JPS60121606A - 透明導電膜 - 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】 ■、産業上の利用分野 本発明は透明導電膜に関するものである。

２、従来技術 従来、酸化インジウム（Ｉｎ、Ｏ，）と酸化錫（Ｓ　ｎ
　０２）との混合物からなるＩ　Ｔｏ　（Ｉｎｄｉｕｍ
　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）膜を設りた透明導電性フィルム
が知られている。

こうしたドＩ’　Ｏ膜を製膜する技術として、特開昭５
３−３０４８３号公報による反応蒸着法；特開昭５０−
８４４７４号、４９−１１３７３３号及び４り　−１２
０８７７号各公報に土石Ｉ々Ｆ又はＤＣイオンブレーテ
ィング法；熱酸化処理、酸素放電処理又は酸化溶液処理
等の後処理法が提案されている。しかしこれらのいずれ
の方法においても、ＩＴＯｌｉｉのＩｎ中のＳｎ含有量
は多め（特に５重量％以上）に設定されている。これは
、例えば上記反応蒸着法による製膜で膜の耐熱性（熱に
よる抵抗変化を少なくすること）の向上に主眼が置かれ
ているためであり、Ｓｎ含有量を増やすことが耐熱性の
向上を促進するものとしている。

しかしながら、本発明者は、公知の技術に検ａ・１を加
えた結果、次の如き問題点があることを見出した。

即ち、従来技術では一般に高温での製膜を行なっている
が、蒸着法等による製膜時に基体温度を低く　（特に２
００℃以下に）した場合には、高温製膜とは異なり、Ｓ
ｎ含有量はＩＴＯ膜のシート抵抗、光透過率を敏感に左
右することがＩＩ明した。

換言すれば、Ｓｎ含有量が増加すると、（１１、ＩＴＯ
中の自由電子数は増力旧頃向を示すが、それ以上に自由
電子の易動度（モビリティ）が低下し、シート抵抗が増
大し°ζしまうこと。特に低温製膜では、ＩＴＯの結晶
性は不完全となるため、高温製膜と比較して自由電子の
易動度は小さい。

（２）、Ｓｎの酸化はＩｎに比べて特に低温′Ｍ膜では
困難となるため、Ｓｎの酸化度が不充分となり、ＩＴＯ
の光透過率が低くなること。

という欠陥が生じるのである。

３、発明の目的 本発明の目的は、シート抵抗及び光透過率の低下が著し
く少ない透明導電膜を提供することにある。

４、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、酸化インジウム（Ｉ　ｒ＋ｔｃｈ）と
酸化ｔＪＵ　（Ｓ　ｎ　Ｏ２）との混合物からなり、イ
ンジウムに対し錫を４重量％以下含有することを特徴と
する透明導電膜に係るものである。

本発明によれば、インジウムに対する錫の割合（以下、
単にＳ　ｎ　／　Ｉ　ｎと記す。）を４重量％以下とし
ているので、既述した従来技術に比べＳｎ含有量が大幅
に少ない透明導電膜となっている。

このため、特に低温製膜（２００′ｃ以下）でＩＴ。

が製膜された場合、自由電子の易動度の低下を著しく少
なく抑えることができ、膜のシート抵抗を非密に小さく
できる。しかも、Ｓｎが少量であるため、その酸化が充
分に行なわれ、この点で膜の光透過率（透明度）も向上
させることができ、かつＩＴＯのパターニング（エツチ
ング）も容易となる。

なお、上記の低温製膜は、１′ｒＯ膜を設ける基体とし
て高分子基板等のｉ４　ｐ４５性の低い基体を使用する
場合に好適である。但、本発明は、上記した２００°Ｃ
以下での低温Ｍ膜によるＩＴＯ膜に限られるものではな
（、他の条件でＮ膜される膜にも同様に適用可能である
。

