透明導(dǎo)電膜的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光透射性優(yōu)異且電阻率較小的透明導(dǎo)電膜的制造方法。本發(fā)明是具備膜基材、和形成于上述膜基材上的結(jié)晶化的氧化銦錫層的透明導(dǎo)電膜的制造方法。本發(fā)明具有：在使用氧化銦錫作為靶材的濺射裝置內(nèi)放入所述膜基材，通過所述靶材上的水平方向磁場為50mT以上的磁控濺射法，使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積在所述膜基材上的工序；以及，在所述將包含所述非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序之后，對所述包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫進行加熱處理，由此使包含所述非晶質(zhì)部分的所述氧化銦錫結(jié)晶化，形成所述結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序。
【專利說明】透明導(dǎo)電膜的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電膜的制造方法。特別是，本發(fā)明涉及光透射性優(yōu)異且電阻率較小的透明導(dǎo)電膜的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為透明導(dǎo)電膜的制造方法，已知有磁控濺射法。該方法是通過使等離子體與靶材碰撞，使靶粒子向基板飛散，并在基板上堆積靶粒子進行成膜的方法，特別是在如下方面具有特征，即，在靶材附近產(chǎn)生磁場，增加靶材附近的等離子體的密度，由此，使成膜速度提聞。
[0003]專利文獻I公開了一種方法，作為實施例，通過將靶材上的水平方向磁場設(shè)為40mT的磁控濺射法，在基材上形成結(jié)晶性薄膜。該方法是以一個工序進行成膜的方法，該工序如下:在低壓環(huán)境下，使作為靶材的二氧化鈦堆積在基材上，同時使其結(jié)晶化。但是，該方法存在如下問題:無法使用氧化銦錫的靶材得到光透射性優(yōu)異且電阻率較小的透明導(dǎo)電膜。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007-308728


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種光透射性優(yōu)異且電阻率較小的透明導(dǎo)電膜的制造方法。
[0009]解決問題的方法
[0010]發(fā)現(xiàn)在使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序中增大水平方向磁場時，在使該包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫結(jié)晶化的工序后，結(jié)晶物質(zhì)的結(jié)晶粒徑變大。因此，完成可以得到光透射性優(yōu)異且電阻率較小(導(dǎo)電率優(yōu)異)的透明導(dǎo)電膜，以至完成了本發(fā)明。
[0011]本發(fā)明提供一種透明導(dǎo)電膜的制造方法，其是具備膜基材、和形成于所述膜基材上的結(jié)晶化的氧化銦錫層的透明導(dǎo)電膜的制造方法，該方法包括:在使用氧化銦錫作為靶材的濺射裝置內(nèi)放入所述膜基材，通過所述靶材上的水平方向磁場為50mT以上的磁控濺射法，使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積在所述膜基材上的工序；在所述將包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序之后，對所述包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫進行加熱處理，由此使包含所述非晶質(zhì)部分的所述氧化銦錫結(jié)晶化，形成所述結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序。優(yōu)選的是，所述使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序在比大氣壓低的氣壓下實施，所述形成結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序在大氣壓下實施。例如，優(yōu)選所述使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序在0.1Pa?IPa的氣壓下進行。
[0012]所述水平方向磁場優(yōu)選為80mT?200mT，進一步優(yōu)選為10mT?200mT。所述使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序優(yōu)選在40°C~200°C的溫度下實施，進一步優(yōu)選在40°C~150°C的溫度下實施。另外，所述形成結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序優(yōu)選在120°C~200°C的溫度下實施。所述使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序的實施時間典型性地為I分鐘以下。另外，所述形成結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序的實施時間典型性地為10分鐘~90分鐘。
