JP2000031463A - 透明電極の形成方法 - Google Patents
透明電極の形成方法Info
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- JP2000031463A JP2000031463A JP11076466A JP7646699A JP2000031463A JP 2000031463 A JP2000031463 A JP 2000031463A JP 11076466 A JP11076466 A JP 11076466A JP 7646699 A JP7646699 A JP 7646699A JP 2000031463 A JP2000031463 A JP 2000031463A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜にダメージを与えることなく、結晶化を十
分に進行させ、結晶性の良好な透明電極を形成する。ま
た、耐熱性の低い基体（特にＰＭＭＡ）の上に十分に高
い電気伝導率を有する透明電極を形成する。 【解決手段】 透明電極材料を基体上にアモルファス状
に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長よりも短い波
長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネ
ルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射して結晶化
させて、透明電極を形成する。
分に進行させ、結晶性の良好な透明電極を形成する。ま
た、耐熱性の低い基体（特にＰＭＭＡ）の上に十分に高
い電気伝導率を有する透明電極を形成する。 【解決手段】 透明電極材料を基体上にアモルファス状
に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長よりも短い波
長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネ
ルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射して結晶化
させて、透明電極を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明電極の形成方
法等に関し、詳しくは、液晶ディスプレイ、ＥＬディス
プレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルデ
ィスプレイや太陽電池等の各種用途に用いる透明電極等
の形成方法とそのパターニング方法等に関する。
法等に関し、詳しくは、液晶ディスプレイ、ＥＬディス
プレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルデ
ィスプレイや太陽電池等の各種用途に用いる透明電極等
の形成方法とそのパターニング方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイ等のフラットパネルデ
ィスプレイには画素電極として透明電極が用いられる。
例えば、液晶ディスプレイの湯合、二枚の透明電極の間
の電界をオン・オフすることにより、透明電極間に挟ま
れた液晶分子の配向を制御し、光の透過をオン・オフす
る。また、太陽電池では、光が半導体に入射した際に生
成するキャリア電子又は正孔を捕獲するために、透明電
極を用いる。
ィスプレイには画素電極として透明電極が用いられる。
例えば、液晶ディスプレイの湯合、二枚の透明電極の間
の電界をオン・オフすることにより、透明電極間に挟ま
れた液晶分子の配向を制御し、光の透過をオン・オフす
る。また、太陽電池では、光が半導体に入射した際に生
成するキャリア電子又は正孔を捕獲するために、透明電
極を用いる。
【０００３】透明電極材料には、ＩＴＯ（Indium Tin O
xide）、ＡＴＯ（Antimony doped Tin Oxide）、ＡＺＯ
（Aluminum doped Zinc Oxide）などがあり、フラット
パネルディスプレイには主にＩＴＯが、太陽電池には主
にＡＴＯが用いられている。また、新しい透明電極材料
としてＭｇＩｎ2Ｏ4などの複合酸化物が提案されてい
る。
xide）、ＡＴＯ（Antimony doped Tin Oxide）、ＡＺＯ
（Aluminum doped Zinc Oxide）などがあり、フラット
パネルディスプレイには主にＩＴＯが、太陽電池には主
にＡＴＯが用いられている。また、新しい透明電極材料
としてＭｇＩｎ2Ｏ4などの複合酸化物が提案されてい
る。
【０００４】これらの透明電極材料は適当な基体の上に
適当な成膜方法によって膜状に形成されるのが通常であ
る。例えば液晶ディスプレイの場合には、ガラス基板又
はカラーフィルターの上にスパッタリング法によりＩＴ
Ｏ膜を形成するのが通常である。また、例えば太陽電池
の場合には、ガラス基板の上にＣＶＤ法によりＡＴＯ膜
を形成するのが通常である。このとき、透明電極材料を
結晶化させるために、基体温度は各透明電極材料の結晶
化温度以上に設定する。結晶化が不十分である場合に
は、透明性や導電性が十分に発現しない。
適当な成膜方法によって膜状に形成されるのが通常であ
る。例えば液晶ディスプレイの場合には、ガラス基板又
はカラーフィルターの上にスパッタリング法によりＩＴ
Ｏ膜を形成するのが通常である。また、例えば太陽電池
の場合には、ガラス基板の上にＣＶＤ法によりＡＴＯ膜
を形成するのが通常である。このとき、透明電極材料を
結晶化させるために、基体温度は各透明電極材料の結晶
化温度以上に設定する。結晶化が不十分である場合に
は、透明性や導電性が十分に発現しない。
【０００５】また、これらの透明電極は適当なパターン
を形成して用いられることが多い。特にフラットパネル
ディスプレイにおいては、パターニングの必要性が高
い。例えば、液晶ディスプレイの一つであるＳＴＮ方式
のディスプレイでは、ガラス基板上に細長いストライプ
状の透明電極パターンを形成して用いられる。また、同
じく液晶デイスプレイの一つであるＴＦＴ方式のディス
プレイでは、ガラス基板上又はカラーフィルター上に各
画素とほぼ同じ大きさの矩形状の透明電極パターンを形
成して用いられる。このようなパターンは、リソグラフ
ィの技術を用いて形成する。すなわち、上記のような方
法により形成した透明電極膜上にレジスト層を形成し、
これに電極パターンと同じパターンを有するフォトマス
クを介して光を照射してレジストを感光する。光重合型
のレジストを用いる場合には、非感光部分を溶剤に溶か
して取り除く。また光分解型のレジストを用いる場合に
は感光部分を溶剤に溶かして取り除く。レジストの取り
除かれた部分は、透明電極膜が露出する。これを酸の中
に浸すと露出部分の透明電極膜が酸に溶解して除去され
る。最後に透明電極膜上に残存したレジストを溶剤に溶
かして取り除いて、透明電極パターンを得る。以上は湿
式法（ウエットエッチング）による場合であるが、露出
部分の透明電極膜を塩素ガス等によって取り除く乾式法
（ドライエッチング）による場合もある。いずれの場合
にも、透明電極パターンの形成にはレジストを使用す
る。
を形成して用いられることが多い。特にフラットパネル
ディスプレイにおいては、パターニングの必要性が高
い。例えば、液晶ディスプレイの一つであるＳＴＮ方式
のディスプレイでは、ガラス基板上に細長いストライプ
状の透明電極パターンを形成して用いられる。また、同
じく液晶デイスプレイの一つであるＴＦＴ方式のディス
プレイでは、ガラス基板上又はカラーフィルター上に各
画素とほぼ同じ大きさの矩形状の透明電極パターンを形
成して用いられる。このようなパターンは、リソグラフ
ィの技術を用いて形成する。すなわち、上記のような方
法により形成した透明電極膜上にレジスト層を形成し、
これに電極パターンと同じパターンを有するフォトマス
クを介して光を照射してレジストを感光する。光重合型
のレジストを用いる場合には、非感光部分を溶剤に溶か
して取り除く。また光分解型のレジストを用いる場合に
は感光部分を溶剤に溶かして取り除く。レジストの取り
除かれた部分は、透明電極膜が露出する。これを酸の中
に浸すと露出部分の透明電極膜が酸に溶解して除去され
る。最後に透明電極膜上に残存したレジストを溶剤に溶
かして取り除いて、透明電極パターンを得る。以上は湿
式法（ウエットエッチング）による場合であるが、露出
部分の透明電極膜を塩素ガス等によって取り除く乾式法
（ドライエッチング）による場合もある。いずれの場合
