(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分として有機金属化合物を含有する透明導電膜形成用塗布液を、耐熱性基板上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、前記塗布膜を乾燥して乾燥塗布膜を形成する乾燥工程、前記乾燥塗布膜を焼成して、金属酸化物である無機成分を主成分とする無機膜を形成する焼成工程の各工程を経て形成される、透明導電膜の製造方法であって、
前記焼成工程が、前記乾燥工程で形成された有機金属化合物を主成分とする前記乾燥塗布膜を、露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成を行い、前記乾燥塗布膜に含まれる有機成分を熱分解または燃焼、或いは熱分解並びに燃焼により除去することで金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成する工程で、
前記有機金属化合物が、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上からなり、前記金属酸化物が、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上であること、
を特徴とする透明導電膜の製造方法。
【請求項２】
主成分として有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物を含有する透明導電膜形成用塗布液を、耐熱性基板上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、前記塗布膜を乾燥して乾燥塗布膜を形成する乾燥工程、前記乾燥塗布膜を焼成して、ドーパント金属化合物を含む金属酸化物である無機成分を主成分とする無機膜を形成する焼成工程の各工程を経て形成される、透明導電膜の製造方法であって、
前記焼成工程が、前記乾燥工程で形成された有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物を主成分とする前記乾燥塗布膜を、露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成を行い、前記乾燥塗布膜に含まれる有機成分を熱分解または燃焼、或いは熱分解並びに燃焼により除去することでドーパント金属化合物を含み金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成する工程で、
前記有機金属化合物が、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上からなり、前記金属酸化物が、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上であること、
を特徴とする透明導電膜の製造方法。
【請求項３】
前記有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物の含有割合が、有機金属化合物：ドーパント用有機金属化合物のモル比換算で、９９．９：０．１〜６６．７：３３．３の範囲であることを特徴とする請求項２記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項４】
前記有機金属化合物が、有機インジウム化合物からなり、
前記ドーパント用有機金属化合物が、有機錫化合物、有機チタン化合物、有機ゲルマニウム化合物、有機亜鉛化合物、有機タングステン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機タンタル化合物、有機ニオブ化合物、有機ハフニウム化合物、有機バナジウム化合物のいずれか一種以上であり、前記ドーパント金属化合物が、酸化錫、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化バナジウムのいずれか一種以上であることを特徴とする請求項２または３記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項５】
前記有機金属化合物が、有機錫化合物からなり、
前記ドーパント用有機金属化合物が、有機インジウム化合物、有機アンチモン化合物、有機リン化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする請求項２または３記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項６】
前記有機金属化合物が有機亜鉛化合物からなり、
前記ドーパント用有機金属化合物が、有機アルミニウム化合物、有機インジウム化合物、有機ガリウム化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする請求項２または３記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項７】
前記有機インジウム化合物が、アセチルアセトンインジウムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項８】
前記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成に続いて、露点０℃以上の酸素含有雰囲気下での３００℃以上の焼成温度で焼成することを特徴とする請求項１または２記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項９】
前記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成に続いて、中性雰囲気または還元性雰囲気下で、２５０℃以上の焼成温度で焼成することを特徴とする請求項１または２記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１０】
