JPS58169707A - Transparent conductive film - Google Patents
Transparent conductive filmInfo
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- JPS58169707A JPS58169707A JP4203483A JP4203483A JPS58169707A JP S58169707 A JPS58169707 A JP S58169707A JP 4203483 A JP4203483 A JP 4203483A JP 4203483 A JP4203483 A JP 4203483A JP S58169707 A JPS58169707 A JP S58169707A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はプラスチック基材表面に形成された酸化イン
ジウム膜ム化スズを主体とする透明導電性膜に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a transparent conductive film mainly composed of an indium oxide film and tin oxide formed on the surface of a plastic substrate.
一般に、可視光線領域で透明であり、かつ導電性を有す
る薄膜は、液晶ディスプレイ、エレクトロ・クロミック
ディスプレイ、エレクトロ・ルミネッセンスディスプレ
イなどの新しいディスプレイ方式における透明電極のほ
か、透明物品の帯電防止や電磁波速断などのために利用
されている。In general, thin films that are transparent in the visible light range and have conductivity are used not only as transparent electrodes in new display systems such as liquid crystal displays, electrochromic displays, and electroluminescent displays, but also for antistatic purposes in transparent articles, rapid cutting of electromagnetic waves, etc. is used for.
従来、このような透明導電性膜としてガラス上に酸化第
二スズ膜や酸化インジウム膜などを形成してなるものが
知られている。しかるにこの種の膜は基材がガラスであ
るために可撓性、加工性などに劣り用途によっては好ま
しくない。そこで近年、プラスチックを基材とした透明
導電性膜が可撓性、加工性、耐衝撃性、重量などの面で
すぐれているものとして脚光を浴びるようになってきた
。Hitherto, as such transparent conductive films, films formed by forming a stannic oxide film, an indium oxide film, or the like on glass are known. However, since the base material of this type of membrane is glass, it is inferior in flexibility and workability, and is therefore undesirable depending on the application. Therefore, in recent years, transparent conductive films based on plastic have been in the spotlight as they are superior in terms of flexibility, processability, impact resistance, weight, etc.
ところがこのような透明導電性膜は、基材であるプラス
チックが耐熱性に劣るため、その製造法としてガラスを
基材としたものと同様の方法を採ることができなかった
。However, since the plastic base material of such a transparent conductive film has poor heat resistance, it has not been possible to use the same manufacturing method as that for a transparent conductive film using glass as a base material.
ガラスを基材とする従来の方法は、数百度の高温に加熱
されたガラス上に四塩化スズの塩酸水溶液を吹付けた後
、高温度で酸化処理して酸化第二スズからなる薄膜を形
成する方法である。また最近では酸化インジウムなどを
蒸発源とし、これを通常300°Gないし350°C程
度に加熱されたが4
ラス上に10〜1O−5■H2程度の高真空下で真空蒸
着する方法も知られている。The conventional method using glass as a base material is to spray a hydrochloric acid solution of tin tetrachloride onto glass that has been heated to a high temperature of several hundred degrees, and then perform oxidation treatment at high temperatures to form a thin film made of tin oxide. This is the way to do it. Recently, a method of using indium oxide as an evaporation source and heating it to about 300°G to 350°C under vacuum evaporation under high vacuum of about 10 to 1 O-5 H2 on the 4 lath has also become known. It is being
明らかなように、いずれの方法もガラス基材を高温に加
熱しておかなければならない。これはまた前述の真空蒸
着に際して系内に水蒸気もしくは水蒸気を含むガスを導
入するようにした他の公知の方法においてもいえること
である。この方法は低抵抗、たとえば100Ω/cj以
下の導電性膜を得ることを目的としているが、この場合
でもやはりガラス基材を300°Cないし3500Cに
加熱することが必要とされている。As is clear, both methods require the glass substrate to be heated to a high temperature. This also applies to other known methods in which water vapor or a gas containing water vapor is introduced into the system during the vacuum deposition described above. Although this method aims to obtain a conductive film with low resistance, for example, 100 Ω/cj or less, it is still necessary to heat the glass substrate to 300° C. to 3500° C.
このようにガラスを基材とした従来の方法はいずれも基
材を高温に加熱子ることを不可欠とし、これによらなけ
れば所望する導電性膜を形成できなかった。よってこれ
らの方法を耐熱性に劣るプきなかったのである。As described above, all of the conventional methods using glass as a base material require heating the base material to a high temperature, and without this, the desired conductive film could not be formed. Therefore, these methods were rejected due to their inferior heat resistance.
そこでこの問題を克服するために今日まで種々の改良法
が提案されてきた。これらの提案法はほとんど真空蒸着
法を利用したものであり、一般に酸化インジウムを主た
る蒸発源としたものと、金属インジウムを主たる蒸発源
としたものとに大別できる。Various improved methods have been proposed to date to overcome this problem. Most of these proposed methods utilize vacuum evaporation methods, and can generally be divided into those using indium oxide as the main evaporation source and those using metallic indium as the main evaporation source.
前者の酸化インジウムを蒸発源とする方法は、特公昭5
1−35431号公報や特公昭51−37667号公報
などにみられるように、プラスチック基材上に酸化イン
ジウムを蒸着させるに当たり、基材を全く加熱しないか
あるいはプラスチック基材に許容しつる適度な温度に加
熱しなからlX1O−3rIrIn[1り以下、通常l
X10−4〜1×10!5.、、uy程度の高真空下で
真空蒸着させ、この真空蓋@後さらに酸化処理、主に酸
化性ガス雰囲気中での加熱処理を行なうものである。The former method using indium oxide as the evaporation source was developed in
As seen in Japanese Patent Publication No. 1-35431 and Japanese Patent Publication No. 51-37667, when indium oxide is vapor-deposited onto a plastic substrate, the substrate is not heated at all or the temperature is moderate enough to be tolerated by the plastic substrate. Do not heat to
X10-4~1×10!5. Vacuum deposition is performed under a high vacuum of about .
ところがこの提案法では真空蒸着後の酸化処理として相
当苛酷な条件が要求される。たとえば空気中での加熱処
理によるときは実用時間での最適温度が通常2006C
ないし250’Cもしくはそれ以上の温度となる。酸化
処理の目的は真空蒸着時に酸化インジウムが低次の酸化
物に分解するためこれを酸化処理によって高次の酸化物
に変換することにあるが、上述のような苛酷な条件では
使用するプラスチック基材の材質に自ずと制限を受ける
。However, this proposed method requires considerably harsh conditions for oxidation treatment after vacuum deposition. For example, when heat treatment is performed in air, the optimum temperature for practical use is usually 2006C.
to 250'C or more. The purpose of the oxidation treatment is to convert indium oxide into a higher order oxide since it decomposes into lower order oxides during vacuum evaporation, but under the harsh conditions mentioned above, the plastic base used Naturally, there are limitations depending on the material.
しかもこの方法によると蒸発源が酸化物であるため蒸発
源の加熱温度を1300°C以上、通常1500〜21
00°C程度の高温にしなければならない。その結果蒸
発源の容器として特殊処理した高価なるつぼなどが必要
とされる。また蒸発源とプラスチック基材との間の一般
的に適用される距離では、輻射によりプラスチック基材
が高温度に加熱されるおそれが多分にあり、この点から
も使用できるプラスチック基材が限られてしまう。Moreover, according to this method, since the evaporation source is an oxide, the heating temperature of the evaporation source is 1300°C or higher, usually 1500°C to 21°C.
The temperature must be as high as 00°C. As a result, a specially treated and expensive crucible is required as a container for the evaporation source. Furthermore, at the generally applied distance between the evaporation source and the plastic substrate, there is a high risk that the plastic substrate will be heated to high temperatures by radiation, and this also limits the plastic substrates that can be used. I end up.
一方後者の金属インジウムを蒸発源とする方法は、一般
に真空系内に酸化性ガスを導入して2x10−2〜1x
10→1IIIH1程度)比較的低イ真空度で金属イン
ジウムをその酸化物に変換しながらプラスチック基材上
に真空蒸着させようとするものである。たとえば特公昭
40−14304号公報には上記の真空蒸着に当たりプ
ラスチック基材を予め100°C以上、通常110〜1
50°C程度の温度に加熱することによって金属インジ
ウムの酸化物への変換を助ける方法が開示されている。On the other hand, the latter method using metallic indium as an evaporation source generally involves introducing an oxidizing gas into the vacuum system to
10→1IIIH1) This method attempts to vacuum evaporate metallic indium onto a plastic substrate while converting it into its oxide at a relatively low degree of vacuum. For example, Japanese Patent Publication No. 40-14304 discloses that during the above-mentioned vacuum evaporation, the plastic substrate is heated at 100°C or higher, usually at 110°C to 10°C.
A method is disclosed that aids in the conversion of metallic indium to an oxide by heating to temperatures on the order of 50°C.
また特公昭43−8137号公報には同様の真空蒸着に
当たり蒸着速度を16A/秒以上、通常150λ/秒以
上の高速度にして蒸着膜厚を薄くする一方、金属インジ
ウムの酸化物への変換を補促するために真空蒸着後一般
に100°C前後の温度に数時間加熱処理する工程を附
加した方法が開示されている。Furthermore, Japanese Patent Publication No. 43-8137 discloses that in similar vacuum evaporation, the evaporation rate is set at a high rate of 16 A/sec or higher, usually 150 λ/sec or higher to reduce the thickness of the evaporated film, while converting metallic indium into an oxide. A method is disclosed in which a step of heat treatment at a temperature of generally around 100° C. for several hours is added after vacuum deposition to accelerate the deposition.
明らかなように、これらの方法ではプラスチック基材は
全く加熱されないかもしくは比較的低い温度に加熱され
るだけであり、また蒸発源の加熱も低いため、輻射によ
って蒸発源から受ける熱も僅かといえる。さらに真空蒸
着後に加熱処理する場合でもその温度は種々のプラスチ
ック基材に対して充分許容できる温度である。As is clear, in these methods, the plastic substrate is not heated at all or is only heated to a relatively low temperature, and the heating of the evaporation source is also low, so that it can be said that only a small amount of heat is received from the evaporation source by radiation. . Furthermore, even when heat treatment is performed after vacuum deposition, the temperature is sufficiently permissible for various plastic substrates.
このように、金属インジウムを蒸発源とする方法は、使
用するプラスチック基材にほとんど制限を受けないとい
う大きな利点があり、透明導電性膜の工業的製造法とし
てもつとも望ましい方法といえる。As described above, the method using metallic indium as an evaporation source has the great advantage of being almost unrestricted by the plastic substrate used, and can be said to be a desirable method as an industrial method for producing transparent conductive films.
しかるにかかる利点にもかかわらずこの方法で得られる
導電性膜はその膜特性、と(に透明性が充分に満足しつ
るものとならない欠点があった。However, despite these advantages, the conductive film obtained by this method has the disadvantage that its film properties and transparency are not sufficiently satisfactory.
たとえば特公昭40−14304号公報に記載される方
法に準じて得た導電性膜の5QQnmの可視光線透過率
を調べると、膜厚の薄いものでも約30%程度までの透
過率しか得られなかった。また特公昭43−8137号
公報に記載される方法において酸化処理の条件を酷しく
するなどの変更手段を加えると透明性はある程度向上し
てくるも〕
のの、この場合でも膜厚を厚(、たとえば1000λ程
度以上にしたときの可視光線透過率は80%程度が最高
であって、これ以上の透過率を示すものは得られなかっ
た。For example, when examining the visible light transmittance at 5QQnm of a conductive film obtained according to the method described in Japanese Patent Publication No. 40-14304, it was found that even a thin film could only obtain a transmittance of about 30%. Ta. Furthermore, in the method described in Japanese Patent Publication No. 43-8137, the transparency can be improved to some extent by adding changes such as making the oxidation treatment conditions more severe. For example, when the visible light transmittance is set to about 1000λ or more, the maximum visible light transmittance is about 80%, and no material showing a transmittance higher than this was obtained.
