JP2013127113A - 導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【課題】 低抵抗であると共に耐塩化性及び透明導電膜との密着性に優れた導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲットを提供すること。
【解決手段】 導電体膜が、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されている。この導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜する。
【選択図】 図１
【解決手段】 導電体膜が、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されている。この導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、例えばタッチパネル用の配線膜に用いられる導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲットに関する。
近年、いわゆるスマートフォンと呼ばれる携帯電話機等の携帯情報端末やタブレット型の電子機器などではタッチパネルが広く採用されている。このタッチパネルでは、指先を検知するパネル領域に検出用電極としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）等の透明電極及び透明配線が形成され、さらにこれらに接続され透明配線より低抵抗の金属薄膜で形成された引き出し配線が使用されている。例えば、特許文献１には、ＩＴＯからなる第１の配線に接続されたＡｇ又はＣｕからなる第２の配線を有した電子機器が記載されている。
しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
タッチパネルの引き出し配線などに用いられる導電体膜では、例えば純Ａｇを用いるとマイグレーションが生じて短絡不良が発生しやすくなるため、Ａｇ合金膜の採用が検討されている。
また、タッチパネルの引き出し配線では、環境からの塩素成分に加え、指先を使用して操作するために人体からの汗など、塩素成分の影響を受ける可能性が高い。このため、引き出し配線用の導電体膜として塩素に対する耐性が求められている。
さらに、上記引き出し配線は、ＩＴＯ等の透明導電膜上に成膜されるため、特に基材としてＰＥＴ等のフィルムを使用するタイプのタッチパネルにおいては、透明電極膜との密着性をより向上させることが要望されている。このような密着性が必要となる理由は、タッチパネルの部材となる透明導電性フィルム上に配線材を形成する場合、成膜時などフィルムを巻き取る際に透明導電膜／配線膜の構造に対し、曲げ応力がかかるため、ガラス基板上への成膜などに比べて配線膜と透明導電膜との間で剥がれが起き易くなるためである。
タッチパネルの引き出し配線などに用いられる導電体膜では、例えば純Ａｇを用いるとマイグレーションが生じて短絡不良が発生しやすくなるため、Ａｇ合金膜の採用が検討されている。
また、タッチパネルの引き出し配線では、環境からの塩素成分に加え、指先を使用して操作するために人体からの汗など、塩素成分の影響を受ける可能性が高い。このため、引き出し配線用の導電体膜として塩素に対する耐性が求められている。
さらに、上記引き出し配線は、ＩＴＯ等の透明導電膜上に成膜されるため、特に基材としてＰＥＴ等のフィルムを使用するタイプのタッチパネルにおいては、透明電極膜との密着性をより向上させることが要望されている。このような密着性が必要となる理由は、タッチパネルの部材となる透明導電性フィルム上に配線材を形成する場合、成膜時などフィルムを巻き取る際に透明導電膜／配線膜の構造に対し、曲げ応力がかかるため、ガラス基板上への成膜などに比べて配線膜と透明導電膜との間で剥がれが起き易くなるためである。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低抵抗であると共に耐塩化性及び透明導電膜との密着性に優れた導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
本発明者らは、導電体膜について研究を進めたところ、Ａｇ合金に一定量のＭｎを含有させることで、タッチパネルの引き出し配線等に必要とされる低抵抗を維持しつつ高い耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができることを見出した。
したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
第１の発明に係る導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
この導電体膜では、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているので、タッチパネルの引き出し配線等に要求される比抵抗を維持しつつ高い耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができる。
この導電体膜では、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているので、タッチパネルの引き出し配線等に要求される比抵抗を維持しつつ高い耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができる。
Ｍｎ：
Ｍｎは、膜の耐湿性・耐塩化性を高める作用を有すると共に、透明導電膜との密着性を著しく改善する作用を有する。
Ｍｎを上記含有量の範囲に設定した理由は、Ｍｎが０．０５原子％未満であると、透明導電膜に対する密着性の改善効果が得られなくなるためであり、Ｍｎが２原子％を超えると電気抵抗（比抵抗）が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、より好ましいＭｎの含有量範囲は、０．５〜１．５原子％である。
Ｍｎは、膜の耐湿性・耐塩化性を高める作用を有すると共に、透明導電膜との密着性を著しく改善する作用を有する。
Ｍｎを上記含有量の範囲に設定した理由は、Ｍｎが０．０５原子％未満であると、透明導電膜に対する密着性の改善効果が得られなくなるためであり、Ｍｎが２原子％を超えると電気抵抗（比抵抗）が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、より好ましいＭｎの含有量範囲は、０．５〜１．５原子％である。