前記露点０℃以上の酸素含有雰囲気下で、３００℃以上の焼成温度による焼成に続いて、中性雰囲気または還元性雰囲気下での２５０℃以上の焼成温度で焼成することを特徴とする請求項８記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１１】
前記中性雰囲気が、窒素ガス、不活性ガスのいずれか一種以上、または前記還元性雰囲気が、水素ガス若しくは前記中性雰囲気に水素ガス或いは有機溶剤蒸気の少なくとも一種以上が含まれた雰囲気であることを特徴とする請求項９または１０記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１２】
前記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下での焼成における前記酸素含有雰囲気の露点が、−２０℃以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１３】
前記塗布工程における透明導電膜形成用塗布液の耐熱性基板上への塗布方法が、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、ディスペンサ印刷法、スリットコート法、ダイコート法、ドクターブレードコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法のいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の透明導電膜の製造方法で得られたことを特徴とする透明導電膜。
【請求項１５】
耐熱性基板上に透明導電膜を備える透明導電基板において、
前記透明導電膜が、請求項１４記載の透明導電膜であることを特徴とする透明導電基板。
【請求項１６】
透明電極を備えるデバイスにおいて、
前記透明電極が、請求項１５記載の透明導電基板であることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
前記デバイスが、発光デバイス、発電デバイス、表示デバイス、入力デバイスから選ばれた１種であることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜及びその透明導電膜の製造方法に関する。詳しくは、ガラスやセラミックス等の耐熱性基板上に形成された、透明性と導電性を兼ね備え、かつ膜強度に優れる透明導電膜の製造方法及びその透明導電膜の製造方法によって得られた透明導電膜に関し、さらにその透明導電膜を用いた透明導電基板、並びにその透明導電基板を用いたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス、プラズマディスプレイ等の表示素子用透明電極、タッチパネル、太陽電池等の透明電極、熱線反射、電磁波シールド、帯電防止、防曇等の機能性コーティングに用いられる透明導電膜の形成材料として、錫ドープ酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下、「ＩＴＯ」と表記する場合がある）が知られている。
【０００３】
ＩＴＯ透明導電膜の製造方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着法等の物理的手法が広く用いられている。これらの方法は、透明性と導電性に優れた均一なＩＴＯ透明導電膜を基板上に形成することができる。
しかしながら、これに使用する膜形成装置は真空容器をベースとするため非常に高価であり、また基板成膜毎に製造装置内の成分ガス圧を精密に制御しなければならないため、製造コストと量産性に問題がある。
【０００４】
この問題を解決する製造方法として、インジウム化合物と錫化合物を溶剤に溶解させた透明導電膜形成用塗布液を用いて、基板上に塗布する方法（以下、「塗布法」と表記する場合がある）が検討されている。
この塗布方法では、透明導電膜形成用塗布液の基板上への塗布、乾燥、焼成という簡素な製造工程でＩＴＯ透明導電膜を形成するもので、その塗布液の基板上への塗布法には、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、ディスペンサ印刷法、スリットコート法、ダイコート法、ドクターブレードコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法等が知られている。
【０００５】
このような塗布法に用いられる塗布液として、インジウム化合物及び錫化合物を含む塗布液が、従来種々開発されており、例えば、ハロゲンイオンまたはカルボキシル基を含む硝酸インジウムとアルキル硝酸錫の混合液（例えば、特許文献１参照）、アルコキシル基などを含む有機インジウム化合物と有機錫化合物の混合物（例えば、特許文献２参照）、硝酸インジウムと有機錫化合物の混合物（例えば、特許文献３参照）、硝酸インジウム、硝酸錫等の無機化合物混合物（例えば、特許文献４参照）、ジカルボン酸硝酸インジウムなどの有機硝酸インジウムとアルキル硝酸錫などの有機硝酸錫の混合物（例えば、特許文献５参照）、アセチルアセトンを配位した有機インジウム錯体と錫錯体からなる有機化合物混合溶液（例えば、特許文献６、特許文献７、特許文献８参照）が開示されている。
これらの従来知られている塗布液の多くはインジウムや錫の硝酸塩、ハロゲン化物からなる有機または無機化合物、あるいは金属アルコキシドなどの有機金属化合物等が用いられている。
【０００６】
