本发明专利技术提供新的透明导电性薄膜叠层膜，其不仅在可见光区的透射率高、且具有低的表面电阻（６～５００Ω／口），而且在波长３８０～４００ｎｍ的可见光短波长区或更短波长的３００～３８０ｎｍ的近紫外区也兼具高的光透射率。金属薄膜１１的表面被透明氧化物薄膜１０、１２覆盖的叠层结构的透明导电膜。透明氧化物薄膜１０、１２是主要由镓、铟和氧构成的非晶质氧化物薄膜、或者是主要由镓和氧构成的非晶质氧化物薄膜，透明氧化物薄膜１０、１２中所含的镓的比例相对于全部金属原子为３５原子％以上１００原子％以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对具有蓝色发光或近紫外发光功能的发光材料或发光装置、将太阳光转换为电力的太阳能电池的透明电极有用的、从近紫外区到可见光区的透射率高、低电阻的透明导电膜材料，特别是作为重视蓝色显色的次生代液晶显示器(LCD)元件、有机或无机电致发光(electro-luminescence，EL)元件等广范围的显示装置、或蓝色或近紫外的发光二极管(LED)元件等的透明电极所使用的透明导电膜以及使用其的透明导电性基材与发光装置。
技术介绍
透明导电膜由于具有高的导电性(例如1×10-3Ωcm以下的电阻率)和在可见光区的高的透射率，除可以用作太阳能电池、液晶显示元件、其它各种受光元件等的电极外，也可作为用于汽车的窗玻璃、建筑物的窗玻璃等的热反射膜、各种防带电膜、冷藏柜等的防雾用的透明发热体使用。透明导电膜中广泛使用掺杂了锑或氟的氧化锡(SnO2)膜、掺杂了铝或镓的氧化锌(ZnO)膜、掺杂了锡的氧化铟(In2O3)膜。特别是掺杂了锡的氧化铟膜即In2O3-Sn系膜，被称作ITO(氧化铟锡)膜，由于容易获得低电阻的透明导电膜，因此是被广泛应用于以LCD为首的各种装置中的最主流的材料。ITO膜是在室温下通过溅射法在基板上成膜，可以得到膜厚200nm、表面电阻25Ω/□左右(电阻率约5×10-4Ωcm)的导电膜。另一方面，提出了与单独的ITO膜不同的透明导电膜，即通过层叠透明氧化物薄膜与金属薄膜而构成的透明导电膜。例如，在专利文献1中提出了一种透明导电膜，其特征在于，以透明氧化物薄膜夹持厚度为5～20nm的银系合金薄膜的3层结构的透明导电膜，其中，所述透明氧化物薄膜是由含一种以上容易与银固溶的金属的氧化物的第1基材以及含一种以上难以与银固溶的金属的氧化物的第2基材所形成的混合氧化物，并且银系合金薄膜是至少含金的银合金，并且进一步提出其特征在于在所述透明氧化物中所含有的第1基材是铟，第2基材是铈(有时记做In-Ce-O膜、ICO膜)。通常，在室温下成膜的膜厚100nm左右的ITO膜的表面电阻为50Ω/□左右，相对于此，膜厚50～100nm的上述叠层膜的表面电阻与银系合金薄膜的膜厚有关，但有可能成为10Ω/□以下，根据情况也可能为5Ω/□以下。近年来，具有蓝色发光或近紫外发光(例如，300～400nm)功能的发光材料或发光装置(例如LED、激光、有机或无机EL)、将太阳光转换为电力的太阳能电池在社会上开始广泛普及(关于近紫外LED，参照非专利文献1和非专利文献2)。这些电子装置中，透明电极也是必不可缺的。专利文献1日本特开平9-176837号公报专利文献2日本特开平7-182924号公报专利文献3日本特开平9-259640号公报非专利文献1应用物理，第68卷(1999年)，第2号，pp.152～155非专利文献2SEI Technical Review，2004年9月号(第165号)、pp.75～78
技术实现思路
专利技术要解决的课题 在以往的重视400～800nm的可见光的发光装置或太阳能电池中，将ITO、ZnO系、SnO2系材料用于透明电极。但是，这些现有材料尽管在400～800nm的可见光区的透射率优异，但对于380nm附近的蓝色光及更短波长的近紫外光，由于吸收而无法充分透射。另外，在上述ICO膜的情形中，在波长380～400nm左右的可见光的短波长区(可见光短波长区)或更短波长的近紫外区(例如，300～380nm)，也存在因吸收而光透射率低的缺点。即使是通过以ITO膜层叠银系薄膜的三层结构或如专利文献1给出的以ICO膜层叠银系薄膜的三层结构得到的低电阻透明导电膜，也同样在波长400nm以下的透射率小。由此，这些现有材料不能用于具有蓝色发光或近紫外发光功能的发光材料或发光装置、将太阳光转换为电力的太阳能电池的透明电极。特别是当透明电极的膜厚变厚时，发光装置的发光效率显著降低。另外，无法将太阳光中的近紫外光取入太阳能电池内。在作为有机EL元件等自发光型元件用的电极使用时、或作为无背光而利用自然光的彩色电子纸的液晶驱动用电极使用时，若将上述现有材料用于透明电极，则由于可见光短波长区的发光效率很低而不优选。另外，在作为蓝色或近紫外的LED或利用激光的装置的电极使用时，也由于在作为使用波长的可见光短波长区或更短波长的近紫外区的光透射率低而不优选。由此，期待开发不仅表面电阻低、而且在可见光短波长区或近紫外区也显示出高的光透射率的叠层结构的透明导电膜。专利文献2中记载了少量掺杂如四价原子这样的异价掺杂剂的镓·铟氧化物(GaInO3)，其透明性增加、折射率匹配被改善，可以实现与以往使用的宽禁带半导体同等程度的电导率。在专利文献3中，作为在与现有已知的GaInO3非常不同的组成范围下具有比GaInO3或In2O3更高的导电性、即具有更低的电阻率与优异的光学特性的透明导电膜，提出了在以Ga2O3-In2O3表示的拟2元体系中，含有15～49原子％的以Ga/(Ga+In)表示的Ga量的透明导电膜。该薄膜是非晶质的、或是由GaInO3、GaInO3和In2O3、GaInO3和Ga2O3等的混合相构成的微晶质，由氧空位或填隙原子等本征晶格缺陷所导致的内因性施主、或III族元素的一部分被IV族元素置换、以及VI族元素的一部分被VII族元素置换的外因性施主的导入所导致高的载体生成成为可能，其结果，可以实现GaInO3或In2O3无法得到的低的电阻率。