JPH08325711A - 透明導電性金属酸化物被覆フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

透明導電性金属酸化物被覆フィルムおよびその製造方法

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JPH08325711A
JPH08325711A JP12788795A JP12788795A JPH08325711A JP H08325711 A JPH08325711 A JP H08325711A JP 12788795 A JP12788795 A JP 12788795A JP 12788795 A JP12788795 A JP 12788795A JP H08325711 A JPH08325711 A JP H08325711A
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metal oxide
transparent conductive
film
conductive metal
oxide
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JP12788795A
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Kazutoshi Kiyokawa
和利 清川
Haruo Uyama
晴夫 宇山
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】可視領域において透明であり、かつ電子導電性
を示す透明導電性金属酸化物を被覆したフィルムにおい
て、フィルム基材上の透明導電性金属酸化物中の酸素含
有率が、フィルム基材側から順に高くなっていることを
特徴とする透明導電性金属酸化物被覆フィルム。 【効果】可視光領域における光線透過率を向上でき、ま
た、抵抗値の劣化度も低減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タッチパネルや太陽電
池等の分野で利用されている、可視領域において透明で
あり、かつ電子導電性を示す金属酸化物被覆フィルムお
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、タッチパネル、太陽電池等に
は、可視領域において高い光線透過率を有し、かつ低面
抵抗値を有する透明導電性膜を設けた基材が用いられて
いる。
【0003】この様な透明導電性膜の形成に用いる透明
導電性膜形成材料としては、酸化インジウム−酸化錫
系、酸化亜鉛−酸化アルミニウム系等の金属酸化物が挙
げられ、また、透明導電性金属酸化物膜を成膜する方法
としては、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、CVD法等の真空成膜法が知られている。
【0004】ところで、従来の透明導電性酸化物膜で
は、酸素の分布が均一であり、前記透明導電性金属酸化
物膜の膜厚を厚くすると、面抵抗値は低減されるもの
の、可視光領域における光線透過率は低下してしまうと
いう問題点がある。また、前記透明導電性金属酸化物膜
を形成する基材として、高分子フィルム等の耐熱性に優
れていない基材を用いる場合には、低温で成膜する必要
があり、長時間プラズマに曝すことが出来ない。即ち、
所望の膜厚を得るまで、連続して成膜すると、形成され
た、透明導電性金属酸化物被覆フィルムの面抵抗値、可
視光領域の光線透過率、機械的強度等の特性は、悪くな
るという問題点がある。
【0005】そこで、成膜工程を複数回に分け、透明導
電性金属酸化物膜を複数の層から成る構成とすることが
考えられる。しかし、スパッタリング法の場合には、逆
スパッタリング、または、陰イオンによるスパッタリン
グが生じるため、例えば、2層目を成膜する場合には1
層目を構成している酸素が欠けてしまう等といった、所
望の特性が得られないという問題点がある。また、イオ
ンプレーティング法、CVD法の場合も、プラズマに曝
すことにより同様の結果となる。
【0006】また、透明導電性金属酸化物膜の酸素欠陥
が適度に存在することは、面抵抗値の低減に効果がある
ものの、逆に、酸素が充分に供給された透明導電性金属
酸化物膜の方が、可視光領域における光線透過率が高い
上、大気に曝されるなどの場合の酸化雰囲気における経
時変化が低減できるという問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点に着目してなされたもので、成膜工程における
劣化を抑え、低面抵抗化と、可視光領域における高光線
透過率とを同時に達成し、さらに特性の経時変化を抑え
るべく充分に考慮された構成を持つ、透明導電性金属酸
化物被覆フィルムおよびその製造方法を提供することを
課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
可視光領域において透明であり、かつ、電子導電性を示
す透明導電性金属酸化物を被覆したフィルムにおいて、
フィルム基材上の透明導電性金属酸化物膜の酸素の含有
率が、フィルム基材側から順に高くなっていることを特
