JP6314463B2 - 透明導電体 - Google Patents
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
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Description
[1]透明基板と、前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第一高屈折率層と、透明金属膜と、前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含む第二高屈折率層と、をこの順に含む透明導電体であって、前記第一高屈折率層または前記第二高屈折率層のうち、少なくとも一方の層がZnSと、波長570nmの光の屈折率が1.5以上であり、かつ酸化物、フッ化物、及び窒化物からなる群から選ばれる高屈折率化合物との混合物を含むアモルファス層である、透明導電体。
[2]前記高屈折率化合物が、TiO2、ITO、ZnO、Nb2O5、ZrO2、CeO2、Ta2O5、Ti3O5、Ti4O7、Ti2O3、TiO、SnO2、La2Ti2O7、IZO、AZO、GZO、ATO、ICO、IGZO、Bi2O3、GeO2、WO3、HfO2、a−GIO、In2O3、Y2O3、MGOからなる群から選ばれる1種以上の化合物である、[1]に記載の透明導電体。
[3]前記透明金属膜が、所定の形状にパターニングされた金属パターンである、[1]または[2]に記載の透明導電体。
透明導電体100に含まれる透明基板1は、各種表示デバイスの透明基板と同様でありうる。透明基板1は、ガラス基板や、セルロースエステル樹脂(例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース等)、ポリカーボネート樹脂(例えばパンライト、マルチロン(いずれも帝人社製))、シクロオレフィン樹脂(例えばゼオノア(日本ゼオン社製)、アートン(JSR社製)、アペル(三井化学社製))、アクリル樹脂(例えばポリメチルメタクリレート、「アクリライト(三菱レイヨン社製)、スミペックス(住友化学社製))、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート)、ポリエーテルスルホン、ABS/AS樹脂、MBS樹脂、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール/EVOH(エチレンビニルアルコール樹脂)、スチレン系ブロックコポリマー樹脂等からなる透明樹脂フィルムでありうる。透明基板1が透明樹脂フィルムである場合、当該フィルムには2種以上の樹脂が含まれてもよい。
第一高屈折率層2は、透明導電体100の導通領域aに少なくとも形成される層である。透明導電体100に第一高屈折率層2及び後述の第二高屈折率層4が含まれると、透明金属膜3が成膜されている領域の表面反射が抑制され、透明導電体100の光の透過性が高まる。第一高屈折率層2は、透明導電体100の絶縁領域bにも形成されていてもよいが、導通領域a及び絶縁領域bからなるパターンを視認され難くするとの観点から、導通領域aのみに形成されていることが好ましい。
透明金属膜3は、透明導電体100において電気を導通させるための膜である。透明金属膜3は、前述のように、透明基板1の全面に形成されていてもよく、また所望の形状にパターニングされていてもよい。
第二高屈折率層4は、透明導電体100の導通領域aに少なくとも形成される層である。前述のように、透明導電体100に第一高屈折率層2及び第二高屈折率層4が含まれると、透明金属膜3が成膜されている導通領域aにおける光の表面反射が抑制され、透明導電体100の光透過性が高まる。第二高屈折率層4は、透明導電体100の絶縁領域bにも形成されていてもよいが、導通領域a及び絶縁領域bからなるパターンを視認され難くするとの観点から、導通領域aのみに形成されていることが好ましい。
前述のように、透明導電体100には、透明金属膜3の成膜時に成長核となる下地層が含まれてもよい。下地層は、透明金属膜3より基板1側、かつ透明金属膜3に隣接して形成された層;つまり、第一高屈折率層2と透明金属膜3との間に成膜された層でありうる。下地層は、少なくとも透明導電体の導通領域aに形成されていることが好ましく、透明導電体100の絶縁領域bに成膜されていてもよい。
前述の第一高屈折率層2または第二高屈折率層4にZnSが含まれる場合、第一高屈折率層2と透明金属膜3との間、もしくは透明金属膜3と第二高屈折率層4との間に、硫化防止層が含まれてもよい。硫黄を含む第一高屈折率層2上に透明金属膜3を直接成膜すると、透明金属膜3の成膜時に未反応の硫黄等が透明金属膜3の材料と反応することがある。一方、透明金属膜3上に硫黄を含む第二高屈折率層4を直接成膜すると、第二高屈折率層4の成膜雰囲気中に含まれる硫黄と透明金属膜3中の金属とが反応することがある。そして、透明金属膜3の金属が硫化されると、透明金属膜3が着色し、透明金属膜3の光透過性が低下しやすい。これに対し、第一高屈折率層2と透明金属膜3との間、もしくは透明金属膜3と第二高屈折率層4との間に硫化防止層が含まれると、透明金属膜3の硫化が抑制され、透明導電体100の光透過性が高まりやすい。硫化防止層は、透明導電体100の絶縁領域bにも形成されていてもよいが、導通領域a及び絶縁領域bからなるパターンを視認され難くするとの観点から、導通領域aのみに形成されていることが好ましい。
金属窒化物の例には、Si3N4、AlN等が含まれる。
前述のように、本発明の透明導電体100には、第二高屈折率層4上に、透明導電体の導通領域aの光透過性を調整する低屈折率層(図示せず)が含まれてもよい。低屈折率層は、透明導電体100の導通領域aにのみ成膜されていてもよく、透明導電体100の導通領域a及び絶縁領域bの両方に成膜されていてもよい。
前述のように、本発明の透明導電体100には、低屈折率層上にさらに、透明導電体の導通領域aの光透過性を調整する第三高屈折率層が含まれてもよい。第三高屈折率層は、透明導電体100の導通領域aにのみ成膜されていてもよく、透明導電体100の導通領域a及び絶縁領域bの両方に成膜されていてもよい。
第三高屈折率層に含まれる誘電性材料または酸化物半導体材料の波長570nmの光の具体的な屈折率は1.5より大きいことが好ましく、1.7〜2.5であることがより好ましく、さらに好ましくは1.8〜2.5である。誘電性材料または酸化物半導体材料の屈折率が1.5より大きいと、第三高屈折率層によって、透明導電体100の導通領域aの光透過性が十分に調整される。なお、第三高屈折率層の屈折率は、第三高屈折率層に含まれる材料の屈折率や、第三高屈折率層に含まれる材料の密度で調整される。
