JP4007082B2 - Transparent conductive film and method for forming the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略する)、電子ペーパー、タッチパネルや太陽電池等の各種エレクトロニクス素子に好適に用いられる透明導電膜及びその形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、透明導電膜は液晶表示素子、有機EL素子、太陽電池、タッチパネル、電磁波シールド材、赤外線反射膜等に広く使用されている。透明導電膜としてはPt、Au、Ag、Cu等の金属薄膜、SnO2、In2O3、CdO、ZnO2、SnO2:Sb、SnO2:F、ZnO:AL、In2O3:Sn等の酸化物及びドーパントによる複合酸化物膜、カルコゲナイド、LaB6、TiN、TiC等の非酸化物がある。中でも錫をドープした酸化インジウム膜(以下、ITOという)が、優れた電気特性とエッチングによる加工の容易さから最も広く使用されている。これらは真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空プラズマCVD法、スプレーパイロリシス法、熱CVD法、ゾルゲル法等により形成されている。
【0003】
近年、液晶表示素子、有機EL素子等のフラットパネルディスプレイにおいては大面積化、高精細化が進んでおり、より高性能な透明導電膜が求められている。液晶表示素子においては電界応答性の高い素子あるいは装置を得るため、電子移動度の高い透明導電膜の利用が求められている。また、有機EL素子においては電流駆動方式をとるために、より低抵抗な透明導電膜が求められている。
【0004】
透明導電膜の形成方法の中で真空蒸着法やスパッタリング法は、低抵抗な透明導電膜を得ることができる。工業的にはDCマグネトロンスパッタリング装置を用いることにより比抵抗値で10-4Ω・cmオーダーの優れた導電性を有するITO膜を得ることができる。
【0005】
しかしながら、これらの物理的製作法(PVD法)では気相中で目的物質を基板に堆積させて膜を成長させるものであり、真空容器を使用する。そのため装置が大がかりで高価な上、原料の使用効率が悪くて製膜速度が低く生産性が低い。また大面積の製膜も困難であった。
【0006】
ゾルゲル法(塗布法)は大面積の製膜が可能であるが、分散調液、塗布、乾燥といった多くのプロセスが必要なだけでなく、被処理基材との接着性が低いためにバインダー樹脂が必要となり透明性が悪くなる。また、得られた透明導電膜膜の電気特性もPVD法に比較すると劣る。
【0007】
熱CVD法は、スピンコート法やディップコート法、印刷法等により基材に目的物質の前駆物質を塗布し、これを焼成(熱分解)することで膜を形成するものであり、装置が簡単で生産性に優れ、大面積の製膜が容易であるという利点があるが、通常焼成時に400〜600℃の高温処理を必要とするという問題点を有していた。
【0008】
上記、ゾルゲル法(塗布法)による高機能な薄膜が得にくいデメリット、及び真空装置を用いることによる低生産性のデメリットを克服する方法として、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する方法(以下、大気圧プラズマCVD法という)が提案されている。
【0009】
特開2000−303175に大気圧プラズマCVD法により透明導電膜を形成する技術が開示されている。しかしながら、得られる透明導電膜の抵抗は比抵抗値でおよそ10-2Ω・cmと高く、比抵抗値10-3Ω・cm以下の優れた電気特性が要求される液晶素子、有機EL素子、PDP、電子ペーパー等のフラットパネルディスプレイ用透明導電膜としては不十分である。また、耐湿、耐熱性が悪かった。更に、CVD原料にトリエチルインジウムを用いており、この化合物は常温、大気中で発火、爆発の危険性がある等、安全性にも問題がある。
【0010】
また、特開2001−74906には赤外線及び電磁波防止機能を有し、ハードコート層/透明導電層/反射防止層とを高い密着性を有する、耐擦傷性、表面硬度に優れたPDPまたはFED用反射防止フィルム及びその製造方法として透明導電層の例が開示されているが、該特許に記載の透明導電層ではより低抵抗な透明導電膜という要求に到底応えることはできない。
【0011】
一般に、透明導電膜の製膜では基板温度を上げるほど比抵抗値は下がることが知られているが、大気圧プラズマ法で低抵抗かつ耐湿、耐熱性の良好な透明導電膜を形成する方法は開示されていない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低抵抗かつ耐湿、耐熱性に優れた透明導電膜及びその形成方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
【0014】
1.大気圧または大気圧近傍の圧力下で、放電空間に導入してプラズマ状態としたガスに基材を晒すことにより透明導電膜を形成する透明導電膜の形成方法において、前記放電空間に印加する電界が、100kHzを越える高周波電圧で、放電出力密度が1W/cm2以上で、前記ガスは薄膜形成ガス及び反応ガスを含有し、該反応ガスは還元ガスを含有し、かつ前記基材温度が200〜400℃であることを特徴とする透明導電膜の形成方法。
【0015】
2.還元ガスが水素であることを特徴とする上記1記載の透明導電膜の形成方法。
【0016】
3.上記1または2記載の透明導電膜の形成方法で形成し、透明導電膜の組成がITO(In2O3:Sn)、ZnO、IZO(In2O3:ZnO)またはFTO(SnO 2 :F)であることを特徴とする透明導電膜。
【0017】
4.上記1または2記載の透明導電膜の形成方法で形成し、透明導電膜の組成がITOで、その比抵抗値が3.0×10-4Ωcm以下であることを特徴とする透明導電膜。
【0018】
5.上記1または2記載の透明導電膜の形成方法で形成し、60℃、90%RHで240時間後の抵抗増加率が1.2以下であることを特徴とする透明導電膜。
【0019】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明者らは、鋭意研究の結果、大気圧プラズマCVD法において、放電空間に印加する電界が、100kHzを越える高周波電圧で、放電出力密度が1W/cm2以上のハイパワーで、かつ基材温度が200〜400℃であり、還元ガスを含有する反応ガスを導入して製膜することにより、低抵抗かつ耐湿、耐熱性に優れた透明導電膜が得られることを見出した。還元ガスは水素が好ましい。
【0020】
本発明において、透明導電膜とは、一般に工業材料としてよく知られているものであり、可視光(400〜700nm)をほとんど吸収せず透明で、しかも良導体の膜のことである。電気を運ぶ自由荷電体の透過特性が可視光域で高く、透明であり、しかも電気伝導性が高いため、透明電極や帯電防止膜として用いられる。
【0021】
なお、「膜」と称しているが、用途によってその機能を有する程度に被処理体上に形成できればよく、必ずしも被処理体の全部または一部を覆う連続的な幕である必要はない。透明導電膜としてはPt、Au、Ag、Cu等の金属薄膜、SnO2、In2O3、CdO、ZnO2、SnO2:Sb、SnO2:F、ZnO:AL、In2O3:Sn等の酸化物及びドーパントによる複合酸化物膜、カルコゲナイド、LaB6、TiN、TiC等の非酸化物がある。本発明においては、透明導電膜の組成がITO(In2O3:Sn)、ZnO、IZO(In2O3:ZnO)またはFTO(SnO 2 :F)であることが好ましい。
【0022】
本発明の透明導電膜の形成方法である大気圧プラズマCVD法について説明する。
【0023】
本発明は大気圧または大気圧近傍の圧力下において、ガスを放電空間に導入してプラズマ状態とし、基材を前記プラズマ状態のガスに晒すことによって、前記基材上に透明導電膜を形成する透明導電膜の形成方法において、前記ガスの少なくとも1種類が、水素等の還元ガスであることを特徴とする透明導電膜の形成方法である。
