JP2003297150A - 透明導電積層体とその製造方法 - Google Patents

透明導電積層体とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機高分子成型物からなる基板上に、透明性
および加湿熱信頼性にすぐれるとともに、比抵抗が低す
ぎることのない、完全結晶化してなる透明導電層を有す
る透明導電積層体を提供する。 【解決手段】 有機高分子成型物からなる基板上に、Ｓ
ｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対
し、１〜６重量％であるＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からな
る、膜厚が１５〜５０ｎｍ、ホール移動度が３０〜４５
cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜６）×１０20個／
cm3 である、完全結晶化している透明導電層を有するこ
とを特徴とする透明導電積層体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機高分子成型物
からなる基板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透明導
電層を有する透明導電積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の透明導電積層体は、無機エレク
トロルミネッセンス素子用透明電極、電磁波シールド
用、アナログ・デジタルタッチパネル用透明電極など
に、幅広く利用されている。とくに、近年になり、情報
インフラの整備と、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシス
タント）に代表される携帯用情報端末の急速な普及によ
り、タッチパネル用途の需要が急速に拡大している。
【０００３】これら携帯用情報端末のタッチパネルで
は、液晶表示画面上にセットされて、専用ペンで、キー
ボードの代わりとグラフィック入力ができ、透明入力部
の直下にある液晶を表示させることができる。人は、表
示した液晶の情報を、透明入力素子であるタッチパネル
を通して、認識できる。近年、携帯用情報端末の液晶の
画質がきれいになるにつれて、その上にセットされるタ
ッチパネル用透明電極層には、高い透明性などが求めら
れるようになってきている。
【０００４】従来、このような用途に用いられる透明導
電積層体は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ス
パッタ法などの方法で作製されてきたが、制御性や再現
性の点より、スパッタ法が最も一般的に採用されてい
る。この方法は、基板上に形成する透明導電層の膜組成
と同一の酸化物ターゲットか、Ｉｎ−Ｓｎ合金からなる
メタルターゲットを使用し、不活性ガス（Ａｒガス）単
独か、これと反応性ガス（酸素ガス）とを導入して、基
板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透明導電層をスパ
ッタ製膜するものである。しかし、基板が有機高分子成
型物からなる場合、その耐熱性の点より、高い温度で製
膜できず、製膜直後はアモルファス膜か一部結晶化した
膜となっている。このため、膜の透明性に劣り、黄ばみ
が強い、加湿熱試験後の抵抗変化が大きいなどの問題が
あった。
【０００５】このような問題を克服するため、特公平３
−１５５３６号公報などにおいて、有機高分子成型物か
らなる基板上に結晶膜を形成する手法として、膜中の酸
素を少なくして製膜し、その後、大気中の酸素雰囲気下
で後加熱することにより、アモルファス膜から結晶膜へ
転換させる技術が提案されている。この方法により、膜
の透明性が向上し、黄ばみもなく、さらに加湿熱試験後
の抵抗変化が小さく、加湿熱信頼性が向上するなどの利
点がもたらされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
後加熱する方法では、短時間では結晶化せず、高温長時
間の加熱が必要であり、そのため、生産性が悪く、また
基板フィルム中のオリゴマーの発生など品質面での問題
があり、さらに得られる結晶化膜は比抵抗が低くなりす
ぎ、そのぶん消費電力が高くなる問題があった。
【０００７】本発明は、上記の事情に照らし、有機高分
子成型物からなる基板が十分に耐えられる１５０℃以下