また、第三高屈折率層がパターニングされた層である場合、パターニング方法は特に制限されない。第三高屈折率層は、例えば、所望のパターンを有するマスク等を被成膜面に配置して、気相成膜法でパターン状に成膜された層であってもよく;例えばフォトリソグラフィー法等、公知のエッチング法によってパターニングされた膜であってもよい。フォトリソグラフィー法等でエッチングする場合、エッチング液は、無機酸または有機酸のいずれでもありうるが、シュウ酸、塩酸、塩化鉄、酢酸、またはリン酸、またはこれらの混合物であることがより好ましい。
本発明の透明導電体の波長450〜800nmの光の平均透過率は、導通領域a及び絶縁領域bのいずれにおいても83%以上であることが好ましく、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは88%以上である。上記波長範囲における平均透過率が83%以上であると、透明導電体を、可視光に対して高い透明性が要求される用途に適用することができる。
前述の透明導電体は、液晶、プラズマ、有機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッションなど各種方式のディスプレイをはじめ、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子など様々なオプトエレクトロニクスデバイスの基板等に好ましく用いることができる。
シクロオレフィンポリマーからなるフィルム上に、下記の方法で、第一高屈折率層(ZnS−TiO2)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ZnS−TiO2)をこの順に、それぞれ下記の方法で積層した。その後、当該積層体を下記の方法でパターニングした。各層の厚みは、J.A.Woollam Co.Inc.製のVB−250型VASEエリプソメーターで測定した。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図4に示す。
前記透明基板上にシンクロン製のBMC−800T蒸着機にてZnSとTiO2とを共蒸着した。ZnSを抵抗加熱、成膜レート10Å/sで成膜した。同時にTiO2をEB蒸着、成膜レートは2Å/sで成膜した。ZnSとTiO2との比率(質量比)は、80:20であり、第一高屈折率層の屈折率は2.37であった。得られた透明導電体の透過領域の分光特性を図4に示す。
前記第一高屈折率層上に、シンクロン製のBMC−800T蒸着機を用いて、抵抗加熱でAgを7.2nm成膜した。Agは抵抗加熱、成膜レートは5Å/sとした。
前記透明基板上にシンクロン製のBMC−800T蒸着機にてZnSとTiO2とを共蒸着した。ZnSを抵抗加熱、成膜レート10Å/sで成膜した。同時にTiO2をEB蒸着、成膜レートは2Å/sで成膜した。ZnSとTiO2との比率(質量比)は、80:20であり、第一高屈折率層の屈折率は2.37であった。
得られた積層体上にレジスト層をパターン状に成膜し、第一高屈折率層、透明金属膜、及び第二高屈折率層を図3に示されるパターン(複数の導通領域aと、これを区切るライン状の絶縁領域bとを含むパターン)状にエッチング液(Clean Etch 102:林純薬製)でパターニングした。絶縁領域には、透明基板のみが含まれるものとした。また、ライン状の絶縁領域bの幅は16μmとした。
コニカミノルタ製HC付きTACフィルム上に、第一高屈折率層(ZnS−Y2O3)/透明金属膜(Ag−Ge合金)/第二高屈折率層(ZnS−Y2O3)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、以下のようにマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、Ag−Ge合金(Ag:Ge 99at%:1at%)を以下のように、対向スパッタ装置で成膜した。
そして、得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図5に示す。
大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O2 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート3.0Å/sでZnS−Y2O3をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった。ZnSとY2O3との比率(質量比)は、80:20とした。
FTSコーポレーション社の対向スパッタ機を用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力1300Wで、Ag−Ge合金を対向スパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった。
きもと製両面CHC付きPET(125μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−Nb2O5)/透明金属膜(APC−SR合金)/第二高屈折率層(ZnS−Nb2O5)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをZnS−Nb2O5(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。 透明金属膜は、ターゲットをAPC−SR合金(フルヤ金属社製)とした以外は、以下のように、マグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして、得られた積層体をエッチング液(clean etch 102:林純薬社製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図6に示す。
前記第一高屈折率層上に、大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.5Pa、室温下、ターゲット側電力150W、APC−SR合金(フルヤ金属社製)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった。
ポリカーボネートからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−IZO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層は、ターゲットを(ZnS−IZO(80:20))に変更した以外は、実施例2の第一高屈折率層と同様に、マグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
第二高屈折率層は、ターゲットをGZOとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(pure etch 100:林純薬社製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図7に示す。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ZnS−CeO2)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(IGZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、それぞれターゲットをZnS−CeO2(質量比80:20)、及びIGZOとした以外は実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAgとした以外は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図8に示す。
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(IZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、それぞれターゲットをZnS−ZnO(質量比80:20)、及びIZOとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図9に示す。
薄ガラスからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−SiO2−GeO2)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ITO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、それぞれターゲットをZnS−SiO2−GeO2(質量比80:5:15)、及びITOとした以外は実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAgとした以外は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体を、エッチング液(SEA−5:関東化学社製)及びエッチング液(pure etch 100:林純薬社製)の混合液(質量比1:1)にて40℃でエッチングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図10に示す。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(Nb2O5)/下地層(Pd)/透明金属膜(Ag−Bi−Ge−Au合金)/第二高屈折率層(ZnS−SnO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、それぞれターゲットをNb2O5、及びZnS−SnO2(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
下地層は、以下の方法で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAg−Bi−Ge−Au合金(98.35at%:0.35at%:0.3at%:1at%)とした以外は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の透過領域の分光特性を図11に示す。
真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、パラジウムを0.2秒間成膜し、平均厚み0.1nmの下地層を形成した。下地層の平均厚みはスパッタ装置のメーカー公称値の成膜速度から算出した。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/第一硫化防止層(ZnO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二硫化防止層(ZnO)/第二高屈折率層(ZnS−ZnO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ZnO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層及び第二硫化防止層は、以下のように、マグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O2 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力150W、成膜レート1.1Å/sでZnOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった
そして得られたエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図12に示す。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ZnS−HfO2)/第一硫化防止層(SiO2)/透明金属膜(Ag)/第二硫化防止層(SiO2)/第二高屈折率層((ZnS−HfO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、以下のように、蒸着装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例1と同様に蒸着装置で成膜した。
第一硫化防止層及び第二硫化防止層は、以下のように蒸着装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図13に示す。
シンクロン製のBMC−800T蒸着機にてZnSとHfO2を共蒸着した。ZnSを抵抗加熱、成膜レート10Å/sで成膜し、同時にHfO2をEB蒸着、成膜レート4Å/sで成膜した。