５、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。

まず第１図について、本発明による透明導電膜を有する
透明導電性フィルムの一例を説明する。

第１図に示す透明導電性フィルム８によれば、光透過性
のある屈折率（ｎ、）　〜１．４９〜１．６０、厚さ１
００μｍのポリエチレンテレフタレート基体１の一方の
面」二に、屈折率（ｎｌ）　＝　１．５０〜１．５５、
厚さλ／４　（λは入射光の波長）の第１の酸化シリコ
ン蒸着層ＩＯと、屈折率（ｎ、）　〜１．７５〜１．８
３、厚さλ／４の第２の酸化シリコン蒸着層１１と、屈
折率（ｎ、）〜１．６０〜１．６８、厚さλ／４の第３
の酸化シリコン蒸着Ｊｆｉｙ１２トカラナル多層反射防
止層１３をＪＷ１２．１１．１０の順に後記の蒸着条件
を変えながら堆積せしめている。一方、基体１の他方の
面には、シー１−抵抗２００〜５００Ω／ｃｏｄ、屈折
率（ｎｃ）　〜２．０　、厚さ５００〜１０００人の透
明導電層（ＩＴＯ膜）１４を設けている。

この透明導電性フィルムの作成方法を第２図及び第３図
で説明する。

第２図に示す蒸着装置は各室３０．３１．３２．３３に
仕切られており、両側の室３０．３３にはシート基体Ｉ
の巻取りロール３４、供給ロール３５が配され、両ロー
ル間で基体１が順次送られながら次の如き処理が行われ
る。まず、室３３中で予備加熱（６０℃）して基体１の
吸着水分を除去し、次に第１の蒸着槽としての室３２に
入った基体１は搬送ローラ３６で送りながら（ｌｌｌ送
速度は１０ｃｍ／ｍｉｎ　〜２　ｍ　／ｍｉｎ　）、酸
化シリコン若しくはシリコンからなる蒸発源３７を加熱
蒸発し、かつ酸素ガスを放電装置３ｇを介してイオン化
又は活性化して導入する。ハロゲンヒータランプ３９の
位置にて、防着板４０で囲まれた蒸発源３７からの蒸発
材料が基体１の一方の面上に酸化シリコン層（層１２）
として堆積せしめられる。

そして、一旦、基体ｌをロール３４上に巻取った後、搬
送方向を逆転させてロール３４から３５方向へ基体１を
搬送し、蒸着槽３２内で、今度は蒸着条件（例えば導入
Ｏｚガス圧）を変更して蒸着を行ない、層１２上に層１
１を蒸着する。更に、次にロール３５からロール３４へ
と基体１をｆｌｔｌ送し、蒸着条件を変更した状態で［
１１上に層ｌＯを蒸着せしめる。次いで、ロール３４か
らロール３５へ基体１を搬送しながら今の２個の蒸発源
４２ａ、４２ｂ（又はＩｎ−３ｎ合金若しくはＩＴＯか
らなる１つの蒸発源）を加熱蒸発せしめ、かつ酸素ガス
を放電装置４３を介してイオン化又は活性化して導入す
ることによって、基体１の他方の面にＩＴＯ透明導電膜
（上述の１４）を蒸着する。

各蒸着時の条件は以下の通りである。

基板１　：高分子（ポリエチレンテレフクレー１−）シ
ート；基板温度２００℃以 下 蒸発源３７：蒸発材料５ｉｎ（アルミナルツボ中に収容
、ヒーターで加熱蒸発又 は電子銃加熱）又はＳ　ｉ　Ｏｚ　（電子銃加熱）、蒸
着速度５００人〜２０００人／ｍ１ｎｅ 放電装置３８：酸素ガスを２０〜５０ＣＣ／ｌｌ１ｉｎ
で導１００〜７００Ｗの直流又は高周波 放電管。

