本发明专利技术提供一种具有优异湿热特性的透明导电性层合体、透明导电性层合体的制造方法以及使用该透明导电性层合体而成的电子装置。其特征在于，是在基材的至少一面上具备通过溅射法而形成的氧化锌膜的透明导电性层合体等，氧化锌膜为包含氧化锌，同时掺杂镓及铟而成的氧化锌膜，该氧化锌膜包含关于通过膜厚方向的XPS分析所测定的锌量、镓量、氧量及铟量，具有不均匀浓度分布的多个区域，即，包含[In]/[Ga]的值不同的第一区域及第二区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】透明导电性层合体、透明导电性层合体的制造方法、以及使用透明导电性层合体而成的电子装置
本专利技术涉及透明导电性层合体、透明导电性层合体的制造方法、以及使用透明导电性层合体而成的电子装置，尤其涉及湿热特性优异的透明导电性层合体、透明导电性层合体的制造方法、以及使用该透明导电性层合体而成的电子装置。
技术介绍
以往，在具备液晶装置、有机电致发光装置(有机EL元件)的画像显示设备中，将锡掺杂氧化铟作为透明导电层的形成材料而使用的透明导电性层合体被广泛使用。另一方面，作为使用大量包含高价稀有金属铟的锡掺杂氧化铟的透明导电层的替代，已提案有使用透明性、表面平滑性优异的氧化锌的透明导电性层合体(例如专利文献1)。更具体而言，是一种在有机高分子层合体基材上形成Al2O3薄膜，并在其上形成掺杂Ga的ZnO即GZO薄膜的透明导电薄膜。另外，提案有将氧化锌作为主成分，通过浓度易调控的掺杂剂，将电阻率的降低作为目的的低电阻率透明导电体(例如专利文献2)。更具体而言，是一种由氧化锌、氧化铟及氧化镓所构成的透明导电体，其为将铟及镓的元素浓度分别定为规定范围内的值的低电阻率透明导电体。另一方面，提案有以即使为极薄膜水平也可得到优异耐湿热特性作为目的，掺杂特定元素的透明导电性氧化锌膜(例如专利文献3)。更具体而言，是一种对氧化锌添加由Ga和/或Al所构成的第一元素、以及由选自由In、Bi、Se、Ce、Cu、Er及Eu所构成的群中的至少一个所构成的第二元素的透明导电性氧化锌膜，其在规定的湿热试验前后的比电阻为特定范围内的值，将锌与第二元素的原子数量比及膜厚规定为规定范围内的值。进而，为了解决铟或镓的含量多，易厚膜化等溅射用靶材的问题，提案有即使为薄膜耐湿热性也优异的透明导电性氧化锌薄膜用的离子镀用靶材、由离子镀用靶材所得而成的透明导电性氧化锌薄膜(例如专利文献4)。更具体而言，是一种由在氧化锌中包含规定量的镓及铟的烧结体所成，且所得到的透明导电性氧化锌薄膜中的In/Ga的质量比率是不足0.01～0.6的值的离子镀用靶材。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4917897号公报(权利要求书等)专利文献2：日本专利公开2006-147325号公报(权利要求书等)专利文献3：日本专利公开2013-147727号公报(权利要求书等)专利文献4：日本专利公开2011-74779号公报(权利要求书等)
技术实现思路