【0024】
本発明の大気圧プラズマCVDにおいては、対向する電極間に、100kHzを越える高周波電圧で、かつ、放電出力密度1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給し、ガスを励起してプラズマを発生させる。
【0025】
本発明において、電極間に印加する高周波電圧の周波数の下限値としては、好ましくは100kHzを越え、より好ましくは200kHzである。更に好ましくは800kHzである。上限値としては好ましくは150MHzが好ましい。
【0026】
また、電極間に供給する電力の下限値は、1W/cm2であり、好ましくは1.2W/cm2である。上限値としては、好ましくは100W/cm2、より好ましくは50W/cm2である。更に好ましくは20W/cm2である。なお、放電面積(/cm2)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【0027】
また、電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続したサイン波であることが好ましい。
【0028】
本発明においては、このような電圧を印加して、均一なグロー放電状態を保つことができる電極をプラズマ放電処理装置に採用する必要がある。
【0029】
このような電極を用いたプラズマ放電処理装置は、アース電極と、対向する位置に配置された印加電極である固定電極との間で放電させ、電極間にガスを導入してプラズマ状態とし、基材を前記プラズマ状態のガスに晒すことによって、薄膜を形成するものであるが、本発明の薄膜形成方法を実施する装置としてはこれに限定されるものではなく、グロー放電を安定に維持し、薄膜を形成するためにガスを励起してプラズマ状態とするものであればよい。他の方式としては、基材を電極間ではない電極近傍に載置あるいは搬送させ、発生したプラズマを当該基材上に吹き付けて薄膜形成を行うジェット方式等がある。
【0030】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に用いられる大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す断面図である。図1において、2は平板状の電極であり、3は角柱型の電極であり、電極3は複数配列されている。角柱型の電極3は円柱型の電極に比べて、放電範囲を広げる効果があるので、本発明の薄膜形成方法に好ましく用いられる。電極2と電極3は対向するように配置されている。
【0031】
電極2、3には、高周波電圧を印加して、均一なグロー放電状態を保つことができる電極を大気圧プラズマ処理装置に採用する必要がある。
【0032】
電極2は基材1を保持することができる構造をしており、加熱ヒーター5を内蔵している。さらに電極2は、水平方向に往復移動することが可能である。加熱ヒーター5は高周波電源4で電圧を印加して基材1の表面温度を電極2、3間で放電プラズマに晒す前に予め加熱することができる。
【0033】
電極の材料としては、銀、白金、ステンレスアルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。
【0034】
さらに、電極2、3は、誘電体を被覆したものであることが好ましい。少なくとも対向する印加電極とアース電極の片側に誘電体を被覆すること、更に好ましくは、対向する印加電極とアース電極の両方に誘電体を被覆することである。
【0035】
誘電体としては、無機物の誘電体であることが好ましく、このような誘電体としては、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいはケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。
【0036】
また、基材を電極間に載置あるいは電極間を搬送してプラズマに晒す場合には、基材を片方の電極に接して搬送できるロール電極仕様にするだけでなく、更に誘電体表面を研磨仕上げし、電極の表面粗さRmax(JIS B 0601)を10μm以下にすることで、誘電体の厚み及び電極間のギャップを一定に保つことができ、放電状態を安定化できること、更に熱収縮差や残留応力による歪やひび割れを無くし、かつポーラスでない高精度の無機誘電体を被覆することで大きく耐久性を向上させることができる。更に好ましくは、表面粗さの最大値が8μm以下であり、特に好ましくは、7μm以下に調整することである。また、JIS B 0601で規定される中心線平均表面粗さ(Ra)は0.5μm以下が好ましく、更に好ましくは0.1μm以下である。
【0037】
また、高温下での電極に対する誘電体被覆による電極製作において、少なくとも基材と接する側の誘電体を研磨仕上げすること、更に電極と誘電体間の熱膨張の差をなるべく小さくすることが必要であり、そのため、電極表面に応力を吸収できる層として泡混入量をコントロールして無機質の材料をライニングする、特に材質としては琺瑯等で知られる溶融法により得られるガラスであることがよく、更に電極に接する最下層の泡混入量を20〜30体積%とし、次層以降を5体積%以下とすることで、緻密でかつひび割れ等が発生しない良好な電極ができる。
【0038】
また、電極に誘電体を被覆する別の方法として、セラミックスの溶射を空隙率10体積%以下まで緻密に行い、更にゾルゲル反応により硬化する無機質の材料にて封孔処理を行うことであり、ここでゾルゲル反応の促進には、熱硬化やUV硬化がよく、更に封孔液を希釈し、コーティングと硬化を逐次で数回繰り返すと、よりいっそう無機質化が向上し、劣化のない緻密な電極ができる。
【0039】
上記電極間の距離は、電極に設置した固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.5〜20mmが好ましく、特に好ましくは1mm±0.5mmである。
【0040】
4は電極2、3間に高周波電圧を印加するための高周波電源である。本発明に用いることができる高周波電源としては、特に限定はないが、パール工業社製高周波電源(200kHz)、パール工業社製高周波電源(800kHz)、日本電子社製高周波電源(13.56MHz)、パール工業社製高周波電源(150MHz)等が使用できる。
【0041】
高周波電源4より電極2、3間に印加される電圧の周波数及び電力は適宜決定されるが、例えば、電圧が0.5〜10kV程度に調整される。ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用してもよいが連続モードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【0042】
また、放電プラズマ処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材表面の温度を200〜400℃に調整することが必要である。上記の温度範囲に調整するため、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理される。
【0043】
本発明では、製膜時の基材温度は200〜400℃で行うことが重要である。ここで基材温度とは、プラズマ放電により製膜される基材表面の温度を指す。基材表面の温度は、例えば、オフラインで行う場合は基材表面に液晶タイプの温度表示シートを設置して測定する方法、放電空間外で放射型温度計により測定する等により知ることができる。基材温度を200℃未満で製膜した場合は、本発明の目的である低抵抗率の膜を得ることはできない。また、透明導電膜は結晶化温度の上下で膜の特性が大きく変化することが知られており、200℃未満では基材温度、ガス流量がわずかに変化するだけで、抵抗率や膜の表面平坦性が大きく変化し、安定した特性を維持することが困難であった。また、400℃を越えると放電電極を被覆した誘電体の絶縁破戒が起きやすくなり、安定なグロー放電状態を維持することが難しくなる。基材温度は好ましくは250〜350℃、さらに好ましくは300〜350℃である。基材温度を200℃以上に保つために、基材を保持する電極に加熱手段を設けることができる。加熱手段として内部に水またはオイルを循環させて調整する方法や、加熱ヒーターを設置する方法等で達成することができる。また、必要により基材温度を制御するために電極や放電ガスを加熱することができる。
