帶透明電極的基板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在透明薄膜基板上具備透明電極層的帶透明電極的基板，特別涉及電 容式觸摸板用的帶透明電極層的基板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在透明薄膜、玻璃等的透明基板上形成有由導(dǎo)電性氧化物薄膜構(gòu)成的透明電極層 的帶透明電極的基板被廣泛用作顯示器、觸摸板等的透明電極。決定帶透明電極的基板的 性能的主要因素是透明電極層的電阻與透光率，而且廣泛地利用銦-錫復(fù)合氧化物（ITO) 作為兼具低電阻與高透過率的材料。
[0003] 近年來，隨著顯示器、觸摸板的大畫面化，需要具備電阻比以往更低的透明導(dǎo)電層 的帶透明電極的基板。專利文獻1中記載有如下內(nèi)容：通過增加玻璃基板上的ITO的氧化 錫濃度使載流子密度增加，使ITO透明電極層低電阻化。更具體而言，在專利文獻1中，使 用氧化錫含量為10質(zhì)量％左右的靶材，在基板溫度為230°C~250°C的范圍內(nèi)進行制膜。
[0004] 另一方面，在使用薄膜作為透明基板的情況下，因為基板的耐熱性的問題導(dǎo)致制 膜時無法提高基板溫度。因此，在使用薄膜基板的情況下，廣泛地使用如下方法：通過低溫 (例如150°C以下）的濺射法，在薄膜基板上形成非晶ITO膜之后，在氧氣氛圍下進行加熱 退火，由此使ITO從非晶體轉(zhuǎn)化為晶體。然而，如專利文獻2中記載，隨著ITO膜中的氧化 錫的濃度變大，結(jié)晶化所需時間變長，因此帶透明電極的基板的生產(chǎn)率降低，結(jié)晶化變得不 充分，而有妨礙低電阻化之類的問題。
[0005] 對于這樣的問題，若是在玻璃基板上制膜形成的ITO膜，則能夠通過在200°C以上 的高溫進行退火來縮短結(jié)晶化所需時間。然而，因為薄膜基板無法承受這樣的高溫，所以在 透明薄膜基板上制膜形成的ITO膜需要在150°C左右的比較低的溫度下使其結(jié)晶化，因而 不易通過縮短結(jié)晶化所需時間來提高生產(chǎn)率。
[0006] 專利文獻3中記載有通過將氧化錫濃度較高的ITO與氧化錫濃度較低的ITO層疊 來縮短結(jié)晶化所需時間的方法。然而，在專利文獻3的方法中，因為局部地使用氧化錫濃度 較低的ITO,所以妨礙結(jié)晶化后的ITO膜的充分低電阻化。另外，為了將氧化錫濃度不同的 多個ITO膜層疊，需要使用氧化錫濃度不同的多個靶材，因此可能成為生產(chǎn)率降低、使生產(chǎn) 設(shè)備的成本增加的原因。
[0007] 專利文獻4中記載有如下內(nèi)容：通過將ITO膜制膜開始前以及制膜中的腔室內(nèi)的 水分壓極端地降低為1. 〇Xl(T4Pa以下，能夠縮短ITO膜結(jié)晶化所需時間。為了實現(xiàn)這種較 低的分壓，需要在ITO制膜開始前降低腔室壓力，除去吸附于基板薄膜的水分、氣體。在通 過真空泵對腔室內(nèi)進行排氣的情況下，到達壓力越低（到達真空度越高），排氣所需要的時 間越呈指數(shù)函數(shù)地增加。為了在ITO制膜開始前使腔室內(nèi)的水分壓為1. OX l(T4Pa以下，制 膜前需要長時間的真空排氣，從而從將薄膜基板導(dǎo)入腔室內(nèi)至制膜完成為止所需要的時間 (制膜裝置的占用時間）變長，因此即便縮短結(jié)晶化時間，整體的生產(chǎn)率也有降低的趨勢。
[0008] 專利文獻1 :日本特開2011-18623號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2010-80290號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2012-114070號公報
[0011] 專利文獻4 :日本特開2012-134085號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種具備生產(chǎn)率優(yōu)良且低電阻的ITO膜的 帶透明電極的基板。更具體而言，其目的在于，提供一種具備非晶透明電極層的帶透明電極 的基板，該非晶透明電極層能夠使用氧化錫濃度較高的ITO靶材在透明薄膜基板上通過比 較低溫的退火而短時間結(jié)晶化。
[0013] 本發(fā)明的發(fā)明人們深入研宄的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)通過增加結(jié)晶化前的非晶透明電極層 中的低電阻粒的量，能夠降低結(jié)晶化所需的活化能，縮短結(jié)晶化所需時間。
[0014] 即，本發(fā)明涉及在透明薄膜基板上具備非晶透明電極層的帶透明電極的基板，該 非晶透明電極層由氧化錫含量為6. 5質(zhì)量％以上且小于16質(zhì)量％的非晶銦-錫復(fù)合氧化 物構(gòu)成。非晶透明電極層在施加了 〇. IV的偏壓的情況下，具有50個/ y m2以上的在加電 壓面的電流值為50nA以上且連續(xù)的面積為lOOnm2以上的區(qū)域。