但是，这些膜基本上是结晶质的薄膜，为了得到充分的特性，必须在高温下成膜。因此，不能将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)等通常的树脂薄膜用作基板，存在用途受到限制的问题。另外，存在在制造工序中对构成装置的其它部件带来热影响的问题。另一方面，本专利技术者在日本专利特愿2004-54816号等中提出了如下非晶质透明导电膜，其特征在于，由Ga、In和O组成、且相对于全部金属原子含有35原子％以上45原子％以下的Ga，在可见光短波长区显示出高的光透射率。该非晶质透明导电膜由于可以在室温下成膜，因此可以排除加热导致的对基板种类的制约和制造工序中的热的影响，在工业上极为有利。但是，该非晶质透明导电膜若要作为显示装置的透明电极来使用，还未达到导电性充分满足的程度。另外，在超出该非晶质透明导电膜的Ga量的上限、即相对于全部金属原子含有超过45原子％的Ga时，尽管可以在可见光的更短波长区得到高的光透射率，但另一方面存在导电性降低的问题。因此，期待改善非晶质透明导电膜的导电性，以发挥其在可见光短波长区具有高光透射率的特点，不仅可以用作有机EL元件或LED元件的透明电极，还可用作具有蓝色发光或近紫外发光功能的发光材料或发光装置、将太阳光转换为电力的太阳能电池的透明电极。本专利技术是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供如下的新的透明导电性薄膜叠层膜不仅可见光区的透射率高、且具有低的表面电阻(6～500Ω/□)，而且在波长380～400nm的可见光短波长区或更短波长的300～380nm的近紫外区也兼具高的光透射率。解决课题的手段专利技术者们为了达成上述目的，着眼于金属薄膜的表面被透明氧化物薄膜覆盖的叠层结构的透明导电膜，该透明氧化物薄膜是主要由镓、铟和氧构成的非晶质氧化物薄膜、或者是主要由镓和氧构成的非晶质氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透明导电膜，是金属薄膜的表面被透明氧化物薄膜覆盖的叠层结构的透明导电膜，其特征在于，该透明氧化物薄膜是主要由镓、铟和氧构成的非晶质氧化物薄膜、或是主要由镓和氧构成的非晶质氧化物薄膜，该透明氧化物薄膜中所含的镓的比例相对于全部金属原子为３５原子％以上１００原子％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-9-13 265528/2004;JP 2005-8-31 252788/20051.一种透明导电膜，是金属薄膜的表面被透明氧化物薄膜覆盖的叠层结构的透明导电膜，其特征在于，该透明氧化物薄膜是主要由镓、铟和氧构成的非晶质氧化物薄膜、或是主要由镓和氧构成的非晶质氧化物薄膜，该透明氧化物薄膜中所含的镓的比例相对于全部金属原子为35原子％以上100原子％以下。2.一种透明导电膜，是以透明氧化物薄膜夹持金属薄膜的3层结构的透明导电膜，其特征在于，该透明氧化物薄膜是主要由镓、铟和氧构成的非晶质氧化物薄膜、或是主要由镓和氧构成的非晶质氧化物薄膜，该透明氧化物薄膜中所含的镓的比例相对于全部金属原子为35原子％以上100原子％以下。3.根据权利要求1或2所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜由具有选自银、金、铂、钯、铑、铱、钌、锇、镍、铜、铝中的一种以上元素作为主要成分的单层构成，或者由不同组成的二种以上该单层膜的叠层构成。4.根据权利要求3所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜是以银为主要成分、并以0.1原子％以上4.0原子％以下的比例含有金的银合金。5.根据权利要求4所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜是以银为主要成分、并以0.1原子％以上2.5原子％以下的比例含有金、以0.1原子％以上1.0原子％以下的比例含有铜的银合金。6.根据权利要求3所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜是镍与金的叠层膜。7.根据权利要求1～6任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜的厚度为1nm以上20nm以下。8.根据权利要求7所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜的厚度为5nm以上20nm以下。9.根据权利要求2所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜的厚度为1nm以上20nm以下，该金属薄膜含有96原子％以上的银、金、铂、钯、铑、铱、钌、锇中的任一种金属元素。10.根据权利要求9所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜是含有0.1原子％以上4.0原子％以下的金的银合金。11.根据权利要求9所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属薄膜是含有0.1原子％以上2.5原子％以下的金、并且含有0.1原子％以上...
【专利技术属性】
技术研发人员：中山德行，阿部能之，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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