の基板温度でスパッタ製膜したのち、低温短時間の熱処
理を施すことにより、基板上に、生産性や品質面での悪
化を伴うことなく、透明性、加湿熱信頼性にすぐれ、ま
た比抵抗が低すぎることのない、完全結晶化した透明導
電層を有する透明導電積層体を得ることを目的としてい
る。ここで、上記の「完全結晶化」とは、透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）観察により結晶化したグレンが全面に存
在する状態を指すものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
に対し、鋭意検討した結果、有機高分子成型物からなる
基板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透明導電層を、
基板の実用的な加熱許容温度である８０〜１５０℃でス
パッタ製膜するにあたり、ターゲット中のＳｎの含有量
を低くし、かつ所定の真空度となるまで排気して水分や
基板から発生する有機ガスなどの不純物を除去した雰囲
気とし、これにＡｒガスとともにＩｎのプラズマ発光強
度が微妙に変動する程度のわずかな量の酸素ガスを導入
して、特定膜厚の透明導電層をスパッタ製膜すると、製
膜直後の透明導電層はアモルファス膜となっているが、
その後、大気中で１２０〜１５０℃で０．５〜１時間と
いう低温短時間の熱処理を施すことにより、生産性や品
質面での悪化を伴わずに、上記膜を完全結晶化した膜に
容易に変換できることがわかった。
【０００９】しかも、上記特定の熱処理により完全結晶
化した膜は、そのホール移動度が、熱処理前で１５〜２
８cm2 ／Ｖ・Ｓであったのが、３０〜４５cm2 ／Ｖ・Ｓ
と大きくなり、一方、キャリア密度が、熱処理前で（２
〜５）×１０20個／cm3 であったのが、（２〜６）×１
０20個／cm3 とあまり大きく変化しなかった。これに対
し、特公平３−１５５３６号公報に提案される、スパッ
タ製膜後に高温長時間の後加熱処理を施して得られる結
晶膜は、ホール移動度が１８〜２０cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャ
リア密度が（５〜９）×１０21個／cm3 である。
【００１０】これを要するに、上記特定の熱処理により
完全結晶化した膜は、前記提案の結晶膜に比べて、ホー
ル移動度が２倍程度大きく、キャリア密度が一桁小さい
という特異な性状を有している。また、この性状に基づ
いて、完全結晶化した透明導電層として透明性や加湿熱
信頼性にすぐれるうえに、比抵抗が熱処理前（つまりス
パッタ製膜直後）の約半分程度の低下にとどまり、前記
提案の結晶膜では後加熱処理で比抵抗が一桁以上低下す
るのに比べて、比抵抗の過度な低下が防がれ、消費電力
の増加を抑制できるものであることもわかった。
【００１１】本発明は、以上の知見をもとにして、完成
されたものである。すなわち、本発明は、有機高分子成
型物からなる基板上に、Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳ
ｎ原子とを加えた重さに対し、１〜６重量％であるＩｎ
・Ｓｎ複合酸化物からなる、膜厚が１５〜５０ｎｍ、ホ
ール移動度が３０〜４５cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が
（２〜６）×１０20個／cm3 である、完全結晶化してい
る透明導電層を有することを特徴とする透明導電積層体
に係るものである。
【００１２】また、本発明は、このような構成とされた
透明導電積層体の製造方法として、（ａ）有機高分子成
型物からなる基板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透
明導電層をスパッタ製膜する工程と、（ｂ）これに続く
熱処理工程とにより、基板上に透明導電層を有する透明
導電積層体を製造する方法において、上記の（ａ），
（ｂ）工程を下記のように構成して、上記の透明導電積
層体を製造することを特徴とする透明導電積層体の製造
方法に係るものである。 （ａ）工程：Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを
加えた重さに対し、１〜６重量％であるメタルターゲッ
トまたは酸化物ターゲットを使用し、基板温度８０〜１
５０℃で真空度が１．５×１０-4Ｐａ以下となるまで排
気し、これにＡｒガスとともに酸素ガスを、Ａｒガスの
みを導入したときのＩｎのプラズマ発光強度を９０とし
