JPS5859509A - 透明導電膜の製造方法 - Google Patents

透明導電膜の製造方法

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JPS5859509A
JPS5859509A JP15709981A JP15709981A JPS5859509A JP S5859509 A JPS5859509 A JP S5859509A JP 15709981 A JP15709981 A JP 15709981A JP 15709981 A JP15709981 A JP 15709981A JP S5859509 A JPS5859509 A JP S5859509A
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JP
Japan
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substrate
film
transparent conductive
evaporation
oxygen
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JP15709981A
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English (en)
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達男 太田
新藤 昌成
明官 功
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸化インジウム、二酸化錫よりなる透明導電性
膜(以後ITO膜と称する)の製造方法に関し、詳しく
は、高性能のITO@を生産性よく製造する改善された
製造方法に関する。
一般的に透明導電膜は、スライ÷°フィルム、マイクロ
フィルム等の透過盤画像作成の電子写真記録体、KL、
液晶あるいはエレクトロクロミック、プラズマディスプ
レー、PLZT専のディスプレイ用電極、透明スイッチ
、静電遮蔽材、帯電防止材あるいは熱線反射膜、面発熱
体等今日の技術の最先端の製品分野に広く利用されてい
る。   −このような透明導電膜は大別して金属薄膜
タイプと酸化物薄膜タイプとすることができるが、金属
薄膜タイプは金、パラジウム等を数百1の厚みに蒸着し
たもので、導電性はよいが透明性が悪い。
一方酸化物薄膜タイブには既に述べ九ITO膜、二酸化
錫透明導電性膜の外に酸化カドミウムと二酸化錫からな
る透明導電性膜(所811ICTo膜)等がある。当該
C10膜の導電性はほぼ工TO膜に匹敵する程度に作成
できるが膜厚が厚くなると光の吸収端嘆より約1桁程小
さく、導電性が悪いという欠点がある。
工TO膜は化学的安定性では前記二酸化錫透明導電性膜
に若干劣るが、透明導′#を膜としての生館である導電
性および透明性が優れており、しかもパターン化が容易
であるのでその用途は今日最も広い。
従来用いられているITO膜の製造方法には化学、的製
法と物理的製法がある。
化学的製法は四に細別すると塗布法、スプレー法あるい
はOVD (chemical vapor depo
sition )法等があるが、一般に膜を付設する基
板を500〜600℃の温度に保つ必要があり、基板の
選択、及び生産性の面で好しくない。
一方物理的製法には、RIFイオンプレーテング法、R
Fスパッターリング法及び真空蒸着法等の櫨々の方法が
あるが、RFイオンプレーテング法は、イオン化電極物
質のITO膜への混入が起り易く、また蒸着物質蒸気の
濃度が高くないとイオン化が起らず、蒸着速度の制−が
困難であるなどの欠点がある。またRFスパッターリン
グ法は蒸着物質を厚みのある大きなプレート(ターゲッ
トと称される)に仕上げ、該ターゲットをイオン化した
アルゴン等でボンバードし基板に蒸着物質を蒸着させる
方法であるが、使用中ターゲットの酸化度が変化し再現
性が問題となるのでもし常に新しいターゲットを使用し
再現性を保つとするとターゲットのロスが大きくなるな
どの欠点がある。
真空蒸着法は一つの方法として酸素ガス中で、金属イン
ジウム、金属錫あるいはそれらの合金を蒸着物質とする
蒸発源をに気的な抵抗加熱によって熔融蒸発させ、この
蒸気を基板に蒸着する金属蒸発方法がとられる。従って
熔融したインジウム、及び錫はその融点あるいは沸点の
麿から低融点又は低沸点のものが優先して蒸発し漸次祷
発源の組成変化を起すとか、一般的に酸化不足となり易
く低級酸化物が蒸着されるため透明度、及び導電性の悪