第２の発明に係る導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、 残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
すなわち、この導電体膜では、Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有しているので、透明導電膜との密着性をさらに向上させると共に、膜の耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
すなわち、この導電体膜では、Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有しているので、透明導電膜との密着性をさらに向上させると共に、膜の耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａ：
Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａと、Ｍｎとが両方存在することで、相乗効果により耐湿性、耐塩化性及び膜の密着性がさらに向上する。特に大きな特徴として耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させる作用を有する。
Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａを上記含有量の範囲に設定した理由は、４原子％を超えると電気抵抗が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、電気抵抗の上昇を抑制しつつ耐塩化性を向上させるためにより好ましい範囲は、０．４〜４原子％である。
Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａと、Ｍｎとが両方存在することで、相乗効果により耐湿性、耐塩化性及び膜の密着性がさらに向上する。特に大きな特徴として耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させる作用を有する。
Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａを上記含有量の範囲に設定した理由は、４原子％を超えると電気抵抗が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、電気抵抗の上昇を抑制しつつ耐塩化性を向上させるためにより好ましい範囲は、０．４〜４原子％である。
第３の発明に係る導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第４の発明に係る導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
すなわち、これらの導電体膜では、Ｓｂを０．４〜２．０原子％含有しているので、膜の耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
なお、第４の発明において、Ｓｂと、Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上（以下、Ｍｇ等とも称す）とを双方添加しても、双方の元素の効果が干渉し合うことはなく、Ｓｂのみの添加の場合やＭｇ等のみの添加の場合と同様の効果を得ることができる。
第４の発明に係る導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
すなわち、これらの導電体膜では、Ｓｂを０．４〜２．０原子％含有しているので、膜の耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
なお、第４の発明において、Ｓｂと、Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上（以下、Ｍｇ等とも称す）とを双方添加しても、双方の元素の効果が干渉し合うことはなく、Ｓｂのみの添加の場合やＭｇ等のみの添加の場合と同様の効果を得ることができる。
Ｓｂ：
Ｓｂと、Ｍｎとが両方存在することで、相乗効果により耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させる作用を有する。
Ｓｂを上記含有量の範囲に設定した理由は、Ｓｂが０．４原子％未満であると、耐熱性等の改善効果が得られなくなるためであり、２．０原子％を超えると電気抵抗が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、電気抵抗の上昇を抑制しつつ耐塩化性を向上させるためにより好ましい範囲は、０．５〜１．５原子％である。
Ｓｂと、Ｍｎとが両方存在することで、相乗効果により耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させる作用を有する。
Ｓｂを上記含有量の範囲に設定した理由は、Ｓｂが０．４原子％未満であると、耐熱性等の改善効果が得られなくなるためであり、２．０原子％を超えると電気抵抗が高くなり、配線膜の材料として十分な低抵抗が得られないためである。なお、電気抵抗の上昇を抑制しつつ耐塩化性を向上させるためにより好ましい範囲は、０．５〜１．５原子％である。
第５の発明に係る導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする。
すなわち、この導電体膜の製造方法では、第１の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第１の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
すなわち、この導電体膜の製造方法では、第１の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第１の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
第６の発明に係る導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする。
すなわち、この導電体膜の製造方法では、第２の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第２の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
