JPH0850815A

JPH0850815A - 透明導電体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0850815A
Application number: JP18455694A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kitamura; 真北村; Tomoshige Tsutao; 友重蔦尾; Kazuaki Miyamoto; 和明宮本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】高温高湿下で使用しても電気抵抗値の経時変化
が小さく、信頼性の優れた透明導電体を提供する。【構成】周期律表ＶＢ族又はVIＢ族の元素がドープされ
た酸化亜鉛膜からなり、該元素を元素原子と亜鉛原子と
の合計原子数に対して０．１〜１０原子％含有する透明
導電膜が基材上に積層されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信頼性に優れた透明導電
体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、錫ドープ酸化インジウム（以下Ｉ
ＴＯという）に代わる透明導電膜材料として、材料コス
トが安価であるＺｎＯが注目されている。ＺｎＯ単独で
はＩＴＯに比べると高い抵抗値を示し、ＩＴＯと同レベ
ルの導電性を得るためには周期律表第III 族の元素をド
ープすればよいことが開示されている（特公平４−９２
９号公報、特公平３−７２０１１号公報）。このような
第III 族の元素としては、アルミニウム、ホウ素、スカ
ンジウム、ガリウム、イットリウム、インジウム、タリ
ウム等が挙げられる。

【０００３】さらに、周期律表第IV族の元素をドープし
ても、ＩＴＯと同等の導電性と光学特性が得られること
が開示されており、このような第IV族の元素としては、
ケイ素、ゲルマニウム、ジルコニウム等が挙げられる
（特公平５−６７６６号公報）。この方法では、ＳｉＯ
₂、ＧｅＯ₂、ＺｒＯ₂の高純度粉末をＺｎＯ粉末に添
加して加圧成形後、焼結させた焼結体をターゲット（６
ｃｍ×１０ｃｍの長方形）として用いており、アルゴン
ガス圧が６．５Ｐａ、ターゲットに投入する高周波電力
が１２０Ｗ（ターゲット１ｃｍ²当たりの電力２Ｗ／ｃ
ｍ²）のスパッタリング条件により、ガラス基材上にＳ
ｉ、Ｇｅ、ＺｒがドープされたＺｎＯ透明導電層を成膜
する。

【０００４】しかしながら、これらの不純物がドープさ
れたＺｎＯ膜を、例えば、温度６０℃、相対湿度９６％
の高温高湿下で放置すると、電気抵抗値が経時的に変化
し導電性が低下する現象が起こることが知られており、
上記透明導電膜を高温高湿下で使用する場合、その信頼
性が問題であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、高温高湿下で
使用しても電気抵抗値の経時変化が小さく、信頼性の優
れた透明導電体ならびにその製造方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の透明導電体は、
周期律表ＶＢ族又はVIＢ族の元素がドープされた酸化亜
鉛からなる透明導電膜が、基材上に積層されたものであ
る。

【０００７】上記基材としては、ガラス、プラスチッ
ク、金属、セラミックス等が挙げられるが、透明性の点
からガラス、プラスチックが好ましい。また、プラスチ
ックとしては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリ
レート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂シート又
はプレートが好ましい。

【０００８】上記周期律表ＶＢ族に属する元素として
は、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂが挙げられ、上記周期律表VIＢ族に
属する元素としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗが挙げられる。

【０００９】上記酸化亜鉛膜においてＶＢ族又はVIＢ族
に属する元素の含有量は、亜鉛原子と該元素原子の合計
原子数に対して０．１〜１０原子％であり、ＶＢ族の場
合は０．５〜５原子％が好ましく、VIＢ族の場合は２〜
８原子％が好ましい。その理由は、ＶＢ族又はVIＢ族に
属する元素の含有量が少なくなると、ドープによる低抵
抗化の効果が十分に発現しないため優れた導電性が得ら
れず、さらに、高温高湿下での電気抵抗値の経時変化が
大きくなるため信頼性が低下する、また、ＶＢ族又はVI
Ｂ族に属する元素の含有量が多くなると、結晶性が著し
く低下し、電気抵抗値が急増するからである。

【００１０】上記酸化亜鉛膜には、ＶＢ族又はVIＢ族に
属する元素以外に、第III 族の元素又は第IV族の元素が
同時にドープされてもよい。上記第III 族の元素として
は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｔｌ等が挙げら
れ、上記第IV族の元素としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ等が
挙げられる。