(第一硫化防止層及び第二硫化防止層(SiO2))
シンクロン製のBMC−800T蒸着機にて、SiO2をEB蒸着した。成膜レートは0.3Å/sとした。
きもと製両面CHC付きPET(50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−GZO)/第一硫化防止層(IZO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二硫化防止層(ZnO)/第二高屈折率層(ZnS−GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−GZO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層及び第二硫化防止層は、ターゲットをIZOとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(pure etch 100:林純薬社製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図14に示す。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ZnS−ITO)/第一硫化防止層(ZnO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二硫化防止層(IGZO)/第二高屈折率層(ZnS−ITO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ITO(質量比90:10)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層及び第二硫化防止層は、ターゲットをそれぞれ、ZnO、及びIGZOとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAPC−TR合金(フルヤ金属社製)とした以外は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した
そして得られた積層体をエッチング液(Clean Etch 102:林純薬製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図15に示す。
薄ガラスからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−AZO)/透明金属膜(APC合金)/第二硫化防止層(ZnO)/第二高屈折率層(ZnS−AZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−AZO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第二硫化防止層は、ターゲットをZnOとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAPC合金(フルヤ金属社製)とした以外は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(pure etch 100:林純薬社製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図16に示す。
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−TiO2)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二硫化防止層(ZnO)/第二高屈折率層(ZnS−GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−TiO2(質量比80:20)、及びZnS−GZO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第二硫化防止層は、実施例13と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(pure etch 100:林純薬社製)でパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図17に示す。
ポリカーボネートからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−IZO)/透明金属膜(Ag−Pd合金)/第二硫化防止層(AlN)/第二高屈折率層(ZnS−SiO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−IZO(質量比80:20)、及びZnS−SiO2(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第二硫化防止層は、ターゲットをAlNとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAg−Pd合金(99at%:1at%)とした以外は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図18に示す。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−GZO)/第一硫化防止層(Ga2O3)/透明金属膜(Ag−Bi合金)/第二高屈折率層(ZnS−GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−GZO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層は、ターゲットをGa2O3とした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAg−Bi合金(99at%:1at%)とした以外は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図19に示す。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/第一硫化防止層(GZO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(ZnS−ZnO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ZnO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層は、ターゲットをGZOとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