すなわち、この導電体膜の製造方法では、第２の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第２の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
第７の発明に係る導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする。
第８の発明に係る導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする。
すなわち、これらの導電体膜の製造方法では、第３の発明又は第４の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第３の発明又は第４の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
第８の発明に係る導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする。
すなわち、これらの導電体膜の製造方法では、第３の発明又は第４の発明の導電体膜と同じ成分組成の銀合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜するので、第３の発明又は第４の発明の導電体膜を安定して得ることができる。
第９の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１０の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、 Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１１の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１２の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１０の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、 Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１１の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
第１２の発明に係る導電体膜形成用スパッタリングターゲットは、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の導電体膜によれば、上記含有量範囲でＭｎを含有した銀合金で構成されているので、配線膜用、特にタッチパネルの引き出し配線に用いられる導電体膜として要求される比抵抗を維持しつつ高い耐湿性，耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができ、高信頼性を有するタッチパネルを製造することができる。
本発明の導電体膜によれば、上記含有量範囲でＭｎを含有した銀合金で構成されているので、配線膜用、特にタッチパネルの引き出し配線に用いられる導電体膜として要求される比抵抗を維持しつつ高い耐湿性，耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができ、高信頼性を有するタッチパネルを製造することができる。
以下、本発明に係る導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲットの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態の導電体膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されている。
また、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
また、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
さらに、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
また、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
また、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
さらに、本実施形態の導電性膜は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていても構わない。
これらの導電体膜は、例えば図１に示すように、タッチパネルの引き出し配線として採用される。
すなわち、このタッチパネルの引き出し配線構造は、ガラス板やＰＥＴフィルム等の基材１上に、透明導電膜である透明電極膜（ＩＴＯなど）２が形成され、さらにその上に引き出し配線膜３が積層された層構造を有しており、本実施形態の導電体膜は、引き出し配線膜３として用いられる。
すなわち、このタッチパネルの引き出し配線構造は、ガラス板やＰＥＴフィルム等の基材１上に、透明導電膜である透明電極膜（ＩＴＯなど）２が形成され、さらにその上に引き出し配線膜３が積層された層構造を有しており、本実施形態の導電体膜は、引き出し配線膜３として用いられる。
本実施形態の導電体膜の製造方法は、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することで形成される。
また、必要に応じて、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲット、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲット、又はＭｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜される。
また、必要に応じて、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲット、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲット、又はＭｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されたスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜される。