【００１１】上記酸化亜鉛膜を形成する方法としては、
スパッタリング法が好ましいが、イオンプレーティング
法、真空蒸着法、化学気相成長法など任意の公知の薄膜
形成技術を用いても形成することができる。

【００１２】上記酸化亜鉛膜中にＶＢ族又はVIＢ族に属
する元素をドープさせる方法としては、酸化亜鉛膜形成
の原材料（例えば、スパッタリング法の場合であればタ
ーゲット、真空蒸着法の場合であれば蒸発原料）となる
亜鉛及び酸化亜鉛に、予めＶＢ族又はVIＢ族に属する元
素を金属のままの形態か、あるいは金属酸化物、金属窒
化物、金属炭化物、金属ハロゲン化物の形態で混合して
置く方法が挙げられる。

【００１３】上記酸化亜鉛膜をスパッタリング法により
形成する場合は、ＶＢ族又はVIＢ族に属する元素を含有
する酸化亜鉛のターゲットを用いるか、あるいは酸化亜
鉛とは別にＶＢ族又はVIＢ族に属する元素又はそれらの
酸化物からなるターゲットを酸化亜鉛からなるターゲッ
トと同時にスパッタリングする方法が挙げられる。上記
ＶＢ族又はVIＢ族に属する元素の含有量を０．１〜１０
原子％の範囲に制御するには、前者の方法ではターゲッ
トに添加する該元素の添加量を制御し、後者の方法では
両方のターゲットに投入する電力値を制御する方法が好
ましい。

【００１４】次に、基材上に本発明の透明導電膜の製造
方法について説明する。上記透明導電膜の製造には、例
えば、図２に概要図が示された高周波スパッタリング装
置が使用される。図中、１１は真空槽を示し、真空槽１
１は油回転ポンプとクライオポンプとの組合わせによる
排気装置（図示せず）により、所定の圧力（具体的には
１×１０ ^-5Ｔｏｒｒ以下）に排気される。上記真空槽１
１の下部には、ターゲットＡが配置されており、ターゲ
ットＡは円板状のＺｎＯ上には、ＶＢ族又はVIＢ族に属
する元素の薄板Ｂが載置されている。

【００１５】ターゲットＡはマッチングボックス１２及
び高周波電源１３に接続されており、Ａは高周波電源１
３によってスパッタリングを行うことができる。また、
このスパッタリング装置は、ターゲットＡ上に設けられ
た薄板Ｂの面積を変えることによって、ＺｎＯ中にＶＢ
族又はVIＢ族に属する元素が所定濃度にドープされた透
明導電膜を得ることができる。

【００１６】上記真空槽１１内の上部には、ターゲット
Ａと対向する位置に、透明導電膜を設ける基材Ｃを取り
付けるためのスパッタテーブル１５が配置されている。
また、スパッタテーブル１５と、ターゲットＡとの間に
はシャッター１７が設けられている。

【００１７】基材Ｃへの成膜は、基材Ｃを取り付けたス
パッタテーブル１５を回転させながら行ってもよく、ス
パッタテーブル１５を回転させずに固定したままで行っ
てもよい。

【００１８】上記真空槽１１内の下部には、基材Ｃ加熱
用の赤外線ランプ２０が設けられており、この赤外線ラ
ンプ２０に電力を供給することにより、基材Ｃを所定の
温度まで輻射加熱することが可能である。基材Ｃを加熱
することなく室温での成膜も可能であるが、透明導電膜
の信頼性を向上させるためには、赤外線ランプ２０によ
って基材Ｃを１００〜４００℃に加熱しながら成膜する
のが好ましい。但し、プラスチック等の低融点材料を基
材として使用する場合は、基材の耐熱温度を考慮して加
熱するのが好ましい。

【００１９】実際に、スパッタッタリングを行うには、
まず、ターゲットＡに円板状のＺｎＯを、さらにＺｎＯ
上にＶＢ族又はVIＢ族に属する元素をそれぞれ取り付け
た後、スパッタテーブル１５に基材Ｃを取り付ける。ま
た、基材Ｃの加熱を行う場合は、赤外線ランプ２０によ
って基材Ｃを１００〜４００℃の所定温度に加熱する。
なお、この時点でシャッター１７は閉じたままの状態
として置く。