防着板４０：基体面への芸発月料の異常何着を防止。

蒸発源４２ａ：Ｉｎ（抵抗加熱又は電子銃加熱）、蒸着
速度２００人／ｍｉｎ　−１０００人／ｍｉ−〇 蒸発源４２ｂ：Ｓｎ（抵抗加熱又は電子銃加熱）放電装
置４３：酸素ガスを１Ｏ−６０ｃｃ　／　ｍｉｎで導入
（真空度５　Ｘ　１０　Ｔｏｒｒ　〜９　ｘｌｏ　Ｔｏ
ｒｒ　、例えば、７　ｘｔｏ　Ｔｏｒｒ　；２００〜７
００　Ｗ、例えば４００　Ｗの高周波放電）。

なお、反射防止層１３をＳｉＯ，５ＩＯｚ以外の月料で
形成することもでき、この場合には、次の条件で蒸着を
行なえばよい。

蒸着膜　蒸発材料　蒸発性 酸化アルミニウム　Ａ　Ｉ！、０□　電子銃加熱、０２
中での蒸着 酸化アルミニウム　Ａ７！　ヒーター加熱、０２中での
反応蒸着 酸化スズ　ＳｎＯ□　電子銃加熱、０□中での反応蒸着 酸化スズ　Ｓｎ　ヒーター加熱、０゜ 中での反応蒸着 酸化インジウム　ｌ　ｎ、０３　電子銃加熱、０２中で
の反応蒸着 酸化インジウム　Ｉｎ　ヒーター加熱、０゜中での反応
蒸着 また、」二記した蒸着法に代えて、公知のスパッタ法等
によっても、各層（上記の１０〜１２．１４）を形成す
ることができる。

上記のｌｊｋ電装置３８又は４３は、第３図の如き高周
波放電管として構成されるとよい。即ち、この高周波放
電管は、取（＝Ｊけ板４９の中央部にはガス導入口４６
に連なる貫通口（導入口）５０が形成され、この導入口
５０の周囲にば径小のリング状突起５１と径大のリング
状突起５２とが同心状に設けられている。

そして、内側の突起５１に対してはこれを包み込む如く
にガス導入管５３が着脱自在に嵌合固定され、かつ外側
の突起５２に対しては円筒状の防着部材５４が同様に嵌
合固定されている。導入管５３の外周と防着部材５４の
内周との間には、例えばコイル状の放電用電極５５が巻
回されている。導入管５３と防着部材５４との内端面に
は、防着部材の一部を構成する共通のリング板５６がビ
ス５７で固定され、これによって導入管５３と防着部材
５４とは放電用電極５５を容した状態で取付は坂４９に
取付けられる。但、この取付は方法又は順序は種々考え
られ、予めリング板５６を上記のように固定した後に上
記突起５１．５２に同時に嵌め込んでもよい。

堆イｑけ板４９には前辺って、電極５５の一端を接続し
た高周波導入端子５Ｂが嵌入固定されており、また中央
部にはねじ部５９を介して外部からのガス導入管６０が
ねじ込み固定される。

上記した如き蒸着方法によって、基体１上に透明導電膜
（ＩＴＯ膜）１４が例えば６００〜１０００人の厚みに
形成されるが、そのＳｎ含有量（即ちＳｎ／Ｉ　ｎ）　
を４重１％以下にコントロールし、このために各蒸発源
４２ａ、４２ｂの加熱蒸発を制御している。