上記スパッタリングターゲットを作製するには、原料として純度：９９．９９原子％以上の高純度Ａｇ、純度：９９．９原子％以上の高純度Ｍｎを用意し、また必要に応じてＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を添加する場合は、純度９９．９質量％以上のＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａを用意し、さらに必要に応じてＳｂを添加する場合は、純度９９．９質量％以上のＳｂを用意する。そして、まず高純度Ａｇを高真空もしくは不活性ガス雰囲気中で溶解して得られた高純度Ａｇ溶湯を作製し、このＡｇ溶湯にＭｎを所定の含有量となるように添加する。また必要に応じてＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を所定の含有量となるように添加し、さらにＳｂを所定の含有量となるように添加する。
このようにして得られたＭｎ含有Ａｇ合金溶湯を鋳型に鋳造してインゴットを作製し、これらインゴットを冷間加工したのち機械加工することにより製造することができる。このようにして作製したＡｇ合金スパッタリングターゲットを用い、通常のスパッタリング装置を用いて本実施形態の導電体膜を形成することができる。なお、Ｍｎは、予め作製したＡｇＭｎ母合金として添加すると比率制御の観点からより好ましい。
このように本実施形態の導電体膜では、Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有した銀合金で構成されているので、タッチパネルの引き出し配線等に要求される比抵抗を維持しつつ高い耐塩化性及び透明導電膜との密着性を得ることができる。
また、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有させることで、透明導電膜との密着性をさらに向上させると共に、膜の耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
また、さらにＳｂを０．４〜２．０原子％含有させることで、膜の耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
また、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有させることで、透明導電膜との密着性をさらに向上させると共に、膜の耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
また、さらにＳｂを０．４〜２．０原子％含有させることで、膜の耐熱性、耐湿性及び耐塩化性を著しく向上させることができる。
次に、本発明に係る導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲットの実施例として、様々な導電体膜を作製し、評価した結果を説明する。
まず、原料として、純度:９９．９９原子％以上のＡｇと、純度:９９．９原子％以上のＭｎと、必要に応じて純度:９９．９９原子％以上のＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上とを用意した。上記Ａｇを高周波真空溶解炉で溶解してＡｇ溶湯を作製し、このＡｇ溶湯にＭｎを添加し、さらに必要に応じてＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を添加し、さらに必要に応じてＳｂを添加して溶解し鋳造することによりインゴットを作製した。得られたインゴットを冷間圧延したのち、大気中で６００℃、２時間保持の熱処理を施し、次いで機械加工することにより直径：１５２．４ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有する本発明の実施例ターゲット１〜５４及び比較例ターゲット１〜５を作製した。
次に、本発明の実施例ターゲット１〜５４を用いてスパッタすることでそれぞれ導電体膜の実施例１〜５４を作製した。また、同様に、比較例ターゲット１〜５を用いてスパッタすることでそれぞれ導電体膜の比較例１〜５を作製した。
（ａ）膜のシート抵抗測定
上記本実施例ターゲット１〜５４及び比較例ターゲット１〜５をそれぞれ無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これを直流マグネトロンスパッタ装置に装着した。また、市販のＩＴＯターゲットも同様に、同時に直流マグネトロンスパッタ装置に装着した。
上記本実施例ターゲット１〜５４及び比較例ターゲット１〜５をそれぞれ無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これを直流マグネトロンスパッタ装置に装着した。また、市販のＩＴＯターゲットも同様に、同時に直流マグネトロンスパッタ装置に装着した。
次に、真空排気装置にて直流マグネトロンスパッタ装置内を５×１０−５Ｐａ以下まで排気した後、ＡｒガスおよびＯ２ガスを９９：１の流量比で導入して０．５Ｐａのスパッタガス圧とし、続いて直流電源にてＩＴＯターゲットに２５０Ｗの直流スパッタ電力を印加することにより上記ターゲットに対向しかつ７０ｍｍの間隔を設けて上記ターゲットと平行に配置した縦：３０ｍｍ、横：３０ｍｍの四角形状のコーニング社製＃１７３７ガラス基板上にＩＴＯを２０ｎｍ成膜した。続けてＡｒガスのみを導入して０．５Ｐａのスパッタガス圧とし、直流電源にて上記の実施例または比較例ターゲットに２５０Ｗの直流スパッタ電力を印加することにより、ＩＴＯが成膜されたガラス基板上に表１及び表２に示される成分組成を有する本実施例の導電体膜（実施例１〜５４）及び比較例の導電体膜（比較例１〜５）を形成した。なお、これらの導電体膜の厚さは、２００ｎｍとした。
これら各導電体膜の成分組成を表１及び表２に示す。なお、膜の組成は、別途１μｍ成膜し、その組成を電子線マイクロプローブアナライザ（ＥＰＭＡ）により測定した。
また、表１及び表２に示される成分組成を有する本発明の実施例１〜５４及び比較例１〜５の導電体膜について、そのシート抵抗を四探針法により測定した。その結果を表１及び表２に示す。
また、表１及び表２に示される成分組成を有する本発明の実施例１〜５４及び比較例１〜５の導電体膜について、そのシート抵抗を四探針法により測定した。その結果を表１及び表２に示す。
（ｂ）膜の耐湿性評価
