JP6484098B2 - Transparent conductive film, display device, transparent conductive film manufacturing method, and display device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、透明導電フィルムおよび表示デバイス、並びに、透明導電フィルムの製造方法および表示デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a transparent conductive film and a display device, and a method for manufacturing a transparent conductive film and a method for manufacturing a display device.
タッチパネル若しくはディスプレイ等の表示デバイス、または、太陽電池のような光電変換デバイスでは、透明電極への導電キャリアの注入、あるいは、透明電極からのキャリアの回収を目的として金属電極が形成される。このような金属電極は、銀ペーストをスクリーン印刷する方法や銅をスパッタ若しくはメッキする方法が採用される。 In a display device such as a touch panel or a display, or a photoelectric conversion device such as a solar cell, a metal electrode is formed for the purpose of injecting a conductive carrier into the transparent electrode or collecting the carrier from the transparent electrode. For such a metal electrode, a method of screen printing a silver paste or a method of sputtering or plating copper is employed.
タッチパネルまたはディスプレイでは、表示領域の拡大、さらには、デザイン性、または、光電変換デバイスでの機能を発現する有効領域の拡大を目的として、年々、金属電極は細線化が進んでいる。 In a touch panel or a display, the metal electrode has been thinned year by year for the purpose of expanding the display area, and further, the design area or the effective area for expressing the function of the photoelectric conversion device.
細線化された金属電極は、一部の密着性不良の影響を受けると、断線または細線の抵抗による加熱などの不具合が生じる可能性がある。このため、細線化が進んだ金属電極は、透明導電性酸化物層とのより強い密着性が求められる。 When the thinned metal electrode is affected by a part of adhesion failure, there is a possibility that problems such as disconnection or heating due to the resistance of the thin wire may occur. For this reason, metal electrodes that have become thinner are required to have stronger adhesion to the transparent conductive oxide layer.
しかし、一般的に用いられる透明電極材料は、酸化インジウムを主成分とする透明導電性酸化物であるが、このような透明導電性酸化物は、金属電極に対する密着性が悪い。この密着性を改善するために、金属電極を形成する直前にコロナ処理などの表面処理を施す方法が知られている（特許文献１）。 However, commonly used transparent electrode materials are transparent conductive oxides mainly composed of indium oxide, but such transparent conductive oxides have poor adhesion to metal electrodes. In order to improve this adhesion, a method of performing a surface treatment such as a corona treatment immediately before forming a metal electrode is known (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１のようなコロナ処理などの表面処理方法では、透明導電性酸化物層と金属電極との密着性を高めるには十分ではない。 However, a surface treatment method such as corona treatment as disclosed in Patent Document 1 is not sufficient to improve the adhesion between the transparent conductive oxide layer and the metal electrode.
本発明の目的は、上記したように、透明電極層と金属電極との良好な密着性が確保されつつ、良好な電気的接合性も確保される透明導電フィルム等を提供することにある。 As described above, an object of the present invention is to provide a transparent conductive film and the like in which good adhesion between the transparent electrode layer and the metal electrode is ensured and good electrical bondability is secured.
透明導電フィルムは、基材上にインジウムを主成分金属とする透明電極を形成させる。そして、上記透明電極が、上記基材側に透明導電性酸化物層、その上に透明導電性酸化物キャップ層を配することで、上記透明導電性酸化物層は、上記透明導電性酸化物キャップ層と上記基材とで挟まれる。上記透明導電性酸化物キャップ層は３．０ｎｍ以下の層厚で、その透明導電性酸化物キャップ層では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．５以上１．０以下で、炭素原子が０．２以上１．０以下であり、上記透明導電性酸化物層では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下である。 The transparent conductive film forms a transparent electrode containing indium as a main component metal on a substrate. And the said transparent electrode arrange | positions the transparent conductive oxide layer on the said base material side, and the transparent conductive oxide cap layer on it, The said transparent conductive oxide layer is the said transparent conductive oxide It is sandwiched between the cap layer and the substrate. The transparent conductive oxide cap layer has a layer thickness of 3.0 nm or less, and the transparent conductive oxide cap layer has a hydrogen atom content of 0.5 or more when indium is 100 compared with the number of atoms. 1.0 or less, carbon atoms are 0.2 or more and 1.0 or less, and in the transparent conductive oxide layer, when indium is 100 compared with the number of atoms, hydrogen atoms are 0.1 Below, the carbon atom is 0.1 or less.
また、このような透明導電フィルムでは、上記透明導電性酸化物キャップ層の少なくとも一部分に、金属電極が形成されると好ましい。 In such a transparent conductive film, it is preferable that a metal electrode is formed on at least a part of the transparent conductive oxide cap layer.
なお、上記金属電極は、銀ペースト製であると好ましい。また、以上のような透明導電フィルムを含む表示デバイスも本発明といえる。 The metal electrode is preferably made of silver paste. Moreover, the display device containing the above transparent conductive films can also be said to be the present invention.
透明導電フィルムの製造方法では、基材上にインジウムを主成分金属とする透明電極を形成させる。そして、この製造方法では、上記透明電極の最表面から上記基材に向かい深長３．０ｎｍ以下の範囲である透明導電性酸化物キャップ層をスパッタリングで形成する工程を含み、その工程にて、不活性ガスおよび酸素ガスに加えて、その不活性ガスに対してメタンを０．３体積％以上１．０体積％添加する。 In the manufacturing method of a transparent conductive film, the transparent electrode which uses indium as a main component metal is formed on a base material. The manufacturing method includes a step of forming a transparent conductive oxide cap layer having a depth of 3.0 nm or less from the outermost surface of the transparent electrode toward the base material by sputtering. In addition to the active gas and the oxygen gas, 0.3% by volume or more and 1.0% by volume of methane are added to the inert gas.
また、この透明導電フィルムの製造方法では、上記透明導電性酸化物キャップ層の少なくとも一部分に、金属電極を形成させる金属電極形成工程を含むと好ましい。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method of this transparent conductive film includes the metal electrode formation process which forms a metal electrode in at least one part of the said transparent conductive oxide cap layer.
なお、上記金属電極形成工程に使用するのは、銀ペーストであると好ましい。また、以上のような透明導電フィルムの製造方法を含む表示デバイスの製造方法も本発明といえる。 In addition, it is preferable in the said metal electrode formation process that it is a silver paste. Moreover, the manufacturing method of the display device containing the manufacturing method of the above transparent conductive films can also be said to be this invention.
本発明の透明導電フィルム等では、透明導電性酸化物層の最表面が改質されることで、その透明導電性酸化物層、ひいては透明電極層と金属電極との良好な密着性が確保されつつ、良好な電気的接合性も確保される。 In the transparent conductive film and the like of the present invention, the outermost surface of the transparent conductive oxide layer is modified to ensure good adhesion between the transparent conductive oxide layer, and thus the transparent electrode layer and the metal electrode. On the other hand, good electrical bondability is also ensured.
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。なお、各図における寸法関係については、図面の明瞭化と簡略化とのため適宣変更され、実際の寸法関係を表していない。また、各図において同一の参照符号は同一の技術事項を意味する。 An embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the dimensional relationships in the drawings are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings and do not represent actual dimensional relationships. Moreover, in each figure, the same referential mark means the same technical matter.
透明導電フィルムは、種々デバイスに用いられるが、例えば、液晶若しくは有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を用いたディスプレイ若しくはデジタルサイネージ、または、静電容量式のタッチパネル等の表示デバイスに広く用いられる（図４は、表示デバイス３１を示す平面図である）。 The transparent conductive film is used in various devices. For example, it is widely used in a display device such as a display or digital signage using liquid crystal or organic EL (Electro-Luminescence), or a capacitive touch panel (FIG. 4). These are top views which show the display device 31).
そして、図１の断面図に示すように、この透明導電フィルム２１は、少なくとも、透明フィルム基材１２と、透明電極（透明電極層）１５と、を含む（別表現すると、透明フィルム基材１２および透明電極１５に、例えば、後述する機能層または金属電極１７が追加されていたとしても、それは透明導電フィルム２１である）。 1, the transparent conductive film 21 includes at least a transparent film substrate 12 and a transparent electrode (transparent electrode layer) 15 (in other words, the transparent film substrate 12). For example, even if a later-described functional layer or metal electrode 17 is added to the transparent electrode 15, it is the transparent conductive film 21).
透明フィルム基材１２は、透明導電フィルム２１の土台となる材料（基礎となる材料：基材）で、例えばフィルム状である（ただし、これに限定されず、例えば、板状または膜状であってもかまわないので、透明基板、または透明膜と称されることもある）。そして、透明フィルム基材１２は、少なくとも可視光領域で、無色透明であれば、特に限定されない。 The transparent film substrate 12 is a material (a basic material: a substrate) that serves as a base of the transparent conductive film 21 and is, for example, in the form of a film (however, not limited thereto, for example, a plate shape or a film shape). Since it does not matter, it may be called a transparent substrate or a transparent film). The transparent film substrate 12 is not particularly limited as long as it is at least in the visible light region and colorless and transparent.
また、透明フィルム基材１２の厚みも、特に限定されないが、１０μｍ以上４００μｍ以下であれば好ましく、２０μｍ以上２００μｍ以下であればより好ましい。この範囲内であれば、透明フィルム基材１２、ひいては透明導電フィルム２１は、十分な耐久性を確保するとともに、適度な柔軟性を有する。 Further, the thickness of the transparent film substrate 12 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 400 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 200 μm or less. If it is in this range, the transparent film substrate 12 and thus the transparent conductive film 21 have adequate flexibility while ensuring sufficient durability.