しかし、硝酸塩やハロゲン化物を用いた塗布液は、焼成時に窒素酸化物や塩素などの腐食性ガスが発生するため、設備腐食や環境汚染を生ずるといった問題があり、金属アルコキシドを用いた塗布液では、原料が加水分解し易いため、塗布液の安定性に問題がある。また、特許文献に記載された有機金属化合物を用いた塗布液の多くは、基板に対する濡れ性が悪く、不均一膜が形成され易いといった問題もあった。
【０００７】
そこで、これらの問題点を改良した塗布液として、アセチルアセトンインジウム（正式名称：トリス（アセチルアセトナト）インジウム：Ｉｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３）、アセチルアセトン錫（正式名称：ジ−ｎ−ブチル  ビス（２，４−ペンタンジオナト）錫：［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］）、ヒドロキシプロピルセルロース、アルキルフェノール及び／またはアルケニルフェノールと二塩基酸エステル及び／または酢酸ベンジルを含有する透明導電膜形成用塗布液（例えば、特許文献９参照）が開示されている。
【０００８】
この塗布液は、アセチルアセトンインジウム、アセチルアセトン錫の混合溶液にヒドロキシプロピルセルロースを含有させることによって塗布液の基板に対する濡れ性を改善すると同時に、粘性剤であるヒドロキシプロピルセルロースの含有量によって塗布液の粘度を調整し、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、スクリーン印刷、ワイヤーバーコート等の各種塗布法の採用を可能にするものである。
【０００９】
また、スピンコート用の改良塗布液として、アセチルアセトンインジウム、オクチル酸インジウム等の有機インジウム化合物と、アセチルアセトン錫、オクチル酸錫等の有機錫と、有機溶剤とを含み、その有機溶剤にアルキルフェノール及び／またはアルケニルフェノールを溶解したアセチルアセトン溶液、アルキルフェノール及び／またはアルケニルフェノールを溶解したアセチルアセトン溶液をアルコールで希釈した液を用いる透明導電膜形成用塗布液（例えば、特許文献１０参照）が提案されている。
この塗布液は、低粘度であり、スピンコートのほかスプレーコート、ディップコートにも使用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５７−１３８７０８号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６６７９号公報
【特許文献３】特開平４−２５５７６８号公報
【特許文献４】特開昭５７−３６７１４号公報
【特許文献５】特開昭５７−２１２２６８号公報
【特許文献６】特公昭６３−２５４４８号公報
【特許文献７】特公平２−２０７０６号公報
【特許文献８】特公昭６３−１９０４６号公報
【特許文献９】特開平６−２０３６５８号公報
【特許文献１０】特開平６−３２５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような各種ＩＴＯ透明導電膜形成用塗布液を基板上に塗布、乾燥、焼成して形成される透明導電膜は、その塗布液中の有機インジウム化合物等が、焼成時における熱分解や燃焼（酸化）によってＩＴＯ膜に転化する過程において、形成されたＩＴＯ微粒子同士が緻密化しにくく、そのため得られた透明導電膜は、導電性が不十分だったり、膜強度が低い等の問題を生じていた。従って、ディスプレイ、タッチパネル、太陽電池等の透明電極に利用するには、導電性や膜強度がより良好な透明導電膜が要望されていた。
【００１２】
本発明は、低コストかつ簡便な透明導電膜の製造方法であるインク塗布法を用いて形成される良好な透明性と高い導電性を兼ね備え、かつ膜強度に優れる透明導電膜、及びこの透明導電膜の製造方法及び得られる透明導電膜、透明導電基板並びにそれを用いたデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題に鑑み、発明者らは有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物を主成分として含有する透明導電膜形成用塗布液を耐熱性基板上に塗布、乾燥、焼成して得られる酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上を主成分とする透明導電膜について鋭意研究を重ねた結果、その焼成時の昇温過程において露点の低い、即ち水蒸気含有量の少ない空気雰囲気を適用すると、焼成の初期段階における導電性酸化物の結晶成長が抑制されることにより、導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層の膜構造が得られ、良好な透明性と高い導電性を兼ね備え、且つ膜強度にも優れる透明導電膜を発明したものである。
【００１４】
即ち、本発明の第１の発明は、主成分として有機金属化合物を含有する透明導電膜形成用塗布液を、耐熱性基板上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、その塗布膜を乾燥して乾燥塗布膜を形成する乾燥工程、乾燥塗布膜を焼成して、金属酸化物である無機成分を主成分とする無機膜を形成する焼成工程の各工程を経て形成される、透明導電膜の製造方法であって、焼成工程が、乾燥工程で形成された有機金属化合物を主成分とする乾燥塗布膜を露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成を行い、乾燥塗布膜に含まれる有機成分を熱分解または燃焼、或いは熱分解並びに燃焼により除去することで金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成する工程であり、さらに、その有機金属化合物が有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上からなり、その金属酸化物が酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上である透明導電膜の製造方法である。