たとき、酸素ガス導入後の上記発光強度が、メタルター
ゲットでは３０〜４０、酸化物ターゲットでは８４〜９
０となるように導入して、スパッタ製膜することによ
り、基板上に、Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子と
を加えた重さに対し、１〜６重量％であるＩｎ・Ｓｎ複
合酸化物からなる、膜厚が１５〜５０ｎｍ、ホール移動
度が１５〜２８cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜
５）×１０20個／cm3 であるアモルファスの透明導電層
を形成する工程 （ｂ）工程：大気中で１２０〜１５０℃で０．５〜１時
間熱処理することにより、上記の透明導電層をホール移
動度が３０〜４５cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜
６）×１０20個／cm3 である、完全結晶化している透明
導電層に変換する工程
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる基板は、有機
高分子成型物からなるものであり、とくに、透明性や耐
熱性にすぐれたものが好ましい。このような有機高分子
には、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル
系高分子、ポリオレフィン系高分子、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレートなどの単
一成分の高分子、共重合高分子、エポキシ系高分子など
がある。これら有機高分子のフィルム状物、シート状
物、その他の成型物が用いられる。この成型物は、必要
により、アンダーコートや背面コートしたものであって
もよい。
【００１４】本発明では、まず、（ａ）工程として、上
記の基板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透明導電層
をスパッタ製膜する。この製膜には、ＤＣ電源を用いた
標準的なマグネトロンスパッタ法だけでなく、ＲＦスパ
ッタ法、ＲＦ＋ＤＣスパッタ法、パルススパッタ法、デ
ュアルマグネトロンスパッタ法などの種々のスパッタ法
を採用できる。また、このようなスパッタ製膜に際し、
上記基板に熱的ダメージを与えないように、基板温度は
８０〜１５０℃の範囲内とする。この範囲内でより高い
基板温度を選択することにより、製膜される透明導電層
の結晶化に好結果を得ることができるが、通常は、１０
０℃程度とするのがよい。
【００１５】本発明に用いられるスパッタターゲット
は、Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重
さに対して、１〜６重量％、好ましくは２〜５重量％で
あるメタルターゲット（Ｉｎ−Ｓｎターゲット）または
酸化物ターゲット（Ｉｎ2 Ｏ3−ＳｎＯ2 ターゲット）
である。Ｓｎの添加は膜の耐久性などの信頼性の向上に
寄与するが、結晶化についてはＩｎ2 Ｏ3 が一番結晶化
しやすく、ＳｎはＩｎ2Ｏ3 結晶格子に取り込まれる量
以外は不純物的な働きをし、結晶化を妨げる。このた
め、Ｓｎの量は上記範囲内に抑える必要がある。
【００１６】このようなターゲットを用いたスパッタ製
膜にあたり、まず、スパッタ装置内を真空度が１．５×
１０-4Ｐａ以下、好ましくは７×１０-5Ｐａ以下となる
まで排気して、装置内の水分や基板から発生する有機ガ
スなどの不純物を取り除いた雰囲気とする。製膜中の水
分や有機ガスの存在は、製膜中に発生するダングリング
ボンドを終結させ、結晶成長を妨げるからである。
【００１７】つぎに、このように排気したスパッタ装置
内に、不活性ガスであるＡｒガスとともに、反応性ガス
である酸素ガスを導入して、スパッタ製膜を行う。その
際、酸素ガスの導入量を微妙に制御することが重要であ
り、一般のマスフローコントローラで一定量の酸素ガス
を導入する方式では、ターゲット表面の酸化度が刻々変
動するし、また酸化のヒステリシスが存在することか
ら、製膜後の熱処理によっても結晶化膜を安定して製膜
することはできない。
【００１８】本発明者らは、スパッタ放電中に発生する
Ｉｎのプラズマ発光強度が製膜速度とスパッタターゲッ
トの酸化度に依存した膜質に関係することを利用したＰ
ＥＭ（プラズマエミッションモニター）制御システムに
より、詳細に検討した。その結果、Ａｒガスのみを導入
したときのスパッタ製膿中のＩｎのプラズマ発光強度を