こうして得られたＩＴＯ膜１４のシート抵抗及び光透過
率を測定したところ、第４図の如き結果が得られた。

第４図においては、横軸にＥＳＣＡ分析でめられたＳｎ
含有量（Ｓｎ／Ｉｎ）をとり、この含有量による特性変
化を示した。これによれば、Ｓｎ／　Ｉ　ｎを本発明に
従って４重量％以下（更に０．０５〜３．５重量％、特
に０．０５〜１重量％）とすれば、製膜直後（図中のＡ
−（ａ））、及び熱処理後（図中るとシート抵抗が比較
的急に増大する（上昇勾配が大きい）すること、及び熱
処理によるシート抵抗変化を小さく保持して膜の耐熱性
又は長期安定性を良好にすることの双方の観点から、Ｓ
　ｎ　／　ｌ　ｎを４重量％以下とすべきである。この
含有量範囲では、シート抵抗がＩＫΩ／口以下、耐熱性
（熱処理による抵抗変化）を１．５倍以下とすることが
でき、実用的に優れた膜となる。但、Ｓ　ｎ　／　Ｉ　
ｎがあまりに少なずぎると却ってシート抵抗変化が大と
なるので、その下限を０．０５ｆｉ量％とするのが望ま
しい。

また、ＩＴＯ膜の光透過率についても、第４図に示す如
く、Ｓ　ｎ　／　Ｉ　ｎが４重量％を越えると波長６０
０ｍμで光透過率が低くなり、５重量％以上で８０％以
下となり、不適当となることが分る。これは、Ｓｎ量が
多くなりすぎてその酸化度が低下す第４図の結果は、Ｉ
ＴＯ膜１４を低温製膜（基板温度２００℃以下）で形成
したときのものであり、本発明はそうした低温製膜の場
合に効果的であることが分る。この低′ＩｉｊＬＭ膜は
、基板１として高分子材料を用いるときに有用である。

基板材料として使用可能な材料は、ポリエステル樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂
、ＡＢＳ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、スチレン樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性
樹脂；又は、エポキシ樹脂、ジアリルフクレー１−樹脂
、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂、尿素杉１脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂等
である。

この中で、ポリエステル樹脂、特にポリエチレ゛ンテレ
フタレートフィルム又は、ポリエチレン−２゜６−ナフ
タリンジカルボキシレートフィルムは、耐熱性、機械的
性質及び透光性に優れていて好ましい。但、一般にそれ
らの屈折率は１．５〜１．６　テアリ、中でもポリエチ
レンテレツクレートは屈折しかしながら、第１図に示し
た如＜１Ｗ１２．１１．１０からなる反射防止層におい
て、その屈折率を厚み方向に段階的（或いは連続的でも
よい）に変化せしめているので、反射防止層として要求
される中心波長での低反射率が得られる条件を満足せし
めることができ、反射防止効果を充分に発揮させること
が可能である。しかも、反射防止層はその堆積時の条件
を変えるのみで同一成分の材料によって形成できるので
、その作製が簡単かつ低コストに行なえ、作製時の異種
物質の混入を防いで膜質を良くすることができる。加え
て、同一成分からなでいるために、多層膜としても各膜
間の膜付き又は膜強度が充分なものとなる。

なお、本発明は、上述した低温製膜の場合だけでなく、
高＠Ｍ順でも効果がある。例えば、基板としてガラス基
板を用い、この上に５５０°Ｃ程度で上述したと同様の
条件で、３　ｎ　／　Ｉ　ｎ５４重量％のＩＴＯを製膜
した場合、次の如き良好な結果が得られた。

シート抵抗（ＫΩ／［コ） 製膜直後　０．３に０７口 上述した透明導電性フィルム８は、例えば透視型指タツ
チ入力装置のディスプレイ画面に取付けて用いると非常
に効果的である。

この種の入力装置は、キーボードを使用することなく、
指先でディスプレイ画面の所定位置に触れるだけで、そ
のままデータを入力することができるものである。この
ため、コンピユータの入出力用端末装置として、これま
で表示部（ディスプレイ面）と入力部（キーボード）と
が別々になっていたものに比べ、燥作が著しく簡略化さ
れることになる。こうした入力装置において、第５図に
拡大図示する如く、画面（又はフロントノぐネル）７０
の前面上には上述した透明導電性フィルム８を反射防止
層１３が外側となるように取付ける一方、フロントパネ
ル７０の前面に対して直接に別の透明導電性フィルムＩ
８を取イζｊす、両フィルム８及び１８を周辺のガスケ
ット（又はスペーサ）　１５を介して一体化し、両フィ
ルム間に一定の間隙Ｉ６を形成しておく。この場合、フ
ィルム１８とＵ７ては、公知の如くに高分子ソート基体
１上に透明導電膜（ＩＴＯｌり１４、反射防止層１７を
積層せしめたものを使用してよい。そして、対向した両
フィルム８．１８において、各導電１１＊１４−１４を
住いに直交させて夫々ストライブ状に配列せしめ、７１
−リソクススイノチ群を構成する。このマトリックス自
体は公知であるのでその詳細は説明しない。