【００１５】
本発明の第２の発明は、主成分として有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物を含有する透明導電膜形成用塗布液を、耐熱性基板上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、その塗布膜を乾燥して乾燥塗布膜を形成する乾燥工程、乾燥塗布膜を焼成して、ドーパント金属化合物を含む金属酸化物である無機成分を主成分とする無機膜を形成する焼成工程の各工程を経て形成される、透明導電膜の製造方法であって、焼成工程が、前記乾燥工程で形成された有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物を主成分とする乾燥塗布膜を、露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成を行い、乾燥塗布膜に含まれる有機成分を熱分解または燃焼、或いは熱分解並びに燃焼により除去することでドーパント金属化合物を含み金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成する工程であり、さらに、その有機金属化合物が有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上からなり、その金属酸化物が酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上である透明導電膜の製造方法である。
【００１６】
本発明の第３の発明は、前記有機金属化合物及びドーパント用有機金属化合物の含有割合が、有機金属化合物：ドーパント用有機金属化合物のモル比換算で、９９．９：０．１〜６６．７：３３．３の範囲であることを特徴とする第２の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００１７】
本発明の第４の発明は、前記有機金属化合物が有機インジウム化合物であって、前記ドーパント用有機金属化合物が、有機錫化合物、有機チタン化合物、有機ゲルマニウム化合物、有機亜鉛化合物、有機タングステン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機タンタル化合物、有機ニオブ化合物、有機ハフニウム化合物、有機バナジウム化合物のいずれか一種以上であり、前記ドーパント金属化合物が、酸化錫、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化バナジウムのいずれか一種以上である第２または第３の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００１８】
本発明の第５の発明は、前記有機金属化合物が有機錫化合物からなり、前記ドーパント用有機金属化合物が有機インジウム化合物、有機アンチモン化合物、有機リン化合物のいずれか一種以上である第２または第３の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００１９】
本発明の第６の発明は、前記有機金属化合物が有機亜鉛化合物からなり、前記ドーパント用有機金属化合物が、有機アルミニウム化合物、有機インジウム化合物、有機ガリウム化合物のいずれか一種以上である第２または第３の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２０】
本発明の第７の発明は、前記有機インジウム化合物が、アセチルアセトンインジウムである第１〜第６の発明のいずれかに記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２１】
本発明の第８の発明は、前記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成に続いて、露点０℃以上の酸素含有雰囲気下での３００℃以上の焼成温度で焼成することを特徴とする第１または第２の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２２】
本発明の第９の発明は、露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で少なくとも前記無機成分の結晶化が起こる焼成温度以上まで昇温する焼成に続いて、中性雰囲気または還元性雰囲気下での２５０℃以上の焼成温度により焼成することを特徴とする第１または第２の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２３】
本発明の第１０の発明は、前記露点０℃以上の酸素含有雰囲気下で、３００℃以上の焼成温度による焼成に続いて、中性雰囲気または還元性雰囲気下での２５０℃以上の焼成温度で焼成することを特徴とする第８の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２４】
本発明の第１１の発明は、その中性雰囲気が窒素ガス、不活性ガスのいずれか一種以上、または還元性雰囲気が、水素ガス並びに中性雰囲気に水素ガス或いは有機溶剤蒸気の少なくとも１種以上を含む雰囲気であることを特徴とする第９または第１０の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２５】
本発明の第１２の発明は、前記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下での焼成における前記酸素含有雰囲気の露点が、−２０℃以下であることを特徴とする第１〜第１１の発明のいずれかに記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２６】
