本发明专利技术提供一种对光透明的金属电极，其是具备透明基板和具有多个开口部的金属电极层而构成的光透射型金属电极。该金属电极层无裂缝地连续，并且，未被上述开口部阻碍的连续的金属部位的直线距离小于等于所利用的可见光区域波长３８０ｎｍ～７８０ｎｍ的１／３的部位占全部面积的９０％以上，平均开口部直径处于大于等于１０ｎｍ、小于等于入射光的波长的１／３的范围，上述开口部的中心间间距处于大于等于平均开口部直径、小于等于入射光的波长的１／２的范围，进而上述金属电极层的膜厚处于大于等于１０ｎｍ小于等于２００ｎｍ的范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光透射型金属电极。更详细而言，本专利技术涉及具有极 微细结构的光透射型金属电极。本专利技术还涉及这样的光透射型金属电 极的制造方法。
技术介绍
在光、特别是可见光的区域中呈现透射型、同时具有作为电极的 功能的光透射型金属电极主要被广泛利用在电子产业中。例如，当前，在市场上流通的显示器中的、阴极射线管型显示器、除了所谓CRT 型的所有显示器都使用电气驱动方式，所以需要光透射型金属电极。 随着以近年来的液晶显示器、等离子显示器为代表的平板显示器的急 速普及，透明电极的需求量也急速增加。在与使光透射的电极相关的研究的初始阶段，有关通过将Au、 Ag、 Pt、 Cu、 Rh、 Pd、或Cr等金属薄膜制作成3 15nm左右的非 常薄的膜厚，使对光具有某种程度的透射性的电极的技术成为主流。 为了提高耐久性，通过对透明的电介质进行层叠、夹持等处理来使用 这些极薄的金属膜。但是，由于这些材料是金属，所以电阻值与光的 透射率处于的权衡关系，在实现各种设备的实用化的基础上，无法得到充分的膜特性。因此，研究的主流转移到氧化物半导体。当前，实 用的电子用途的光透射型金属电极大部分是氧化物类半导体类材料， 例如一般使用对氧化铟作为掺加剂添加了锡的氧化铟锡(以下称为 ITO)。但是，对光的透射性与电阻值的权衡这样的关系是即使在氧化物 半导体类的材料中也是本质上存在的问题，其仅仅将议论的对象从透 射率伴随金属的膜厚增加而减少这样的问题改变到透射率伴随载流子密度的增加而减少这样的问题，其详细内容将在后面叙述。如上所述，在广泛的用途中光透射型金属电极的需求今后也将继续扩大，可以举出几个将来性的课题。第一，被用作材料的铟的枯竭成为问题。即，随着以薄型显示器等为代表的显示器的需求急速增加，当前作为光透射型金属电极而在广泛的用途中使用的ITO中的主材料、即铟将在世界范围内枯竭。因 此，实际上引起作为稀有金属的铟的枯竭和与其相伴的材料费的高 涨，而成为重大的忧虑点。针对这样的问题点，例如在通过溅射法来制造ITO膜的工序中， 为了将ITO耙的利用效率提高至极限，还进行再次利用附着在真空腔 内的ITO膜的研究。但是，这样的对策只不过延緩了铟枯竭，并未从 本质上解决了问题点。从这样的背景出发，进行着无铟的透明电极的 开发，但即使是氧化锌类、还是氧化锡类等，也未达到超过现状的ITO 的特性。第二，如果以提高氧化物半导体类材料的导电性为目的而增加栽流子密度，则产生长波长侧的反射率增加、即透射率减少这样的问题 点。其理由如下所述。物质根据其电子状态而有存在能隙的物质和不存在能隙的物质。 在存在能隙的物质中，基于比该能隙小的能量的光照射而不产生电子 的能带之间迁移，不吸收光。因此，在将波长380nm 780nm的可见 光作为对象进行考虑的情况下，能隙大于3.3e的物质相对该光成为透 明。一般物质根据价电子带和传导带的能带的能隙的宽度，被分类成 导体、半导体或绝缘体。即，被分类成带隙相对小的物质是以金属为代表的导体，相反相对大的物质是绝缘体，位于其中间的物质是半导 体。其中被分类成半导体的氧化物类半导体在该点中，物质中的化学 键的离子性强，所以一般带隙大，且在可见光区域中的短波长侧易于 满足该条件，而在长波长侧透射率易于降低。而且，在希望将该氧化 物类半导体用于光透射型电极的情况下，通过添加承担电流、即电子的漂移运动的载流子，呈现针对上述可见光的透射性与导电性。例如，在ITO中向111203添加Sn02而作为添加剂。在这样在氧化物类半导 体中，通过增加载流子密度，可以实现低电阻率化，但与此同时从长 波长侧在整个膜上产生金属性的举动、即透射率降低。由于这样的现 象，在上述氧化物类半导体的光透射型电极的电阻率中存在下限。鉴于这样的状况，也尝试了降低光透射型金属电极的电阻率。例 如，在透明基板上制作出具有厚度小于等于15fim、线宽度小于等于 25jim、开口部50nm 2.5mm的结构的金属网状电极，在开口部位填 充透明树脂膜，在这些的整个上面制成ITO膜(例如参照专利文献l)。 但是，即使在这样的手法中，金属网状电极部也仅承担ITO膜的辅助 作用，并未解决上述问题。根据以上那样的课题，期望作为光透射型电极的材料，使用了具 有通用性且无需担心枯竭、同时可以维持低电阻率、即高导电性的导 电性材料的光透射型金属电极。专利文献1:日本特开2005 - 332705号专利文献2:日本特开2005 - 279807号专利文献3:美国专利第6，565，763号说明书非专利文献1: C.Harrison等，Physical Review E， 66,011706 (2002 )
