JP2000285752A - 透明電極及びその形成方法 - Google Patents
透明電極及びその形成方法Info
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- JP2000285752A JP2000285752A JP11090228A JP9022899A JP2000285752A JP 2000285752 A JP2000285752 A JP 2000285752A JP 11090228 A JP11090228 A JP 11090228A JP 9022899 A JP9022899 A JP 9022899A JP 2000285752 A JP2000285752 A JP 2000285752A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光照射により透明電極材料の結晶化を低温で
進めるに際して、プラスチック基板等の有機物基体の著
しい変質を抑止し、十分に高い電気伝導率を有する透明
電極を形成する方法等を提供する。 【解決手段】 有機物基体上に、該有機物基体の光変性
を防止する光変性防止層を形成する工程と、前記光変性
防止層上に、透明電極材料層を形成する工程と、前記透
明電極材料層にその基礎吸収端波長よりも短い波長の光
を照射して透明電極材料を結晶化させる工程とを有する
ことを特徴とする透明電極の形成方法。
進めるに際して、プラスチック基板等の有機物基体の著
しい変質を抑止し、十分に高い電気伝導率を有する透明
電極を形成する方法等を提供する。 【解決手段】 有機物基体上に、該有機物基体の光変性
を防止する光変性防止層を形成する工程と、前記光変性
防止層上に、透明電極材料層を形成する工程と、前記透
明電極材料層にその基礎吸収端波長よりも短い波長の光
を照射して透明電極材料を結晶化させる工程とを有する
ことを特徴とする透明電極の形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明電極及びその
形成方法等に関し、特に、プラスチック基板などの有機
物基体上への透明電極の形成方法等に関する
形成方法等に関し、特に、プラスチック基板などの有機
物基体上への透明電極の形成方法等に関する
【０００２】
【従来の技術】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場合、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
キャリア電子または正孔を捕獲するために、透明電極を
用いる。
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場合、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
キャリア電子また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 Oxi
de）、ＡＴＯ（Antimony doped TinOxide）、ＡＺＯ（A
luminum 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Ａ
ＴＯが用いられている。また、新しい透明電極材料とし
てＩｎＧａＺｎＯ4などの複合酸化物が提案されてい
る。
de）、ＡＴＯ（Antimony doped TinOxide）、ＡＺＯ（A
luminum 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Ａ
ＴＯが用いられている。また、新しい透明電極材料とし
てＩｎＧａＺｎＯ4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、ガラス基板ま
たはカラーフィルター、あるいはプラスチック基板の上
にスパッタリング法によりＩＴＯ膜を形成することが通
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膜を形成することが通常
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、ガラス基板ま
たはカラーフィルター、あるいはプラスチック基板の上
にスパッタリング法によりＩＴＯ膜を形成することが通
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膜を形成することが通常
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】一般に、プラスチック基板はガラス基板と
比べて軽く、割れ難いことや、湾曲性（フレキシビリテ
ィ）を兼ね備えている。しかし、プラスチック基板上へ
ＩＴＯ膜を形成する際には、一般にプラスチックのガラ
ス転移点が１００℃付近にあるので、基板を十分に加熱
することが難しい。例えば、ＩＴＯの場合、結晶化温度
は１６０℃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、プラスチック基板等の耐熱性の低い基体の上に
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。
比べて軽く、割れ難いことや、湾曲性（フレキシビリテ
ィ）を兼ね備えている。しかし、プラスチック基板上へ
ＩＴＯ膜を形成する際には、一般にプラスチックのガラ
ス転移点が１００℃付近にあるので、基板を十分に加熱
することが難しい。例えば、ＩＴＯの場合、結晶化温度
は１６０℃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、プラスチック基板等の耐熱性の低い基体の上に
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。