【0044】
本発明においては、上記の放電プラズマ処理が大気圧または大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、20〜110kPaの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、93〜104kPaが好ましい。
【0045】
次に、本発明の透明導電膜の形成方法に係る放電空間に導入するガスについて説明する。本発明の透明導電膜の形成方法を実施するにあたり、使用するガスは、基材上に設けたい透明導電膜の種類によって異なるが、基本的に、薄膜形成ガス、反応ガス及び放電ガスからなり、反応ガスには還元ガスが含まれる。還元性ガスの好ましい例として水素が挙げられる。水素の量は放電空間に導入するガスに対して、0.0001〜5.0体積%の範囲で用いることができる。好ましい範囲は、0.001〜3.0体積%である。
【0046】
本発明においては上記薄膜形成ガスに加え、分子内に少なくとも1個以上の酸素原子を含む有機金属化合物を用いることができる。この有機金属化合物は、放電空間でプラズマ状態となり、透明導電膜を形成する成分を含有するものであり、βジケトン金属錯体、金属アルコキシド、アルキル金属等の有機金属化合物が用いられる。
【0047】
好ましい化合物としては、インジウムヘキサフルオロペンタンジオネート、インジウムメチル(トリメチル)アセチルアセテート、インジウムアセチルアセトナート、インジウムイソポロポキシド、インジウムトリフルオロペンタンジオネート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル3,5−ヘプタンジオネート)インジウム、ジ−n−ブチルビス(2,4−ペンタンジオネート)錫、ジ−n−ブチルジアセトキシ錫、ジ−t−ブチルジアセトキシ錫、テトライソプロポキシ錫、テトラブトキシ錫、ジンクアセチルアセトナート等を挙げることができる。
【0048】
この中で特に、好ましいのはインジウムアセチルアセトナート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル3,5−ヘプタンジオネート)インジウム、ジンクアセチルアセトナート、ジ−n−ブチルジアセトキシ錫である。これらの有機金属化合物は一般に市販されており、例えば、インジウムアセチルアセトナートは東京化成工業(株)容易に入手することができる。
【0049】
本発明においてはこれら分子内に少なくとも1つ以上の酸素原子を含有する有機金属化合物の他に導電性を向上させるために行われるドーピング用のガスを用いることができる。ドーピングに用いられる薄膜形成ガスとしては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、ニッケルアセチルアセトナート、マンガンアセチルアセトナート、ボロンイソプロポキシド、n−ブトキシアンチモン、トリ−n−ブチルアンチモン、ジ−n−ブチルビス(2,4−ペンタンジオネート)錫、ジ−n−ブチルジアセトキシ錫、ジ−t−ブチルジアセトキシ錫、テトライソプロポキシ錫、テトラブトキシ錫、テトラブチル錫、ジンクアセチルアセトナート、6フッ化プロピレン、8フッ化シクロブタン、4フッ化メタン等を挙げることができる。
【0050】
透明導電膜の比抵抗値を調整するために用いる薄膜形成ガスとしては、例えば、チタントリイソプロポキシド、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン等を挙げることができる。
【0051】
透明導電膜主成分として用いられる薄膜形成ガスとドーピングを目的に少量用いられる薄膜形成ガスの量比は、製膜する透明導電膜の種類により異なる。例えば、酸化インジウムに錫をドーピングして得られるITO膜においては、得られるITO膜のIn/Snの原子数比が100/0.1〜100/15の範囲になるように薄膜形成ガス量を調整する。好ましくは、100/0.5〜100/10の範囲になるよう調整する。In/Snの原子数比はXPS測定により求めることができる。
【0052】
酸化錫にフッ素をドーピングして得られる透明導電膜(FTO膜という)においては、得られたFTO膜のSn/Fの原子数比が100/0.01〜100/50の範囲になるよう薄膜形成ガスの量比を調整する。Sn/Fの原子数比はXPS測定により求めることができる。
【0053】
In2O3−ZnO系アモルファス透明導電膜においては、In/Znの原子数比が100/50〜100/5の範囲になるよう薄膜形成ガスの量比を調整する。In/Znの原子数比はXPS測定で求めることができる。
【0054】
更に、薄膜形成ガスには透明導電膜主成分となる薄膜形成ガスとドーピングを目的に少量用いられる薄膜形成ガスがある。更に、透明導電膜の比抵抗値を調整するために薄膜形成ガスを追加することも可能である。
【0055】
上記薄膜形成ガスは、放電空間に導入するガスに対し、0.01〜10体積%含有させることが好ましい。透明導電膜の膜厚としては、0.1〜1000nmの範囲の透明導電膜が得られる。
【0056】
本発明においては上記薄膜形成ガス、反応ガス及び放電ガスをプラズマ空間に導入する。ここで放電ガスとは、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン更には窒素ガス等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、アルゴンまたはヘリウムが特に好ましく用いられる。
【0057】
本発明の透明導電膜形成法により得られる透明導電膜は高いキャリア移動度を有する特徴を持つ。よく知られているように透明導電膜の電気伝導率は以下の(1)式で表される。
【0058】
σ=neμ (1)
ここで、σは電気伝導率、nはキャリア密度、eは電子の電気量、そしてμはキャリアの移動度である。電気伝導度をあげるためにはキャリア密度あるいはキャリア移動度を向上させる必要があるが、キャリア密度を向上させていくと2×1021cm-3付近から反射率が大きくなるため透明性が失われる。そのため、電気伝導率を向上させるためにはキャリア移動度を向上させる必要がある。市販されているDCマグネトロンスパッタリング法により作製された透明導電膜のキャリア移動度は30cm2/sec・V程度であるが、本発明の透明導電膜の形成方法によれば条件を最適化することによりDCマグネトロンスパッタリング法により形成された透明導電膜を超えるキャリア移動度を有する透明導電膜を形成することが可能である。
【0059】
本発明の透明導電膜の形成方法は高いキャリア移動度を有するため、ドーピングなしでも比抵抗値で3×10-3Ω・cm以下の低抵抗な透明導電膜を得ることができる。ドーピングを行いキャリア密度を増加させることで更に比抵抗を下げることが可能である。
【0060】
本発明の透明導電膜の形成方法によって得られる透明導電膜は、キャリア移動度が10cm2/V・sec以上のものである。
【0061】
また、本発明の透明導電膜の形成方法によって得られる透明導電膜は、キャリア密度が1×1019cm-3以上、より好ましい条件下においては1×1020cm-3以上となる。
【0062】
また、本発明の透明導電膜の形成方法によって得られる透明導電膜は、微量の炭素を含有する場合がある。その場合の炭素含有率は、0〜5.0原子数濃度であることが好ましい。特に好ましくは0.01〜3原子数濃度の範囲内にあることが好ましい。
【0063】
