JPS60105112A - 透明導電膜付着基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、基板上に酸化インジウムを主成分とする高
耐久性の透明導電膜が形成された透明導電膜付着基板の
製造方法に関するものである。さらに詳しくは、基板上
に付着させた酸化インジウムを主成分とする金属酸化物
膜の熱酸化を低温で短時間に行えるため生産効率か大巾
に改善された高耐久性の透明導電膜付着基板の製造方法
に関するものである。

近年、透明導電膜イ（］着基板は液晶表示素子、エレク
トロルミネセンス表示あるいはエレクトロクロミック表
示素子などの電極用として、また、テレビ、キャラクタ
ディスプレーなどのドツトマドリックスクイブの電極に
用いられるなど、その用途は拡大してきている。それに
ともない、透明導電膜に高耐久性が要求されるようにな
ってきている。なお、ここでいう高耐久性とは、長時間
、高温下あるいは高温高湿下に置かれた場合にも初期の
固有抵抗値を保持しうろことを意味する。

一般に６明導電膜付着基板は、カラスもしくはプラスチ
ックからなる基板上に真空蒸着法やスパッタリング法で
酸化インジウムを主成分とする金属酸化物膜を付着させ
たのち、この膜を熱酸化させることにより製造される。

この製造において、基板上に付着させる金属酸化物膜の
酸化状態が、目的とする透明導電膜の酸化状態に比べて
低いほど、つまり前記の金属酸化物膜の固有抵抗値が目
的とする透明導電膜の固有抵抗値に比べて大きいほど得
られる透明導電膜の耐久性は向上する。

しかしながら、金属酸化物膜の酸化状態が前記のように
低いはと熱酸化に要する時間は長くなる。

基板としてカラス製のものを使用する場合には、この熱
酸化の温度を４００℃程度とすることができるため熱酸
化時間への影響はそれはと大きくない。

ところが、プラスチック製の基板では前記の温度を１８
０℃程度にまでしか上けられないため前記の時間をかな
り長くしなければならない。

たとえは、プラスチック基板に、酸化インジウムを主成
分とする固有抵抗値か２ＸＩＯ”Ω・１程度の金属酸化
物膜を約３００〜５００Ａの厚みて付着させて、熱酸化
することにより固有抵抗値を４ ４×１０〜８ＸＩＯ−４ＬＬ−ｃｍ程度にまで下けるた
めには、１８０℃での熱酸化時間を１５〜２０時間程度
とする必要がある。このように熱酸化に長時間を要する
のでは生産効率か低く好ましくない。

そこで、この発明者らは、プラスチック基板においても
短い熱酸化時間−で高耐久性の透明導市′膜を形成しつ
る方法を提供することを目的として検討した結果、この
発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、基板上に酸化インジウムを主成
分とする金属酸化物膜を４１１着させて、この金属酸化
物膜を熱酸化させることにより透明瞠電膜伺着基板を製
造するにあたり、前記の金属酸化物膜を、ａ）基板との
付着面側に設けられた金属酸化物膜とｂ）このａ膜士に
設けられ、膜厚か１００Ａ未満でかつａ膜の膜厚よりも
小さく、固有抵抗値がａ膜の固有抵抗値よりも大きい金
属酸化物膜との２層構造とするとともに、前記の熱酸化
を１８０℃以下の温度で前記金属酸化物膜全体の同角抵
抗値か前記ａ膜の固有抵抗１１１１以下となるまで行う
ことを特徴とする透明萼電膜付着基板の創造方法に係る
ものである。

なお、この明細書においていう「固有抵抗値」とは、絶
縁基板上に形成された膜の１　ａＲあたりのシート抵抗
（４端子法ｌこより測定）に膜の厚みをかけてめられる
値を意味する。なお、ｂ膜の固有抵抗値とは、言うま′
Ｃもなく絶縁基板上にｂ膜を単独で形成しまたときにめ
られる固有抵抗値を意味する。

この発明の方法ｌこよると、熱酸化を１８０℃以下とい
う低い７Ｒｔ度で短時間にして高耐久性の透明導電膜を
形成することができる。とくにプラスチック基板の場合
には熱酸化時開を大［１］に短縮できるため生産効率を
飛曜的に向上させうる。またガラス基板の場合にも、従
来の方法に比べて熱酸化温度を犬１１に下けることがで
き、しかも熱酸化時間はほとんと同じてよいという利点
がある。

たとえは、プラスチック基板の場合、膜厚が３００〜５
００Ａ　で固有抵抗値か４Ｘ１０　’〜８×１０−４Ω
・ｃｍ程度の高耐久性の透明導電膜を形成するには、従
来の方法では前記のように１８０℃で１５〜２０時間程
度の熱酸化時間を必要としたのに対し、この発明の方法
では、Ｉ）ｉＪ記と同様の膜厚、固有抵抗値および耐久
性を有する透明導弗、膜を形成するのに１８０℃での熱
酸化時間は３０〜６０分間程度でよい。