にも、透明電極パターンの形成にはレジストを使用す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、透明電極材料を
結晶化させるためには、基板の温度を透明電極材料の結
晶化温度以上に加熱しなければならなかった。例えば、
ＩＴＯの場合、結晶化温度は１５０℃付近と言われてい
るが、十分に高い結晶性を得るためには３００℃付近ま
で加熱する必要がある。このため、耐熱性の低い基板、
例えば有機材料を用いたカラーフィルターや高分子フィ
ルムの上に高い結晶性を有するＩＴＯ膜を形成すること
ができず、十分に高い電気伝導率を得ることができなか
った。また例えば、ＭｇＩｎ2Ｏ4は結晶化温度が３００
℃付近にあるために、高分子フィルムや有機ＥＬ材料等
の上に形成することができなかった。
結晶化させるためには、基板の温度を透明電極材料の結
晶化温度以上に加熱しなければならなかった。例えば、
ＩＴＯの場合、結晶化温度は１５０℃付近と言われてい
るが、十分に高い結晶性を得るためには３００℃付近ま
で加熱する必要がある。このため、耐熱性の低い基板、
例えば有機材料を用いたカラーフィルターや高分子フィ
ルムの上に高い結晶性を有するＩＴＯ膜を形成すること
ができず、十分に高い電気伝導率を得ることができなか
った。また例えば、ＭｇＩｎ2Ｏ4は結晶化温度が３００
℃付近にあるために、高分子フィルムや有機ＥＬ材料等
の上に形成することができなかった。
【０００７】さらに、従来は、透明電極のパターニング
にはレジストを使用していたので、レジストを塗布する
工程およびレジストを除去する工程が必要であり、工程
数が多いだけでなく、透明電極上にレジスト成分が残存
して透明電極の透明性や導電性を劣化させる等の問題の
原因となっていた。
にはレジストを使用していたので、レジストを塗布する
工程およびレジストを除去する工程が必要であり、工程
数が多いだけでなく、透明電極上にレジスト成分が残存
して透明電極の透明性や導電性を劣化させる等の問題の
原因となっていた。
【０００８】本発明は上述した問題点にかんがみなされ
たもので、透明電極材料の結晶化を低温で進めることに
より、耐熱性の低い基体等の上にも十分に高い電気伝導
率を有する透明電極を形成できる透明電極の形成方法の
提供を第一の目的とする。また、本発明は、透明電極材
料の結晶質部分と非晶質部分とのエッチング速度が異な
ることを利用して、レジストを使用することなくバター
ニングを行ない、工程数を減らし、レジスト成分の残存
による諸問題を解決できる透明電極のパターニング方法
の提供を第二の目的とする。
たもので、透明電極材料の結晶化を低温で進めることに
より、耐熱性の低い基体等の上にも十分に高い電気伝導
率を有する透明電極を形成できる透明電極の形成方法の
提供を第一の目的とする。また、本発明は、透明電極材
料の結晶質部分と非晶質部分とのエッチング速度が異な
ることを利用して、レジストを使用することなくバター
ニングを行ない、工程数を減らし、レジスト成分の残存
による諸問題を解決できる透明電極のパターニング方法
の提供を第二の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一の発明に係る透明電極の形成方法は、
透明電極材料を基体上にアモルファス状に堆積させ、こ
れに前記材料の吸収端波長よりも短い波長を有し、かつ
３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度を有
するパルス・レーザ光を照射して結晶化させる構成とし
てある。
に、本発明の第一の発明に係る透明電極の形成方法は、
透明電極材料を基体上にアモルファス状に堆積させ、こ
れに前記材料の吸収端波長よりも短い波長を有し、かつ
３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度を有
するパルス・レーザ光を照射して結晶化させる構成とし
てある。
【００１０】また、本発明の第二の発明に係る透明電極
のパターニング方法は、透明電極材料を基体上にアモル
ファス状に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長より
も短い波長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pul
seのエネルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射し
て結晶化させる際に、照射光に任意のパターンを持たせ
て照射部分のみを結晶化させ、照射光を照射しなかった
部分を選択的にエッチングする構成としてある。
のパターニング方法は、透明電極材料を基体上にアモル
ファス状に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長より
も短い波長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pul
seのエネルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射し
て結晶化させる際に、照射光に任意のパターンを持たせ
て照射部分のみを結晶化させ、照射光を照射しなかった
部分を選択的にエッチングする構成としてある。
【００１１】なお、本発明では、必要に応じ、上記第一
の発明又は第二の発明において、前記基体が、耐熱性の
低い基体である構成、前記耐熱性の低い基体が、ポリメ
タクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）基体である構成、前記光
を照射する際に、基体の温度を制御する構成、前記透明
電極材料が、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（An
timony dopedTin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zi
nc Oxide）、及び、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、Ｚｎ
Ｇａ2Ｏ4から選ばれる複合酸化物、及び、Ｃｕを含むデ
ラフォサイト型の複合酸化物のうちのいずれかである構
成、あるいは、照射光に任意のパターンを持たせる方法
が、光線の走査法、又は、マスクを用いる方法である構
成とすることが好ましい。
の発明又は第二の発明において、前記基体が、耐熱性の
低い基体である構成、前記耐熱性の低い基体が、ポリメ
タクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）基体である構成、前記光
を照射する際に、基体の温度を制御する構成、前記透明
電極材料が、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（An
timony dopedTin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zi
nc Oxide）、及び、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、Ｚｎ
Ｇａ2Ｏ4から選ばれる複合酸化物、及び、Ｃｕを含むデ
ラフォサイト型の複合酸化物のうちのいずれかである構
成、あるいは、照射光に任意のパターンを持たせる方法
が、光線の走査法、又は、マスクを用いる方法である構
成とすることが好ましい。
【００１２】
【作用】第一の発明では、アモルファス状の透明電極材
料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の光を照射し
て結晶化させることにより、透明電極材料の結晶化を低
温で進めることができ、耐熱性の低い基体等の上にも十
分に高い電気伝導率を有する透明電極（透明導電膜）を
形成できる。
料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の光を照射し
て結晶化させることにより、透明電極材料の結晶化を低
温で進めることができ、耐熱性の低い基体等の上にも十
分に高い電気伝導率を有する透明電極（透明導電膜）を
形成できる。
【００１３】第二の発明では、アモルファス状の透明電
極材料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の光を照
射して結晶化させる際に、照射光に任意のパターンを持
たせて照射部分のみを結晶化させ、透明電極材料の結晶
質部分と非晶質部分のエッチング速度が異なることを利
用して、光を照射しなかった非晶質部分を選択的にエッ
チングすることにより、レジストを使用することなくバ