【００２０】次いで、排気装置（図示せず）によって、
真空槽１１内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に排気した後、
ガス導入バルブ１８を開くことによって、アルゴン、ヘ
リウム又はネオン等の不活性ガスを真空槽１内へ導入す
る。真空槽１１内の圧力は不活性ガスの導入量をマスフ
ローコントローラー１９で調節することによって制御す
るが、成膜時の真空槽１１内の圧力は、１×１０^-3〜１
×１０^-1Ｔｏｒｒの範囲が好ましい。真空槽１１内の圧
力がこの範囲を外れると、不活性ガスによるスパッタッ
タリングが効率よく行われないため、成膜速度が著しく
低下し成膜が困難となる。

【００２１】続いて、基材加熱を行う場合であれば、基
材温度が設定温度に達した後で、ターゲットＡに高周波
電源１３から高周波電力を投入することにより放電を形
成させ、ターゲットのスパッタリングを行う。各ターゲ
ットへの投入電力を所定の電力値に設定した後、シャッ
ター１７を開け、基材Ｃ上への成膜を開始し、基材Ｃ上
へＶＢ族又はVIＢ族に属する元素がドープされたＺｎＯ
透明導電膜を形成する。

【００２２】次に、本発明２の透明導電膜の製造方法に
ついて説明する。本発明２は本発明の透明導電膜の製造
方法であり、酸化亜鉛（ＺｎＯ）ターゲットと周期律表
ＶＢ族又はVIＢ族に属する元素の酸化物ターゲットに、
別々の高周波電力を投入して二元同時スパッタリングを
行うことにより、基材上に上記ＶＢ族又はVIＢ族に属す
る元素がドープされたＺｎＯからなる透明導電膜を形成
する。

【００２３】上記周期律表ＶＢ族又はVIＢ族に属する元
素としては、本発明で用いられるものと同様な元素が挙
げられる。

【００２４】上記基材としては、本発明と同様なプラス
チック、金属、セラミックス等が挙げられる。

【００２５】上記プラスチックを基材として用いる場合
は、成膜中に基材表面から水分が蒸発し、これが透明導
電膜内部に混入して導電性を劣化させることが予測され
るため、基材表面を予めハードコート処理を施しておく
のが好ましい。このようなハードコート処理法として
は、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等の金属酸化物被膜をスパッタ
リングや真空蒸着等によって形成する方法や、市販され
ているシリコン系又はアクリル系のハードコート剤を使
用してハードコート被膜を形成する方法が挙げられる。

【００２６】上記透明導電膜は、上記ＶＢ族又はVIＢ族
に属する元素がドープされたＺｎＯ膜から形成される。
この透明導電膜を形成する方法としては、ＺｎＯターゲ
ットとＶＢ族又はVIＢ族に属する元素の酸化物のターゲ
ットとを別々に設け、それぞれのターゲットに独立した
高周波電力を投入して同時にスパッタリングを行う多元
同時スパッタリング法が挙げられる。上記多元同時スパ
ッタリング法には、平行平板型の多元同時スパッタリン
グ装置や、カルーセル型の多元同時スパッタリング装置
が好適に用いられる。

【００２７】上記スパッタリング法において、ＶＢ族又
はVIＢ族に属する元素の酸化物のターゲットに投入する
ターゲット単位面積当たりの高周波電力は、小さくなる
と透明導電膜に含まれるＶＢ族又はVIＢ族に属する元素
の含有量が少なくなり過ぎるため、高温高湿下での抵抗
値の経時変化が大きくなって信頼性が低下しする。ま
た、ＶＢ族又はVIＢ族に属する元素のターゲットに投入
するターゲット単位面積当たりの高周波電力は、大きく
なると透明導電膜に含まれるＶＢ族又はVIＢ族に属する
元素の含有量が過剰にとなって結晶性が著しく低下する
ため、抵抗値が急増し優れた導電性が得られなくなる。
従って、ＶＢ族又はVIＢ族に属する元素の酸化物のター
ゲットに投入する高周波電力は、ＺｎＯターゲットに投
入するターゲット単位面積当たりの高周波電力の１／２
０倍〜１／３倍に制限され、好ましくは１／１２倍〜１
／６倍である。

【００２８】以下、本発明２で用いられる多元同時スパ
ッタリング装置につき、図１に示された概要図の基づき
説明する。図中、１は真空槽を示し、真空槽１は油回転
ポンプとクライオポンプとの組合わせによる排気装置
（図示せず）により、所定の圧力（具体的には１×１０
^-5Ｔｏｒｒ以下）に排気される。上記真空槽１の下部に
は、２個のターゲットＡ及びＢが別々に設けられてお
り、一方がＺｎＯであり、他方がＶＢ族又はVIＢ族に属
する元素の酸化物のターゲットである。