そして得られた積層体をエッチング液(SEA−5:関東化学社製)で40℃にてパターニングした。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図20に示す。
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−Ta2O5)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ZnS−SiO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、以下の方法により蒸着装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例1と同様に蒸着装置で成膜した。得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図21に示す。
第一高屈折率層は、シンクロン製のBMC−800T蒸着機にてZnS−Ta2O5(質量比30:70)を共蒸着した。ZnSを抵抗加熱、成膜レート10Å/sで成膜し、同時にTa2O5をEB蒸着で、成膜レートは3Å/sで成膜した。
第二高屈折率層は、シンクロン製のBMC−800T蒸着機にてZnS−SiO2(質量比80:20)を共蒸着した。ZnSを抵抗加熱、成膜レート10Å/sで成膜し、同時にTiO2をEB蒸着で、成膜レートは2Å/sで成膜した。
ポリカーボネートからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−IZO)/透明金属膜(APC−SR合金)/第二高屈折率層(ZnS−IZO)/低屈折率層(SiO2)/第三高屈折率層(Bi2O3)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−IZO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
低屈折率層及び第三高屈折率層は、それぞれ以下のようにマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図22に示す。
大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O2 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート0.5Å/sでSiO2をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった
大阪真空社のマグネトロンスパッタ装置を用い、Ar 20sccm、O2 0sccm、スパッタ圧0.1Pa、室温下、ターゲット側電力300WをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は90mmであった
薄ガラスからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(ZnS−ZnO)/低屈折率層(SiO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ZnO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
低屈折率層は、実施例19と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図23に示す。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/第一硫化防止層(ZnO)/透明金属膜(Ag−Bi−Ge−Au合金)/第二硫化防止層(ZnO)/第二高屈折率層(ZnS−GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ZnO(質量比80:20)とした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層及び第二硫化防止層は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、ターゲットをAg−Bi−Ge−Au合金(98.35at%:0.35at%:0.3at%:1at%)とした以外は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図24に示す。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−TiO2)/透明金属膜(Ag)/第二硫化防止層(Ga2O3)/第二高屈折率層(ZnS−TiO2)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、それぞれ実施例1と同様に蒸着装置で成膜した。
第二硫化防止層は、以下の方法により、蒸着装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例1と同様に蒸着装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図25に示す。
前記透明基板上にシンクロン製のBMC−800T蒸着機にてGa2O3をEB蒸着した。成膜レートは0.2Å/sとした。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ZnS−ZnO)/第一硫化防止層(ZnO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(IGZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−ZnO(質量比80:20)、及びIGZOとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図26に示す。
