透明导电膜及其制造方法技术

本发明专利技术提供即使在ＺｎＯ系透明导电薄膜的膜厚小的情况下（特别是膜厚为１００ｎｍ左右以下的情况下）也可以显示出低电阻值并且在湿热环境下电阻值的变化率也很小的透明导电膜及其制造方法。本发明专利技术的透明导电膜是含有有机高分子膜基材（１）的透明导电膜，其特征在于，具有：形成于有机高分子膜基材（１）上的可见光透过率高的第一氧化物薄膜（２）、形成于第一氧化物薄膜（２）上的ＺｎＯ系透明导电薄膜（３），第一氧化物薄膜（２）在形成ＺｎＯ系透明导电薄膜（３）之前的氧量为化学计量值的６０～９０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有有机高分子膜基材的。本发 明的透明导电膜例如可以用于触摸面板用透明电极或薄膜太阳能电池用电极等电极用途中。此外，还可以用于液晶显示器、电致发光(EL)显示 器等新的显示器方式的透明电极或透明物品的防静电或电磁波屏蔽等中。
技术介绍
近年来，在触摸面板、液晶显示器面板、有机EL (OLED)面板、电 致发光面板、电子纸元件等中，从使用了以往的带透明电极的玻璃基板的 元件变为使用了在透明塑料膜上设置透明电极而成的膜基板的元件，需求 正在不断变化。另外，作为透明电极材料来说，现在ITO为主流，然而由 于作为其主要原料的In元素有可能枯竭，因此在资源上丰富的ZnO系的 透明导电膜受到关注。透明电极用途的ZnO系导电膜的主流是掺杂了 Ga的GZO薄膜、掺 杂了A1的AZ0薄膜，对于其成膜方法研究过磁控溅射法、脉冲激光器淀 积(PLD)法、反应性等离子体蒸镀(RPD)法、喷雾法等。所得的特性 逐渐地接近ITO膜，作为相对电阻率值也报告过10—SQcm左右的良好的 值。耐热性'耐湿热性等耐久性也逐渐地接近ITO膜。但是，这些报告的 大部分都是在玻璃板等具有耐热性的基板上以30(TC左右的高温成膜，而 且仅研究了膜厚为200 500nm左右的相当厚的膜。另一方面，作为形成ZnO系导电膜的基板，也研究过使用通用的有机 高分子膜基材，然而对于有机高分子膜基材的情况，可以加热的温度通常 来说为180。C以下。另外，在将基材的温度设定为18(TC以下，形成膜厚 100nm左右的薄的ZnO系导电膜的情况下，只能得到如下的膜，即，与 膜厚为200nm以上的厚的导电膜相比相对电阻率值更高，加湿热试验时的 电阻变化也非常大(非专利文献l)。3特别是在使用AZO、 GZO等氧化物靶材利用溅射法形成ZnO系透明 导电膜的情况下，即使作为溅射气体仅使用Ar气来成膜，由于氧化物耙 材中所含的氧量多，因此如果以18(TC以下的基材温度来成膜，也会形成 氧过多膜。由此，只能得到相对电阻率值高、加湿热试验时的电阻变化也 非常大的膜。另外，在有机高分子膜基材(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯基材PET 基材)上形成AZO膜的情况下，提出过通过在PET基材与AZO膜之间 形成类玻璃层(氧化铝膜)来降低相对电阻率值的方案(非专利文献2)。非专利文献1第67次应用物理学会学术演讲会预稿集 31p—ZE— 8 "ZnO系透明导电膜的电特性的耐湿性的膜厚依赖性"非专利文献2第67次应用物理学会学术演讲会预稿集 31p—ZE— 19 "利用PLD法在PET基板上制作的氧化锌系透明导电膜"非专利文献2的类玻璃层(氧化铝膜)是使用具有化学计量的氧组成 的氧化铝材料以PLD法形成的膜，需要是200nrn以上的厚膜且表面平滑 的类玻璃膜。而且，仅在形成于其上的AZO膜的厚度大的情况下(225nm)， 才能发挥效果。另外，在有机高分子膜基材上形成了 ZnO系透明导电薄膜的情况下， 判明透明导电薄膜的电阻值或耐湿热特性等会因从膜中产生的氧等气体 或水分等而变差。即，在透明导电薄膜中因氧缺乏而形成供体，而如果氧 被过多地纳入膜中，则由于供体减少，因此电子密度降低，电阻值变高。 另外，由于如果氧空穴少，则不能借助空穴良好地进行原子的重排或结晶 化，因此会导致电阻值或耐湿热特性的劣化。特别是在形成100nm以下的 薄的ZnO系透明导电薄膜的情况下，该影响很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供，是具有有机高分 子膜基材和ZnO系透明导电薄膜的透明导电膜，即使在该ZnO系透明导 电薄膜的膜厚小的情况下(特别是膜厚在100nm以下的情况)，也会显示 出低电阻值，并且在湿热环境下电阻值的变化率也很小。