この発明の方法によるとこのように熱酸化の条件を改善
できるのは、基板上に付着させる酸化インジウムを主成
分とする金属酸化物膜を前記のようにａ膜とｂｊ埃との
２層構造としているためである。

すなわち、熱酸化は金属酸化物膜の表面から内部に徐々
に進行していくため、従来のようにこの膜を単一の膜と
すると膜内部まて熱酸化を充分に進めて固有抵抗値を下
けるのに高温もしくは長時間を要するが、この発明では
あらかじめ膜内部の固有抵抗値、つまりａ膜の固有抵抗
値を膜表面部の固有抵抗値、つまりｂ膜の固有抵抗値に
比べて小さく設定しているため、熱酸化により１１ψ表
面部の固有抵抗値か目的とする値まて下がる間に、内部
の固有抵抗値も目的とする値にまで下かり、ａ膜とｂ膜
との固有抵抗値がほぼ等しくなる。つまり、膜全体の酸
化状態をほぼ均一とすることができる。この間に、膜表
面部は熱酸化によって結晶化が進んでいるため、形成さ
れた透明導電膜は耐久性のすくれたものとなる。

なお、上記のように膜全体の酸化状態がほぼ均一となっ
ているか否かは、ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光）によって
知ることができる。

この発明の方法において使用する基板としては、カラス
製もしくはプラスチック製のいずれてもよい。このプラ
スチックとしては、一般に透明導電膜を形成するために
用いられているものであれは特に限定されず、たとえば
ポリエステル、ポリエーテルスルホン、トリアセチルセ
ルロース、ポリカーボネート、クロロトリフルオロエチ
レン、デトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキル
ビニルエーテル共歌合体などを挙げることができる。

＋ｊｉＪ記の基板上に付着させる金属酸化物膜としては
、酸化インジウム膜あるい（コ酸化スズをドープした酸
化インジウム膜である。この発明の方法においてはこれ
らの膜をｎｉｊ記のように、基板との付着面側に設けら
れた３膜とこのａ膜士に設けられたｂ膜との２層構造と
し、たことをひとつの特徴としている。

前記の３膜としては、その膜厚を通常は２００　Ｘ〜１
００ＯＡの範囲で、１〕膜の厚みと合わせた全膜厚の８
５〜９５％程度となるようにするのか好ましい。また、
その固有抵抗値としては、通盾はｌ×１０〜２Ｘ１０−
３Ω・ｃｍ　とするのがよい。

３ 前記のｂ膜としては、その膜厚が１００Ａ未満てかつλ
膜の膜厚よりも小さいもの、好ましくはその膜厚が３０
久以上１００＾未満てかつａ膜の厚みと合わせた全膜厚
の５〜１５％程度であるのかよい。また、その固有抵抗
値かａ膜の固有抵抗値のｌＯ〜１００倍程度であり、好
ましくは２Ｘ１０−２〜ｌＸｌ０　’Ω・０の範囲であ
るのかよい。この１〕膜の膜厚が１００Ａ以上であった
り、ａ膜の厚みより大きい場合、あるいは固有抵抗１１
１１が大きすきる場合は、熱酸化に要する時間か長くな
るため好ましくない。また、このｂ膜の固有抵抗値をａ
膜の固有抵抗値より小さくすると得られる透明ノｊ７電
膜の耐久性が悪くなるため好ましくない。

前記の金属酸化物膜を基板上に付着させるには公知の方
法でよいか、１ｔ−Ｊまり、＜は反応性スパッタリング
法を挙けることができる。この反応性スパッタリンク法
はアルコン等の不活性ガスと酸素との低圧の混合ガス零
ｍ」気中て、インジウムを主成分とするターゲットを陰
極とし、基板を陽極として直流゛市川を印加することに
より基板−ヒに酸化インジウムを主成分とする金属酸化
物膜を形成するものである。この反応性スパッタリング
法において前記のａ膜と１〕膜との２層構造の金属酸化
物膜を形成するには、まず基板上にａ膜を形成し、次い
で通ｈへは混合ガス中の酸素濃度を下げてａ膜上に１）
膜を形成ずれはよい。

この発明の方法においては、上記のように基板上に２層
構造の金属酸化物膜を付着させたのちの熱酸化を１８０
℃以下の１１１；１１度てこの膜全体の固有抵抗値か１
）６記のａ１模の１４・１打抵抗値以下となるまで行う
ことをもうひとつのｌ特徴としている。この熱酸化の方
法としては酸素の存在１ζて加熱する方法であれは特に
限定されず、たとえは大気中で乾燥機により加熱したり
、酸素イオンシャワー照射を行いながら加熱するなどの
方法が挙けられる。