い膜が形成されるという欠点がある。また他の方法とし
て上記並属に代えて酸化インジウム、及び酸化錫あるい
けそれらの混合物を用いる酸化物蒸発方法では、抵抗加
熱によって還元が起り低酸化物が蒸着され、また抵抗加
熱電極の成分例えばモリブデン、タンタル或はタングス
テンが高温加熱によって蒸発し、蒸着膜に混入して、透
明度、及び導電性の悪化を起すという欠点がある。
以ヒ述べた真空蒸着法の欠点を改善するため、抵抗加熱
に代えて電子銃によって、酸化インジウム及び二酸化錫
からなる蒸発源に電子ビームを照射することによって昇
華し、昇華した蒸気を250℃以上に保った基板に蒸着
し、還元を抑え且つ異種金属の混入を起すことなく良好
な工TO膜を製造する方法が提亥された。
しかし基板を250℃以上に保つことは透明材料として
はガラス、特殊合成樹脂等極めて限られた材料しか基板
として採用する−ことができないなど製造上の制約のみ
ならず、工TO膜の用途を着しく狭める結果を招くとか
、真空中で基板温度を250℃に保つことはITO膜の
性能上又は製造工程の能率の点で好ましくなく、基板温
度を高温にすることは、側壁等からの不純物の混入を招
き、かつ昇温及び冷却時間のロスを招くとか、さらに基
板を250℃以下に保って蒸着した場合には、蒸着後酸
素ガス中或は空気中で酸些再処理を行い低級酸化物を酸
化し、透明性、及び導電性を向上させる補完の工程を追
加する必要があるなどの多くの欠点が残る。
本発明の目的は、真空蒸着法による透明導也性工To膜
の製造工程において、基板加熱の必要性を除くことによ
って、真空中での加熱工程及び冷却工程を不要とし、ま
た基板材料の償択の自由度を大きくし1かつ酸化再処理
を要する低酸化物の発生、不純物混入の恐れのない、し
かも性能のすぐれた透明導電性ITO膜の生産性の高い
製造方法を提供することにある。
と\に述べた本発明の目的は、真空槽内において、酸化
インジウム及び二酸化揚を蒸着物質とする蒸発源を蒸発
せしめ、基板上に前記蒸着*質を蒸有する透明導電膜の
製造方法において、@配蒸着物質をシ子ビーム照射によ
って昇華させ、活性酸素及び酸素イオンを含む活性ガス
の存在下に基板上に蒸着させることを特徴とする透明導
電膜の製造方法によって達することができる。
以Fに、本発明を図面に基いて具体的に説明する。
第1図は上記概念図であって、1・項において11は真
空槽であって、ペルジャーとして現している。
12は所定の蒸着物質からなる蒸発源、121は当該蒸
発源12を入れるボートである。122は蒸発源12を
基板13に対して覆ったシャッターである。蒸発源12
から放射される蒸着物質は浮#流動することがないので
、ボート121と基板13を底面として想定される立体
のシャッター122位置の断面の広さがあれば充分であ
る。
14は酸素放電管、であって、ペルジャー11の側壁或
は床面において、前記放電管で生成される活性ガス及び
酸素イオンを含む活性ガスを基板13に供給するのに都
合のよい位置に設ける。141はグロー放11L部であ
って、放電電流を最適に調整して当該放電管内を通過す
る酸素を活性化する。尚酸素放電管14に供給されるガ
スは酸素ガスあるいは酸素を含んだ蒸着膜に無害なガス
例えば空気等である。
酸素放電管14の構造の一例を第2図に示した。
ガス人口21を有する筒状の一方の電極部材22と、こ
の一方の電極部材22を一端に設けた、放電空間23を
囲続する例えばガラス製の筒状の放電空間部材24と、
この放電空間部材24の他端に設けた、出口25を有す
るリング状の他方の電極部材26とより成り、図示の例
における放4 ”l im1部材24は、二車管(14
造であって冷却水を流過せしめ得る構成を44する。2
7.28はそれぞれ冷却水人口及び冷却水出口、29は
一方の電極部材22の冷却用フィンを示す。
酸素数′ぼ肯14の機能は酸素ガスを活性化し、粘性酸
素及び酸素イオンを含む活性ガスを生成しこれをペルジ
ャー11の中に供給することにあるので、前記放電管1
4の放−郡141は、RF電圧を利用した賦活機構ある
いはイオン発生機ヤ4等とすることができる。
第1図に戻り、15はペルジャー11の排気口であって
、咽系放屯官14からのガス供給とペルジャー11内で
のガス消耗敬にバランスl〜で排気し、ペルジャー11
内を所定の酸素ガス分圧に保つ。
16は基板13に近接あるいは接触して設けたR挨電惨
で、ペルジャー11の外部に設けた′峨源161に繋が
り、ta源161の他端はアースされている。背後電極
16は直流電圧O〜−10KV、あるいは交流電圧、0
〜5KVの範囲で電圧印加される。
17はヒーターであって、低温度範囲での基板13のI
