JPH0428113A - 酸化錫系透明導電膜とその製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、透明かつ低抵抗な高分子フィルム−１−の酸
化錫系透明導電膜およびその製法に関するものである。

（従来の技術） ガラス、或は、プラスチ、り基材、高分子フィルム上に
透明かつ低抵抗な酸化物膜を付着させた透明導電膜は、
その導電性を利用した用途、例えば、液晶デイスプレィ
、ＥＬデイスプレィといったフラットデイスプレィや、
太陽電池等の透明電極、ブラウン管の窓の透明静電、或
は、電磁シールド板、発熱体等の電気、電子分野の用途
に広く利用されている。又、このような酸化物系透明導
電膜の中で、選択透過性を有するものは、その赤外光反
射特性を利用して、太陽エルネギ−利用のためのコレク
ター用窓材や建物、自動車等の熱線反射材としても、利
用されている。

これらの酸化物系透明導電膜としては、通常、酸化イン
ジウム（Ｉｎ２０３）　、酸化錫（ＳｎＯ３）、或は酸
化亜鉛（ＺｎＯ）を中心としたものが一般的であり、真
空蒸着法、スパッター法、ＣＶＤ法、塗布法、スプレー
法等により作成できることが知られている。これらの酸
化物膜は、適正な作成条件とすることで、実用可能な特
性（表面抵抗数Ω／口〜数ＭΩ／口、可視光透過率７０
〜９５％）をもつ透明導電膜とできることが知られてい
る。これらの材料のうち、透過率、導電性、エツチング
特性が総合的に優れていることからＩＴＯ（酸化インジ
ウム−酸化錫３〜３０ｗｔ％）の実用化が一番進んでい
るが、酸化スズ系（酸化錫系）材料もネサ膜と呼ばれる
ガラス基板上に付着させたものが早くから実用に展開さ
れていた。また、酸化スズ系材料は、ＩＴＯに比べ化学
的に安定で、原料コストが安いことから、導電特性の改
善によっては、ＩＴＯ膜よりも実用価値が高いともいえ
る。

このような酸化スズ系透明導電膜は、塗布法、スプレー
法、真空蒸着法、スパッター法、ＣＶＤ法等により作成
できることが知られているとおり、材料組成としては酸
化スズに対しドーパント材料として、通常、アンチモン
が、０．１〜３０ｗｔ％程度含まれている。この酸化ス
ズ系膜は、厳密な作成条件とすることで、表面抵抗数＋
Ω／口〜数ＭΩ／口、可視光透過率７０〜９５％をもつ
透明導電膜とできることが知られている。

（発明が解決しようとする課題） このような、透明性と導電性を兼ね備えた酸化スズ系材
料を得るには、とのような作製法であっても、作製条件
の細かいコントロールが必要である。しかしながら、厳
密にコントロールした場合でも、通常の温度で成膜する
と、ｌ×１０−２Ω・Ｃ■程度以上と、充分に高い導電
性が得られず、作製時に温度を上げるか、後工程で、熱
処理を施す必要があるのが現状である。この際の温度特
性としては、３００℃以上好ましくは、４００℃以上が
必要であり、このような熱処理によって、はじめて５Ｘ
１０−’Ω・ｃＩＩ程度の導電特性をもつようになる。

しかし、このような方法は下地基板の温度も上昇させて
しまうためガラス、セラミックスといった耐熱性の基板
を用いる場合には、有効であるが、ＰＥＴ等のプラスチ
ック基材、高分子フィルムといった材料には応用できな
い。そのため、高分子フィルム上の酸化スズ系透明導電
膜では、耐熱性基板上のものほど良好な特性のものが得
られない。例えば、ＰＥＴフィルム上の酸化スズ系膜で
、厚さ０．５１Ｕで透過率７０％、表面抵抗ＩＫΩ／口
、比抵抗５Ｘ１０−２０・Ｃ箇程度となり、ガラス基板
上のものと同様の表面抵抗を得るには５倍以上の厚みの
材料が必要であった。厚さが増すと、当然、透光度が犠
牲になってくるという問題もあり、高分子フィルム上の
酸化スズ膜は、フィルムの軽さ一１可挟性といったガラ
ス、セラミックスよりも優れた性質を持つにも拘らず、
その応用範囲が限られたものとなり、はとんど実用化さ
れていなかった。