【００２９】ターゲットＡ及びＢは各々別々のマッチン
グボックス２及び高周波電源３に接続されており、Ａ及
びＢはそれぞれ異なった高周波電源３によってスパッタ
リングを行うことができる。また、このスパッタリング
装置は、ターゲットＡ及びＢへの投入電力を個別に制御
することによって、ＺｎＯとＶＢ族又はVIＢ族に属する
元素の酸化物の成膜速度を個別に制御することができる
ので、ＺｎＯ中にＶＢ族又はVIＢ族に属する元素が所定
濃度にドープされた透明導電膜が得られる。

【００３０】上記真空槽１内の上部には、ターゲットＡ
及びＢと対向する位置に、透明導電膜を設ける基材Ｃを
取り付けるためのスパッタテーブル５が配置されてい
る。このスパッタテーブル５は、モーター６によって一
定の回転速度で回転可能となされている。また、スパッ
タテーブル５と、ターゲットＡ及びＢとの間にはシャッ
ター７が設けられている。

【００３１】基材Ｃへの成膜は、基材Ｃを取り付けたス
パッタテーブル５を回転させながら行ってもよく、スパ
ッタテーブル５を回転させずに固定したままで行っても
よい。但し、基材Ｃを回転させずに成膜を行う場合は、
ターゲットＡ及びＢの両スパッー粒子が到達する領域内
に基材Ｃを取り付けるのが好ましい。また、得られる透
明導電膜の抵抗値の面内分布をより均一にするために
は、１０〜１００ｒｐｍの回転速度で基材Ｃを回転させ
ながら成膜するのが好ましい。

【００３２】上記真空槽１内の下部には、基材Ｃ加熱用
の赤外線ランプ１０が設けられており、この赤外線ラン
プ１０に電力を供給することにより、基材Ｃを所定の温
度まで輻射加熱することが可能である。基材Ｃを加熱す
ることなく室温での成膜も可能であるが、透明導電膜の
信頼性を向上させるためには、赤外線ランプ１０によっ
て基材Ｃを１００〜４００℃に加熱しながら成膜するの
が好ましい。但し、プラスチック等の低融点材料を基材
として使用する場合は、基材の耐熱温度を考慮して加熱
するのが好ましい。

【００３３】実際に、スパッタッタリングを行うには、
まず、ターゲットＡにＺｎＯを、ターゲットＢにＶＢ族
又はVIＢ族に属する元素の酸化物をそれぞれ取り付けた
後、スパッタテーブル５に基材Ｃを取り付ける。基材Ｃ
を回転させる場合は、モーター６によってスパッタテー
ブル５を、１０〜１００ｒｐｍの回転速度で回転させ
る。また、基材Ｃの加熱を行う場合は、赤外線ランプ
１０によって基材Ｃを１００〜４００℃の所定温度に加
熱する。なお、この時点でシャッター７は閉じたままの
状態として置く。

【００３４】次いで、排気装置（図示せず）によって、
真空槽１内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に排気した後、ガ
ス導入バルブ８を開くことによって、アルゴン、ヘリウ
ム又はネオン等の不活性ガスを真空槽１内へ導入する。
真空槽１内の圧力は不活性ガスの導入量をマスフローコ
ントローラー９で調節することによって制御するが、成
膜時の真空槽１内の圧力は、１×１０^-3〜１×１０^-1Ｔ
ｏｒｒの範囲が好ましい。真空槽１内の圧力がこの範囲
を外れると、不活性ガスによるスパッタリングが効率よ
く行われないため、成膜速度が著しく低下し成膜が困難
となる。

【００３５】続いて、基材加熱を行う場合であれば、基
材温度が設定温度に達した後で、ターゲットＡ及びＢ
に、各々独立した高周波電源３から高周波電力を投入す
ることにより放電を形成させ、各ターゲットをスパッタ
リングする。各ターゲットへの投入電力を各々上記範囲
の電力値に設定した後、シャッター７を開け、基材Ｃ上
への成膜を開始する。成膜開始後、ターゲットＡ及びＢ
への投入電力を制御することにより、ＺｎＯ及びＶＢ族
又はVIＢ族に属する元素の酸化物の成膜速度を制御し、
基材Ｃ上へＶＢ族又はVIＢ族に属する元素がドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成する。

