JPH06320661A - 透明導電膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低抵抗でかつ高透過率の透明導電膜を得る方
法を提供する。 【構成】 プラッスチック基板の熱劣化温度以下の温度
で、基板上に透明導電層を成膜した後、８０〜１５０℃
未満の温度かつ１トール以下の真空度にて、１５分間以
上熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透明導電膜の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】基板上にＩｎ₂ Ｏ₃ 、Ｚ
ｎＯ、ＳｎＯ₂ 等の導電材料の層を設けた透明導電薄膜
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い
る。

【０００３】透明導電薄膜の基板は、例えば液晶ディス
プレイなどでは、薄型化、軽量化および耐衝撃性改善の
観点から、従来のガラス基板からプラスチック基板への
代替が進んでいる。

【０００４】ところで、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。ガラス基板の場合、低抵抗化の
手段として、加熱による膜の結晶化（ＩＴＯ膜では150
〜200 ℃以上）の手法が有効であった。しかしながら、
プラスチック基板は耐熱性に乏しいため、この様な加熱
処理が行えない。

【０００５】また、現在、透明導電薄膜の作製法は、ス
パッタ法が主流であるが、スパッタ法による膜の低抵抗
化の技術として、４極スパッタ、さらにはカソード部の
磁場を強めることにより放電インピーダンスを下げ、低
電圧にてスパッタする等の技術が開発されている。しか
し、前者は熱フィラメントを用いるため、その熱輻射に
よる基板劣化が生じ、熱遮断板を設ける等カソード周り
が複雑になり、操作性が悪くなるという問題があった。
また、後者の場合、低抵抗化にある程度有効であるが、
それだけではまだ十分低い抵抗率が得られない。

【０００６】また、上記したような低抵抗化の手法を行
った場合、ある程度の可視光透過率は得られるが、高い
透過率（８５％以上）を得るのは難しいのが現状であ
る。

【０００７】そこで本発明は、低抵抗でかつ高い可視光
透過率を有する透明導電膜を得る方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、プラスチ
ック基板にその熱劣化温度以下の温度で透明導電層を成
膜した後特定の加熱処理を施すと、低抵抗で透過率も高
い透明導電膜が得られることを見出し、本発明に至っ
た。

【０００９】すなわち本発明は、プラスチック基板上に
少なくとも透明導電層が設けられた透明導電膜の製造方
法において、プラッスチック基板の熱劣化温度以下の温
度で基板上に透明導電層を設けた後、８０〜１５０℃未
満の温度かつ１トール以下の真空度にて１５分間以上熱
処理することを特徴とする方法を提供するものである。

【００１０】本発明において使用するプラスチック基板
としては、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１．０〜１０００μｍであ
る。

【００１１】透明導電層としては、慣用の透明導電層の
材料、例えば金属酸化物を用いることができる。具体的
には例えばＢｉ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＣｄＯ、
ＺｎＯ、ＺｒＯ₂ 、ＣＴＯ系（ＣｄＳｎＯ₃ 、Ｃｄ₂ Ｓ
ｎＯ₄ 、ＣｄＳｎＯ₄ ）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＣｄＩｎ
₂ Ｏ₄ 、Ｉｎ₂ ＴｅＯ₆ 、ＷＯ系、ＭｏＯ₃ 系、ＮｉＯ
系、ＩｒＯ系等が挙げられる。好ましくは上記の金属酸
化物に、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆ、ＡｓおよびＡｌか
ら選ばれる１種または２種以上を添加した複合（ドー
プ）相である。その中でも好ましいものは、Ｓｎを添加
したＩｎ₂ Ｏ₃ （ＩＴＯ）、Ｓｂを添加したＳｎＯ₂ 、
Ｆを添加したＳｎＯ₂ 等である。透明導電層はこれらの
層を単層または多層で使用することができる。層厚は、
材質によって異なるが、例えばＩＴＯ層では３００〜３
５００オングストロームが好ましく、より好ましくは３
６０〜３１００オングストロームである。また透明導電
層のシート抵抗は４００Ω／□以下であれば特に制限は
ない。