【０００６】この課題を解決するために、比較的低温状
態で透明電極材料を結晶化させる方法として、基体上へ
形成した透明電極材料に対して基礎吸収端波長よりも短
い光を照射する方法が提案されている。例えば、基板を
室温状態に保ったままＩＴＯ膜部分をレーザ光によって
アニールすることによる膜質の再現性を向上させる方法
がある（特開昭６０−１７５３１４号公報）。しかるに
この公報に記載の方法は、ＩＴＯ膜の結晶化促進の目的
でレーザを照射するものではなく、また、同公報中の記
載では、膜質とは具体的に何をさすのか不明であるため
に、実質的にどの様な透明電極が形成されたか把握する
ことができず、したがって、高い結晶性を有し、十分に
高い電気伝導率を有する透明電極を確実に得ることは困
難である。またレーザー光によるアニールは、真空中で
行なう必要があるとされており、技術的に不明確であ
る。また同様に、ＩＴＯ透明導電膜面にレーザービーム
を照射する方法が提案されている（特開平４−６４１２
３号公報）。しかるにこの公報に記載の方法は、ＩＴＯ
膜の結晶化促進の目的でレーザを照射するものではな
く、また、同公報中の記載の方法では、ＰＥＴフィルム
上へ成膜したＩＴＯ膜におけるＹＡＧレーザの照射条
件、すなわち照射エネルギー、使用波長に関する記述が
明らかではないため、現実に良好な電極が形成できるも
のか確認することができず、したがって、高い結晶性を
有し、十分に高い電気伝導率を有する透明電極を確実に
得ることは困難である。いずれにせよ、本発明者らがレ
ーザー光源としてＫｒＦエキシマレーザを用い、プラス
チック基板（ＰＥＴフィルムなど）上へ成膜したＩＴＯ
膜に対してレーザ照射を行なったところでは、プラスチ
ック基板に大きな変質が起こり、実用に耐えないことが
明らかになった。
態で透明電極材料を結晶化させる方法として、基体上へ
形成した透明電極材料に対して基礎吸収端波長よりも短
い光を照射する方法が提案されている。例えば、基板を
室温状態に保ったままＩＴＯ膜部分をレーザ光によって
アニールすることによる膜質の再現性を向上させる方法
がある（特開昭６０−１７５３１４号公報）。しかるに
この公報に記載の方法は、ＩＴＯ膜の結晶化促進の目的
でレーザを照射するものではなく、また、同公報中の記
載では、膜質とは具体的に何をさすのか不明であるため
に、実質的にどの様な透明電極が形成されたか把握する
ことができず、したがって、高い結晶性を有し、十分に
高い電気伝導率を有する透明電極を確実に得ることは困
難である。またレーザー光によるアニールは、真空中で
行なう必要があるとされており、技術的に不明確であ
る。また同様に、ＩＴＯ透明導電膜面にレーザービーム
を照射する方法が提案されている（特開平４−６４１２
３号公報）。しかるにこの公報に記載の方法は、ＩＴＯ
膜の結晶化促進の目的でレーザを照射するものではな
く、また、同公報中の記載の方法では、ＰＥＴフィルム
上へ成膜したＩＴＯ膜におけるＹＡＧレーザの照射条
件、すなわち照射エネルギー、使用波長に関する記述が
明らかではないため、現実に良好な電極が形成できるも
のか確認することができず、したがって、高い結晶性を
有し、十分に高い電気伝導率を有する透明電極を確実に
得ることは困難である。いずれにせよ、本発明者らがレ
ーザー光源としてＫｒＦエキシマレーザを用い、プラス
チック基板（ＰＥＴフィルムなど）上へ成膜したＩＴＯ
膜に対してレーザ照射を行なったところでは、プラスチ
ック基板に大きな変質が起こり、実用に耐えないことが
明らかになった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、結晶
性の透明電極をプラスチック基板等の有機物基体上に形
成するために、光照射をする方法においては、透明導電
膜を透過してしまう光が有機物基体に吸収されるため
に、さらにはＩＴＯ膜で発生する熱が有機物基体へ熱伝
導を起こすために、有機物基体が変質を起こすという問
題がある。
性の透明電極をプラスチック基板等の有機物基体上に形
成するために、光照射をする方法においては、透明導電
膜を透過してしまう光が有機物基体に吸収されるため
に、さらにはＩＴＯ膜で発生する熱が有機物基体へ熱伝
導を起こすために、有機物基体が変質を起こすという問
題がある。
【０００８】本発明は、光照射により透明電極材料の結
晶化を低温で進めるに際して、プラスチック基板等の有
機物基体の著しい変質を抑止し、十分に高い電気伝導率
を有する透明電極を形成する方法とその電極を提供する
ことを目的とする。
晶化を低温で進めるに際して、プラスチック基板等の有
機物基体の著しい変質を抑止し、十分に高い電気伝導率
を有する透明電極を形成する方法とその電極を提供する
ことを目的とする。
【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、本発明は以下の構成としてある。
に、本発明は以下の構成としてある。
【００１０】（構成１）有機物基体上に、該有機物基体
の光変性を防止する光変性防止層を形成する工程と、前
記光変性防止層上に、透明電極材料層を形成する工程
と、前記透明電極材料層にその基礎吸収端波長よりも短
い波長の光を照射して透明電極材料を結晶化させる工程
とを有することを特徴とする透明電極の形成方法。
の光変性を防止する光変性防止層を形成する工程と、前
記光変性防止層上に、透明電極材料層を形成する工程
と、前記透明電極材料層にその基礎吸収端波長よりも短
い波長の光を照射して透明電極材料を結晶化させる工程
とを有することを特徴とする透明電極の形成方法。
【００１１】（構成２）前記光変性防止層上に、アモル
フアス状の透明電極材料層を形成する工程を有すること
を特徴とする構成１記載の透明電極の形成方法。
フアス状の透明電極材料層を形成する工程を有すること
を特徴とする構成１記載の透明電極の形成方法。
【００１２】（構成３）前記光変性防止層が、Ｓｉ