その上、この厚みの範囲内の透明フィルム基材１２であれば、ロール・トゥ・ロール方式で、透明誘電体層のような機能層、さらには、透明電極１５等を製膜させられ、その結果、透明導電フィルム２１が高い生産性で製造される。なお、透明フィルム基材１２としては、二軸延伸により分子を配向させることで、ヤング率等の機械的特性または耐熱性を向上させたものが好ましい。 In addition, if the transparent film substrate 12 is within this thickness range, a roll-to-roll method can be used to form a functional layer such as a transparent dielectric layer, and further a transparent electrode 15 and the like. As a result, the transparent conductive film 21 is manufactured with high productivity. In addition, as the transparent film base material 12, what improved the mechanical characteristics, such as Young's modulus, or heat resistance by orienting a molecule | numerator by biaxial stretching is preferable.
ところで、一般に、延伸フィルムは、延伸による歪が分子鎖に残留するため、加熱された場合に熱収縮する性質を有している。そのため、このような熱収縮の低減を図るべく、延伸の条件調整または延伸後の加熱によって応力（歪）を緩和させ、熱収縮率を０．２％程度、または、それ以下に低減させるとともに、熱収縮開始温度を高めた二軸延伸フィルム（低熱収縮フィルム）が知られている。そこで、透明導電フィルム２１の製造工程における透明フィルム基材１２の熱収縮による不具合を抑止する観点から、このような低熱収縮フィルムが透明フィルム基材１２として用いられると好ましい。 By the way, generally, a stretched film has a property of being thermally contracted when heated because strain caused by stretching remains in the molecular chain. Therefore, in order to reduce such heat shrinkage, stress (strain) is relaxed by adjusting the stretching conditions or heating after stretching, and the thermal shrinkage rate is reduced to about 0.2% or less, A biaxially stretched film (low heat shrink film) with an increased heat shrink start temperature is known. Therefore, it is preferable that such a low heat shrink film is used as the transparent film substrate 12 from the viewpoint of suppressing problems due to heat shrinkage of the transparent film substrate 12 in the manufacturing process of the transparent conductive film 21.
なお、透明フィルム基材１２の材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフテレート（ＰＢＴ）、または、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂が挙げられるだけでなく、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、または、セルロース系樹脂等も挙げられる。中でも、安価で透明性に優れる観点から、ポリエステル系樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましく用いられる。 Examples of the material of the transparent film substrate 12 include not only polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), or polyethylene naphthalate (PEN), but also cycloolefin-based materials. Resins, polycarbonate resins, polyimide resins, cellulosic resins, and the like are also included. Among these, from the viewpoint of being inexpensive and excellent in transparency, a polyester-based resin is preferable, and polyethylene terephthalate is more preferably used.
また、透明フィルム基材１２の片面（表面または裏面）または両面に、例えば、光学調整層、反射防止層、ぎらつき防止層、易接着層、応力緩衝層、ハードコート層、易滑層、帯電防止層、結晶化促進層、結晶化速度調整層、または、耐久性向上層等の機能性層が製膜されてもよい。例えば、透明フィルム基材１２と透明電極１５との間に、種々の機能層１５が単層または複層製膜されてもよい。 Further, on one side (front side or back side) or both sides of the transparent film substrate 12, for example, an optical adjustment layer, an antireflection layer, an antiglare layer, an easy adhesion layer, a stress buffer layer, a hard coat layer, an easy slip layer, charging A functional layer such as a prevention layer, a crystallization promoting layer, a crystallization speed adjusting layer, or a durability improving layer may be formed. For example, various functional layers 15 may be formed into a single layer or multiple layers between the transparent film substrate 12 and the transparent electrode 15.
例えば、ハードコート層の場合、透明フィルム基材１２に適度な耐久性と柔軟性とを持たせるためには、そのハードコート層の厚みは、１μｍ以上１０μｍ以下であれば好ましく、３μｍ以上８μｍ以下であればより好ましく、５μｍ以上８μｍ以下であればより一層好ましい。 For example, in the case of a hard coat layer, in order to give the transparent film substrate 12 appropriate durability and flexibility, the thickness of the hard coat layer is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and 3 μm or more and 8 μm or less. It is more preferable if it is 5 μm or more and 8 μm or less.
なお、ハードコート層の材料としては、特に制限されず、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコーン系樹脂等が挙げられ、それら材料から適切に選択されたものが塗布・硬化させられる。 The material for the hard coat layer is not particularly limited, and examples thereof include urethane resins, acrylic resins, silicone resins, and the like, and those appropriately selected from these materials are applied and cured.
例えば、アクリル樹脂（商品名：ダイヤナールＢＲ−１０２、三菱レイヨン製）をメチルセロソルブに固形分濃度３０重量％となるように溶解した樹脂溶液に、酸化ジルコニウム（商品名：ジルコニア粒子ＴＺ−３Ｙ−Ｅ、東ソー製）を、そのアクリル樹脂に対して１重量％添加して十分に撹拌することで、中屈折率制御層塗布液を作製する。そして、この塗布溶液を、グラビアコーティングにより３μｍの厚みに塗布し、１２５℃で１５分間乾燥させることで形成される１μｍ厚の樹脂層は、ハードコート層として機能する。なお、このハードコート層（低屈折率層）の屈折率は１．５３であった。 For example, zirconium oxide (trade name: zirconia particles TZ-3Y-) is added to a resin solution in which an acrylic resin (trade name: Dianal BR-102, manufactured by Mitsubishi Rayon) is dissolved in methyl cellosolve so as to have a solid concentration of 30% by weight. E, manufactured by Tosoh Corporation) is added to the acrylic resin in an amount of 1% by weight and stirred sufficiently to prepare a medium refractive index control layer coating solution. The 1 μm-thick resin layer formed by applying this coating solution to a thickness of 3 μm by gravure coating and drying at 125 ° C. for 15 minutes functions as a hard coat layer. The hard coat layer (low refractive index layer) had a refractive index of 1.53.
次に、透明電極１５について説明する。透明電極１５は、例えば、透明フィルム基材１２の両面における少なくとも一方面に製膜される。この製膜された状態は、膜状とも層状ともいえるので、既述のように、透明電極層１５と称することもある。 Next, the transparent electrode 15 will be described. For example, the transparent electrode 15 is formed on at least one surface of both surfaces of the transparent film substrate 12. Since this film-formed state can be said to be film-like or layer-like, it may be referred to as the transparent electrode layer 15 as described above.
そして、図１に示されるように、透明電極層１５は、透明導電性酸化物層１３および透明導電性酸化物キャップ層１４から構成される（なお、透明導電性酸化物層１３および透明導電性酸化物キャップ層１４も、膜状とも層状ともいえるので、透明導電性酸化物膜１３および透明導電性酸化物キャップ膜１４とも称される）。 As shown in FIG. 1, the transparent electrode layer 15 is composed of a transparent conductive oxide layer 13 and a transparent conductive oxide cap layer 14 (note that the transparent conductive oxide layer 13 and the transparent conductive layer). The oxide cap layer 14 is also referred to as a transparent conductive oxide film 13 and a transparent conductive oxide cap film 14 because it can be said to be a film or a layer.
透明導電性酸化物層１３は、酸化物で単層または複層として形成（製膜）される層であって、例えば、インジウムを主成分とする酸化物である無機化合物で形成されると好ましい。そして、無機化合物である酸化インジウムは、導電性およびフィルム基板上における結晶化の観点から、透明導電性酸化物層１３において、８７．５重量％以上９９．０重量％以下の含有量であれば好ましく、９０重量％以上９５重量％以下の含有量であればより好ましい。 The transparent conductive oxide layer 13 is a layer formed (formed) with an oxide as a single layer or a plurality of layers. For example, the transparent conductive oxide layer 13 is preferably formed with an inorganic compound that is an oxide containing indium as a main component. . And indium oxide which is an inorganic compound is 87.5 weight% or more and 99.0 weight% or less in the transparent conductive oxide layer 13 from a viewpoint of electroconductivity and crystallization on a film substrate. Preferably, the content is 90% by weight or more and 95% by weight or less.
また、透明導電性酸化物層１３は、膜中にキャリア密度を持たせて導電性を付与するためのドープ不純物を含有する。このようなドープ不純物としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステン、または、酸化セリウム等が挙げられる。なお、透明導電性酸化物層１３の大部分が、酸化インジウム・錫（ＩＴＯ）で形成されている場合、ドープ不純物は酸化錫であると好ましい。 The transparent conductive oxide layer 13 contains a doped impurity for imparting conductivity by giving a carrier density in the film. Examples of such doped impurities include tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and cerium oxide. When most of the transparent conductive oxide layer 13 is formed of indium oxide / tin (ITO), the doped impurity is preferably tin oxide.
透明導電性酸化物層１３中のドープ不純物は、２．５重量％以上１２．５重量％以下の含有量であれば好ましく、３．０重量％以上１０．０重量％以下の含有量であればより好ましい。 The doping impurity in the transparent conductive oxide layer 13 is preferably 2.5 wt% or more and 12.5 wt% or less, and may be 3.0 wt% or more and 10.0 wt% or less. More preferable.
なぜなら、このようなドープ不純物の範囲であれば、透明導電性酸化物層１３のキャリア密度は、４×１０２０ｃｍ−３以上９×１０２０ｃｍ−３以下という好適な範囲、６×１０２０ｃｍ−３以上８×１０２０ｃｍ−３以下というより好適な範囲になりやすい。そして、このようなキャリア密度の範囲であれば、透明導電性酸化物層１３が低抵抗化する。例えば、透明導電性酸化物層１３の抵抗率が、３．５×１０−４Ωｃｍ以下となりやすい。 This is because the carrier density of the transparent conductive oxide layer 13 is in a suitable range of 4 × 10 20 cm −3 or more and 9 × 10 20 cm −3 or less in the range of such doped impurities, 6 × 10 20. It tends to be in a more preferable range of cm −3 or more and 8 × 10 20 cm −3 or less. And if it is the range of such carrier density, the transparent conductive oxide layer 13 will reduce resistance. For example, the resistivity of the transparent conductive oxide layer 13 tends to be 3.5 × 10 −4 Ωcm or less.
