデバイスの性能を向上させるための改善された透明電極材料

Cited By (2)

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JP2003517183A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 インスティチュート オブ マテリアルズ リサーチ アンド エンジニアリング Oledデバイスの品質向上のために改善された透明電極材料
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