本発明に用いることができる基材としては、フィルム状のもの、シート状のもの、レンズ状等の立体形状のもの等、製膜温度に耐える基材であれば特に限定はない。通常はガラス基板上に製膜する。ガラス基板としてはソーダガラス、無機アルカリガラスを用いることができるが、無機アルカリガラスが好ましい。基材が電極間に載置できるものであれば、電極間に載置することによって、基材が電極間に載置できないものであれば、発生したプラズマを当該基材に吹き付けることによって透明導電膜を形成すればよい。
【0064】
本発明においては透明導電膜はガラス、プラスチックフィルム等の基材上に形成されるが、必要に応じて基材と透明導電性膜の間に接着性を向上させるために接着層を設けてもよい。また、光学特性を改良するために、透明導電膜を設けた面の反対の面に反射防止膜を設けることも可能である。さらに、フィルムの最外層に防汚層を設けることも可能である。その他、必要に応じてガスバリア性、耐溶剤性を付与するための層等を設けることも可能である。
【0065】
これらの層の形成方法は特に限定はなく、塗布法、真空蒸着法、スパッタリング法、大気圧プラズマCVD法等を用いることができる。特に好ましいのは大気圧プラズマCVD法である。
【0066】
これらの層の大気圧プラズマCVDによる形成方法としては、例えば反射防止膜の形成方法としては特願平2000−021573等に開示された方法を用いることができる。
【0067】
本発明においては、上記記載のような基材面に対して本発明に係わる透明導電膜を設ける場合、平均膜厚に対する膜厚偏差を±10%になるように設けることが好ましく、更に好ましくは±5%以内であり、特に好ましくは±1%以内になるように設けることが好ましい。
【0068】
【実施例】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0069】
実施例1
(透明導電膜1の作製)
基材は、アルカリバリアコートとして膜厚約50nmのシリカ膜が形成されたガラス基板(50mm×50mm×1mm)を用いた。
【0070】
図1に示す大気圧プラズマ処理装置を用いて、この電極間に上記ガラス基板を載置し、かつ、下記混合ガスを導入して薄膜形成を行った。
【0071】
電極2は、加熱ヒーター5として電熱線を内蔵したステンレス製ジャケット母材に対してセラミック溶射によりアルミナを1mm被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行い、表面を平滑にしてRmaxが5μmとした誘電体(比誘電率10)を有するようにした。一方電極3としては、中空の角形のステンレスパイプに対し、上記と同様の誘電体を同条件にて被覆した。
【0072】
プラズマ発生に用いる電源は、パール工業社製高周波電源を使用した。また出力は5W/cm2の電力を供給した。
【0073】
基材1を加熱ヒーター5により表面温度が250℃になるまで加熱し、電極2、3間には周波数13.56MHz、放電出力密度5W/cm2の電圧を印加して放電プラズマを発生させ、基材1を放電プラズマに晒して作製し、電極2を水平方向に1secの休止をとりながら数十回移動を繰り返して100nmの膜厚になるまで製膜を行って透明導電膜1を作製した。
【0074】
なお、放電プラズマ処理中の基材の表面温度は、温度パッチ(アイピー技研社製)を基材の表面に予め貼り付けておき、下記電極の加熱温度を何点か変えてプラズマ処理後の温度パッチの色変化から求め、所望の温度になるよう下部電極温度を設定した。
【0075】
〈放電空間に導入するガス〉
放電ガス:ヘリウム 98.5体積%
反応ガス:水素 0.25体積%
薄膜形成ガス1:インジウムアセチルアセトナート 1.2体積%
薄膜形成ガス2:ジブチル錫ジアセテート 0.05体積%
(透明導電膜2〜17の作製)
周波数、出力密度、基材温度、放電ガス、反応ガス、薄膜形成ガス1〜2、電源を表1のように変更する以外は透明導電膜1と同様にして透明導電膜2〜17を作製した。
【0076】
【表1】
【0077】
作製した透明導電膜を以下の方法で評価した。
〈比抵抗〉
JIS−R−1637に従い、四端子法により求めた。なお、測定には三菱化学社製ロレスタ−GP、MCP−T600を用いた。
【0078】
〈透過率〉
JIS−R−1635に従い、日立製作所製分光高度計1U−4000型を用いて測定した。試験光の波長は550nmとした。
【0079】
〈耐湿・耐熱性〉
試料を恒温器を用いて60℃、90%RHの条件で240時間保存した後、比抵抗を測定した。加湿・加熱前後の比抵抗をそれぞれR0、Rとし、変化率R/R0を耐湿・耐熱性の指標とした。
【0080】
評価の結果を表2に示す。
【0081】
【表2】
【0082】
【発明の効果】
本発明により、低抵抗かつ耐湿、耐熱性に優れた透明導電膜及びその形成方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いられる大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基材
2、3 電極
4、4′ 高周波電源
5 加熱ヒーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitably used for various electronic devices such as liquid crystal display devices, organic electroluminescence devices (hereinafter also referred to as organic EL devices), plasma display panels (hereinafter abbreviated as PDP), electronic paper, touch panels, solar cells and the like. The present invention relates to a transparent conductive film and a method for forming the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, transparent conductive films have been widely used for liquid crystal display elements, organic EL elements, solar cells, touch panels, electromagnetic wave shielding materials, infrared reflective films, and the like. As the transparent conductive film, metal thin films such as Pt, Au, Ag, and Cu, SnO2, In2OThree, CdO, ZnO2, SnO2: Sb, SnO2: F, ZnO: AL, In2OThree: Composite oxide film made of oxide such as Sn and dopant, chalcogenide, LaB6, Non-oxides such as TiN and TiC. Among them, an indium oxide film doped with tin (hereinafter referred to as ITO) is most widely used because of its excellent electrical characteristics and ease of processing by etching. These are formed by vacuum deposition, sputtering, ion plating, vacuum plasma CVD, spray pyrolysis, thermal CVD, sol-gel, or the like.