ターニングを行うことができ、工程数を減らすことがで
きるとともに、レジスト成分の残存による諸問題を解決
できる。
極材料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の光を照
射して結晶化させる際に、照射光に任意のパターンを持
たせて照射部分のみを結晶化させ、透明電極材料の結晶
質部分と非晶質部分のエッチング速度が異なることを利
用して、光を照射しなかった非晶質部分を選択的にエッ
チングすることにより、レジストを使用することなくバ
ターニングを行うことができ、工程数を減らすことがで
きるとともに、レジスト成分の残存による諸問題を解決
できる。
【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】まず、第一の発明について説明する。
【００１６】本発明の第一の発明は、アモルファス状の
透明電極材料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の
光を照射して結晶化させ、透明電極材料の結晶化を低温
で進めるものである。
透明電極材料に前記材料の吸収端波長よりも短い波長の
光を照射して結晶化させ、透明電極材料の結晶化を低温
で進めるものである。
【００１７】本発明の第一の発明における透明電極材料
には、例えば、ＩＴＯ（Indium TinOxide）、ＡＴＯ（A
ntimony doped Tin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped
Zinc Oxide）や、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧ
ａ2Ｏ4などのｎ型を示す複合酸化物、Ｃｕを含むデラフ
ォサイト型などのｐ型を含む複合酸化物等がある。
には、例えば、ＩＴＯ（Indium TinOxide）、ＡＴＯ（A
ntimony doped Tin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped
Zinc Oxide）や、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧ
ａ2Ｏ4などのｎ型を示す複合酸化物、Ｃｕを含むデラフ
ォサイト型などのｐ型を含む複合酸化物等がある。
【００１８】これらの透明電極材料は、ガラス板、単結
晶板、カラーフィルター、高分子シート等の基体上に、
通常の成膜方法により堆積する。成膜方法には、例え
ば、スパッタリング法、蒸着法、ＭＢＥ法、レーザーア
ブレーション法、ＣＶＤ法等がある。堆積させる膜はア
モルファス状であってもよく、結晶化が進行していても
良い。アモルファス状である揚合には、これに吸収端波
長よりも短い波長の光を照射することにより結晶化を進
行させることができる。結晶化が進行している場合に
は、これに吸収端波長よりも短い波長の光を照射するこ
とにより、結晶化の程度を更に進行させて改質すること
ができる。
晶板、カラーフィルター、高分子シート等の基体上に、
通常の成膜方法により堆積する。成膜方法には、例え
ば、スパッタリング法、蒸着法、ＭＢＥ法、レーザーア
ブレーション法、ＣＶＤ法等がある。堆積させる膜はア
モルファス状であってもよく、結晶化が進行していても
良い。アモルファス状である揚合には、これに吸収端波
長よりも短い波長の光を照射することにより結晶化を進
行させることができる。結晶化が進行している場合に
は、これに吸収端波長よりも短い波長の光を照射するこ
とにより、結晶化の程度を更に進行させて改質すること
ができる。
【００１９】ここで、吸収端波長とは、透明電極材料の
価電子帯の頂上に位置する電子を伝導帯の底に励起する
に足るエネルギーを持つ光の波長を言う。吸収端波長よ
りも短い波長の光は、透明電極材料のバンドギャップよ
りも大きなエネルギーを有するので、価電子帯に位置す
る電子を伝導帯に励起して、吸収される。伝導帯に励起
された電子はやがて価電子帯に落ちていくが、この時に
放出されたエネルギーにより、透明電極材料の結晶化が
進行する。反対に吸収端波長よりも長い波長の光は、価
電子帯に位置する電子を伝導帯に励起することができな
いので、吸収されない。このため吸収端波長よりも長い
波長の光は、透明電極材料を透過してしまい、透明電極
材料の結晶化に寄与することができない。透明電極材料
の吸収端波長は４００ｎｍ付近にあるので、吸収端波長
よりも短い光は、一般に紫外線である。もっとも、例え
ば吸収端波長が５００ｎｍ付近にある透明電極材料を用
いる場合には、例えば４５０ｎｍの可視光でも良い。な
お、本発明には、吸収端波長を持つ光を照射する場合も
含まれる。また、アモルファスの吸収端波長が結晶の吸
収端波長（基礎吸収端波長を含む）と異なる場合にあっ
ては、両相の吸収端波長よりも短い波長の光を照射して
結晶化を十分に進行させる場合を含む。吸収端波長は膜
の光透過スペクトル等から決定できる。
価電子帯の頂上に位置する電子を伝導帯の底に励起する
に足るエネルギーを持つ光の波長を言う。吸収端波長よ
りも短い波長の光は、透明電極材料のバンドギャップよ
りも大きなエネルギーを有するので、価電子帯に位置す
る電子を伝導帯に励起して、吸収される。伝導帯に励起
された電子はやがて価電子帯に落ちていくが、この時に
放出されたエネルギーにより、透明電極材料の結晶化が
進行する。反対に吸収端波長よりも長い波長の光は、価
電子帯に位置する電子を伝導帯に励起することができな
いので、吸収されない。このため吸収端波長よりも長い
波長の光は、透明電極材料を透過してしまい、透明電極
材料の結晶化に寄与することができない。透明電極材料
の吸収端波長は４００ｎｍ付近にあるので、吸収端波長
よりも短い光は、一般に紫外線である。もっとも、例え
ば吸収端波長が５００ｎｍ付近にある透明電極材料を用
いる場合には、例えば４５０ｎｍの可視光でも良い。な
お、本発明には、吸収端波長を持つ光を照射する場合も
含まれる。また、アモルファスの吸収端波長が結晶の吸
収端波長（基礎吸収端波長を含む）と異なる場合にあっ
ては、両相の吸収端波長よりも短い波長の光を照射して
結晶化を十分に進行させる場合を含む。吸収端波長は膜
の光透過スペクトル等から決定できる。
【００２０】吸収端波長よりも短い波長の光は、連続光
として照射してもよく、パルス光として照射しても良
い。吸収端波長よりも短い光の発生源には例えばレーザ
ー光やシンクロトロン放射光を用いる。水銀灯なども紫
外光を発するが、結晶化を現実的な速度で進めるために
は、レーザー光やシンクロトロン放射光などの強い光源
が好ましい。紫外光を発するレーザーには、エキシマー
レーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーの４倍波などがある。
として照射してもよく、パルス光として照射しても良
い。吸収端波長よりも短い光の発生源には例えばレーザ
ー光やシンクロトロン放射光を用いる。水銀灯なども紫
外光を発するが、結晶化を現実的な速度で進めるために
は、レーザー光やシンクロトロン放射光などの強い光源
が好ましい。紫外光を発するレーザーには、エキシマー
レーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーの４倍波などがある。
【００２１】吸収端波長よりも短い波長の光は、十分な
強度を有さなくてはならない。このため光源としてはパ
ルス・レーザやシンクロトロンが好適である。パルス・
レーザを用いる場合には、照射エネルギー密度は、３０
〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseであることが必要である。
３０ｍＪ／ｃｍ2／pulse未満ではアモルファスＩＴＯの
結晶化が進行しない。１００ｍＪ／ｃｍ2／pulse超では
エネルギーが強すぎて膜が蒸発してしまう。現状では、
ＡｒＦ、ＫｒＦ、又はＸｅＣｌエキシマーレーザーによ
りこの範囲のエネルギー密度を持つ光が得られる。な
お、ＡｒＦもしくはＫｒＦエキシマーレーザーの場合に
あっては、照射エネルギー密度は、３０〜５０ｍＪ／ｃ
ｍ2／pulseであることが必要である。３０ｍＪ／ｃｍ2
／pulse未満ではアモルファスＩＴＯの結晶化が進行し
ない。５０ｍＪ／ｃｍ2／pulse超ではエネルギーが強す
ぎて膜が蒸発してしまう。
強度を有さなくてはならない。このため光源としてはパ
ルス・レーザやシンクロトロンが好適である。パルス・
レーザを用いる場合には、照射エネルギー密度は、３０
〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseであることが必要である。