上記ＩＴＯ上に成膜した実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料を、８０℃、湿度８５％の恒温恒湿層中に入れて、１００時間の保存試験を行った。１００時間保持後、恒温恒湿層から取り出し、目視にて膜表面に発生する斑点状の欠陥の有無を確認した。膜に全く欠陥が見られないものを良「○」、欠陥の発生が見られるものを不良「×」とし、２段階の評価を行った。これらの測定結果を表１及び表２に示す。
上記ＩＴＯ上に成膜した実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料を、８０℃、湿度８５％の恒温恒湿層中に入れて、１００時間の保存試験を行った。１００時間保持後、恒温恒湿層から取り出し、目視にて膜表面に発生する斑点状の欠陥の有無を確認した。膜に全く欠陥が見られないものを良「○」、欠陥の発生が見られるものを不良「×」とし、２段階の評価を行った。これらの測定結果を表１及び表２に示す。
（ｃ）膜の耐塩化性評価
上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料を、室温で、５％ＮａＣｌ水溶液中に２４時間浸漬した後、水溶液から取り出して純水で十分にすすいだ後、乾燥空気を噴射して水分を取り除いた。これらの試料について目視および光学顕微鏡により膜表面を観察し、目視で鏡面を保っており、かつ光学顕微鏡でも図２の（ａ）に示すように欠陥がほとんど見られないものを優良「◎」、目視では鏡面を保っているが、光学顕微鏡観察では、図２の（ｂ）に示すように細かな黒点状の欠陥の発生が多数みられるものを良「○」、目視で白濁が発生しているものを不良「×」とする３段階の評価を行った。これらの測定結果を表１及び表２に示す。
上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料を、室温で、５％ＮａＣｌ水溶液中に２４時間浸漬した後、水溶液から取り出して純水で十分にすすいだ後、乾燥空気を噴射して水分を取り除いた。これらの試料について目視および光学顕微鏡により膜表面を観察し、目視で鏡面を保っており、かつ光学顕微鏡でも図２の（ａ）に示すように欠陥がほとんど見られないものを優良「◎」、目視では鏡面を保っているが、光学顕微鏡観察では、図２の（ｂ）に示すように細かな黒点状の欠陥の発生が多数みられるものを良「○」、目視で白濁が発生しているものを不良「×」とする３段階の評価を行った。これらの測定結果を表１及び表２に示す。
（ｄ）膜の密着性評価
密着性評価用の試料は、市販のＰＥＴフィルム基板上にＩＴＯを２０ｎｍ成膜した後、スパッタ装置から取り出すことにより、ＩＴＯ膜表面を一度大気に曝し、その後再びスパッタ装置に装填して、ＩＴＯ上に上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜を２００ｎｍ成膜した。なお、密着性の評価は、ＪＩＳ Ｋ５６００ ５−６にて規定される方法（クロスカット法）を参考にした。上記各導電体膜の表面に１ｍｍの間隔でカッター刃にて切り込みを入れることにより、１０マス×１０マス＝１００マスの格子を描き、その部分に市販のセロハンテープ（３Ｍ社製 Ｎｏ．３７５）を、一旦貼り付けてから引き剥がした。上記各導電体膜とＩＴＯとの密着性が弱い場合、テープの粘着力によりマス目から膜が引き剥がされる。本評価においては、１００マスの内、膜が完全に残っているマス目の数を数え、これを密着性の指標とした。なお、１００マス中に膜が完全に残っているマス目が８０以上であることを良好であると判断した。
密着性評価用の試料は、市販のＰＥＴフィルム基板上にＩＴＯを２０ｎｍ成膜した後、スパッタ装置から取り出すことにより、ＩＴＯ膜表面を一度大気に曝し、その後再びスパッタ装置に装填して、ＩＴＯ上に上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜を２００ｎｍ成膜した。なお、密着性の評価は、ＪＩＳ Ｋ５６００ ５−６にて規定される方法（クロスカット法）を参考にした。上記各導電体膜の表面に１ｍｍの間隔でカッター刃にて切り込みを入れることにより、１０マス×１０マス＝１００マスの格子を描き、その部分に市販のセロハンテープ（３Ｍ社製 Ｎｏ．３７５）を、一旦貼り付けてから引き剥がした。上記各導電体膜とＩＴＯとの密着性が弱い場合、テープの粘着力によりマス目から膜が引き剥がされる。本評価においては、１００マスの内、膜が完全に残っているマス目の数を数え、これを密着性の指標とした。なお、１００マス中に膜が完全に残っているマス目が８０以上であることを良好であると判断した。
（ｅ）膜の耐熱性評価
上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料に対し、大気雰囲気中、２２０℃、１時間の熱処理を行った後、膜表面を対物５０倍、対眼１０倍の光学顕微鏡の暗視野像にて観察、撮影した。暗視野像であるため、表面に突起（ヒロック）が生じている場合、その突起は白く光る点として検出される。撮影した画像の２９０μｍ×２００μｍの範囲に存在するヒロックの個数を画像処理ソフトウェア（三谷商事社製、Ｗｉｎｒｏｏｆ）により計測した。
このヒロックの個数が耐熱性の指標となり、ヒロックが少ないほど程、耐熱性が高いことを表している。
上記実施例１〜５４及び比較例１〜５の各導電体膜の試料に対し、大気雰囲気中、２２０℃、１時間の熱処理を行った後、膜表面を対物５０倍、対眼１０倍の光学顕微鏡の暗視野像にて観察、撮影した。暗視野像であるため、表面に突起（ヒロック）が生じている場合、その突起は白く光る点として検出される。撮影した画像の２９０μｍ×２００μｍの範囲に存在するヒロックの個数を画像処理ソフトウェア（三谷商事社製、Ｗｉｎｒｏｏｆ）により計測した。
このヒロックの個数が耐熱性の指標となり、ヒロックが少ないほど程、耐熱性が高いことを表している。
これらの評価結果から本発明の実施例１〜５４の導電体膜は、Ｍｎが本発明の含有量範囲より少ない比較例１の導電体膜に比べて耐湿性又は耐塩化性に優れていることがわかる。また、実施例１〜５４の導電体膜は、タッチパネルの引き出し配線用の導電体膜として十分に低い比抵抗が得られている。なお、Ｍｎ又はＰｄが本発明の含有量範囲より多い比較例３及び４は、シート抵抗が実施例１〜５４の導電体膜よりも高い値を示している。さらに、比較例１，２の導電性膜は、透明導電膜に対する密着性が低いのに対し、実施例１〜５４の導電体膜は、密着性についても全て良好な結果が得られている。
なお、所定量のＳｂを添加した実施例３２〜３６は、他の実施例、比較例に比べて耐熱性に優れていることがわかる。
なお、所定量のＳｂを添加した実施例３２〜３６は、他の実施例、比較例に比べて耐熱性に優れていることがわかる。