９０としたときに、酸素ガス導入後の上記発光強度が、
メタルターゲットでは３０〜４０、酸化物ターゲットで
は８４〜９０となるように、酸素ガスを導入すると、ス
パッタ製膜時はアモルファスであるが、その後の大気中
での低温短時間の熱処理で完全結晶化した膜に容易に変
換できることがわかった。
【００１９】このように酸素ガス導入後のＩｎ発光強度
が上記範囲内となるように酸素ガスを導入する方式は、
導入酸素量の変化量としてはある瞬間のマスフローメー
ターでは判別できないくらいである。なお、膜の抵抗値
としては、メタルターゲットではＩｎ発光強度が３０の
ときに、酸化物ターゲットではＩｎ発光強度が８４のと
きに、上記抵抗値が最低となることが確認されている。
【００２０】本発明においては、上記のように酸素ガス
導入量をわずかな範囲内に設定することで、基板上への
スパッタ製膜後、低温短時間の熱処理を施すことによ
り、完全結晶化した透明導電層を有する透明導電積層体
を得ることができるが、スパッタ製膜時の透明導電層の
膜厚は、１５〜５０ｎｍとすべきであり、とくに好まし
くは２０〜４０ｎｍとするのがよい。膜厚が１５ｎｍ未
満では、低温短時間の熱処理では結晶化させにくく、５
０ｎｍを超えると、上記熱処理で比抵抗が下がりすぎ、
タッチパネルの電極用として消費電力が増大しすい。
【００２１】このように基板上にスパッタ製膜される透
明導電層は、Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを
加えた重さに対し、１〜６重量％であるＩｎ・Ｓｎ複合
酸化物からなる、膜厚が１５〜５０ｎｍのアモルファス
膜で、ホール移動度が１５〜２８cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリ
ア密度が（２〜５）×１０20個／cm3 である。
【００２２】本発明の透明導電積層体は、これをタッチ
パネル用などに利用する場合、酸によるパターンエッチ
ング加工が施される。このパターンエッチング加工は、
上記スパッタ製膜直後の段階、つまり、熱処理前の段階
で行われる。熱処理後には完全結晶化してエッチング加
工が難しくなるが、熱処理前ではアモルファス膜のた
め、エッチング加工を容易に行うことができる。
【００２３】本発明においては、つぎに、（ｂ）工程と
して、上記スパッタ製膜後の透明導電層に対し、低温短
時間の熱処理として、大気中において、適宜の乾燥機な
どを用いて、１２０〜１５０℃で０．５〜１時間の加熱
処理を施す。この熱処理で、スパッタ製膜後のアモルフ
ァス膜は、完全結晶化した膜に変換され、ホール移動度
は３０〜４５cm2 ／Ｖ・Ｓと大きな値となり、キャリア
密度は熱処理前とそれほど変わらない（２〜６）×１０
20個／cm3 の値となる。このホール移動度は、前記提案
の結晶化膜に比べて２倍程度大きい値であり、さらにキ
ャリア密度は、前記提案の結晶化膜に比べて一桁ほど小
さい値である。
【００２４】一般に、Ｉｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透
明導電層のキャリア電子の発生するドナーには、Ｉｎ2
Ｏ3 蛍石結晶格子の酸素欠乏状態部分と、Ｉｎ原子サイ
トにＳｎ原子が置換する部分とがあると言われている。
本発明では、Ｓｎのドープ量を少なくしているため、Ｉ
ｎ原子サイトにＳｎ原子が置換する量が少なく、これが
キャリア密度を小さくする原因となっているものと考え
られる。また、本発明では、不純物として働く余分のＳ
ｎとさらに水分などが少ないため、低温短時間の熱処理
にもかかわらず、結晶が大きく成長し、これがホール移
動度を大きくさせる原因となっているものと考えられ
る。
【００２５】このように、上記熱処理後の透明導電層
は、有機高分子成型物からなる基板上に設けられる透明
導電層としては、これまで報告されたことのない、新規
なホール移動度とキャリア密度を持つ特異的な性状を示
すものであって、とくに非常に良好に結晶成長した、完
全結晶化膜であるということができる。
【００２６】このため、上記熱処理後の透明導電層は、
５５０ｎｍの光透過率が熱処理前に比べて１．５〜４％
程度向上した、すぐれた透明性を示し、とくに、５５０
ｎｍより低波長側の透過率の向上が顕著で、黄ばみなど
の現象を呈することがなく、また加湿熱試験での抵抗変
化が小さく、加湿熱信頼性にもすぐれている。また、比
抵抗は、熱処理前の約半分程度となり、熱処理による比
抵抗の低下率が少ないため、タッチパネルの電極用とし
て消費電力の増大を抑制できる。