Ｏ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂａ
Ｏ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2、
Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｅ2Ｏ4、Ｔ
ａ2Ｏ5、及びＨｆＯ2から選ばれる材料からなることを
特徴とする構成１又は２記載の透明電極の形成方法。
Ｏ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂａ
Ｏ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2、
Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｅ2Ｏ4、Ｔ
ａ2Ｏ5、及びＨｆＯ2から選ばれる材料からなることを
特徴とする構成１又は２記載の透明電極の形成方法。
【００１３】（構成４）前記光変性防止層が、複数層か
らなることを特徴とする構成１乃至３記載の透明電極の
形成方法。
らなることを特徴とする構成１乃至３記載の透明電極の
形成方法。
【００１４】（構成５）前記有機物基体が、プラスチッ
ク基板、又は、基板上に有機物材料層を形成した基体で
あることを特徴とする構成１乃至４記載の透明電極の形
成方法。
ク基板、又は、基板上に有機物材料層を形成した基体で
あることを特徴とする構成１乃至４記載の透明電極の形
成方法。
【００１５】（構成６）前記プラスチック基板が、ポリ
カーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）、メタ
クリル樹脂（ＰＭＭＡ）から選ばれる材料からなること
を特徴とする構成１乃至５記載の透明電極の形成方法。
カーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）、メタ
クリル樹脂（ＰＭＭＡ）から選ばれる材料からなること
を特徴とする構成１乃至５記載の透明電極の形成方法。
【００１６】（構成７）前記透明電極材料が、ＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony doped Tin O
xide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxide）、Ｃｄ
Ｉｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4、ＩｎＧａＺｎ
Ｏ4、及び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物
から選ばれる材料からなることを特徴とする構成１乃至
６記載の透明電極の形成方法。
（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony doped Tin O
xide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxide）、Ｃｄ
Ｉｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4、ＩｎＧａＺｎ
Ｏ4、及び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物
から選ばれる材料からなることを特徴とする構成１乃至
６記載の透明電極の形成方法。
【００１７】（構成８）有機物基体上に光照射によって
結晶化した結晶質透明電極材料を形成してなる透明電極
であって、前記結晶質透明電極材料と有機物基体との間
に、有機物基体の光変性を防止する光変性防止層を有す
ることを特徴とする透明電極。
結晶化した結晶質透明電極材料を形成してなる透明電極
であって、前記結晶質透明電極材料と有機物基体との間
に、有機物基体の光変性を防止する光変性防止層を有す
ることを特徴とする透明電極。
【００１８】
【作用】本発明では、光変性防止層を形成しているの
で、レーザ光等を照射して透明電極材料を結晶化する際
に有機物基体が光照射によって変質（変性）することが
ない。したがって、有機物基体を光照射によって変質さ
せることなく、有機物基体上に形成した透明電極材料を
光照射によって結晶化でき、その結果、有機物基体上に
高い結晶性を有する透明電極、つまり、十分に高い電気
伝導率を有する透明電極を形成することができる。本発
明では、有機物基体の光照射による変質のために実現で
きなかった、有機物基体上に形成した透明電極材料を光
照射によって結晶化させた高い電気伝導率を有する透明
電極を実現できる。また、本発明では、レーザ光を照射
して透明電極材料の結晶化を実現できるので、従来の加
熱法に比べ、より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る。本発明において
は、レーザ照射によって特に光変性しやすいポリカーボ
ネート（ＰＣ）においても光変性を起こすことがなく、
この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、特に有用である。
で、レーザ光等を照射して透明電極材料を結晶化する際
に有機物基体が光照射によって変質（変性）することが
ない。したがって、有機物基体を光照射によって変質さ
せることなく、有機物基体上に形成した透明電極材料を
光照射によって結晶化でき、その結果、有機物基体上に
高い結晶性を有する透明電極、つまり、十分に高い電気
伝導率を有する透明電極を形成することができる。本発
明では、有機物基体の光照射による変質のために実現で
きなかった、有機物基体上に形成した透明電極材料を光
照射によって結晶化させた高い電気伝導率を有する透明
電極を実現できる。また、本発明では、レーザ光を照射
して透明電極材料の結晶化を実現できるので、従来の加