薄ガラスからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−GZO)/第一硫化防止層(Ga2O3)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(IZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−GZO(質量比80:20)、及びIZOとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層は、ターゲットをGa2O3とした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例3と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図27に示す。
シクロオレフィンポリマーからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS−AZO)/第一硫化防止層(GZO)/透明金属膜(APC−TR合金)/第二高屈折率層(GZO)を順に積層した。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、ターゲットをそれぞれZnS−AZO(質量比80:20)、及びGZOとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
第一硫化防止層は、ターゲットをGZOとした以外は、実施例9と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、実施例2と同様に対向スパッタ装置で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図28に示す。
石英からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ZnS)を順に積層した。
第一高屈折率層(ZnS)、透明金属膜(Ag)、及び第二高屈折率層(ZnS)は、それぞれ下記の方法で成膜した。
得られた透明導電体の透過領域の分光特性を図29に示す。
シンクロン製のBMC−800T蒸着機を用いて、抵抗加熱でZnSからなる膜を成膜した。このときの投入電流値は210A、成膜レートは5Å/sとした。
第一高屈折率層上に、シンクロン製のBMC−800T蒸着機を用いて、抵抗加熱でAgを12nm成膜した。このときの投入電流値は210A、成膜レートは5Å/sとした。
EAGLE Glassからなる透明基板上に、第一高屈折率層(ZnS)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ZnS)を順に積層した。
第一高屈折率層、及び第二高屈折率層は、ターゲット材料をZnSとした以外は、実施例2と同様にマグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、比較例1と同様に成膜した。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(Nb2O5)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(IZO)を順に積層した。
各層はそれぞれ下記の方法で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図30に示す。
アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O2 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート0.74Å/sでNb2O5をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。Nb2O5の波長570nmの光の屈折率は2.31であるが、高屈折率層の波長570nmの光の屈折率は2.35とした。
日本真空技術株式会社の小型スパッタ装置(BC4279)でDCスパッタした。このとき、ターゲット側電力200Wとした。
アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、O2 5sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力300W、成膜レート2.2Å/sでIZOをRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。IZOの波長570nmの光の屈折率は2.05であるが、第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率は1.98とした。
コニカミノルタ製TACフィルム(透明基板)上に、第一高屈折率層(ICO)/透明金属膜(NiCr/AgAu/NiCr)/第二高屈折率層(ICO)/低屈折率層(SiO2)/フッ素系材料層(KP801M)を順に積層した。
低屈折率層(SiO2)は、実施例19の低屈折率層と同様に成膜した。それ以外の各層は、それぞれ下記の方法で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図31に示す。
ターゲットをインジウム中にセリウムが10原子%含まれる材料(ICO)とした以外は、比較例3の第二高屈折率層と同様に成膜した。ICOの波長570nmの光の屈折率は2.2であり、第一高屈折率層及び第二高屈折率層の波長570nmの光の屈折率も2.2とした。
真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、NiCrを成膜し、平均厚み0.8nmのNiCr層を形成した。続いて、アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAg合金(Ag中にAuが1.5原子%、Cuが0.5原子%含まれる合金)をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。
さらに、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置(MSP−1S)で、NiCrを成膜し、平均厚み0.8nmのNiCr層を形成した。
Optorun社のGener 1300によって、190mA、成膜レート10Å/sでフッ素系材料(信越化学工業社製:KP801M)を抵抗加熱蒸着した。
東洋紡製PET(コスモシャインA4300 厚み50μm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(ITO)/透明金属膜(APC)/第二高屈折率層(ITO)を順に積層した。