【００２７】なお、上記の（ｂ）工程において、熱処理
のための温度、時間が前記した範囲外となると、上記し
たような効果が得られない。たとえば、１２０℃より低
い温度となったり、０．５時間より短い時間となると、
完全結晶化をはかりにくい。また、１５０℃より高い温
度となったり、１時間を超える時間となると、生産性の
低下や基板フィルム中のオリゴマー発生などの品質面で
の問題が起こりやすくなり、さらには前記した膜性状を
示す透明導電層が得られにくくなり、比抵抗が低くなり
すぎるなどの不都合を生じやすい。
【００２８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。
【００２９】実施例１ 平行平板型の巻き取り式マグネトロンスパッタ装置に、
ターゲット材料としてＩｎ−Ｓｎメタルターゲット（Ｓ
ｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対
して、３重量％）を装着し、また基板として厚さ７５μ
ｍのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴとい
う）フィルムを装着し、巻き取りながら、脱水、脱ガス
を行い、真空度が７×１０-5Ｐａとなるまで排気した。
この状態で、３ＫｗのＤＣ反応性スパッタ法により、基
板の加熱温度を１００℃とし、Ａｒガスを３００ｓｃｃ
ｍ導入するとともに、ＰＥＭにより、Ａｒガスのみでの
Ｉｎのプラズマ発光強度を９０に設定後、酸素ガス導入
後の上記発光強度が３３となるように、酸素ガス導入量
を自動のピエゾバルブで開閉調整して、膜質を調整しな
がら、スパッタ製膜した。
【００３０】このようにしてＰＥＴフィルムからなる基
板上に透明なＩｎ・Ｓｎ複合酸化物（以下、ＩＴＯとい
う）からなる膜厚が２０ｎｍの透明導電層を形成した。
つぎに、この透明導電層に対して、１５０℃で３０分加
熱する熱処理を施して、透明導電積層体を作製した。こ
の積層体について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（倍率
２５，０００倍）により、その透明導電層を観察したと
ころ、図１に示すように、完全結晶化したＩＴＯ膜が形
成されていることがわかった。
【００３１】また、この透明導電積層体について、ホー
ル測定効果により、熱処理前（スパッタ製膜直後）およ
び熱処理後のホール移動度とキャリア密度とを測定し
た。この測定には、バイオラッド社製の「ＨＬ５５００
ＰＣ」測定器を使用した。さらに、熱処理前後の抵抗
値、５５０ｎｍの光透過率および５％ＨＣｌ水溶液浸漬
５分後の抵抗値を測定した。結果は、表１に示されると
おりであった。
【００３２】表１
【００３３】上記の結果から明らかなように、本来結晶
化しにくい２０ｎｍという薄い膜厚にもかかわらず、１
５０℃で３０分という低温短時間の熱処理によって、良
好に結晶化し、５５０ｎｍの光透過率が熱処理前に比べ
て３％向上している。また、熱処理後の抵抗値の低下
は、熱処理前の半分に抑えられており、熱処理により、
抵抗値が低くなりすぎるという心配もない。また、熱処
理前では、５％ＨＣｌ水溶液浸漬５分後の抵抗値が∞と
なっているように、酸によるエッチング加工を容易に行
うことができるが、熱処理後では、同浸漬後の抵抗値に
全く変化がみられなくなっており、酸によるエッチング
加工が難しくなる、換言すれば、酸に対して安定となっ
ている。なおまた、上記の試験とは別に、熱処理後の透
明導電積層体につき、６０℃，９０％ＲＨ下で５００時
間の加湿熱試験を行ってみたところ、試験前の初期抵抗
値（２００Ω／□）に対する抵抗変化率は１．１倍に抑
えられており、これより加湿熱信頼性にもすぐれている
ことがわかった。
【００３４】実施例２ 平行平板型の巻き取り式マグネトロンスパッタ装置に、
ターゲット材料としてＩｎ−Ｓｎ酸化物ターゲット（Ｓ
ｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対
して、４．７重量％）を装着し、また基板として厚さ７
５μｍのＰＥＴフィルムを装着し、巻き取りながら、脱
水、脱ガスを行い、真空度が１×１０-4Ｐａとなるまで
排気した。この状態で、３ＫｗのＤＣ反応性スパッタ法
により、基板の加熱温度を１００℃とし、Ａｒガスを３
００ｓｃｃｍ導入するとともに、ＰＥＭにより、Ａｒガ
スのみでのＩｎのプラズマ発光強度を９０に設定後、酸
素ガス導入後の上記発光強度が８６となるように、酸素
ガス導入量を自動のピエゾバルブで開閉調整して、膜質