熱法に比べ、より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る。本発明において
は、レーザ照射によって特に光変性しやすいポリカーボ
ネート（ＰＣ）においても光変性を起こすことがなく、
この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、特に有用である。
【００１９】本発明における透明電極材料には、例え
ば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony d
oped Tin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxid
e）や、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4、
ＩｎＧａＺｎＯ4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。
ば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＡＴＯ（Antimony d
oped Tin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum doped Zinc Oxid
e）や、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4、
ＩｎＧａＺｎＯ4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。
【００２０】本発明において有機物基体とは、プラスチ
ック基板、その他の有機物基体を指す。ここで、プラス
チック基板は、無色透明であり、通常厚みが０．０１ｍ
ｍから１０ｍｍである。プラスチック基板の素材として
は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（Ｐ
ＥＳＦ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等があるが、特
にこれらに限定されるものではない。液晶ディスプレイ
用の場合、基板の厚みは、０．１ｍｍから２ｍｍが好ま
しい。一方、その他の有機物基体とは、有機物材料によ
って形成された層を有する基体を指し、例えばガラス基
板上に形成されたカラーフィルタ層であっても良く、有
機ＥＬ薄膜層であっても良く、あるいは、有機物材料に
よって形成された下地層等であっても良い。
ック基板、その他の有機物基体を指す。ここで、プラス
チック基板は、無色透明であり、通常厚みが０．０１ｍ
ｍから１０ｍｍである。プラスチック基板の素材として
は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（Ｐ
ＥＳＦ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等があるが、特
にこれらに限定されるものではない。液晶ディスプレイ
用の場合、基板の厚みは、０．１ｍｍから２ｍｍが好ま
しい。一方、その他の有機物基体とは、有機物材料によ
って形成された層を有する基体を指し、例えばガラス基
板上に形成されたカラーフィルタ層であっても良く、有
機ＥＬ薄膜層であっても良く、あるいは、有機物材料に
よって形成された下地層等であっても良い。
【００２１】本発明における光変性防止層は、有機物基
体へ到達する光のエネルギーを低減する機能を少なくと
も有する層であり、例えば、照射した光を吸収又は反射
などする働きを有する層であり、同時に有機物基体への
熱伝導を小さくする働きを併せ持つものであればさらに
良い。このような光変性防止層に好適な材料としては、
ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、Ｔｉ
Ｏ2、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｅ2Ｏ
4、Ｔａ2Ｏ5、及びＨｆＯ2などがある。これらのうちの
一種を光変性防止層としても良く、複数種を積層して光
変性防止層としても良い。また、例えば、ＩＴＯの格子
定数と整合する結晶材料を用いることにより、ＩＴＯの
結晶性が向上する効果が期待できる。これら光変性防止
層は、ゾルーゲル法、スパッタリング法、イオンプレー
テイング法、真空蒸着法など、通常の成膜方法によって
形成できる。光変性防止層の厚さは、有機物基体の変質
（変性）の防止又は抑制に適した厚さとする。これに加
え、基板全体の光透過率が８０％以上となるような厚さ
とすることが好ましい。膜厚は材質によって異なるが、
ＳｉＯ2やＺｒＯ2等の場合１μｍから２０ｎｍ程度であ
る。１μｍ以上では透過率が低くなりすぎ、２０ｎｍ以
下では照射光が基板に達してしまうので好ましくない。
体へ到達する光のエネルギーを低減する機能を少なくと
も有する層であり、例えば、照射した光を吸収又は反射
などする働きを有する層であり、同時に有機物基体への
熱伝導を小さくする働きを併せ持つものであればさらに
良い。このような光変性防止層に好適な材料としては、
ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、Ｔｉ
Ｏ2、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｅ2Ｏ
4、Ｔａ2Ｏ5、及びＨｆＯ2などがある。これらのうちの
一種を光変性防止層としても良く、複数種を積層して光
変性防止層としても良い。また、例えば、ＩＴＯの格子
定数と整合する結晶材料を用いることにより、ＩＴＯの
結晶性が向上する効果が期待できる。これら光変性防止
層は、ゾルーゲル法、スパッタリング法、イオンプレー
テイング法、真空蒸着法など、通常の成膜方法によって
