JPH07278791A - 低抵抗透明導電膜 - Google Patents
低抵抗透明導電膜Info
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- JPH07278791A JPH07278791A JP6076888A JP7688894A JPH07278791A JP H07278791 A JPH07278791 A JP H07278791A JP 6076888 A JP6076888 A JP 6076888A JP 7688894 A JP7688894 A JP 7688894A JP H07278791 A JPH07278791 A JP H07278791A
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- conductive film
- film
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可視光域での透過率を損なわずに低抵抗の透
明導電膜を提供することにある。 【構成】 透明導電膜に添加金属元素として Re, Os, M
o, W の少なくとも１つを添加した低抵抗透明導電膜。
上記低抵抗透明導電膜を用いた液晶表示装置。上記低抵
抗透明導電膜を用いた太陽電池。 【効果】 可視光域での透過率を損なわずに、透明導電
膜の比抵抗は低下する。このような低抵抗透明導電膜を
電極として用いれば、高精細、低消費電力の液晶表示装
置、あるいは高起電力の太陽電池を提供できる。
明導電膜を提供することにある。 【構成】 透明導電膜に添加金属元素として Re, Os, M
o, W の少なくとも１つを添加した低抵抗透明導電膜。
上記低抵抗透明導電膜を用いた液晶表示装置。上記低抵
抗透明導電膜を用いた太陽電池。 【効果】 可視光域での透過率を損なわずに、透明導電
膜の比抵抗は低下する。このような低抵抗透明導電膜を
電極として用いれば、高精細、低消費電力の液晶表示装
置、あるいは高起電力の太陽電池を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置、あるい
は太陽電池用の透明電極として用いる透明導電膜に関す
る。
は太陽電池用の透明電極として用いる透明導電膜に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】透明導電膜は、液晶表示装置、太陽電
池、防霜用ヒータ等の透明電極として広範囲に用れられ
ている。透明導電膜に要求される電気的・光学的特性
は、その適用分野、適用部分、成膜プロセス等によって
大きく変化する。特に、液晶表示装置では、その高精細
化、低消費電力化、大画面化が進み、透明導電膜の低抵
抗化、微細加工性の向上、成膜の大面積化が望まれてい
る。
池、防霜用ヒータ等の透明電極として広範囲に用れられ
ている。透明導電膜に要求される電気的・光学的特性
は、その適用分野、適用部分、成膜プロセス等によって
大きく変化する。特に、液晶表示装置では、その高精細
化、低消費電力化、大画面化が進み、透明導電膜の低抵
抗化、微細加工性の向上、成膜の大面積化が望まれてい
る。
【０００３】これまでに実用化され、研究の進んでいる
透明導電膜には、Snを添加したIn2O3(ITO)、SnO2、Alを
添加したZnO等がある。この中で、表示装置に使用され
るものは、比抵抗が低いこと及び加工性が良いという理
由でITO膜がほとんどである。ITOは約3.6eVのワイドバ
ンドギャップを持ち、酸素欠損あるいはドナーであるSn
ドープによって生じたドナー準位帯の電子をキャリアと
する縮退したｎ型半導体である。ITO膜の低抵抗化につ
いては，これまでに成膜方法，成膜条件に関する多くの
検討がなされている。そして、低抵抗が実現できるこ
と、安定した膜質が得られること、膜成長速度が速いこ
との理由で、DCマグネトロンスパッタ法が量産するため
に有効であることが知られている。ITO膜の特性は、膜
中のSn量、成膜時の基板温度、酸素ガス圧力等に依存
し、これらを最適化することで低抵抗化が進められてき
た。比抵抗ρ[Ωcm]は、キャリア密度n[個/cm3]、移動
度μ[cm2/V・sec]、電荷素量e=1.602×10~19[Coulomb]を
用いて、ρ＝１／（neμ）で表され、一般的には比抵抗
1.7×10~4Ωcm、キャリア密度1.1×1021個/cm3、移動度
35cm2/V・sec程度のITO膜が得られている。
透明導電膜には、Snを添加したIn2O3(ITO)、SnO2、Alを
添加したZnO等がある。この中で、表示装置に使用され
るものは、比抵抗が低いこと及び加工性が良いという理
由でITO膜がほとんどである。ITOは約3.6eVのワイドバ
ンドギャップを持ち、酸素欠損あるいはドナーであるSn
ドープによって生じたドナー準位帯の電子をキャリアと
する縮退したｎ型半導体である。ITO膜の低抵抗化につ
いては，これまでに成膜方法，成膜条件に関する多くの
検討がなされている。そして、低抵抗が実現できるこ
と、安定した膜質が得られること、膜成長速度が速いこ
