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酸化亜鉛系透明導電膜

国内特許コード P09A014707
整理番号 PA20-008-1
掲載日 2009年10月23日
出願番号 特願2008-035297
公開番号 特開2009-170392
登録番号 特許第5363742号
出願日 平成20年1月20日(2008.1.20)
公開日 平成21年7月30日(2009.7.30)
登録日 平成25年9月13日(2013.9.13)
発明者
  • 南 内嗣
  • 宮田 俊弘
出願人
  • 学校法人金沢工業大学
発明の名称 酸化亜鉛系透明導電膜
発明の概要

【課題】低抵抗率で、かつ、抵抗率の耐湿安定性及び膜厚依存性が少ない酸化亜鉛を母材とする透明導電膜およびその製造用技術並びに薄膜製造用製造用酸化物焼結体を提供する。
【解決手段】
例えば、アルミニウム添加酸化亜鉛(AZO)にモリブデンを共添加した透明導電膜で、アルミニウムの含有量をAl/(Zn+Al+Mo)の原子比で1%を超え8%未満、かつモリブデンの含有量をMo/(Zn+Al+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満として作製したZnO系焼結体ターゲットもしくはペレットを用いるマグネトロンスパッタリング法により、低抵抗率で抵抗率の耐湿安定性及び膜厚依存性が改善されたZnO系透明導電膜を得ることができる。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要

ITO(Indium Tin Oxide)薄膜は、低抵抗率で可視光に対して高い透過率を示すことから、液晶ディスプレイを中心としたフラットパネルディスプレイやタッチパネル、太陽電池などの透明電極として幅広く用いられている。しかし、近年、ITOの原材料であるインジウム価格の高騰、資源問題等による安定供給不安からインジウムを使用しない透明導電膜(ITO代替材料)への関心が高まっている。ITO代替材料としては、酸化亜鉛、酸化スズを母材とした材料が知られているが、特に、酸化亜鉛にアルミニウムを添加した膜(以下AZOと略記する)では、1.9×10-4ΩcmというITOに匹敵する値が報告されている(例えば非特許文献1参照)。


酸化亜鉛を母材とする膜の形成方法としては、高周波(rf)マグネトロンスパッタリング法、直流(dc)マグネトロンスパッタリング法、パルスレーザー蒸着法、真空アークプラズマ蒸着法、イオンプレーティング法などをあげることができる。上記、1.9×10-4Ωcmという値は、rfマグネトロンスパッタリング法により得られている。しかし、フラットパネルディスプレイの製造工程では、大面積均一成膜および高速成膜が必要とされ、液晶ディスプレイ(LCD)を始め多くのフラットパネルディスプレイ用の透明電極製造にはdcマグネトロンスパッタリング法が採用されている。そのため既存の製造工程への対応を考えた場合には、このdcマグネトロンスパッタリング法で実用的特性を示す膜を形成する必要がある。

産業上の利用分野

本発明は、フラットパネルディスプレイやタッチパネルなどに使用される透明導電膜及びその成膜に使用するマグネトロンスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
鉛、アルミニウム、珪素、モリブデンおよび酸素からなり、アルミニウムがAl/(Zn+Al+Si+Mo)の原子比で1%を超え8%未満の割合で含有され、珪素がSi/(Zn+Al+Si+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有され、且つモリブデンがMo/(Zn+Al+Si+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有された焼結体ターゲットを用いて、マグネトロンスパッタリング法により作製した酸化亜鉛系透明導電膜を含む液晶ディスプレイまたはタッチパネルを有し、
前記酸化亜鉛系透明導電膜は、厚さが200nm未満であって少なくともアルミニウムがドナーとして作用し、モリブデンが抵抗率特性の膜厚依存性の抑制に対して作用することを特徴とする機器。

【請求項2】
鉛、アルミニウム、ガリウム、モリブデンおよび酸素からなり、アルミニウムがAl/(Zn+Al+Ga+Mo)の原子比で1%を超え8%未満の割合で含有され、ガリウムがGa/(Zn+Al+Ga+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有され、且つモリブデンがMo/(Zn+Al+Ga+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有された焼結体ターゲットを用いて、マグネトロンスパッタリング法により作製した酸化亜鉛系透明導電膜を含む液晶ディスプレイまたはタッチパネルを有し、
前記酸化亜鉛系透明導電膜は、厚さが200nm未満であって少なくともアルミニウムがドナーとして作用し、モリブデンが抵抗率特性の膜厚依存性の抑制に対して作用することを特徴とする機器。

【請求項3】
鉛、アルミニウム、インジウム、モリブデンおよび酸素からなり、アルミニウムがAl/(Zn+Al+In+Mo)の原子比で1%を超え8%未満の割合で含有され、インジウムがIn/(Zn+Al+In+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有され、且つモリブデンがMo/(Zn+Al+In+Mo)の原子比で0.1%を超え1%未満の割合で含有された焼結体ターゲットを用いて、マグネトロンスパッタリング法により作製した酸化亜鉛系透明導電膜を含む液晶ディスプレイまたはタッチパネルを有し、
前記酸化亜鉛系透明導電膜は、厚さが200nm未満であって少なくともアルミニウムがドナーとして作用し、モリブデンが抵抗率特性の膜厚依存性の抑制に対して作用することを特徴とする機器。
産業区分
  • 電線ケーブル
  • 表面処理
  • 窯業
  • 導電材料(抵抗)
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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