[0003]
In recent years, flat panel displays such as liquid crystal display elements and organic EL elements have been increased in area and definition, and a higher performance transparent conductive film has been demanded. In a liquid crystal display element, in order to obtain an element or device having a high electric field response, use of a transparent conductive film having a high electron mobility is required. In addition, in an organic EL element, a transparent conductive film having a lower resistance is required in order to adopt a current driving method.
[0004]
Among the methods for forming a transparent conductive film, a low resistance transparent conductive film can be obtained by vacuum deposition or sputtering. Industrially, a specific resistance value of 10 can be obtained by using a DC magnetron sputtering apparatus.-FourAn ITO film having excellent conductivity on the order of Ω · cm can be obtained.
[0005]
However, in these physical fabrication methods (PVD method), a target substance is deposited on a substrate in a gas phase to grow a film, and a vacuum vessel is used. Therefore, the apparatus is large and expensive, and the use efficiency of raw materials is poor, so that the film forming speed is low and the productivity is low. Also, it was difficult to form a large area.
[0006]
The sol-gel method (coating method) can form a film with a large area, but it does not only require many processes such as dispersion preparation, coating, and drying, but also has low adhesiveness to the substrate to be treated, so it is a binder resin. Becomes necessary and transparency becomes worse. Moreover, the electrical characteristics of the obtained transparent conductive film are also inferior compared to the PVD method.
[0007]
The thermal CVD method forms a film by applying a precursor of the target substance to a substrate by spin coating, dip coating, printing, etc., and firing (pyrolysis) to form a film. However, there is an advantage that it is excellent in productivity and easy to form a film with a large area, but there is a problem that a high temperature treatment of 400 to 600 ° C. is required at the time of normal firing.
[0008]
As a method for overcoming the above disadvantages of obtaining a high-performance thin film by the sol-gel method (coating method) and the disadvantage of low productivity by using a vacuum apparatus, the gas is discharged under atmospheric pressure or a pressure close to atmospheric pressure. Has been proposed to form a thin film on a substrate (hereinafter referred to as atmospheric pressure plasma CVD method).
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-303175 discloses a technique for forming a transparent conductive film by an atmospheric pressure plasma CVD method. However, the resistance of the transparent conductive film obtained is about 10 in terms of specific resistance.-2Ω · cm, high specific resistance 10-3It is insufficient as a transparent conductive film for flat panel displays such as liquid crystal elements, organic EL elements, PDPs, and electronic papers that require excellent electrical characteristics of Ω · cm or less. Moreover, moisture resistance and heat resistance were bad. Further, triethylindium is used as a CVD raw material, and this compound has a safety problem such as being ignited and explosive in normal temperature and air.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-74906 has a function of preventing infrared rays and electromagnetic waves, has a high adhesion between a hard coat layer / transparent conductive layer / antireflection layer, and has excellent scratch resistance and surface hardness for PDP or FED. Although the example of a transparent conductive layer is disclosed as an antireflection film and a method for producing the same, the transparent conductive layer described in the patent cannot meet the demand for a transparent conductive film having a lower resistance.
[0011]
In general, it is known that the specific resistance value decreases as the substrate temperature increases in the formation of a transparent conductive film, but the method of forming a transparent conductive film with low resistance, good moisture resistance and good heat resistance by the atmospheric pressure plasma method is Not disclosed.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a transparent conductive film excellent in low resistance, moisture resistance and heat resistance, and a method for forming the transparent conductive film.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
[0014]
1. An electric field applied to the discharge space in the method for forming a transparent conductive film, wherein the transparent conductive film is formed by exposing the substrate to a gas that is introduced into the discharge space and brought into a plasma state under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. However, at a high frequency voltage exceeding 100 kHz, the discharge output density is 1 W / cm.2The method for forming a transparent conductive film, wherein the gas contains a thin film forming gas and a reactive gas, the reactive gas contains a reducing gas, and the substrate temperature is 200 to 400 ° C.
[0015]
2. 2. The method for forming a transparent conductive film as described in 1 above, wherein the reducing gas is hydrogen.
[0016]
3. The transparent conductive film is formed by the method for forming a transparent conductive film according to 1 or 2, and the composition of the transparent conductive film is ITO (In2OThree: Sn), ZnO, IZO (In2OThree: ZnO) or FTO (SnO 2 : FThe transparent conductive film characterized by these.