(一)要解决的技术问题然而，关于专利文献1所公开的透明导电性层合体，发现存在如下问题，即，无论是否必须将Al2O3薄膜作为底涂层，仅掺杂镓的氧化锌膜的耐湿热特性尚不够充分。另外，关于专利文献2所公开的低电阻率透明导电体，发现存在如下问题，即，虽实现了电阻率的改善，但并未对湿热特性进行任何考虑。另外，关于专利文献3所公开的透明导电性氧化锌膜，发现存在如下问题，即，虽得到了某种程度的湿热特性，但成膜条件过于严苛，且膜厚必须为140nm以下，用途被限定得比较狭窄。进而，关于专利文献4所公开的透明导电性氧化锌膜，发现存在如下问题，即，其特征在于，不能在通用的溅射装置中形成，而需通过高价的离子镀形成，因此，制造设备大规模化，经济上不利。因此，本专利技术人等经过深入研究这些问题，结果发现，即便是由溅射法形成的氧化锌膜，通过使其包含关于通过XPS分析所测定的锌量、镓量、氧量、及铟量，具有不均匀浓度分布的多个区域(第一区域及第二区域)，并通过该多个区域的组合，可使湿热特性优异，从而完了成本专利技术。即，本专利技术的目的在于，提供一种可由通用的溅射装置形成的湿热特性优异的透明导电性层合体、该透明导电性层合体的制造方法、以及使用该透明导电性层合体而成的电子装置。(二)技术方案根据本专利技术，提供一种透明导电性层合体，其特征在于，是在基材的至少一面上具备通过溅射法而形成的氧化锌膜的透明导电性层合体，氧化锌膜包含氧化锌，同时掺杂镓及铟，该氧化锌膜包含关于通过膜厚方向的XPS分析所测定的锌量、镓量、氧量及铟量，具有不均匀浓度分布的多个区域，且该多个区域在从氧化锌膜面向基材的膜厚方向上包含[In]/[Ga]的值不同的第一区域及第二区域，可解决上述问题。即，由于包含如下所述的多个区域(第一区域及第二区域)，因此能够提高氧化锌膜的湿热特性，其中在所述多个区域中，关于本专利技术的氧化锌膜中的锌量、镓量、氧量及铟量，在从氧化锌膜面向基材侧的膜厚方向上，具有相对性的铟量增加，然后降低的不均匀浓度分布。反之，通过在基材相反侧的氧化锌膜的表面附近设置铟量相对多的区域(第一区域)，并使氧化锌膜所包含的第一区域及第二区域的各区域满足如上述的元素量的关系，由此，能够制成保持较低的初始电阻的同时湿热特性优异的氧化锌膜。另外，通过利用XPS测定来特定第一区域及第二区域的配合组成，从而能够以较高的特定精度简便地将配合组成调控成规定量，以满足规定关系，因此能够得到性能稳定的透明导电性层合体。此外，作为氧化锌膜的掺杂剂，选择镓及铟的理由如下所述。即，是由于通过包含两种以上所添加的掺杂剂，能够提高氧化锌的化学稳定性。另外，是由于普遍认为元素周期表的IIIA族(硼族)元素的情况较IIB族(锌族)元素的锌多具有一个价电子，且假定在锌的占有侧取代掺杂剂时，铝、镓、及铟各自的第一电离能小，作为载体的发生源有效。进而，关于掺杂剂的锌的占有侧如上述般假定，而且第一电离能小，因此对如氧化锌这样的离子结合性的离子结晶的结合能量指标、即马德隆能量(Madelungenergy)进行比较时，铝为-6.44eV，镓为-13.72eV，铟为-9.73eV。因此，是因为作为掺杂剂相对于氧化锌的稳定性，认为从低到高依次为镓、铟、铝。除此之外，对于共价键半径，锌的情况下为铝的情况下为镓的情况下为铟的情况下为另外，对于离子半径，锌的情况下为铝的情况下为镓的情况下为铟的情况下为若这样做，在将氧化锌作为主要成分的结晶中，假定在锌侧取代掺杂剂，考虑其构造稳定性时，从共价键半径的观点来看，推测镓最稳定地被取代，从离子半径的观点来看，推测铟最稳定地被取代，因此，选择它们等作为掺杂剂。但是，氧化锌膜所包含的第一区域及第二区域的界面不一定需要明确，而可以是存在各区域的组成比连续性或阶段性变化的部分。换言之，在氧化锌膜中，在厚度方向上，包含相对性铟量的内部的组成比连续性或阶段性变化，如图1等所例示，也可以为能够确认在XPS测定中，形成组成比不同的第一区域及第二区域的程度。而且，如后述那样，关于组成比不同的第一区域及第二区域的形成，可以通过一次溅射步骤的实施予以形成，或者可以通过两次以上的溅射步骤的实施予以形成。