従って、第５図のように、指先９でフィルム８の面」二
の所望の位置を押せば、フィルム８が一点鎮線で示す如
くに他方のフィルム１８に接する。まで弾性変形し、こ
の時点でマトリックスの交差位置において両導電膜１４
−１４間が導通（静電結合）し、これに対応した出力が
得られ、上記した如き動作串 を開始することができる。なお、上記のフィル１８にお
いで、反射防止１’１ｉ１７は必ずしも必要ではなく、
両導電膜１４−１４の直接接触方式とすることもできる
。また、フィルム１８は導電性フィルムとゼす、単なる
抵抗シートとし、両フィルム間の容量変化又は接触点の
電圧値を出力として取出す方式としてもよい。

いずれにしても、指先９の夕・ノチによる入力方式であ
るために、通常は基体面にイ４いた汚れによる影響が生
じ易いが、これは第５図の例による場合には反射防止層
１３の存在によって効果的に防止される。特に、明室で
使用するときには、フィルム８の表面での光反射が反射
防止層１３によって著しく減少するために、画面の表示
画像を鮮明に目視でき、かつ上記の汚れが殆んど気にな
らなくなる。

なお、第５図に示した如き両フィルムの組合せは、液晶
表示装置としても適用可能である。即ち、第６図に示す
如く両フィルム８．１８の各導電膜１４−１４の一方（
例えばフィルム１８側）の導電膜を日の字形に配し、か
つ両フィルム間の間隙１６に液晶１９を封入し、公知の
動作に従って日の字形の電極に時系列に電圧を印加し、
これによって所定の数字表示を行なわせることができる
。ただし、ライストネマチック型表示の場合には、配向
膜、偏光膜が必要となる。この場合にも、表面側（即ち
、目視する側）のフィルム８における反射は反射防止層
１３によって充分に防止されるか匂、鮮明な数字パター
ンを表示することができる。

以上に述べた実施例は、本発明の技術的思想に基いて更
に変形が可能である。

例えば、上述の透明導電膜及び反射防止層の製膜条件及
び方法は種々変更してよい。透明導電膜の形成位置は反
射防止層側にし、反射防止層の中間位置又は最上位置、
或いは最下位置に設けることもできる。用途によっては
反射防止層は不要である。

６、発明の作用すＪ果 本発明は」二連した如く、３　ｎ　／　Ｉ　ｎ５４重量
％としているので、透明導電膜の電気抵抗を非常に低く
かつその変化を著しく少なくできると共に、酸化度を充
分にして光透過率も高く保持することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は透
明導電性フィルムの断面図、第２図は蒸着装置の概略断
面図、 第３図は高周波放電管の断面図、 第４図は錫含有量（Ｓｎ／Ｉｎ）による透明導電膜の特
性変化を示すグラフ、 第５図は指タツチ入力装置の断面図、 第６図は液晶表示装置の断面図 である。 なお、図面に示した符号において、 １・・・・・・・・・基体又は基板 １３・・・・・・・・・反射防止層 １４・・・・・・・・・透明導電膜（ＩＴＯ膜）である
。 代理人　弁理士　逢　坂　宏（他１名）第　１０ ３ 第２旧 第４０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、酸化インジウムと酸化錫との混合物がらなり、イン
   ジウムに対し錫を４重里％以下含有することを特徴とす
   る透明導電膜。