また、透明導電性酸化物層１３では、結晶化度は、９０％以上であれば好ましく、９５％以上であればより好ましい。結晶化度がこのような範囲であれば、透明導電性酸化物層１３は、光吸収を小さくさせられる上、環境変化等による抵抗値変化を抑制させられるためである。また、結晶化度がこのような範囲であれば、いかなる環境の変化においても安定した膜質となることから、透明導電性酸化物層１３と金属電極１７との密着度合いも高まる。なお、結晶化度は、顕微鏡観察時において観察視野内で結晶粒が占める面積の割合から求められる。 In the transparent conductive oxide layer 13, the crystallinity is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. This is because, if the crystallinity is in such a range, the transparent conductive oxide layer 13 can reduce light absorption and suppress resistance value changes due to environmental changes and the like. In addition, when the crystallinity is in such a range, the film quality is stable regardless of any environmental changes, and the degree of adhesion between the transparent conductive oxide layer 13 and the metal electrode 17 is also increased. The crystallinity is obtained from the ratio of the area occupied by the crystal grains in the observation field during microscopic observation.
なお、例えば、主成分として非晶質の酸化インジウムを有する透明導電性酸化物層１３を含んだ透明電極層１５であれば、結晶化のために、８０℃以上１５０℃以下程度の加熱処理を要する。 For example, in the case of the transparent electrode layer 15 including the transparent conductive oxide layer 13 having amorphous indium oxide as a main component, a heat treatment of about 80 ° C. to 150 ° C. is performed for crystallization. Cost.
透明導電性酸化物層１３は、生産性の観点からスパッタリング法で製膜されると好ましい。特に、スパッタリング法において、マグネトロンスパッタリング法が特に好ましい。 The transparent conductive oxide layer 13 is preferably formed by sputtering from the viewpoint of productivity. In particular, in the sputtering method, the magnetron sputtering method is particularly preferable.
マグネトロンスパッタリング法でのマグネットの強度は７００ガウス以上１３００ガウス以下であれば好ましい。このような範囲であれば、極端なエロージョンによるスパッタターゲットの利用効率低下が抑制され、かつ良質な透明導電性酸化物層１３が形成される。 The strength of the magnet in the magnetron sputtering method is preferably 700 gauss or more and 1300 gauss or less. If it is such a range, the utilization efficiency reduction of the sputtering target by extreme erosion will be suppressed, and the high-quality transparent conductive oxide layer 13 will be formed.
詳説すると、磁場強度が大きくなることで、放電電圧が下げられるため、透明導電性酸化物層１３が透明フィルム基材１２に対して低ダメージで形成されるためである。なお、スパッタリングに用いる電源には特に制限されるものではなく、ターゲット材料にあわせて、直流電源、交流電源、または高周波電源等であっても構わない。また、放電電圧は、スパッタ装置または使用電源の種類に依るが、−３５０Ｖ以上−２００Ｖ以下程度であると、良好な透明導電性酸化物層１３を形成するためには好ましく、さらには、−３２０Ｖ以上−２７０Ｖ以下程度がより好ましい。 More specifically, since the discharge voltage is lowered by increasing the magnetic field strength, the transparent conductive oxide layer 13 is formed with low damage to the transparent film substrate 12. Note that the power source used for sputtering is not particularly limited, and may be a DC power source, an AC power source, a high frequency power source, or the like in accordance with the target material. Moreover, although the discharge voltage depends on the type of the sputtering apparatus or the power source used, it is preferably about −350 V or more and −200 V or less in order to form a favorable transparent conductive oxide layer 13, and further −320 V It is more preferably about −270 V or less.
なお、入力電力を高めに設定すると、透明導電性酸化物層１３における結晶核形成が促され、それによって、透明導電性酸化物層１３の短時間のアニールによる結晶化が可能になる。一方で、入力電圧を低めに設定すると、透明導電性酸化物層１３における結晶化の活性化エネルギーが高くなり、それによって、長期保管特性の向上が可能になる。 Note that when the input power is set high, crystal nucleation is promoted in the transparent conductive oxide layer 13, thereby enabling crystallization of the transparent conductive oxide layer 13 by short-time annealing. On the other hand, when the input voltage is set to be low, the activation energy for crystallization in the transparent conductive oxide layer 13 is increased, thereby improving the long-term storage characteristics.
さらに、透明導電性酸化物層１３における最表面が製膜される場合に、入力電力または反応性ガス（酸素等）の分圧が調整されることで、透明導電性酸化物層１３に含まれるドーパントの、かかる透明導電性酸化物層１３表面への偏析が抑制され、その結果、透明導電性酸化物層１３中において、均一な結晶化が生じる。 Furthermore, when the outermost surface in the transparent conductive oxide layer 13 is formed, the partial pressure of the input power or the reactive gas (oxygen or the like) is adjusted, so that it is included in the transparent conductive oxide layer 13. Segregation of the dopant on the surface of the transparent conductive oxide layer 13 is suppressed, and as a result, uniform crystallization occurs in the transparent conductive oxide layer 13.
なお、上記の反応性ガス（酸素等）の分圧調整は、透明導電性酸化物層１３を構成する材料またはドーパントの組成・濃度を順次変更して形成する方法である。この手法の場合、透明導電性酸化物層１３中のスムーズな電子輸送の観点から、ドーパントの材料は同一であると好ましい。また、ドーパントの濃度の変化は、透明導電性酸化物層１３の層厚方向（膜厚方向）のみに生じると好ましい。 The partial pressure adjustment of the reactive gas (oxygen or the like) is a method of forming the transparent conductive oxide layer 13 by sequentially changing the composition or concentration of the material or dopant. In the case of this method, it is preferable that the dopant materials are the same from the viewpoint of smooth electron transport in the transparent conductive oxide layer 13. Further, it is preferable that the change in the dopant concentration occurs only in the layer thickness direction (film thickness direction) of the transparent conductive oxide layer 13.
また、透明導電性酸化物層１３の層厚は、１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であれば好ましく、１２ｎｍ以上７０ｎｍ以下であればより好ましく、１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であればより一層好ましい。このような層厚範囲であれば、透明導電フィルム２１が、全層厚を薄くしながら低抵抗になりやすい。 The layer thickness of the transparent conductive oxide layer 13 is preferably 10 nm or more and 120 nm or less, more preferably 12 nm or more and 70 nm or less, and further preferably 15 nm or more and 50 nm or less. Within such a layer thickness range, the transparent conductive film 21 tends to have a low resistance while reducing the total layer thickness.
また、このような層厚範囲であれば、透明電極層１５上に金属電極１７が積層されたとしても、透明電極層１５全体として、光学特性（例えば、光線透過率）低下の原因となる層厚増加を抑えつつも、低抵抗化が図れる。その上、層厚が抑えられることで、透明導電性酸化物層１３、ひいては透明電極層１５、さらには透明導電フィルム２１の反りが抑えられる。 Further, within such a layer thickness range, even if the metal electrode 17 is laminated on the transparent electrode layer 15, the transparent electrode layer 15 as a whole is a layer that causes a decrease in optical characteristics (for example, light transmittance). The resistance can be reduced while suppressing the increase in thickness. In addition, since the layer thickness is suppressed, warping of the transparent conductive oxide layer 13, by extension, the transparent electrode layer 15, and further the transparent conductive film 21 is suppressed.
なお、透明電極層１５が、タッチパネルのような表示デバイス３１に搭載される場合、かかる透明電極層１５はパターニングされなくてはならないが、このような層厚範囲の透明導電性酸化物層１３を含む透明電極層１５であれば、効率よくパターニングされるため、生産性が高まる。 In addition, when the transparent electrode layer 15 is mounted on the display device 31 such as a touch panel, the transparent electrode layer 15 must be patterned, but the transparent conductive oxide layer 13 having such a layer thickness range is formed. If the transparent electrode layer 15 is included, the patterning is efficiently performed, and thus the productivity is increased.
次に、透明導電性酸化物キャップ層１４について説明する。透明導電性酸化物キャップ層１４は、金属電極１７の透明導電性酸化物層１３への密着度合いを高めるためのものであり、透明導電性酸化物層１３上に製膜される。 Next, the transparent conductive oxide cap layer 14 will be described. The transparent conductive oxide cap layer 14 is for increasing the degree of adhesion of the metal electrode 17 to the transparent conductive oxide layer 13, and is formed on the transparent conductive oxide layer 13.
例えば、この透明導電性酸化物キャップ層１４は、上記したようなスパッタリング法で、透明導電性酸化物層１３と同材料である酸化インジウム・錫（ＩＴＯ）のスパッタターゲットで製膜される。すなわち、透明電極１５が、透明フィルム基材１２側に透明導電性酸化物層１３、その上に透明導電性酸化物キャップ層１４を配することで、透明導電性酸化物層１３は、透明導電性酸化物キャップ層１４と透明フィルム基材１２とで挟まれる。 For example, the transparent conductive oxide cap layer 14 is formed with a sputtering target of indium tin oxide (ITO), which is the same material as the transparent conductive oxide layer 13, by the sputtering method as described above. That is, the transparent conductive oxide layer 13 is transparent conductive by the transparent electrode 15 arranging the transparent conductive oxide layer 13 on the transparent film substrate 12 side and the transparent conductive oxide cap layer 14 thereon. Sandwiched between the conductive oxide cap layer 14 and the transparent film substrate 12.
なお、透明導電性酸化物キャップ層１４と透明導電性酸化物層１３とを含む透明電極層１５は、インジウムを主成分金属としている。また、透明導電性酸化物キャップ層１４において、金属電極１７の透明導電性酸化物層１３への密着度合いを高めるための好適な条件等については、後述する。 The transparent electrode layer 15 including the transparent conductive oxide cap layer 14 and the transparent conductive oxide layer 13 contains indium as a main component metal. In the transparent conductive oxide cap layer 14, suitable conditions for increasing the degree of adhesion of the metal electrode 17 to the transparent conductive oxide layer 13 will be described later.