との理由で、DCマグネトロンスパッタ法が量産するため
に有効であることが知られている。ITO膜の特性は、膜
中のSn量、成膜時の基板温度、酸素ガス圧力等に依存
し、これらを最適化することで低抵抗化が進められてき
た。比抵抗ρ[Ωcm]は、キャリア密度n[個/cm3]、移動
度μ[cm2/V・sec]、電荷素量e=1.602×10~19[Coulomb]を
用いて、ρ＝１／（neμ）で表され、一般的には比抵抗
1.7×10~4Ωcm、キャリア密度1.1×1021個/cm3、移動度
35cm2/V・sec程度のITO膜が得られている。
【０００４】特に、低抵抗ITO膜としては、文献：シン
ソリッド フィルムズ 第226巻 104頁 1993年(Thin Soli
d Films Vol.226, p.104 (1993)) に基板温度300℃で比
抵抗1.3×10~4ΩcmのITO膜の成膜例が示されている。
ソリッド フィルムズ 第226巻 104頁 1993年(Thin Soli
d Films Vol.226, p.104 (1993)) に基板温度300℃で比
抵抗1.3×10~4ΩcmのITO膜の成膜例が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、液晶
表示装置向け透明導電膜ITOの低抵抗化の要求は、今後
益々高まり、比抵抗 1×10~4Ωcm以下のITO膜の量産が
望まれている。しかし、これまで種々の成膜方法で低抵
抗ITO膜の成膜が試され、さらに添加元素の探索等が行
われたにも関わらず、比抵抗は実験室レベルでも 1×10
~4Ωcm程度に限界があった。理論的な考察も進められ、
ITO膜の低抵抗化は、イオン化不純物散乱、粒界散乱等
による抵抗成分のために比抵抗 1×10~4Ωcm程度に限界
があると考えられるに至った。イオン化不純物散乱は、
キャリアのドナーとして、Inに対し10%程度含まれるSn
イオンによるものである。Snの量を増やせば、キャリア
数が増加し低抵抗化に効果があるが、これは同時にイオ
ン化不純物散乱を増加させ抵抗を増やす効果を持つ。つ
まり、ITOの添加元素Snの量には、抵抗を最小にするよ
うな最適値があることになる。粒界散乱は、ITO膜が多
結晶体であるために生じるものである。多結晶性を特徴
付けるパラメータには、結晶粒径、結晶粒の形状、配向
性、粒界への不純物の偏析等など多数存在する。これら
のパラメータは、基板温度や酸素ガス圧力といった膜の
成膜条件を変えることによって、独立に変化させること
ができず、お互いに関連し合いながら変化してしまう量
である。このため、ITO膜については粒界散乱の主たる
原因が不明であり、さらに抵抗に粒界散乱がどの程度効
果を及ぼすのかという点についても不明である。
表示装置向け透明導電膜ITOの低抵抗化の要求は、今後
益々高まり、比抵抗 1×10~4Ωcm以下のITO膜の量産が
望まれている。しかし、これまで種々の成膜方法で低抵
抗ITO膜の成膜が試され、さらに添加元素の探索等が行
われたにも関わらず、比抵抗は実験室レベルでも 1×10
~4Ωcm程度に限界があった。理論的な考察も進められ、
ITO膜の低抵抗化は、イオン化不純物散乱、粒界散乱等
による抵抗成分のために比抵抗 1×10~4Ωcm程度に限界
があると考えられるに至った。イオン化不純物散乱は、
キャリアのドナーとして、Inに対し10%程度含まれるSn
イオンによるものである。Snの量を増やせば、キャリア
数が増加し低抵抗化に効果があるが、これは同時にイオ
ン化不純物散乱を増加させ抵抗を増やす効果を持つ。つ
まり、ITOの添加元素Snの量には、抵抗を最小にするよ
うな最適値があることになる。粒界散乱は、ITO膜が多
結晶体であるために生じるものである。多結晶性を特徴
付けるパラメータには、結晶粒径、結晶粒の形状、配向
性、粒界への不純物の偏析等など多数存在する。これら
のパラメータは、基板温度や酸素ガス圧力といった膜の
成膜条件を変えることによって、独立に変化させること
ができず、お互いに関連し合いながら変化してしまう量
である。このため、ITO膜については粒界散乱の主たる
原因が不明であり、さらに抵抗に粒界散乱がどの程度効
果を及ぼすのかという点についても不明である。
【０００６】本発明の目的は、可視光域での透過率を損
なわずに低抵抗の透明導電膜を提供することにある。
なわずに低抵抗の透明導電膜を提供することにある。
【０００７】本発明の目的は、高精細、低消費電力の液
晶表示装置、あるいは高い起電力の太陽電池を提供する
ことにある。
晶表示装置、あるいは高い起電力の太陽電池を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、１種類以上
のカチオン及び酸素からなる透明導電膜に、比抵抗が少
なくとも１×１０~4Ωｃｍ以下である酸化物を添加した
ことにより達成される。 上記目的は、１種類以上のカ
チオン及び酸素からなる透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍ
ｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを添加したことにより達