[0013]所述膜基材優(yōu)選由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環(huán)烯烴或聚碳酸酯中的任一種制成。優(yōu)選所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備易粘接層。另外，優(yōu)選所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備折射率調(diào)整層。另外，還優(yōu)選所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備硬涂層。另外，優(yōu)選所述結(jié)晶化的氧化銦錫層的厚度為20nm~50nm。還優(yōu)選所述膜基材的厚度為15μηι~50μηι。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，可以制造具備膜基材和平均結(jié)晶粒徑典型性地為150nm以上的氧化銦錫層的透明導(dǎo)電膜。平均結(jié)晶粒徑優(yōu)選為175nm~250nm。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的濺射裝置的概略圖；
[0017]圖2是示出使氧化銦錫結(jié)晶化的加熱裝置的概略圖。
[0018]符號說明
[0019]100濺射裝置
[0020]104腔室
[0021]108靶材
[0022]112膜基材
[0023]116抽出輥
[0024]120成膜輥
[0025]124卷取輥
[0026]128導(dǎo)向輥
[0027]132導(dǎo)向輥
[0028]136直流電源
[0029]140冷卻載物臺
[0030]144磁鐵
[0031]200加熱裝置
[0032]204膜基材
[0033]208抽出輥
[0034]212加熱室
[0035]216卷取輥
[0036]220腔室

【具體實施方式】
[0037] 以下，參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。圖1是示出用于實施使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序的濺射裝置100的概略圖。
[0038]在配置有氧化銦錫的靶材108的濺射裝置100的腔室104內(nèi)放入膜基材112，通過利用在靶材108上產(chǎn)生的水平方向磁場的磁控濺射法，使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫(未圖示)堆積在膜基材112上。磁場強度設(shè)為50mT(毫特斯拉)以上。
[0039]用于磁控濺射法的濺射裝置100例如如圖1所示，具有:用于制作IPa以下的低壓環(huán)境的腔室104、抽出膜基材112的抽出輥116、變更膜基材112的輸送方向的導(dǎo)向輥128、132、能夠控制溫度的成膜輥120、直流電源136、以面向成膜輥120的方式配置且與直流電源136電連接的靶材108、防止靶材108的溫度上升的冷卻載物臺140、配置于靶材108的背后(成膜輥120的相反側(cè))且在靶材108上產(chǎn)生水平方向磁場的磁鐵144、以及卷取膜基材112的卷取輥124。圖1中，成膜輥120接地，利用直流電源136對靶材108施加負(fù)電荷，但如果使靶材108的電位比成膜輥120的電位低，則也可以對成膜輥120及靶材108施加不同的電位。
[0040]在本實施方式的使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序中，作為用于使在
0.1Pa?IPa這樣的比大氣壓低的氣壓中產(chǎn)生的等離子體中的陽離子與在表面上具有磁場的作為負(fù)電極發(fā)揮作用的靶材108碰撞，由此產(chǎn)生使從靶材108表面飛散的物質(zhì)(靶粒子)附著于膜基材112的等離子體的物質(zhì)，可以使用例如氬氣99體積％和氧氣I體積％的混合氣體。在腔室104內(nèi)封入混合氣體，使因成膜輥120和靶材108之間的電位差而產(chǎn)生的電子與混合氣體碰撞，并使混合氣體電離，由此,產(chǎn)生等離子體。將直流電源136的功率設(shè)為恒定，在例如-400V?-100V范圍內(nèi)控制電壓，并調(diào)整電流(電子量)，由此能夠調(diào)整等離子體的產(chǎn)生量，但也可以通過其它方法來調(diào)整等離子體的產(chǎn)生量。對于磁控濺射法而言，可以通過磁場使大量的等離子體封閉于靶材108附近，并與靶材108碰撞。當(dāng)與靶材碰撞的等離子體的量增加時，可以分散大量的靶粒子，因此，具有易于加快成膜速度的特征。另外，由于還可以通過水平方向磁場來抑制基材的溫度上升，因此，具有可以使用缺乏耐熱性的塑料膜作為基材的特征。
[0041]靶材108典型性地可以通過對氧化銦(In2O3)和氧化錫(SnO2)的混合粉末進行成型、燒結(jié)而得到。為了得到電阻率較小的透明導(dǎo)電膜，對于靶材108而言，典型性地含有3重量％以上的氧化錫，優(yōu)選含有5重量％?15重量％的氧化錫。需要說明的是，氧化錫的含量(重量比)通過式:{(SnO2) / (In203+Sn02)} X 100表示。
[0042]為了得到電阻率較小的透明導(dǎo)電膜，需要將靶材108上的水平方向磁場設(shè)為50mT (毫特斯拉)以上。另外，優(yōu)選設(shè)為80mT?200mT，進一步優(yōu)選設(shè)為10mT?200mT。
[0043]在此，“水平方向磁場”是指靶材108的與膜基材112側(cè)的表面平行的方向的磁場，是在該表面測定的磁場的最大值。上述水平方向磁場可以通過增大磁鐵144的強度或通過使磁鐵144的位置接近靶材進行適當(dāng)增加。例如，50mT以上的水平方向磁場可以通過使用以釹、鐵及硼為原料的釹磁鐵實現(xiàn)。
[0044]膜基材112的溫度可根據(jù)成膜輥120的溫度適當(dāng)調(diào)整。即，可以根據(jù)成膜輥120的溫度來設(shè)定使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序的溫度。成膜輥120的溫度例如為40°C?200°C，優(yōu)選為40°C?150°C。另外，包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫的堆積時間根據(jù)膜厚典型性地調(diào)整為I分鐘以下，但也可以超過I分鐘。