続けて、金属電極１７について説明する。金属電極１７は、透明導電性酸化物キャップ層１４の少なくとも一部分（詳説すると、上記透明導電性酸化物キャップ層１４の表面の少なくとも一部分）に形成される。そして、金属電極１７は層状または膜状ともいえるので、金属電極層１７または金属電極膜１７と称してもよい。そして、このような金属電極層１７の材料は、例えば、銀、または銀を主成分とする合金（すなわち、金属電極層１７全体の材料比において５０％以上の銀を含む合金）であると好ましい。 Next, the metal electrode 17 will be described. The metal electrode 17 is formed on at least a part of the transparent conductive oxide cap layer 14 (specifically, at least a part of the surface of the transparent conductive oxide cap layer 14). Since the metal electrode 17 can be said to be a layer or a film, it may be referred to as a metal electrode layer 17 or a metal electrode film 17. The material of the metal electrode layer 17 is preferably, for example, silver or an alloy containing silver as a main component (that is, an alloy containing 50% or more of silver in the material ratio of the entire metal electrode layer 17). .
なぜなら、銀のような導電性の高い材料であると、透明電極層１５において、電気を流す中継点的な役割（詳説すると、透明電極層１５における導電キャリアの収集と拡散とを補助する役割）を果たせるようになり、その結果、透明電極層１５が低抵抗化するためである。そして、このような電気を流す中継点的な役割のためであれば、金属電極層１７の全てが物理的に連なっている必要はなく、物理的に乖離した金属電極層片の集合体、例えば銀ペーストをスクリーン印刷することで形成される金属電極層１７であればよい｛なお、物理的に乖離した金属電極層片１７を金属細線１７と称することもある｝。 This is because a highly conductive material such as silver plays a role of a relay point in which electricity flows in the transparent electrode layer 15 (more specifically, a role of assisting collection and diffusion of conductive carriers in the transparent electrode layer 15). This is because the resistance of the transparent electrode layer 15 is reduced. And if it is for the role of the relay point which flows such electricity, it is not necessary for all the metal electrode layers 17 to be physically connected, but an aggregate of physically separated metal electrode layer pieces, for example, The metal electrode layer 17 may be formed by screen-printing silver paste (note that the physically separated metal electrode layer piece 17 may be referred to as a thin metal wire 17).
このようになっていても、導電キャリアの収集・拡散の主役割を果たす透明導電性酸化物層１３に対して、金属電極層１７は十分に補助の役割を果たせるためである。また、透明導電フィルム２１が表示デバイス３１に使用される場合には、金属細線１７であると、ユーザが表示エリアから見た場合に、その金属細線１７は目立たないので好適である（要は、透明導電フィルム２１の透明性の観点からも、金属電極層１７は、金属細線１７の集合体であると好ましい）。 This is because the metal electrode layer 17 can sufficiently serve as an auxiliary to the transparent conductive oxide layer 13 that plays the main role in collecting and diffusing the conductive carriers even in this case. Further, when the transparent conductive film 21 is used for the display device 31, it is preferable that the metal thin wire 17 is used because the metal thin wire 17 is not conspicuous when viewed from the display area. From the viewpoint of the transparency of the transparent conductive film 21, the metal electrode layer 17 is preferably an aggregate of the thin metal wires 17).
ここで、透明導電性酸化物キャップ層１４について詳説する。 Here, the transparent conductive oxide cap layer 14 will be described in detail.
透明導電性酸化物キャップ層１４は、例えばスパッタ法において、アルゴンまたは窒素等の不活性ガス、および酸素ガスを含むキャリアガスに、メタンガスまたはエタンガスを加えた状態で製膜される。これにより、透明導電性酸化物キャップ層１４の中、若しくはその層１４の表面上に、水素原子および炭素原子が含まれるようになる。 The transparent conductive oxide cap layer 14 is formed, for example, by sputtering in a state where methane gas or ethane gas is added to a carrier gas containing an inert gas such as argon or nitrogen, and an oxygen gas. As a result, hydrogen atoms and carbon atoms are contained in the transparent conductive oxide cap layer 14 or on the surface of the layer 14.
詳説すると、このような透明導電性酸化物キャップ層１４では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、好ましくは、水素原子が０．５以上１．０以下で、炭素原子が０．２以上１．０以下となるように製膜され、より好ましくは、水素原子が０．６以上０．８以下で、炭素原子が０．４以上０．７以下となるように製膜される。 More specifically, in such a transparent conductive oxide cap layer 14, when indium is 100 as compared with the number of atoms, preferably the hydrogen atoms are 0.5 to 1.0 and the carbon atoms are The film is formed so as to be 0.2 or more and 1.0 or less, and more preferably, the film is formed so that hydrogen atoms are 0.6 or more and 0.8 or less and carbon atoms are 0.4 or more and 0.7 or less. Is done.
一方で、透明導電性酸化物層１３では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、好ましくは、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下となるように製膜される（なお、両層１３・１４における上記の原子数の比較に関しては、二次イオン質量分析法による測定結果によりわかる）。 On the other hand, in the transparent conductive oxide layer 13, when indium is 100 as compared with the number of atoms, preferably, the hydrogen atoms are 0.1 or less and the carbon atoms are 0.1 or less. A film is formed (in addition, the comparison of the number of atoms in both layers 13 and 14 is understood from the measurement result by secondary ion mass spectrometry).
なお、透明導電性酸化物キャップ層１４は、好ましくは０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下、さらに好ましくは０．７ｎｍ以上２．２ｎｍ以下、さらに一層好ましくは１．０ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の層厚になるように製膜される。 The transparent conductive oxide cap layer 14 preferably has a layer thickness of 0.5 nm to 3.0 nm, more preferably 0.7 nm to 2.2 nm, and still more preferably 1.0 nm to 2.0 nm. The film is formed to become
このような範囲であれば、上記したような透明導電性酸化物キャップ層１４における原子数の関係が維持されやすい。その上、透明導電性酸化物キャップ層１４が厚くなりすぎると、透明電極層１５と金属電極層１７との電気的接合の低下の一因になるが、上記のような層厚範囲であれば、電気的接合の低下の原因にはならない。 Within such a range, the relationship of the number of atoms in the transparent conductive oxide cap layer 14 as described above is easily maintained. In addition, if the transparent conductive oxide cap layer 14 becomes too thick, it causes a decrease in the electrical connection between the transparent electrode layer 15 and the metal electrode layer 17. It does not cause a decrease in electrical connection.
そして、以上のように、透明電極１５の最表面から透明フィルム基材１２に向かい深長３．０ｎｍ以下までの範囲である透明導電性酸化物キャップ層１４において、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．５以上１．０以下で、炭素原子が０．２以上１．０以下であり、透明導電性酸化物キャップ層１４よりも透明フィルム基材１２に向かう透明導電性酸化物層１３では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下である場合、以下のような現象が生じる。 And, as described above, in the transparent conductive oxide cap layer 14 that is in the range from the outermost surface of the transparent electrode 15 to the transparent film substrate 12 and having a depth of 3.0 nm or less, indium is compared in terms of the number of atoms. When 100, hydrogen atoms are 0.5 or more and 1.0 or less, carbon atoms are 0.2 or more and 1.0 or less, and the transparent conductive oxide cap layer 14 is directed toward the transparent film substrate 12. In the transparent conductive oxide layer 13, when indium is 100 as compared with the number of atoms, the following phenomenon occurs when the hydrogen atom is 0.1 or less and the carbon atom is 0.1 or less. Arise.
すなわち、メタンガス（またはエタンガス）が混入された状態でのスパッタリングによって、透明導電性酸化物キャップ層１４が製膜される場合、プラズマプロセスにより炭化水素のプラズマが形成される。この炭化水素プラズマは、炭素１原子に対して水素が１〜３原子結合した種が存在し得る。 That is, when the transparent conductive oxide cap layer 14 is formed by sputtering in a state where methane gas (or ethane gas) is mixed, hydrocarbon plasma is formed by a plasma process. In this hydrocarbon plasma, there may be a species in which 1 to 3 hydrogen atoms are bonded to 1 carbon atom.
すると、図２に示すように、炭化水素プラズマのうち、水素が１〜２原子結合した種は、複数の結合手を有するため、透明導電性酸化物を構成する金属原子または酸素原子と共有結合・配位結合を形成することが可能であり、透明導電性酸化物層の表面には、熱等により離脱し難い炭素−水素原子が存在することになる。銀ペーストのような樹脂をマトリクスとした材料は、この炭素−水素原子をよりどころとして強い密着性を達成することが可能である（なお、図２におけるＣは炭素、Ｏは酸素、Ｈは水素、Ｍはインジウム・錫を意味し、両端矢印は、透明導電性酸化物キャップ層１４と金属電極層１７との密着度合いが高まっている状態を意図する）。 Then, as shown in FIG. 2, in the hydrocarbon plasma, a species in which hydrogen is bonded by 1 to 2 atoms has a plurality of bonds, so that it is covalently bonded to a metal atom or oxygen atom constituting the transparent conductive oxide. Coordination bonds can be formed, and carbon-hydrogen atoms that are difficult to leave by heat or the like exist on the surface of the transparent conductive oxide layer. A material having a resin matrix such as silver paste can achieve strong adhesion with the carbon-hydrogen atom as a starting point (in FIG. 2, C is carbon, O is oxygen, and H is hydrogen. , M means indium / tin, and double-ended arrows indicate a state in which the degree of adhesion between the transparent conductive oxide cap layer 14 and the metal electrode layer 17 is increased).