このようなことからも、ガラス等の耐熱性基板ｔと同等
以上の特性を持つ高分子フィルム上の酸化スズ系透明導
電膜が望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は、透明高分子フィルム上に設けられた透明導電
膜であって、腹膜が酸化錫を主成分とし、かつ比抵抗が
５．０Ｘ１０−３Ω・ｃｍ以下かつ可視光透過率８０％
以上であることを特徴とする酸化錫系透明導電膜であり
、透明高分子フィルム」−に、比抵抗５Ｘ１０−２Ω・
ｃｍ以上（Ａ）、可視光透過率７５％以上（Ｂ）の（Ａ
）、（Ｂ）いずれか一方の性質を少なくとも有する酸化
錫系膜を設け、腹膜にレーザー照射して、腹膜を比抵抗
が５．０ＸＩＯ−３Ω・ｃｍ以下でかつ可視光透過率が
８０％以上の両特性を有する膜となすことを特徴とする
酸化錫系透明導電膜の製法である。

酸化スズ系透明導電膜の作成法としては塗布法、スプレ
ー法、真空蒸着、スパッター、ＣＶＤ等が知られている
が、本発明では、その作成法を限定するものではない。

また、本発明の酸化錫系膜は材料組成としては、酸化ス
ズに対し、ドーパント材としてアンチモンを０．１〜３
０ｗｔ％程度含ム。

好ましくは、０．３〜２０ｖｔ％程度であり、また、Ｆ
　ｓ　Ａ　Ｑｔ　Ｓ　１１　ｗｔ　Ｍｏ等の第３元素の
単体、或は複数添加を行ってもよい。酸化スズ系の酸化
物膜は、ガラス基板上で厳密な作成条件、或いは、熱処
理条件とすることで、実用可能な特性（表面抵抗数＋Ω
／口〜数ＭΩ／口、可視光透過率５０〜９５％）をもつ
透明導電膜とできることが知られているが、本発明の処
理前の膜特性としては、この特性範囲内に限定するもの
ではなく、むしろ作成したままの状態での特性としては
、例えば、酸化不足で透明でない材料や、過酸化状態で
導電性のない材料に適用できる。これらは具体的には、
可視光透過率で７５％以下、比抵抗で５Ｘ１０−”Ω・
０１以上のいずれか一方の特性を少なくとも有するもの
である。また、材料の厚みとしても特に限定しないが、
好ましくは数十Ａ〜数戸程度である。

本発明における比抵抗とは単位長、単位面積当りの抵抗
のことで、（Ω・ｃｌ）単位で表わし、室温で四端子法
で測定したものである。

本発明の高分子フィルムとしては、可接性を有し、かつ
、透明であれば特に限定されることはなく、種々の材料
のものが利用できる。高分子フィルムの具体例としては
、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナレフタ
レート等のポリエステル類、ビスフェノールＡ系ポリカ
ーボネイト類のようなポリカーボネイト類、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルロース
トリアセテート、セルロースジアセテート等のセルロー
ス誘導体類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の
ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類のフィルム
をあげることができる。これらのフィルム厚さは、普通
約３〜３００７４３１程度であり、好ましくは、１５〜
１５０ＩＩＪａである。なお、実用上の観点からは二軸
延伸されたポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）を
用いるのが、好適である。このように新規なる特性をも
つ高分子フィルム上の酸化スズ系透明導電膜を作成する
方法の例を次に述べる。上記の何らかの方法で、酸化ス
ズ系薄膜を付けておく。作成した状態での特性としては
、例えば酸化不足で透明でない材料や、過酸化状態で導
電性のない材料にも充分適用できる。

この材料に対し、基板温度をほとんど上げずに、酸化ス
ズ系膜の温度だけをあげることのできる方法で処理を行
う。例えばレーザーを照射する方法等がある。ここで用
いるレーザーとしては、Ｃ０２レーザー　ＹＡＧレーザ
−ガラスレーザエキシマレーザ−等があるが、実用上、
波長域、出力、価格の点からは、ＹＡＧレーザー等が好
ましいといえる。ここで、レーザーの出力のｒ限値とし
ては、酸化スズ系透明導電膜の導電、透光特性を改善す
る、例えば、可視光透過率８０％以」二、比抵抗５．０
Ｘ１０−３Ω・ｃｍ以下にするのに必要なパワーであり
、更に、これらの特性をある範囲内に制御、することも
可能である。また、上限値としては、高分子フィルムが
熱的に損傷を受けない範囲が望ましい。

