JPWO2015159805A1 - 積層体、導電性積層体、および電子機器 - Google Patents

Abstract

熱処理によるインジウムスズ酸化物膜の結晶化が良好で、かつ結晶化後のインジウムスズ酸化物膜のシート抵抗が小さくなる積層体を提供する。積層体は、透明基材およびインジウムスズ酸化物層を有する。インジウムスズ酸化物層は、透明基材上に積層され、非晶質のインジウムスズ酸化物から主としてなる。インジウムスズ酸化物層は、０．６０ａｔ％以下の水素濃度を有する。また、インジウムスズ酸化物層は、熱処理温度１５０℃および熱処理時間３０分の熱処理後のシート抵抗が２００Ω／□以下となる。

Description

本発明は、積層体、導電性積層体、および電子機器に関する。

透明導電膜は、導電性と光学的な透明性とを有することから、透明電極、電磁波遮蔽膜、面状発熱膜、反射防止膜等として使用され、近年ではタッチパネル用電極として注目されている。タッチパネルには、抵抗膜式、静電容量結合式、光学式等、多様な方式が存在する。透明導電膜は、例えば、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式に用いられる。抵抗膜式に用いられる透明導電膜は、動作原理上、透明導電膜同士が機械的に接触することから、高い耐久性が求められる。また、静電容量結合方式や一部の抵抗膜式に用いられる透明導電膜は、特定のパターンとなるようにエッチングにより多数の透明電極が形成されることから、エッチング性が良好であることが求められる。また、透明導電膜は、表示部の前面に配置されることから、高い光透過性が求められる。

透明導電膜として、インジウムスズ酸化物膜が代表的なものとして知られている。インジウムスズ酸化物膜の場合、非晶質のときにエッチング性が良好となり、結晶質のときに耐久性が良好となる。このため、エッチング性、耐久性等を良好にする方法として、非晶質のインジウムスズ酸化物膜を成膜した後、エッチングを行い、さらに熱処理して結晶質のインジウムスズ酸化物膜とする方法が知られている。このような方法の場合、インジウムスズ酸化物膜には、熱処理によりインジウムスズ酸化物膜全体が非晶質から結晶質へと変化すること（以下、これを良好な結晶化ともいう）が求められる。

また、インジウムスズ酸化物膜には、比抵抗が小さいことも求められる。比抵抗が小さい場合、厚さを薄くでき、これにより透過率を高くできる。インジウムスズ酸化物膜の場合、スズの酸化物換算での割合が高くなるほどキャリア密度が増加して比抵抗が小さくなる。一方、スズの酸化物換算での割合が高くなるほど、熱処理により結晶化しにくくなる。このため、比抵抗が小さく、かつ熱処理による結晶化が良好なものが求められている。

従来、非晶質のインジウムスズ酸化物膜を熱処理して、結晶質のインジウムスズ酸化物膜とする方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、インジウムスズ酸化物膜の耐湿信頼性を向上させるために、インジウムスズ酸化物膜が形成される基材の温度と成膜雰囲気中の水分圧とを所定の範囲内に調整して、スパッタリング法により成膜を行うことが知られている（例えば、特許文献３参照）。

国際公開第２０１２／１６１０９５号 特開２０１３−０８４３７６号公報 特開２００５−０９６１５８号公報

本発明は、熱処理によるインジウムスズ酸化物膜の結晶化が良好で、かつ結晶化後のインジウムスズ酸化物膜のシート抵抗が十分に小さくなる積層体の提供を目的とする。また、本発明は、インジウムスズ酸化物膜が良好に結晶化され、かつインジウムスズ酸化物膜のシート抵抗が十分に小さい導電性積層体の提供を目的とする。さらに、本発明は、このような導電性積層体を有する電子機器の提供を目的とする。

本発明の積層体は、透明基材およびインジウムスズ酸化物層を有する。インジウムスズ酸化物層は、透明基材上に積層され、非晶質のインジウムスズ酸化物から主としてなる。また、インジウムスズ酸化物層は、０．６０ａｔ％以下の水素濃度を有する。さらに、インジウムスズ酸化物層は、熱処理温度１５０℃および熱処理時間３０分の熱処理後のシート抵抗が２００Ω／□以下となる。