なお、透明導電性酸化物キャップ層１４および透明導電性酸化物層１３における原子数比較の関係の範囲よりも、水素原子数または炭素原子数が大きな場合、水素または酸素が、透明導電性酸化物キャップ層１４および透明導電性酸化物層１３の結晶化の阻害原因となり、透明電極層１５の導電性を低下させる。 When the number of hydrogen atoms or carbon atoms is larger than the range of the comparison of the number of atoms in the transparent conductive oxide cap layer 14 and the transparent conductive oxide layer 13, hydrogen or oxygen is converted into the transparent conductive oxide. It becomes a cause of hindering crystallization of the cap layer 14 and the transparent conductive oxide layer 13 and decreases the conductivity of the transparent electrode layer 15.
また、特に、透明導電性酸化物キャップ層１４の層厚が３．０ｎｍ以下とすることで、最も高い導電性を発揮する透明導電性酸化物層１３の比率を高くすることができ、結果として導電性および透明性の高い透明導電フィルム２１を形成することが可能となる。 In particular, by setting the thickness of the transparent conductive oxide cap layer 14 to 3.0 nm or less, the ratio of the transparent conductive oxide layer 13 that exhibits the highest conductivity can be increased. It becomes possible to form the transparent conductive film 21 having high conductivity and transparency.
なぜなら、透明導電性酸化物キャップ層１４は、導電性であるものの層中（若しくは層表面上に）に炭素原子を含むため、透明導電性酸化物層１３に対しては導電性を低下させてしまうところ、透明導電性酸化物キャップ層１４が、３．０ｎｍ以下であることによって、導電性の過度の劣化を抑えつつ、透明電極１５の総膜厚を薄くすることができ、その結果、導電性および透明性に優れた透明導電フィルムが形成されるためである。 This is because the transparent conductive oxide cap layer 14 contains carbon atoms in the conductive layer (or on the surface of the layer), so that the conductivity of the transparent conductive oxide layer 13 is lowered. In other words, the transparent conductive oxide cap layer 14 having a thickness of 3.0 nm or less can reduce the total film thickness of the transparent electrode 15 while suppressing excessive deterioration of the conductivity. This is because a transparent conductive film having excellent properties and transparency is formed.
ここで、以上のような透明導電フィルム２１を製造方法について説明する。 Here, the manufacturing method of the above transparent conductive films 21 is demonstrated.
この製造方法では、まず、透明フィルム基材１２を準備する（このように透明フィルム基材１２を用意することを[基材準備工程]と称する）。なお、透明フィルム基材１２は、透明フィルム基材１２単体であってもよいし、ハードコート等の透明誘電体層を積層させた透明フィルム基材１２であってもよい。 In this production method, first, a transparent film substrate 12 is prepared (preparing the transparent film substrate 12 in this way is referred to as a “substrate preparation step”). The transparent film substrate 12 may be a single transparent film substrate 12 or a transparent film substrate 12 in which a transparent dielectric layer such as a hard coat is laminated.
次に、準備された透明フィルム基材１２に対して、透明電極層１５を製膜する（このように透明電極層１５を製膜する工程を[製膜工程]と称する）。製膜としては、例えば、上記したようなスパッタリング法が挙げられる。 Next, the transparent electrode layer 15 is formed on the prepared transparent film substrate 12 (the step of forming the transparent electrode layer 15 in this way is referred to as “film formation step”). Examples of film formation include the sputtering method as described above.
そして、スパッタ製膜では、製膜室内に、アルゴンまたは窒素等の不活性ガス、および酸素ガスを含むキャリアガス、場合によっては（透明導電性酸化物キャップ層１４の製膜においては）、このキャリアガスに加えてメタンガスまたはエタンガスが導入されながら行われる。 In sputter film formation, a carrier gas containing an inert gas such as argon or nitrogen and oxygen gas in the film formation chamber, and in some cases (in the film formation of the transparent conductive oxide cap layer 14), this carrier is used. It is carried out while introducing methane gas or ethane gas in addition to the gas.
なお、キャリアガスは、スッパタ工程におけるプラズマの安定化の観点から、アルゴンと酸素との混合ガスが好ましい。また、製膜室内の圧力（全圧）は、０．１Ｐａ以上１．０Ｐａ以下であれば好ましく、０．１５Ｐａ以上０．８Ｐａ以下であればより好ましい。 The carrier gas is preferably a mixed gas of argon and oxygen from the viewpoint of stabilizing the plasma in the sputtering process. Further, the pressure (total pressure) in the film forming chamber is preferably 0.1 Pa or more and 1.0 Pa or less, and more preferably 0.15 Pa or more and 0.8 Pa or less.
また、アルゴンと酸素とは、所定の混合比のガスを予め用意されていてもよいし、それぞれのガスが流量制御装置（マスフローコントローラ）により流量を制御された後に混合されてもよい。また、混合ガスには、透明導電フィルム２１が上記したような低抵抗化と反り防止と光学特性の低下防止とをバランスよく達成する限り、その他のガスが含まれていてもよい。 Argon and oxygen may be prepared in advance with a gas having a predetermined mixing ratio, or may be mixed after the flow rate of each gas is controlled by a flow control device (mass flow controller). Further, the mixed gas may contain other gases as long as the transparent conductive film 21 achieves the above-described reduction in resistance, prevention of warpage, and prevention of deterioration of optical properties in a balanced manner.
なお、製膜時の基板温度は、透明フィルム基材１２の耐熱性範囲であればよく、６０℃以下であれば好ましく、−２０℃以上４０℃以下であればより好ましい。 In addition, the substrate temperature at the time of film forming should just be the heat resistant range of the transparent film base material 12, and it is preferable if it is 60 degrees C or less, and if it is -20 degreeC or more and 40 degrees C or less, it is more preferable.
このような基板温度であれば、透明フィルム基材１２からの水分または有機物質（例えばオリゴマー成分）の揮発等が起こり難くなり、酸化インジウムの結晶化が起こりやすくなる。その上、後の工程（後述の結晶化工程）において、非晶質膜である透明導電性酸化物層１３が結晶化された後、すなわち結晶化された透明電極層（結晶質透明電極薄膜層）が形成された場合、その透明電極層１５の抵抗率の上昇が抑制される。 If it is such a substrate temperature, volatilization of moisture or an organic substance (for example, an oligomer component) from the transparent film substrate 12 hardly occurs, and crystallization of indium oxide easily occurs. In addition, after the transparent conductive oxide layer 13, which is an amorphous film, is crystallized in a later step (a crystallization step described later), that is, a crystallized transparent electrode layer (crystalline transparent electrode thin film layer) ) Is suppressed, an increase in resistivity of the transparent electrode layer 15 is suppressed.
また、基板温度が上記の温度範囲であれば、透明電極層１５の透過率の低下、または、透明フィルム基材１２の脆化が抑制される。その上、製膜工程における透明フィルム基材１２が大幅な寸法変化を起こさない。 Moreover, if the substrate temperature is within the above temperature range, a decrease in the transmittance of the transparent electrode layer 15 or embrittlement of the transparent film substrate 12 is suppressed. Moreover, the transparent film substrate 12 in the film forming process does not cause a significant dimensional change.
また、製膜工程では、巻取式スパッタリング装置を用いて、ロール・トゥ・ロール法により製膜が行われると好ましい。このようなロール・トゥ・ロール法により製膜が行われることで、透明フィルム基材の長尺シートのロール状巻回体が得られる。 In the film forming step, it is preferable that the film is formed by a roll-to-roll method using a winding type sputtering apparatus. By forming a film by such a roll-to-roll method, a roll-shaped wound body of a long sheet of a transparent film substrate is obtained.
なお、透明導電性酸化物キャップ層１４には、上記したように、水素原子および炭素原子が含まれることが重要であるが、このような構造とするために、透明電極層１５において、少なくとも、透明導電性酸化物層１３と透明導電性酸化物キャップ層１４とは、分離して製膜されると好ましい。ただし、ロール・トゥ・ロール法であれば、複数のカソードを１つのスパッタ装置内に設置することで、１つの生産ラインで製膜することもできる。 As described above, it is important that the transparent conductive oxide cap layer 14 contains hydrogen atoms and carbon atoms. In order to obtain such a structure, the transparent electrode layer 15 includes at least It is preferable that the transparent conductive oxide layer 13 and the transparent conductive oxide cap layer 14 are formed separately. However, in the case of the roll-to-roll method, it is possible to form a film on one production line by installing a plurality of cathodes in one sputtering apparatus.
また、透明導電性酸化物キャップ層１４の製膜の場合、アルゴン等の不活性ガスまたは酸素ガスに加えて、メタンまたはエタンガスが加えられる。この場合、メタンガスまたはエタンガスは、不活性ガスに対して、好ましくは０．３体積％以上１．０体積％以下、より好ましくは０．５体積％以上０．８体積％以下含有させるとよい。 In the case of forming the transparent conductive oxide cap layer 14, methane or ethane gas is added in addition to an inert gas such as argon or oxygen gas. In this case, the methane gas or ethane gas is preferably contained in an amount of 0.3% by volume to 1.0% by volume, more preferably 0.5% by volume to 0.8% by volume with respect to the inert gas.
このような範囲であれば、上記したような、透明導電性酸化物キャップ層１４における原子数の関係が、容易に維持されやすい。また、メタンガスまたはエタンガスが、このような範囲を超えてしまうと、炭化水素化合物の含有量が多くなってしまうので、プラズマプロセスで分解・生成した煤がスパッタ装置のカソードに再付着することがあり、それ起因して、放電異常が起きかねないが、かかる範囲内であれば、このような異常も起きない。なお、炭化水素化合物の含有量が多くなるという上記の理由から、プロパンまたはブタンガスのような、炭素量が多いガスについても、好ましくない。 If it is such a range, the relationship of the number of atoms in the transparent conductive oxide cap layer 14 as described above is easily maintained. Also, if the methane gas or ethane gas exceeds this range, the hydrocarbon compound content will increase, so the soot decomposed and generated by the plasma process may reattach to the cathode of the sputtering device. As a result, a discharge abnormality may occur, but such an abnormality does not occur within such a range. For the above reason that the content of the hydrocarbon compound increases, a gas having a large amount of carbon such as propane or butane gas is also not preferable.