形成できる。光変性防止層の厚さは、有機物基体の変質
（変性）の防止又は抑制に適した厚さとする。これに加
え、基板全体の光透過率が８０％以上となるような厚さ
とすることが好ましい。膜厚は材質によって異なるが、
ＳｉＯ2やＺｒＯ2等の場合１μｍから２０ｎｍ程度であ
る。１μｍ以上では透過率が低くなりすぎ、２０ｎｍ以
下では照射光が基板に達してしまうので好ましくない。
【００２２】上記の透明電極材料は、有機物基体上に形
成した光変性防止層の上に、通常の成膜方法により成膜
する。成膜方法としては、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。成膜させる膜はアモルファス状であってもよ
く、部分的に結晶化が進行していても良い。アモルファ
ス状である場合には、これに基礎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、これに基礎
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。
成した光変性防止層の上に、通常の成膜方法により成膜
する。成膜方法としては、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。成膜させる膜はアモルファス状であってもよ
く、部分的に結晶化が進行していても良い。アモルファ
ス状である場合には、これに基礎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、これに基礎
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。
【００２３】ここで、基礎吸収端波長とは、透明電極材
料の価電子帯の項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。基礎吸収
端波長よりも短い波長の光は、基礎吸収端波長を持つ光
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。反対に基礎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。このため基礎吸収端波長
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。
透明電極材料の基礎吸収端波長は４００ｎｍ付近にある
ので、基礎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、例えば基礎吸収端波長が５００ｎｍ付
近にある透明電極材料を用いる場合には、例えば４５０
ｎｍの可視光でも良い。
料の価電子帯の項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。基礎吸収
端波長よりも短い波長の光は、基礎吸収端波長を持つ光
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。反対に基礎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。このため基礎吸収端波長
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。
透明電極材料の基礎吸収端波長は４００ｎｍ付近にある
ので、基礎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、例えば基礎吸収端波長が５００ｎｍ付
近にある透明電極材料を用いる場合には、例えば４５０
ｎｍの可視光でも良い。
【００２４】基礎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。基礎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としては、
エキシマーレーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーの４倍波な
どが好ましい。
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。基礎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としては、
エキシマーレーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーの４倍波な
どが好ましい。
【００２５】基礎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
すなどにより、基体の温度上昇を抑制する。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。
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
すなどにより、基体の温度上昇を抑制する。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。
【００２６】
【実施例】以下、実施例により、本発明を説明する。 （実施例１）ポリカーボネート（ＰＣ）基板上にゾルー
ゲル法によりＳｉＯ2膜を形成し、さらにこのＳｉＯ2膜
上にアモルファス状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ2：１０ｗｔ％
含有）を、トッキ社製ＲＦマグネトロンスパッタ装置を
用いて成膜した。この時の成膜雰囲気は１．２ｍＴｏｒ
ｒのアルゴンガスであった。メタクリル樹脂基板は２０
×２０×１（ｍｍ）のサイズを持ち、ＳｉＯ2膜の厚み
は０．５μｍであり、ＩＴＯ膜の厚みは２００ｎｍであ
った。次に、ラムダ・フィジックス社製ＣＯＭＰｅｘ１
０２型エキシマレーザ装置を用い、上記アモルファスＩ