そこでこの発明者らは金属インジウムを蒸発源とする真
空蒸着法の前述の利点を損なうことな(、透明性を太き
(改善する方法につき鋭意検討した結果、まず特公昭4
3−8137号公報にみられるような酸化性ガス雰囲気
中で真空蒸着させた後、さらに酸化処理を施こす方法に
おいては、酸化性ガスとして酸素ガスを単独で使用する
よりも酸素ガスと窒素、アルゴンガスなどの不活性ガス
とからなる混合ガスを使用した方が透明性を向上させる
のにより望ましいものであることを知った。Therefore, the inventors conducted extensive research on methods for improving transparency without impairing the above-mentioned advantages of vacuum evaporation using metallic indium as an evaporation source.
3-8137, in which vacuum deposition is performed in an oxidizing gas atmosphere and then further oxidation treatment is performed, rather than using oxygen gas alone as the oxidizing gas, oxygen gas and nitrogen, It has been found that it is more desirable to use a mixed gas consisting of an inert gas such as argon gas to improve transparency.
またこのような酸化性ガス雰囲気中で真空蒸着させる場
合に真空系内に水蒸気を適当量含ませるようにすると、
真空蒸着後酸化処理を施こしたときに蒸着膜の透明性が
著るしく改善されることが判った。そしてこの方法によ
ると酸化処理の条件をより穏やかな条件にすることがで
きるとともに膜厚を厚(した場合でも高い透明性が得ら
れるという驚くべき事実を見い出すに至った。Also, when performing vacuum deposition in such an oxidizing gas atmosphere, if an appropriate amount of water vapor is included in the vacuum system,
It has been found that the transparency of the deposited film is significantly improved when oxidation treatment is performed after vacuum deposition. The researchers discovered the surprising fact that this method allows for milder oxidation treatment conditions and that high transparency can be obtained even when the film is thick.
このことは極めて重要な事実であり、従来の既成概念で
は列置予測できなかったことである。すなわち一般の真
空蒸着法においては真空系内に水蒸気が存在することは
均一で品質にすぐれる蒸着膜を形成するのに有害である
と信じられ、その排除のための努力がなされてきた。も
ちろん前述したように高温に加熱されたガラス板上に酸
化インジウムなどの蒸着膜を形成する場合に蒸着膜の表
面抵抗を非常に低くする目的で真空系内に水蒸気を導入
させるという提案はなされている。しかしこの場合でも
水蒸気の導入は膜の透明性を損なうものと考えられてい
たのである。This is an extremely important fact, and the position could not be predicted using conventional preconceptions. That is, in general vacuum evaporation methods, the presence of water vapor in the vacuum system is believed to be detrimental to the formation of a uniform, high-quality deposited film, and efforts have been made to eliminate it. Of course, as mentioned above, when forming a vapor deposited film of indium oxide or the like on a glass plate heated to a high temperature, there has been a proposal to introduce water vapor into the vacuum system in order to make the surface resistance of the vapor deposited film extremely low. There is. However, even in this case, it was thought that introducing water vapor would impair the transparency of the membrane.
このようにこの発明者らは酸化性ガスとして酸素ガスと
不活性ガスとからなる混合ガスを使用し、またこの酸化
性ガス中に水蒸気を含ませることによって透明性を大き
く改善することに成功した。In this way, the inventors succeeded in greatly improving transparency by using a mixed gas consisting of oxygen gas and an inert gas as the oxidizing gas, and by incorporating water vapor into this oxidizing gas. .
ところが前記の従来方法には他の問題点として得られる
透明導電性膜の抵抗安定性が悪く、空気中に長時間放置
したとき表面抵抗が著るしく増大する傾向があった。そ
してこの傾向は上述したこの発明者らの改良法において
も同様に認められた。However, another problem with the above-mentioned conventional method is that the resulting transparent conductive film has poor resistance stability, and the surface resistance tends to increase significantly when left in air for a long time. This tendency was similarly observed in the above-mentioned improved method by the present inventors.
たとえば混合ガス中に水蒸気を含ませて真空蒸着させそ
の後酸化処理して得られる膜厚が30OAの透明導電性
膜を空気中(暗室)に放置したときの経時変化は、第3
図の曲線−すで表わされるとおりである。明らかなよう
に240時間後には初期値の約1.7倍程度に、また6
00時間後には初期値の約2.2倍以上にも増大し、そ
の後も増大する傾向を示している。For example, when a transparent conductive film with a thickness of 30 OA obtained by vacuum-depositing water vapor in a mixed gas and then oxidation treatment is left in the air (in a dark room), the change over time is as follows:
The curves in the figure are as shown. As is clear, after 240 hours, the value was about 1.7 times the initial value, and 6
After 00 hours, it increases to about 2.2 times or more of the initial value, and shows a tendency to increase thereafter.
このような抵抗安定性の悪いものではこれをたとえば透
明電極、ヒータのような一定の抵抗値が要求される用途
に適用する場合に大きな問題となる。Such materials with poor resistance stability pose a serious problem when applied to applications that require a constant resistance value, such as transparent electrodes and heaters.
この発明者らは、かかる抵抗安定性を改善するための引
き続く研究過程において、蒸発源としての金属インジウ
ムに特定量の金属スズを加えこれを前記と同様に真空蒸
着および酸化処理して両金属の酸化物からなる透明導電
性膜を得る場合に、特定の真空蒸着手段を附加5すると
きは、酸化物を構成する金属インジウムに対する金属ス
ズの重量比率が厚み方向に連続変化して膜外面側で高く
膜内面側で低くなるような導電性膜が形成されて、これ
が抵抗安定性に著るしく好結果を与えるものであること
を見い出した。In the course of subsequent research to improve such resistance stability, the inventors added a specific amount of metallic tin to metallic indium as an evaporation source, and vacuum-deposited and oxidized it in the same manner as described above, thereby converting both metals. When a specific vacuum evaporation means is added to obtain a transparent conductive film made of an oxide, the weight ratio of metal tin to metal indium constituting the oxide changes continuously in the thickness direction so that the film is coated on the outer surface of the film. It has been found that a conductive film is formed that is high and low on the inner surface of the film, and that this gives significantly good results in resistance stability.
従来、酸化インジウムからなる透明導電性膜にごく少量
の酸化スズを含ませたときに表面抵抗が低下してくるこ
とに関しては知られていた。しかし上述したような金属
比率が厚み方向に異なる構造の透明導電性膜は知られて
おらず、このような構造と抵抗安定性との関係について
は全(解明されていなかった。Conventionally, it has been known that when a transparent conductive film made of indium oxide contains a very small amount of tin oxide, the surface resistance decreases. However, a transparent conductive film having a structure in which the metal ratio differs in the thickness direction as described above is not known, and the relationship between such a structure and resistance stability has not been completely elucidated.
よって、この発明の目的はかかる新規な構造を有する透
明導電性膜を提供することにある。すなわち、この発明
の透明導電性膜は、プラスチック基材表面に形成された
金属インジウム60〜95重量%と金属スズ40〜5重
量%との酸化物からなるものであって、かつ酸化物を構
成する金属インジウムに対する金属スズの重量比率(以
下、単にS n/I n比と称する)を膜厚方向に連続
的に変化1:N8
させて、膜内面側のSn/In 比を層全体の平均比
率(Sn/In比)よりも著るしく低くするとともに膜
外面側のS n / I n比を層全体の平均比率より
も着るしく高くしたことを特徴とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a transparent conductive film having such a novel structure. That is, the transparent conductive film of the present invention is composed of an oxide of 60 to 95% by weight of metallic indium and 40 to 5% by weight of metallic tin formed on the surface of a plastic substrate, and The weight ratio of metallic tin to metallic indium (hereinafter simply referred to as the Sn/In ratio) is continuously varied in the film thickness direction by 1:N8, and the Sn/In ratio on the inner surface of the film is adjusted to the average of the entire layer. It is characterized in that the ratio (Sn/In ratio) is significantly lower than the ratio (Sn/In ratio), and the Sn/In ratio on the outer surface side of the film is comfortably higher than the average ratio of the entire layer.
第1図および第2図はこの発明の二種の透明導電性膜に
関する膜厚方向へのS n/ l n比の変化を示した
もので、Sn/In比を縦軸に、膜厚を横軸にして表わ
したものである。いずれも膜厚は300にで、第1図は
後記の実施例2の方法で得た金属インジウム90重量%
と金属スズ10重量%との酸化物からなる透明導電性膜
を、第2図は後記の実施例4の方法で得た金属インジウ
ム60重量%と金属スズ40重量%との酸化物からなる
透明導電性膜を、それぞれ表わしている。また両図中点
線位置がそれぞれ層全体の平均S n/ I n比を表
わしている。Figures 1 and 2 show changes in the Sn/ln ratio in the film thickness direction for two types of transparent conductive films of the present invention, with the Sn/In ratio on the vertical axis and the film thickness It is expressed on the horizontal axis. In each case, the film thickness was 300%, and Figure 1 shows 90% by weight of metallic indium obtained by the method of Example 2 described later.
Figure 2 shows a transparent conductive film made of an oxide of 60% by weight of metallic indium and 40% by weight of metallic tin obtained by the method of Example 4 described later. Each represents a conductive film. Furthermore, the positions of dotted lines in both figures represent the average S n/I n ratio of the entire layer.
これらの図から判るように、膜内面側と膜外面側におけ
るS n/ I n比の程度および厚み方向の変化曲線
には各態様によってかなりの差異がみられるが、この差
異はこの発明においてとくに本質的″ 入
なものではない。重要なことはS n/ l n比がい
ずれも膜厚方向に連続変化して膜内面側が層全体の平均
比率に較べて著るしく低(なって高濃度酸化インジウム
層を構成する一方、膜外面側が層全体の平均比率に較べ
て着るしく高くなって高濃度酸化スズ層を構成している
ことである。As can be seen from these figures, there are considerable differences in the degree of S n / I n ratio on the inner surface side of the membrane and on the outer surface side of the membrane and the change curve in the thickness direction depending on the embodiment, but this difference is particularly important in this invention. What is important is that the S n/l n ratio continuously changes in the film thickness direction, and that the inner surface of the film is significantly lower than the average ratio of the entire layer (resulting in a high concentration). While constituting an indium oxide layer, the outer surface of the film is considerably higher than the average ratio of the entire layer and constitutes a highly concentrated tin oxide layer.
第3図はかかる構成にされたこの発明の透明導電性膜の
抵抗安定性を示したもので、fLo(初期の抵抗値)/
RE(経時後の抵抗値)を縦軸に、空気中(暗室)での
放置時間を横軸にして表わしたものである。図中曲線−
2は後記の実施例4の方法で得た金属インジウム80重
量%と金属スズ20重量%との酸化物からなり、膜厚が
aooXで厚み方向のS n/1 n比の変化が第1図
に近い構造を有するこの発明の透明導電性膜を、曲線−
bは後記の比較例1によって得られた酸化インジウム単
独からなる透明導電性膜をそれぞれ示している。FIG. 3 shows the resistance stability of the transparent conductive film of the present invention having such a structure, where fLo (initial resistance value)/
The vertical axis represents RE (resistance value after aging) and the horizontal axis represents the time of exposure in air (dark room). Curve in the figure -
2 is made of an oxide of 80% by weight of metallic indium and 20% by weight of metallic tin obtained by the method of Example 4 described later, and the film thickness is aooX and the change in the S n/1 n ratio in the thickness direction is shown in Figure 1. The transparent conductive film of the present invention having a structure close to
b indicates a transparent conductive film made of indium oxide alone obtained in Comparative Example 1 described later.