熱酸化の温度が１８０℃を超えるとプラスチック基板に
適用てきないため好ましくない。この熱酸化の時間は金
属酸化物膜の厚みにもよるかＪ［η常は３０〜９０分間
程度でよい。この熱酸比１ｌｊｆ間を長くしすきると酸
化か過度に逓み膜全体の固有抵抗値かａ膜の固有抵抗値
よりも大きくなるため好ましくない。また、短かすきる
と膜全ＩＡ、の固有抵抗値がａ膜の固有抵抗値以下とな
らないため好ましくない。

以下にこの発明の実施例を記載する。

実施例 インジウム−１０％スズ合金のターゲットを用いた反応
性１）Ｃマクネトロンスパッタリンク法により、１００
μｍの厚みのポリエステルフィルム（５５Ｑｎｍの光の
透過率；８８％）を基板として、この基板上に、まず３
５０Ａの厚みて固有抵抗１１１１１．８Ｘ１０　”Ω・
ｃｍの酸化スズを含む酸化インジウム膜を形成し、次い
てこの膜上に５０久の厚みて固有抵抗値２０×１０−２
Ω・σの酸化スズを含む酸化インジウム膜を形成した。

なお、上記基板の加熱■万わなかった。

次にこの膜が付着した堰板を１７０’Ｃで膜全体の固有
抵抗値が４．０ＸｉＯ−４Ω・ｃｍとなるまで大気中で
乾燥機により加熱した。この加熱に要した時間は４０分
間であった。このようにして得られた透明０電膜伺石基
板の光透過率は５５　Ｑ　ｎｍの光で８０％であった。

また、この；１すの耐久性を評価するため下記のように
して耐湿性および耐熱性を調べたところ、耐湿性１．０
１．耐熱性１．００であった。

〈面］湿性〉　透明棉電膜イＩ°着基板を７０’Ｃ，９
５％１（［Ｉの雰囲気下に５，０００時間ｈシーしたの
ちの膜の固有抵抗値を測定し、この放置後の固有抵抗値
を初期の固有抵抗値で除した値で耐湿性を表わした。

〈耐熱性〉　透明導電膜イ」着ｈ（板を１２０’Ｃて５
．０００時聞放−したのちの膜のトシ１１有抵抗値を測
定し、この放置後の固有抵抗値を初期の固有抵抗値で除
した′値でｍｌ熱性を表わした。

比較例１ 基板上に付着させる酸化スズを含む酸化インジウム膜を
４０ＯＡの厚みで固有抵抗値が２．０Ｘ１０”Ω・αの
一層とした以外は実施例１と同様にして、膜の固有抵抗
値が４．０Ｘ１０−４Ω・α　の透明導電膜付着基板を
得た。この場合、加熱に要した時間は１８時間であった
。得られた透明０電膜伺猫基板の５５Ｑｎｍの光の透過
率は８０％であった。また、この膜の耐湿性および耐熱
性を実施例と同行に調へた結果は、耐湿性１．０１．耐
熱性１．００であった。

比較例２ 膜厚か４００Ｘで固有抵抗値が４．０．Ｘ１Ｏ−４Ω・
ｃｍの酸化スズを含む酸化インジウム膜を実施例と同様
にして基板上に付着させ、これを透明０電膜伺着基板と
した。この透明導電膜付着基板の５５０ｎｍの光の透過
率は８０％であり、この厄の耐湿性および耐熱性を実施
例と同様に調へた結果は、耐湿性２．７１．耐熱性１０
９ｏ　てあった。

上記の結果から明らかなように１、この発明の方。

法によると、熱酸化を１８０℃以下という低い温度゛て
短時間にして高耐久性の透明ＪＩＩ１．小膜を形成でき
る。

特許出願人　日東ル気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に酸化インジウムを主成分とする金属酸化
   物膜を付層させて、この金属酸化物膜を熱酸化させるこ
   とにより透明導電膜付着基板を製造するにあたり、前記
   の金属酸化物１模を、ａ）基板との付着面側に設けられ
   た金属酸化物膜とｂ）このａ膜」二に設けられ、膜厚か
   １００Ａ未ｌ、Ｉてかつ３膜の膜厚よりも小さく、固有
   抵抗値かａ膜の固有抵抗値よりも大きい金属酸化物膜と
   の２層構造とするとともに、前記の熱酸化を１８０℃以
   下の温度で前記金属酸化物膜全体の固有抵抗値か前記ａ
   膜の固有抵抗値以下となるまで行うことを特徴とする透
   明導電膜付着基板の製造方法。