ＴＯ膜に波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を照
射した。照射エネルギーは４０ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓ
ｅ、周波数２０Ｈｚ、照射時間は４分とした。ＰＭＭＡ
基板におけるレーザ照射部位において変質（変性）は見
られなかった。マックサイエンス社製ＭＸＰ１８型Ｘ線
回折装置に用いて、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
折ピークが明瞭に見られ、高い結晶性を有することが確
認された。自作のホール測定装置により測定したとこ
ろ、電気抵抗値２×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は７ｃｍ2
／Ｖ・ｓであって、十分に高い電気伝導率をを有するこ
とが確認された。
ゲル法によりＳｉＯ2膜を形成し、さらにこのＳｉＯ2膜
上にアモルファス状のＩＴＯ膜（ＳｎＯ2：１０ｗｔ％
含有）を、トッキ社製ＲＦマグネトロンスパッタ装置を
用いて成膜した。この時の成膜雰囲気は１．２ｍＴｏｒ
ｒのアルゴンガスであった。メタクリル樹脂基板は２０
×２０×１（ｍｍ）のサイズを持ち、ＳｉＯ2膜の厚み
は０．５μｍであり、ＩＴＯ膜の厚みは２００ｎｍであ
った。次に、ラムダ・フィジックス社製ＣＯＭＰｅｘ１
０２型エキシマレーザ装置を用い、上記アモルファスＩ
ＴＯ膜に波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を照
射した。照射エネルギーは４０ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓ
ｅ、周波数２０Ｈｚ、照射時間は４分とした。ＰＭＭＡ
基板におけるレーザ照射部位において変質（変性）は見
られなかった。マックサイエンス社製ＭＸＰ１８型Ｘ線
回折装置に用いて、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
折ピークが明瞭に見られ、高い結晶性を有することが確
認された。自作のホール測定装置により測定したとこ
ろ、電気抵抗値２×１０-3Ω・ｃｍ、移動度は７ｃｍ2
／Ｖ・ｓであって、十分に高い電気伝導率をを有するこ
とが確認された。
【００２７】（比較例１）ポリカーボネート（ＰＣ）に
直接アモルファス状のＩＴＯ膜を実施例１で用いたもの
と同じスパッタ装置を用いて形成し、同じエキシマレー
ザ光を、同じ照射エネルギーによって照射した結果、Ｐ
ＭＭＡ基板におけるレーザ照射部位において著しい変質
が見られ、透明電極としての実用に耐えないものとなっ
た。
直接アモルファス状のＩＴＯ膜を実施例１で用いたもの
と同じスパッタ装置を用いて形成し、同じエキシマレー
ザ光を、同じ照射エネルギーによって照射した結果、Ｐ
ＭＭＡ基板におけるレーザ照射部位において著しい変質
が見られ、透明電極としての実用に耐えないものとなっ
た。
【００２８】（実施例２〜４）ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）基板に替えてメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）基板（実
施例２）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板
（実施例３）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）基板
（実施例４）を用いたこと以外は実施例１と同様にして
透明電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射
部位において変質は見られなかった。また、得られた透
明電極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有
していた。
Ｃ）基板に替えてメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）基板（実
施例２）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板
（実施例３）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）基板
（実施例４）を用いたこと以外は実施例１と同様にして
透明電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射
部位において変質は見られなかった。また、得られた透
明電極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有
していた。
【００２９】（比較例２〜４）実施例２〜４で用いた各
基板上に直接アモルファス状のＩＴＯ膜を形成し、変性
防止層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にし
て透明電極を形成したところ、ＰＭＭＡ基板を除いた各
基板におけるレーザ照射部位において著しい変質が見ら
れ、透明電極としての実用に耐えないものとなった。メ
タクリル樹脂（ＰＭＭＡ）基板の場合には、著しい変質
は見られなかったが、表面に波打ちが生じ、ＳｉＯ2膜
を形成したものに比べて実用性に劣っていた。
基板上に直接アモルファス状のＩＴＯ膜を形成し、変性
防止層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にし
て透明電極を形成したところ、ＰＭＭＡ基板を除いた各
基板におけるレーザ照射部位において著しい変質が見ら
れ、透明電極としての実用に耐えないものとなった。メ
タクリル樹脂（ＰＭＭＡ）基板の場合には、著しい変質
は見られなかったが、表面に波打ちが生じ、ＳｉＯ2膜