徴とする透明導電性金属酸化物被覆フィルムである。
【0009】請求項2記載の発明は、スパッタリング
法、イオンプレーティング法、CVD法等の真空成膜法
において、請求項1記載の透明導電性金属酸化物膜を成
膜する際に、成膜時の酸素分圧を順に上昇させることを
特徴とする透明導電性金属酸化物被覆フィルムの製造方
法である。
【0010】請求項3記載の発明は、スパッタリング
法、イオンプレーティング法、CVD法等の真空成膜法
において、成膜を複数回に分けることにより、透明導電
性金属酸化物膜を多層構造とすると共に、各層を成膜す
るときの酸素分圧を順に上昇させることを特徴とする透
明導電性金属酸化物被覆フィルムの製造方法である。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明を前提とし、金属酸化物が、酸化インジウムとドーパ
ントとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも
一種含む混合物であることを特徴とする透明導電性金属
酸化物被覆フィルムである。
【0012】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明を前提とし、金属酸化物が酸化亜鉛とドーパントとし
て三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含む
混合物であることを特徴とする透明導電性金属酸化物被
覆フィルムである。
【0013】請求項6記載の発明は、請求項2記載の発
明を前提とし、金属酸化物が、酸化インジウムとドーパ
ントとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも
一種含む混合物であることを特徴とする透明導電性金属
酸化物被覆フィルムの製造方法である。
【0014】請求項7記載の発明は、請求項2記載の発
明を前提とし、金属酸化物が、酸化亜鉛とドーパントと
して三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含
む混合物であることを特徴とする透明導電性金属酸化物
被覆フィルム製造方法である。
【0015】請求項8記載の発明は、請求項3記載の発
明を前提とし、金属酸化物が、酸化インジウムとドーパ
ントとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも
一種含む混合物であることを特徴とする透明導電性金属
酸化物被覆フィルムの製造方法である。
【0016】請求項9記載の発明は、請求項3記載の発
明を前提とし、金属酸化物が、酸化亜鉛とドーパントと
して三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含
む混合物であることを特徴とする透明導電性金属酸化物
被覆フィルム製造方法である。
【0017】以下、本発明を詳述する。
【0018】本発明にかかわるフィルム基材は、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル
フィルムであるが、その他目的に応じて、いかなる高分
子フィルムであっても特に限定されるものではない。ま
た、前記高分子フィルムの厚さは特に限定されるもので
はなく、用途に応じて適宜選択されるものである。
【0019】本発明にかかわる透明導電性金属酸化物
は、ある一種の金属酸化物であっても良いが、金属酸化
物中の金属とイオンの価数が異なり、かつ、二価以上の
少量の金属あるいは半導体を少なくとも一種ドーパント
として含む混合物であっても良い。これらの金属もしく
は半導体は、金属酸化物に混合することにより、化学量
論組成からのズレを生じ、金属過剰の状態となることに
より、安定な透明導電体を形成できる。
【0020】前記ドーパントとしての金属もしくは半導
体は、原材料である金属酸化物に酸化物として、10w
t%以下の割合で含有される。例としては、原材料が酸
化インジウムの場合は、錫(Sn)、チタン(Ti)、
およびジルコニウム(Zr)等の四価以上の金属あるい
は半導体が挙げられる。また、原材料が酸化亜鉛の場合
は、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、スカンジウ
ム(Sc)、ガリウム(Ga)、ケイ素(Si)、イッ
トリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、インジウム
(In)、およびタリウム(Tl)等の三価以上の金属
あるいは半導体が挙げられる。
【0021】本発明にかかわる透明導電性金属酸化物膜
の成膜方法は、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、CVD法等いかなる方法でもよく、適宜選択され
るものである。また、スパッタリング法においては、マ
グネトロンスパッタリング法であっても、プラズマを発
生させる方法が直流であっても、交流であってもよい。
【0022】本発明にかかわる透明導電性金属酸化物被
覆フィルムの構成例を、図1と図2に示す。
【0023】図1は、透明導電性金属酸化物被覆フィル