[0017]
4). The transparent conductive film is formed by the method for forming a transparent conductive film according to 1 or 2 above, the composition of the transparent conductive film is ITO, and the specific resistance value is 3.0 × 10.-FourA transparent conductive film characterized by having a resistance of Ωcm or less.
[0018]
5. A transparent conductive film formed by the method for forming a transparent conductive film according to 1 or 2 above, wherein the rate of increase in resistance after 240 hours at 60 ° C. and 90% RH is 1.2 or less.
[0019]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As a result of diligent research, the present inventors have found that, in the atmospheric pressure plasma CVD method, the electric field applied to the discharge space is a high frequency voltage exceeding 100 kHz, and the discharge output density is 1 W / cm.2A transparent conductive film having low resistance, excellent moisture resistance and heat resistance is obtained by forming a film with the above high power and a substrate temperature of 200 to 400 ° C. and introducing a reaction gas containing a reducing gas. I found out that The reducing gas is preferably hydrogen.
[0020]
In the present invention, the transparent conductive film is generally well known as an industrial material and is a transparent film that absorbs almost no visible light (400 to 700 nm) and is transparent. It is used as a transparent electrode or an antistatic film because the transmission characteristics of a free charged substance carrying electricity is high in the visible light range, is transparent, and has high electrical conductivity.
[0021]
Note that although it is referred to as a “film”, it may be formed on the object to be processed to such an extent that it has a function depending on the application, and is not necessarily a continuous curtain covering all or part of the object to be processed. As the transparent conductive film, metal thin films such as Pt, Au, Ag, and Cu, SnO2, In2OThree, CdO, ZnO2, SnO2: Sb, SnO2: F, ZnO: AL, In2OThree: Composite oxide film made of oxide such as Sn and dopant, chalcogenide, LaB6, Non-oxides such as TiN and TiC. In the present invention, the composition of the transparent conductive film is ITO (In2OThree: Sn), ZnO, IZO (In2OThree: ZnO) or FTO (SnO 2 : F) Is preferable.
[0022]
The atmospheric pressure plasma CVD method, which is a method for forming the transparent conductive film of the present invention, will be described.
[0023]
In the present invention, a transparent conductive film is formed on the substrate by introducing a gas into the discharge space into a plasma state under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and exposing the substrate to the plasma state gas. In the method for forming a transparent conductive film, at least one of the gases is a reducing gas such as hydrogen.
[0024]
In the atmospheric pressure plasma CVD of the present invention, a high-frequency voltage exceeding 100 kHz and a discharge output density of 1 W / cm are provided between opposing electrodes.2The above power (power density) is supplied to excite the gas to generate plasma.
[0025]
In the present invention, the lower limit value of the frequency of the high-frequency voltage applied between the electrodes is preferably more than 100 kHz, and more preferably 200 kHz. More preferably, it is 800 kHz. The upper limit is preferably 150 MHz.
[0026]
The lower limit value of the power supplied between the electrodes is 1 W / cm.2Preferably 1.2 W / cm2It is. The upper limit is preferably 100 W / cm2, More preferably 50 W / cm2It is. More preferably 20 W / cm2It is. The discharge area (/ cm2) Refers to the area of the electrode where discharge occurs.
[0027]
The high-frequency voltage applied between the electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave. However, in order to obtain the effect of the present invention, it is a continuous sine wave. It is preferable.
[0028]
In the present invention, it is necessary to employ an electrode capable of maintaining a uniform glow discharge state by applying such a voltage in a plasma discharge processing apparatus.
[0029]
A plasma discharge processing apparatus using such an electrode discharges between a ground electrode and a fixed electrode, which is an application electrode disposed at an opposite position, and introduces a gas between the electrodes to form a plasma state. A thin film is formed by exposing the material to the gas in the plasma state, but the apparatus for carrying out the thin film forming method of the present invention is not limited to this, stably maintaining the glow discharge, What is necessary is just to excite gas and form a plasma state in order to form a thin film. As another method, there is a jet method in which a base material is placed or transported in the vicinity of an electrode that is not between electrodes and a generated plasma is sprayed onto the base material to form a thin film.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus used in the present invention. In FIG. 1, 2 is a flat electrode, 3 is a prismatic electrode, and a plurality of
[0031]
For the
[0032]
The
[0033]
Examples of the material for the electrode include metals such as silver, platinum, stainless steel aluminum, and iron. Stainless steel is preferable from the viewpoint of processing.
[0034]
Further, the
[0035]
The dielectric is preferably an inorganic dielectric. Examples of such a dielectric include ceramics such as alumina and silicon nitride, or glass lining materials such as silicate glass and borate glass. is there.
[0036]
In addition, when the substrate is placed between the electrodes or transported between the electrodes and exposed to plasma, not only the roll electrode specification that allows the substrate to be transported in contact with one electrode, but also the surface of the dielectric is polished. Finishing and setting the electrode surface roughness Rmax (JIS B 0601) to 10 μm or less allows the dielectric thickness and the gap between the electrodes to be kept constant, the discharge state to be stabilized, and the heat shrinkage difference In addition, it is possible to greatly improve durability by eliminating strain and cracking due to residual stress and coating with a highly accurate inorganic dielectric that is not porous. More preferably, the maximum value of the surface roughness is 8 μm or less, and particularly preferably 7 μm or less. The centerline average surface roughness (Ra) specified by JIS B 0601 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less.
[0037]
In addition, when manufacturing electrodes with a dielectric coating on electrodes at high temperatures, it is necessary to polish at least the dielectric on the side in contact with the substrate, and to minimize the difference in thermal expansion between the electrode and the dielectric. Therefore, as a layer that can absorb stress on the electrode surface, the amount of bubbles mixed is controlled to line an inorganic material, and in particular, the material is preferably a glass obtained by a melting method known as flaws. By making the amount of bubbles mixed in the lowermost layer in contact with 20 to 30% by volume and the subsequent layer and subsequent layers to be 5% by volume or less, a fine electrode that is dense and does not generate cracks or the like can be obtained.
[0038]
Another method of coating the electrode with a dielectric is to perform ceramic thermal spraying to a porosity of 10% by volume or less, and to perform a sealing treatment with an inorganic material that is cured by a sol-gel reaction. In order to accelerate the sol-gel reaction, heat curing or UV curing is good. Further, diluting the sealing liquid and repeating coating and curing several times in succession further improves the mineralization, resulting in a dense electrode without deterioration. it can.