３０ｍＪ／ｃｍ2／pulse未満ではアモルファスＩＴＯの
結晶化が進行しない。１００ｍＪ／ｃｍ2／pulse超では
エネルギーが強すぎて膜が蒸発してしまう。現状では、
ＡｒＦ、ＫｒＦ、又はＸｅＣｌエキシマーレーザーによ
りこの範囲のエネルギー密度を持つ光が得られる。な
お、ＡｒＦもしくはＫｒＦエキシマーレーザーの場合に
あっては、照射エネルギー密度は、３０〜５０ｍＪ／ｃ
ｍ2／pulseであることが必要である。３０ｍＪ／ｃｍ2
／pulse未満ではアモルファスＩＴＯの結晶化が進行し
ない。５０ｍＪ／ｃｍ2／pulse超ではエネルギーが強す
ぎて膜が蒸発してしまう。
【００２２】吸収端波長よりも短い波長の光を照射する
ときは、基体を適当な温度に制御する。光の照射によっ
て発熱が起こり、基体が変質してしまう程度に温度が上
昇する場合には、例えば基体ホルダーに冷却水を流すな
どの方法により、基体の温度上昇を制御する。また反対
に、結晶化の進行を助けるために、基体の変質が起こら
ない温度域の範囲で、基体を加熱しても良い。
ときは、基体を適当な温度に制御する。光の照射によっ
て発熱が起こり、基体が変質してしまう程度に温度が上
昇する場合には、例えば基体ホルダーに冷却水を流すな
どの方法により、基体の温度上昇を制御する。また反対
に、結晶化の進行を助けるために、基体の変質が起こら
ない温度域の範囲で、基体を加熱しても良い。
【００２３】次に、第二の発明について説明する。
【００２４】本発明の第二の発明は、上述した第一の発
明において吸収端波長よりも短い波長の光を照射する際
に、照射光に任意のパターンを持たせて照射して、光を
照射した部分のみを結晶化させ、照射光を照射しなかっ
た部分をアモルファス状のままとし、結晶とアモルファ
スのエッチング速度の差異を利用して、透明電極のパタ
ーニングを行うものである。
明において吸収端波長よりも短い波長の光を照射する際
に、照射光に任意のパターンを持たせて照射して、光を
照射した部分のみを結晶化させ、照射光を照射しなかっ
た部分をアモルファス状のままとし、結晶とアモルファ
スのエッチング速度の差異を利用して、透明電極のパタ
ーニングを行うものである。
【００２５】第二の発明においては、基体上に堆積する
透明電極材料はアモルファス状でなければならない。結
晶質であったり、結晶質が混入している湯合には、吸収
端波長よりも短い波長の光にパターンを持たせて照射し
ても、照射部分のみを結晶質とすることができないた
め、望むべきパターニングができないからである。アモ
ルファス状とは非晶質の状態、すなわち結晶化の進行し
ていない状態を言う。アモルファス状であるか結晶であ
るかは、例えばＸ線回折法により確認することができ
る。例えば、ガラス板上に形成したＩＴＯ膜の場合、結
晶化が進行している場合には、Ｉｎ2Ｏ3相に特有の回折
パターンが得られる。一方、アモルファス状である場合
にはガラス板によるハローパターンのみが回折パターン
として得られる。
透明電極材料はアモルファス状でなければならない。結
晶質であったり、結晶質が混入している湯合には、吸収
端波長よりも短い波長の光にパターンを持たせて照射し
ても、照射部分のみを結晶質とすることができないた
め、望むべきパターニングができないからである。アモ
ルファス状とは非晶質の状態、すなわち結晶化の進行し
ていない状態を言う。アモルファス状であるか結晶であ
るかは、例えばＸ線回折法により確認することができ
る。例えば、ガラス板上に形成したＩＴＯ膜の場合、結
晶化が進行している場合には、Ｉｎ2Ｏ3相に特有の回折
パターンが得られる。一方、アモルファス状である場合
にはガラス板によるハローパターンのみが回折パターン
として得られる。
【００２６】吸収端波長よりも短い波長の光は、任意の
パターンを持たせて照射する。このとき、レジストは使
用しない。パターンの形成の仕方は、例えば光線の走査
によってもよく、フォトマスクによってもよい。また、
例えば光プローブ顕微鏡により、透明電極膜上に光を導
いて結晶化を起こすならば、極めて微細なパターニング
が可能となる。パターンは例えばストライプ状でもよ
く、矩形状でもよく、円形状でも良い。
パターンを持たせて照射する。このとき、レジストは使
用しない。パターンの形成の仕方は、例えば光線の走査
によってもよく、フォトマスクによってもよい。また、
例えば光プローブ顕微鏡により、透明電極膜上に光を導
いて結晶化を起こすならば、極めて微細なパターニング
が可能となる。パターンは例えばストライプ状でもよ
く、矩形状でもよく、円形状でも良い。
【００２７】吸収端波長よりも短い波長の光を任意のパ
ターンを持って照射した透明電極膜は、湿式又は乾式法
によりエッチングを施す。エッチング用の溶液又はガス
は、従来のエッチング法のものを使うことができる。ア
モルファス状の部分のエッチング速度は、結晶質の部分
のエッチング速度と異なっている。このため、例えば、
結晶質の部分がエッチングされ尽くす前に、アモルファ
ス状の部分がエッチングされ尽くし、結晶質の部分のみ
が基体上に残ることにより、透明電極のパターンが得ら
れる。アモルファス状の部分のエッチング速度に対する
結晶の部分のエッチング速度の比は大きい方が好まし
い。例えばこの比が２以上あれば、容易にパターニング
を進めることができる。
ターンを持って照射した透明電極膜は、湿式又は乾式法
によりエッチングを施す。エッチング用の溶液又はガス
は、従来のエッチング法のものを使うことができる。ア
モルファス状の部分のエッチング速度は、結晶質の部分
のエッチング速度と異なっている。このため、例えば、
結晶質の部分がエッチングされ尽くす前に、アモルファ
ス状の部分がエッチングされ尽くし、結晶質の部分のみ
が基体上に残ることにより、透明電極のパターンが得ら
れる。アモルファス状の部分のエッチング速度に対する
結晶の部分のエッチング速度の比は大きい方が好まし
い。例えばこの比が２以上あれば、容易にパターニング
を進めることができる。
【００２８】上記第一及び第二の発明において、耐熱性
の低い基体として、高分子シート基体などを使用する。
ここで、高分子シート基体としては、通常、ポリカーボ
ネート（ＰＣ）が用いられる。ＰＣ基体上に形成したア
モルファスＩＴＯ膜は接着性が良好なためである。しか
し、本発明者らは、ＰＣ基体は、レーザー光照射工程に
おいて変性を起こしやすく、本発明に用いる高分子シー
トの基体としては好ましくないことを見出した。すなわ
ち、ＰＣ基体にレーザー光に照射すると、照射部が黒く
焦げてしまう。これは、ＰＣ基体の紫外光吸収係数が非
常に大きいためであり、分子鎖中に紫外光を吸収しやす
いフェニル基を含むためと考えられる。
の低い基体として、高分子シート基体などを使用する。
ここで、高分子シート基体としては、通常、ポリカーボ
ネート（ＰＣ）が用いられる。ＰＣ基体上に形成したア
モルファスＩＴＯ膜は接着性が良好なためである。しか
し、本発明者らは、ＰＣ基体は、レーザー光照射工程に
おいて変性を起こしやすく、本発明に用いる高分子シー
トの基体としては好ましくないことを見出した。すなわ
ち、ＰＣ基体にレーザー光に照射すると、照射部が黒く
焦げてしまう。これは、ＰＣ基体の紫外光吸収係数が非
常に大きいためであり、分子鎖中に紫外光を吸収しやす
いフェニル基を含むためと考えられる。
【００２９】本発明者らは、種々の透明プラスチック基
板について検討を重ねた結果、ポリメタクリル酸メチル
（ＰＭＭＡ）が、本発明に用いる高分子シート基体とし
て好ましいことを見出した。すなわち、ＰＭＭＡはメガ
ネ等の光学的高分子材料として広く用いられており、光
学特性に優れ、価格が低いという点で、液晶ディスプレ
イや太陽電池用の高分子シート基体の材料として好まし
い。さらにＰＭＭＡは、その表面に直接レーザー光を照
射しても光変性を受けにくく、ＰＣのように黒く焦げる
ことが無く、若干の波打ち状の凹凸が生成するに過ぎな
い。これは、ＰＣの場合と異なって、分子鎖中に紫外光
を吸収しやすいフェニル基を含まないためと考えられ
る。そこで、ＰＭＭＡ基体上に直接ＩＴＯを形成すれ
ば、ＩＴＯ膜中での光吸収の助けもあって、ＰＭＭＡ基
板が殆ど変性されることなく、良好な結晶性ＩＴＯ膜を
得ることができる。
板について検討を重ねた結果、ポリメタクリル酸メチル
（ＰＭＭＡ）が、本発明に用いる高分子シート基体とし
て好ましいことを見出した。すなわち、ＰＭＭＡはメガ
ネ等の光学的高分子材料として広く用いられており、光
学特性に優れ、価格が低いという点で、液晶ディスプレ
イや太陽電池用の高分子シート基体の材料として好まし
い。さらにＰＭＭＡは、その表面に直接レーザー光を照