ムの構成例1であり、1はフィルム基材、21は透明導
電性金属酸化物膜である。前記透明導電性金属酸化物膜
の酸素含有率は、基材側から順に高くなっている。酸素
含有率の上昇の割合は特に限定されるものではなく、用
途に応じて適宜選択される。可視領域における光線透過
率は、酸素含有率が高くなるに従い、即ち、基材側から
外側へいくに従い高くなる傾向を示す。ここで、外側と
は、前記透明導電性金属酸化物膜の、基材側とは反対
側、つまり空気と接している部分をいう。また、面抵抗
値は、酸素含有率が高くなるに従い、即ち、基材側から
外側へいくに従い、高くなる傾向にある。
【0024】図2は、透明導電性金属酸化物被覆フィル
ムの構成例2であり、2はフィルム基材、21〜2nは
透明導電性金属酸化物膜である。前記透明導電性金属酸
化物膜はn層から成り、各層の酸素含有率が21から2
nへいくに従い高くなっている。層数nは、2以上であ
れば特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選
択される。更に、各層の膜厚は、それぞれ同じであって
も、また、異なっていても構わない。各層ごとの可視領
域における光線透過率は、酸素含有率が高くなるに従
い、即ち、21層から2n層へいくに従い高くなる傾向
を示す。また、各層ごとの面抵抗値は、適度に酸素含有
率が低い層から、酸素含有率が高くなるに従い、即ち、
21層から2n層へいくに従い、高くなる傾向にある。
【0025】前記透明導電性金属酸化物被覆フィルムの
構成において、フィルム基材側の層から順に酸素の含有
率が高くなっているということは、必ずしも絶対に順番
に酸素含有率が高くなっていることに限らず、ある程度
不規則性があっても、フィルム基材側から酸素含有率が
高くなっている傾向があればよい。更に言えば、最低限
最も外側(多層構成の場合はn層目)の酸素含有率より
酸素含有率が低い部分が、最も外側の部分(多層構成の
場合はn層目)以外に存在すればよい。
【0026】
【作用】本発明の作用は、フィルム基材上の透明導電性
金属酸化物膜の酸素含有率が、フィルム基材側から順に
高くなっていることにより、従来の方法によって得られ
る同膜厚の透明導電性金属酸化物膜の比較し、可視光領
域における光線透過率が、大きく向上することができ、
また、面抵抗値もそん色ない。合わせて、前記透明導電
性金属酸化物膜は大気と接する外側部分に酸素を充分に
含有させているため、大気に曝すこと等による経時変化
(劣化)も防ぐことが出来る。また、成膜時には成膜す
るごとに、酸素分圧を上昇させていくこと等をするた
め、成膜中において〔0005〕に記載した理由によっ
て生じる、酸素が欠けるなどといった劣化をも防ぐこと
が出来る。
【0027】
【実施例】
〈実施例1〉厚さ50μmのポリエチレンテレフタレー
トを基材として、マグネトロンスパッタリング法によ
り、酸化インジウム−酸化錫系膜を4層構成として成膜
し、4層の合計の膜厚は70nmとした。成膜時にはO
2 流量を1層目から順に、1.0,1.2,1.5,
2.0sccmとし、各層の酸素含有率を調整した。酸
素の含有率は、1層目から順に高い構成となっている。
図3に、構成図を示した。表1には、面抵抗値、550
nmの光線に対する透過率、および抵抗の劣化度とし
て、成膜直後の面抵抗値と10日後の面抵抗値の比を示
した。透過率が高く、劣化度の小さい結果を得ることが
出来た。
【0028】〈実施例2〉厚さ50μmのポリエチレン
テレフタレートを基材として、イオンプレーティング法
により、酸化亜鉛−酸化アルミニウム系膜を2層構成と
して成膜し、2層の合計の膜厚は60nmとした。成膜
時にはO2 流量を1層目では200sccm、2層目で
は250sccmとし、各層の酸素含有率を調整した。
酸素の含有率は、第1層よりも第2層目が高い構成とし
た。図4に構成図を示した。表1に、面抵抗値、550
nmの光線に対する透過率、および抵抗の劣化度とし
て、成膜直後の面抵抗値と10日後の面抵抗値の比を示
した。
【0029】<比較例1>厚さ50μmのポリエチレン
テレフタレートを基材として、マグネトロンスパッタリ
ング法により、酸化インジウム−酸化錫系膜を4層構成
とし成膜し、4層の合計の膜厚は70nmとした。成膜
時にはO2 流量を、1.0sccmに固定し、各層とも
同条件で成膜した。表1に、面抵抗値、550nmの光
線に対する透過率、および抵抗の劣化度として、成膜直
後の面抵抗値と10日後の面抵抗値の比を示した。実施
例1の結果と比較すると、透過率が低く、劣化度が大き
い結果となった。
【0030】〈比較例2〉厚さ50μmのポリエチレン
テレフタレートを基材として、イオンプレーティング法
により、酸化亜鉛−酸化アルミニウム系膜を2層構成と
し成膜し、2層の合計の膜厚は60nmとした。成膜時
にはO2 流量を200sccmに固定し、各層とも同条
件で成膜した。表1に、面抵抗値、550nmの光線に
対する透過率、および抵抗の劣化度として、成膜直後の
面抵抗値と10日後の面抵抗値の比を示した。実施例2
の結果と比較すると、透過率が低く、劣化度が大きい結
果となった。実施例と比較例との結果の比較を表1に示
した。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、フィルム基材上の透明