[0045]在本實施方式中，在使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序中，利用卷取輥124卷取膜基材112之后，使膜基材112移動到接下來的使氧化銦錫結(jié)晶化的工序中所使用的另一腔室內(nèi)，但也可以不卷取膜基材112，而經(jīng)壓力調(diào)節(jié)室等使膜基材112移動到使氧化銦錫結(jié)晶化的工序中所使用的腔室中。另外，也可以不使用多個腔室，而在一個腔室內(nèi)調(diào)整氣壓，并進行使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序和使氧化銦錫結(jié)晶化的工序。
[0046]在實施使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序后，實施通過對非晶質(zhì)部分進行加熱處理而使氧化銦錫結(jié)晶化的工序。圖2是示出用于實施該工序的加熱裝置200的概略圖。
[0047]加熱裝置200具備:用于抽出從濺射裝置100的卷取輥124轉(zhuǎn)移來的、堆積有包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫的膜基材204的抽出輥208 ;對包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫進行加熱處理而使氧化銦錫結(jié)晶化的加熱室212 ;以及卷取膜基材204的卷取輥216。另外，為了安全等，加熱裝置200也可以具備腔室220。加熱處理通過使堆積有包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫的膜基材204通過例如120°C~200°C的加熱室212來進行。加熱處理優(yōu)選在常壓(大氣壓)環(huán)境下進行。在常壓環(huán)境下的加熱處理中，可以將由膜基材產(chǎn)生的揮發(fā)成分量抑制為較低，因此，容易得到結(jié)晶粒徑較大的結(jié)晶。作為結(jié)果，可以得到光透射性優(yōu)異且電阻率較小的透明導(dǎo)電膜。
[0048]加熱時間根據(jù)氧化銦錫的結(jié)晶度典型性地在10分鐘~90分鐘的范圍內(nèi)調(diào)整，但也可以在該范圍外。需要說明的是，氧化銦錫進行結(jié)晶化可以通過使用透射電子顯微鏡(TEM !Transmiss1n Electro n Microscope)觀察面方向的晶界生長來確認(rèn)。
[0049]通過實施通過對包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫進行加熱處理而進行結(jié)晶化的工序，可以得到具備膜基材、和形成在該膜基材上的結(jié)晶化的氧化銦錫層的透明導(dǎo)電膜。通過使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序而得到的氧化銦錫無論該工序中使用的水平方向磁場的大小，均可同樣地看到。但是，如果在使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序中增大水平方向磁場，則使氧化銦錫結(jié)晶化的工序后的結(jié)晶的結(jié)晶粒徑變大。因此，可以得到光透射性優(yōu)異且電阻率較小的(導(dǎo)電率優(yōu)異的)透明導(dǎo)電膜。這是由于通過增大水平方向磁場，還可以降低放電引起的對膜的損傷，從而得到晶核較少的氧化銦錫的非晶質(zhì)，因此，認(rèn)為結(jié)晶粒徑變大。
[0050]此外，從透明性和耐熱性優(yōu)異的觀點來看，膜基材的材料中優(yōu)選使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環(huán)烯烴或聚碳酸酯。膜基材也可以在其表面具備易粘接層、用于調(diào)整反射率的折射率調(diào)整層(Index matching layer)、用于賦予耐擦傷性的硬涂層。
[0051]膜基材的厚度優(yōu)選為例如10 μ m~200 μ m。從減少由膜基材產(chǎn)生的揮發(fā)成分量并提高氧化銦錫的成膜性的觀點來看，優(yōu)選為15 μ m~50 μ m。
[0052]上述結(jié)晶化的氧化銦錫層的厚度優(yōu)選為20nm~50nm，電阻率優(yōu)選為3.3Χ10-4Ω.cm以下，進一步優(yōu)選為2.5Χ10-4Ω.cm~3.2 X 10-4 Ω.cm。上述結(jié)晶化的氧化銦錫的結(jié)晶的平均結(jié)晶粒徑優(yōu)選為150nm以上，進一步優(yōu)選為175nm~250nm。
[0053][實施例1]
[0054]在配置有靶材的濺射裝置中放入由聚對苯二甲酸乙二醇酯膜形成的厚度23 μ m的膜基材，所述靶材是使氧化錫為10重量％、氧化銦為90重量％進行混合并燒結(jié)而制作的。接著，在濺射裝置的腔室內(nèi)封入氬氣99體積％和氧氣I體積％的混合氣體，將腔室內(nèi)調(diào)整成0.4Pa的低壓環(huán)境。將燒結(jié)制作的靶材上的水平方向磁場設(shè)為50mT，通過磁控濺射法在膜基材上堆積厚度32nm的包含非晶質(zhì)的氧化銦錫。水平方向的磁場使用特斯拉儀(Kanetec 制，TM-701)并依據(jù) JIS C2501 進行測定。
[0055]然后，將堆積于膜基材的包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫在140°C的加熱室內(nèi)、于常壓環(huán)境下加熱處理了 90分鐘。確認(rèn)到形成在膜基材上的包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫通過進行加熱處理而發(fā)生了結(jié)晶化。