レーザーの照射による温度上昇等により、良好な導電特
性と透明性を合わせもつ透明導電膜を作成できる。とい
うのは、レーザー照射の場合、基板の温度をほとんど上
げずに材料（膜）のみの温度を上げることが可能である
。そのため、高分子フィルムのような熱に弱い基板に対
しても、適用可能であり、ガラス基板等と同等、或いは
、それ以上の導電特性（５，０Ｘ１０−３Ω・ｃｍ以下
）をもつ酸化スズ系透明導電膜の作成か可能となる。

このような方法等により、新規の特性をもつ高分子フィ
ルム上の酸化スズ系透明導電膜ができる。

（実施例１） スパッター法によりＰＥＴフィルム」−に酸化スズ系ｇ
（−８ｂ５ｗｔ％）を成膜した。この材料の特性は、表
面抵抗５０００Ω／口、比抵抗１５０ＸＩＯ−３Ω・ｃ
ｍ、可視光透過率７０％であった。

このＰＥＴフィルム上の酸化スズ系膜に対して、ＹＡＧ
レーザーを照射した。この時のＹＡＧレーザーの実効出
力は２Ｗ、加工速度は０．５ｍ／ｍｌｎである。その結
果、表面抵抗約１００Ω／口、比抵抗３Ｘ１０−３Ω・
ｅｌｌ、可視光透過率８２％とガラス基板等と同等以上
の導電特性をもつ膜になった。

（実施例２） 反応性スパッターによって作成したＰＥＴフィルム上の
酸化スズ系膜（−８ｂ５ｗｔ％）に対し、ＹＡＧレーザ
ーを照射した。この時のＹＡＧレーザーの実効出力はＩ
Ｗ１加工速度は０．８ｍ／１ｎである。照射前は、表面
抵抗数＋ＭΩ／口以上、可視光透過率８５％と過酸化状
態の材料特性をもつものであったが、照射後には、表面
抵抗５０Ω／口、比抵抗率１．８Ｘ１０−３０・Ｃ箇、
可視光透過率８６％と透明性と導電性を合わせもつ膜に
なった。

（実施例３） 反応性蒸着法によって作成したＰＥＴフィルム、トの酸
化スズ系膜（−８ｂ２ｗｔ％）に対し、ＹＡＧレーザー
を照射した。この時のＹＡＧレーザーの実効出力は０．
５Ｗ、加工速度は０．２ｍ／ｓｉｎである。照射前は、
表面抵抗数十に０７口以上、可視光透過率２０％と酸化
不足状態の材料特性をもつものであったが、照射後には
、表面抵抗８０Ω／口、比抵抗率４．５Ｘ１０−３０”
ｃｍ、可視光透過率８５％と透明性と導電性を合わせも
つ膜になった。

（発明の効果） ガラス等の耐熱性基板上と同等以上の特性を持つ高分子
フィルム上の酸化スズ系透明導電膜によって、フィルム
の軽さ、可撓性といったガラス、セラミックス基板より
も優れた性質が生かされる。

更に、透明導電膜材料自身か化学的に安定で低コストな
透明導電膜フィルムによって、その応用範囲が大幅に広
げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の酸化スズ系透明導電膜フィルムを作
成に使用されるレーザー照射装置例の概略図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明高分子フィルム上に設けられた透明導電膜で
   あって、該膜が酸化錫を主成分とし、かつ比抵抗が５．
   ０×１０＾−＾３Ω・ｃｍ以下かつ可視光透過率８０％
   以上であることを特徴とする酸化錫系透明導電膜。
2. （２）透明高分子フィルム上に、比抵抗５×１０＾−＾
   ２Ω・ｃｍ以上（Ａ）、可視光透過率７５％以下（Ｂ）
   の（Ａ），（Ｂ）いずれか一方の性質を少なくとも有す
   る酸化錫系膜を設け、該膜にレーザー照射して、該膜を
   比抵抗が５．０×１０＾−＾３Ω・ｃｍ以下でかつ可視
   光透過率が８０％以上の両特性を有する膜となすことを
   特徴とする酸化錫系透明導電膜の製法。