本発明の第１３の発明は、前記塗布工程における透明導電膜形成用塗布液の耐熱性基板上への塗布方法が、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、ディスペンサ印刷法、スリットコート法、ダイコート法、ドクターブレードコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法のいずれかであることを特徴とする第１または第２の発明に記載の透明導電膜の製造方法である。
【００２７】
本発明の第１４の発明は、第１〜第１３の発明のいずれかに記載の透明導電膜の製造方法で得られたことを特徴とする透明導電膜である。
【００２８】
本発明の第１５の発明は、耐熱性基板上に透明導電膜を備える透明導電基板において、その透明導電膜が、第１４の発明に記載の透明導電膜であることを特徴とする透明導電基板である。
【００２９】
本発明の第１６の発明は、透明電極を備えるデバイスにおいて、前記透明電極が、第１５の発明に記載の透明導電基板であることを特徴とするデバイスである。
【００３０】
本発明の第１７の発明は、前記デバイスが、発光デバイス、発電デバイス、表示デバイス、入力デバイスから選ばれた１種であることを特徴とする第１６の発明に記載のデバイスである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の透明導電膜の製造方法によれば、金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成できるため、得られる透明導電膜は、優れた透明性と高い導電性を兼ね備え、かつ膜強度に優れる。そのため、この透明導電膜を耐熱性基板上に形成した透明導電基板は、ＬＥＤ素子、エレクトロルミネッセンスランプ（エレクトロルミネッセンス素子）、フィールドエミッションランプ等の発光デバイス、太陽電池等の発電デバイス、液晶ディスプレイ（液晶素子）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（エレクトロルミネッセンス素子）、プラズマディスプレイ、電子ペーパー素子等の表示デバイス、及びタッチパネル等の入力デバイス等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】空気中の飽和水蒸気含有量（体積％）と露点（℃）の関係を示す図である。
【図２】実施例１に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図３】実施例１に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【図４】実施例２に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図５】実施例２に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【図６】実施例４に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図７】実施例５、及び比較例４に係る透明導電膜の表面抵抗値を示す図である。
【図８】実施例５、及び比較例４に係る透明導電膜の膜厚を示す図である。
【図９】実施例５、及び比較例４に係る透明導電膜の結晶子サイズを示す図である。
【図１０】実施例６に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図１１】実施例７に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【図１２】比較例１に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図１３】比較例１に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【図１４】比較例２に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図１５】比較例２に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【図１６】比較例３に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図１７】比較例５に係る透明導電膜の断面の透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）である。
【図１８】比較例６に係る透明導電膜の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、有機金属化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液を、耐熱性基板上に塗布、乾燥、焼成して形成される透明導電膜の製造方法において、金属酸化物を主成分とする導電性酸化物微粒子の結晶成長が進み、かつ緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を形成するため、透明導電膜の導電性の向上、及び膜強度の向上が図られる。
【００３４】
［透明導電膜構造］
先ず、透明導電膜構造を説明する。
以下では、錫をドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）の透明導電膜を例に挙げて説明するが、酸化インジウム以外の、酸化錫や酸化亜鉛を主成分とする透明導電膜に関しても同じように行うことができる。
【００３５】
例えば、スパッタリング法等の気相成長法を用いてＩＴＯからなる透明導電膜を形成した場合、通常ＩＴＯ結晶粒が粒界を介して配列した膜構造である多結晶のＩＴＯ膜構造が形成され、膜構造においてＩＴＯ微粒子はほとんど観察されない。