[0056]結(jié)晶化的氧化銦錫的膜厚使用透射電子顯微鏡(日立制作所制，H-7650)觀察截面進行了測定。另外，膜基材的膜厚使用膜厚儀(Peacock公司制，數(shù)顯千分表DG-205)進行了測定。另外，依據(jù)JIS K7194，將使用四端子法測定的表面電阻值(Ω/口 (ohms persquare))乘以膜厚(cm)，由此計算出電阻率。表I中示出了電阻率的計算結(jié)果。
[0057]結(jié)晶粒徑通過用超微切片機切削結(jié)晶化的氧化銦錫并利用以直接倍率6000倍使用透射電子顯微鏡(日立制作所制，H-7650)拍攝的照片而算出。對拍攝到的照片進行圖像分析處理，將晶界形狀中最長的直徑作為各粒子的直徑(rim)，每25nm設(shè)為柱狀，并將柱狀的平均值設(shè)為得到的結(jié)晶的平均結(jié)晶粒徑。表I中示出了結(jié)晶粒徑的值。
[0058]總光線透射率使用數(shù)字霧度儀(日本電色工業(yè)制，NDH-20D)并依據(jù)JISK7105進行了測定。表I中示出了測定結(jié)果。
[0059][實施例2]
[0060]除了將水平方向磁場變更成SOmT以外，按照與實施例1同樣的方法制作了透明導(dǎo)電膜，并進行了各值的測定。通過調(diào)整濺射裝置的磁鐵位置對水平方向磁場進行了調(diào)整。表I中示出了測定結(jié)果。
[0061][實施例3]
[0062]除了將水平方向磁場變更成130mT以外，按照與實施例1同樣的方法制作了透明導(dǎo)電膜，并進行了各值的測定。表I中示出了測定結(jié)果。
[0063][實施例4]
[0064]除了將水平方向磁場變更成150mT以外，按照與實施例1同樣的方法制作了透明導(dǎo)電膜，并進行了各值的測定。表I中示出了測定結(jié)果。
[0065][實施例5]
[0066]除了將水平方向磁場變更成ISOmT以外，按照與實施例1同樣的方法制作了透明導(dǎo)電膜，并進行了各值的測定。表I中示出了測定結(jié)果。
[0067][比較例]
[0068]除了將水平方向磁場變更成30mT以外，按照與實施例1同樣的方法制作了透明導(dǎo)電膜，并進行了各值的測定。表I中示出了測定結(jié)果。
[0069][表 I]
[0070]

【權(quán)利要求】
1.一種透明導(dǎo)電膜的制造方法，其是具備膜基材、和形成于所述膜基材上的結(jié)晶化的氧化銦錫層的透明導(dǎo)電膜的制造方法， 該方法包括: 在使用氧化銦錫作為靶材的濺射裝置內(nèi)放入所述膜基材，通過所述靶材上的水平方向磁場為50mT以上的磁控濺射法，使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積在所述膜基材上的工序；以及 在所述將包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序之后，對所述包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫進行加熱處理，由此使包含所述非晶質(zhì)部分的所述氧化銦錫結(jié)晶化，形成所述結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中， 所述使包含非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序在低于大氣壓的氣壓下實施， 所述形成結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序在大氣壓下實施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述水平方向磁場為80mT ?200mT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述水平方向磁場為10mT ?200mTo
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，使包含所述非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序在40°C?200°C的溫度下實施。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，使包含所述非晶質(zhì)部分的氧化銦錫堆積的工序在40°C?150°C的溫度下實施。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述形成結(jié)晶化的氧化銦錫層的工序在120°C?200°C的溫度下實施。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述膜基材由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環(huán)烯烴或聚碳酸酯中的任一種制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備易粘接層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備折射率調(diào)整層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述膜基材在所述氧化銦錫的堆積側(cè)表面具備硬涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1?11中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述結(jié)晶化的氧化銦錫層的厚度為175nm?250nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項所述的透明導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述膜基材的厚度為15 μ m?50 μ m。
【文檔編號】C23C14/08GK104081473SQ201280068061
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】拝師基希, 山本佑輔, 梨木智剛, 佐佐和明 申請人:日東電工株式會社