成される。
のカチオン及び酸素からなる透明導電膜に、比抵抗が少
なくとも１×１０~4Ωｃｍ以下である酸化物を添加した
ことにより達成される。 上記目的は、１種類以上のカ
チオン及び酸素からなる透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍ
ｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを添加したことにより達
成される。
【０００９】上記目的は、１種類以上のカチオン及び酸
素からなる複数の透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗ
のうちの少なくとも１つを添加したことにより達成され
る。 上記目的は、インジウム及び酸素からなる透明導
電膜に、Ｒｅを前記インジウムに対する原子濃度として
２．０〜３．０ａｔｍ％添加したことにより達成され
る。
素からなる複数の透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗ
のうちの少なくとも１つを添加したことにより達成され
る。 上記目的は、インジウム及び酸素からなる透明導
電膜に、Ｒｅを前記インジウムに対する原子濃度として
２．０〜３．０ａｔｍ％添加したことにより達成され
る。
【００１０】上記目的は、インジウム、錫及び酸素から
なる透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少な
くとも１つを前記インジウムに対する：＠ｙｄ原子濃度
として０．０２〜１．２ａｔｍ％添加したことにより達
成される。
なる透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少な
くとも１つを前記インジウムに対する：＠ｙｄ原子濃度
として０．０２〜１．２ａｔｍ％添加したことにより達
成される。
【００１１】
【作用】上記構成においてカチオンとは、In2O3膜ではI
nを意味し、In、Sn、Oから成るITO透明導電膜ではInとS
nの元素のうち多数含まれるInを意味する。添加金属の
Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗ、例えばRe酸化物は室温でも10~5
Ωcm台の低比抵抗な物質で、比抵抗10~5Ωcm台のRe酸化
物がITO膜中に分散することで、可視光域での透過率を
損なわずに比抵抗1×10~4Ωcm以下を実現することがで
きる。
nを意味し、In、Sn、Oから成るITO透明導電膜ではInとS
nの元素のうち多数含まれるInを意味する。添加金属の
Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗ、例えばRe酸化物は室温でも10~5
Ωcm台の低比抵抗な物質で、比抵抗10~5Ωcm台のRe酸化
物がITO膜中に分散することで、可視光域での透過率を
損なわずに比抵抗1×10~4Ωcm以下を実現することがで
きる。
【００１２】インジウム及び酸素からなる透明導電膜
に、Ｒｅをインジウムに対する原子濃度として２．０〜
３．０ａｔｍ％添加することにより比抵抗を低減でき
る。
に、Ｒｅをインジウムに対する原子濃度として２．０〜
３．０ａｔｍ％添加することにより比抵抗を低減でき
る。
【００１３】インジウム、錫及び酸素からなる透明導電
膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを
前記インジウムに対する原子濃度として０．０２〜１．
２ａｔｍ％添加することにより比抵抗を低減できる。
膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを
前記インジウムに対する原子濃度として０．０２〜１．
２ａｔｍ％添加することにより比抵抗を低減できる。
【００１４】また、In2O3膜ではReの添加により配向性
が変化し、(222)配向と(400)配向が混合した混合配向膜
となり、比抵抗と配向性には関連性があり最適な混合配
向条件下では比抵抗はより低くなる。
が変化し、(222)配向と(400)配向が混合した混合配向膜
となり、比抵抗と配向性には関連性があり最適な混合配
向条件下では比抵抗はより低くなる。
【００１５】そして、多結晶性のITO膜では、結晶粒界
部分に低比抵抗なRe酸化物が偏析することで粒界接合性
が向上し低抵抗化に効果がある。
部分に低比抵抗なRe酸化物が偏析することで粒界接合性
が向上し低抵抗化に効果がある。
【００１６】添加金属元素は、原子価が4以上である高
価数金属元素であっても構わない。ITOでは、母材であ
る3価のInに対し、ドナーである4価のSnを添加すること
で、1個の電子がキャリアとして供給される。つまり、S
nより高価数の金属元素を添加することで、1個のドナー
から複数のキャリア電子が供給されることになる。例え
ばReは6価であり、1個のReから3個のキャリア電子が供
給され、総添加数を少なくできる。一般に、高価数金属
イオンはイオン半径が小さく、イオン化不純物散乱の度
合いが大きいが総添加数が少ないために全体としては低