を調整しながら、スパッタ製膜した。
【００３５】このようにしてＰＥＴフィルムからなる基
板上に透明なＩＴＯ膜からなる膜厚が２０ｎｍの透明導
電層を形成した。つぎに、この透明導電層に対して、１
５０℃で３０分加熱する熱処理を施して、透明導電積層
体を作製した。この積層体について、透過型電子顕微鏡
により、その透明導電層を観察したところ、完全結晶化
したＩＴＯ膜が形成されていることがわかった。
【００３６】また、この透明導電積層体について、前記
と同様にして、熱処理前（スパッタ製膜直後）および熱
処理後のホール移動度とキャリア密度とを測定した。ま
た、熱処理前後の抵抗値、５５０ｎｍの光透過率および
５％ＨＣｌ水溶液浸漬５分後の抵抗値を測定した。これ
らの結果は、表２に示すように、実施例１とほぼ同様で
あった。なおまた、上記の試験とは別に、前記と同様に
して、熱処理後の透明導電積層体について、加湿熱試験
を行ってみたところ、実施例１とほぼ同様に、すぐれた
加湿熱信頼性を有していることがわかった。
【００３７】表２
【００３８】比較例１ ターゲット材料を、Ｉｎ−Ｓｎメタルターゲット（Ｓｎ
原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対し
て、１０重量％）に変えた以外は、実施例１と同様にス
パッタ製膜して、ＰＥＴフィルムからなる基板上に膜厚
が２０ｎｍのＩＴＯ膜からなる透明導電層を形成した。
つぎに、この透明導電層に対し、１５０℃で３０分加熱
する熱処理を施して、透明導電積層体を作製した。
【００３９】この透明導電積層体について、前記と同様
にして、熱処理前（スパッタ製膜直後）および熱処理後
のホール移動度とキャリア密度とを測定した。また、熱
処理前後の抵抗値、５５０ｎｍの光透過率および５％Ｈ
Ｃｌ水溶液浸漬５分後の抵抗値を測定した。これらの結
果は、表３に示されるとおりであった。
【００４０】表３
【００４１】上記の結果から明らかなように、熱処理前
後で光透過率の向上はあまりみられず、５％ＨＣｌ水溶
液浸漬５分後の抵抗値が熱処理後でも∞となり、酸によ
るエッチング加工は行えるものの、そのぶん酸に対する
安定性に劣っていた。なお、上記の試験とは別に、前記
と同様にして、熱処理後の透明導電積層体について、加
湿熱試験を行ってみたところ、試験前の初期抵抗値に対
する抵抗変化率は１．５倍となり、実施例１に比べて、
加湿熱信頼性に劣っていた。
【００４２】比較例２ ターゲット材料を、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物ターゲット（Ｓｎ
原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対し
て、９．５重量％）に変え、かつ真空度が８×１０-4Ｐ
ａとなるまで排気し、また酸素ガス導入量を、Ａｒガス
のみでのＩｎのプラズマ発光強度を９０に設定後、酸素
ガス導入後の上記発光強度が８０となるように、自動の
ピエゾバルブで開閉調整した以外は、実施例２と同様に
スパッタ製膜して、ＰＥＴフィルムからなる基板上にＩ
ＴＯ膜からなる透明導電層を形成した。つぎに、この透
明導電層に対して、１５０℃で３０分加熱する熱処理を
施して、透明導電積層体を作製した。
【００４３】この透明導電積層体について、前記と同様
にして、熱処理前（スパッタ製膜直後）および熱処理後
のホール移動度とキャリア密度とを測定した。また、熱
処理前後の抵抗値、５５０ｎｍの光透過率および５％Ｈ
Ｃｌ水溶液浸漬５分後の抵抗値を測定した。これらの結
果は、表４に示されるとおりであった。
【００４４】表４
【００４５】上記の結果から明らかなように、熱処理前
後で光透過率の向上はあまりみられず、５％ＨＣｌ水溶
液浸漬５分後の抵抗値が熱処理後でも∞となり、酸によ
るエッチング加工は行えるものの、そのぶん酸に対する
安定性に劣っていた。なお、上記の試験とは別に、前記
と同様にして、熱処理後の透明導電積層体について、加
湿熱試験を行ってみたところ、試験前の初期抵抗値に対
する抵抗変化率は２．０倍となり、実施例２に比べて、
加湿熱信頼性に劣っていた。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、本発明は、有機高分子成
型物からなる基板上にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透
明導電層を、基板の実用的な加熱許容温度である８０〜
１５０℃でスパッタ製膜するにあたり、ターゲット中の