【００３６】上記透明導電膜の膜厚は、薄くなると６０
℃、相対湿度９６％の高温高湿環境下で十分な信頼性が
得られず、厚くなると干渉色が目立つなど光学特性に問
題が生じるので、２００〜３０００Åが好ましい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（実施例１〜９、比較例１、２）図１に示した多元同時
スパッタリング装置（芝浦製作所製「ＣＦＳ−８ＥＰ−
５５」）を使用して、スパッタテーブル５に、基材Ｃと
してスライドガラス（マツナミ社製「Ｓ１１１１」、サ
イズ８０×３０×１ｍｍ）をターゲットＡ、Ｂから等距
離となる位置に取り付けた。また、ターゲットＡ、Ｂに
は、直径が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ ²の
ＺｎＯ、Ｔａ₂Ｏ₅をそれぞれ取り付けた。

【００３８】次いで、真空槽１内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ
以下に真空排気した後、ガス導入バルブ８を開きスパッ
ターガスとしてＡｒガスをマスフローコントローラー９
を用いて真空槽１内に５０ＳＣＣＭ導入し、真空槽１内
圧力を５×１０^-3Ｔｏｒｒとした。さらに、真空槽１内
の底部に配置された赤外線ランプ１０によりスライドガ
ラスを１００℃の設定温度になるまで加熱した。

【００３９】さらに、スパッタテーブル５をモーター６
によって、回転速度２０ｒｐｍで回転させながら、ター
ゲットＡ及びＢに高周波電力（発振周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ）を投入し、シャッター７を開けることにより成膜
を開始し、スライドガラス上にＴａがドープされたＺｎ
Ｏ透明導電膜を形成した。尚、成膜時の各ターゲットに
投入する高周波電力、基材Ｃの加熱温度及び成膜時間を
表１に示した。

【００４０】但し、実施例９については、基材Ｃとして
表面にシリコン系樹脂のハードコート被膜（３．７μ
ｍ）が積層されたポリカーボネート板（三菱ガス化学社
製「ＭＲ−３」、サイズ８０×３０×１ｍｍ）を使用し
た。

【００４１】（比較例３）ターゲットＢを全く使用せず
ターゲットＡとして、２．５重量％のＳｉＯ₂を含有す
る、直径が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²の
ＺｎＯを使用し、表１に示した高周波電力、基材Ｃの加
熱温度及び成膜時間としたこと以外は、実施例１と同様
にして、基材Ｃ上にＳｉを含有するＺｎＯ透明導電膜を
形成した。

【００４２】

【表１】

【００４３】透明導電膜の性能評価上記実施例１〜９及び比較例１〜３で得られた透明導電
膜につき下記の性能評価を行い、その結果を表２に示し
た。（１）膜厚測定基材Ｃの一部をマスキングして設けた段差を触針式の膜
厚計（スローン社製「Ｄｅｋｔａｋ３０３０」）によっ
て読み取り、この値を透明導電膜の膜厚とした。

【００４４】（２）Ｔａ含有量蛍光エックス線装置（島津製作所製「ＳＸＦ−１２００
ＢＦ」）を使用して蛍光エックス線による定量分析によ
り、以下の計算式よりＺｎＯ透明導電膜中のＴａ含有量
を求めた。Ｔａ含有量（％）＝Ｔａ原子（原子％）／〔（Ｚｎ原子
（原子％）＋Ｔａ原子（原子％）〕×１００

【００４５】（３）シート抵抗成膜直後の透明導電膜のシート抵抗を抵抗率計（三菱油
化社製「ロレスタＭＣＰ−Ｔ５００」）を用いて四端子
法により測定した。尚、測定は基材上の６点で行い、こ
れらの平均値をシート抵抗（初期値）とした。

【００４６】（４）信頼性試験（３）で得られた透明導電膜を、温度６０℃、相対湿度
９６％の恒温恒湿槽（東洋製作所製「アテンプターＡＧ
−２型」）内で１０００時間放置した後、（３）と同様
にしてシート抵抗を測定し、信頼性試験後のシート抵抗
値とした。