この図から明らかなように、この発明の透明導電性膜に
おいては240時間後の表面抵抗が初期値の約1.2倍
程度に抑えられており、しかもその後は安定してほとん
ど増大していない。この理由は膜外面側におけるSn/
In比が層全体の平痺−/ I n比に較べて著るしく
高くなって高濃度酸化スズ層を構成していることから、
この外面層が酸化による抵抗変化に対してバリヤ一層と
して作用するためであると思われる。As is clear from this figure, in the transparent conductive film of the present invention, the surface resistance after 240 hours is suppressed to about 1.2 times the initial value, and after that it remains stable and hardly increases. . The reason for this is that Sn/
Since the In ratio is significantly higher than the normal -/In ratio of the entire layer and constitutes a high concentration tin oxide layer,
This is believed to be because this outer layer acts as a barrier layer against resistance changes due to oxidation.
このようにこの発明の透明導電性膜によると高い抵抗安
定性が得られるが、その他の効果として酸化スズを全(
含ませないかあるいは膜中に均一に含ませたものに較べ
て耐薬品性や耐摩耗性を改善できる効果もある。この理
由も外面層が高濃度酸化スズ層で構成されていることに
起因するものである。なおこのような抵抗安定性などの
効果は酸化インジウム層と酸化スズ層との完全二層構造
とするときでも期待することはできる。In this way, the transparent conductive film of the present invention provides high resistance stability, but another effect is that tin oxide can be removed completely (
It also has the effect of improving chemical resistance and abrasion resistance compared to those in which it is not included or is uniformly included in the film. This is also due to the fact that the outer layer is composed of a highly concentrated tin oxide layer. Note that such effects such as resistance stability can be expected even when a complete two-layer structure of an indium oxide layer and a tin oxide layer is used.
一方このように外面層が高濃度酸化スズ層とされて、か
つ内面層が高濃度酸化インジウム層とされているといっ
ても、飽くまでもS n/ I n比が膜厚方向に連続
変化していることから、つまり濃度差が犬であっても層
全体に亘って酸化スズが含まれていることから、かかる
酸化スズを全く含ませないか、あるいは酸化インジウム
と酸化スズとの完全二層構造にしたものに較べて、膜全
体の初期の表面抵抗をかなり低(できる利点があるとと
もに、完全二層構造にしたものにみられるような層間剥
離という問題もおこらないという利点をも有している。On the other hand, even though the outer layer is made of a highly concentrated tin oxide layer and the inner layer is made of a highly concentrated indium oxide layer, the S n/I n ratio changes continuously in the film thickness direction. In other words, even if the concentration difference is small, the entire layer contains tin oxide, so either it does not contain tin oxide at all, or it has a complete two-layer structure of indium oxide and tin oxide. It has the advantage that the initial surface resistance of the entire film is considerably lower (compared to those with a completely double-layer structure), and it also has the advantage of not causing the problem of delamination that occurs with completely two-layer structures. There is.
この発明の透明導電性膜において酸化物を構成する膜全
体の金属インジウムと金属スズとの重量割合が前者60
〜95重量%、後者40〜5重量%に設定されているの
は次の理由による。すなわち金属スズの割合が多くなれ
ばなるほど抵抗安定性はよ(なるが、その反面膜の透明
性が低下しまた初期の抵抗値が高くなってくる傾向がみ
られるし、逆に金属スズの割合が少なくなりすぎると抵
抗安定性や耐薬品性ないし耐摩耗性の改善効果が充分に
得られな(なるためである。金属インジウムと金属スズ
との割合を前記の範囲に設定し、とくに好適には金属イ
ンジウム、65〜90重量%1、・′11
金属スズ35〜10重量%に設定したときに、上述した
特性にいずれも好結果が得られるのである。In the transparent conductive film of this invention, the weight ratio of metallic indium and metallic tin in the entire film constituting the oxide is 60%.
The reason why the content is set to 95% by weight and the latter 40 to 5% by weight is as follows. In other words, the higher the proportion of metallic tin, the better the resistance stability (but on the other hand, there is a tendency for the transparency of the film to decrease and the initial resistance value to increase; conversely, as the proportion of metallic tin increases) This is because if the ratio of metallic indium and metallic tin is set within the above range, the effect of improving resistance stability, chemical resistance, or wear resistance cannot be sufficiently obtained. Good results can be obtained in all of the above-mentioned properties when the metal indium is set to 65 to 90% by weight 1, .'11 and the metal tin is set to 35 to 10% by weight.
次にこのような構成からなるこの発明の透明導電性膜の
製造法につき説明する。Next, a method for manufacturing the transparent conductive film of the present invention having such a structure will be explained.
この発明者らは、かかる方法として、金属インジウム6
0〜95重置チと金属スズ40〜5重量%とからなる蒸
発源を使用して、これを所定の膜厚を得るに必要な量だ
け蒸発源容器にセットし、次いでこれを酸素ガスと不活
性ガスとの混合ガスからなる酸化性ガス雰囲気中で少な
くとも金属インジウムを蒸発させつる初期の加熱工程と
引き続く昇温加熱工程とによって蒸着速度が終始一定と
なるようにプラスチック基村上に真空蒸着させ、さらに
この真空蒸着により形成された蒸着膜に酸化処理を施こ
すことを特徴とした第一の製造法、並びにこの製造法に
おいて上記の混合ガス中に水蒸気を含ませることを特徴
とした第二の製造法がと(に好適であることを見出した
。The inventors have proposed such a method that metal indium 6
Using an evaporation source consisting of 0 to 95 stacked tin and 40 to 5% by weight of metal tin, set the amount necessary to obtain a predetermined film thickness in an evaporation source container, and then add oxygen gas to the evaporation source. At least metallic indium is evaporated in an oxidizing gas atmosphere consisting of a mixed gas with an inert gas, and vacuum evaporated onto the plastic substrate so that the evaporation rate remains constant throughout through an initial heating step and a subsequent temperature raising heating step. , a first production method characterized by further performing an oxidation treatment on the deposited film formed by this vacuum deposition, and a second production method characterized by including water vapor in the above-mentioned mixed gas in this production method. It has been found that the production method is suitable for and.
すなわちこれらの方法においてはまず金属インジウムと
金属スズとを蒸発源としてこれを酸化性ガス雰囲気中で
真空蒸着させた後さらに酸化処理するものであるから、
酸化インジウムおよび酸化スズを蒸発源とする方法に較
べて、プラスチック基材の材質に制限を受けない、蒸発
源の加熱温度を相対的に低(できるなどの利点を有して
いる。In other words, in these methods, metallic indium and metallic tin are first vacuum-deposited in an oxidizing gas atmosphere using metallic indium and metallic tin as evaporation sources, and then further oxidized.
Compared to methods using indium oxide and tin oxide as evaporation sources, this method has advantages such as not being limited by the material of the plastic base material and being able to heat the evaporation source at a relatively low temperature.
さらにこれらの方法によると金属インジウムと金属スズ
との真空蒸着に当たり両金属の蒸気圧の差を利用して予
め設定された初期の加熱温度から徐々に昇温させるだけ
の簡単な操作で、Sn/In比が厚み方向に変化した前
述の構成の透明導電性膜を得ることができるため、工業
的に難しい蒸着技術を必要としない。Furthermore, according to these methods, when vacuum evaporating metallic indium and metallic tin, Sn/tin can be formed by a simple operation of gradually raising the temperature from a preset initial heating temperature by utilizing the difference in vapor pressure between the two metals. Since it is possible to obtain a transparent conductive film having the above-described structure in which the In ratio changes in the thickness direction, industrially difficult vapor deposition techniques are not required.
つまり蒸発源の加熱に際してまず所定の蒸発速度に対応
する初期の加熱温度を設定して一定時間加熱したときに
、金属インジウムの蒸気圧が金属スズのそれに較べてか
なり高いことから、プラスチック基材表面に主として金
属インジウムを主体とする酸化物が蒸着される。そして
この初期の加熱温度をそのまま維持していると金属イン
ジウムの蒸発に伴なって蒸着速度が低下してくるが、こ
の蒸着速度が一定となるように徐々に昇温しでいくと逐
次金弓スズの蒸発量が多くなって最終的には金属スズ主
体の酸化物が蒸着される。In other words, when heating the evaporation source, first set an initial heating temperature corresponding to a predetermined evaporation rate and heat it for a certain period of time.Since the vapor pressure of metallic indium is considerably higher than that of metallic tin, the surface of the plastic base material An oxide mainly consisting of metallic indium is deposited on the surface. If this initial heating temperature is maintained as it is, the deposition rate will decrease as the metal indium evaporates, but if the temperature is gradually increased so that the deposition rate remains constant, the The amount of tin evaporated increases and finally an oxide mainly consisting of metallic tin is deposited.
このようにして達成されるS n/ l n比の厚み方
向の変化は代表的には第1図に示される如くとなる。な
お第2図においては上記と同様の変化を示すものの、S
n / I n比が−Hピークに達し、その後低下し
ている。これは上述の加熱操作において蒸着条件によっ
ては金属インジウムと金属スズとが蒸発する前に一部酸
化性ガスによって蒸気圧の低い酸化物に変換され、これ
が加熱後期の段階で蒸発してくるためと思われる。The change in the S n/l n ratio achieved in this way in the thickness direction is typically as shown in FIG. Although Fig. 2 shows the same changes as above, S
The n/I n ratio reaches the -H peak and then decreases. This is because in the heating operation described above, depending on the vapor deposition conditions, some of the metallic indium and metallic tin are converted into oxides with low vapor pressure by the oxidizing gas before evaporating, and this evaporates in the latter stages of heating. Seem.
次に第一の製造法においては酸化性ガスとして酸素ガス
と不活性ガスとの混合ガスを使用しているから、酸素ガ
スを単独で使用する場合に較べて、初期の表面抵抗を低
くできる効果がある。すなわちS n/ I n比が厚
み方向に変化するこの発明の透明導電性膜によれば、先
にも触れたとおり、酸化スズを膜全体に均等に含ませた
場合と同様に、酸化インジウム単独からなるものに較べ
て、低い表面抵抗が得られるが、この表面抵抗を混合ガ
スを使用することによってさらに(約X、程度まで)低
下させることができるのである。またかかる混合ガスを
使用すると酸素ガス単独の場合に較べて得られる導電性
膜の透明性が向上し、500八程度以下の比較的薄い膜
厚にするときは、□QQnmの可視光線透過率を80%
ないしそれ以上にすることができる。Next, in the first manufacturing method, a mixed gas of oxygen gas and inert gas is used as the oxidizing gas, which has the effect of lowering the initial surface resistance compared to when oxygen gas is used alone. There is. In other words, according to the transparent conductive film of the present invention in which the S n/I n ratio changes in the thickness direction, as mentioned earlier, indium oxide alone However, this surface resistance can be further reduced (to about X) by using a mixed gas. In addition, when such a mixed gas is used, the transparency of the conductive film obtained is improved compared to when oxygen gas is used alone, and when making a relatively thin film of about 500 8 or less, the visible light transmittance of □QQnm is increased. 80%
or more.