第一高屈折率層、及び第二高屈折率層は、ターゲット材料をITOとした以外は、実施例2と同様に、マグネトロンスパッタ装置で成膜した。
透明金属膜は、下記の方法で成膜した。
(透明金属膜)
アネルバ社のL−430S−FHSを用い、Ar 20sccm、スパッタ圧0.3Pa、室温下、ターゲット側電力100W、成膜レート2.5Å/sでAgとPdとCuとの合金(Ag:Pd:Cu=99:1:1(質量比))をRFスパッタした。ターゲット−基板間距離は86mmであった。
コーニング社製ガラス基板(#7059、厚み1.1mm)からなる透明基板上に、第一高屈折率層(a−GIO)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(a−GIO)を順に積層した。
各層はそれぞれ下記の方法で成膜した。
O2ガスを混入したArガス0.6Paの雰囲気中、2.2W/cm2の電力密度で、GaとInの酸化物焼結体を直流スパッタした。導入するO2ガスの割合は、8〜12体積%とした。
Arガス0.6Paの雰囲気中、0.55W/cm2の電力密度で純度4NのAgターゲットを直流スパッタした。
K9ガラス基板上に、第一高屈折率層(ZnS−SiO2)/透明金属膜(Ag)/第二高屈折率層(ZnS−SiO2)を順に積層した。
各層はそれぞれ下記の方法で成膜した。
得られた透明導電体の導通領域の分光特性を図32に示す。
第一高屈折率層及び第二高屈折率層は、前述の特許文献5に記載の方法と同様に成膜した。具体的には、マグネトロンスパッタにより、ZnS−SiO2をRFスパッタした。ZnSとSiO2との比率(質量比)は、80:20であり、第一高屈折率層の屈折率は2.14であった。
第一高屈折率層上に、前述の特許文献5に記載の方法と同様に、Agターゲットを直流スパッタした。
(腐食評価)
実施例及び比較例で得られた透明導電体の腐食耐性を評価した。腐食耐性は、実施例または比較例で得られた透明導電体を、2個ずつ、65℃、95%Rh中に100時間保存した後の外観で評価した。評価は、以下の基準とした。
○:30mm×30mmの領域において、サイズ20μm以上の腐食箇所が0個
△:30mm×30mmの領域において、サイズ20μm以上の腐食箇所が1個以上10個未満
×:30mm×30mmの領域において、サイズ20μm以上の腐食箇所が10個以上
実施例及び比較例で得られた透明導電体を平板状の支持部材に載置し、一端を固定した。当該透明導電体をU字状に屈曲させた。屈曲部の曲率半径は5mmとした。そして、支持部材と平行に配置した摺動板に、透明導電体の他端を固定した。摺動板と支持部材とを平行に保ったまま、透明導電体の長さ方向に摺動板を1000回往復移動させた。その後、透明導電体の各層にクラック等が生じたかを目視で確認した。フレキシブル性は以下のように評価した。
○:屈曲部位を含む30mm×30mmの領域に、クラックが一つも生じなかった
△:屈曲部位を含む30mm×30mmの領域に、1個以上50個以下のクラックが生じた
×:屈曲部位を含む30mm×30mmの領域に、50個超のクラックが生じた
実施例1〜17、22、及び23の透明導電体表面については、以下のように光の透過率、反射率、及び吸収率を測定した。
各実施例で得られた透明導電体の第二高屈折率層上に、マッチングオイル(ニコン社製 屈折率=1.515)を塗布した。そして、透明導電体とコーニング社製無アルカリガラス基板(EAGLE XG(厚さ7mm×縦30mm×横30mm)とを貼り合わせた。そして、無アルカリガラス基板側から、透明導電体の透過率及び反射率を測定した。このとき、無アルカリガラス基板の表面の法線に対して、5°傾けた角度から、導通領域に測定光(例えば、波長450nm〜800nmの光)を入射させ、日立株式会社製:分光光度計 U4100にて、光の透過率及び反射率を測定した。そして、吸収率は、100−(透過率+反射率)の計算式より算出した。
また、第二高屈折率層がIZOやICO、ITO、a−GIOからなる膜では、透明金属膜が腐食した(比較例3〜6)。
2 第一高屈折率層
3 透明金属膜
4 第二高屈折率層
100 透明導電体
Claims (4)
- 透明基板と、
前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含み、かつ波長570nmの光の屈折率が2.21以上である第一高屈折率層と、
透明金属膜と、
前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含み、かつ波長570nmの光の屈折率が1.98以上である、第二高屈折率層と、
をこの順に含む透明導電体であって、
前記第一高屈折率層または前記第二高屈折率層のうち、少なくとも一方の層がZnSと、波長570nmの光の屈折率が1.5以上であり、かつ酸化物、フッ化物、及び窒化物からなる群から選ばれる高屈折率化合物との混合物を含むアモルファス層であり、
前記アモルファス層中のZnSの量が30〜90質量%である、透明導電体。 - 透明基板と、
前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含み、かつ波長570nmの光の屈折率が2.15以上である第一高屈折率層と、
透明金属膜と、
前記透明基板の波長570nmの光の屈折率より、波長570nmの光の屈折率が高い誘電性材料または酸化物半導体材料を含み、かつ波長570nmの光の屈折率が2.15以上である、第二高屈折率層と、
をこの順に含む透明導電体であって、
前記第一高屈折率層または前記第二高屈折率層のうち、少なくとも一方の層がZnSと、波長570nmの光の屈折率が1.5以上であり、かつ酸化物、フッ化物、及び窒化物からなる群から選ばれる高屈折率化合物との混合物を含むアモルファス層であり、
前記アモルファス層中のZnSの量が30〜90質量%である、透明導電体。 - 前記高屈折率化合物が、TiO2、ITO、ZnO、Nb2O5、ZrO2、CeO2、Ta2O5、Ti3O5、Ti4O7、Ti2O3、TiO、SnO2、La2Ti2O7、IZO、AZO、GZO、ATO、ICO、IGZO、Bi2O3、GeO2、WO3、HfO2、a−GIO、In2O3、Y2O3、MGOからなる群から選ばれる1種以上の化合物である、請求項1または2に記載の透明導電体。
- 前記透明金属膜が、所定の形状にパターニングされた金属パターンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明導電体。
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