[0039]
The distance between the electrodes is determined in consideration of the thickness of the solid dielectric placed on the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the solid dielectric and the electrode when a solid dielectric is placed on one of the electrodes, and the distance between the solid dielectrics when a solid dielectric is placed on both of the electrodes is uniform in any case From the viewpoint of discharging, 0.5 to 20 mm is preferable, and 1 mm ± 0.5 mm is particularly preferable.
[0040]
Reference numeral 4 denotes a high-frequency power source for applying a high-frequency voltage between the
[0041]
The frequency and power of the voltage applied between the
[0042]
Moreover, in order to suppress the influence on the base material at the time of discharge plasma processing to the minimum, it is necessary to adjust the temperature of the base material surface at the time of discharge plasma processing to 200-400 degreeC. In order to adjust to the above temperature range, the electrode and the substrate are subjected to a discharge plasma treatment while being cooled by a cooling means as necessary.
[0043]
In the present invention, it is important that the substrate temperature during film formation is 200 to 400 ° C. Here, the substrate temperature refers to the temperature of the substrate surface formed by plasma discharge. The temperature of the substrate surface can be known, for example, by a method of measuring by installing a liquid crystal type temperature display sheet on the substrate surface when performing offline, or by measuring with a radiation thermometer outside the discharge space. When the film is formed at a substrate temperature of less than 200 ° C., a low resistivity film that is the object of the present invention cannot be obtained. In addition, it is known that the characteristics of a transparent conductive film greatly change above and below the crystallization temperature. When the temperature is lower than 200 ° C., the substrate temperature and the gas flow rate slightly change, and the resistivity and film surface are changed. The flatness has changed greatly and it has been difficult to maintain stable characteristics. Moreover, when the temperature exceeds 400 ° C., the dielectric breakdown covering the discharge electrode is liable to occur, and it becomes difficult to maintain a stable glow discharge state. The substrate temperature is preferably 250 to 350 ° C, more preferably 300 to 350 ° C. In order to keep the substrate temperature at 200 ° C. or higher, a heating means can be provided on the electrode holding the substrate. It can be achieved by a method of adjusting water or oil by circulating water or oil inside as a heating means, a method of installing a heater, or the like. Moreover, in order to control substrate temperature as needed, an electrode and discharge gas can be heated.
[0044]
In the present invention, the above-described discharge plasma treatment is performed at or near atmospheric pressure. Here, “near atmospheric pressure” represents a pressure of 20 to 110 kPa. In order to preferably obtain the effects described in the present invention. Is preferably 93 to 104 kPa.
[0045]
Next, the gas introduced into the discharge space according to the method for forming a transparent conductive film of the present invention will be described. In carrying out the method for forming a transparent conductive film of the present invention, the gas to be used varies depending on the type of transparent conductive film to be provided on the substrate, but basically consists of a thin film forming gas, a reactive gas, and a discharge gas. The reaction gas includes a reducing gas. A preferable example of the reducing gas is hydrogen. The amount of hydrogen can be used in the range of 0.0001 to 5.0% by volume with respect to the gas introduced into the discharge space. A preferred range is 0.001 to 3.0% by volume.
[0046]
In the present invention, in addition to the above-mentioned thin film forming gas, an organometallic compound containing at least one oxygen atom in the molecule can be used. This organometallic compound is in a plasma state in the discharge space and contains components that form a transparent conductive film, and organometallic compounds such as β-diketone metal complexes, metal alkoxides, and alkyl metals are used.
[0047]
Preferred compounds include indium hexafluoropentanedionate, indiummethyl (trimethyl) acetylacetate, indium acetylacetonate, indium isoporopoxide, indium trifluoropentanedionate, tris (2,2,6,6-
[0048]
Of these, indium acetylacetonate, tris (2,2,6,6-
[0049]
In the present invention, in addition to the organometallic compound containing at least one oxygen atom in the molecule, a doping gas used for improving conductivity can be used. As a thin film forming gas used for doping, for example, aluminum isopropoxide, nickel acetylacetonate, manganese acetylacetonate, boron isopropoxide, n-butoxyantimony, tri-n-butylantimony, di-n-butylbis ( 2,4-pentanedionate) tin, di-n-butyldiacetoxytin, di-t-butyldiacetoxytin, tetraisopropoxytin, tetrabutoxytin, tetrabutyltin, zinc acetylacetonate, propylene hexafluoride, A cyclobutane octafluoride, methane tetrafluoride, etc. can be mentioned.
[0050]
Examples of the thin film forming gas used for adjusting the specific resistance value of the transparent conductive film include titanium triisopropoxide, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and hexamethyldisiloxane.
[0051]
The amount ratio between the thin film forming gas used as the main component of the transparent conductive film and the thin film forming gas used in small amounts for the purpose of doping varies depending on the type of the transparent conductive film to be formed. For example, in an ITO film obtained by doping tin with indium oxide, the amount of thin film forming gas is adjusted so that the In / Sn atomic ratio of the obtained ITO film is in the range of 100 / 0.1 to 100/15. adjust. Preferably, it adjusts so that it may become the range of 100 / 0.5-100 / 10. The atomic ratio of In / Sn can be determined by XPS measurement.
[0052]
In a transparent conductive film (referred to as an FTO film) obtained by doping fluorine into tin oxide, a thin film is formed so that the Sn / F atomic ratio of the obtained FTO film is in the range of 100 / 0.01 to 100/50. Adjust the amount ratio of forming gas. The atomic ratio of Sn / F can be determined by XPS measurement.
[0053]
In2OThreeIn the -ZnO-based amorphous transparent conductive film, the amount ratio of the thin film forming gas is adjusted so that the In / Zn atomic ratio is in the range of 100/50 to 100/5. The atomic ratio of In / Zn can be determined by XPS measurement.
[0054]
Further, the thin film forming gas includes a thin film forming gas which is a main component of the transparent conductive film and a thin film forming gas which is used in a small amount for the purpose of doping. Furthermore, a thin film forming gas can be added to adjust the specific resistance value of the transparent conductive film.
[0055]
It is preferable to contain 0.01-10 volume% of said thin film formation gas with respect to the gas introduce | transduced into discharge space. As the film thickness of the transparent conductive film, a transparent conductive film in the range of 0.1 to 1000 nm is obtained.