【００４７】（５）光線透過率透明導電膜の波長５５０ｎｍにおける光線透過率を、自
記分光光度計（島津製作所製「ＵＶ−３１０１ＰＣ」）
を用いて測定した。

【００４８】

【表２】

【００４９】（実施例１０〜１７）図２に示した高周波
スパッタリング装置（日本真空技術社製「ＳＨ−１０
０」）を使用して、スパッタテーブル５に、基材Ｃとし
てスライドガラス（マツナミ社製「Ｓ１１１１」、サイ
ズ８０×３０×１ｍｍ）をターゲットＡと対向する位置
に取り付けた。ターゲットＡには、直径が５インチの円
板状で表面積が１２５ｃｍ²の不純物を全く含まないＺ
ｎＯを取り付けた。また、表３に示した所定の面積を有
するＴａ薄板（厚さ２ｍｍ）Ｂを、図３及び４に示すよ
うにターゲットＡ上に配置した。

【００５０】次いで、真空槽１内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ
以下に真空排気した後、ガス導入バルブ８を開きスパッ
ターガスとしてＡｒガスをマスフローコントローラー９
を用いて真空槽１内に５０ＳＣＣＭ導入し、真空槽１内
圧力を５×１０^-3Ｔｏｒｒとした。さらに、真空槽１内
の底部に配置された赤外線ランプ１０によりスライドガ
ラスを１００℃の設定温度になるまで加熱した。

【００５１】次に、ターゲットＡに３５０Ｗの高周波電
力（発振周波数１３．５６ＭＨｚ）を投入し、シャッタ
ー７を開けることにより２０分間成膜を開始し、スライ
ドガラス上にＴａがドープされたＺｎＯ透明導電膜を形
成した。

【００５２】但し、実施例１７については、基材Ｃとし
て表面にシリコン系樹脂のハードコート被膜（３．７μ
ｍ）が積層されたポリカーボネート板（三菱ガス化学社
製「ＭＲ−３」、サイズ８０×３０×１ｍｍ）を使用し
た。

【００５３】（実施例１８）ターゲットＡとして、直径
が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²、２重量％
のＳｉＯ₂を含有するＺｎＯを使用したこと以外は、実
施例１０と同様にして成膜し、ＴａとＳｉがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００５４】（比較例４〜６）表３に示した面積の異な
るＴａ薄板ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外は、
実施例１０と同様にして成膜し、ＴａがドープされたＺ
ｎＯ透明導電膜を形成した。

【００５５】（比較例７）ターゲットＡとして、直径が
５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²、２重量％の
Ａｌ₂Ｏ₃を含有するＺｎＯを使用したこと以外は、実
施例１０と同様にして成膜し、Ａｌのみがドープされた
ＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００５６】（比較例８）ターゲットＡとして、直径が
５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²、２重量％の
ＳｉＯ₂を含有するＺｎＯを使用したこと以外は、実施
例１０と同様にして成膜し、ＳｉのみがドープされたＺ
ｎＯ透明導電膜を形成した。

【００５７】

【表３】

【００５８】上記実施例１０〜１８及び比較例４〜８で
得られた透明導電膜につき、実施例１〜７と同様な性能
評価を行い、その結果を表４に示した。

【００５９】

【表４】

【００６０】（実施例１９〜２６）ターゲットＡとし
て、直径が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²の
不純物を全く含まないＺｎＯを取り付け、図３及び４に
示すように、表５に示した所定の面積を有するＮｂ薄板
（厚さ２ｍｍ）ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例１０と同様にして成膜し、Ｎｂがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。但し、実施例２６につ
いては、基材Ｃとして表面にシリコン系樹脂のハードコ
ート被膜（３．７μｍ）が積層されたポリカーボネート
板（三菱ガス化学社製「ＭＲ−３」、サイズ８０×３０
×１ｍｍ）を使用した。

【００６１】（実施例２７）ターゲットＡとして、直径
が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²、２重量％
のＳｉＯ₂を含有するＺｎＯを使用したこと以外は、実
施例１９と同様にして成膜し、ＮｂとＳｉがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００６２】（比較例９〜１１）表５に示した面積の異
なるＮｂ薄板ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例１９と同様にして成膜し、Ｎｂがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００６３】