また第二の製造法によって上述の混合ガス中にさらに水
蒸気を含ませるようにすると、得られる透明導電性膜の
初期の表面抵抗がより低下し、また透明性が一段と向上
してくる。とくに透明性に関しては第一の製造法に較べ
て酸化処理の条件を非常におだやかな条件にしたときで
も同等ないしそれ以上の高い透明性が得られ、膜厚が2
000λ程度までに厚(したときでも80qb以上の可
視光線透過率が得られるという利点がある。Further, when water vapor is further included in the above-mentioned mixed gas by the second production method, the initial surface resistance of the resulting transparent conductive film is further reduced, and the transparency is further improved. In particular, with regard to transparency, even when the oxidation treatment conditions are very mild compared to the first production method, the same or higher transparency can be obtained, and the film thickness is 2.
It has the advantage that a visible light transmittance of 80 qb or more can be obtained even when the thickness is about 000 λ.
以下にこれらの第一および第二の製造法からなるこの発
明の透明導電性膜の製造法を一括して詳述する。Below, the method for manufacturing the transparent conductive film of the present invention, which is comprised of the first and second manufacturing methods, will be described in detail.
この発明において用いられるプラスチック基材は熱的見
地からみてその材質にほとんど制限を受けることはない
。後述するように真空蒸着時にプラスチック基材が15
06C以上の温度に加熱されることはなく、また蒸発源
が金属インジウムおよび金属スズであるため蒸発源から
の輻射熱も僅かであり、さらに酸化処理も比較的隠やか
な条件で足りるからである。From a thermal standpoint, there are almost no restrictions on the material of the plastic base material used in this invention. As will be described later, the plastic base material becomes 15% during vacuum deposition.
This is because the evaporation source is not heated to a temperature higher than 0.6C, and since the evaporation source is metal indium and metal tin, there is little radiant heat from the evaporation source, and the oxidation treatment can be performed under relatively hidden conditions.
したがってこの発明では従来公知の各種のプラスチック
を任意に使用できる。具体的にはポリエステル、ポリア
ミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド
、ポリパラバン酸、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミ
ダゾール、トリアセテート、ポリアクリル、セルロース
樹脂、フッ素樹脂などがある。これらのプラスチックは
これを基材として使用するに当って適宜シート、フィル
ム、その他の成型品として用いられる。Therefore, in this invention, any of the various conventionally known plastics can be used. Specific examples include polyester, polyamide, polypropylene, polycarbonate, polyimide, polyparabanic acid, polyamideimide, polybenzimidazole, triacetate, polyacrylic, cellulose resin, and fluororesin. When these plastics are used as base materials, they can be appropriately used as sheets, films, and other molded products.
またこれらのプラスチック基材は真空蒸着に先立って、
溶剤洗浄、超音波洗浄などにより除塵、清浄し、必要な
らば蒸着膜とプラスチック基材との接着性や耐摩耗性を
向上させるために下塗り層を形成したり、表面処理を施
こすこともできる。In addition, these plastic substrates are processed by vacuum deposition prior to vacuum deposition.
Dust is removed and cleaned by solvent cleaning, ultrasonic cleaning, etc., and if necessary, an undercoat layer or surface treatment can be applied to improve the adhesion and abrasion resistance between the deposited film and the plastic substrate. .
丁塗り層の形成は酸化処理過程における基材と蒸着膜と
のひずみを緩和するためにも有効である。Formation of the coating layer is also effective for alleviating strain between the base material and the deposited film during the oxidation treatment process.
下塗り層を形成するには、通常有機溶剤型、エマルジョ
ン型、無溶剤型などの樹脂塗料を調製して、これを使用
するプラスチック基材上に所定厚みに塗工し、次いで加
熱、常温硬化もしくは電子線・紫外線照射などの適宜の
手段で乾燥させればよい。To form an undercoat layer, a resin coating such as an organic solvent type, emulsion type, or non-solvent type is usually prepared and coated to a predetermined thickness on the plastic substrate to be used, and then heated, cured at room temperature, or cured at room temperature. It may be dried by an appropriate means such as electron beam or ultraviolet irradiation.
ここに用いられる樹脂には、たとえばエポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂などの公
知の樹脂が広(含まれる。The resins used here include a wide range of known resins such as epoxy resins, polyester resins, urethane resins, alkyd resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resins, and acrylic resins.
また塗工手段としてはグラビヤロールコーティング、マ
イヤバーコーティング、ドクターブレードコーティング
、リバースロールコーティング、ディップコーティング
、エアーナイフコーティング、キスコーティング、ニッ
プコーティング、ファンテンコーティングなどの方法が
採用される。Further, as a coating method, methods such as gravure roll coating, Meyer bar coating, doctor blade coating, reverse roll coating, dip coating, air knife coating, kiss coating, nip coating, and fountain coating are employed.
表面処理を施こす方法としては、コロナ放電処理、火災
処理、スパッタリング処理、紫外線照射処理、電子線照
射処理、化成処理、酸化剤処理などがある。これらの表
面処理はと(にプラスチック基材と蒸着膜との接着性を
向上させるのに有効な手段となる。Examples of methods for surface treatment include corona discharge treatment, fire treatment, sputtering treatment, ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, chemical conversion treatment, and oxidizing agent treatment. These surface treatments are effective means for improving the adhesion between the plastic substrate and the deposited film.
この発明において用いられる蒸発源は金属インジウムと
金属スズであり、場合により上記の金属にカドミウム、
モリブデンのような他の金属を少置ドーピイングさせた
ものも使用できる。金属インジウムと金属スズとの割合
は、前者が60〜95重量%、後者が40〜5重量係、
と(に好適には前者が65〜90重量%、後者が35〜
10重量%であり、この理由は先に述べたとおりである
。The evaporation sources used in this invention are metal indium and metal tin, and in some cases, the above metals include cadmium,
Small dopings of other metals such as molybdenum can also be used. The ratio of metallic indium and metallic tin is 60 to 95% by weight for the former, 40 to 5% by weight for the latter,
and (preferably the former is 65 to 90% by weight and the latter is 35 to 90% by weight)
The amount is 10% by weight, and the reason for this is as described above.
なおこれらの金属は当初から合金とされていてもよいし
、単体の金属として使用してもよい。またその形状はと
くに制限はなく、棒状、フィルム状粒状、粉末状などの
任意の形状で用いられる。Note that these metals may be made into an alloy from the beginning or may be used as a single metal. Further, the shape is not particularly limited, and any shape such as a rod, a film-like granule, or a powder can be used.
この発明においてはこのような蒸発源を酸化性ガスから
なる雰囲気中で前述したプラスチック基村上に真空蒸着
させるに当たり、少な(とも酸化性ガスとして酸素ガス
と不活性ガスとからなる混合ガスを使用する。In the present invention, when such an evaporation source is vacuum-deposited on the plastic substrate mentioned above in an atmosphere consisting of an oxidizing gas, a mixed gas consisting of oxygen gas and an inert gas is used as the oxidizing gas. .
代表的な不活性ガスとしては窒素ガスとアルゴンガスと
がある。これらの不活性ガスは単独で使用してもよいし
、両ガスを併用しあるいは他のキセノンやクリプトンな
どの不活性ガスが混在したものであってもよい。Typical inert gases include nitrogen gas and argon gas. These inert gases may be used alone, both gases may be used together, or other inert gases such as xenon and krypton may be mixed.
このような不活性ガスと酸素ガスとの混合割合は、得ら
れる透明導電性膜の特性とくに透明性に大きく影響する
ものであることが見い出された。It has been found that the mixing ratio of such an inert gas and oxygen gas greatly influences the characteristics, particularly the transparency, of the resulting transparent conductive film.
一般的に適用できかつ透明性の向上に望ましい混合割合
としては、混合ガス中の不活性ガスの割合がほぼ空気中
に含まれる不活性ガスの割合(約78〜80体積%)と
同じ割合となるようにするのがよい。この代表的な混合
ガスは主たる不活性ガスとして窒素ガスを含む空気であ
る。このような空気によれば工業的に有利に実施できる
。A generally applicable and desirable mixing ratio for improving transparency is one in which the proportion of inert gas in the mixed gas is approximately the same as the proportion of inert gas contained in air (approximately 78 to 80% by volume). It is better to make it happen. This typical gas mixture is air containing nitrogen gas as the primary inert gas. Using such air can be carried out industrially advantageously.
不活性ガスの混合ガス中の割合を、空気中に含まれる不
活性ガスの割合より多くすることもできるが、この場合
は混合ガス中に水蒸気を含ませるときに限られ、また多
くとも約86体積−以下、好ましくは83体積チ以下と
なるようにすべきである。これより多くなりすぎると、
透明性を却って損なう結果となる。このように不活性ガ
スの割合を多くする態様によれば真空蒸着時のボートや
排気系などの酸化劣化を抑制できるし、表面抵抗をより
低下できるなどの効果があり、これは混合ガス中に水蒸
気を含ませることによる利点につながるものである。The proportion of inert gas in the mixed gas can be greater than the proportion of inert gas contained in air, but in this case only when water vapor is included in the mixed gas, and at most about 86 The volume should be less than 83 cm, preferably less than 83 cm. If there are too many more than this,
This results in a loss of transparency. By increasing the proportion of inert gas in this manner, it is possible to suppress oxidative deterioration of the boat and exhaust system during vacuum evaporation, and the surface resistance can be further reduced. This leads to the benefits of including water vapor.
また不活性ガスの混合ガス中の割合を、空気中に含まれ
る不活性ガスの割合より少なくすることもできるが、こ
の場合は、少なくとも約5体積チ以L1好ましくは20
体積以上となるようにすべきである。これより少な(な
りすぎるといかなる場合でも透明性の向上および表面抵
抗の低下効果は認められない。The proportion of inert gas in the mixed gas can also be lower than the proportion of inert gas contained in air;
It should be larger than the volume. If it is less than this (too much), no effect of improving transparency or reducing surface resistance will be observed in any case.
次に第二の製造法においてこのような混合ガス中に水蒸
気を含ませるには、混合ガスを水槽ないし一定湿度雰囲
気中を通過させればよい。もちろん他の加湿手段を採る
bもできる。水蒸気量は混合ガスの相対湿度が約30%
以上、好適には約70%以上となるようにするのがよい
。相対湿度が低すぎると透明性の向上ないし表面抵抗の
低下効果をほとんど期待できな(なる。Next, in order to include water vapor in such a mixed gas in the second production method, the mixed gas may be passed through a water tank or a constant humidity atmosphere. Of course, other humidification means can also be used. The amount of water vapor is approximately 30% relative humidity of the mixed gas.
The above is preferably about 70% or more. If the relative humidity is too low, little effect on improving transparency or reducing surface resistance can be expected.
この発明の真空蒸着法によれば、まずベルジャのような
蒸着装置内の蒸発源容器に所定の膜厚を得るに必要な量
の蒸発源をセットして、装置内をあらかじめ1O−51
IlIHy程度の高真空とし、その後に前記の混合ガス
ないし加湿された混合ガスを導入して適度の真空度に調
整する。この真空度は得られる透明導電性膜の特性に太
き(影響し、最適の真空度は加湿ガスを使用するか乾燥
ガスを使用するかによっても相違するため各場合に応じ
て適宜決定するのがよい。たとえば加湿ガスを使用する
場合のもつとも好適な真空度としては装置内の雰囲気圧
が9×10−2〜5x10−31mH1となるようにす
るのがよい。一般に真空度が低くなりすぎると、とくに
I X 10 ”waHflより低い真空度にすると、
蒸発源が速やかに酸化されて蒸着操作に支障をきたしや
すく、また蒸着効率も悪くなる。さらに蒸着膜の表面が
凹凸になってその後に酸化処理を行なっても透明な膜が
得られな(なるっ一方真空度が高(なりすぎても好まし
くな(、高度の真空系では酸化処理による透明性の顕著
な向上は認められなくなる。According to the vacuum evaporation method of the present invention, first, the amount of evaporation source necessary to obtain a predetermined film thickness is set in the evaporation source container in the evaporation apparatus such as a bell jar, and the inside of the apparatus is preliminarily filled with 1O-51.