そして、以上のようにして、透明電極層１５が製膜された後には、透明電極層１５は、アニール等によって結晶化される（この加工工程を[結晶化工程]と称する）。 Then, after the transparent electrode layer 15 is formed as described above, the transparent electrode layer 15 is crystallized by annealing or the like (this processing step is referred to as “crystallization step”).
次に、この結晶化された透明電極層１５の上に、金属電極層１７が形成される（このように金属電極層１７を形成する工程を[金属電極形成工程]と称する）。例えば、金属ペーストをスクリーン印刷法で印刷することで、金属電極層１７は、透明電極層１５上に、種々パターンになって形成される。なお、金属ペーストは印刷後に、加熱される。 Next, the metal electrode layer 17 is formed on the crystallized transparent electrode layer 15 (the step of forming the metal electrode layer 17 in this way is referred to as “metal electrode formation step”). For example, the metal electrode layer 17 is formed in various patterns on the transparent electrode layer 15 by printing a metal paste by a screen printing method. The metal paste is heated after printing.
以上のような工程を経ることで、透明導電フィルム２１は完成する。なお、タッチパネルのような表示デバイス３１に搭載される透明導電フィルム２１の場合、透明電極層１５および金属電極層１７がパターニングされることもある。 The transparent conductive film 21 is completed through the above steps. In the case of the transparent conductive film 21 mounted on the display device 31 such as a touch panel, the transparent electrode layer 15 and the metal electrode layer 17 may be patterned.
そして、製造された透明導電フィルム２１は、例えば、タッチパネル、ディスプレイ、またはデジタルサイネージのような表示デバイス３１の透明電極として用いられるが、特にタッチパネル用の透明電極として好適に用いられる。中でも、透明電極層１５が低抵抗であることから、静電容量方式タッチパネル用途に好ましく用いられる。 The manufactured transparent conductive film 21 is used as a transparent electrode of a display device 31 such as a touch panel, a display, or digital signage, for example, and is particularly preferably used as a transparent electrode for a touch panel. Among these, since the transparent electrode layer 15 has a low resistance, it is preferably used for capacitive touch panel applications.
タッチパネルの形成においては、透明導電フィルム２１上に、導電性インクまたは導電性ペーストが塗布・加熱処理され、そのような導電性部材が引き廻し回路用配線としての集電極となる。なお、この加熱処理は特に限定されず、オーブンまたはＩＲヒータ等による加熱処理が挙げられる。また、加熱処理の温度または時間は、導電性部材が透明電極層１５に付着する温度または時間を考慮して適宜に設定される。オーブンによる加熱であれば１２０℃１以上５０℃以下の範囲で３０分以上６０分以下の範囲、ＩＲヒータによる加熱であれば１５０℃程度で５分程度の例が挙げられる。 In the formation of the touch panel, a conductive ink or conductive paste is applied and heated on the transparent conductive film 21, and such a conductive member is routed to become a collector electrode as circuit wiring. In addition, this heat processing is not specifically limited, Heat processing by oven or IR heater etc. is mentioned. The temperature or time for the heat treatment is appropriately set in consideration of the temperature or time for the conductive member to adhere to the transparent electrode layer 15. In the case of heating with an oven, an example is in the range of 120 ° C. to 50 ° C. for 30 minutes to 60 minutes, and in the case of heating with an IR heater, about 150 ° C. for about 5 minutes.
なお、引き回し回路用配線の形成方法は、導電性インクまたは導電性ペーストの塗布・加熱処理に限定されず、例えば、ドライコーティング法またはフォトリソグラフィ法によって形成されてもよい。特に、フォトリソグラフィ法によって引き廻し回路用配線が形成された場合、その配線は、比較的容易に細線化される。 In addition, the formation method of the wiring for routing circuits is not limited to the application / heating treatment of the conductive ink or the conductive paste, and may be formed by, for example, a dry coating method or a photolithography method. In particular, when a routing circuit wiring is formed by a photolithography method, the wiring is thinned relatively easily.
一方で、ディスプレイの形成においては、透明導電フィルム２１上に、薄膜トランジスタ層が形成され、その上に液晶等の層が形成される。 On the other hand, in the formation of the display, a thin film transistor layer is formed on the transparent conductive film 21, and a layer such as a liquid crystal is formed thereon.
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない（下記表１参照）。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples (see Table 1 below).
＜ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）＞
ＰＨＩ製の二次イオン質量分析計ＡＤＥＰＴ１０１０（製品名）を用いて、二次イオン質量分析法を行った。一次イオン種にはセシウムイオンを用い、２ｋｅＶのエネルギーで照射した。二次イオン極性はＮｅｇａｔｉｖｅとした。なお、検出したインジウム、水素、炭素の原子数は、インジウムを１００として換算した。
<SIMS (secondary ion mass spectrometry)>
Secondary ion mass spectrometry was performed using a secondary ion mass spectrometer ADEPT1010 (product name) manufactured by PHI. Cesium ions were used as the primary ion species, and irradiation was performed with an energy of 2 keV. The secondary ion polarity was negative. In addition, the detected number of atoms of indium, hydrogen, and carbon was converted with indium as 100.
＜金属電極密着性＞
スクリーン印刷法により、金属電極層となる銀ペースト（東洋紡製ＤＷ−２５０Ｈ−５）を、透明電極層上に印刷した後、１３５℃６０分間焼成した。なお、焼成後の金属電極層の膜厚は６μｍであった。
<Metal electrode adhesion>
A silver paste (DW-250H-5 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) to be a metal electrode layer was printed on the transparent electrode layer by screen printing, and then baked at 135 ° C. for 60 minutes. The fired metal electrode layer had a thickness of 6 μm.
そして、焼成後の金属電極付きの透明導電フィルムを、６０℃９０％ＲＨ環境下で恒温装置内に２４０時間放置し、かかる恒温装置から取り出した後に、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６に従って評価した。具体的には、評価結果の分類が０〜２であれば合格、３〜５であれば不合格とした。 And the transparent conductive film with a metal electrode after baking was left to stand for 240 hours in a thermostat in 60 degreeC90% RH environment, and after taking out from this thermostat, it evaluated according to JISK5600-5-6. Specifically, if the classification of the evaluation result is 0 to 2, it is acceptable, and if it is 3 to 5, it is regarded as unacceptable.
＜電気的接合性＞
透明電極層１５上に、図３に示すように、銀ペースト（東洋紡製ＤＷ−２５０Ｈ−５）を用いたスクリーン印刷法により、線幅を５０μｍ、長さを１０ｍｍ、線の間隔を２００μｍとした金属電極層１７を印刷した後、１３５℃６０分間焼成した。そして、列状に並ぶ金属細線の一方側の端に、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製のデジタルマルチメーターの一端子を設置し、もう一端子を、その金属細線の線から順に他方側に移動させながら、各端子間の抵抗を測定した（ＴＬＭ法）。そして、測定した複数のプロットが１つの線分で表すことができた場合には接合合格、表すことができなかった場合には接合不良とした。
<Electrical bonding>
On the transparent electrode layer 15, as shown in FIG. 3, the line width is set to 50 μm, the length is set to 10 mm, and the line interval is set to 200 μm by a screen printing method using a silver paste (DW-250H-5 manufactured by Toyobo). After the metal electrode layer 17 was printed, it was baked at 135 ° C. for 60 minutes. Then, install one terminal of the digital multimeter made by KEITHLEY at one end of the thin metal wires arranged in a row, and move the other terminal to the other side in order from the thin metal wire line. The resistance of was measured (TLM method). And when the several measured plot was able to be represented by one line segment, it was set as the joining defect, and when it was not able to represent it, it was set as the joining defect.
［◆実施例１］
透明フィルム基材１２上に、酸化インジウム・錫（酸化錫含量１０重量％）をターゲットに用いて、酸素とアルゴンとの混合ガスを装置内に導入しながら、酸素分圧２×１０−３Ｐａ、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃、パワー密度１２ｋＷの条件で、透明導電性酸化物層１３を製膜した（層厚１８ｎｍ）。
[Example 1]
An oxygen partial pressure of 2 × 10 −3 Pa was introduced on the transparent film substrate 12 while introducing a mixed gas of oxygen and argon into the apparatus using indium tin oxide (tin oxide content: 10% by weight) as a target. The transparent conductive oxide layer 13 was formed under the conditions of a film forming chamber pressure of 0.2 Pa, a substrate temperature of 0 ° C., and a power density of 12 kW (layer thickness: 18 nm).
次に、透明導電性酸化物層１３上に、酸化インジウム・錫（酸化錫含量１０重量％）をターゲットに用いて、酸素とアルゴンとの混合ガスに加えてメタンガスを装置内に導入しながら、酸素分圧２×１０−３Ｐａ、メタン分圧１×１０−３Ｐａ（不活性ガスに対して０．５体積％）として、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃、パワー密度４ｋＷの条件で、透明導電性酸化物キャップ層１４を製膜した（層厚２．０ｎｍ）。 Next, on the transparent conductive oxide layer 13, using indium oxide / tin (tin oxide content of 10% by weight) as a target, while introducing methane gas into the apparatus in addition to the mixed gas of oxygen and argon, Oxygen partial pressure 2 × 10 −3 Pa, methane partial pressure 1 × 10 −3 Pa (0.5% by volume with respect to inert gas), film forming chamber pressure 0.2 Pa, substrate temperature 0 ° C., power density 4 kW Under these conditions, a transparent conductive oxide cap layer 14 was formed (layer thickness: 2.0 nm).