抵抗化に効果がある。
価数金属元素であっても構わない。ITOでは、母材であ
る3価のInに対し、ドナーである4価のSnを添加すること
で、1個の電子がキャリアとして供給される。つまり、S
nより高価数の金属元素を添加することで、1個のドナー
から複数のキャリア電子が供給されることになる。例え
ばReは6価であり、1個のReから3個のキャリア電子が供
給され、総添加数を少なくできる。一般に、高価数金属
イオンはイオン半径が小さく、イオン化不純物散乱の度
合いが大きいが総添加数が少ないために全体としては低
抵抗化に効果がある。
【００１７】以上の構成により、単に低比抵抗な物質を
添加して比抵抗を低下させるだけでなく、最適な混合配
向条件となるように添加濃度を定めることにより、比抵
抗を低下させることができる。
添加して比抵抗を低下させるだけでなく、最適な混合配
向条件となるように添加濃度を定めることにより、比抵
抗を低下させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
【００１９】本発明の低抵抗透明導電膜は、この実施例
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
【００２０】実施例１．両面研磨した約５０ｍｍ径のコ
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性In2O3膜を成膜した。スパッタガ
スには、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度65%のIn2O3ター
ゲットを用いた。ターゲットの表面に金属Reチップをタ
ーゲットボンドで貼り付け、Re添加In2O3膜を成膜し
た。In2O3膜中に含まれるRe量は、ターゲットの表面に
貼った金属Reチップの位置を変化させて増減させてい
る。
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性In2O3膜を成膜した。スパッタガ
スには、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度65%のIn2O3ター
ゲットを用いた。ターゲットの表面に金属Reチップをタ
ーゲットボンドで貼り付け、Re添加In2O3膜を成膜し
た。In2O3膜中に含まれるRe量は、ターゲットの表面に
貼った金属Reチップの位置を変化させて増減させてい
る。
【００２１】In2O3膜成膜条件の詳細を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】図１は本発明の実施例のRe添加In2O3膜の
添加Re濃度と比抵抗との関係を示す図表である。
添加Re濃度と比抵抗との関係を示す図表である。
【００２４】添加Re濃度はInに対する原子％濃度であ
り、ICP分析により求めた値である。本図に示したよう
に、In2O3膜の比抵抗は0.8%のReの添加によっておよそ1
/10程度に低下し、添加Re濃度2.3%では比抵抗7.8×10~5
Ωcm となった。
り、ICP分析により求めた値である。本図に示したよう
に、In2O3膜の比抵抗は0.8%のReの添加によっておよそ1
/10程度に低下し、添加Re濃度2.3%では比抵抗7.8×10~5
Ωcm となった。
【００２５】図２は本発明の実施例のRe添加In2O3膜の
透過光波長と透過率の関係を示す図表である。
透過光波長と透過率の関係を示す図表である。
【００２６】透過率は、波長380-800nmの範囲で85%以上
であった。
であった。
【００２７】また、Reの添加は、In2O3膜の表面形態、
配向性も変化させることが判明した。In2O3膜は、粒径
の揃った多結晶の表面形態を取るが、Reの添加により大
きい結晶粒と小さい結晶粒がそれぞれ島状に分布する表
面形態となった。Ｘ線回折により、成膜したIn2O3膜の
配向性を調べた。無添加のIn2O3膜は(222)単一配向膜で
あっがReを添加するにつれて、In2O3膜は(222)配向と(4
00)配向が混合した混合配向膜となり、添加Re濃度が6.2
%以上では再び(400)単一配向膜となった。In2O3膜の比
抵抗が1.3×10~4Ωcm以下となるのは、添加Re濃度が 1.
2-4.2% であり、(222)配向ピークと(400)配向ピークの
強度比が 3.2-0.28 の範囲であった。比抵抗と配向性に
は関連性があり、(222)配向と(400)配向の混合配向膜
で、比抵抗はより低くなった。
配向性も変化させることが判明した。In2O3膜は、粒径
の揃った多結晶の表面形態を取るが、Reの添加により大
きい結晶粒と小さい結晶粒がそれぞれ島状に分布する表
面形態となった。Ｘ線回折により、成膜したIn2O3膜の
配向性を調べた。無添加のIn2O3膜は(222)単一配向膜で
あっがReを添加するにつれて、In2O3膜は(222)配向と(4
00)配向が混合した混合配向膜となり、添加Re濃度が6.2
%以上では再び(400)単一配向膜となった。In2O3膜の比
抵抗が1.3×10~4Ωcm以下となるのは、添加Re濃度が 1.