A high vacuum of about IlIHy is created, and then the above-mentioned mixed gas or humidified mixed gas is introduced to adjust the degree of vacuum to an appropriate degree. The degree of vacuum greatly affects the characteristics of the transparent conductive film obtained, and the optimal degree of vacuum varies depending on whether humidified gas or dry gas is used, so it must be determined appropriately for each case. For example, when using humidifying gas, the most suitable degree of vacuum is to set the atmospheric pressure inside the device to 9 x 10-2 to 5 x 10-31 mH1.Generally, if the degree of vacuum becomes too low, , especially when the degree of vacuum is lower than I x 10"waHfl,
The evaporation source is quickly oxidized, which tends to impede the vapor deposition operation, and also reduces the vapor deposition efficiency. In addition, the surface of the deposited film becomes uneven, making it impossible to obtain a transparent film even if oxidation treatment is performed afterwards (on the other hand, if the degree of vacuum is too high (too much is undesirable), in a high vacuum system, oxidation treatment No significant improvement in transparency will be observed.
次にこのような適度な真空度下で蒸発源を抵抗加熱、電
子ビーム、誘導加熱などの適宜の手段冬こより蒸発させ
てプラスチック基材上に蒸着させるが、この際、予め設
定された蒸着速度が得られるように少なくとも金属イン
ジウムを蒸発させうる初期の加熱温度を設定して一定時
間加熱する初期加熱工程と、その後徐々に昇温しで蒸着
速度力(一定となるように制御する昇温加熱工程とを設
番する。Next, under such a moderate degree of vacuum, the evaporation source is evaporated and deposited on the plastic substrate by appropriate means such as resistance heating, electron beam, induction heating, etc. At this time, a preset evaporation rate is set. The initial heating step is to set an initial heating temperature that can evaporate at least metallic indium and heat it for a certain period of time so that at least metal indium can be evaporated. Assign a process number.
設定される蒸着速度は一般に透明性の観点力)ら1〜1
6λ/秒の範囲にあるが、加湿ガスを使用する場合の最
適速度としては通常2〜IOA/秒であり、これに対応
する初期の加熱温度c1600〜900”’程度である
。The deposition rate to be set is generally determined from the viewpoint of transparency).
Although it is in the range of 6λ/sec, the optimum speed when using humidified gas is usually 2 to IOA/sec, and the corresponding initial heating temperature is about c1600 to 900''.
またこの真空蒸着に当たり、プラスチ゛ンク基材はあら
かじめ加熱しておく必要Ctなく、むしろシト加熱の方
が透明性の向上に好結果力≦持たらされる。Further, during this vacuum deposition, it is not necessary to heat the plastic base material in advance (Ct); rather, heating the plastic base material at a site provides better results in improving transparency.
しかし一般に1508C程度までとく番こカロ湿ガスを
使用する場合は好適には125°C以下、もつとも望ま
しくは100°C以下(非加熱も含む)となるような条
件下で真空蒸着させればよい。However, in general, when using a humid gas that heats up to about 1508C, vacuum evaporation can be carried out under conditions such that the temperature is preferably 125°C or lower, and most preferably 100°C or lower (including non-heating). .
このようにして得られる蒸着膜は、プラスチック基材表
面に均一にかつ強固番こ付着し、主として低次の酸化物
である酸化インジウムと酸化スズとからなり黒褐色で低
い透明性を有するものである。The vapor-deposited film obtained in this way adheres uniformly and firmly to the surface of the plastic substrate, and is mainly composed of lower-order oxides, indium oxide and tin oxide, and has a dark brown color and low transparency. .
この蒸着膜の厚さは非加湿°ガスつまり水蒸気を含ませ
ない混合ガスを使用するときは通常60〜500^程度
であり、また加湿ガスによるときは通常60〜2000
λである。もちろん場合により上記の厚みより薄くし、
もしくは厚くすることもできる。The thickness of this vapor-deposited film is usually about 60 to 500 mm when using a non-humidified gas, that is, a mixed gas that does not contain water vapor, and about 60 to 2000 mm when using a humidified gas.
It is λ. Of course, depending on the situation, it may be thinner than the above thickness,
Or you can make it thicker.
しかし膜厚があまりに薄(なりすぎると局部的に欠陥を
生じやす(、逆に厚くなりすぎると酸化処理を苛酷な条
件、たとえば高温度で長時間の加熱処理としなければな
らず好ましくない。However, if the film thickness is too thin, local defects are likely to occur (on the other hand, if it is too thick, the oxidation treatment must be performed under harsh conditions, such as heat treatment at high temperature for a long time, which is not preferable).
次にこの発明においては上記の蒸着膜を酸化処理する。Next, in the present invention, the above deposited film is subjected to an oxidation treatment.
この処理によって始めて透明性が向上してくる。酸化処
理は一般に空気や酸素、オゾンなどの酸化性雰囲気下で
加熱処理することによって化処理、化成処理、グロー放
電酸化処理、オートゲレープ処理などの方法を採用する
こともできる。Transparency can only be improved through this process. For the oxidation treatment, methods such as a chemical treatment, a chemical conversion treatment, a glow discharge oxidation treatment, and an autogelation treatment can also be employed, by generally performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere such as air, oxygen, or ozone.
この発明において酸化処理の条件は混合ガス中に水蒸気
を含ませるかどうかによってがなり相違する。水蒸気を
含ませないときは一般にやや酷しい条件を採用した方が
よい。−1水蒸気を含ませるときは前述した比較的広範
囲の膜厚においてかなり穏やかな条件を選定できる。た
とえば空気中での加熱処理によるときは通常130〜1
506Cで充分である。もちろんプラスチック基材に許
容できる2008Cまでの処理温度を選んでも差し支え
ない。処理時間は上記の加熱処理温度で通常30〜60
分程度の短時間で足りる。必要ならこれ以上の処理時間
としてもよい。In this invention, the conditions for the oxidation treatment vary depending on whether water vapor is included in the mixed gas. When water vapor is not included, it is generally better to use somewhat harsher conditions. -1 When water vapor is included, fairly mild conditions can be selected over a relatively wide range of film thicknesses as described above. For example, when heat treatment is performed in air, it is usually 130 to 1.
506C is sufficient. Of course, a treatment temperature up to 2008C that is acceptable for the plastic base material may be selected. The treatment time is usually 30 to 60 minutes at the above heat treatment temperature.
A short time of about a minute is sufficient. If necessary, the processing time may be longer than this.
かくして得られるこの発明の透明導電性膜は、その膜厚
が一般に60〜2000Aの範囲であって、S n/
I n比が厚み方向に連続的に変化し膜内面側のS n
/ I n比が膜全体の平均比率よりも著るしく低い
とともに膜外面側のS n / I n比が膜全体の平
均比率よりも著るしく高い構造を有している。また一般
に表面抵抗が0.1にΩ/dからLOOKΩ/d程度ま
で、通常は0.1〜1(lΩ/−と低(、さらに600
nmの可視光線透過率が75%以上、通常80%以上
で、と(に好ましい実施態様によれば90チないしそれ
以上の良好な透明性を有している。The thus obtained transparent conductive film of the present invention generally has a film thickness in the range of 60 to 2000A, and has an S n/
The I n ratio changes continuously in the thickness direction, and the S n ratio on the inner surface of the film increases.
/I n ratio is significantly lower than the average ratio of the entire film, and the S n /I n ratio on the outer surface side of the film is significantly higher than the average ratio of the entire film. In addition, the surface resistance generally ranges from 0.1Ω/d to LOOKΩ/d, usually as low as 0.1 to 1 (lΩ/-), and even as low as 600Ω/d.
It has a visible light transmittance of 75% or more, usually 80% or more, and (in a preferred embodiment, a good transparency of 90 cm or more).
このようにこの発明の透明導電性膜は第一および第二の
製造法によってもつとも有利に製造できるものであるが
、その他の方法によっても製造できることはもちろんで
ある。たとえばS n / l n比を厚み方向に連続
的に変化させる手段として、金属インジウムと金属スズ
との蒸気圧の差を利用するのではなく、二つの蒸発源容
器を使用してこれに金属インジウムと金属スズとを別々
にセットし、両金属の加熱温度を適宜調節することによ
ってその蒸発量を経時的に変化させるようにしてもよい
。As described above, the transparent conductive film of the present invention can be manufactured advantageously by the first and second manufacturing methods, but it goes without saying that it can also be manufactured by other methods. For example, as a means to continuously change the Sn/ln ratio in the thickness direction, instead of using the difference in vapor pressure between metallic indium and metallic tin, two evaporation source containers are used and metallic indium is added to these containers. The amount of evaporation may be changed over time by setting the metal tin and the metal tin separately and adjusting the heating temperature of both metals as appropriate.
また連続蒸着を可能ならしめるために、プラスチック基
材を適宜の速度で走行させその走行方向に並べた二つの
蒸発源容器のうち後方側の容器に金属インジウムを前方
側の容器に金属スズをセットして両者を同時に加熱蒸発
させるようにしたときでも、S n/ I n比が厚み
方向に連続変化したこの発明の構成からなる透明導電性
膜を得ることができる。In addition, in order to enable continuous vapor deposition, the plastic substrate is run at an appropriate speed, and of the two evaporation source containers lined up in the running direction, metal indium is set in the rear container and metal tin is set in the front container. Even when both are simultaneously heated and evaporated, it is possible to obtain a transparent conductive film having the structure of the present invention in which the S n/I n ratio continuously changes in the thickness direction.
なおこれらの方法においても前記の第一および第二の製
造方法におけると同様に酸化性ガスとして酸素ガスと不
活性ガスとの混合ガスを使用し、またこの混合ガス中に
水蒸気を含ませた加湿ガスを使用したときに、透明性な
いし初期の表面抵抗などに好結果を得ることができる。Note that in these methods, a mixed gas of oxygen gas and an inert gas is used as the oxidizing gas, as in the first and second manufacturing methods described above, and humidification in which water vapor is included in this mixed gas is used. When gas is used, good results can be obtained in terms of transparency and initial surface resistance.
もちろんこの発明の透明導電性膜として高度の透期性な
いし低い表面抵抗がそれほど要求されない場合には、第
一および第二の製造法並びに上述した他の製造法などに
おいて、酸化性ガスとして酸素ガスを単独で使用するな
どの変更を加えても差し支えない。Of course, if the transparent conductive film of the present invention is not required to have a high degree of permeability or low surface resistance, oxygen gas may be used as the oxidizing gas in the first and second manufacturing methods and the other manufacturing methods mentioned above. It is okay to make changes such as using it alone.