を形成したものに比べて実用性に劣っていた。
【００３０】（実施例５〜６）光変性防止層としてＳｉ
Ｏ2に替えて、ＺｒＯ2（実施例５）、Ｙ2Ｏ3（実施例
６）を用いたこと以外は実施例１〜４と同様にして透明
電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射部位
において変質は見られなかった。また、得られた透明電
極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有して
いた。
Ｏ2に替えて、ＺｒＯ2（実施例５）、Ｙ2Ｏ3（実施例
６）を用いたこと以外は実施例１〜４と同様にして透明
電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射部位
において変質は見られなかった。また、得られた透明電
極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有して
いた。
【００３１】（実施例７）光変性防止層を、基板側から
ＳｉＯ2／ＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニア）の
複数層としたこと以外は実施例１〜４と同様にして透明
電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射部位
において変質は見られなかった。また、得られた透明電
極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有して
いた。なお、光変性防止層としてＹＳＺを挿入したこと
でＩＴＯの結晶性が向上した。
ＳｉＯ2／ＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニア）の
複数層としたこと以外は実施例１〜４と同様にして透明
電極を形成したところ、各基板におけるレーザ照射部位
において変質は見られなかった。また、得られた透明電
極は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有して
いた。なお、光変性防止層としてＹＳＺを挿入したこと
でＩＴＯの結晶性が向上した。
【００３２】（実施例８）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、
及び、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4の複合酸化物、及
び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物のぞれぞ
れを用い、実施例１〜７と同様にして、透明電極を形成
したところ、それぞれの基板におけるレーザ照射部位に
おいて変質は見られなかった。また、得られた透明電極
は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有してい
た。
て、それぞれ、アモルファス状態の、ＡＴＯ、ＡＺＯ、
及び、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4の複合酸化物、及
び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物のぞれぞ
れを用い、実施例１〜７と同様にして、透明電極を形成
したところ、それぞれの基板におけるレーザ照射部位に
おいて変質は見られなかった。また、得られた透明電極
は高い結晶性を有し、十分に高い電気伝導率を有してい
た。
【００３３】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。
【００３４】例えば、アモルファス膜の組成や、照射光
及び照射条件、成膜条件等は、上記実施例に限定され
ず、適宜変更できる。また、得られた透明電極はエッチ
ングなどによって任意のパターニングを施こすことがで
きる。
及び照射条件、成膜条件等は、上記実施例に限定され
ず、適宜変更できる。また、得られた透明電極はエッチ
ングなどによって任意のパターニングを施こすことがで
きる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、光変性防止層を形成し
ているので、レーザ光等を照射して透明電極材料を結晶
化する際に有機物基体が光照射によって変質することが
ない。したがって、有機物基体を光照射によって変質さ
せることなく、有機物基体上に形成した透明電極材料を
光照射によって結晶化でき、その結果、有機物基体上に
高い結晶性を有する透明電極、つまり、十分に高い電気
伝導率を有する透明電極を形成することができる。
ているので、レーザ光等を照射して透明電極材料を結晶
化する際に有機物基体が光照射によって変質することが
ない。したがって、有機物基体を光照射によって変質さ
せることなく、有機物基体上に形成した透明電極材料を
光照射によって結晶化でき、その結果、有機物基体上に
高い結晶性を有する透明電極、つまり、十分に高い電気
伝導率を有する透明電極を形成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 秀雄 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 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 Ｆターム(参考） 5G307 FA02 FB01 FC10 5G323 BB05 BC03
Claims (8)
- 【請求項１】 有機物基体上に、該有機物基体の光変性
を防止する光変性防止層を形成する工程と、 前記光変性防止層上に、透明電極材料層を形成する工程
と、 前記透明電極材料層にその基礎吸収端波長よりも短い波
長の光を照射して透明電極材料を結晶化させる工程とを
