JP4377003B2 - 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 - Google Patents
透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4377003B2 JP4377003B2 JP20894799A JP20894799A JP4377003B2 JP 4377003 B2 JP4377003 B2 JP 4377003B2 JP 20894799 A JP20894799 A JP 20894799A JP 20894799 A JP20894799 A JP 20894799A JP 4377003 B2 JP4377003 B2 JP 4377003B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- transparent conductive
- film
- resistance value
- sheet resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に、直接又はその他の膜を介して透明導電膜を形成した後、該透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理を施すことにより、所定のシート抵抗値に調整する透明導電膜のシート抵抗値の調整方法、及び透明導電膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜やインジウムがドープされた酸化亜鉛膜等の透明導電膜は、その優れた透明性と導電性を利用して、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、面発熱体、タッチパネル電極、太陽電池等に広く使用されている。
【0003】
これらの透明導電膜は、このように広い分野で使用されるものであるため、使用目的によって種々のシート抵抗値及び透明度を有するものが要求される。例えば、フラットパネルディスプレイ用の透明導電膜の場合では、低抵抗かつ高透過率のものが、タッチパネル用の透明導電膜では、高抵抗、高透過率の膜がそれぞれ要求される。特に近年開発されて市場の伸びが期待されているペン入力タッチパネル用の透明導電膜は、高い位置認識精度が要求されることから、シート抵抗値が200〜3000Ω/□といった高抵抗でかつ抵抗値の均一性に優れた膜であることが求められている。ここで、シート抵抗値は、比抵抗/導電膜の膜厚で求められる値である。
【0004】
かかる透明導電膜の抵抗値の均一性を評価する方法として、リニアリティ試験がある。この方法は、透明導電膜の向かい合った2辺に銀ペースト等で低抵抗の電極を作製し、両電極間に1〜10Vの直流電流を印加する。このとき、両電極の間隔をD、印加電圧をVとし、透明導電膜の任意の点について、マイナスの電極からの距離をd、マイナスの電極とその点の電位差をvとすると、(d/D−v/V)×100をリニアリティ値(%)と定義される。
【0005】
リニアリティ値は、位置と検出した電位差から計算した位置とのずれを定義する量であり、文字や図形を認識する目的で製作されるタッチパネルでは、通常、リニアリティ値が±2%以内の導電膜が要求されている。
【0006】
従来、所望の比抵抗値を有する導電膜を形成する方法としては、(A)酸処理する方法、(B)光照射する方法、(C)還元的雰囲気で処理する方法、(D)酸化的雰囲気で処理する方法、(E)導電膜の膜厚を変化させる方法、及び(F)ITO膜の成膜方法において、スズドープ量を変化させる方法等が知られている。
【0007】
(A)の酸処理する方法としては、例えば、特開昭47−84717号公報には、真空蒸着法により酸化インジウムの導電膜を得た後、該膜を酸処理することを特徴とする透明導電膜の製造法が記載されている。この方法は、ガラス基板上に導電膜を成膜後、該基板を酸で洗浄することによって、高い透過率を有し、かつ所望の抵抗値を有する透明導電膜を形成するものである。
【0008】
(B)の光照射する方法としては、例えば、特開昭61−261234号公報には、耐熱基板上に、インジウム化合物等を含有する有機溶媒液等を塗布、焼成することにより、酸化インジウム等を含有する被膜を形成せしめた後、空気を遮断して、30mW/cm2 以上の強度の光を照射する透明導電膜付着基板の製造方法が記載されている。そしてこのように処理することによって、電気抵抗の低い透明導電性膜を形成するものである。
【0009】
また、特開昭63−314714号及び特開昭63−314715号公報には、基板上に導電膜を成膜後、該導電膜に、紫外線、可視光線又は赤外線を照射して、導電膜の抵抗値の調節(調整)する方法が記載されている。
【0010】
(C)の還元的雰囲気下で導電膜を処理する方法は、主に導電膜の低抵抗化を目的とする方法であり、例えば、以下の方法が知られている。
▲1▼特開昭60−243280号公報には、有機金属化合物と有機バインダーと溶媒とを含む透明電極形成液を、基板に塗布して焼成する透明電極形成方法であって、焼成の前半を酸素が豊富な雰囲気下で行い、後半を酸素の乏しい雰囲気下手行う透明電極形成方法が記載されている。この方法は、焼成の前半と後半の酸素濃度を変えることによって、有機金属の酸化をコントロールして、低抵抗の透明電極を形成するものである。
【0011】
▲2▼特開昭61−261236号公報には、熱分解することにより酸化物系透明導電膜を形成する化合物溶液を基材に塗布し、200℃以下の温度で乾燥後、水素を2容量%以下含有する不活性ガス雰囲気中、500℃以下の温度で該化合物を焼成熱分解する透明導電膜の形成方法が記載されている。この方法は、不活性ガス雰囲気下で熱分解焼成することにより、酸化による高抵抗化を抑制し、かつ高い透明度の導電膜を形成するものである。