以上詳述したとおり、この発明の透明導電性膜はS n
/ 1 n比が厚み方向゛に連続変化する特定の構造を
有し、この構造によって抵抗安定性や耐薬品性ないし耐
摩耗性を大きく改善できるなどの効果が得られるととも
に、第一および第二の製造法にみられる如く透明性や導
電性などの面でも従来のものに較べて改良された導電性
膜を提供することかできる。そしてこの導電性膜はプラ
スチック基材表面に形成されたものであって、その基材
の可撓性、加工性、耐衝撃性、重量などの面での長所を
活かすことができるから、新しいディスプレイ方式にお
ける透明電極のぽか、透明物品の帯電防止や電磁波遮断
などの種々の用途に有効に利用することができる。As detailed above, the transparent conductive film of the present invention has S n
/1 has a specific structure in which the n ratio changes continuously in the thickness direction, and this structure provides effects such as greatly improving resistance stability, chemical resistance, and abrasion resistance, as well as improving the first and second As seen in the manufacturing method of 2007, it is possible to provide a conductive film that is improved in terms of transparency and conductivity compared to conventional ones. Since this conductive film is formed on the surface of a plastic base material, it can take advantage of the base material's advantages in terms of flexibility, processability, impact resistance, weight, etc., making it possible to create new displays. It can be effectively used for various purposes such as preventing static electricity on transparent articles and blocking electromagnetic waves.
なおこの利用に当って透明導電性膜の摩耗をさらに改善
し、また耐湿性を持たせるために、必要ならばこの膜上
に保護コーティングを従来知られている方法で施こして
もよい。また導電性膜に接着性などを附与するために、
必要ならばこの膜上にさらに適宜の加工を施こすことも
できる。In order to further improve the abrasion of the transparent conductive film and to make it moisture resistant, a protective coating may be applied to this film by a conventionally known method, if necessary. In addition, in order to impart adhesive properties to the conductive film,
If necessary, further appropriate processing can be performed on this film.
以下に、この発明を実施例に基づいてより具体1:
的に説明する。なおこの発明′:はこれらの実施側番こ
なんら限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on examples. Note that this invention' is not limited to these embodiments.
実施例1
ベルジャ内を1×1O−511IIIHり に排気し
た後、酸素ガス20体積係とアルゴンガス80体積チト
からなる乾燥混合ガスを導入して、20X10”mHp
の真空度に調整した。次にタングステンボードに装填さ
れた金属インジウムと金属スズからなる蒸発源(金属ス
ズ10重量%) 0.02 Pを抵抗加熱によってまず
約800°Cに加熱して、蒸発源から約9cmの距離に
セットされた厚さ100μのポリエステルフィルム上に
6A/秒の蒸着速度で真空蒸着させた。その後上記の蒸
着速度を一定に保つように徐々に昇温して約1100°
Cまで加熱することにより全量を蒸着させた。)
得られた蒸着膜は厚さが300久で、黒褐色、不透明で
あった。またこの蒸着膜の表面抵抗と600μmの可視
光線透過率を調べたところ、表面抵抗はIKΩ/−1可
視光線透過率は6%であった。 、1
なお可視光線透過率は蒸着膜を形成しないポリエステル
フィルムを補償光路に入れて測定した。Example 1 After evacuating the inside of the bell jar to 1 x 1 O-511IIIH, a dry mixed gas consisting of 20 volumes of oxygen gas and 80 volumes of argon gas was introduced to achieve 20 x 10" mHp.
The vacuum level was adjusted to . Next, an evaporation source made of metallic indium and metallic tin (metal tin 10% by weight) loaded on a tungsten board was first heated to about 800°C by resistance heating, and then placed at a distance of about 9 cm from the evaporation source. Vacuum deposition was performed on the set polyester film having a thickness of 100 μm at a deposition rate of 6 A/sec. After that, the temperature was gradually increased to about 1100° while keeping the above deposition rate constant.
The entire amount was vapor-deposited by heating to C. ) The obtained vapor deposited film was 300 mm thick, blackish brown, and opaque. Further, when the surface resistance and visible light transmittance of this vapor-deposited film were examined, the surface resistance was IKΩ/-1 and the visible light transmittance was 6%. , 1 The visible light transmittance was measured by placing a polyester film on which no vapor deposited film was formed into the compensation optical path.
この明細書に記載される可視光線透過率はすべて上記の
方法に準じて測定したものである。All visible light transmittances described in this specification were measured according to the above method.
次に上記の蒸着膜を空気中200°Cで30分間加熱処
理してこの発明の透明導電性膜を得た。この膜の表面抵
抗は1.2 KΩ2にJ1可視光線透過率は90%であ
った。またこの膜を空気中(暗室)に10日間放置した
ときの表面抵抗は1.4にΩ/dで、RO(初期値)/
RE(経日後の値)は0.83であった。Next, the above deposited film was heat-treated in air at 200°C for 30 minutes to obtain a transparent conductive film of the present invention. The surface resistance of this film was 1.2 KΩ2, and the J1 visible light transmittance was 90%. Also, when this film was left in the air (dark room) for 10 days, the surface resistance was 1.4Ω/d, and RO (initial value)/
RE (value after days) was 0.83.
さらにかかる特性を有する膜をスパッタリングによって
少しづつエツチング処理し、各厚みにおける金属インジ
ウムと金属スズとの含量をElectronSpect
roscopy for Chemical Anal
ysis (以下、ESCAと称する)によって測定し
て各Sn/In比を調べたところ、厚み方向の変化は第
1図に示されるものとほとんど同じであった。Furthermore, the film having such characteristics is etched little by little by sputtering, and the content of metallic indium and metallic tin at each thickness is determined by ElectronSpect.
roscopy for chemical anal
ysis (hereinafter referred to as ESCA) to examine each Sn/In ratio, the changes in the thickness direction were almost the same as those shown in FIG.
一方この方法において酸化処理の条件を130℃で60
分および150°Cで60分に変更したときの表面抵抗
はいずれも0.7 K、IJ/ld、また可視光線透過
率はそれぞれ37チおよび60チとなった。On the other hand, in this method, the oxidation treatment conditions are 130℃ and 60℃.
When the temperature was changed to 150°C for 60 minutes, the surface resistance was 0.7 K, IJ/ld, and the visible light transmittance was 37 inches and 60 inches, respectively.
このように真空系内に水蒸気を含ませないときは比較的
穏やかな酸化条件では高い透明性は得られない。As described above, when water vapor is not included in the vacuum system, high transparency cannot be obtained under relatively mild oxidation conditions.
参考例1
金属インジウムと金属スズとからなる蒸発源の金属スズ
含量を約3重量%とした以外は、実施例1と全く同様に
して透明導電性膜を得た。この膜の表面抵抗は3に97
4ノ、可視光線透過率は92%であった。また、この膜
を空気中(暗室)に10日間放置したのちのRo/Rt
は0.65であった。Reference Example 1 A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that the metal tin content of the evaporation source consisting of metal indium and metal tin was approximately 3% by weight. The surface resistance of this film is 3.97
4. The visible light transmittance was 92%. In addition, Ro/Rt after leaving this film in the air (dark room) for 10 days.
was 0.65.
参考例2
実施例1と同様の乾燥混合ガスを使用しかつ同様の真空
度に調整された真空系内で、まずタングステンボード上
の金属インジウムを約800°Cに加熱しなから6λ/
秒の蒸着速度でポリエステルフィルム上に真空蒸着させ
、厚さ約250〜300^の蒸着膜を形成した。ついで
真空系内を大気に戻し新たな蒸発源として金属スズをタ
ングステンボードに装填し、以下加熱温度を約1,20
0°Cとした以外は上記金属インジウムの場合と同様の
手法により、ポリエステルフィルム上に形成された前記
蒸着膜の上に、さらに厚さ約20〜40λの蒸着膜を形
成した。なお、蒸発源として用いた前記の金属インジウ
ムと上記の金属スズとの使用割合は、実施例1の場合と
ほとんど同じである。Reference Example 2 Using the same dry mixed gas as in Example 1 and in a vacuum system adjusted to the same degree of vacuum, metal indium on a tungsten board was first heated to about 800°C and then heated to 6λ/
Vacuum deposition was performed on a polyester film at a deposition rate of seconds to form a deposited film with a thickness of about 250 to 300^. Next, the vacuum system was returned to the atmosphere, and metal tin was loaded onto the tungsten board as a new evaporation source, and the heating temperature was increased to approximately 1.20℃.
A vapor deposited film having a thickness of about 20 to 40 λ was further formed on the vapor deposited film formed on the polyester film by the same method as in the case of metal indium except that the temperature was 0°C. The ratio of the metal indium and the metal tin used as the evaporation source is almost the same as in Example 1.
そのご、空気中200°Cで30分間加熱処理して、酸
化インジウムと酸化スズとの完全二層構造の蒸着膜を有
する透明導電性膜を得た。この膜の表面抵抗は3にΩ〃
、可視光線透過率は約90%であった。また、この膜を
空気中(暗室)に10日間放置したのちのRo/Rtは
約0.81であったニ
一方、上記の透明導電性膜の蒸着膜上に日東電気工業社
製のセロハンテープA29を貼着したのち強(剥離した
ところ、剥離テープ面に酸化スズ膜が付着して(るのが
認められた。剥離どの透明導電性膜を空気中(暗室)に
10日間放置したのちのRo / Rtは約0.63〜
0・、7となり、抵抗安定性が著るし、(低下した。ま
た、剥離テープを再度蒸着膜上に貼着しようとしても粘
着性の恢下によりうま(貼着することはできなかった。Then, heat treatment was performed in air at 200° C. for 30 minutes to obtain a transparent conductive film having a completely double-layered vapor deposited film of indium oxide and tin oxide. The surface resistance of this film is 3Ω
The visible light transmittance was about 90%. The Ro/Rt after leaving this film in the air (dark room) for 10 days was about 0.81. On the other hand, a cellophane tape manufactured by Nitto Electric Industries, Ltd. After attaching A29 and peeling it off, it was observed that a tin oxide film was attached to the surface of the peeling tape. Ro/Rt is approximately 0.63~
0.,7, and the resistance stability was marked and decreased.Furthermore, even when trying to attach the release tape to the vapor deposited film again, it could not be applied due to the adhesiveness.
実施例2
ベルジャ内をlX105mH9に排気した後、酸素ガス
20体積チとアルゴンガス80体積チとからなる相対温
度約95%の混合ガスを導入して、20X10”mmH
5’の真空度に調整した。次にタングステンボードに装
填された金属インジウムと金属スズからなる蒸発源(金
属スズ10重量%)0゜021を抵抗加熱によってまず
約800°Gに加熱して、蒸発源から約9CINの距離
にセットされた厚さ100μのポリエステルフィルム上
に6^/秒の蒸発速度で真空蒸着させた。その後上記の
蒸着速度を一定に保つよう徐々に昇温しで約1100℃
まで加熱することにより全量を蒸着させた。Example 2 After evacuating the inside of the bell jar to 1 x 105 mH9, a mixed gas of 20 volumes of oxygen gas and 80 volumes of argon gas with a relative temperature of about 95% was introduced, and the temperature was 20 x 10" mmH.
The degree of vacuum was adjusted to 5'. Next, an evaporation source made of metallic indium and metallic tin (metal tin 10% by weight) 0°021 loaded on a tungsten board was first heated to about 800°G by resistance heating, and set at a distance of about 9 CIN from the evaporation source. Vacuum deposition was performed on a 100μ thick polyester film at an evaporation rate of 6/sec. After that, the temperature was gradually raised to about 1100℃ to keep the above deposition rate constant.
The entire amount was vapor-deposited by heating to .