射しても光変性を受けにくく、ＰＣのように黒く焦げる
ことが無く、若干の波打ち状の凹凸が生成するに過ぎな
い。これは、ＰＣの場合と異なって、分子鎖中に紫外光
を吸収しやすいフェニル基を含まないためと考えられ
る。そこで、ＰＭＭＡ基体上に直接ＩＴＯを形成すれ
ば、ＩＴＯ膜中での光吸収の助けもあって、ＰＭＭＡ基
板が殆ど変性されることなく、良好な結晶性ＩＴＯ膜を
得ることができる。
【００３０】しかし、ＰＭＭＡは熱分解性の材料である
ために、スパッタ成膜中にプラズマに曝されることによ
って、ＰＭＭＡ基体の表面が分解され、表面に剥離性の
層が形成されやすい。このため、ＰＭＭＡ基体上にスパ
ッタ法により形成したアモルファスＩＴＯ膜は、簡単に
剥離しやすいという問題が生じる。このため、アモルフ
ァスＩＴＯ膜をスパッタ法により形成する場合には、Ｐ
ＭＭＡ基体表面をプラズマから保護する層を挿入するこ
とが好ましい。この保護層は、例えばＣＶＤ法などによ
って形成することが好ましいが、ハードコートと称して
市販されている、保譲膜付きＰＭＭＡ基体を利用するこ
とができる。なお、ＰＭＭＡ基体上に蒸着法等によって
アモルファスＩＴＯ膜を形成する場合には、このような
保護層は形成しても、形成しなくても良い。
ために、スパッタ成膜中にプラズマに曝されることによ
って、ＰＭＭＡ基体の表面が分解され、表面に剥離性の
層が形成されやすい。このため、ＰＭＭＡ基体上にスパ
ッタ法により形成したアモルファスＩＴＯ膜は、簡単に
剥離しやすいという問題が生じる。このため、アモルフ
ァスＩＴＯ膜をスパッタ法により形成する場合には、Ｐ
ＭＭＡ基体表面をプラズマから保護する層を挿入するこ
とが好ましい。この保護層は、例えばＣＶＤ法などによ
って形成することが好ましいが、ハードコートと称して
市販されている、保譲膜付きＰＭＭＡ基体を利用するこ
とができる。なお、ＰＭＭＡ基体上に蒸着法等によって
アモルファスＩＴＯ膜を形成する場合には、このような
保護層は形成しても、形成しなくても良い。
【００３１】ＰＭＭＡ基体上にアモルファスＩＴＯをス
パッタ法により形成する場合には、アモルファスＩＴＯ
膜内に多数のクラックが入りやすいので注意を要する。
クラックが生成する一つの要因は、有機物であるＰＭＭ
Ａ基体と無機物であるアモルファスＩＴＯ膜の熱膨張係
数が大きく異なることである。スパッタ中にＰＭＭＡ基
体を意図的に加熱することが無くても、プラズマからの
輻射を受けることによって、ＰＭＭＡ基体の温度は上昇
しやすくなる。スパッタ中、ＰＭＭＡ基体の温度は最高
で９０℃程度であると推定できる。これは、スパッタ成
膜後にも、ＰＭＭＡ基体表面の顕著な熱変性は見られな
いのに対して、ＰＭＭＡ基体をオーブン中で１００℃に
数時間保つとあきらかな反りが確認できるからである。
仮にＰＭＭＡ基体の温度を９０℃と仮定すると、アモル
ファスＩＴＯ膜は９０℃でＰＭＭＡ基体上に形成され、
スパッタ成膜工程の終了によって次第に室温まで低下す
る。このとき、アモルファスＩＴＯ膜は無機物であるの
で熱膨張係数が小さく、大きな体積変化は生じない。と
ころが、一方のＰＭＭＡ基板は有機物であるので熱膨張
係数が大きく、９０℃から室温まで温度が低下するに伴
って、明らかな収縮が起こる。このため、アモルファス
ＩＴＯに引っ張りもしくは圧縮の応力が加わって、クラ
ックが生じる。また、一般に、スパッタガスの圧力が高
いときには、膜内に引っ張りの応力が生じ、低いときに
は、膜内に圧縮の応力が生じることが知られているの
で、スパッタガスの圧力を調整することにより、膜内の
応力を調整して、アモルファスＩＴＯ膜にクラックが入
るのを防止することが好ましい。さらに、ＩＴＯは酸化
物であるので、スパッタガス中に酸素を全く含まない
と、形成されるアモルファスＩＴＯ膜内には酸素欠陥が
多数存在しやすく、応力の原因となる。そこで、スパッ
タガス中に適当量の酸素ガスを混入することが好まし
い。また、ＰＭＭＡ基板を保持するホルダーを工夫し
て、基板とホルダーが大きな面積で接触するようにし、
放熱の効率を高めることが好ましい。さらに、成膜時に
ＰＭＭＡ基板に引っ張りの応力を加えておくことも有効
である。
パッタ法により形成する場合には、アモルファスＩＴＯ
膜内に多数のクラックが入りやすいので注意を要する。
クラックが生成する一つの要因は、有機物であるＰＭＭ
Ａ基体と無機物であるアモルファスＩＴＯ膜の熱膨張係
数が大きく異なることである。スパッタ中にＰＭＭＡ基
体を意図的に加熱することが無くても、プラズマからの
輻射を受けることによって、ＰＭＭＡ基体の温度は上昇
しやすくなる。スパッタ中、ＰＭＭＡ基体の温度は最高
で９０℃程度であると推定できる。これは、スパッタ成
膜後にも、ＰＭＭＡ基体表面の顕著な熱変性は見られな
いのに対して、ＰＭＭＡ基体をオーブン中で１００℃に
数時間保つとあきらかな反りが確認できるからである。
仮にＰＭＭＡ基体の温度を９０℃と仮定すると、アモル
ファスＩＴＯ膜は９０℃でＰＭＭＡ基体上に形成され、
スパッタ成膜工程の終了によって次第に室温まで低下す
る。このとき、アモルファスＩＴＯ膜は無機物であるの
で熱膨張係数が小さく、大きな体積変化は生じない。と
ころが、一方のＰＭＭＡ基板は有機物であるので熱膨張
係数が大きく、９０℃から室温まで温度が低下するに伴
って、明らかな収縮が起こる。このため、アモルファス
ＩＴＯに引っ張りもしくは圧縮の応力が加わって、クラ
ックが生じる。また、一般に、スパッタガスの圧力が高
いときには、膜内に引っ張りの応力が生じ、低いときに
は、膜内に圧縮の応力が生じることが知られているの
で、スパッタガスの圧力を調整することにより、膜内の
応力を調整して、アモルファスＩＴＯ膜にクラックが入
るのを防止することが好ましい。さらに、ＩＴＯは酸化
物であるので、スパッタガス中に酸素を全く含まない
と、形成されるアモルファスＩＴＯ膜内には酸素欠陥が
多数存在しやすく、応力の原因となる。そこで、スパッ
タガス中に適当量の酸素ガスを混入することが好まし
い。また、ＰＭＭＡ基板を保持するホルダーを工夫し
て、基板とホルダーが大きな面積で接触するようにし、
放熱の効率を高めることが好ましい。さらに、成膜時に
ＰＭＭＡ基板に引っ張りの応力を加えておくことも有効
である。
【００３２】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
【００３３】実施例１ コーニング社製７０５９ガラス基板の上にスパッタリン
グ法により形成したアモルファス状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ
2を１０ｗｔ％含有）をフルウチ化学株式会社から購入
した。ガラス基板は１０×１０×０．５（単位：ｍｍ）
のサイズを持ち、ＩＴＯ膜の厚みは２００ｎｍであっ
た。マックサイエンス社製ＭＸＰ１８型Ｘ線回折装置を
用い、広角法により測定したところ、２０°付近に基板
ガラスによるハローのみが現れた。次に、Ｘ線入射角を
０．３°に固定し、シンチレーションカウンターを５°
から９０°の範囲で掃引したところ、基板ガラスによる
ハローは消え、これよりやや高角度側にアモルフアスＩ
ＴＯによるハローが現れた。結晶質による回折ピークは
見られなかった。自作のホール測定装置により測定した
電気抵抗値は１×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は１０ｃｍ2
／Ｖ・ｓであった。
グ法により形成したアモルファス状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ
2を１０ｗｔ％含有）をフルウチ化学株式会社から購入
した。ガラス基板は１０×１０×０．５（単位：ｍｍ）
のサイズを持ち、ＩＴＯ膜の厚みは２００ｎｍであっ
た。マックサイエンス社製ＭＸＰ１８型Ｘ線回折装置を
用い、広角法により測定したところ、２０°付近に基板
ガラスによるハローのみが現れた。次に、Ｘ線入射角を
０．３°に固定し、シンチレーションカウンターを５°
から９０°の範囲で掃引したところ、基板ガラスによる
ハローは消え、これよりやや高角度側にアモルフアスＩ
ＴＯによるハローが現れた。結晶質による回折ピークは
見られなかった。自作のホール測定装置により測定した
電気抵抗値は１×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は１０ｃｍ2
／Ｖ・ｓであった。
【００３４】ラムダ・フイジクス社製ＣＯＭＰｅｘ１０
２型エキシマーレーザー装置を用い、上記アモルファス
ＩＴＯ膜にＫｒＦエキシマーレーザー光を照射した。レ
ーザー・ビームはビーム・エキスパンダーにより２０×