【0012】
▲3▼さらに、特開昭63−164117号公報には、有機インジウム化合物と有機錫化合物とを溶媒に溶解した塗布液を基板上に塗布し、上記有機化合物を熱分解した後、0.6体積%以上の水分を添加した雰囲気中で熱処理し、還元的雰囲気中で加熱し、還元する透明導電膜の形成方法が記載されている。
【0013】
(D)の酸化的雰囲気で処理する方法としては、例えば、▲1▼特開平46−86730号公報には、真空蒸着法によりガラス基板へ透明な導電膜を被覆する方法において、室温にてガラス基板に真空蒸着法により酸化インジウムに対し、重量で10〜40%の酸化第2スズを含む被膜を形成せしめ、次いで該基板を酸素雰囲気中で300〜600℃で加熱処理することにより酸化させる、透明導電性ガラスの形成方法が記載されている。この方法により、可視光線透過率75%以上、面積抵抗値1kΩ/□〜100Ω/□の透明導電性ガラスを形成することができる。
【0014】
▲2▼また、特開平6−135742号公報及び特開平224374号公報には、スズのドープ量を、インジウムに対して0.05〜2.0%又は10〜40%で成膜し、酸素雰囲気にて200℃以上に加熱処理するITO膜の成膜方法、及び該加熱処理後、さらに酸素雰囲気下で冷却するITO膜の成膜方法が記載されている。これらの方法によれば、200〜3000Ω/□の比較的高抵抗を有し、かつリニアリティ値が2%以内の均一性に優れたITO膜を得ることができる。
【0015】
(E)の方法は、従来からもっとも普通に行われている方法である。シート抵抗値=比抵抗/膜厚であるから、シート抵抗値の低い導電膜を得るためには、一般的に、厚い膜厚の導電膜を形成せればよく、逆にシート抵抗値の高い導電膜得るには薄い膜厚の導電膜を形成しなければならないことになる。
【0016】
さらに、(F)のスズドープ量を変化させてITO膜の抵抗値をコントロールする方法としては、前記特開平6−135742号公報及び特開平224374号公報に記載された方法が知られている。これらの方法は、一定量のスズを酸化インジウム中にドープさせることにより、高い抵抗値を有するITO膜を成膜することができるものである。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記した方法のうち、(A)の方法は、酸により導電膜表面がダメージを受けるおそれがあり、また、酸による洗浄後、精製水で洗浄し、乾燥する工程がさらに必要となり、処理操作が煩雑となる。
【0018】
また、(B)の方法は、オゾンの発生による酸化反応を引き起したり、光照射装置を別途必要とする。
【0019】
(D)の酸化的雰囲気で処理する方法は、導電膜を高抵抗化するには都合が良いが、低抵抗の導電膜を得たい場合には適さない。また、高抵抗の導電膜を得たい場合であっても、酸素濃度や焼成温度等の小さな変化により抵抗値が高くなり過ぎたりする場合があり、所望の抵抗値を有する導電膜を形成するのが難しい。
【0020】
また、(E)の導電膜の膜厚を変化させる方法は、ITO膜の膜厚を変化させるだけで所望の比抵抗を有する導電膜を形成することができる簡便な方法である。しかしながら、抵抗値を下げたい場合には膜厚を厚くする必要があり、膜厚を厚くするのにも限界があり、均一かつ高い可視光線透過率を有する透明導電膜を形成するのが困難な場合がある。一方、抵抗値を上げたい場合、例えば、200〜3000Ω/□のシート抵抗値を有する導電膜を得たい場合には、膜厚を1nm〜30nm程度にする必要があるが、この場合には、膜厚が薄いため膜厚を均一にコントロールするのが困難である。
【0021】
さらに、(F)のITO膜の成膜方法において、スズドープ量を変化させる方法は、主に高抵抗のITO膜を成膜する方法であり、ITO膜の成膜に際し、酸素雰囲気下で200℃以上の温度での加熱処理と組み合わせて用いられるものである。
【0022】
このように、従来の透明導電膜の形成方法では、所望の抵抗値、特に100〜3000Ω/□といった比較的高抵抗で、かつ均一性に優れた透明導電膜を形成することが困難であった。
【0023】
本発明は、かかる実状に鑑みてなされたものであり、基板上に形成された透明導電膜のシート抵抗値を、簡易かつ効率よく、所望のシート抵抗値に調整する方法、及び高い可視光線透過率、かつ均一な膜質の導電膜を、簡易かつ歩留り良く形成する方法を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明者らは鋭意検討した結果、基板表面に形成された透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理することにより、極めて簡便に、該透明導電膜を所望の抵抗値に調整できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0025】
即ち、本発明は、第1に、基板上に、直接又はその他の膜を介して透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程を有する、透明導電膜のシート抵抗値の調整方法を提供する。
【0026】
前記第1の発明においては、前記透明導電膜を形成する工程は、スパッター法、電子ビーム法、イオンプレーテイング法又は化学的気相成長法(CVD法)により、透明導電膜を形成する工程を有するのが好ましい。
【0027】
前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に、好ましくは、100〜800℃、より好ましくは300〜500℃に加熱処理する工程を有する。
【0028】
前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理することにより、前記透明導電膜のシート抵抗値を200〜3000Ω/□に調整する工程を有するのが好ましい。