2-4.2% であり、(222)配向ピークと(400)配向ピークの
強度比が 3.2-0.28 の範囲であった。比抵抗と配向性に
は関連性があり、(222)配向と(400)配向の混合配向膜
で、比抵抗はより低くなった。
【００２８】実施例２．両面研磨した約５０ｍｍ径のコ
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性ITO膜を成膜した。スパッタガス
には、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度95%でSnO2の含
有率が異なる２種類のITO(SnO25wt%)ターゲット、ITO(S
nO210wt%)ターゲットを用いた。ターゲットの表面に金
属Reチップをターゲットボンドで貼り付け、Re添加ITO
膜を成膜した。ITO膜中に含まれるRe濃度は、ターゲッ
トの表面に貼った金属Reチップの位置を変化させて増減
させている。ITO膜成膜条件の詳細は表１と同じであ
る。
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性ITO膜を成膜した。スパッタガス
には、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度95%でSnO2の含
有率が異なる２種類のITO(SnO25wt%)ターゲット、ITO(S
nO210wt%)ターゲットを用いた。ターゲットの表面に金
属Reチップをターゲットボンドで貼り付け、Re添加ITO
膜を成膜した。ITO膜中に含まれるRe濃度は、ターゲッ
トの表面に貼った金属Reチップの位置を変化させて増減
させている。ITO膜成膜条件の詳細は表１と同じであ
る。
【００２９】図３は本発明の実施例のRe添加ITO膜のIn
に対する原子％濃度で表した添加Re濃度と比抵抗との関
係を示す図表である。
に対する原子％濃度で表した添加Re濃度と比抵抗との関
係を示す図表である。
【００３０】添加Re濃度は0.2%以上で、ICP分析により
求めた。本図に示したように、ITO (SnO25wt%)ターゲッ
トを用い添加Re濃度を0.5、0.7%としたときに比抵抗
は、それぞれ7.1×10~5、7.5×10~5 Ωcm となった。IT
O(SnO210wt%)ターゲットを用いた場合は、添加Re濃度0.
3%で比抵抗が7.8×10~5 Ωcm となった。ITO(SnO25wt%)
ターゲットを用い、添加Re濃度が0.5%のITO膜の透過率
は、波長345ー800nmの範囲で85%以上であった。
求めた。本図に示したように、ITO (SnO25wt%)ターゲッ
トを用い添加Re濃度を0.5、0.7%としたときに比抵抗
は、それぞれ7.1×10~5、7.5×10~5 Ωcm となった。IT
O(SnO210wt%)ターゲットを用いた場合は、添加Re濃度0.
3%で比抵抗が7.8×10~5 Ωcm となった。ITO(SnO25wt%)
ターゲットを用い、添加Re濃度が0.5%のITO膜の透過率
は、波長345ー800nmの範囲で85%以上であった。
【００３１】実施例３．両面研磨した約５０ｍｍ径のコ
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性多層膜を成膜した。スパッタガス
には、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度95%のITO(SnO21
0wt%)ターゲット、金属Reターゲットの2種類を用いた。
本実施例で用いたイオンビームスパッタ装置は、４元回
転ターゲット式装置であり、真空を破らずにターゲット
部分を回転させるだけで多層膜を成膜できる。
ーニング社#7059ガラスを基板とし、イオンビームスパ
ッタ方法で透明導電性多層膜を成膜した。スパッタガス
には、Xe+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とし
た。スパッタターゲットには、焼結密度95%のITO(SnO21
0wt%)ターゲット、金属Reターゲットの2種類を用いた。
本実施例で用いたイオンビームスパッタ装置は、４元回
転ターゲット式装置であり、真空を破らずにターゲット
部分を回転させるだけで多層膜を成膜できる。
【００３２】図４は本発明の実施例のITO層と酸化Re層
を積層した多層膜の断面図である。本図に示したよう
に、ガラス基板8上に、ITO層6と酸化Re層7を、順次5回
成膜を繰返して5層膜を成膜した。ITO層6、酸化Re層7の
成膜条件の詳細は表１と同じである。金属Reターゲット
を用いた成膜では、雰囲気ガスに酸素を用いているため
に酸化Re層ができる。ITO層6、酸化Re層7の膜厚はそれ
ぞれ600、100Åとし、総膜厚を2000Åとした。5層膜の
透過率は、波長370-800nmの範囲で85%以上であり、比抵
抗は 7.3×10~5 Ωcm となった。ITO層単独での比抵抗
は 1.7×10~4 Ωcmであり、本実施例のような多層化は
透明導電膜の低抵抗化に効果がある。多層膜の総数及び
各層の膜厚は、透過率を損なわない範囲で変化させるこ
とができる。
を積層した多層膜の断面図である。本図に示したよう
に、ガラス基板8上に、ITO層6と酸化Re層7を、順次5回
成膜を繰返して5層膜を成膜した。ITO層6、酸化Re層7の
成膜条件の詳細は表１と同じである。金属Reターゲット
を用いた成膜では、雰囲気ガスに酸素を用いているため
に酸化Re層ができる。ITO層6、酸化Re層7の膜厚はそれ
ぞれ600、100Åとし、総膜厚を2000Åとした。5層膜の
透過率は、波長370-800nmの範囲で85%以上であり、比抵
抗は 7.3×10~5 Ωcm となった。ITO層単独での比抵抗
は 1.7×10~4 Ωcmであり、本実施例のような多層化は
透明導電膜の低抵抗化に効果がある。多層膜の総数及び
各層の膜厚は、透過率を損なわない範囲で変化させるこ
とができる。
【００３３】実施例４．300mm×400mm×1mmtのコーニン
グ社#7059ガラスを基板とし、DCマグネトロンスパッタ
方法で透明導電性ITO膜を成膜した。スパッタガスは、X
e+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とした。スパ
ッタターゲットには、焼結密度95%のITO(SnO25wt%)ター
ゲットを用いた。ターゲットの表面に金属Reチップをタ
ーゲットボンドで貼り付け、Re添加ITO膜を成膜した。I
TO膜中に含まれるRe濃度は、ターゲットの表面に貼った