Ai[調節に用いられる。
以上述べた工TO膜製造装置に於て、ボー)、121に
酸化インジウム及び二酸化錫から成る蒸@源例えば二畝
化錫0.3〜40重を壬を含む酸化インジウムとの混合
物を均一に混合し加圧成形した酸化インジウム、二ば化
錫タブレット(工Toタブレット)を入れ、ペルジャー
11を排気し、酸素放電管14から酸素ガス或は含酸素
ガスをグロー放電部141によって活性化して供給し、
ペルジャー11内の興空度を10〜IQ torr 、
より好しくは10〜10 torrにし、電子銃(図示
せず)からの電子ビームで工Toタブレットを照射し、
背後電極に前述した印加電圧範囲、好しくけ−1〜−5
KVの直流電圧を印加する。ITOタブレットの昇華状
況が所定の状輻に定率化した時点でシャッタ122を開
いて蒸着に入る。伺蒸発源を複数菌膜け、各々別個に昇
華蒸着させ、複層ITO膜、あるいは膜l−上下で連続
的に組成変化し九ITO膜を作成し、■TO膜の構成制
御、ヒリえば上1−に二酸化錫を多く含ませて耐熱性の
向上等を行うことができる。このような蒸宥状況におい
て、蒸発源12に電子ビームを照射して蒸@源物實を相
補せしめると共に、酸素放電管14に酸素ガスを供給し
ながら、例えば第2図の例において一方の電極部材22
を員電位(例えば−600V )とし及び他方の電極部
材26をアース電位として放電せしめると、この酸素放
電管14よシ、酸素ガスが活性化され、各棟の活性酸素
、酸素イオン及び電子等を含む活性ガスが生成されペル
ジャー11偽に導入される。ペルジャー11内において
は、導入された活性ガスの存在下に基板13上に工To
タブレット蒸発流が堆積してITO膜が形成される。こ
のとき基板の背後電極16には既述の通り−1〜−5K
Vp直流電圧が印加される前記蒸発流を前記活性酸素ガ
スと共に基板13面に誘導して基板13との接着性、構
造の緻密性等の点ですぐれた蒸層層を形成できるように
している。又前記背後電極16はペルジャー11にグロ
ー放電を生起せしめることもでき、これによって前記活
性ガス中の活性化されていないM素を活性化するとか、
酸素イオンと電子とが再結合して不活性化されたものを
再び活性化するとか、工To蒸気流を活性化し、基板1
3上により幼果的な蒸着層を形成するようにすることが
できる。
かくして形成される蒸着膜は酸素が充分1%4/、で混
入された蒸発源物質を組成とするものであり、酸化イン
ジウムと二酸化嶋とからなるITOp明導電膜が形成さ
れる。
しか龜基板13は、製造装置に基板移送機構と該機構の
ためのスペースを設ければ移送可能であり、連続して或
は間欠的に移送することによって、連続生産システムを
組むことが可能であって生産性は著しく高くなる。
又既述のように、基板13を加熱することは不要である
から、熱に弱いものであっても基板13として用いるこ
とができ、ガラス板、金属又は樹脂の板およびシート、
或いはこれらにアモルファスシリコン等の所望の表層を
設は丸ものを基板13として用いてこれに透明導電膜を
形成することができる。
本発明において、蒸着条件を変えることによってITo
膜の性能を制御することができる。
例えば基板13の温度を30°Gとして、グロー放電管
141の枚重′イ流を0〜IAK aって変化させると
、生成するITo膜の性能を変化させることができ、放
電電流を0.5Aとした時にえられる特性は、光透過率
83% < 5000Hの波長光)、シート抵抗IKΩ
10以下である。
またITOタブレットの組成を変えることによっても工
To膜の特性は変化する。第3図にITOタブレットに
おいて二酸化−の含量を変えた時の、膜厚400Aに蒸
着したITo膜のシート抵抗及び光fi過率の変化を示
した。横軸に二酸化−の含有重被チ、縦軸はシート抵抗
及び光透過率である。また耐久性試験として300℃、
大気中1時間の熱処理結果を併記した。二酸化−の含量
と特性変化は図により明かである。熱処理の影響は二酸
化−が5淑−チ以下の場合、シート抵抗の劣化が顕著に
なるが、例えば液晶茂示装置の透明電極の熱劣化許容限
度IKΩ10を基準にすると3@量チ以上の二酸化錫含
有範囲であればよい。
その他の用途についても勘案して、二酸化−の含有曽は
0.3〜40*′t#、好しくは5〜25チである。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例1 蒸着物質として、均一に混合し加圧成形した酸化錫含量
10重tqbのITOタブレットを蒸発源のボートに入
れ、電子銃による電子ビーム照射により昇華させ、背後
電極に直流電圧マイナスIKVを印加し、厚さ175μ