【0029】
また、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理することにより、リニアリティ値が±2%以内の透明導電膜を形成する工程を有するのが好ましい。
【0030】
本発明は、第2に、基板上に、直接又はその他の膜を介して透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程とを有する透明導電膜の形成方法を提供する。
【0031】
前記第2の発明において、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に、好ましくは、100〜800℃、より好ましくは300〜500℃に加熱処理する工程を有する。
【0032】
前記第1及び第2の発明においては、前記透明導電膜を還元する作用を有する有機溶剤を用いるのが好ましい。
【0033】
また、前記透明導電膜としては、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜及びインジウムがドープされた酸化亜鉛膜等を好ましく例示することができる。
【0034】
さらに、前記基透明導電膜は、膜厚が10〜25nmの透明導電膜であるのが好ましく、前記基板としては、ガラス基板を用いるのが好ましい。
【0035】
なお、前記第2の発明においては、これら二つの工程を全く別々に実施することも、又、連続的に実施することもできる。
【0036】
第1の発明の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法によれば、有機溶媒の存在下に加熱処理するという簡便な操作により、該透明導電膜のシート抵抗値を所望の抵抗値に調整、設定することができる。
【0037】
また、第2の発明である透明導電膜の形成方法によれば、透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程とを組み合わせることにより、所定の抵抗値を有する透明導電膜を、効率良く、極めて簡便に、かつ、均一な膜質(即ち、リニアリティに優れた)の所望のシート抵抗値を有する透明導電膜を形成することができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
第1実施形態
本発明の第1の実施形態は、基板上に直接又はその他の層を介して形成された透明導電膜を、所定濃度の有機溶媒の存在下に加熱処理することによって、前記透明導電膜のシート抵抗値を調整する例である。
【0039】
本実施形態では、基板上に、直接又はその他の膜を介して形成された透明導電膜を用いる。前記基板としては、後工程である有機溶媒が熱分解を起こす温度で耐熱性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ガラス基板、セラミックス基板、金属基板等を挙げることができる。
【0040】
これらのうち、本実施形態ではガラス基板を用いるのが好ましい。ガラス基板としては、例えば、ケイ酸ガラス(石英ガラス)、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等を挙げることができる。
【0041】
前記透明導電膜としては、例えば、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜及びアルミニウムがドープされた酸化亜鉛膜等を挙げることができる。また、前記透明導電膜の膜厚は、10〜25nm程度であるのが好ましい。
【0042】
前記透明導電膜を成膜する方法としては、基板上に透明導電膜を成膜する方法であれば特に制限はないが、例えば、スパッター法、電子ビーム法、イオンプレーテイング法又は化学的気相成長法(CVD法)等が挙げられる。
【0043】
より具体的には、スパッター法によれば、金属(インジウム、亜鉛等)及びドープされる金属(スズ、フッ素、フッ素化合物、アルミニウム)の混合物及び酸素ガス、或いは金属酸化物(酸化インジウム、酸化亜鉛)を焼結させたもの等をターゲットとして用い、電子ビーム法やイオンプレーテイング法によれば、金属(インジウム、亜鉛等)及びドープされる金属(スズ、フッ素、フッ素化合物、アルミニウム)の混合物及び酸素ガス、或いは金属酸化物(酸化インジウム、酸化亜鉛)を焼結させたもの等を蒸発物質として用いることにより、前記透明導電膜を成膜することができる。
【0044】
これら透明導電膜の膜厚は、用途によって異なるが、一般的には、シート抵抗値が30Ω/□以下の透明導電膜の場合には、80nm以上であり、シート抵抗値が60〜200Ω/□程度の透明導電膜の場合には、30nm前後であり、シート抵抗値が200〜3000Ω/□程度の透明導電膜の場合には、通常10〜25nm程度である。
【0045】
本実施形態は、ITO膜を形成した場合に好ましく適用することができる。ITO膜は、インジウム化合物及びスズ化合物を成膜原料として形成することができる。該インジウム化合物としては、熱分解して酸化インジウムになるものが好ましい。かかるインジウム化合物として、例えば、インジウムトリスアセチルアセトナート(In(CH3 COCHCOCH3 )3 )、インジウムトリスベンゾイルメタネート(In(C6 H5 COCHCOC6 H5 )3 )、三塩化インジウム(InCl3 )、硝酸インジウム(In(NO3 )3 )、インジウムトリイソプロポキシド(In(OPri )3 )等を例示することができる。これらのうち、特にインジウムトリスアセチルアセトナートを好ましく使用することができる。
【0046】