そして、このような透明電極層１５（透明導電性酸化物層１３および透明導電性酸化物キャップ層１４）の製膜後、アニールを１５０℃で６０分間行った。その後、上記したような、＜金属電極密着性＞および＜電気的接合性＞を行った。 And after forming such a transparent electrode layer 15 (the transparent conductive oxide layer 13 and the transparent conductive oxide cap layer 14), annealing was performed at 150 degreeC for 60 minutes. Thereafter, as described above, <Metal electrode adhesion> and <Electrical bonding> were performed.
そして、ＳＩＭＳ測定の結果、透明導電性酸化物層１３では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は０．０３であり、炭素原子数は０．０７であった。また、透明導電性酸化物キャップ層１４では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は０．７であり、炭素原子数は０．４であった。 As a result of SIMS measurement, in the transparent conductive oxide layer 13, when the number of indium atoms was 100, the number of hydrogen atoms was 0.03 and the number of carbon atoms was 0.07. Moreover, in the transparent conductive oxide cap layer 14, when the number of indium atoms was 100, the number of hydrogen atoms was 0.7, and the number of carbon atoms was 0.4.
［◆実施例２］
実施例２は、透明導電性酸化物キャップ層１４の層厚が１．０ｎｍであること以外は、実施例１と同様である。
[◆ Example 2]
Example 2 is the same as Example 1 except that the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer 14 is 1.0 nm.
［◆実施例３］
実施例３は、透明導電性酸化物キャップ層１４の層厚が０．５ｎｍであること以外は、実施例１と同様である。
[Example 3]
Example 3 is the same as Example 1 except that the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer 14 is 0.5 nm.
［◆実施例４］
実施例４は、透明導電性酸化物キャップ層１４の製膜の場合に、メタンガスの導入量が、不活性ガス対して０．７体積％で、かつ、透明導電性酸化物キャップ層１４の層厚が１．０ｎｍであること以外は、実施例１と同様である。なお、メタンガスの導入量に起因して、透明導電性酸化物キャップ層１４では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は０．８であり、炭素原子数は０．６であった。
[Example 4]
In Example 4, in the case of forming the transparent conductive oxide cap layer 14, the amount of methane gas introduced is 0.7% by volume with respect to the inert gas, and the layer of the transparent conductive oxide cap layer 14 is used. The same as Example 1 except that the thickness is 1.0 nm. Note that due to the amount of methane gas introduced, in the transparent conductive oxide cap layer 14, when the number of indium atoms is 100, the number of hydrogen atoms is 0.8 and the number of carbon atoms is 0.6. It was.
［◆実施例５］
実施例５は、透明導電性酸化物キャップ層１４に使用するガスに、メタンガスに換えてエタンガスを使用した点以外は、実施例１と同様である。
[◆ Example 5]
Example 5 is the same as Example 1 except that ethane gas is used instead of methane gas as the gas used for the transparent conductive oxide cap layer 14.
すなわち、透明導電性酸化物層の層厚は１８ｎｍであった。そして、透明導電性酸化物層１３上に、酸化インジウム・錫（酸化錫含量１０重量％）をターゲットに用いて、酸素とアルゴンとの混合ガスに加えてエタンガスを装置内に導入しながら、酸素分圧２×１０−３Ｐａ、エタン分圧１×１０−３Ｐａ（不活性ガスに対して０．５体積％）として、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃、パワー密度４ｋＷの条件で、透明導電性酸化物キャップ層１４を製膜した（層厚２．０ｎｍ）。そして、ＳＩＭＳ測定の結果、透明導電性酸化物キャップ層１４では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は０．７であり、炭素原子数は０．４であった。 That is, the layer thickness of the transparent conductive oxide layer was 18 nm. Then, on the transparent conductive oxide layer 13, using indium oxide / tin (tin oxide content: 10% by weight) as a target, oxygen gas is introduced into the apparatus in addition to the mixed gas of oxygen and argon. As partial pressure 2 × 10 −3 Pa, ethane partial pressure 1 × 10 −3 Pa (0.5 volume% with respect to inert gas), film forming chamber pressure 0.2 Pa, substrate temperature 0 ° C., power density 4 kW Under the conditions, a transparent conductive oxide cap layer 14 was formed (layer thickness: 2.0 nm). As a result of SIMS measurement, in the transparent conductive oxide cap layer 14, when the number of indium atoms was 100, the number of hydrogen atoms was 0.7 and the number of carbon atoms was 0.4.
［◆実施例６］
実施例６は、透明導電性酸化物キャップ層１４の層厚が１．０ｎｍであること以外は、実施例５と同様である。
[◆ Example 6]
Example 6 is the same as Example 5 except that the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer 14 is 1.0 nm.
［◇比較例１］
比較例１は、透明導電性酸化物キャップ層を形成させていない。すなわち、透明フィルム基材上に、酸化インジウム・錫（酸化錫含量１０重量％）をターゲットに用いて、酸素とアルゴンとの混合ガスを装置内に導入しながら、酸素分圧２×１０−３Ｐａ、製膜室内圧力０．２Ｐａ、基板温度０℃、パワー密度１２ｋＷの条件で、透明導電性酸化物層を製膜した（層厚２０ｎｍ）。
[◇ Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a transparent conductive oxide cap layer is not formed. That is, an oxygen partial pressure of 2 × 10 −3 is introduced onto a transparent film substrate while introducing a mixed gas of oxygen and argon into the apparatus using indium tin oxide (tin oxide content: 10% by weight) as a target. A transparent conductive oxide layer was formed under the conditions of Pa, film forming chamber pressure 0.2 Pa, substrate temperature 0 ° C., and power density 12 kW (layer thickness 20 nm).
［◇比較例２］
比較例２は、透明導電性酸化物キャップ層において、インジウム原子数を１００とした場合での水素原子数および炭素原子数を、実施例に比べて減らすべく、メタンガスの導入量を減らした。
[◇ Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, in the transparent conductive oxide cap layer, the amount of methane gas introduced was reduced in order to reduce the number of hydrogen atoms and the number of carbon atoms when the number of indium atoms was 100 as compared with the example.
すなわち、透明導電性酸化物キャップ層の製膜の場合に、メタンガスの導入量が、不活性ガス対して０．１体積％であること以外は、実施例１と同様である。なお、メタンガスの導入量に起因して、透明導電性酸化物キャップ層では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は０．２であり、炭素原子数は０．１であった。 That is, in the case of film formation of a transparent conductive oxide cap layer, it is the same as Example 1 except that the amount of methane gas introduced is 0.1% by volume with respect to the inert gas. In addition, due to the amount of methane gas introduced, in the transparent conductive oxide cap layer, when the number of indium atoms was 100, the number of hydrogen atoms was 0.2 and the number of carbon atoms was 0.1. .
［◇比較例３］
比較例３は、実施例に比べて、透明導電性酸化物キャップ層の層厚を増加させた。すなわち、透明導電性酸化物層の層厚を１６ｎｍにする一方で、透明導電性酸化物キャップ層の層厚を４．０ｎｍとする。
[◇ Comparative Example 3]
The comparative example 3 increased the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer compared with the Example. That is, the thickness of the transparent conductive oxide layer is set to 16 nm, while the thickness of the transparent conductive oxide cap layer is set to 4.0 nm.
なお、透明導電性酸化物キャップ層の製膜には、実施例１同様に、メタンガスを混合したガスを使用し、透明導電性酸化物キャップ層において、インジウム原子数を１００とした場合での水素原子数および炭素原子数は、実施例１と同様である。 As in Example 1, the transparent conductive oxide cap layer was formed using a gas mixed with methane gas, and hydrogen was obtained when the transparent conductive oxide cap layer had 100 indium atoms. The number of atoms and the number of carbon atoms are the same as in Example 1.
［◇比較例４］
比較例４は、透明導電性酸化物キャップ層において、インジウム原子数を１００とした場合での水素原子数および炭素原子数を、実施例に比べて増やすべく、メタンガスの導入量を増やした。
[◇ Comparative Example 4]
In Comparative Example 4, in the transparent conductive oxide cap layer, the amount of methane gas introduced was increased in order to increase the number of hydrogen atoms and the number of carbon atoms when the number of indium atoms was 100 as compared with the example.
すなわち、透明導電性酸化物キャップ層の製膜の場合に、メタンガスの導入量が、不活性ガス対して１．５体積％であること以外は、実施例１と同様である。なお、メタンガスの導入量に起因して、透明導電性酸化物キャップ層では、インジウム原子数を１００とした場合に、水素原子数は１．７であり、炭素原子数は１．１であった。 That is, in the case of film formation of a transparent conductive oxide cap layer, it is the same as in Example 1 except that the amount of methane gas introduced is 1.5% by volume with respect to the inert gas. In addition, due to the amount of methane gas introduced, in the transparent conductive oxide cap layer, when the number of indium atoms was 100, the number of hydrogen atoms was 1.7 and the number of carbon atoms was 1.1. .
［◇比較例５］
比較例５は、比較例４同様に、透明導電性酸化物キャップ層において、インジウム原子数を１００とした場合での水素原子数および炭素原子数を、実施例に比べて増やすべく、メタンガスの導入量（不活性ガス対して３．０体積％）を増やした。しかしながら、透明導電性酸化物キャップ層をスパッタ製膜させるための放電開始１分後には、スパッタ装置におけるカソード・アノード表面に煤が付着して放電を維持できなくなったため、実質、透明導電性酸化物キャップ層が製膜されなかった。
[Comparative Example 5]
In Comparative Example 5, as in Comparative Example 4, in the transparent conductive oxide cap layer, introduction of methane gas was performed in order to increase the number of hydrogen atoms and the number of carbon atoms in the case where the number of indium atoms was 100 as compared with the Example. The amount (3.0% by volume with respect to the inert gas) was increased. However, one minute after the start of discharge for forming the transparent conductive oxide cap layer by sputtering, soot adheres to the cathode / anode surface in the sputtering apparatus and the discharge cannot be maintained. The cap layer was not formed.