また、有機インジウム化合物と有機錫化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液を耐熱性基板上に塗布、乾燥、焼成する塗布法で形成されるＩＴＯからなる透明導電膜では、通常ＩＴＯ微粒子同士が結合した膜構造を有しており、ＩＴＯ微粒子の粒子径やＩＴＯ微粒子間に存在する空隙の大きさは、焼成条件などで異なるが、少なからず開空隙（オープンポア）を有するＩＴＯ微粒子で構成される透明導電膜となることが知られている。
【００３６】
そして、この塗布法で形成されたＩＴＯ微粒子同士が結合した透明導電膜は、その導電機構が、ＩＴＯ微粒子の接触部分（結合部分）を介在するものであることから、ＩＴＯ微粒子同士が微小面積で接触するために起こると考えられる接触部分での導電性低下、開空隙を通して大気中の酸素や水蒸気が膜内に進入しＩＴＯ微粒子同士の接触を劣化させるために起こると考えられる大気曝露における導電性の経時劣化、ＩＴＯ微粒子が粗に充填しているために起こると考えられる膜強度の低下などを生じる。
【００３７】
このような従来のものに対して、本発明は、導電性酸化物微粒子を緻密に充填させると同時に、導電性酸化物微粒子の結晶成長も促進させて、開空隙（オープンポア）が少なく緻密で、かつ導電性酸化物微粒子同士の接触が強化された酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上を主成分とする導電性酸化物微粒子層を有する膜構造を形成するというものであり、その導電性の向上を図り、膜強度の向上も達成するものである。さらに、導電性の経時劣化も大きく抑制することも可能である。
【００３８】
即ち、本発明において、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上を主成分とする、緻密な導電性酸化物微粒子層は、前述の透明導電膜形成用塗布液を用いた塗布法において、その焼成時の昇温過程で、水蒸気含有量の少ない（すなわち露点が低い）酸素含有雰囲気を適用することで形成するものである。
【００３９】
このような緻密な導電性酸化物微粒子層の形成機構については、いまだ明らかとはいえず、後でも詳細に説明（段落［００７６］から［００７９］に記載）するが、要は、酸素含有雰囲気中に水蒸気が存在すると、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物等が熱分解・燃焼して生じる導電性酸化物の結晶化、並びに結晶成長が、その水蒸気で促進され、熱分解・燃焼を行なう焼成工程での初期段階で導電性酸化物微粒子同士を固着して動けなくしてしまうため、導電性酸化物微粒子の緻密化を阻害するためと推測される。
例えば酸化インジウムを主成分とする透明導電膜において、本発明の水蒸気含有量の少ない、すなわち露点が低い酸素含有雰囲気を適用した場合には、透明導電膜における導電性酸化物微粒子の充填密度は導電性酸化物の真比重の約９０％程度まで高めることが可能であり、水蒸気を含む酸素含有雰囲気を適用した場合には、真比重の６０〜７０％程度に留まる。
【００４０】
［透明導電膜形成用塗布液］
次に、本発明で用いられる透明導電膜形成用塗布液について詳細する。
本発明では、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液を用いて、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛のいずれか一つ以上を主成分とする透明導電膜を形成している。一般に、透明導電膜の導電性は高い方が望ましく、そのような場合には、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛という主成分となる酸化物にそれ以外の金属化合物、主として金属酸化物をドーピングすることで導電性を向上させる。即ち、ドーパント金属化合物を含む酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛を導電性酸化物として用いれば、透明導電膜の導電性が向上する。これは、ドーパント金属化合物が導電性酸化物において、キャリアとしての電子の濃度（キャリア密度）を高める働きがあるからである。
その具体的なドーピングの方法としては、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液に、ドーパント用有機金属化合物を所定量配合する方法がある。
【００４１】
まず、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液について、以下に説明する。
本発明で用いる有機インジウム化合物には、アセチルアセトンインジウム（正式名称：トリス（アセチルアセトナト）インジウム）［Ｉｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］、２−エチルヘキサン酸インジウム、蟻酸インジウム、インジウムアルコキシド等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機インジウム化合物であれば良い。これらの中でもアセチルアセトンインジウムは有機溶剤への溶解性が高く、２００〜２５０℃程度の温度で熱分解・燃焼（酸化）して酸化物となるため好ましい。
【００４２】
次に、導電性を向上させるドーパント用有機金属化合物としては、有機錫化合物、有機チタン化合物、有機ゲルマニウム化合物、有機亜鉛化合物、有機タングステン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機タンタル化合物、有機ニオブ化合物、有機ハフニウム化合物、有機バナジウム化合物のいずれか一種以上が好ましい。