【００１２】なお、任意的に基板とＩＴＯ膜との間に、
保護層として例えばＳｉＯ₂ 層を設けることも可能であ
る。

【００１３】本発明の方法においては、まず上記の透明
導電層を成膜する。成膜手段としては、公知の製膜法、
例えば蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、
ＣＶＤ法、スプレー法等を使用することができる。その
際に、基板の熱劣化温度以下の温度、例えば１００℃以
下の温度で成膜を行う。その他の条件は慣用の成膜条件
を使用することができる。

【００１４】本発明においては、上記のようにして得た
透明導電膜に特定の条件で加熱処理を施す。すなわち、
８０〜１５０℃未満、好ましくは１００〜１５０℃未満
の温度かつ１トール(torr)以下、好ましくは０．１トー
ル以下の真空度にて、１５分間以上、好ましくは３０分
間以上熱処理する。熱処理温度は高い方が低抵抗化には
有利であるが、プラスチック基板の耐熱温度に上限があ
るため、プラスチックの種類により上記の範囲で最大可
能温度を選択するのが有効である。このような加熱処理
は、市販の簡易な真空オーブンで実行可能である。熱処
理温度が低すぎると、抵抗率が低下し、かつ透過率も低
くなる。また、真空度が１トールを超えると酸化の進行
により抵抗率が劣化する。時間の上限は特に限定されな
いが、通常は２時間以下である。

【００１５】上記の加熱処理により、膜中の歪みおよび
不純物が減少するので、透過率も高くなる。

【００１６】本発明の方法によって製造される透明導電
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。

【００１７】

【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１〜８ 厚さ１．０mmのポリカーボネート（以下、ＰＣというこ
とがある）基板上に、基板搬送通過型（インライン方
式）の直流プレーナー型マグネトロンスパッタ装置（Ｕ
ＬＶＡＣ社製）を使用して、スパッタ成膜を行った。タ
ーゲットとしてＩｎ₂ Ｏ₃ とＳｎＯ₂ の粉末焼結体（重
量比９０：１０）を用い、初期真空度 5×10^-6torr以
下、ガス種 Ａｒ＋Ｏ₂ （160 SCCM：0.5 〜4.5 SCC
M）、ガス圧4×10^-3 torr 、ターゲット投入電力 ３．
５ W/cm² 、ターゲット上漏洩平行磁束密度 1100ガウ
ス（従来のカソード強磁場に基づく）、および基板搬送
速度0.8 ｍ／分の条件で、膜厚１２００オングストロー
ムのＩＴＯ膜を成膜した。

【００１８】かくして得られた透明導電膜を、市販の真
空オーブン（ヤマト科学社製）を用いて、表１に示した
条件にて熱処理を行った。熱処理後の透明導電膜の抵抗
率を、ホール効果測定器で測定し、透過率をヘイズメー
ターにて測定した。結果を表１に示す。比較例１〜４ 実施例１〜４とそれぞれ全く同様にして透明導電膜を製
造したが、製膜後の加熱処理は行わなかった。透明導電
膜の抵抗率および透過率を表１に示す。比較例５〜８ 実施例５〜６とそれぞれ全く同様にして透明導電膜を製
造した。次いで、表１に示した条件で熱処理を行った。
熱処理後の透明導電膜の抵抗率および透過率を表１に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、低抵抗でかつ高い透過
率を有する透明導電膜を簡易に得ることができる。よっ
て、本発明の方法は工業的に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック基板上に少なくとも透明導
   電層が設けられた透明導電膜の製造方法において、プラ
   ッスチック基板の熱劣化温度以下の温度で基板上に透明
   導電層を設けた後、８０〜１５０℃未満の温度かつ１ト
   ール以下の真空度にて１５分間以上熱処理することを特
   徴とする方法。