得られた蒸着膜は厚さが300^で、黒褐色、不透明で
あった。またこの蒸着膜の表面抵抗と600μmの可視
光線透過率を調べたところ、表・□パ1
面抵抗は2,9にΩ/c+#、可視光線透過率は25%
であった。The obtained deposited film had a thickness of 300^, was blackish brown, and was opaque. In addition, when we investigated the surface resistance and visible light transmittance of this vapor-deposited film at 600 μm, we found that the surface resistance was 2,9 Ω/c+#, and the visible light transmittance was 25%.
Met.
次に上記の蒸着膜を空気中150°Cで60分間加熱処
理してこの発明の透明導電性膜を得た。この膜の表面抵
抗は1.5にΩ/d、可視光線透過率は97チであった
。またこの膜を空気(暗室)中に10日間放置したとき
の表面抵抗は1.8にΩ/dで、lLo/Rtは0.8
3であった。さらにかかる特性を有する膜につき実施例
1に記載されると同様にしてESCAによるS n/
l n比を調べたところ、厚み方向の変化は第1図に示
されるとおりであった。Next, the above deposited film was heat-treated in air at 150°C for 60 minutes to obtain a transparent conductive film of the present invention. The surface resistance of this film was 1.5 Ω/d, and the visible light transmittance was 97 cm. Furthermore, when this film was left in the air (dark room) for 10 days, the surface resistance was 1.8Ω/d, and lLo/Rt was 0.8
It was 3. Further, a film having such characteristics was subjected to S n/S by ESCA in the same manner as described in Example 1
When the ln ratio was examined, the change in the thickness direction was as shown in FIG.
実施例3
酸化処理の条件を1306Cで30分、130°Cで6
0分、150°Cで30分、200°Cで30分および
200°Cで60分にした以外は実施例2と全く同様に
して三種の透明導電性膜を得た。Example 3 Oxidation treatment conditions were 1306C for 30 minutes, 130°C for 6
Three types of transparent conductive films were obtained in exactly the same manner as in Example 2, except that the heating time was 0 minutes, 150°C for 30 minutes, 200°C for 30 minutes, and 200°C for 60 minutes.
これらの膜の表面抵抗はそれぞれ1.3にΩ/cd、1
.3にΩ/cd、 1.3にΩ/C1#、1.2にΩ
/dおよび1.2にΩ/dであった。また可視光線透過
率はそれぞれ87チ、88%、95チ、99%および9
9%であつ、た。またこれらの膜を空気中(暗室)にl
O日間放置したときの表面抵抗の変化を調べたところ、
IL O/&L Lはいずれも実施例2とほとんど同じ
良好な結果が得られた。The surface resistance of these films is 1.3 Ω/cd and 1
.. 3 to Ω/cd, 1.3 to Ω/C1#, 1.2 to Ω
/d and 1.2Ω/d. The visible light transmittance is 87cm, 88%, 95cm, 99% and 9cm respectively.
It was 9%. In addition, these films were placed in the air (dark room).
When we investigated the change in surface resistance after leaving it for O days, we found that
Almost the same good results as in Example 2 were obtained for IL O/&L L.
実施例4
金属インジウムと金属スズとからなる蒸発源の金属スズ
含量を下記の第1表に示されるとおりに変更した以外は
、実施例2と全く同様にして三種の透明導電性膜を得た
。これらの膜の表面抵抗、可視光線透過率および空気中
(暗室)に10日間放置した後のIL o / )L
tは第1表に併記されるとおりであった。Example 4 Three types of transparent conductive films were obtained in exactly the same manner as in Example 2, except that the metallic tin content of the evaporation source consisting of metallic indium and metallic tin was changed as shown in Table 1 below. . Surface resistance, visible light transmittance, and IL o / ) L of these films after being left in air (dark room) for 10 days
t was as shown in Table 1.
第 1 表
また金属スズ含量を20重量%にしたものにつき、IL
o /IL Lと放置時間との関係を調べたところ、
第3図の曲線−aに示されるとおりであった。さらに金
属スズ含量を40重量%にしたものにつき、ESC:A
によるS n/ I n比の厚み方向の変化を調べたと
ころ、第2図に示されるとおりであった。Table 1 Also, for the metal tin content of 20% by weight, IL
When we investigated the relationship between o/IL L and leaving time, we found that
This was as shown in curve-a in FIG. Furthermore, for those with a metal tin content of 40% by weight, ESC: A
When the change in the S n/I n ratio in the thickness direction was investigated, the results were as shown in FIG.
参考例3
金属インジウムと金属スズとからなる蒸発源の金属スズ
含量を約3重量%とした以外は、実施例2と全く同様に
して透明導電性膜を得た。この膜の表面抵抗は5.5に
Ω/cI#、可視光線透過率は98%であった。また、
この膜を空気中(暗室)に10日間放置したのちの表面
抵抗は8.6にΩ/C1#に増大し、iL o / i
L tは0.64であった。Reference Example 3 A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner as in Example 2, except that the metal tin content of the evaporation source consisting of metal indium and metal tin was approximately 3% by weight. The surface resistance of this film was 5.5 Ω/cI#, and the visible light transmittance was 98%. Also,
After this film was left in the air (dark room) for 10 days, the surface resistance increased to 8.6Ω/C1#, iL o /i
Lt was 0.64.
比較例1
蒸発源として金属インジウムを単独で使用した以外は、
実施例2と全く同様にして透明導電性膜を得た。この膜
の表面抵抗は6にΩ/cI#、可視光線透過率は98%
であったが、この導電性膜を空気(暗室)中に放置して
表面抵抗の経時変化を調べたところ、iLo/lLtは
一1図の曲線−すに示されるとおりであった。なお10
日間放置後の表面抵抗は9.8にΩ/CI#、このとき
のi o /i tは実施例5
実施例2において混合ガスのガス組成を変えて、アルゴ
ンガスの混合ガス中の体積割合と得られる透明導電性膜
の表面抵抗および可視光線透過率との関係を調べた。結
果は下記の第2表に示されるとおりであった。下表から
明らかなように、アルゴンガスの体積割合が、空気中に
含まれる不活性ガスの体積割合(約78〜80体積%)
とほぼ同じにされたガス組成領域において膜の透明性に
とくに好結果が得られている。また上記の体積割合より
多(するときは約86体積チ以下に、さらに上記の体積
割合より少な(するときは約5体積チ以りにすれば、い
ずれも透明性にすぐれかつ表面抵抗のより低い導電性膜
が得られていることが判る。Comparative Example 1 Except for using metallic indium alone as an evaporation source,
A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner as in Example 2. The surface resistance of this film is 6Ω/cI#, and the visible light transmittance is 98%.
However, when this conductive film was left in the air (in a dark room) and the change in surface resistance over time was investigated, iLo/lLt was as shown in the curve in Figure 11. Note 10
The surface resistance after standing for a day was 9.8 Ω/CI#, and i o /it at this time was Example 5. By changing the gas composition of the mixed gas in Example 2, the volume ratio of argon gas in the mixed gas was The relationship between this and the surface resistance and visible light transmittance of the resulting transparent conductive film was investigated. The results were as shown in Table 2 below. As is clear from the table below, the volume percentage of argon gas is the same as the volume percentage of inert gas contained in the air (approximately 78 to 80% by volume).
Particularly good results have been obtained in terms of film transparency in the gas composition range that is made almost the same as . In addition, if the volume ratio is more than the above (if the volume is less than about 86 volume), and if the volume is less than the above (if the volume is less than about 5 volume), both will provide excellent transparency and lower surface resistance. It can be seen that a film with low conductivity was obtained.
第 2 表
(6)空気中に含まれる不活性ガスの体積割合に相当す
る。Table 2 (6) Corresponds to the volume percentage of inert gas contained in air.
実施例6
相対湿度95%の酸素ガスとアルゴンガスとからなる混
合ガスの代りに、同湿度で酸素ガス21体積チと窒【ガ
スフタ体積チとからなる混合ガスを使用した以外は、実
施例2と全く同様にして透明導電性膜を得た。Example 6 Example 2 except that instead of a mixed gas consisting of oxygen gas and argon gas with a relative humidity of 95%, a mixed gas consisting of 21 volumes of oxygen gas and 21 volumes of nitrogen gas at the same humidity was used. A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner.
この膜の表面抵抗は1.6にΩ/CI#、可視光線透過
率は98%であった。またこの膜を空気中(暗室)に1
0日間放置した後の表面抵抗は1.9にΩ/dで、この
ときのIL o/IL tは0.83であった。The surface resistance of this film was 1.6 Ω/CI#, and the visible light transmittance was 98%. Also, put this film in the air (dark room) for 1 hour.
The surface resistance after standing for 0 days was 1.9Ω/d, and IL o /IL t at this time was 0.83.
さらにESC:AにょるS n/I n比の厚み方向の
変化を調べたところ、実施例2とほとんど同じであった
。Furthermore, when the change in the S n/I n ratio in the thickness direction due to ESC:A was examined, it was found to be almost the same as in Example 2.
実施例7
酸化処理の条件を130’C:で6o分にした以外は、
実施例6と全く同様にして透明導電性膜を得た。この膜
の表面抵抗は1,2にΩ/cr11可視光線透過率は8
8%であった。また表面抵抗の経時変化は実施例6の場
合とほとんど同じであった。Example 7 Except that the oxidation treatment conditions were 130'C: for 60 minutes,
A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner as in Example 6. The surface resistance of this film is 1.2Ω/cr11, and the visible light transmittance is 8
It was 8%. Further, the change in surface resistance over time was almost the same as in Example 6.
実施例8
実施例6において混合ガスのガス組成を変えて、窒素ガ
スの混合ガス中の体積割合と得られる透明導電性膜の表
面抵抗および可視光線透過率との関係を調べた。結果は
下記の第3表に示されるとおりであった。Example 8 In Example 6, the gas composition of the mixed gas was changed, and the relationship between the volume ratio of nitrogen gas in the mixed gas and the surface resistance and visible light transmittance of the resulting transparent conductive film was investigated. The results were as shown in Table 3 below.
第 3 表 (至)混合ガスとして空気を使用した。Table 3 (To) Air was used as the mixed gas.
上表から明らかなように、窒素ガスの体積割合が空気中
に含まれる不活性ガスの体積割合とほぼ同じにされたガ
ス組成附近で、膜の透明性1ことくに好結果が得られて
いる。また上記の体積割合より多くするときは86体積
チ以下に、さらに上記の体積割合より少なくするときは
約5体積チ以上にすればいずれも透明性に優れかつ表面
抵抗の低い導電性膜が得られていることが判る。As is clear from the table above, particularly good results in film transparency are obtained near gas compositions in which the volume ratio of nitrogen gas is approximately the same as the volume ratio of inert gas contained in air. . In addition, if the volume ratio is higher than the above, it is 86 volume squares or less, and when the volume ratio is lower than the above volume ratio, it is approximately 5 volume squares or more, and a conductive film with excellent transparency and low surface resistance can be obtained. It can be seen that
実施例2において蒸着雰囲気の真空度を変えて、真空度
と得られる透明導電性膜の表面抵抗および可視光線透過
率との関係を調べた。In Example 2, the degree of vacuum of the vapor deposition atmosphere was varied and the relationship between the degree of vacuum and the surface resistance and visible light transmittance of the resulting transparent conductive film was investigated.
結果は下記の第4表に示されるとおりであった。The results were as shown in Table 4 below.
この表からも明らかなようにこの発明において真空系内
に水蒸気を含ませるときは雰囲気圧が9X10−〜5X
10−3smHPとなるようにするのがとくに望ましい
ことが判る。As is clear from this table, when water vapor is contained in the vacuum system in this invention, the atmospheric pressure is 9X10-5X.