また、スズ化合物としては、熱分解して酸化第2スズになるものを好ましく用いることができる。かかるスズ化合物として、例えば、塩化第2スズ、ジメチルスズジクロライド、ジブチルスズジクロライド、テトラブチルスズ、スタニアスオクトエート(Sn(OCOC7 H15)2 )、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズズアセテート、ジブチルスズビスアセチルアセトナート等を挙げることができる。
【0047】
なお、前記インジウム化合物及びスズ化合物に加えて、第3成分として、Mg、Ca、Sr、Ba等の周期律表第2族元素、Sc、Y等の第3族元素、La、Ce、Nd、Sm、Gd等のランタノイド、Ti、Zr、Hf等の第4族元素、V、Nb、Ta等の第5族元素、Cr、Mo、W等の第6族元素、Mn等の第7族元素、Co等の第9族元素、Ni、Pd、Pt等の第10族元素、Cu、Ag等の第11族元素、Zn、Cd等の第12族元素、B、Al、Ga等の第13族元素、Si、Ge、Pb等の第14族元素、P、As、Sb等の第15族元素、Se、Te等の第16族元素等の単体若しくはこれらの化合物を添加してITO膜を形成することも好ましい。
【0048】
これらの元素の添加割合は、インジウムに対して、0.05〜20原子%程度が好ましく、添加元素によって添加割合は異なり、目的とする抵抗値にあった元素及び添加量を適宜選定することができる。
【0049】
また、本実施形態においては、前記基板と前記透明導電膜の間に他の膜を介在させることもできる。かかる膜としては、例えば、酸化シリコン膜、有機ポリシラン化合物から形成されるポリシラン膜、MgF2 膜、CaF2 膜、SiO2 とTiO2 の複合酸化物膜等を挙げることができる。
【0050】
これらの膜は、例えば、基板としてソーダーガラスを用いる場合のNaイオンの拡散防止の為に形成される。また、透明導電膜と異なる屈折率、好ましくは低屈折率の下地膜を形成することによって、反射防止或いは透明性を向上させるために形成される。これらの膜は、一般に知られている成膜方法、例えば、スパッター法、CVD法、スプレー法、ディップ法等により、膜厚が20〜200nm程度で形成することができる。
【0051】
次に、該基板上に形成された透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理を行う。ここで、加熱温度としては、用いる有機溶剤の種類等により異なるが、通常100〜800℃、好ましくは300〜500℃である。
【0052】
この工程に用いることができる有機溶媒としては、常温で蒸気圧を有し、適当な温度で熱分解する有機化合物であれば特に制限はない。かかる有機有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセチルアセトン等を挙げることができる。
【0053】
これらの有機溶媒の種類及び添加量は、前記透明導電膜のシート抵抗値の設定値に依存し、透明導電膜の種類、透明導電膜の膜厚、用いる有機溶媒の種類、加熱温度、加熱時間等により適宜定めることができる。例えば、他の条件を同一にして、より熱分解しやすい有機溶媒を多量に添加することにより、シート抵抗値をより低くすることができる。
【0054】
この加熱処理は、導電膜を形成した基板を加熱処理室内に設置した後、所定濃度の有機溶媒を霧化させて加熱処理室内に導入しながら加熱することにより行われる。
【0055】
加熱温度は用いられる有機溶媒が透明導電膜中の酸化成分(酸素等)と反応し、自らが酸化されるのに必要な温度以上であれば十分であるが、通常100〜800℃、より好ましくは、300〜500℃の範囲の温度に設定する。還元性の有機溶媒を用いる場合、この加熱処理によって透明導電膜は還元され、そのシート抵抗値は小さくなる。
【0056】
以上のようにして、用いる有機溶媒の種類、添加量及び加熱温度を適宜選択・設定することにより、所望のシート抵抗値を有する透明導電膜とすることができる。
【0057】
従来は、透明導電膜のシート抵抗値を所定の値に調整すること、特に所定の値にシート抵抗値を所定の値に低下させることは困難であった。又、例え調整できたとしても特別な装置を必要としたり、煩雑な処理工程が必要であった。
【0058】
本実施形態によれば、光照射装置や酸洗浄装置、乾燥装置等の他の特別な装置を必要とせず、また、処理室内を真空系にしたり、不活性ガス雰囲気にする必要もなく、有機溶媒を系内に導入して加熱処理すればよく、簡便かつ効率よく、透明導電膜のシート抵抗値を所定の値に調整することができる。
【0059】
第2実施形態
本発明の第2の実施形態は、基板上に、直接又はその他の膜を介して、透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程からなる透明導電膜の形成方法である。
【0060】
本実施形態では、先ず、基板上に、直接又はその他の膜を介して、透明導電膜を形成する。前記基板としては、後工程である有機溶媒が熱分解を起こす温度で耐熱性を有有するものであれば特に制限はないが、例えば、ガラス基板、セラミックス基板、金属基板等を挙げることができる。
【0061】
これらのうち、本実施形態ではガラス基板を用いるのが好ましい。ガラス基板としては、例えば、ケイ酸ガラス(石英ガラス)、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等を挙げることができる。
【0062】
前記透明導電膜としては、例えば、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜及びアルミニウムがドープされた酸化亜鉛膜等を挙げることができる。
【0063】
前記透明導電膜を成膜する方法としては、基板上に透明導電膜を成膜できるものであれば特に制限はないが、例えば、スパッター法、電子ビーム法、イオンプレーテイング法又は化学的気相成長法(CVD法)等を挙げることができる。
【0064】