なお、本発明をスパッタリングターゲットとして利用するためには、面粗さ：３μｍ未満、粒径：５００μｍ未満、酸素含有量：３００ｐｐｍ未満、Ｂｉ：１００ｐｐｍ以下、Ｐｂ：１００ｐｐｍ以下、Ｃｕ：２００ｐｐｍ以下、Ｆｅ：２００ｐｐｍ以下、トータル純度：３Ｎ以上であることが好ましい。上記各実施例は、いずれもこれらの条件を満たしたものである。
また、本発明の技術範囲は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また、本発明の技術範囲は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
１…基材、２…透明導電膜、３…引き出し配線膜（本実施形態の導電体膜）
Claims (12)
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、
残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜。 - Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、
さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を、合計で４原子％以下含有し、
残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜。 - Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、
さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、
残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜。 - Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、
Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、
さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、
残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜。 - Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする導電体膜の製造方法。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする導電体膜の製造方法。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、
残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする導電体膜の製造方法。 - Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されているスパッタリングターゲットを用いてスパッタにより成膜することを特徴とする導電体膜の製造方法。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜形成用スパッタリングターゲット。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜形成用スパッタリングターゲット。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、さらにＳｂを、０．４〜２．０原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜形成用スパッタリングターゲット。
- Ｍｎを、０．０５〜２原子％含有し、Ｓｂを、０．４〜２．０原子％含有し、さらにＭｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ及びＧａのうち１種又は２種以上を合計で４原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の銀合金で構成されていることを特徴とする導電体膜形成用スパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012246981A JP2013127113A (ja) | 2011-11-14 | 2012-11-09 | 導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011248678 | 2011-11-14 | ||
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| JP2012246981A JP2013127113A (ja) | 2011-11-14 | 2012-11-09 | 導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲット |
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|---|---|
| JP2013127113A true JP2013127113A (ja) | 2013-06-27 |
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ID=48777794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2012246981A Pending JP2013127113A (ja) | 2011-11-14 | 2012-11-09 | 導電体膜及びその製造方法並びに導電体膜形成用スパッタリングターゲット |
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| JP (1) | JP2013127113A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024070277A1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 北川工業株式会社 | 導電反射膜 |
-
2012
- 2012-11-09 JP JP2012246981A patent/JP2013127113A/ja active Pending
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