金属Reチップの位置を変化させて増減させている。
グ社#7059ガラスを基板とし、DCマグネトロンスパッタ
方法で透明導電性ITO膜を成膜した。スパッタガスは、X
e+O2の混合ガスを用い、基板温度は250℃とした。スパ
ッタターゲットには、焼結密度95%のITO(SnO25wt%)ター
ゲットを用いた。ターゲットの表面に金属Reチップをタ
ーゲットボンドで貼り付け、Re添加ITO膜を成膜した。I
TO膜中に含まれるRe濃度は、ターゲットの表面に貼った
金属Reチップの位置を変化させて増減させている。
【００３４】ITO膜成膜条件の詳細を表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】図５は本発明の実施例のRe添加ITO膜の添
加Re濃度と比抵抗との関係を示す図表である。
加Re濃度と比抵抗との関係を示す図表である。
【００３７】本図はDCマグネトロンスパッタ法におい
て、金属Reチップ貼付ITO(SnO25wt%)ターゲットを用い
て成膜した、Re添加ITO膜の比抵抗と添加Re濃度の関係
を示したものである。添加Re濃度はICP分析により求め
たInに対する原子％濃度である。比抵抗は、添加Re濃度
が0.6%の場合7.9×10~5 Ωcm となった。添加Re濃度が
0.6%の場合のITO膜の透過率は、波長370-800nmの範囲で
85%以上であった。成膜したITO膜の膜厚、比抵抗、透過
率の面内分布は、それぞれ、3.7%、7.5%、3.0%であっ
た。
て、金属Reチップ貼付ITO(SnO25wt%)ターゲットを用い
て成膜した、Re添加ITO膜の比抵抗と添加Re濃度の関係
を示したものである。添加Re濃度はICP分析により求め
たInに対する原子％濃度である。比抵抗は、添加Re濃度
が0.6%の場合7.9×10~5 Ωcm となった。添加Re濃度が
0.6%の場合のITO膜の透過率は、波長370-800nmの範囲で
85%以上であった。成膜したITO膜の膜厚、比抵抗、透過
率の面内分布は、それぞれ、3.7%、7.5%、3.0%であっ
た。
【００３８】なお、上記実施例１から実施例４における
スパッタガスには、Xe+O2に代えてAr+O2の混合ガスを用
いることができる。
スパッタガスには、Xe+O2に代えてAr+O2の混合ガスを用
いることができる。
【００３９】実施例５．本実施例は、ITO(SnO25wt%)タ
ーゲットを用い、 Re, Os, Mo, W を添加濃度が0.01％
の桁の微量の場合も含めた例である。成膜の条件は実施
例２と同じである。
ーゲットを用い、 Re, Os, Mo, W を添加濃度が0.01％
の桁の微量の場合も含めた例である。成膜の条件は実施
例２と同じである。
【００４０】各種添加金属の濃度とITO膜の比抵抗を表
３に示す。
３に示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】実施例６．液晶表示装置の代表的な表示技
術として、マトリクス表示がある。マトリクス表示は、
表示パネルを２次元的なマトリクス配列により細かく画
素分割し、任意の画像を表現する技術である。マトリク
ス表示には、さらにその画素部分の駆動技術の違いによ
って、単純マトリクス表示とアクティブマトリクス表示
がある。図６は本発明の低抵抗透明導電膜を透明電極と
して用いた液晶パネルの斜視図である。
術として、マトリクス表示がある。マトリクス表示は、
表示パネルを２次元的なマトリクス配列により細かく画
素分割し、任意の画像を表現する技術である。マトリク
ス表示には、さらにその画素部分の駆動技術の違いによ
って、単純マトリクス表示とアクティブマトリクス表示
がある。図６は本発明の低抵抗透明導電膜を透明電極と
して用いた液晶パネルの斜視図である。
【００４３】本図に示すように単純マトリクス表示液晶
パネルは、上部ガラス基板３、ストライプ状にパターン
化された上部透明電極１、液晶４、上部透明電極１と交
差する方向にパターン化された下部透明電極２、そして
下部ガラス基板５で構成される。画素は上部透明電極１
と下部透明電極２の各交差エリアである。上下透明電極
間に電圧を印加することで、画素のエリアの液晶の配向
が変化して画像を表現する。上部透明電極１及び下部透
明電極２に実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導
電膜を用いて比抵抗が低下すれば電極幅を狭くでき、画
素のエリアを小さく出来るため高精細化が可能となる。
一方、アクティブマトリクス表示は、画素部分を薄膜ト
ランジスタ(TFT)あるいは薄膜ダイオードで駆動する技
術であるが実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導
電膜を、アクティブマトリクス表示液晶パネルに用いる
こともできる。
パネルは、上部ガラス基板３、ストライプ状にパターン
化された上部透明電極１、液晶４、上部透明電極１と交
差する方向にパターン化された下部透明電極２、そして
下部ガラス基板５で構成される。画素は上部透明電極１
と下部透明電極２の各交差エリアである。上下透明電極
間に電圧を印加することで、画素のエリアの液晶の配向
が変化して画像を表現する。上部透明電極１及び下部透
明電極２に実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導
電膜を用いて比抵抗が低下すれば電極幅を狭くでき、画
素のエリアを小さく出来るため高精細化が可能となる。
一方、アクティブマトリクス表示は、画素部分を薄膜ト
ランジスタ(TFT)あるいは薄膜ダイオードで駆動する技
術であるが実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導
電膜を、アクティブマトリクス表示液晶パネルに用いる
こともできる。
【００４４】実施例７．本実施例は太陽電池の電極とし
て実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導電膜を用
いる例である。
て実施例１から実施例５に述べた低抵抗透明導電膜を用
いる例である。
【００４５】図７は本発明の低抵抗透明導電膜を電極と
して用いた太陽電池の斜視図である。 本図に示すよう
に太陽電池は、正透明電極９、P型Si膜１０、n型Si膜１
１、負電極１２で構成される。太陽光１３が、太陽電池
に照射されると、正透明電極９を太陽光１３が透過し、
P型Si膜１０、n型Si膜１１の部分に電流が誘起され、正
透明電極９、負電極１２を通して起電力が取り出され