導電性金属酸化物膜の酸素含有率がフィルム基材側か
ら、順に高くなっていることにより、比較例で挙げたよ
うな、従来の方法により得られる同膜厚の透明導電性金
属酸化物膜と比較し、可視光領域における光線透過率を
向上でき、また、抵抗値の劣化度も低減することが可能
となる。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成例1を示す断面図である。
【図2】本発明の構成例2を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例1を示す断面図である。
【図4】本発明の実施例2を示す断面図である。
【符合の説明】
1…フィルム基材 11…透明導電性金属酸化物膜 2…フィルム基材 21〜2n…透明導電性金属酸化物
膜 3…フィルム基材 31〜34…透明導電性金属酸化物
膜 4…フィルム基材 41・42…透明導電性金属酸化物
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 13/00 503 H01B 13/00 503B

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可視領域において透明であり、かつ電子導
    電性を示す透明導電性金属酸化物を被覆したフィルムに
    おいて、フィルム基材上の透明導電性金属酸化物中の酸
    素含有率が、フィルム基材側から順に高くなっているこ
    とを特徴とする透明導電性金属酸化物被覆フィルム。
  2. 【請求項2】スパッタリング法、イオンプレーティング
    法、CVD法等の真空成膜法において、請求項1記載の
    透明導電性金属酸化物膜を成膜する際に、成膜時の酸素
    分圧を順に上昇させることを特徴とする透明導電性金属
    酸化物被覆フィルムの製造方法。
  3. 【請求項3】スパッタリング法、イオンプレーティング
    法、CVD法等の真空成膜法において、請求項2記載の
    透明導電性金属酸化物被覆フィルムの製造方法で、成膜
    を複数回に分けることにより、前記透明導電性金属酸化
    物膜を多層構造とすると共に、各層を成膜するときの酸
    素分圧を順に上昇させることを特徴とする透明導電性金
    属酸化物被覆フィルムの製造方法。
  4. 【請求項4】金属酸化物が、酸化インジウムとドーパン
    トとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一
    種含む混合物であることを特徴とする請求項1記載の透
    明導電性金属酸化物被覆フィルム。
  5. 【請求項5】金属酸化物が、酸化亜鉛とドーパントとし
    て三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含む
    混合物であることを特徴とする請求項1記載の透明導電
    性金属酸化物被覆フィルム。
  6. 【請求項6】金属酸化物が、酸化インジウムとドーパン
    トとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一
    種含む混合物であることを特徴とする請求項2記載の透
    明導電性金属酸化物被覆フィルムの製造方法。
  7. 【請求項7】金属酸化物が、酸化亜鉛とドーパントとし
    て三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含む
    混合物であることを特徴とする請求項2記載の透明導電
    性金属酸化物被覆フィルムの製造方法。
  8. 【請求項8】金属酸化物が、酸化インジウムとドーパン
    トとして四価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一
    種含む混合物であることを特徴とする請求項3記載の透
    明導電性金属酸化物被覆フィルムの製造方法。
  9. 【請求項9】金属酸化物が、酸化亜鉛とドーパントとし
    て三価以上の金属あるいは半導体を少なくとも一種含む
    混合物であることを特徴とする請求項3記載の透明導電
    性金属酸化物被覆フィルムの製造方法。
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Cited By (6)

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US7049190B2 (en) 2002-03-15 2006-05-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for forming ZnO film, method for forming ZnO semiconductor layer, method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device
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