より具体的には、スパッター法によれば、金属(インジウム、亜鉛等)及びドープされる金属(スズ、フッ素、フッ素化合物、アルミニウム)の混合物及び酸素ガス、或いは金属酸化物(酸化インジウム、酸化亜鉛)を焼結させたもの等をターゲットとして用い、電子ビーム法やイオンプレーテイング法によれば、金属(インジウム、亜鉛等)及びドープされる金属(スズ、フッ素、フッ素化合物、アルミニウム)の混合物及び酸素ガス、或いは金属酸化物(酸化インジウム、酸化亜鉛)を焼結させたもの等を蒸発物質として用いることにより、前記透明導電膜を成膜することができる。
【0065】
これら透明導電膜の膜厚は、用途によって異なるが、一般的には、シート抵抗値が30Ω/□以下の透明導電膜の場合には、80nm以上であり、シート抵抗値が60〜200Ω/□程度の透明導電膜の場合には、30nm前後であり、シート抵抗値が200〜3000Ω/□程度の透明導電膜の場合には、10〜25nm程度である。
【0066】
本実施形態においては、前記透明導電膜はITO膜であるのが特に好ましい。ITO膜は、インジウム化合物及びスズ化合物を成膜原料として形成することができる。該インジウム化合物としては、熱分解して酸化インジウムになるものが好ましい。かかるインジウム化合物として、例えば、インジウムトリスアセチルアセトナート(In(CH3 COCHCOCH3 )3 )、インジウムトリスベンゾイルメタネート(In(C6 H5 COCHCOC6 H5 )3 )、三塩化インジウム(InCl3 )、硝酸インジウム(In(NO3 )3 )、インジウムトリイソプロポキシド(In(OPri )3 )等を例示することができる。これらのうち、特にインジウムトリスアセチルアセトナートを好ましく使用することができる。
【0067】
また、スズ化合物としては、熱分解して酸化第2スズになるものを好ましく用いることができる。かかるスズ化合物として、例えば、塩化第2スズ、ジメチルスズジクロライド、ジブチルスズジクロライド、テトラブチルスズ、スタニアスオクトエート(Sn(OCOC7 H15)2 )、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズズアセテート、ジブチルスズビスアセチルアセトナート等を挙げることができる。
【0068】
本実施形態においては、前記ITO膜は、ガラス基板上に、超音波霧化による常圧CVD法(パイロゾル法)により形成するのが特に好ましい。
【0069】
実際にパイロゾル法によりITO膜を成膜する場合には、上に列記したインジウム化合物及びスズ化合物のそれぞれ一種以上を、所定の割合で混合し、適当な有機溶媒に溶解させたものを成膜材料として用いる。
【0070】
かかる有機溶媒としては、アセチルアセトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、メチルセルソルブ、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類等を挙げることができる。
【0071】
次いで、基板をパイロゾル成膜装置の成膜室内に設置し、空気中で、前記インジウム化合物及びスズ化合物が熱分解を起こして酸化インジウム及び酸化第2スズを形成し得る温度、例えば、300〜800℃程度に加熱する。さらに、前記インジウム化合物及びスズ化合物を含有する有機溶液を超音波により霧化させ、前記成膜室内に導入する。以上のようにして、基板上にITO膜を成膜することができる。
【0072】
なお、本実施形態においては、前記インジウム化合物及びスズ化合物に加えて、第3成分として、Mg、Ca、Sr、Ba等の周期律表第2族元素、Sc、Y等の第3族元素、La、Ce、Nd、Sm、Gd等のランタノイド、Ti、Zr、Hf等の第4族元素、V、Nb、Ta等の第5族元素、Cr、Mo、W等の第6族元素、Mn等の第7族元素、Co等の第9族元素、Ni、Pd、Pt等の第10族元素、Cu、Ag等の第11族元素、Zn、Cd等の第12族元素、B、Al、Ga等の第13族元素、Si、Ge、Pb等の第14族元素、P、As、Sb等の第15族元素、Se、Te等の第16族元素等の単体若しくはこれらの化合物を添加してITO膜を形成することも好ましい。
【0073】
これらの元素の添加割合は、インジウムに対して、0.05〜20原子%程度が好ましく、添加元素によって添加割合は異なり、目的とする抵抗値にあった元素及び添加量を適宜選定することができる。
【0074】
本実施形態においては、前記基板上に形成された他の膜を介して前記透明導電膜を形成することもできる。かかる膜としては、例えば、酸化シリコン膜、有機ポリシラン化合物から形成されるポリシラン膜、MgF2 膜、CaF2 膜、SiO2 とTiO2 の複合酸化物膜等を挙げることができる。
【0075】
これらの膜は、例えば、基板としてソーダーガラスを用いる場合のNaイオンの拡散防止の為に形成される。また、透明導電膜と異なる屈折率、好ましくは低屈折率の下地膜を形成することによって、反射防止或いは透明性を向上させるために形成される。これらの膜は、一般に知られている成膜方法、例えば、スパッター法、CVD法、スプレー法、ディップ法等により、膜厚が20〜200nm程度で形成することができる。
【0076】
次に、該基板上に形成された透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理を行う。この加熱工程は、導電膜を形成した基板を、加熱処理室内に設置した後、所定濃度の有機溶媒を霧化させて加熱処理室内に導入しながら、加熱することにより行われる。
【0077】
この工程に用いることができる有機溶媒としては、常温で蒸気圧を有し、適当な温度で熱分解する有機化合物であれば特に制限されない。かかる有機有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセチルアセトン等を例示することができる。
