薄膜的制造方法、透明导电膜的制作方法_3

文档序号:9793019阅读:来源:国知局
述成膜装置的第I槽中,利用超声波振子(本多电子制)施加2.4MHz的电压,来产生雾。通过将空气流入第I槽中,从而将得到的雾搬送至第2槽的基板附近。需要说明的是,本实施例中所用的成膜装置省略了作为雾收集器的第2槽。因此,雾对于基板的喷雾在第2槽中进行。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0121]在第2槽中,以使基板相对于水平面倾斜的状态和使基板相对于与雾的喷雾方向正交的面倾斜45度的状态配置基板,持续5分钟雾的喷雾。此时,不加热基板,在室温下进行喷雾。
[0122]对于基板进行雾的喷雾后,使用红外线灯加热装置,以100°C?200°C的不同模式进行加热。加热在使用真空栗形成的30Pa左右的低真空或在惰性气体(Ar)气氛下进行10分钟。
[0123]之后,对干燥的ITO膜的表面照射UV(254nm、185nm混合)。之后继续,与上述同样地将基板配置在成膜装置的第2槽,在室温下,持续5分钟雾的喷雾。之后,通过与上述同样地利用红外线灯加热装置加热10分钟,使基板干燥。
[0124](评价)
[0125]图6为示出不同加热干燥温度的薄层电阻的图。需要说明的是,此处所示的薄层电阻利用四探针法进行测定。参照图6所示的数据时可知,在构成基板的膜的耐热温度,S卩200°C以下的低温区域中,得到了 100Ω/平方单位的薄层电阻。
[0126]此外,对基于惰性气体(Ar)气氛下的大气压中的处理和30Pa左右的低真空处理进行研究时可知,低真空处理时,在150°C以上的温度范围表现出更低的电阻。
[0127]需要说明的是,对于得到的试样,使用分光光度计,对波长550nm中的透过率进行测定,结果是图6所示的所有试样均示出了80%以上的可见光透过率。
[0128]图7为得到的ITO膜的SEM图像。本图为使用扫描型电子显微镜(SEM)观察干燥时的加热温度为200°C的试样的表面得到的图。表面未观察到凹凸,能够确认平滑性。
[0129]如上所述,明确了使用雾进行成膜的金属氧化物膜表现出了低薄层电阻。此外可知,能够成膜出具有平滑性的金属氧化物膜,不损坏透光性。
[0130]〈实施例2>
[0131]将含有ITO微粒的水分散液加入至不具有雾收集器的上述成膜装置的第I槽中,利用超声波振子(本多电子制)施加2.4MHz的电压,来产生雾。通过将空气流入第I槽中,从而将得到的雾搬送至第2槽的基板附近。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0132]在第2槽中,以使基板相对于水平面倾斜的状态和使基板相对于与雾的喷雾方向正交的面倾斜的状态配置基板,持续5分钟雾的喷雾。此时,分别设置将基板温度设定为20°〇至2001的基板。之后,在室温下使基板干燥。
[0133]利用四探针法,对此处得到的、成膜时的基板的温度不同的金属氧化物膜的薄层电阻进行测量。
[0134]图8为示出得到的金属氧化物膜的不同加热干燥温度的薄层电阻的图。对于成膜时的基板温度高于室温的试样,确认到薄层电阻的增加,即电导率的下降。此外,对于将基板加热至80°C以上的温度的试样,对于各个试样,超出薄层电阻的检测限,因此无法测量。需要说明的是,本测量的检测限为4GQ /sq.。
[0135]如上所述,成膜时的基板的温度为60°C以下的情况下,能够得到具有导电性的金属氧化物膜。此外,基板的温度为接近室温的25度的情况下,能够得到电导率最高的金属氧化物膜。
[0136]〈比较例1>
[0137]利用旋涂法以500rpm将含有ITO微粒的水分散液涂布在基板1上。涂布在室温下进行。涂布后,采用30Pa左右的低真空,在200°C的温度下,进行10分钟左右的加热干燥。之后,对膜表面照射UV(254nm、185nm混合)。接着,利用旋涂法以500rpm,在室温下将含有ITO微粒的水分散液涂布在基板上。涂布后,采用30Pa左右的低真空,在200°C的温度下,进行10分钟左右的加热干燥。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0138]对于得到的ITO膜,使用分光光度计,对波长550nm中的透过率进行测定,结果为68%的可见光透过率。此外,利用四探针法对得到的ITO膜的薄层电阻进行测量,结果为
800MQ/sq.。
[0139]图9为基于SEM图像的表面观察结果。与图7基于雾进行成膜时的SEM图像相比,可确认使用旋涂法进行成膜的情况下的表面粗糙。此外,与基于雾进行成膜的情况相比,表面电阻值增高3个数量级左右,作为透明电极,难以说其处于实用水准。
[0140]此外,利用触针式膜厚计,进行表面粗糙度的测定,在实施例1中,在与本比较例同样地进行200°C加热干燥的试样中,表面粗糙度Ra为15nm。与此相对,在本比较例中得到的膜的表面粗糙度Ra为80nm。
[0141]根据以上可知,与通过使含有金属氧化物微粒的分散液雾化,喷雾至基板而形成的膜相比,通过利用旋涂法涂布分散液而形成的膜的表面粗糙,电阻值高,可见光透过率降低。