る。正透明電極９に実施例１から実施例５に述べた低抵
抗透明導電膜を用いることにより、比抵抗が低下し取り
出し得る太陽電池の起電力が増加する。
して用いた太陽電池の斜視図である。 本図に示すよう
に太陽電池は、正透明電極９、P型Si膜１０、n型Si膜１
１、負電極１２で構成される。太陽光１３が、太陽電池
に照射されると、正透明電極９を太陽光１３が透過し、
P型Si膜１０、n型Si膜１１の部分に電流が誘起され、正
透明電極９、負電極１２を通して起電力が取り出され
る。正透明電極９に実施例１から実施例５に述べた低抵
抗透明導電膜を用いることにより、比抵抗が低下し取り
出し得る太陽電池の起電力が増加する。
【００４６】以上述べたように、種々の透明導電性膜に
添加金属元素として Re, Os, Mo, Wの少なくとも１つを
添加することで、可視光域での透過率を損なわずに比抵
抗を低下できる。特に、ITO膜の場合は、Re, Os, Mo, W
の少なくとも１つを添加することで、比抵抗8×10~5
Ωcm以下のITO膜を成膜することができる。このような
低抵抗透明導電膜を電極として用いれば、高精細、低消
費電力の液晶表示装置、あるいは高い起電力の太陽電池
が得られる。
添加金属元素として Re, Os, Mo, Wの少なくとも１つを
添加することで、可視光域での透過率を損なわずに比抵
抗を低下できる。特に、ITO膜の場合は、Re, Os, Mo, W
の少なくとも１つを添加することで、比抵抗8×10~5
Ωcm以下のITO膜を成膜することができる。このような
低抵抗透明導電膜を電極として用いれば、高精細、低消
費電力の液晶表示装置、あるいは高い起電力の太陽電池
が得られる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、透明導電膜にＲｅ，Ｏ
ｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを添加することに
より、可視光域での透過率を損なわずに比抵抗を低下さ
せた透明導電膜を成膜することができる。
ｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくとも１つを添加することに
より、可視光域での透過率を損なわずに比抵抗を低下さ
せた透明導電膜を成膜することができる。
【００４８】また、上記低抵抗透明導電膜を電極として
用いれば、高精細、低消費電力の液晶表示装置、あるい
は高い起電力の太陽電池を提供できる。
用いれば、高精細、低消費電力の液晶表示装置、あるい
は高い起電力の太陽電池を提供できる。
【図１】本発明の実施例のRe添加In2O3膜の添加Re濃度
と比抵抗との関係を示す図表である。
と比抵抗との関係を示す図表である。
【図２】本発明の実施例のRe添加In2O3膜の透過光波長
と透過率の関係を示す図表である。
と透過率の関係を示す図表である。
【図３】本発明の実施例のRe添加ITO膜の添加Re濃度と
比抵抗との関係を示す図表である。
比抵抗との関係を示す図表である。
【図４】本発明の実施例のITO層と酸化Re層を積層した
多層膜の断面図である。
多層膜の断面図である。
【図５】本発明の実施例のRe添加ITO膜の添加Re濃度と
比抵抗との関係を示す図表である。
比抵抗との関係を示す図表である。
【図６】本発明の低抵抗透明導電膜を透明電極として用
いた液晶パネルの斜視図である。
いた液晶パネルの斜視図である。
【図７】本発明の低抵抗透明導電膜を電極として用いた
太陽電池の斜視図である。
太陽電池の斜視図である。
１ 上部透明電極 ２ 下部透明電極 ３ 上部ガラス基板 ４ 液晶 ５ 下部ガラス基板 ６ ITO層 ７ 酸化Re層 ８ ガラス基板 ９ 正透明電極 １０ P型Si膜 １１ n型Si膜 １２ 負電極 １３ 太陽光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/40 Ａ 31/04
Claims (7)
- 【請求項１】 １種類以上のカチオン及び酸素からなる
透明導電膜に、比抵抗が少なくとも１×１０~4Ωｃｍ以
下である酸化物を添加したことを特徴とする低抵抗透明
導電膜。 - 【請求項２】 １種類以上のカチオン及び酸素からなる
透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくと
も１つを添加したことを特徴とする低抵抗透明導電膜。 - 【請求項３】 １種類以上のカチオン及び酸素からなる
複数の透明導電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少
なくとも１つを添加したことを特徴とする低抵抗透明導
電膜。 - 【請求項４】 インジウム及び酸素からなる透明導電膜
に、Ｒｅを前記インジウムに対する原子濃度として２．
０〜３．０ａｔｍ％添加したことを特徴とする低抵抗透
明導電膜。 - 【請求項５】 インジウム、錫及び酸素からなる透明導
電膜に、Ｒｅ，Ｏｓ，Ｍｏ，Ｗのうちの少なくとも１つ
を前記インジウムに対する原子濃度として０．０２〜
１．２ａｔｍ％添加したことを特徴とする低抵抗透明導
電膜。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のうちの何れかの
請求項に記載の低抵抗透明導電膜を透明電極として用い
たことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項７】 請求項１から請求項５のうちの何れかの
請求項に記載の低抵抗透明導電膜を電極として用いたこ
とを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076888A JPH07278791A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 低抵抗透明導電膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076888A JPH07278791A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 低抵抗透明導電膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07278791A true JPH07278791A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13618183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6076888A Pending JPH07278791A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 低抵抗透明導電膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07278791A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1881534A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-01-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solar cell module |