［■表１の総評］
実施例１〜実施例６において、透明導電性酸化物キャップ層１４では、層厚が３．０ｎｍ以下の範囲に収まり、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．５以上１．０以下で、炭素原子が０．２以上１．０以下であった。また、透明導電性酸化物層１３では、インジウムを１００とした場合に、水素原子が原子数で０．１以下で、炭素原子が原子数で０．１以下であった。
[Total review of Table 1]
In Example 1 to Example 6, in the transparent conductive oxide cap layer 14, the layer thickness falls within the range of 3.0 nm or less, and the hydrogen atom is 0 when the indium is 100 as compared with the number of atoms. It was 0.5 or more and 1.0 or less, and the carbon atom was 0.2 or more and 1.0 or less. Moreover, in the transparent conductive oxide layer 13, when indium was set to 100, the number of hydrogen atoms was 0.1 or less and the number of carbon atoms was 0.1 or less.
そして、このような条件を満たす実施例１〜実施例６は、金属電極の密着性が良好であり、電気的接合性も良好であることがわかった。すなわち、電気的接合性は、密着性を確保することが前提となるとも言える結果であった。 And Example 1-Example 6 which satisfy | fills such conditions turned out that the adhesiveness of a metal electrode is favorable, and electrical joining property is also favorable. In other words, it can be said that the electrical bondability is premised on ensuring adhesion.
比較例１では、透明導電フィルムにおいて透明導電性酸化物キャップ層が無いため、金属電極の密着性が不良であり、電気的接合性も不良であった。 In Comparative Example 1, since there was no transparent conductive oxide cap layer in the transparent conductive film, the adhesion of the metal electrode was poor and the electrical bondability was also poor.
比較例２では、透明導電性酸化物キャップ層の層厚は２．０ｎｍと、３．０ｎｍ以下の範囲に収まるものの、透明導電性酸化物キャップ層の製膜において使用するメタンガスの導入量が少なく、透明導電性酸化物キャップ層において、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．２で、０．５以上１．０以下の範囲外で低く、炭素原子が０．１で、０．２以上１．０以下の範囲外で低かった（なお、透明導電性酸化物層では、実施例１同様、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下であった）。 In Comparative Example 2, the thickness of the transparent conductive oxide cap layer is 2.0 nm, which is within the range of 3.0 nm or less, but the introduction amount of methane gas used in forming the transparent conductive oxide cap layer is small. In the transparent conductive oxide cap layer, when indium is 100 compared with the number of atoms, the hydrogen atom is 0.2 and low outside the range of 0.5 to 1.0, and the carbon atom is 0.1 and low outside the range of 0.2 or more and 1.0 or less (in the case of the transparent conductive oxide layer, when the indium was set to 100 in comparison with the number of atoms as in Example 1, Hydrogen atoms were 0.1 or less and carbon atoms were 0.1 or less).
そして、この範囲外で低いことに起因して、金属電極密着性が良好にならなかったと考えられる。別表現すると、この結果から、透明導電性酸化物キャップ層に水素および炭素が適量含まれることで、その透明導電性酸化物キャップ層上に形成される金属電極（詳説すると金属ペースト）に含まれる有機物と、水素および炭素との相互作用が大きくなり、密着性に寄与することが考えられる。 And it is thought that metal electrode adhesiveness did not become favorable due to being low outside this range. In other words, from this result, when the transparent conductive oxide cap layer contains an appropriate amount of hydrogen and carbon, it is contained in the metal electrode (specifically, metal paste) formed on the transparent conductive oxide cap layer. It is considered that the interaction between the organic substance, hydrogen, and carbon increases and contributes to adhesion.
比較例３では、透明導電性酸化物キャップ層での原子数の比較関係および透明導電性酸化物層での原子数の比較関係は、実施例１同様であるものの、透明導電性酸化物キャップ層の層厚は４．０ｎｍと、３．０ｎｍ以下の範囲よりも厚い。 In Comparative Example 3, the comparative relationship of the number of atoms in the transparent conductive oxide cap layer and the comparative relationship of the number of atoms in the transparent conductive oxide layer are the same as in Example 1, but the transparent conductive oxide cap layer The layer thickness is 4.0 nm, which is thicker than the range of 3.0 nm or less.
このように透明導電性酸化物キャップ層の層厚が厚くなりすぎると、金属電極の密着性は良好なものの、電気的接合性に不良が生じた。詳細については不明な点もあるが、透明導電性酸化物キャップ層の膜厚が厚い分、水素および炭素原子の数が多くなることになり、界面を含む透明電極から金属電極で拡散が起こっていることが想定できる。 Thus, when the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer became too thick, although the adhesiveness of the metal electrode was good, the electrical bondability was poor. The details are unknown, but the transparent conductive oxide cap layer is thick, so the number of hydrogen and carbon atoms increases, and diffusion occurs from the transparent electrode including the interface to the metal electrode. Can be assumed.
比較例４では、透明導電性酸化物キャップ層の層厚は２．０ｎｍと、３．０ｎｍ以下の範囲に収まるものの、透明導電性酸化物キャップ層の製膜において使用するメタンガスの導入量が多く、透明導電性酸化物キャップ層において、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が１．７で、０．５以上１．０以下の範囲外で高く、炭素原子が１．１で、０．２以上１．０以下の範囲外で高かった（なお、透明導電性酸化物層では、実施例１同様、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下であった）。 In Comparative Example 4, although the layer thickness of the transparent conductive oxide cap layer falls within the range of 2.0 nm and 3.0 nm or less, the introduction amount of methane gas used in the production of the transparent conductive oxide cap layer is large. In the transparent conductive oxide cap layer, when the number of atoms is compared to 100, the hydrogen atom is 1.7, high outside the range of 0.5 or more and 1.0 or less, and the carbon atom is 1.1, it was high outside the range of 0.2 or more and 1.0 or less (in the transparent conductive oxide layer, as in Example 1, when the indium was set to 100 in comparison with the number of atoms, Hydrogen atoms were 0.1 or less and carbon atoms were 0.1 or less).
そして、この範囲外で高いことに起因して、金属電極密着性が良好なものの、電気的接合性に不良が生じた。これは、透明導電性酸化物キャップ層における水素および炭素原子数が多すぎるために、透明導電性酸化物キャップ層の表面、ひいては透明電極表面の電気的な特性が低下したと考えられる。 Then, due to the fact that it is high outside this range, the metal electrode adhesion is good, but the electrical bondability is poor. This is presumably because the number of hydrogen and carbon atoms in the transparent conductive oxide cap layer is too large, and the electrical characteristics of the surface of the transparent conductive oxide cap layer, and thus the surface of the transparent electrode, have deteriorated.
比較例５では、メタンガスの導入量（不活性ガス対して３．０体積％）が比較的増加したことに起因して、上記したように、透明導電性酸化物キャップ層をスパッタ製膜させるための放電開始１分後には、スパッタ装置におけるカソード・アノード表面に煤が付着して放電を維持できなくなったため、実質、透明導電性酸化物キャップ層が製膜されなかった。 In Comparative Example 5, in order to cause the transparent conductive oxide cap layer to be sputtered as described above due to the relatively increased amount of methane gas introduced (3.0% by volume with respect to the inert gas). One minute after the start of the discharge, soot was deposited on the cathode and anode surfaces in the sputtering apparatus and the discharge could not be maintained, so that the transparent conductive oxide cap layer was not substantially formed.
１２ 透明フィルム基材[基材]
１３ 透明導電性酸化物層
１４ 透明導電性酸化物キャップ層
１５ 透明電極層
１７ 金属電極層
２１ 透明導電フィルム
12 Transparent film substrate [base material]
13 Transparent conductive oxide layer 14 Transparent conductive oxide cap layer 15 Transparent electrode layer 17 Metal electrode layer 21 Transparent conductive film
Claims (8)
上記透明電極が、上記基材側に透明導電性酸化物層、その上に透明導電性酸化物キャップ層を配することで、上記透明導電性酸化物層は、上記透明導電性酸化物キャップ層と上記基材とで挟まれており、
上記透明導電性酸化物キャップ層は３．０ｎｍ以下の層厚で、その透明導電性酸化物キャップ層では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．５以上１．０以下で、炭素原子が０．２以上１．０以下であり、
上記透明導電性酸化物層では、原子数で比較して、インジウムを１００とした場合に、水素原子が０．１以下で、炭素原子が０．１以下である、透明導電フィルム。 A transparent conductive film in which a transparent electrode having indium as a main component metal is formed on a substrate,
The transparent electrode has the transparent conductive oxide cap layer on the substrate side, and the transparent conductive oxide cap layer on the transparent conductive oxide layer. And the above base material,
The transparent conductive oxide cap layer has a layer thickness of 3.0 nm or less, and the transparent conductive oxide cap layer has a hydrogen atom content of 0.5 or more when indium is 100 compared with the number of atoms. 1.0 or less, the carbon atom is 0.2 or more and 1.0 or less,
In the said transparent conductive oxide layer, a hydrogen atom is 0.1 or less, and a carbon atom is 0.1 or less when indium is set to 100 compared with the number of atoms.
上記透明電極の最表面から上記基材に向かい深長３．０ｎｍ以下の範囲である透明導電性酸化物キャップ層をスパッタリングで形成する工程を含み、その工程にて、不活性ガスおよび酸素ガスに加えて、上記不活性ガスに対してメタンを０．３体積％以上１．０体積％添加する、透明導電フィルムの製造方法。 In a method for producing a transparent conductive film in which a transparent electrode having indium as a main component metal is formed on a substrate,
Including a step of forming a transparent conductive oxide cap layer having a depth of 3.0 nm or less from the outermost surface of the transparent electrode toward the base material by sputtering, and in that step, in addition to the inert gas and oxygen gas And the manufacturing method of the transparent conductive film which adds 0.3 volume% or more and 1.0 volume% of methane with respect to the said inert gas.
The manufacturing method of a display device including the manufacturing method of the transparent conductive film of any one of Claims 5-7.
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