[0142]〈实施例3>
[0143]首先,准备含有GZO微粒的水分散液(NanoTek Slurry:C.1.KASEI制)AZO微粒的粒径为10?50nm,平均粒径为30nm。以下其他实施例中所用的GZO微粒的材料和粒径与本实施例同样。此外,分散液中的金属氧化物微粒的浓度为15wt.%。
[0144]将准备的分散液加入至上述没有雾收集器的成膜装置的第I槽中,利用超声波振子(本多电子制)施加2.4MHz的电压,来产生雾。通过将空气流入第I槽中,从而将得到的雾搬送至第2槽的基板附近。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0145]在第2槽中,以使基板相对于水平面倾斜的状态和使基板相对于与雾的喷雾方向正交的面倾斜的状态配置基板,持续5分钟雾的喷雾。此时,不加热基板,在室温下进行喷雾。
[0146]对于基板进行雾的喷雾后,使用红外线灯加热装置,分别以150°C、175°C、200°C进行基板的加热。加热各自以30Pa左右的低真空进行10分钟左右。
[0147]之后,对干燥的GZO膜的表面照射UV(254nm、185nm混合)。之后继续,与上述同样地将基板配置在成膜装置的第2槽,在室温下持续5分钟雾的喷雾。之后,与上述同样地通过利用红外线灯加热装置加热10分钟,使基板干燥。
[0148]图10为示出得到的GZO膜的表面电阻值和可见光透过率的图。可知在干燥温度为150°C、175°C和200°C任一温度的情况下,得到的透明导电膜在可见光区域中均表现出80%以上的透过率。此外,任一温度的情况下,薄层电阻均为20MQ/sq.以下。
[0149]根据以上可知,金属氧化物微粒使用GZO微粒的情况下,也可得到适当的金属氧化物膜。
[0150]〈实施例4>
[0151 ] 首先,准备含有GZO微粒的IPA分散液(NanoTek Slurry:C.1.KASEI制)AZO的粒径和金属氧化物颗粒的浓度与实施例3同样。将准备的分散液加入至上述没有雾收集器的成膜装置的第I槽中,利用超声波振子(本多电子制)施加2.4MHz的电压,来产生雾。通过将空气流入第I槽中,从而将得到的雾搬送至第2槽的基板附近。
[0152]对于基板进行雾的喷雾后,使用红外线灯加热装置,在200°C的温度下,以30Pa左右的低真空进行1分钟的加热干燥。之后,对干燥的GZO膜的表面照射UV (2 54nm、18 5nm混合)。之后继续,与上述同样地将基板配置在成膜装置的第2槽,在室温下持续5分钟雾的喷雾。之后,与上述同样地通过利用红外线灯加热装置加热10分钟,使基板干燥。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0153]得到的膜的薄层电阻为ΙΟΜΩ/sq.,可见光区域中的透过率为80%以上。
[0154]图11为得到的GZO膜的SEM图像。根据SEM图像的结果可知,形成平坦的膜。
[0155]图12为示出得到的GZO膜基于EDX的分析结果的图。具体而言,对于得到的GZO膜,进行基于能量分散型X射线分析(Energy dispersive X-ray spectrometry:EDX)的行扫描。根据本图可知,Zn和O出现显著的峰,得到的膜是以ZnO形成的。
[0156]〈实施例5>
[0157]与实施例3同样地准备含有GZO微粒的水分散液(NanoTek Slurry:C.1.KASEI制)。将准备的分散液加入至上述没有雾收集器的成膜装置的第I槽中,利用超声波振子(本多电子制)施加2.4MHz的电压,来产生雾。通过将空气流入第I槽中,从而将得到的雾搬送至第2槽的基板附近。
[0158]在第2槽中,以使基板相对于水平面倾斜的状态和使基板相对于与雾的喷雾方向正交的面倾斜的状态配置基板,持续5分钟雾的喷雾。此时,一个基板加热至60°C进行喷雾,另一基板加热至80°C进行喷雾。需要说明的是,使用碱石灰玻璃基板作为基板。
[0159]之后,使用红外线灯加热装置,在200°C的温度下对基板进行加热。加热在30Pa左右的低真空下实施10分钟。接着,对GZO膜的表面照射UV(254nm、185nm混合)后,与上述同样地将基板配置在成膜装置的第2槽,同样地一边加热基板,一边持续5分钟雾的喷雾。之后,与上述同样地通过利用红外线灯加热装置加热10分钟,使基板干燥。
[0160]图13为得到的GZO膜的SEM图像。使用SEM图像观察表面形态时,对于形成在加热后的基板的GZO膜,确认到其失去了表面的平滑性。
[0161]图14为示出成膜时的基板温度与表面电阻的关系的图。随着成膜时的加热温度上升,表面电阻值显著上升。需要说明的是,成膜时的加热温度为80°C的情况下,表面电阻值超出检测限,因此无法测量。
[0162]〈实施例6>
[0163]使用旋涂机,在基板上均匀地涂布抗蚀剂,进行基于i射线的曝光,形成线与间隙为ΙΟΟμπι的图案。之后,使用浸涂机将作为斥水剂的3M?NoveCTMEGC-1720(住友
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