本発明の導電性積層体は、透明基材およびインジウムスズ酸化物層を有する。インジウムスズ酸化物層は、透明基材上に積層され、結晶質のインジウムスズ酸化物から主としてなる。また、インジウムスズ酸化物層は、０．６０ａｔ％以下の水素濃度を有する。さらに、インジウムスズ酸化物層は、２００Ω／□以下のシート抵抗を有する。

本発明の電子機器は、本発明の導電性積層体を有する。

本発明の積層体は、水素濃度が０．６０ａｔ％以下のインジウムスズ酸化物層を有する。これにより、インジウムスズ酸化物層の熱処理による結晶化が良好となり、かつインジウムスズ酸化物層の熱処理後のシート抵抗も十分に小さくなる。

本発明の積層体の一例を示す断面図。 本発明の導電性積層体の一例を示す断面図。

以下、本発明について詳細に説明する。

図１は、積層体の一実施形態を示す断面図である。
積層体１０は、例えば、透明基材１１、下地層１２、および非晶質のインジウムスズ酸化物層１３をこの順に有する。ここで、インジウムスズ酸化物層１３は、熱処理により結晶質のインジウムスズ酸化物層となる。

なお、インジウムスズ酸化物層が非晶質、結晶質のいずれであるかについては、以下のようにして判定する。まず、ＨＣｌ溶液（濃度１．５ｍｏｌ／Ｌ）に評価対象物を５分間浸漬する。浸漬前後のシート抵抗値から、抵抗変化率（浸漬後のシート抵抗／浸漬前のシート抵抗）を求める。抵抗変化率が２００％以下のものを結晶質とし、抵抗変化率が２００％を超えるものを非晶質とする。良好な結晶化をしたインジウムスズ酸化物層は抵抗変化率が小さい。

インジウムスズ酸化物層１３の熱処理による結晶化のし易さと、比抵抗の大きさ（ただしインジウムスズ酸化物層１３の膜厚は所定値に固定と仮定）とは、インジウムスズ酸化物層１３におけるスズの酸化物換算での含有量に依存して一般的にトレードオフの関係にある。しかし、積層体１０が、インジウムスズ酸化物層１３の水素濃度が０．６０ａｔ％以下であることにより、インジウムスズ酸化物層１３におけるスズの酸化物換算での含有量が多い場合であっても、熱処理による結晶化が良好となり、耐久性も良好となる。しかも、シート抵抗を小さくできる。具体的には、熱処理後のインジウムスズ酸化物層１３のシート抵抗が２００Ω／□以下となる。熱処理の方法としては、積層体が所望の温度まで加熱されればよく、例えば赤外線ヒーターや熱風循環式オーブン等を利用できる。熱処理条件としては、例えば、熱処理温度が１５０℃であり、熱処理時間は３０分である。

（透明基材）
透明基材１１は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、これらの共重合体の無延伸または延伸されたプラスチックフィルムが好ましい。なお、透明基材１１には、透明性の高い他のプラスチックフィルム、ガラス基材を用いることもできる。また、透明基材は、単層構造でもよいし、２以上の組成が異なる層を有する積層構造でもよい。透明基材１１としては、特に、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。

透明基材１１の一方または両方の面には、ハードコート層、プライマー層、アンダーコート層等が設けられてもよい。ここで、ハードコート層は、透明基材１１に傷がつきにくくするものである。プライマー層は、有機材料と無機材料との付着力を向上させるものである。アンダーコート層は、インジウムスズ酸化物層１３に形成されたエッチングパターンの視認性を低下させる屈折率調整層等である。また、透明基材１１には、易接着処理、プラズマ処理、コロナ処理等の表面処理が施されていてもよい。透明基材１１の厚さは、可撓性、耐久性等の観点から、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上１８０μｍ以下がより好ましい。

（下地層）
下地層１２は、必須構成ではないが、熱処理によるインジウムスズ酸化物層１３の結晶化を促進するために設けられることが好ましい。下地層１２の構成材料としては、金属、その酸化物、硫化物、フッ化物等の無機化合物が挙げられる。これらの中でも、酸化ケイ素、酸化アルミニウムが好ましく、酸化ケイ素がさらに好ましく、特にＳｉＯｘ（ｘは１．５〜２）が好ましい。酸化ケイ素は、基材からのオリゴマーや水分などの溶出物を遮蔽する観点から好ましい。下地層１２は、単層構造でもよいし、２以上の組成が異なる層を有する積層構造でもよい。