【表５】

【００６４】上記実施例１９〜２７及び比較例９〜１１
で得られた透明導電膜につき、実施例１〜７と同様な評
価を行い、その結果を表６に示した。

【００６５】

【表６】

【００６６】（実施例２８〜３５）ターゲットＡとし
て、直径が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²の
不純物を全く含まないＺｎＯを取り付け、図３及び４に
示すように、表７に示した所定の面積を有するＭｏ薄板
（厚さ２ｍｍ）ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例１０と同様にして成膜し、Ｍｏがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。但し、実施例３５につ
いては、基材Ｃとして表面にシリコン系樹脂のハードコ
ート被膜（３．７μｍ）が積層されたポリカーボネート
板（三菱ガス化学社製「ＭＲ−３」、サイズ８０×３０
×１ｍｍ）を使用した。

【００６７】（比較例１２〜１４）表７に示した面積の
異なるＭｏ薄板ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例２８と同様にして成膜し、Ｍｏがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００６８】

【表７】

【００６９】上記実施例２８〜３５及び比較例１２〜１
４で得られた透明導電膜につき、実施例１〜７と同様な
評価を行い、その結果を表８に示した。

【００７０】

【表８】

【００７１】（実施例３６〜４３）ターゲットＡとし
て、直径が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²の
不純物を全く含まないＺｎＯを取り付け、図３及び４に
示すように、表９に示した所定の面積を有するＷ薄板
（厚さ２ｍｍ）ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例１０と同様にして成膜し、Ｗがドープされた
ＺｎＯ透明導電膜を形成した。但し、実施例４３につい
ては、基材Ｃとして表面にシリコン系樹脂のハードコー
ト被膜（３．７μｍ）が積層されたポリカーボネート板
（三菱ガス化学社製「ＭＲ−３」、サイズ８０×３０×
１ｍｍ）を使用した。

【００７２】（実施例４４）ターゲットＡとして、直径
が５インチの円板状で表面積が１２５ｃｍ²、２重量％
のＳｉＯ₂を含有するＺｎＯを使用したこと以外は、実
施例３６と同様にして成膜し、ＷとＳｉとがドープされ
たＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００７３】（比較例１５〜１７）表９に示した面積の
異なるＷ薄板ＢをターゲットＡ上に配置したこと以外
は、実施例３６と同様にして成膜し、Ｗがドープされた
ＺｎＯ透明導電膜を形成した。

【００７４】

【表９】

【００７５】上記実施例３６〜４４及び比較例１５〜１
７で得られた透明導電膜につき、実施例１〜７と同様な
評価を行い、その結果を表１０に示した。

【００７６】

【表１０】

【００７７】

【発明の効果】本発明の透明導電膜の構成は、上述の通
りであり、周期律表ＶＢ族又はVIＢ族の元素がドープさ
れた酸化亜鉛膜から形成されることにより、高温高湿下
で使用しても電気抵抗値の経時変化が小さく優れた信頼
性を有する。

【００７８】本発明２の透明導電膜の製造方法は、上述
の通りであり、ターゲットとして酸化亜鉛を使用し、タ
ーゲットＢとして周期律表ＶＢ族又はVIＢ族の元素の酸
化物を使用し、各ターゲットに異なる高周波電力を投入
してスパッタリングすることにより、透明導電膜中にお
けるＶＢ族又はVIＢ族の元素の量を制御することがで
き、高温高湿下で使用しても電気抵抗値の経時変化が小
さく優れた信頼性を有する透明導電膜を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明で使用される多元同時スパッタ
リング装置を示す概要図である。

【図２】図２は、本発明で使用される高周波スパッタリ
ング装置を示す概要図である。

【図３】図３は、本発明で使用されるターゲットＡの構
成を示す側面である。

【図４】図４は、本発明で使用されるターゲットＡの構
成を示す上面図である。

【符号の説明】

Ａ，ＢターゲットＣ基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期律表ＶＢ族又はVIＢ族の元素がドープ
された酸化亜鉛からなり、該元素を元素原子と亜鉛原子
との合計原子数に対して０．１〜１０原子％含有する透
明導電膜が基材上に積層されていることを特徴とする透
明導電体。
【請求項２】酸化亜鉛（ＺｎＯ）ターゲットと周期律表
ＶＢ族又はVIＢ族の元素の酸化物ターゲットに、別々の
高周波電力を投入して二元同時スパッタリングにより、
基材上に上記元素がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）か
らなる透明導電膜を形成する際に、上記元素の酸化物タ
ーゲットに投入するターゲット単位面積当たりの高周波
電力を、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に投入するターゲット単位
面積当たりの高周波電力の１／２０倍〜１／３倍とする
ことを特徴とする請求項１記載の透明導電体の製造方
法。