JP5302552B2 - 透明導電膜 - Google Patents
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Description
澤田豊 監修、「透明導電膜」、6ページより、1999年(シーエムシー出版)
図1は、本発明に係る透明導電膜の断面説明図である。この透明導電膜は厚さ0.05〜1.5mmの基板1上に、酸化亜鉛を含有する透明導電酸化物層2(前記(1)における(A))が設けられる。上記透明導電酸化物層2の上に透明導電性中間層3が設けられる。透明導電性中間層3はカーボン層31(前記(1)における(B−1))と酸化亜鉛透明導電酸化物層32(前記(1)における(B−2))との交互積層構造をとっている。透明導電性中間層3の上には透明金属酸化物層4(前記(1)における(C))が200Å以下の膜厚で設けられる。
気相堆積法で透明導電酸化物層を形成する場合、基板の温度は、基板の軟化温度により変化するが、室温〜基板のガラス転移温度以下が好ましく、さらに好ましくは室温〜基板のガラス転移温度より30℃程度低温が好ましい。基板の温度が低すぎると、透明導電酸化物の結晶性が悪くなり、透明性や導電性が目的を達成できない可能性がある。基板の温度が高すぎると基板に付与した位相差が損失する可能性がある。透明導電酸化物層の形成には必要に応じてプラズマ放電を利用することができる。プラズマのパワーには特に制限はないが、生産性や結晶性の観点から10W〜600Wが好ましい。低すぎる場合には製膜されない可能性がある。高すぎる場合には基板へのダメージや装置へのダメージが懸念される。透明導電酸化物層の形成に使用するキャリアガスは一般的な気相堆積法に使用されるガスを使用することができる。例えばアルゴンや水素、酸素や窒素ガスを使用することができる。
透明導電酸化物層2の膜厚は200Å以上が好ましい。透明導電酸化物層をこの範囲にすることで、本発明に必要な透明導電膜の導電性を作製することができる。タッチパネル用途に使用する場合には、500〜1000Åの膜厚とすることで適当な導電性の透明導電膜を作製可能である。太陽電池やELデバイスなどには、1000Å〜2000Å程度の膜厚の透明導電酸化物層を作製することで効果を得ることができる。
透明導電性中間層3について以下に説明する。
透明導電性中間層3は、導電性を有し、且つ高い光線透過率と耐衝撃性を可能とすることを目的として形成され、具体的にはカーボン層31と酸化亜鉛透明導電酸化物層32との交互積層構造により達成される。
J.Krc et al.,Progress in Photovoltaics 11(2003)15. 酸化亜鉛透明導電酸化物層32は、主にカーボン層の耐衝撃性を補強する目的で導入される。酸化亜鉛透明導電酸化物層32に使用される酸化亜鉛は透明性を優先してドーピングしなくても使用可能であるが、ドーピングを施すことでコンタクト性向上への寄与を大きくすることが可能である。ドーピング剤としては例えば、アルミニウムやガリウム、インジウム、錫、ホウ素を含む化合物やリン、窒素を含む化合物などが挙げられる。
透明導電膜の表面抵抗は、JISK7194に記載されている四探針圧接測定で測定した。表面抵抗の値は、使用されるアイテムにより異なるが、過剰に大きい表面抵抗では、透明金属酸化物層の膜厚が薄過ぎ、透明導電膜の表面抵抗が安定にならず、特に高温高湿環境下に放置すると表面抵抗が容易に上昇する。逆に過剰に小さい表面抵抗では、透明金属酸化物層の膜厚が大きくなり、その応力により透明金属酸化物層が割れやすくなることや、また透過率の低下やコスト面での課題が発生する。
耐衝撃性の評価方法について説明する。耐衝撃性の評価は、ガラス板上に透明導電膜を透明導電層がガラス板に接触する面にして乗せた。その上を硬度Hの鉛筆(商品名ユニ、三菱鉛筆社製)で1回擦った。その跡を膜面側から観察し、傷の有無により判定した。
(実施例1〜14)
実施例1〜14では透明基板は無アルカリガラス(商品名OA−10、膜厚0.7mm、日本電気硝子社製)を、実施例10〜12では透明基板はシクロオレフィンポリマー(商品名ゼオノアフィルムZF−14、膜厚0.1mm、日本ゼオン社製)を使用した。
(比較例1〜4)
透明基板として無アルカリガラス(商品名OA−10、膜厚0.7mm、日本電気硝子社製)を使用した。透明導電酸化物層2および透明金属酸化物層4は実施例と同条件で製膜した。屈折率1.90のカーボン層は、原料ガスにメタン/水素を10/200sccmを使用し、70Paの圧力に調圧した後に、200Wのパワーをかけ、1.5Å/分の製膜速度で製膜した。上記の結果を表1に示す。
2 酸化亜鉛透明導電酸化物層(A)
3 透明導電性中間層
31 カーボン層(B−1)
32 酸化亜鉛透明導電酸化物層(B−2)
4 透明金属酸化物層(C)
Claims (4)
- 透明基板上に(A)〜(C)層の合計が少なくとも5層の透明導電層を有する透明導電膜において、
酸化亜鉛を主成分とする透明導電酸化物層(A)上に、透明導電性中間層(B)が積層され、さらにその上に透明金属酸化物層(C)が積層された構造であり、かつ、(A)〜(C)の各層が以下の条件を満足することを特徴とする透明導電膜。
(A);200Å以上2000Å以下の膜厚を有する、酸化亜鉛を主成分とする透明導電酸化物層、
(B);300〜1600Åの膜厚を有し、633nmの波長で測定された屈折率が1.40〜1.80であるカーボン層(B−1)、および200Å以下の膜厚を有する酸化亜鉛透明導電酸化物層(B−2)が、基板より(B−1)、(B−2)の順に交互に積層されている透明導電性中間層、
(C);50〜200Åの膜厚である透明金属酸化物層。 - 前記透明金属酸化物層(C)が、酸化亜鉛を主成分とする請求項1に記載の透明導電膜。
- 前記透明金属酸化物層(C)が、インジウム−錫複合酸化物を主成分とする請求項1に記載の透明導電膜。
- 前記カーボン層(B−1)が、メタンを主成分とするガスを炭素源とする高周波プラズマ化学堆積(CVD)法により形成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の透明導電膜。
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