本专利技术人为了达成上述的目的进行了深入研究，结果发现，利用下面所示的可以达成上述目的，从而完成了本专利技术。艮P，本专利技术的透明导电膜是含有有机高分子膜基材的透明导电膜，其 特征在于，具有形成于所述有机高分子膜基材上的可见光透过率高的第一氧化物薄膜、形成于所述第一氧化物薄膜上的ZnO系透明导电薄膜，所述 第一氧化物薄膜在形成所述ZnO系透明导电薄膜之前的氧量为化学计量 值的60 90%。而且，本专利技术中，所谓"可见光透过率高"是指，基于JISK7361测 定的可见光透过率为80%以上。本专利技术的透明导电膜在有机高分子膜基材与ZnO系透明导电薄膜之 间，夹设有在形成所述ZnO系透明导电薄膜之前的氧量为化学计量值的 60 90%的第一氧化物薄膜。在如此构成的情况下，可以推测，即使用于 形成ZnO系透明导电薄膜的氧化物靶材自身的氧过多，在形成ZnO系透 明导电薄膜的过程中，成为基底的所述第一氧化物薄膜也会变为将氧吸收 的状态，从而以氧不足状态形成ZnO系透明导电薄膜。这样，即使ZnO 系透明导电薄膜的膜厚为100nm以下，也会显示出低电阻值，并且由于可 以良好地进行原子的重排或结晶化，因此即使在湿热环境下电阻值的变化 率也很小，耐湿热性变得良好。而且，在形成所述ZnO系透明导电薄膜之 前的氧量小于化学计量值的60%的氧化物薄膜中，不仅成膜变得不稳定， 而且光吸收增大而使可见光透过率降低，因此有可能无法作为透明导电膜 来使用。所述第一氧化物薄膜的该薄膜中的氧量优选为化学计量值的60 90 %的范围，更优选为65 75%的范围。如果是该范围内，则不仅可以确保 透明性，而且可以进一步降低电阻值。另外，还可以进一步减小湿热环境 下的电阻值的变化率。所述ZnO系透明导电薄膜相对于在所述第一氧化物薄膜上刚刚形成 之后的电阻值(Ro)，在大气中15(TC下加热1小时后的电阻值(R》优 选降低10%以上，更优选降低20%以上，进一步优选降低20 40%。如 果是该范围内，则由于以氧不足状态形成ZnO系透明导电薄膜，因此可以 显示出低电阻值，并且即使在湿热环境下也可以减小电阻值的变化率。而 且，为了将电阻变化率控制在上述范围内，例如只要如后所述，利用反应性双耙磁控溅射法(Dual Magnetron Sputter),在使用等离子体发射监视控 制器(PEM)控制阻抗的同时形成第一氧化物薄膜之时，将阻抗的控制值 (设定点SP)设定为给定的范围中，在有机高分子膜基材上，形成氧量 为化学计量值的60 90%的第一氧化物薄膜，然后，在该第一氧化物薄膜 上，如后所述地形成ZnO系透明导电薄膜即可。所述ZnO系透明导电薄膜优选为掺杂了选自Al、 Ga、 B及In中的一 种或两种元素的ZnO薄膜。这是因为，透明性及导电性的提高会变得容易。所述第一氧化物薄膜优选为氧化铝薄膜或氧化硅薄膜。这是因为，低 折射率性、低内部应力性、高生产性、高防湿性及与ZnO系薄膜的匹配性 都会变得良好。本专利技术中，也可以还具有形成于所述ZnO系透明导电薄膜上的可见光 透过率高的第二氧化物薄膜。这是因为，该第二氧化物薄膜成为保护层， 可以保护ZnO系透明导电薄膜。所述第二氧化物薄膜在气氛温度4(TC相对湿度90%的条件下利用 Mocon法测定的水蒸气透过率优选为1.0g/m2天以下，更优选为0.5g/m2 天以下。在上述ZnO系透明导电薄膜的膜厚为100nm以下的情况下，在 大气中或加湿热试验中，就会有水分沿着ZnO系透明导电薄膜的表面或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明导电膜，其是含有有机高分子膜基材的透明导电膜，其特征在于，　具有：形成于所述有机高分子膜基材上的可见光透过率高的第一氧化物薄膜、以及形成于所述第一氧化物薄膜上的ＺｎＯ系透明导电薄膜，　所述第一氧化物薄膜在形成所述ＺｎＯ系 透明导电薄膜之前的氧量为化学计量值的６０～９０％。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐和明，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]