Ｓｎの含有量を低くし、かつ所定の真空度となるまで排
気して水分や基板から発生する有機ガスなどの不純物を
除去した雰囲気とし、これにＡｒガスとともにＩｎのプ
ラズマ発光強度が微妙に変動する程度のわずかな量の酸
素ガスを導入して、膜厚が１５〜５０ｎｍとなるように
スパッタ製膜したことにより、その後、１２０〜１５０
℃で０．５〜１時間という低温短時間の熱処理を施すこ
とで、生産性や品質面での悪化を伴わず、透明性、加湿
熱信頼性にすぐれ、また比抵抗が低すぎることのない、
完全結晶化した透明導電層を有する透明導電積層体を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の方法によりスパッタ製膜し、低温短
時間の熱処理を施したＩＴＯ膜からなる透明導電層を透
過型電子顕微鏡（倍率：２５，０００倍）で観察したと
きの顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊澤 圭子 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 前田 智彦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 4F100 AA33B AK01A AK42A BA02 EH662 EJ412 JA11B JA13B JA20B JG01 JN01 4K029 AA11 AA25 BA50 BB07 BB10 BC09 CA06 DC03 DC05 DC34 GA01 5G307 FA02 FB01 FC04 FC09 5G323 BA01 BA02 BB05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機高分子成型物からなる基板上に、Ｓ
    ｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを加えた重さに対
    し、１〜６重量％であるＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からな
    る、膜厚が１５〜５０ｎｍ、ホール移動度が３０〜４５
    cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜６）×１０20個／
    cm3 である、完全結晶化している透明導電層を有するこ
    とを特徴とする透明導電積層体。
  2. 【請求項２】 （ａ）有機高分子成型物からなる基板上
    にＩｎ・Ｓｎ複合酸化物からなる透明導電層をスパッタ
    製膜する工程と、（ｂ）これに続く熱処理工程とによ
    り、基板上に透明導電層を有する透明導電積層体を製造
    する方法において、上記の（ａ），（ｂ）工程を下記の
    ように構成して、請求項１に記載の透明導電積層体を製
    造することを特徴とする透明導電積層体の製造方法。 （ａ）工程：Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子とを
    加えた重さに対し、１〜６重量％であるメタルターゲッ
    トまたは酸化物ターゲットを使用し、基板温度８０〜１
    ５０℃で真空度が１．５×１０-4Ｐａ以下となるまで排
    気し、これにＡｒガスとともに酸素ガスを、Ａｒガスの
    みを導入したときのＩｎのプラズマ発光強度を９０とし
    たとき、酸素ガス導入後の上記発光強度が、メタルター
    ゲットでは３０〜４０、酸化物ターゲットでは８４〜９
    ０となるように導入して、スパッタ製膜することによ
    り、基板上に、Ｓｎ原子の量が、Ｉｎ原子とＳｎ原子と
    を加えた重さに対し、１〜６重量％であるＩｎ・Ｓｎ複
    合酸化物からなる、膜厚が１５〜５０ｎｍ、ホール移動
    度が１５〜２８cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜
    ５）×１０20個／cm3 であるアモルファスの透明導電層
    を形成する工程 （ｂ）工程：大気中で１２０〜１５０℃で０．５〜１時
    間熱処理することにより、上記の透明導電層をホール移
    動度が３０〜４５cm2 ／Ｖ・Ｓ、キャリア密度が（２〜
    ６）×１０20個／cm3 である、完全結晶化している透明
    導電層に変換する工程
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