即，即使为一次溅射步骤，作为溅射用靶材，使用氧化锌-氧化镓-氧化铟的三元系烧结体，通过适当调整其各成分的配合比例等，如图1等所例示，可连续性地形成在氧化锌膜的与基板侧相反的一侧的表面附近的铟量相对较多的区域(第一区域)、以及在氧化锌膜的内部的铟量相对较少的区域(第二区域)。关于该理由，从上述的马得隆能量的观点来看，推测镓较大，稳定地并入结晶粒，另一方面铟与镓进行比较时为不稳定，除此之外，从共价键半径的观点来看，估计是起因于铟与锌及镓比较时较大。即，由于预测铟对于氧化锌的溶解度小，故推测除了维持结晶构造之外，相对过剩的铟偏析于表面。此外，证实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透明导电性层合体，其特征在于，是在基材的至少一面上具备通过溅射法而形成的氧化锌膜的透明导电性层合体，所述氧化锌膜包含氧化锌，同时掺杂镓及铟，该氧化锌膜中，关于通过面向所述基材的膜厚方向的XPS分析所测定的锌量、镓量、氧量及铟量，作为不均匀浓度分布，包含[In]/[Ga]的值不同的第一区域及第二区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.07 JP 2014-0219811.一种透明导电性层合体，其特征在于，是在基材的至少一面上具备通过溅射法而形成的氧化锌膜的透明导电性层合体，所述氧化锌膜包含氧化锌，同时掺杂镓及铟，该氧化锌膜中，关于通过面向所述基材的膜厚方向的XPS分析所测定的锌量、镓量、氧量及铟量，在将铟量及镓量的表示为[In]及[Ga]时，作为不均匀浓度分布，包含[In]/[Ga]的值不同的第一区域及第二区域，将所述第一区域的[In]/[Ga]的值设为大于所述第二区域的[In]/[Ga]的值，在所述第一区域中，所述[In]/[Ga]的值从表面向内部逐渐减少，同时，在所述第二区域中，所述[In]/[Ga]的值显示为一定值，将包含所述第一区域及所述第二区域而成的所述氧化锌膜的膜厚定为20～300nm的范围内的值，同时，将所述第一区域的膜厚定为0.1～15nm的范围内的值，在所述第一区域中，在将通过XPS的元素分析测定的锌量、镓量、氧量及铟量的总量设为100atom％时，将铟量定为0.11～5atom％范围内的值，在第二区域中，在将通过XPS的元素分析测定的锌量、镓量、氧量及铟量的总量设为100atom％时，将铟量定为0.01～3.5atom％范围内的值，进一步地，将所述氧化锌膜的初始比电阻定为1.1×10-3～1×10-1Ω·cm范围内的值。2.根据权利要求1所述的透明导电性层合体，其特征在于，在所述氧化锌膜中，在将通过XPS的元素分析测定的锌量、镓量、氧量及铟量的总量设为100atom％时，将镓量定为0.1～10atom％范围内的值。3.根据权利要求1所述的透明导电性层合体，其特征在于，在所述第一区域中，在将通过XPS的元素分析测定的锌量、镓量、氧量及铟量的总量设为100atom％时，将锌量定为20～60atom％范围内的值，将镓量定为0.1～10atom％范围内的值，将氧量定为22～79.89atom％范围内的值。4.根据权利要求1所述的透明导电性层合体，其特征在于，在所述第二区域中，在将通过XPS的元素分析测定的锌量、镓量、氧量及铟量的总量设为100...
【专利技术属性】
技术研发人员：原务，永绳智史，永元公市，
申请(专利权)人：琳得科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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