２０ｍｍの広がりを持たせ、エネルギーは４０ｍＪ／ｃ
ｍ2／ｐｕｌｓｅ、周波数２０Ｈｚ、照射時間は１分で
ある。上記Ｘ線回折装置により、広角法および薄膜法を
用いてＸ線回折パターンを測定したところ、Ｉｎ2Ｏ3相
に対応する回折パターンが明瞭に見られた。電気抵抗値
は２×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は４０ｃｍ2／Ｖ・ｓで
あった。
２型エキシマーレーザー装置を用い、上記アモルファス
ＩＴＯ膜にＫｒＦエキシマーレーザー光を照射した。レ
ーザー・ビームはビーム・エキスパンダーにより２０×
２０ｍｍの広がりを持たせ、エネルギーは４０ｍＪ／ｃ
ｍ2／ｐｕｌｓｅ、周波数２０Ｈｚ、照射時間は１分で
ある。上記Ｘ線回折装置により、広角法および薄膜法を
用いてＸ線回折パターンを測定したところ、Ｉｎ2Ｏ3相
に対応する回折パターンが明瞭に見られた。電気抵抗値
は２×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は４０ｃｍ2／Ｖ・ｓで
あった。
【００３５】実施例２及び比較例１ 日本製鉱所（株）社製のＸｅＣｌエキシマーレーザーア
ニーリング装置を用い、照射エネルギー密度を８０ｍＪ
／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅとしたこと以外は実施例１と同様
にして、アモルファスＩＴＯ膜を結晶化した。電気抵抗
値は３×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は３５ｃｍ2／Ｖ・ｓ
であった（実施例２）。実施例２と同じ装置を用い、照
射エネルギー密度を１５０ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅ、
周波数１ｋＨｚ、照射時間：２秒としたこと以外は実施
例２と同様にして、レーザ照射を行った。その結果、ア
モルファスＩＴＯ膜の表面が蒸発し、良好な性状の膜は
得られなかった（比較例）。
ニーリング装置を用い、照射エネルギー密度を８０ｍＪ
／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅとしたこと以外は実施例１と同様
にして、アモルファスＩＴＯ膜を結晶化した。電気抵抗
値は３×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は３５ｃｍ2／Ｖ・ｓ
であった（実施例２）。実施例２と同じ装置を用い、照
射エネルギー密度を１５０ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅ、
周波数１ｋＨｚ、照射時間：２秒としたこと以外は実施
例２と同様にして、レーザ照射を行った。その結果、ア
モルファスＩＴＯ膜の表面が蒸発し、良好な性状の膜は
得られなかった（比較例）。
【００３６】実施例３ ハードコート付ＰＭＭＡ高分子シート基板（三菱レーヨ
ン社製）の上に、スパッタリング法によりアモルファス
状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ2を１０ｗｔ％含有）を形成し
た。アモルファスＩＴＯの膜厚は１００ｎｍであった。
光学顕微鏡によって膜表面を観察しても、クラックらし
いものは見いだせなかった。実施例１で使用したＸ繰回
折装置を用い、広角法により回折パターンを測定したと
ころ、ＰＭＭＡによるハローが見られ、結晶性のＩＴＯ
によるピークは現れなかった。つぎに、Ｘ線入射角を
０．３°に固定し、シンチレーションカウンターを５〜
９０°の範囲で掃引したところ、ＰＭＭＡによるハロー
は見られず、ＰＭＭＡによるハローの位置よりやや高角
度側にアモルファスＩＴＯによるハローが現れた。この
場合にも、結晶性のＩＴＯによるピークは見られなかっ
た。ホール測定装置により測定した竜気抵抗値は、１．
５×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであ
った。
ン社製）の上に、スパッタリング法によりアモルファス
状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ2を１０ｗｔ％含有）を形成し
た。アモルファスＩＴＯの膜厚は１００ｎｍであった。
光学顕微鏡によって膜表面を観察しても、クラックらし
いものは見いだせなかった。実施例１で使用したＸ繰回
折装置を用い、広角法により回折パターンを測定したと
ころ、ＰＭＭＡによるハローが見られ、結晶性のＩＴＯ
によるピークは現れなかった。つぎに、Ｘ線入射角を
０．３°に固定し、シンチレーションカウンターを５〜
９０°の範囲で掃引したところ、ＰＭＭＡによるハロー
は見られず、ＰＭＭＡによるハローの位置よりやや高角
度側にアモルファスＩＴＯによるハローが現れた。この
場合にも、結晶性のＩＴＯによるピークは見られなかっ
た。ホール測定装置により測定した竜気抵抗値は、１．
５×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであ
った。
【００３７】実施例１と同様の条件で、上記アモルファ
スＩＴＯ膜にＡｒＦエキシマーレーザー光を照射した
後、広角法および薄膜法によってＸ線回折パターンを測
定したところ、ＩＴＯ結晶相によるピークが明瞭に認め
られた。電気抵抗値は、３×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は
３０ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。また、平均光透過率は８
５％であった。
スＩＴＯ膜にＡｒＦエキシマーレーザー光を照射した
後、広角法および薄膜法によってＸ線回折パターンを測
定したところ、ＩＴＯ結晶相によるピークが明瞭に認め
られた。電気抵抗値は、３×１０-4Ω・ｃｍ、移動度は
３０ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。また、平均光透過率は８
５％であった。
【００３８】比較例２ ＰＭＭＡ基板の表面に直接、アモルファスＩＴＯ膜をス
パッタ法により成膜したが、きらきらとした光沢が生
じ、また、紙で拭くことによって容易に剥離した。光学
顕微鏡によって表面を観察すると、多数のクラックが生
じており、膜に連続性がないことが明らかになつた。
パッタ法により成膜したが、きらきらとした光沢が生
じ、また、紙で拭くことによって容易に剥離した。光学
顕微鏡によって表面を観察すると、多数のクラックが生
じており、膜に連続性がないことが明らかになつた。
【００３９】比較例３ 市販のハードコート付ＰＣ基板上にアモルファスＩＴＯ
膜をスパッタ成膜した。光学顕微鏡によって表面を観察
すると、クラックは殆ど存在せず、連続性の良い膜が形
成されていることが明らかになった。電気抵抗値は２×
１０-3Ω・ｃｍ、移動度は２０ｃｍ2／Ｖ・ｓであっ
た。この膜にＡｒＦエキシマーレーザー光を照射する
と、基板が黒く焦げてしまい、透明電極として用いるこ
とが不可能な状況になった。
膜をスパッタ成膜した。光学顕微鏡によって表面を観察
すると、クラックは殆ど存在せず、連続性の良い膜が形
成されていることが明らかになった。電気抵抗値は２×
１０-3Ω・ｃｍ、移動度は２０ｃｍ2／Ｖ・ｓであっ
た。この膜にＡｒＦエキシマーレーザー光を照射する
と、基板が黒く焦げてしまい、透明電極として用いるこ
とが不可能な状況になった。
【００４０】実施例４ 厚み０．１ｍｍのＰＭＭＡ基板にアモルファスＩＴＯ膜
を蒸着法により成膜した。実施例１と同様の条件で、上
記アモルファスＩＴＯ膜にＡｒＦエキシマーレーザー光
を照射した後、広角法および薄膜法によってＸ線回折パ
ターンを測定したところ、ＩＴＯ結晶相によるピークが
明瞭に認められた。電気抵抗値は、４×１０-4Ω・ｃ
ｍ、移動度は３５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。また、平均
光透過率は８０％であった。
を蒸着法により成膜した。実施例１と同様の条件で、上
記アモルファスＩＴＯ膜にＡｒＦエキシマーレーザー光
を照射した後、広角法および薄膜法によってＸ線回折パ
ターンを測定したところ、ＩＴＯ結晶相によるピークが
明瞭に認められた。電気抵抗値は、４×１０-4Ω・ｃ
ｍ、移動度は３５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。また、平均
光透過率は８０％であった。
【００４１】実施例５ 実施例１で用いたアモルファスＩＴＯ膜の上にストライ
プ状のパターンを有する石英ガラス製の位相シフトマス