mのポリエチレンフタレートフィルムに蒸着する。基板
のポリエチレンフタレートフィルムは25〜30℃、グ
ロー放電部141に流れる電流0.7A1真空度8X1
♂torr 、蒸着速度120A / minで膜厚4
00Aの11’0hI1.を作った。見られたITo膜
の5000Xの波長に於るヒ通率84チ、ノート抵抗6
00″/口 であった。
実施例2 本発明は基板の加熱を必要としないものであるが、加熱
を禁忌するものではないので、ガラス基板を用い、基板
温度200℃とした時の実施例を示す。
ガラス基板の温度を200℃、真空度7 X 1(lt
orr。
ITo 11tiの膜厚を100(’IAとした以外は
実施例1と同条件を用いた。えられた工TO膜の特性は
、’5(lfli)Aの波長に於る透過率82チ、シー
ト抵抗150KU/。
であった。
以上述べたことから明かな如く、先述した本梢明の目的
は完全に達成することができて、透明慢邂性ITO膜の
低コスト計量形の製造方法瀘提供できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する製造装置の一例の概念
図である。第2図は酸素放′を管の断面図である。第3
図は本発明によって見られるITo膜の特性図である。 11・・Φペルジャー(真空槽″)X 12−・蒸発源
、13・・・基板、14・・・酸素枚ぼ管、15・・・
排気口、16・参−背?4:電極、代理人 東 原 義
 犬 第1閉 市2胆 m−シート括4九 一一一 透過率(5000人) 0:  煕処工!なシ b:  熱処理(500”C,1吟閉、大気中)手続補
正書 IM+和57年12112211 特/I’ Ii長1゛1゛ 若杉和夫殿1   ・II
 イ′1 の 12 弓・昭41+ 56 ?t<特a
’f ’d(i 7hS  157099  ’j2 
発明の71V1・ 透明導iiE!IIの製造方法 ”  hli IE y Iる8 ・111″1・との関係 特許出願人 任 所  東京都It 1?i区西新宿1 ”I’ 1
126番21」・f、  M・ (127)小西六写s
:y =t’、業株式会子1代ノ諏締役川本信用 4代理人 〒191 1、I:  所  東帛都11野市さくら町1市地小西
7“、写真1朶株式会社内 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 7、 補正の内容 (イ) 「発明の詳細な説明」の欄を下記の如く訂正す
る。 (1)第7頁第11行目の「・・・よい位置に設ける。 141はグロー」を「・・・のよい位al&(:設ける
。 伺えば第1図に示すように真空槽(第1図テハベルジャ
ー)11の外忙設ける。このように放電管14は真空槽
11の外に設けられると、例えば第2図に示すように冷
却水(2′7から公へ流れる)や冷却用ファン9等釦よ
り、放電時の発熱による14の劣化を効率よく防止tき
るし、又、例えば冷却水を用いた冷却方法によりても、
14が真空槽外にあると、水もれ等が起った場合でも真
空槽11の汚染や真空度の低下等がない。141 if
グロー」と訂正する。 (2)第14頁5行目のr’シー)抵抗150 KQl
oJを「シート抵抗150Ω/口」と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 真空槽内において、酸化インジウム及び二酸化錫を蒸着
    物質とする蒸発源を蒸発せしめ、基板上に前記蒸着物質
    を蒸着する透明導電膜の製造方法において、前記蒸着物
    質を電子ビーム照射によって昇華させ、活性M素及び酸
    素イオンを含む活性ガスの存在下に基板上に蒸着させる
    ことを特徴とする透明導電性膜の製造方法。
JP15709981A 1981-10-01 1981-10-01 透明導電膜の製造方法 Pending JPS5859509A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62264003A (ja) * 1986-05-10 1987-11-17 Asahi Optical Co Ltd 光学製品のコ−ト膜
JPS6415718A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Toppan Printing Co Ltd Liquid crystal display element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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