[0056]
In the present invention, the thin film forming gas, the reactive gas, and the discharge gas are introduced into the plasma space. Here, the discharge gas includes the 18th group element of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, and nitrogen gas. In order to obtain the effects described in the present invention. In particular, argon or helium is preferably used.
[0057]
The transparent conductive film obtained by the transparent conductive film forming method of the present invention is characterized by having high carrier mobility. As is well known, the electrical conductivity of the transparent conductive film is represented by the following formula (1).
[0058]
σ = neμ (1)
Here, σ is the electric conductivity, n is the carrier density, e is the quantity of electrons, and μ is the carrier mobility. In order to increase the electric conductivity, it is necessary to improve the carrier density or the carrier mobility, but if the carrier density is increased, 2 × 10twenty onecm-3Transparency is lost because the reflectance increases from the vicinity. Therefore, it is necessary to improve carrier mobility in order to improve electric conductivity. The carrier mobility of a transparent conductive film produced by a commercially available DC magnetron sputtering method is 30 cm.2/ Sec · V, but according to the method for forming a transparent conductive film of the present invention, a transparent conductive film having a carrier mobility exceeding the transparent conductive film formed by the DC magnetron sputtering method is optimized by optimizing the conditions. It is possible to form.
[0059]
Since the method for forming a transparent conductive film of the present invention has a high carrier mobility, the specific resistance value is 3 × 10 3 even without doping.-3A transparent conductive film having a low resistance of Ω · cm or less can be obtained. It is possible to further reduce the specific resistance by doping and increasing the carrier density.
[0060]
The transparent conductive film obtained by the method for forming a transparent conductive film of the present invention has a carrier mobility of 10 cm.2/ V · sec or more.
[0061]
The transparent conductive film obtained by the method for forming a transparent conductive film of the present invention has a carrier density of 1 × 10.19cm-3As described above, under more preferable conditions, 1 × 1020cm-3That's it.
[0062]
Moreover, the transparent conductive film obtained by the formation method of the transparent conductive film of this invention may contain a trace amount carbon. In this case, the carbon content is preferably 0 to 5.0 atom concentration. Particularly preferably, it is within the range of 0.01 to 3 atomic number concentration.
[0063]
The substrate that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substrate that can withstand the film-forming temperature, such as a film-like material, a sheet-like material, and a three-dimensional material such as a lens shape. Usually, it forms into a film on a glass substrate. As the glass substrate, soda glass and inorganic alkali glass can be used, but inorganic alkali glass is preferable. If the substrate can be placed between the electrodes, it can be placed between the electrodes, and if the substrate cannot be placed between the electrodes, the generated plasma can be sprayed onto the substrate to conduct transparent conduction. A film may be formed.
[0064]
In the present invention, the transparent conductive film is formed on a substrate such as glass or a plastic film, but an adhesive layer may be provided between the substrate and the transparent conductive film as necessary to improve the adhesiveness. Good. In addition, in order to improve the optical characteristics, it is possible to provide an antireflection film on the surface opposite to the surface provided with the transparent conductive film. Further, an antifouling layer can be provided on the outermost layer of the film. In addition, a layer for imparting gas barrier properties and solvent resistance may be provided as necessary.
[0065]
The method for forming these layers is not particularly limited, and a coating method, a vacuum deposition method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma CVD method, or the like can be used. Particularly preferred is the atmospheric pressure plasma CVD method.
[0066]
As a method for forming these layers by atmospheric pressure plasma CVD, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-021573 can be used as a method for forming an antireflection film.
[0067]
In the present invention, when the transparent conductive film according to the present invention is provided on the substrate surface as described above, it is preferable to provide a film thickness deviation of ± 10% with respect to the average film thickness, more preferably It is preferably within ± 5%, particularly preferably within ± 1%.
[0068]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.
[0069]
Example 1
(Preparation of transparent conductive film 1)
As the base material, a glass substrate (50 mm × 50 mm × 1 mm) on which a silica film having a film thickness of about 50 nm was formed as an alkali barrier coat was used.
[0070]
Using the atmospheric pressure plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the glass substrate was placed between the electrodes, and the following mixed gas was introduced to form a thin film.
[0071]
The
[0072]
The power source used for plasma generation was a high-frequency power source manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. The output is 5W / cm2Power was supplied.
[0073]
The substrate 1 is heated by the heater 5 until the surface temperature reaches 250 ° C., the frequency between the
[0074]
The surface temperature of the substrate during the discharge plasma treatment is a temperature after the plasma treatment by applying a temperature patch (manufactured by IP Giken) in advance to the surface of the substrate and changing the heating temperature of the following electrodes at several points. The lower electrode temperature was set so as to obtain a desired temperature, obtained from the color change of the patch.
[0075]
<Gas introduced into the discharge space>
Discharge gas: Helium 98.5% by volume
Reaction gas: Hydrogen 0.25% by volume
Thin film forming gas 1: Indium acetylacetonate 1.2% by volume
Thin film forming gas 2: 0.05% by volume of dibutyltin diacetate
(Preparation of transparent
Transparent
[0076]
[Table 1]
[0077]
The produced transparent conductive film was evaluated by the following method.
<Resistivity>
According to JIS-R-1637, it calculated | required by the four terminal method. For measurement, Loresta-GP and MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation were used.
[0078]
<Transmissivity>
According to JIS-R-1635, it was measured using a spectrophotometer 1U-4000 manufactured by Hitachi, Ltd. The wavelength of the test light was 550 nm.
[0079]
<Moisture and heat resistance>
The sample was stored for 240 hours under conditions of 60 ° C. and 90% RH using a thermostat, and then the specific resistance was measured. Specific resistance before and after humidification and heating is R0, R and rate of change R / R0Was used as an indicator of moisture resistance and heat resistance.
[0080]
The evaluation results are shown in Table 2.
[0081]
[Table 2]
[0082]
【The invention's effect】
According to the present invention, it was possible to provide a transparent conductive film excellent in low resistance, moisture resistance and heat resistance, and a method for forming the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Base material
2, 3 electrodes
4, 4 'high frequency power supply
5 Heating heater
Claims (5)
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| JP2002169800A JP4007082B2 (en) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Transparent conductive film and method for forming the same |
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