[發明專利]透明導電層疊片,及其制造方法和采用透明導電層疊片的顯示器件

有效

• 申請號: 00800674.1
• 申請日: 2000-02-23
• 公開（公告）號: CN1302442A
• 公開（公告）日: 2001-07-04
• 發明（設計）人: 原寬;坪井誠治
• 申請（專利權）人: 帝人株式會社
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;B32B7/02;C23C14/08;C23C14/34;H01L31/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,葉愷東

本發明涉及到一種In-Sn-O系透明導電膜的透明導電層疊片。確切而言，本發明涉及到一種在熱塑性聚合物透明薄膜基片上，具有晶體In-Sn-O透明導電膜的低阻透明導電層疊片，及其制造方法和采用該層疊片的顯示器件。

對于液晶顯示器件、電致發光器件等各種顯示器件或太陽能電池的電極，透明導電薄膜材料(之后稱為透明導電膜)是不可缺少的，其應具有良好的透光性和低的電阻。進一步伴隨著便攜式移動終端的迅速普及和終端的輕便及小型化，用于顯示器件的表面制備有透明導電薄膜的基板，需要比以往更輕、更高柔性和抗沖擊能力。這種情況下，在比玻璃更輕、更高柔性和抗沖擊能力的熱塑性聚合物薄膜基片上，制作成以In(indium銦)-Sn(tin錫)-O(oxygen氧)(之后稱為ITO膜)為主的透明導電膜的透明導電層疊片逐漸被使用。

對于使用薄膜基片上制備ITO薄膜的透明導電層疊片的彩色顯示器件，其ITO薄膜的電阻率最好大約為2×10^-4Ω·cm。

可是，在薄膜基片上，采用直流磁控濺射、射頻磁控濺射、真空蒸鍍、離子鍍膜等方法制作的ITO膜，其表面電阻通常都高于制作在玻璃基片上ITO膜。

原因之一是在一個薄膜基片上無法制作厚度超過300nm的ITO膜。這是因為與柔性相對的剛性，熱塑性聚合物基片比玻璃基片小。換而言之，想要再增加ITO膜的厚度時，由于ITO膜中存在的應力經常造成ITO膜的卷曲或龜裂。

另一個原因是熱塑性聚合物基片的耐熱性比玻璃基片差。在薄膜基片上制作ITO膜的處理溫度比玻璃基片的低，所以，在成膜過程中，ITO膜的晶體無法充分生長。

附帶說明，用X射線衍射的方法分析ITO膜結晶部分的結構。對于多晶ITO膜可觀察到三個強的衍射峰，由Miller索引確定，它們分別是低角側的(222),(400)和(440)晶面的衍射峰。X射線為Cu-K_α譜線時，(222),(400)和(440)晶面的衍射峰分別大致為30.5°(2θ),35°(2θ)和50.5°(2θ)。例如，在題目是“透明導電薄膜”的論文(“表面”Vol.18,No.8(1980)440-449)中，圖4表示在聚酯薄膜基片上用真空鍍膜方法和熱處理而形成的晶體ITO膜X射線衍射花樣。論文(“真空”Vol.30,No.6,546-554)中所示的是在玻璃基片上用濺射方法形成的晶體ITO膜X射線衍射圖。這些文獻中的X射線衍射峰分別是由(222),(400)和(440)晶面衍射所形成的。

眾所周知，在玻璃基片上用直流磁控濺射方法制作ITO膜的結構和電學性質強烈地依賴于膜的制作溫度，并且，在室溫下玻璃基片上生長的膜將形成非晶態或是非晶態和晶態的混和狀態。

關于在玻璃基片上制作ITO膜，提到使用控制晶向使(400)晶面平行于基片表面的方法，以減少薄膜的電阻率。例如，JP-A?7-90550(JP-A意思是日本未經審查的專利申請)描述了使(100)方向即(400)晶面平行于基片表面，所形成的ITO膜有比較低的電阻率。在ITO膜制作過程中為了實現這一晶向，把基片加熱到200℃以上的高溫是非常重要的。一些為減少電阻率進行的晶向控制研究，在所謂的高溫處理下得以實現，即薄膜制作過程中，保持基片在200℃或更高溫度下。

在玻璃上制作的ITO膜的結構，根據制膜過程中的氣氛不同而有很大差別。例如，JP-A?9-50712闡述的一種方法是把水蒸氣、惰性氣體引入到氣氛中，以控制ITO膜的結構中的晶粒尺寸和數量。此外，JP-A8-92740闡述的一種控制膜結構的方法，是使用帶有真空系統的濺射設備，該設備可抽去不純氣體達到4.0×10^-4Pa真空。

不論如何，在熱塑性聚合物基片上制備ITO膜，由于常用的聚合物膜的軟化溫度點低于200℃，這種薄膜基片不能加熱到200℃以上的高溫。因此，無法使用在200℃以上的高溫下的玻璃基片上形成ITO膜的方法。所以，用熱塑性聚合物薄膜基片的透明導電層疊片，ITO膜的晶體不能充分生長。正因為如此，不能獲得如同在玻璃基片上那樣低的表面電阻。

也就是說，對于使用熱塑性聚合物薄膜基片的透明導電層疊片，無法實現在玻璃基片上層疊片制作ITO膜那樣的高溫，進而，ITO膜的厚度受到限制，所以也不能提供低電阻率導電膜的層疊片。

在這種情況下，本發明的主要目的是提供一種層疊片，其表面層的電阻有很大的減少，而不失去在熱塑性聚合物薄膜基片制作ITO膜的優點。