【0078】
これらの有機溶媒の種類及び有機溶媒の添加量は、透明導電膜のシート抵抗値の設定値に依存し、透明導電膜の種類、透明導電膜の膜厚、用いる有機溶媒の種類、加熱温度、加熱時間等により適宜定めることができる。例えば、他の条件を同一にして、熱分解しやすい有機溶媒を多量に添加することにより、導電膜のシート抵抗値をより低くすることができる。
【0079】
加熱温度は用いられる有機溶媒が透明導電膜中の酸化成分(酸素等)と反応し、自らが酸化されるのに必要な温度以上であれば、特に制限されないが、通常100〜800℃、より好ましくは、300〜500℃の範囲の温度に設定する。還元性の有機溶媒を用いる場合、この加熱処理によって、透明導電膜は還元され、そのシート抵抗値は小さくなる。
【0080】
以上のようにして、用いる有機溶媒の種類、添加量及び加熱温度を適宜選択・設定することにより、所望のシート抵抗値を有する透明導電膜を形成することができる。
【0081】
本実施形態によれば、透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程とを組み合わせることにより、所定の抵抗値を有する透明導電膜を、効率良く、極めて簡便に、かつ、均一な膜質(即ち、リニアリティ値が±2%以内であるリニアリティに優れた)の所望のシート抵抗値を有する透明導電膜を形成することができる。
【0082】
特に、本実施形態では、超音波霧化による常圧CVD法(パイロゾル法)によりITO膜等を形成し、連続的に同一ライン上で加熱処理を行うことができるため、作業効率上も好ましいものとなっている。
【0083】
なお、透明導電膜を高温で成膜し、シート抵抗値の調整を連続的に行う場合には、膜表面が十分に高温に保持されているので、新たに加熱処理を施すことなく、冷却工程時に所定量の有機溶媒を系内に添加するだけで、シート抵抗値を所定の値に調整することが可能である。
【0084】
また、本実施形態の透明導電膜の形成方法によれば、高い可視光線透過率及びリニアリティに優れた導電膜を形成することができる。
【0085】
【実施例】
次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
実施例1
スパッタ法あるいは超音波霧化による常圧CVD法(パイロゾル法)により、下記第1表に示すような種々の膜厚(100〜300Å)及びシート抵抗値(200〜2000Ω/□)のITO膜をガラス基板上に成膜した。
【0086】
次いで、外気との循環を可能にした加熱処理室内にこのITO膜付ガラス基板を設置し、空気中で気化させたエタノールを、下記第1表に示すような濃度(600ppm,1200ppm,1800ppm)になるように添加して、400℃、10分間の加熱処理を施した。
【0087】
加熱処理後のITO膜のシート抵抗値の測定結果を第1表にまとめて示す。
なお、シート抵抗値は、四探針法を用いて測定した。
【0088】
【表1】
【0089】
第1表から明らかなように、いずれのITO膜も加熱処理後においてはシート抵抗値が低くなっており、エタノールの添加濃度、加熱温度、加熱時間等を適宜変更・設定することによって、ITO膜のシート抵抗値を所望の値に調整することができることが分かった。また、加熱処理後のいずれのITO膜もリニアリティ値は±2%以内となっており、均一性にも優れたものであった。
【0090】
実施例2
スパッタ法あるいは超音波霧化による常圧CVD法(パイロゾル法)により、下記第2表に示すような種々の膜厚(100〜300Å)及びシート抵抗値(200〜2000Ω/□)のITO膜をガラス基板上に成膜した。
【0091】
次いで、外気との循環を可能にした加熱処理室内にこのITO膜付ガラス基板を設置し、空気中で気化させたアセチルアセトンを下記第2表に示すような濃度(28ppm,140ppm,280ppm)になるように添加して、400℃、10分間の加熱処理を施した。
【0092】
加熱処理後のITO膜のシート抵抗値の測定結果を第2表にまとめて示す。なお、シート抵抗値は実施例1と同様にして測定した。
【0093】
【表2】
【0094】
第2表から明らかなように、いずれのITO膜も加熱処理後においてはシート抵抗値が低くなっており、アセチルアセトンの添加濃度、加熱温度、加熱時間等を適宜変更・設定することによって、ITO膜のシート抵抗値を所望の値に調整することができることが分かった。また、加熱処理後のいずれのITO膜もリニアリティ値は±2%以内となっており、均一性にも優れたものであった。
【0095】
【発明の効果】
本発明の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法によれば、有機溶媒の存在下に、該有機溶媒の熱分解される温度で加熱処理するという簡便な操作により、該透明導電膜のシート抵抗値を所望の抵抗値に調整、設定することができる。
【0096】
また、本発明によれば、リニアリティ値が±2%以内の均一性に優れた透明導電膜とすることができる。
【0097】
本発明の透明導電膜の形成方法によれば、透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に、該有機溶剤が熱分解を起こす温度で加熱処理する工程とを組み合わせることにより、所定の抵抗値を有する透明導電膜を、効率良く、極めて簡便に、かつ、均一な膜質(即ち、リニアリティに優れた)の所望のシート抵抗値を有する透明導電膜を形成することができる。
【0098】
また、本発明によれば、均一な膜質(即ち、リニアリティ値が±2%以内であるリニアリティに優れた)の透明導電膜を形成することができる。
Claims (9)