| US20080210551A1 (en) * | 2002-05-30 | 2008-09-04 | Yoshiyuki Abe | Target for Transparent Conductive Thin Film, Transparent Conductive Thin Film and Manufacturing Method Thereof, Electrode Material for Display, and Organic Electroluminescence Element |
| JP2009108413A (ja) * | 2008-11-17 | 2009-05-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2011018623A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Geomatec Co Ltd | 透明導電膜及びその製造方法 |
| WO2013183564A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 日東電工株式会社 | 透明導電性フィルム |
| US8963130B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-02-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Transparent electrode and organic light emitting diode device including the transparent electrode and method of manufacturing the same |
| JP2015506416A (ja) * | 2012-01-27 | 2015-03-02 | ユーピー ケミカル カンパニー リミテッド | インジウムを含有する酸化膜及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6076888A patent/JPH07278791A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080210551A1 (en) * | 2002-05-30 | 2008-09-04 | Yoshiyuki Abe | Target for Transparent Conductive Thin Film, Transparent Conductive Thin Film and Manufacturing Method Thereof, Electrode Material for Display, and Organic Electroluminescence Element |
| EP1881534A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-01-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solar cell module |
| EP1881534A3 (en) * | 2006-07-20 | 2009-02-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solar cell module |
| US7741558B2 (en) | 2006-07-20 | 2010-06-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solar cell module |
| JP2009108413A (ja) * | 2008-11-17 | 2009-05-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2011018623A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Geomatec Co Ltd | 透明導電膜及びその製造方法 |
| US8963130B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-02-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Transparent electrode and organic light emitting diode device including the transparent electrode and method of manufacturing the same |
| JP2015506416A (ja) * | 2012-01-27 | 2015-03-02 | ユーピー ケミカル カンパニー リミテッド | インジウムを含有する酸化膜及びその製造方法 |
| WO2013183564A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 日東電工株式会社 | 透明導電性フィルム |
| CN103999166A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-08-20 | 日东电工株式会社 | 透明导电性膜 |
| JPWO2013183564A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2016-01-28 | 日東電工株式会社 | 透明導電性フィルム |
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