ク（格子幅０．５２５μｍ、格子長さ１２５ｍｍのＬ＆
Ｓ）を置き、この上からエキシマーレーザー光を実施例
１と同じ条件で照射した。干渉顕微鏡を用いて膜を観察
すると、位相シフトマスクと同じ照射パターンが形成さ
れていることがわかった。Ｘ線回折パターンには、Ｉｎ
2Ｏ3相に対応する回折パターンが明瞭に見られた。
プ状のパターンを有する石英ガラス製の位相シフトマス
ク（格子幅０．５２５μｍ、格子長さ１２５ｍｍのＬ＆
Ｓ）を置き、この上からエキシマーレーザー光を実施例
１と同じ条件で照射した。干渉顕微鏡を用いて膜を観察
すると、位相シフトマスクと同じ照射パターンが形成さ
れていることがわかった。Ｘ線回折パターンには、Ｉｎ
2Ｏ3相に対応する回折パターンが明瞭に見られた。
【００４２】ウエット・エッチングを施すため、ＨＣ
ｌ：Ｈ2Ｏ：ＨＮＯ3＝１：１：０．０８（ｖｏｌ％）の
溶液を調整し、照射パタ−ンを形成した膜を最大１５秒
間浸した。温度は室温であり、液の撹拌は施さなかっ
た。原子間力顕微鏡によりエッチング面を観察すると、
０．５μｍおきにストライプ状のパターンが形成されて
いた。パターンの上底部と下底部の高さからエッチング
速度を求めると、非照射部で１２５オンク゛ストローム／s、照射
部で５１オンク゛ストローム／ｓであり、エッチング速度比は２
以上あった。
ｌ：Ｈ2Ｏ：ＨＮＯ3＝１：１：０．０８（ｖｏｌ％）の
溶液を調整し、照射パタ−ンを形成した膜を最大１５秒
間浸した。温度は室温であり、液の撹拌は施さなかっ
た。原子間力顕微鏡によりエッチング面を観察すると、
０．５μｍおきにストライプ状のパターンが形成されて
いた。パターンの上底部と下底部の高さからエッチング
速度を求めると、非照射部で１２５オンク゛ストローム／s、照射
部で５１オンク゛ストローム／ｓであり、エッチング速度比は２
以上あった。
【００４３】実施例６ 実施例５で照射パターンを作成したＩＴＯ膜を、ＥＣＲ
方式のドライエッチング装置に入れ、塩素ガスを用いて
ドライエッチングした。この際、基板冷却用のチラー
（冷却装置）を２．５℃に設定し、Ｃｌ2ガスを３０ｃ
ｃｍで８０秒流した。マイクロ波電力：６００Ｗ、ＲＦ
バイアス：７５Ｗ、電磁石電力：１３Ａであった。原子
間力顕微鏡によりエッチング面を観察すると、０．５μ
ｍおきにストライプ状のパターンが形成されていた。た
だし、照射部の方がエッチング速度が大きくなってい
た。
方式のドライエッチング装置に入れ、塩素ガスを用いて
ドライエッチングした。この際、基板冷却用のチラー
（冷却装置）を２．５℃に設定し、Ｃｌ2ガスを３０ｃ
ｃｍで８０秒流した。マイクロ波電力：６００Ｗ、ＲＦ
バイアス：７５Ｗ、電磁石電力：１３Ａであった。原子
間力顕微鏡によりエッチング面を観察すると、０．５μ
ｍおきにストライプ状のパターンが形成されていた。た
だし、照射部の方がエッチング速度が大きくなってい
た。
【００４４】実施例７ ＭｇＩｎ2Ｏ4焼結体をターゲットにして、ＲＦスパッタ
リング法で石英基板上にアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4膜を
成膜した。成膜条件は、基板温度は室温とし、ＲＦパワ
ー：３００Ｗ、Ｏ2／Ａｒ混合比：１％、反応圧：１０
ｍＴｏｒｒとした。 実施例１で使用したＸ線回折装置
を用いて、得られた膜がアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4膜で
あることを確認した。また、実施例１と同じ条件で、上
記アモルファス膜にレーザー光を照射した後、広角法お
よび薄膜法を用いてＸ線回折パターンを測定して、結晶
化を確認した。電気抵抗値は１．３×１０-2Ω・ｃｍ、
移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。さらに、実施例
５と同じ溶液でウエット・エッチングを施し、実施例５
と同様のことを確認した。
リング法で石英基板上にアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4膜を
成膜した。成膜条件は、基板温度は室温とし、ＲＦパワ
ー：３００Ｗ、Ｏ2／Ａｒ混合比：１％、反応圧：１０
ｍＴｏｒｒとした。 実施例１で使用したＸ線回折装置
を用いて、得られた膜がアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4膜で
あることを確認した。また、実施例１と同じ条件で、上
記アモルファス膜にレーザー光を照射した後、広角法お
よび薄膜法を用いてＸ線回折パターンを測定して、結晶
化を確認した。電気抵抗値は１．３×１０-2Ω・ｃｍ、
移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。さらに、実施例
５と同じ溶液でウエット・エッチングを施し、実施例５
と同様のことを確認した。
【００４５】実施例８ ＭｇＩｎ2Ｏ4焼結体をターゲットにして、レーザーアブ
レーション法で石英基板上にアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4
膜を成膜した。成膜条件は、室温成膜（加熱なし）と
し、ＫｒＦレーザーパワー：４Ｊ／ｃｍ2、発振周波
数：５Ｈｚ、酸素流量：２０ｃｃｍ、圧力：０．１Ｐ
ａ、成膜時間：２０分とした。実施例１で使用したＸ線
回折装置を用いて、得られた膜がアモルファスＭｇＩｎ
2Ｏ4膜であることを確認した。また、実施例１と同様の
方法で、上記アモルファス膜にレーザー光を照射した
後、広角法および薄膜法を用いてＸ線回折パターンを測
定して、結晶化を確認した。電気抵抗値は５×１０-3Ω
・ｃｍ、移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。
レーション法で石英基板上にアモルファスＭｇＩｎ2Ｏ4
膜を成膜した。成膜条件は、室温成膜（加熱なし）と
し、ＫｒＦレーザーパワー：４Ｊ／ｃｍ2、発振周波
数：５Ｈｚ、酸素流量：２０ｃｃｍ、圧力：０．１Ｐ
ａ、成膜時間：２０分とした。実施例１で使用したＸ線
回折装置を用いて、得られた膜がアモルファスＭｇＩｎ
2Ｏ4膜であることを確認した。また、実施例１と同様の
方法で、上記アモルファス膜にレーザー光を照射した
後、広角法および薄膜法を用いてＸ線回折パターンを測
定して、結晶化を確認した。電気抵抗値は５×１０-3Ω
・ｃｍ、移動度は２５ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。
【００４６】実施例９ アモルファスＩＴＯに代えて、それぞれ、アモルファス
状態の、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ
2Ｏ4、又は、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物
を用い、実施例１〜８と同様にして、十分に高い電気伝
導率を有すること、及び、レジストを用いることなく透
明電極のパターニングを行うことができることを確認し
た。
状態の、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ
2Ｏ4、又は、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物
を用い、実施例１〜８と同様にして、十分に高い電気伝
導率を有すること、及び、レジストを用いることなく透
明電極のパターニングを行うことができることを確認し
た。
【００４７】以上のように、本発明によれば、膜にダメ
ージを与えることなく、結晶化を十分に進行させ、結晶
性の良好な透明電極を形成できる。また、本発明によ
り、従来に比べ低い基体温度において高い結晶性を有す
る透明電極を形成することができ、従来は用いることが
できなかった耐熱性の低い基体上にも透明電極を形成す
ることができる。さらに、本発明では、レジストを用い
ることなく透明電極のパターニングを行うことができ、
エッチングの工程数を減らすことができる。
ージを与えることなく、結晶化を十分に進行させ、結晶
性の良好な透明電極を形成できる。また、本発明によ
り、従来に比べ低い基体温度において高い結晶性を有す
る透明電極を形成することができ、従来は用いることが
できなかった耐熱性の低い基体上にも透明電極を形成す
ることができる。さらに、本発明では、レジストを用い
ることなく透明電極のパターニングを行うことができ、
エッチングの工程数を減らすことができる。
【００４８】以上実施例をあげて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００４９】例えば、アモルファス膜の組成や、照射光