- 基板上に、化学的気相成長法(CVD法)により、直接又はその他の膜を介して透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜が形成された基板を加熱処理室内に設置し、所定の濃度の有機溶剤を霧化させて前記加熱処理室内に導入して加熱処理する工程を有する、透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記有機溶剤として、熱分解により前記透明導電膜を還元する作用を有する有機溶剤を用いる、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に、100〜800℃に加熱処理する工程を有する、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記透明導電膜を所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理する工程は、前記透明導電膜を、所定の濃度の有機溶剤の存在下に加熱処理することにより、前記透明導電膜のシート抵抗値を200〜3000Ω/□に調整する工程を有する、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記透明導電膜は、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜又はインジウムがドープされた酸化亜鉛膜である、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記透明導電膜は、膜厚が10〜25nmの透明導電膜である、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記基板は、ガラス基板である、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 前記加熱処理する工程が、前記透明導電膜が形成された基板を加熱処理室内に設置し、所定の濃度の有機溶剤を霧化させて前記加熱処理室内に導入して加熱処理することにより、リニアリティ値が±2%以内の透明導電膜を形成する工程である、請求項1記載の透明導電膜のシート抵抗値の調整方法。
- 基板上に、化学的気相成長法(CVD法)により、直接又はその他の膜を介して透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜が形成された基板を、加熱処理室内に設置し、所定の濃度の有機溶剤を霧化させて前記加熱処理室内に導入して加熱処理する工程とを有する、透明導電膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20894799A JP4377003B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20894799A JP4377003B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035273A JP2001035273A (ja) | 2001-02-09 |
| JP4377003B2 true JP4377003B2 (ja) | 2009-12-02 |
Family
ID=16564787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20894799A Expired - Fee Related JP4377003B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4377003B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4522566B2 (ja) * | 2000-10-19 | 2010-08-11 | 日本曹達株式会社 | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法 |
| WO2003036657A1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-01 | Asahi Glass Company, Limited | Substrate with transparent conductive oxide film and production method therefor, and photoelectric conversion element |
| JP4320564B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2009-08-26 | 日亜化学工業株式会社 | 透明導電膜形成用組成物、透明導電膜形成用溶液および透明導電膜の形成方法 |
| JP4529370B2 (ja) * | 2003-04-21 | 2010-08-25 | 旭硝子株式会社 | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP4538410B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2010-09-08 | 日本曹達株式会社 | 透明導電膜付透光性基板の製造方法 |
| CN100336136C (zh) * | 2003-12-12 | 2007-09-05 | 日本曹达株式会社 | 透明导电膜形成液和包含该形成液的透明导电膜附着基体的制造方法 |
| JP4814491B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2011-11-16 | 株式会社アルバック | 透明導電膜の形成方法及び透明電極 |
| JP4705340B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2011-06-22 | 日本曹達株式会社 | 酸化インジウム膜の製造方法 |