下地層１２の厚さは、１ｎｍ以上が好ましく、３ｎｍ以上がより好ましく、５ｎｍ以上がさらに好ましい。下地層１２の厚さが１ｎｍ以上の場合、結晶化を促進する効果が顕著となる。下地層１２の厚さは、１０ｎｍ程度もあれば結晶化には十分であり、これ以下とすることで下地層１２の生産性や透明性が良好になる。

（インジウムスズ酸化物層）
インジウムスズ酸化物層１３は、非晶質であり、熱処理により結晶質となる。非晶質であることから、エッチング性が良好となる。また、熱処理により結晶質となることで、耐久性も良好となる。インジウムスズ酸化物層１３には、エッチングによりパターン形成を行って、インジウムスズ酸化物層１３が存在する部分１３ａと、インジウムスズ酸化物層１３が存在しない部分１３ｂとを設けてもよい。なお、インジウムスズ酸化物層１３は、単層構造でもよいし、２以上の組成が異なる層を有する積層構造でもよい。インジウムスズ酸化物層１３は、熱処理による結晶化が良好となることから、下地層１２に接触することが好ましい。

インジウムスズ酸化物層１３は、インジウムおよびスズの酸化物であるインジウムスズ酸化物から主としてなる。インジウムスズ酸化物を構成する酸化物としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムと酸化スズの複合酸化物などが挙げられる。

インジウムスズ酸化物層１３の水素濃度は、０．６０ａｔ％（原子％）以下である。ここで、水素濃度は、インジウムスズ酸化物層１３に含まれる水素元素の割合である。水素濃度が０．６０ａｔ％以下の場合、スズの酸化物換算での含有量が多くても、熱処理による結晶化が良好となる。このため、スズの酸化物換算での含有量を多くして、シート抵抗を小さくし、かつ耐久性も良好にできる。水素濃度は、熱処理による結晶化がさらに良好となることから、０．５５ａｔ％以下が好ましく、０．５０ａｔ％以下がより好ましい。水素濃度は、低いほど好ましく、０ａｔ％でもよい。

水素濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や、高分解能反跳散乱分析法（ＥＲＤＡ）等により、定量的に測定できる。なお、インジウムスズ酸化物層１３中の水素は、透明基材から出た水分、炭化水素化合物や、成膜室中の水素が成膜中に取り込まれたものであると考えられる。

また、インジウムスズ酸化物層１３は、熱処理後のシート抵抗が２００Ω／□以下となる。シート抵抗が２００Ω／□以下の場合、電子機器に好適に用いられる。シート抵抗は、１７０Ω／□以下が好ましく、１４０Ω／□以下がより好ましく、１００Ω／□以下がさらに好ましい。シート抵抗を小さくするにはインジウムスズ酸化物層１３の厚さを厚くすることが有効であるが、インジウムスズ酸化物層１３の厚さが過度に厚くなることを抑制する観点から、シート抵抗は１０Ω／□以上が好ましく、２０Ω／□以上がより好ましく、３０Ω／□以上がさらに好ましく、４０Ω／□以上が特に好ましい。熱処理条件としては、インジウムスズ酸化物層１３が良好に結晶化する程度に加熱されればよく、例えば、熱処理温度が１５０℃であり、熱処理時間が３０分である。

インジウムスズ酸化物は、スズを酸化物換算で５質量％以上１５質量％以下含有することが好ましい。スズを酸化物換算で５質量％以上含有する場合、結晶化後のキャリア密度が増加して比抵抗が低くなる。一方、スズを酸化物換算で１５質量％以下含有する場合、結晶化が容易となる。インジウムスズ酸化物は、結晶化のしやすさと比抵抗の観点とからスズを酸化物換算で、６質量％以上含有することがより好ましく、７質量％以上含有することがさらに好ましい。また、インジウムスズ酸化物は、スズを酸化物換算で、１３質量％以下含有することがより好ましく、１０質量％以下含有することがさらに好ましい。なお、結晶化のしやすさについて、本願では、熱処理条件として低温かつ短時間で結晶化可能であるほど結晶化し易いという。

なお、インジウムスズ酸化物層１３が積層構造の場合は、上記のスズの酸化物換算濃度は、インジウムスズ酸化物層を構成する全ての層のスズの酸化物換算濃度の加重平均をとったもので読み替える。

インジウムスズ酸化物層１３は、インジウムスズ酸化物のみからなることが好ましいが、必要に応じて、かつ本発明の趣旨に反しない限度において、インジウムスズ酸化物以外の成分を含有できる。インジウムスズ酸化物以外の成分としては、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、ガリウム、ケイ素、タングステン、亜鉛、チタン、マグネシウム、セリウム、ゲルマニウム等の酸化物が挙げられる。インジウムスズ酸化物層１３におけるインジウムスズ酸化物以外の成分の含有量は、インジウムスズ酸化物層１３の全体中、１０質量％以下であり、５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が特に好ましい。

インジウムスズ酸化物層１３の厚さは、１５ｎｍ以上が好ましい。厚さが１５ｎｍ以上の場合、熱処理による結晶化が容易となるとともに、結晶化後のシート抵抗も低くなる。インジウムスズ酸化物層１３の厚さは、１８ｎｍ以上がより好ましい。一方、インジウムスズ酸化物層１３の厚さは、４０ｎｍ以下が好ましい。厚さが４０ｎｍ以下の場合、成膜時間が少なくなり、かつ透過率も高くなる。インジウムスズ酸化物層１３の厚さは、３０ｎｍ以下がより好ましく、２７ｎｍ以下がさらに好ましい。

インジウムスズ酸化物層１３は、熱処理により結晶化される。熱処理は、通常、大気中で行うことができる。インジウムスズ酸化物層１３の結晶化が良好となることから、熱処理温度は１００℃以上が好ましく、熱処理時間は３０分以上が好ましい。一方、透明基材１１の損傷が抑制され、かつ生産性も良好となることから、熱処理温度は１７０℃以下が好ましく、熱処理時間は１８０分以下が好ましい。

次に、導電性積層体２０について説明する。
図２は、導電性積層体２０の一例を示す断面図である。導電性積層体２０は、積層体１０を熱処理して得られる。導電性積層体２０は、例えば、透明基材１１、下地層１２、および結晶質のインジウムスズ酸化物層２１を順に有する。透明基材１１および下地層１２は、積層体１０における透明基材１１および下地層１２と同様である。

インジウムスズ酸化物層２１は、結晶質であることから、耐久性が良好となる。インジウムスズ酸化物層２１には、エッチングによるパターン形成により、インジウムスズ酸化物層２１が存在する部分２１ａと、インジウムスズ酸化物層２１が存在しない部分２１ｂとが設けられていてもよい。エッチングパターンとしては、多数の透明電極等が挙げられる。インジウムスズ酸化物層２１は、結晶化の観点から、下地層１２に接触することが好ましい。

インジウムスズ酸化物層２１は、インジウムおよびスズの酸化物であるインジウムスズ酸化物から主としてなる。インジウムスズ酸化物を構成する酸化物としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムと酸化スズの複合酸化物などが挙げられる。なお、インジウムスズ酸化物層２１は、単層構造でもよいし、２以上の組成が異なる層を有する積層構造でもよい。

インジウムスズ酸化物層２１の水素濃度は、０．６０ａｔ％以下である。水素濃度が０．６０ａｔ％以下の場合、スズの酸化物換算での含有量が多くても、熱処理による結晶化が良好となる。このため、スズの酸化物換算での含有量を多くして、シート抵抗を小さくしつつ、耐久性も良好にできる。水素濃度は、熱処理による結晶化がさらに良好になることから、０．５５ａｔ％以下が好ましく、０．５０以下がより好ましい。水素濃度は、低いほど好ましく、０ａｔ％でもよい。

水素濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や、高分解能反跳散乱分析法（ＥＲＤＡ）等により、定量的に測定できる。なお、インジウムスズ酸化物層１３中の水素は、透明基材からでた水分、炭化水素化合物や、成膜室中の水素が成膜中に取り込まれたものであると考えられる。

インジウムスズ酸化物層２１のシート抵抗は、２００Ω／□以下である。シート抵抗が２００Ω／□以下の場合、電子機器に好適なものとなる。シート抵抗は、１７０Ω／□以下が好ましく、１４０Ω／□以下がより好ましく、１００Ω／□以下がさらに好ましい。シート抵抗を小さくするにはインジウムスズ酸化物層１３の厚さを大きくすることが有効であるが、インジウムスズ酸化物層１３の厚さが過度に大きくなることを抑制する観点から、シート抵抗は１０Ω／□以上が好ましく、２０Ω／□以上がより好ましく、３０Ω／□以上がさらに好ましく、４０Ω／□以上が特に好ましい。

インジウムスズ酸化物は、スズを酸化物換算で５質量％以上１５質量％以下含有することが好ましい。スズを酸化物換算で５質量％以上含有する場合、キャリア密度が増加して比抵抗が低くなる。一方、スズを酸化物換算で１５質量％以下含有する場合、結晶性が良好となる。インジウムスズ酸化物は、結晶化のしやすさと比抵抗の観点とからスズを酸化物換算で、６質量％以上含有することがより好ましく、７質量％以上含有することがさらに好ましい。また、インジウムスズ酸化物は、スズを酸化物換算で、１３質量％以下含有することがより好ましく、１０質量％以下含有することがさらに好ましい。

インジウムスズ酸化物層２１は、インジウムスズ酸化物のみからなることが好ましいが、必要に応じて、かつ本発明の趣旨に反しない限度において、インジウムスズ酸化物以外の成分を含有できる。インジウムスズ酸化物以外の成分としては、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、ガリウム、ケイ素、タングステン、亜鉛、チタン、マグネシウム、セリウム、ゲルマニウム等の酸化物が挙げられる。インジウムスズ酸化物層２１におけるインジウムスズ酸化物以外の成分の含有量は、インジウムスズ酸化物層２１の全体中、１０質量％以下であり、５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が特に好ましい。

インジウムスズ酸化物層２１の厚さは、１５ｎｍ以上が好ましい。厚さが１５ｎｍ以上の場合、熱処理による結晶化が容易となるとともに、シート抵抗も低くなる。インジウムスズ酸化物層２１の厚さは、１８ｎｍ以上がより好ましい。一方、インジウムスズ酸化物層２１の厚さは、４０ｎｍ以下が好ましい。厚さが４０ｎｍ以下の場合、成膜時間が少なくなり、透過率が高くなる。かつ反射率差が低くなる。インジウムスズ酸化物層２１の厚さは、３０ｎｍ以下がより好ましく、２７ｎｍ以下がさらに好ましい。

導電性積層体２０は、以下の反射率差ΔＲが１％以下であることが好ましい。反射率差ΔＲが１％以下である場合、インジウムスズ酸化物層２１に形成されたエッチングパターンの視認性が十分に低下する。反射率差ΔＲは、０．８％以下が好ましく、０．７％以下がより好ましく、０．６％以下が最も好ましい。

反射率差ΔＲは、透明基材１１側を光の入射面とし、インジウムスズ酸化物層２１が存在する位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_１［％］と、インジウムスズ酸化物層２１が存在しない位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_２［％］との差の絶対値（ΔＲ＝｜Ｒ_１−Ｒ_２｜）である。なお、導電性積層体２０が下地層１２を有する場合、平均反射率Ｒ_２は、下地層１２を有する状態で測定される。反射率差ΔＲの調整は、各層の厚さ、屈折率等の調整により行うことができる。

導電性積層体２０は、電子機器に好適に用いられ、特に表示部とこの表示部の前面に配置されるタッチパネルとを有する電子機器に好適に用いられる。特に、導電性積層体２０は、タッチパネルにおける透明電極を有する基板として用いられる。タッチパネルとしては、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式が挙げられる。

次に、積層体１０、導電性積層体２０の製造方法について説明する。
積層体１０は、透明基材１１上に、必要に応じて下地層１２を形成した後、インジウムスズ酸化物層１３を成膜して製造できる。成膜方法は、必ずしも限定されず、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法を適用でき、特にスパッタリング法が好ましい。

インジウムスズ酸化物層１３は、例えば、インジウムスズ酸化物からなるスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングにより成膜する。スパッタリングターゲットは、インジウムスズ酸化物中、スズを酸化物換算で５質量％以上１５質量％以下含有することが好ましい。スパッタリングターゲットにおけるインジウムスズ酸化物は、酸化スズ（ＳｎＯ_２）と酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）とを混合し焼結された焼結体からなることが好ましい。

インジウムスズ酸化物層１３の成膜は、例えば、アルゴンガスに０．５〜１０体積％、好ましくは０．８〜６体積％の酸素ガスを混合した混合ガスを導入しながらスパッタリングを行うことが好ましい。このような混合ガスを導入しながらスパッタリングを行うことで、非晶質であり、熱処理による結晶化が良好で、結晶化後のシート抵抗が低くなるものを成膜できる。

この際、成膜雰囲気中の水素濃度を十分に低くすることで、インジウムスズ酸化物層１３の水素濃度を０．６０ａｔ％以下にできる。成膜雰囲気中の水素濃度を十分に低くする手段として、例えば成膜室を成膜前にベーキングして成膜室の壁面に吸着した水分および炭化水素化合物を十分排気しておくこと、成膜室に水分および炭化水素化合物を吸着するコールドトラップを配置すること、透明基材１１を事前に加熱して基材中に含まれる水分および炭化水素化合物を十分脱ガスしておくこと等があげられる。

導電性積層体２０は、積層体１０を熱処理して得られる。熱処理は、通常、大気中で行うことができる。インジウムスズ酸化物層１３の結晶化が良好となることから、熱処理温度は１００℃以上が好ましく、熱処理時間は３０分以上が好ましい。一方、透明基材１１の損傷が抑制され、かつ生産性も良好となることから、熱処理温度は１７０℃以下が好ましく、熱処理時間は１８０分以下が好ましい。なお、水素濃度は、熱処理の前後で変化しないと考えられる。このため、非晶質のインジウムスズ酸化物層１３の水素濃度が０．６０ａｔ％以下である場合、結晶質のインジウムスズ酸化物層２１の水素濃度も０．６０ａｔ％以下としてよい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。例１、２、５〜７、１０〜１４が本発明の実施例、例３、４、８、９、１５が本発明の比較例である。なお、本発明はこれらの実施例によって限定されない。また、各層の厚さは、光学特性、または成膜速度と基材の搬送速度とから求められるものであり、実際に測定されたものではない。

（例１）
透明基材として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に厚さ８μｍのアクリル樹脂からなるハードコート層が形成されたものを用意した。この透明基材上に、下地層として厚さ７０オングストローム程度の酸化ケイ素層（ＳｉＯ_２層）を形成した。このＳｉＯ_２層は、ボロンドープポリシリコンターゲットを用いて、アルゴンガスに２８体積％の酸素ガスを混合した混合ガスを導入しつつ、０．２Ｐａの圧力でＡＣマグネトロンスパッタを行って形成した。なお、ＳｉＯ_２層の厚さは、電力密度とスパッタ時間とにより調整した。

この下地層が形成された透明基材上に、非晶質のインジウムスズ酸化物からなり、２９８オングストロームの厚さを有し、水素濃度が測定機器の検出限界未満であるインジウムスズ酸化物層（ＩＴＯ層）を成膜して試験片とした。

ＩＴＯ層の成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタにより行った。ターゲットには、１２．５質量％の酸化スズ（ＳｎＯ_２）と８７．５質量％の酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）とを混合して焼結させたターゲット（以下、１２．５ＩＴＯターゲットと記す）を用いた。また、雰囲気は、アルゴンガスに１．４体積％の酸素ガスを混合した混合ガスとし、０．２５Ｐａの圧力とした。ＩＴＯ層の厚さは、電力密度とスパッタ時間とにより調整した。ＩＴＯ層におけるスズの酸化物換算での含有量は、およそ１２．５質量％と推定される。

（例２〜１５）
表１に示すように、ターゲットの組成、ＩＴＯ層の水素濃度および厚さを変更した以外は例１と同様にしてＩＴＯ層を成膜して試験片を製造した。

なお、表中、「１２．５ＩＴＯ」はスズを酸化物換算で１２．５質量％含有するもの、「１０ＩＴＯ」はスズを酸化物換算で１０質量％含有するもの、「７．５ＩＴＯ」はスズを酸化物換算で７．５質量％含有することを示す。

次に、各例の試験片に対して、大気中で１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、３０分間の熱処理を行った。熱処理後の試験片について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

［水素濃度］
熱処理後のＩＴＯ層の水素濃度を高分解能ＥＲＤＡにより測定した。なお、汚染物の影響を排除するために、ＩＴＯ層の表面から厚さ方向に５ｎｍの位置から１０ｎｍの位置までの範囲について測定を行った。表には、これらの測定値の平均値を水素濃度として表示した。なお、水素濃度は、熱処理により変化しないことから、熱処理前のＩＴＯ層の水素濃度も同様と考えられる。また、表中、「―」は、水素濃度が測定機器の検出限界未満であることを示す。測定機器の検出限界は、０．３ａｔ％である。

［シート抵抗］
試験片を１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断して、Ｌｏｒｅｓｔｅｒ（三菱化学社製、商品名）を用いて四探針法によりシート抵抗を測定した。なお、シート抵抗は、熱処理前の試験片および熱処理後の試験片について行った。また、表中、「ＮＤ」は、測定データがないことを示す。

［結晶性］
熱処理後の試験片をＨＣｌ溶液（濃度１．５ｍｏｌ／Ｌ）に５分間浸漬した。浸漬前後のＩＴＯ層のシート抵抗値から、抵抗変化率（（浸漬後のシート抵抗／浸漬前のシート抵抗）×１００［％］）を求めた。抵抗変化率が２００％以下のものを結晶質とし、抵抗変化率が２００％を超えるものを非晶質とした。表中、抵抗変化率が２００％を超えるもの（非結晶質であるもの）について、シート抵抗の結果に「×」の表示を併記した。シート抵抗は、試験片を１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断して、Ｌｏｒｅｓｔｅｒ（三菱化学社製、商品名）を用いて四探針法により測定した。なお、熱処理前の試験片についても、同様にしてＩＴＯ層の抵抗変化率を測定したところ、いずれも非晶質であることが確認された。

［反射率差ΔＲ］
１５０℃３０分の熱処理後の試験片について、透明基材側を光の入射面とし、ＩＴＯ層が存在する位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_１［％］と、ＩＴＯ層が存在しない位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_２［％］とを測定した。なお、平均反射率Ｒ_２を求めるためのＩＴＯ層が存在しない部分は、透明基材と下地層とからなるものとした。これらの測定値から反射率差ΔＲ（ΔＲ＝｜Ｒ_１−Ｒ_２｜）を求めた。測定は、分光光度計ＵＶ３１５０（島津製作所製、商品名）を用いて測定した。

表１から明らかなように、インジウムスズ酸化物層の水素濃度が０．６０ａｔ％以下の場合、スズを酸化物換算で５質量％以上含有し、かつ厚さが４０ｎｍ以下でも、熱処理による結晶化が良好となり、シート抵抗も２００Ω／□以下になる。

１０…積層体、１１…透明基材、１２…下地層、１３…非晶質のインジウムスズ酸化物層、２０…導電性積層体、２１…結晶質のインジウムスズ酸化物層。

Claims (10)

1. 透明基材と、
   前記透明基材上に積層され、非晶質のインジウムスズ酸化物から主としてなるインジウムスズ酸化物層と
   を有し、
   前記インジウムスズ酸化物層は、水素濃度が０．６０ａｔ％以下、かつ、熱処理温度１５０℃および熱処理時間３０分の熱処理後のシート抵抗が２００Ω／□以下となる積層体。
2. 前記インジウムスズ酸化物層は、４０ｎｍ以下の厚さを有する請求項１記載の積層体。
3. 前記インジウムスズ酸化物層は、スズを酸化物換算で５質量％以上１５質量％以下含有する請求項１または２記載の積層体。
4. 前記透明基材と前記インジウムスズ酸化物層との間に酸化ケイ素層を有する請求項１乃至３のいずれか１項記載の積層体。
5. 透明基材と、
   前記透明基材上に積層され、結晶質のインジウムスズ酸化物から主としてなるインジウムスズ酸化物層と
   を有し、
   前記インジウムスズ酸化物層は、水素濃度が０．６０ａｔ％以下、かつ、シート抵抗が２００Ω／□以下である導電性積層体。
6. 前記インジウムスズ酸化物層は、４０ｎｍ以下の厚さを有する請求項５記載の導電性積層体。
7. 前記インジウムスズ酸化物層は、スズを酸化物換算で５質量％以上１５質量％以下含有する請求項５または６項記載の導電性積層体。
8. 前記透明基材と前記インジウムスズ酸化物層との間に酸化ケイ素層を有する請求項５乃至７のいずれか１項記載の導電性積層体。
9. 前記透明基材側を光の入射面としたとき、前記インジウムスズ酸化物層が存在する位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_１［％］と、前記インジウムスズ酸化物層が存在しない位置での波長４８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下における平均反射率Ｒ_２［％］との差の絶対値である反射率差ΔＲが１％以下である請求項５乃至８のいずれか１項記載の導電性積層体。
10. 請求項５乃至９のいずれか１項記載の導電性積層体を有する電子機器。

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