有することを特徴とする透明電極の形成方法。 - 【請求項２】 前記光変性防止層上に、アモルフアス状
の透明電極材料層を形成する工程を有することを特徴と
する請求項１記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項３】 前記光変性防止層が、ＳｉＯ2、Ｓｎ
Ｏ2、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｓｃ
2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、Ｇｅ2Ｏ4、Ｔａ2
Ｏ5、及びＨｆＯ2から選ばれる材料からなることを特徴
とする請求項１又は２記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項４】 前記光変性防止層が、複数層からなるこ
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】 前記有機物基体が、プラスチック基板、
又は、基板上に有機物材料層を形成した基体であること
を特徴とする請求項１乃至４記載の透明電極の形成方
法。 - 【請求項６】 前記プラスチック基板が、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳＦ）、メタクリル
樹脂（ＰＭＭＡ）から選ばれる材料からなることを特徴
とする請求項１乃至５記載の透明電極の形成方法。 - 【請求項７】 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）、ＣｄＩｎ2Ｏ4、
ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＺｎＧａ2Ｏ4、ＩｎＧａＺｎＯ4、及
び、Ｃｕを含むデラフォサイト型の複合酸化物から選ば
れる材料からなることを特徴とする請求項１乃至６記載
の透明電極の形成方法。 - 【請求項８】 有機物基体上に光照射によって結晶化し
た結晶質透明電極材料を形成してなる透明電極であっ
て、 前記結晶質透明電極材料と有機物基体との間に、有機物
基体の光変性を防止する光変性防止層を有することを特
徴とする透明電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090228A JP2000285752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 透明電極及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090228A JP2000285752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 透明電極及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000285752A true JP2000285752A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13992638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090228A Pending JP2000285752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 透明電極及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000285752A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001056088A1 (fr) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Japan Science And Technology Corporation | Diode electroluminescente et laser a semiconducteur |
| KR100519368B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-10-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시소자 및 그 제조방법 |
| WO2006061964A1 (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-15 | Asahi Glass Company, Limited | 導電膜付き基体およびその製造方法 |
| JP2006244941A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Dainippon Printing Co Ltd | 透明導電膜の形成方法、並びにこれを用いた透明導電基板及び有機ｅｌ素子基板 |
| JP2006286308A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toppan Printing Co Ltd | 透明導電膜積層体およびその製造方法 |
| JP2007317536A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | 無機エレクトロルミネッセンス素子用酸化ジルコニウム系バリア膜 |
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-
1999
- 1999-03-30 JP JP11090228A patent/JP2000285752A/ja active Pending
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