It turns out that it is particularly desirable to have a HP of 10-3 smHP.
第 4 表
実施例10
実施例2において蒸着雰囲気の相対湿度を変えて、相対
湿度と得られる透明導電1膜の表面抵抗および可視光線
透過率との関係を調べた。結果は下記の第5表に示され
るとおりであった。この表からも明らかなように、この
発明において真空系内に水蒸気を導入するとき(ま相対
湿度が約30チ以上、とくに好適には約70%以上とな
るようにするのがよいことが判る。Table 4 Example 10 In Example 2, the relative humidity of the vapor deposition atmosphere was varied and the relationship between the relative humidity and the surface resistance and visible light transmittance of the resulting transparent conductive film was investigated. The results were as shown in Table 5 below. As is clear from this table, when water vapor is introduced into the vacuum system in the present invention (or relative humidity is preferably about 30 degrees or more, preferably about 70% or more) .
実施例11
実施例2において金属インジウムと金属スズとからなる
蒸発源の蒸着時にプラスチック基材であるポリエステル
フィルムを加熱して、基材の加熱温度と得られる透明導
電性膜の表面抵抗および可視光線透過率との関係を調べ
た。結果は下記の第6表に示されるとおりであった。な
お基材の加熱手段はセラミックヒータ−により、また加
熱温度の測定はサーモラベルとサーモカップルとにより
行なった。表中非加熱(実施例2に相当する)の場合の
基材温度は約35°Cであった。Example 11 In Example 2, a polyester film, which is a plastic base material, was heated during the vapor deposition of an evaporation source consisting of metallic indium and metallic tin, and the heating temperature of the base material and the surface resistance and visible light of the resulting transparent conductive film were determined. The relationship with transmittance was investigated. The results were as shown in Table 6 below. The heating means for the substrate was a ceramic heater, and the heating temperature was measured using a thermolabel and a thermocouple. In the table, the substrate temperature in the case of non-heating (corresponding to Example 2) was about 35°C.
第 6 表
上表から明らかなように、この発明においてはプラスチ
ック基材は加熱しない方が望ましく、加熱する場合は1
256C以下、と(に好適には1000C以下となるよ
うにするのがよいことが判る。Table 6 As is clear from the above table, in the present invention, it is preferable not to heat the plastic base material;
It can be seen that it is preferable to set the temperature to 256C or less, preferably 1000C or less.
実施例12
実施例2において蒸着膜厚を一定(300A)にして蒸
着速度とこれに伴なって蒸発源の初期の加熱温度並び蒸
着終了時の′加熱温度を変更し、蒸着速度と得られる透
明導電性膜の表面抵抗および可視光線透過率との関係を
調べた。結果は、下記の第7表に示されるとおりであっ
た。またこれらの方法で得られた透明導電性膜のESC
AによるS n/ I nの厚み方向の変化はいずれも
実施例2に近いものであった。Example 12 In Example 2, the deposition film thickness was kept constant (300A), and the deposition rate and the initial heating temperature of the evaporation source and the heating temperature at the end of the deposition were changed, and the deposition rate and the resulting transparency were changed. The relationship between the surface resistance and visible light transmittance of the conductive film was investigated. The results were as shown in Table 7 below. In addition, ESC of transparent conductive films obtained by these methods
The changes in S n/I n in the thickness direction due to A were all close to those in Example 2.
第 7 表
実施例13
実施例2において蒸着速度を一定(6λ/秒)にして蒸
発源の仕込み量をかえて蒸着膜厚を種々変更し、蒸着膜
厚と得られる透明導電性膜の表面抵抗および可視光線透
過率との関係を調べた結果は下記の第8表に示されると
おりであった。またこれらの方法で得られた透明導電性
膜のESCAによるS n/ I n比の厚み方向の変
化はいずれも実施例2に類似するものであった。Table 7 Example 13 In Example 2, the deposition rate was kept constant (6λ/sec), the amount of the evaporation source was changed, and the thickness of the deposited film was varied. The results of examining the relationship between the color and visible light transmittance are shown in Table 8 below. Furthermore, the changes in the S n/I n ratio in the thickness direction of the transparent conductive films obtained by these methods by ESCA were similar to those in Example 2.
第 8 表
実施例14
蒸着速度を3A/秒に設定して蒸発源の初期の加熱温度
を約700°Cにするとともに最終加熱温度を約100
0°Cとし、かつ蒸発源の仕込量を0゜0661として
蒸着膜厚を1000λとした以外は、実施例2と全く同
様にして真空蒸着膜を得た。Table 8 Example 14 The evaporation rate was set to 3 A/sec, the initial heating temperature of the evaporation source was approximately 700°C, and the final heating temperature was approximately 100°C.
A vacuum-deposited film was obtained in exactly the same manner as in Example 2, except that the temperature was 0°C, the amount of evaporation source charged was 0°0661, and the thickness of the deposited film was 1000λ.
この膜の表面抵抗は2にΩ/cI#、可視光線透過率は
6%であった。次にこの蒸着膜を実施例2と同様の条件
で酸化処理してこの発明の透明導電性膜を得た。この膜
の表面抵抗はIKΩ/CI#、可視光線透過率は92%
であった。また空気中(暗室)に10日間放置したとき
の表面抵抗の変化を調べたところ、表面抵抗は1.2に
Ω/cdとなり、このときのKo/lLtは0.82で
あった。さらにESCAによるS n/ l n比の厚
み方向の変化はほぼ実施例2と同じであった。The surface resistance of this film was 2Ω/cI#, and the visible light transmittance was 6%. Next, this vapor deposited film was oxidized under the same conditions as in Example 2 to obtain a transparent conductive film of the present invention. The surface resistance of this film is IKΩ/CI#, and the visible light transmittance is 92%.
Met. In addition, when the change in surface resistance was examined when it was left in the air (dark room) for 10 days, the surface resistance was 1.2 Ω/cd, and Ko/lLt at this time was 0.82. Furthermore, the change in the S n/l n ratio in the thickness direction due to ESCA was almost the same as in Example 2.
実施例15
酸化処理の条件を130°Gで60分間、200℃で6
0分間にした以外は、実施例14と全く同様にしてこの
発明の二種の湾明導電性膜を得た。Example 15 Oxidation treatment conditions were 130°G for 60 minutes and 200°C for 60 minutes.
Two types of Wanming conductive films of the present invention were obtained in exactly the same manner as in Example 14, except that the heating time was 0 minutes.
これらの膜の表面抵抗はそれぞれ1.3にΩ/d。The surface resistance of these films is 1.3 Ω/d, respectively.
IKΩ/CI#であり、また可視光線透過率はそれぞれ
80%、97%であった。さらに10日間空気中(暗室
)に放置したときのRo/ILLはそれぞれ0.83.
0,84であった。IKΩ/CI#, and the visible light transmittance was 80% and 97%, respectively. Furthermore, when left in air (dark room) for 10 days, Ro/ILL was 0.83.
It was 0.84.
比較例2
蒸発源として金属インジウム′を単独で使用した以外は
、実施例14と全く同様にして透明導電性膜を得た。こ
の膜の表面抵抗は5にΩ/cJ、可視光線透過率は96
%であった。またこの導電性膜を空気(暗室)中に10
8′間放置して表面抵抗の経時変化を調べたところ、表
面抵抗は8.3にΩ/d、このときのRo/Rtは0.
6であった。Comparative Example 2 A transparent conductive film was obtained in exactly the same manner as in Example 14, except that metal indium' was used alone as an evaporation source. The surface resistance of this film is 5Ω/cJ, and the visible light transmittance is 96.
%Met. In addition, this conductive film was immersed in air (dark room) for 10 minutes.
When we investigated the change in surface resistance over time by leaving it for 8', the surface resistance was 8.3 Ω/d, and Ro/Rt at this time was 0.
It was 6.
第1図および第2図はこの発明の透明導電性膜における
S n/ I n比の厚み方向の変化の異なる例を示す
特性図、第3図は透明導電性膜の表面抵抗の経時変化を
示す特性図である。
曲線−1・・・この発明の透明導電性膜。
曲線−b・・・この発明とは異なる透明導電性膜。
特許 出願人 日東電気工業株式会社
代理人 弁理士祢亘元 邦 夫」]第1図
第2図Figures 1 and 2 are characteristic diagrams showing different examples of changes in the S n / I n ratio in the thickness direction in the transparent conductive film of the present invention, and Figure 3 shows changes over time in the surface resistance of the transparent conductive film. FIG. Curve-1...Transparent conductive film of this invention. Curve-b...Transparent conductive film different from this invention. Patent Applicant: Nitto Electric Industry Co., Ltd. Agent: Patent Attorney Kunio Newata] Figure 1 Figure 2
Claims (2)
ム60〜95重量%と金属スズ40〜5重量%との酸、
化物からなる透明導電性膜であって、かつ酸化物を構成
する金員インジウムに対する金 ゛属スズの重量比率を
膜厚方向に連続的に変化させて、膜内面側の同比率を膜
全体の平均比率よりも着るしく低(するとともに膜外面
側の同比率を膜全体の平均比率よりも着るしく高くした
ことを特徴とする透明導電性膜。(1) An acid of 60 to 95% by weight of metallic indium and 40 to 5% by weight of metallic tin formed on the surface of a plastic base material;
This is a transparent conductive film made of metal indium, in which the weight ratio of metallic tin to metallic indium constituting the oxide is continuously changed in the film thickness direction, and the same ratio on the inner surface of the film is maintained for the entire film. A transparent conductive film characterized by having a wearable ratio that is lower than the average ratio (and at the same time, the same ratio on the outer surface of the film is set to be wearable and higher than the average ratio of the entire film.
m)透過率が80%以上、表面抵抗が0.1〜100に
Ω/dである特許請求の範囲第(1)項記載の透明導電
性膜。(2) Film thickness is 60-200OA, visible light (600n
m) The transparent conductive film according to claim (1), which has a transmittance of 80% or more and a surface resistance of 0.1 to 100 Ω/d.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203483A JPS58169707A (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Transparent conductive film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203483A JPS58169707A (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Transparent conductive film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58169707A true JPS58169707A (en) | 1983-10-06 |
JPS6348362B2 JPS6348362B2 (en) | 1988-09-28 |
Family
ID=12624873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4203483A Granted JPS58169707A (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Transparent conductive film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58169707A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02204724A (en) * | 1989-02-02 | 1990-08-14 | Seiko Instr Inc | Electrooptical device |
JP2001507135A (en) * | 1996-12-23 | 2001-05-29 | オプティカル コーティング ラボラトリー インコーポレイテッド | Method and apparatus for obtaining an optical enhancement / noise suppression device for a plasma display panel |
WO2011093274A1 (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 国立大学法人東北大学 | Substrate with transparent conductive multilayer structure and process for producing same |
JPWO2013172354A1 (en) * | 2012-05-15 | 2016-01-12 | 旭硝子株式会社 | Conductive film material, conductive film laminate, electronic device, and conductive film material and method of manufacturing conductive film laminate |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4203483A patent/JPS58169707A/en active Granted
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WO2011093274A1 (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 国立大学法人東北大学 | Substrate with transparent conductive multilayer structure and process for producing same |
JPWO2013172354A1 (en) * | 2012-05-15 | 2016-01-12 | 旭硝子株式会社 | Conductive film material, conductive film laminate, electronic device, and conductive film material and method of manufacturing conductive film laminate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6348362B2 (en) | 1988-09-28 |
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