等は、上記実施例に限定されず、適宜変更できる。
等は、上記実施例に限定されず、適宜変更できる。
【００５０】また、上記本発明に係る透明電極は、帯電
防止膜や赤外線反射膜などの透明導電膜として周知の用
途に用いることもできる。
防止膜や赤外線反射膜などの透明導電膜として周知の用
途に用いることもできる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、アモルファス状の透明
電極材料にその吸収端波長よりも短い波長の光を有し、
かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度
を有するパルス・レーザ光を照射して結晶化させること
によって、膜にダメージを与えることなく、結晶化を十
分に進行させ、結晶性の良好な透明電極を形成できる。
電極材料にその吸収端波長よりも短い波長の光を有し、
かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度
を有するパルス・レーザ光を照射して結晶化させること
によって、膜にダメージを与えることなく、結晶化を十
分に進行させ、結晶性の良好な透明電極を形成できる。
【００５２】また、本発明の透明電極の形成方法によれ
ば、アモルファス状の透明電極材料にその吸収端波長よ
りも短い波長の光を照射して結晶化させることにより、
透明電極材料の結晶化を低温で進めることができ、耐熱
性の低い基体（特にＰＭＭＡ）等の上にも十分に高い電
気伝導率を有する透明電極を形成できる。
ば、アモルファス状の透明電極材料にその吸収端波長よ
りも短い波長の光を照射して結晶化させることにより、
透明電極材料の結晶化を低温で進めることができ、耐熱
性の低い基体（特にＰＭＭＡ）等の上にも十分に高い電
気伝導率を有する透明電極を形成できる。
【００５３】さらに、本発明の透明電極のパターニング
方法によれば、アモルファス状の透明電極材料にその吸
収端波長よりも短い波長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ
／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度を有するパルス・レー
ザ光を照射して結晶化させる際に、照射光に任意のパタ
ーンを持たせて照射部分のみを結晶化させ、透明電極材
料の結晶質部分と非晶質部分のエッチング速度が異なる
ことを利用して、光を照射しなかった非晶質部分を選択
的にエッチングすることにより、レジストを使用するこ
となくバターニングを行うことができ、工程数を減らす
ことができるとともに、レジスト成分の残存による諸問
題を解決できる。
方法によれば、アモルファス状の透明電極材料にその吸
収端波長よりも短い波長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ
／ｃｍ2／pulseのエネルギー密度を有するパルス・レー
ザ光を照射して結晶化させる際に、照射光に任意のパタ
ーンを持たせて照射部分のみを結晶化させ、透明電極材
料の結晶質部分と非晶質部分のエッチング速度が異なる
ことを利用して、光を照射しなかった非晶質部分を選択
的にエッチングすることにより、レジストを使用するこ
となくバターニングを行うことができ、工程数を減らす
ことができるとともに、レジスト成分の残存による諸問
題を解決できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３７ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３７ (72)発明者 川副 博司 神奈川県横浜市緑区長津田町4259 東京工 業大学応用セラミックス研究所内 (72)発明者 折田 政寛 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 透明電極材料を基体上にアモルファス状
に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長よりも短い波
長の光を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ 2／pulseの
エネルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射して結
晶化させることを特徴とする透明電極の形成方法。 - 【請求項２】 前記基体が、耐熱性の低い基体であるこ
とを特徴とする請求項１記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項３】 前記耐熱性の低い基体が、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）基体であることを特徴とする請
求項２記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項４】 前記光を照射する際に、基体の温度を制
御することを特徴とする請求項１乃至３記載の透明電極
の形成方法。 - 【請求項５】 前記透明電極材料が、ＩＴＯ（Indium T
in Oxide）、ＡＴＯ（Antimony doped Tin Oxide）、Ａ
ＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxide）、及び、ＣｄＩｎ2
Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4から選ばれる複合酸
化物、及び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物
のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至
３記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項６】 透明電極材料を基体上にアモルファス状
に堆積させ、これに前記材料の吸収端波長よりも短い波
長を有し、かつ３０〜１００ｍＪ／ｃｍ2／pulseのエネ
ルギー密度を有するパルス・レーザ光を照射して結晶化
させる際に、照射光に任意のパターンを持たせて照射部
分のみを結晶化させ、光を照射しなかった部分を選択的
にエッチングすることを特徴とする透明電極のパターニ
ング方法。 - 【請求項７】 照射光に任意のパターンを持たせる方法
が、光線の走査法、又は、マスクを用いる方法であるこ
とを特徴とする請求項６記載の透明電極のパターニング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11076466A JP2000031463A (ja) | 1998-03-23 | 1999-03-19 | 透明電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9403998 | 1998-03-23 | ||
| JP10-94039 | 1998-03-23 | ||
| JP11076466A JP2000031463A (ja) | 1998-03-23 | 1999-03-19 | 透明電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031463A true JP2000031463A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=26417616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11076466A Pending JP2000031463A (ja) | 1998-03-23 | 1999-03-19 | 透明電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000031463A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN107660225A (zh) * | 2015-04-29 | 2018-02-02 | 谢珀德颜色公司 | 无铬近红外反射性铜铁矿颜料 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP11076466A patent/JP2000031463A/ja active Pending
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