[0015] 在本發(fā)明的帶透明電極的基板的一實施方式中，非晶透明電極層的氧化錫含量大 于8質(zhì)量％且小于16質(zhì)量％。若氧化錫的含量為該范圍，則在通過加熱將非晶透明電極層 結(jié)晶化時，能夠得到電阻更低的結(jié)晶質(zhì)透明電極層。在本發(fā)明的帶透明電極的基板的另一 實施方式中，非晶透明電極層的氧化錫含量為6. 5質(zhì)量％~8質(zhì)量％。若氧化錫的含量為 該范圍，則既能夠保持低電阻率，又能夠進一步縮短結(jié)晶化所需要的時間。
[0016] 優(yōu)選非晶透明電極層的膜厚為10nm~35nm。優(yōu)選非晶透明電極層在以150°C進 行加熱的情況下，結(jié)晶化所需要的時間為30分鐘以下。另外，優(yōu)選非晶透明電極層的用于 結(jié)晶化的活化能為1. 3eV以下。優(yōu)選非晶透明電極層被以150°C加熱處理30分鐘后的電阻 率為 1. 5 X 1(T4~3. 0 X 1(T4 Q cm。
[0017] 并且，本發(fā)明涉及一種帶透明電極的基板的制造方法，該帶透明電極的基板在透 明薄膜基板上具備由氧化錫含量為6. 5質(zhì)量％以上且不足16質(zhì)量％的IT0構(gòu)成的非晶 透明電極層。在本發(fā)明的制造方法中，在透明薄膜基板上通過濺射法而制膜形成由非晶 銦-錫復(fù)合氧化物構(gòu)成的透明電極層（透明電極層制膜工序）。在透明導(dǎo)電層制膜工序中， 使用氧化錫含量為6. 5質(zhì)量％以上且不足16質(zhì)量％的氧化銦與氧化錫的復(fù)合氧化物靶材。 優(yōu)選該靶材的氧化錫含量大于8質(zhì)量％且小于16質(zhì)量％。
[0018] 在本發(fā)明的制造方法的一實施方式中，透明電極層制膜時的電源功率密度為 2. OW/cm2以上。在本發(fā)明的制造方法的又一實施方式中，在透明電極層制膜開始前，以 2. OW/cm2以上的電源功率密度進行預(yù)濺射。優(yōu)選預(yù)濺射時的電源功率密度為透明電極層制 膜時的電源功率密度以上。另外，也可以在制膜開始前進行預(yù)濺射，并以2. OW/cm2以上的 功率密度進行制膜。
[0019] 在本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選在透明電極層制膜前，進行真空排氣直至腔室內(nèi)的 水分壓為2 X l(T4Pa~1 X l(T3Pa。優(yōu)選透明電極層制膜時的腔室內(nèi)的水分壓為3 X l(T4Pa~ 3Xl(T3Pa〇
[0020] 并且，本發(fā)明涉及在透明薄膜基板上具備低電阻的結(jié)晶質(zhì)透明電極層的帶透明電 極的基板的制造方法。通過加熱上述非晶透明電極層，能夠講非晶ITO結(jié)晶化，而得到結(jié)晶 質(zhì)透明電極層。優(yōu)選結(jié)晶質(zhì)透明電極層的電阻率為1.5X10_4~3. 0X10_4ficm。
[0021] 對本發(fā)明的帶透明電極的基板而言，非晶透明電極層的氧化錫濃度較大，因此結(jié) 晶化后的透明電極層能夠低電阻化。另外，非晶透明電極層中的低電阻粒的密度較大，因此 IT0結(jié)晶化完成所需時間較短。此外，在制膜開始前無需過度地對腔室內(nèi)進行減壓，因此能 夠縮短真空排氣所需要的時間。即，本發(fā)明的帶透明電極的基板能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻化，并且從 將薄膜基板導(dǎo)入制膜腔室內(nèi)至制膜完成所需要的時間（制膜裝置的占用時間）、以及制膜 完成后結(jié)晶化所需要的時間這兩者較短，而能夠縮短制造工序整體所需要的時間，因此生 產(chǎn)率優(yōu)良。
【附圖說明】
[0022] 圖1是一實施方式的帶透明電極的基板的示意剖視圖。
[0023] 圖2是為了測定退火中的電阻率變化而安裝有平行電極的帶透明電極的基板的 示意圖。
[0024] 圖3是用于對根據(jù)退火中的IT0膜的電阻的時間變化圖表求得反應(yīng)速度常數(shù)的方 法進行說明的圖。
[0025] 圖4是表示退火中的IT0膜的電阻的時間變化的圖表。
[0026] 圖5是求得非晶透明電極層的用于結(jié)晶化的活化能時的圖表（阿侖尼烏斯圖： Arrhenius plot)〇
[0027] 圖6是表示實施例的透明電極層表面的電流圖像（二值化處理完畢）的圖。
[0028] 圖7是表示比較例的透明電極層表面的電流圖像（二值化處理完畢）的圖。
【具體實施方式】
[0029] 以下，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。此外，為了使附圖清晰與簡單，在本申 請的各圖中對厚度等尺寸關(guān)系進行適當(dāng)變更，而不表示實際的尺寸關(guān)系。
[0030] 圖1是在透明薄膜基板10上具備透明電極層20的帶透明電極的基板100的示意 剖視圖。透明電極層20是非晶膜，且在非晶相21中含有低電阻粒22。
[0031] [透明薄膜基板]
[0032] 作為透明薄膜基板，能夠利用在可見光區(qū)域為無色透明的基板