技术实现思路
在将金属材料用作光透射型电极材料的情况下，由于金属材料是 传导体，所以对光进行等离子反射。因此，为了通过金属材料得到透 射性，在以往不得不采用非常薄的膜，近年来上述那样的问题并未成 为其研究对象。本专利技术的目的在于提供一种光透射型电极，与以往的 想法相反，使用导电性高的金属，同时一并具有对光的透射性。本专利技术的光透射型金属电极，具备透明基板以及形成在其表面上 的金属电极层而构成，其特征在于，上述金属电极层具有贯通上述层的多个开口部，上述金属电极层的金属部位的任意2点之间无裂缝地连续， 上述金属电极层中的、未被上述开口部阻碍的连续的金属部位的直线距离小于等于所利用的可见光域波长380nm 780nm的波长的1/3的部位占全部面积的90%以上，平均开口部直径处于大于等于10nm、小于等于上述光的波长的3分之1的范围，上述开口部的中心间间距处于大于等于平均开口部直径、小于等 于上述光的波长的1/2的范围，上述金属电极层的膜厚处于大于等于10nm小于等于200nm的范围。另外，本专利技术的第l光透射型金属电极的制造方法是上述光透射 型金属电极的制造方法，其特征在于，包括如下的步骤生成嵌段共聚物膜的相分离形状即点状的微小区域，以上述微小 区域的图案作为掩模而进行蚀刻，从而形成具有开口部的金属电极 层。另外，本专利技术的第2光透射型金属电极的制造方法是上述光透射 型金属电极的制造方法，其特征在于，包括如下的步骤 准备透明基板，在上述透明基板上形成有机聚合物层，在上述有机聚合物层上形成无机物层，在上述无机物层上生长嵌段共聚物膜的点状的微小区域，通过将上述嵌段共聚物微小区域图案转印到上述有机聚合物层 以及上述无机物层而在透明基板的表面形成包括有机聚合物和无机 物的柱状结构，在上述形成的柱状结构的间隙部位制作金属层，去除上述有机聚合物。另外，本专利技术的显示装置的特征在于，具备上述光透射型金属电 极而成。根据本专利技术，通过将金属用作电极的导电性材料，提供一种维持低电阻率、同时透明性高的光透射型金属电极。该光透射型金属电极 通过其特定的微细结构来实现高的透明性，所以可以从广泛的范围选 择用作材料的金属，因此无需使用以往使用的稀有金属的氧化物材 料，而提供通用性高且廉价的光透射型金属电极。进而，还可以打破限。附图说明图1是示出具有开口部的光透射型金属电极的图案的一个例子的图。图2是示出具有实施方式的开口部的光透射型金属电极的图案 的一个例子的电子显微镜照片。图3是示出具有实施方式的开口部的光透射型金属电极的制作 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光透射型金属电极，具备透明基板以及形成在其表面上的金属电极层而构成，其特征在于， 上述金属电极层具有贯通上述层的多个开口部， 上述金属电极层的金属部位的任意２点之间无裂缝地连续， 上述金属电极层中的、未被上述开口部阻碍的连续的金属部位的直线距离小于等于所利用的可见光域波长３８０ｎｍ～７８０ｎｍ的波长的１／３的部位占全部面积的９０％以上， 平均开口部直径处于大于等于１０ｎｍ、小于等于上述光的波长的３分之１的范围， 上述开口部的中心间间距处于大于等于平均开口部直径、小于等于上述光的波长的１／２的范围， 上述金属电极层的膜厚处于大于等于１０ｎｍ小于等于２００ｎｍ的范围。
【技术特征摘要】
JP 2007-9-21 2007-2451671. 一种光透射型金属电极，具备透明基板以及形成在其表面上的金属电极层而构成，其特征在于，上述金属电极层具有贯通上述层的多个开口部，上述金属电极层的金属部位的任意2点之间无裂缝地连续，上述金属电极层中的、未被上述开口部阻碍的连续的金属部位的直线距离小于等于所利用的可见光域波长380nm～780nm的波长的1/3的部位占全部面积的90％以上，平均开口部直径处于大于等于10nm、小于等于上述光的波长的3分之1的范围，上述开口部的中心间间距处于大于等于平均开口部直径、小于等于上述光的波长的1/2的范围，上述金属电极层的膜厚处于大于等于10nm小于等于200nm的范围。2. 根据权利要求1所述的光透射型金属电极，其特征在于，上 述金属电极层包含等离子频率比向上述光透射型金属电极入射的光 的频率还高的材料。3. 根据权利要求1所述的光透射型金属电极，其特征在于，上 述金属电极层是从包括铝、银、铂、镍以及钴的组...
【专利技术属性】
技术研发人员：堤荣史，藤本明，浅川钢儿，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。