| JP2006140388A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Asahi Glass Co Ltd | 低抵抗化フッ素ドープ酸化スズ膜および太陽電池の製造方法 |
| US7935278B2 (en) * | 2009-03-05 | 2011-05-03 | Xerox Corporation | Feature forming process using acid-containing composition |
| CN119207890B (zh) * | 2024-09-30 | 2025-11-18 | 东南大学 | 一种提升浆料导电率的超快电荷加工方法 |
-
1999
- 1999-07-23 JP JP20894799A patent/JP4377003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001035273A (ja) | 2001-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Transparent conductive ITO thin films through the sol-gel process using metal salts | |
| EP0636702B1 (en) | Methods for producing functional films | |
| US3944684A (en) | Process for depositing transparent, electrically conductive tin containing oxide coatings on a substrate | |
| US8932495B1 (en) | Transparent conductor materials and processes for forming such materials | |
| JP4377003B2 (ja) | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法及び透明導電膜の形成方法 | |
| JPS6238313B2 (ja) | ||
| JP3227449B2 (ja) | 光電変換装置用基板とその製造方法、およびこれを用いた光電変換装置 | |
| DE202012013088U1 (de) | Anlage zur Beschichtung und Wärmebehandlung | |
| JP4522566B2 (ja) | 透明導電膜のシート抵抗値の調整方法 | |
| DE102011056639A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer transparenten leitenden Oxidschicht und einer photovoltaischen Vorrichtung | |
| JP2000044238A (ja) | 二酸化錫膜の製造方法および太陽電池 | |
| GB2403597A (en) | Porous electroconductive material having light transmitting property | |
| JP4467707B2 (ja) | 導電膜付きガラス板とその製造方法、およびこれを用いた光電変換装置 | |
| JP3834339B2 (ja) | 透明導電膜およびその製造方法 | |
| JP3589428B2 (ja) | 高抵抗化酸化インジウム膜 | |
| JP4705340B2 (ja) | 酸化インジウム膜の製造方法 | |
| GB2428689A (en) | Process for preparing transparent conducting metal oxides | |
| JP2004026554A (ja) | 透明導電膜形成液及びそれを用いた透明導電膜付基体の製法 | |
| JP3634394B2 (ja) | 高抵抗化酸化インジウム膜 | |
| JPS60243280A (ja) | 透明電極形成方法 | |
| JP4485642B2 (ja) | 透明導電膜付き透明基板の製造方法、およびこれを用いた光電変換装置 | |
| JP2959014B2 (ja) | 透明電極基板の製造方法 | |
| JP3355610B2 (ja) | スズドープ酸化インジウム膜の高抵抗化方法 | |
| JP2004018913A (ja) | 透明導電膜形成液及びそれを用いた透明導電膜付基体の製造方法 | |
| JP2001060703A (ja) | 光電変換装置用基板とその製造方法、およびこれを用いた光電変換装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060720 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090304 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090528 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090727 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090818 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090910 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |
