透明导电性膜及其制造方法_4

文档序号:9731639阅读:来源:国知局
,并且引发透明导电层中的载流子散射而 使迀移率降低。
[0100] 向像这样排气了的溅射室11内,作为溅射气体导入Ar等惰性气体,并且根据需要 导入作为反应性气体的氧气等后在IPa以下的减压下进行溅射成膜。成膜时的溅射室11内 的放电气压优选为〇. 〇9Pa~IPa,更优选为0.1 Pa~0.8Pa。如果放电气压过高,则溅射速率 有降低的趋势,相反如果放电气压过低,则放电有可能变得不稳定。
[0101] 本实施方式的溅射法中,利用放电电压的低电压化,抑制了作为杂质的氩原子向 透明导电层2内的纳入。虽然对于通过抑制放电电压可以抑制杂质的纳入的理由并不清楚 地确定,然而推测为如下所示。可以认为,在高放电电压下进行溅射的情况下,朝向靶运动 的氩离子具有高的动能。其结果是,从靶中反跳的氩依旧具有高能量地与透明导电层2碰 撞,因此纳入透明导电层2中的氩原子的量增加。
[0102] 本发明人等研究的结果是,为了使放电电压降低,例如有将电源设为叠加 RF的DC 电源、将溅射时的气压(放电气压)在优选的范围内设定为高气压(例如〇. 6Pa )、提高磁铁的 水平磁场强度(例如100mT)、在优选的范围中设定放电输出的方法等。本实施方式的溅射法 中,作为电源采用叠加 RF的DC电源来降低实际的放电电压,并且利用磁电极14在靶13上产 生比较高的水平磁场,将体系内的等离子体封入靶13的附近的空间中而提高等离子体密 度,由此来降低放电电压而抑制氩原子向透明导电层2中的纳入。
[0103] 对于设置于本实施方式的溅射装置中的电源的种类没有限定,可以是在参照附图 的同时说明的叠加 RF的DC电源,也可以是DC电源,还可以是MF电源,还可以是RF电源,还可 以将这些电源组合。从放电电压的有效降低的方面考虑优选叠加 RF的DC电源。放电电压(绝 对值)优选为100V以上且400V以下,更优选为120V以上且380V以下,进一步优选为120V以上 且300V以下,更进一步优选为120V以上且250V以下。通过设为这些范围中,就可以在确保成 膜速率的同时,减小纳入透明导电层2内的杂质量。
[0104] 另外,靶表面的水平磁场的强度可以考虑氩原子的纳入量或成膜速度等来设定, 优选为20mT以上且200mT以下,更优选为60mT以上且150mT以下,进一步优选为80mT以上且 130mT以下。
[0105] 由于成膜气氛中的水分子的存在会使成膜中产生的悬挂键终结,妨碍铟系复合氧 化物的晶体生长,因此成膜气氛中的水的分压越小越好。成膜时的水的分压优选相对于惰 性气体的分压为1.〇%以下,更优选为〇. 8%以下,进一步优选为0.1 %以下。本实施方式中, 由于在成膜开始前在工序A中将溅射装置内减压到给定的极限真空度,因此可以将成膜时 的水分压设为上述范围,可以形成去除了装置内的水分或从基材中产生的有机气体等杂质 的气氛。
[0106] 形成透明导电层时的膜基材温度没有特别限定。通常可以设为-40°c以上且200°C 以下的温度。
[0107] 以往,已知通过将基材温度设为例如大于100°C且为200°C以下的高温,就可以提 高透明导电性膜的晶体转化性,有助于低电阻化。另一方面,由于本发明的透明导电性膜将 氩原子、氢原子等杂质量设为给定的范围内,因此由此种杂质引起的透明导电层的晶体转 化阻碍少,即使在基材温度为l〇〇°C以下的低温下制膜,晶体转化性也良好,可以实现低电 阻率。
[0108] 从进一步提高透明导电层的晶体转化性的观点考虑,膜基材温度例如大于100°C 且为200°C以下,优选为120°C以上且180°C以下,更优选为130°C以上且160°C以下。
[0109] 从容易进一步减少透明导电层中的氢原子、碳原子等杂质的观点考虑,膜基材温 度例如为-40°C以上,优选为_30°C以上,更优选为_20°C以上,进一步优选为_15°C以上,另 外,例如为80°C以下,优选为40°C以下,更优选为30°C以下,进一步优选为20°C以下,特别优 选为l〇°C以下。通过像这样将基材温度设为低温,在溅射成膜时可以抑制来自于膜基材的 杂质气体(水或有机溶剂等)的放出,可以抑制氢原子、碳原子的杂质被纳入透明导电层中。
[0110] 而且,本发明中,所谓膜基材温度,是溅射成膜时的基材的基底的设定温度。例如, 利用具备成膜滚筒(图2的实施方式中是温度调节辊52)的辊筒溅射装置连续地进行成膜时 的所谓膜基材温度,是进行溅射成膜的成膜滚筒表面的温度。 另外,在间歇式的溅射装置中进行溅射成膜时的所谓膜基材温度,是用于载放膜 基材的基材夹具表面的温度。
[0112] [实施例]
[0113] 以下,使用实施例对本发明进行详细说明,然而本发明只要不超出其主旨,就不限 定于以下的实施例。实施例中,只要没有特别指出,记作"份"的就是指"重量份"。另外,放电 电压以绝对值记载。
[0114] [实施例1]
[0115] (底涂层的形成)
[0116] 将以固体成分计以2:2:1的重量比含有蜜胺树脂:醇酸树脂:有机硅烷缩合物的热 固化型树脂组合物用甲乙酮稀释为固体成分浓度为8重量%。将所得的稀释组合物涂布在 由厚度50μπι的PET膜(三菱树脂制、商品名"DIAF0IL")构成的高分子膜基材的一方主面,在 150°C加热固化2分钟,形成膜厚35nm的有机底涂层。用AFM(Seiko Instruments公司制、 "5卩13800")测定出所形成的有机底涂层的表面粗糙度,其结果是1^为0.511111。
[0117](透明导电层的形成)
[0118]将形成有上述有机底涂层的高分子膜基材设置在真空溅射装置中,以使极限真空 度为0.9Xl(T4Pa的方式充分地进行真空排气,进行了膜的脱气体处理。其后,在导入了 Ar及 〇2(流量比为Ar :02 = 99.9:0.1)的真空气氛下(0.40Pa),作为靶使用10重量%的氧化锡和90 重量%的氧化铟的烧结体,将膜基材温度设为130°C,利用将水平磁场设为100mT的叠加 RF 的DC磁控溅射法(放电电压为150V、RF频率为13 · 56MHz、RF电力与DC电力的比(RF电力/DC电 力)为0.8),形成由厚度20nm的铟-锡复合氧化物层构成的第一透明导电体层。在该第一透 明导电体层上,在导入了 Ar及02(流量比为六^02 = 99.9:0.1)的真空气氛下(0.4(^),作为 靶使用3重量%的氧化锡和97重量%的氧化铟的烧结体,将膜基材温度设为130°C,利用将 水平磁场设为100mT的叠加 RF的DC磁控溅射法(放电电压为150V、RF频率为13.56MHz、RF电 力与DC电力的比(RF电力/DC电力)为0.8),形成由厚度5nm的铟-锡复合氧化物层构成的第 二透明导电体层。如此所述地制作出将第一透明导电体层与第二透明导电体层层叠而成的 透明导电层。将所制作的透明导电层在150°C热风烤炉中加热而进行晶体转化处理,得到具 有结晶质的透明导电层的透明导电性膜。
[0119] [实施例2]
[0120] 除了作为祀使用10重量%的氧化锡和90重量%的氧化铟的烧结体形成厚度25nm 的单层的透明导电层以外,与实施例1相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0121] [实施例3]
[0122] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为2.0 X l(T4Pa以外,与实施例2相同地 制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0123] [实施例4]
[0124] 除了在所述有机底涂层上,作为无机底涂层,利用使用了 MF电源的溅射形成厚度 5nm的Si02层以外,与实施例1相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0125] [实施例5]
[0126] 除了将溅射电源设为DC电源,将Ar与02的流量比设为Ar: 02 = 99:1,将放电电压设 为235V以外,与实施例1相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0127] [实施例6]
[0128] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为0.7 Xl(T4Pa以外,与实施例5相同地 制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0129] [实施例7]
[0130] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为2.0Xl(T4Pa,作为靶使用10重量%的 氧化锡和90重量%的氧化铟的烧结体形成厚度25nm的单层的透明导电层以外,与实施例5 相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0131] [实施例8]
[0132] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为2.6 X l(T4Pa以外,与实施例7相同地 制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0133] [实施例9]
[0134] 除了在所述有机底涂层上,作为无机底涂层,利用使用了 MF电源的溅射形成厚度 10nm的Si02层以外,与实施例5相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0135][实施例10]
[0136] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为0.9Xl(T4Pa,在所述有机底涂层上, 作为无机底涂层,利用使用了 MF电源的溅射形成厚度10nm的Si02层以外,与实施例7相同地 制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0137] [实施例11]
[0138] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为0.9 Xl(T4Pa,将放电气压设为 0.60Pa,将水平磁场设为30mT,将放电电压设为380V以外,与实施例7相同地制作出透明导 电层及透明导电性膜。
[0139][实施例12]
[0140]除了将没有形成有机底涂层的、Ra为2. lnm的PET膜作为高分子膜基材以外,与实 施例2相同地制作出透明导电层及透明导电性膜。
[0141] [实施例13]
[0142] 除了将膜基材温度设为0°C以外,与实施例5相同地制作出透明导电层及透明导电 性膜。
[0143][实施例14]
[0144] 除了将膜基材温度设为0°C,将水平磁场设为100mT以外,与实施例11相同地制作 出透明导电层及透明导电性膜。
[0145] [比较例1]
[0146] 除了将水平磁场设为30mT,将放电电压设为430V以外,与实施例5相同地制作出透 明导电层及透明导电性膜。
[0147] [比较例2]
[0148] 除了将放电气压设为0.25Pa,将放电电压设为450V以外,与实施例11相同地制作 出透明导电层及透明导电性膜。
[0149] [比较例3]
[0150] 除了将膜的脱气体处理中的极限真空度设为3.9 Xl(T4Pa以外,与实施例8相同地 制作出透明导电层及透明导电性膜。
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