なお、透明導電膜を適用するデバイスによっては導電性がある程度低い（抵抗値が高い）ことが必要とされる場合もあるため、透明導電膜形成用塗布液へのドーパント用有機金属化合物の添加は、必要に応じて適宜実施すればよい。
【００４３】
ドーパント用有機金属化合物の有機錫化合物（化合物中の錫の価数は２価、４価にこだわらない）としては、例えば、アセチルアセトン錫（正式名称：ジ−ｎ−ブチル  ビス（２，４−ペンタンジオナト）錫、［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］、オクチル酸錫、２−エチルヘキサン酸錫、酢酸錫（II）［Ｓｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２］、酢酸錫（ＩＶ）［Ｓｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）４］、ジ−ｎ−ブチル錫ジアセテート［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）２（ＣＨ３ＣＯＯ）２］ 、蟻酸錫、錫アルコキシドとしての錫−ｔｅｒｔ−ブトキシド［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機錫化合物であれば良い。これらの中でも、アセチルアセトン錫は、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００４４】
ドーパント用有機金属化合物の有機チタン化合物としては、例えば、チタンアセチルアセトン錯体としてのアセチルアセトンチタン（正式名称：チタンジ−ｎ−ブトキシド  ビス（２，４−ペンタンジオネート）［Ｔｉ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］ ）、チタニル（IV）アセチルアセトネート［（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）４ＴｉＯ］、チタンジイソプロポキシド  ビス（２，４−ペンタンジオネート）［Ｃ１６Ｈ３６Ｏ４Ｔｉ］等や、チタンアルコキシドとしてのチタンテトラエトキシド［Ｔｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］、チタン（IV）−ｔｅｒｔ−ブトキシド［Ｔｉ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド［Ｔｉ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、チタンテトライソプロポキシド［Ｔｉ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機チタン化合物であれば良い。これらの中でも、アセチルアセトンチタン、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド、チタンテトライソプロポシドは、安価で入手し易いので好ましい。
【００４５】
ドーパント用有機金属化合物の有機ゲルマニウム化合物としては、例えば、ゲルマニウムアルコキシドとしてのゲルマニウムテトラエトキシド［Ｇｅ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］、ゲルマニウムテトラ−ｎ−ブトキシド［Ｇｅ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、ゲルマニウムテトライソプロポキシド［Ｇｅ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４］等や、β−カルボキシエチルゲルマニウムオキシド［（ＧｅＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）２Ｏ３］、テトラエチルゲルマニウム［Ｇｅ（Ｃ２Ｈ５）４］、テトラブチルゲルマニウム［Ｇｅ（Ｃ４Ｈ９）４］、トリブチルゲルマニウム［Ｇｅ（Ｃ４Ｈ９）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機ゲルマニウム化合物であれば良い。これらの中でも、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、ゲルマニウムテトライソプロポキシドは、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００４６】
ドーパント用有機金属化合物の有機亜鉛化合物としては、例えば、亜鉛アセチルアセトン錯体としてのアセチルアセトン亜鉛（正式名称：亜鉛−２，４−ペンタンジオネート）［Ｚｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］、亜鉛−２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネート［Ｚｎ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機亜鉛化合物であれば良い。これらの中でも、アセチルアセトン亜鉛は、安価で入手し易いので好ましい。
【００４７】
ドーパント用有機金属化合物の有機タングステン化合物としては、例えば、タングステンアルコキシドとしてのタングステン（Ｖ）エトキシド［Ｗ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）５］、タングステン（VI）エトキシド［Ｗ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）６］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機タングステン化合物であれば良い。
【００４８】
ドーパント用有機金属化合物の有機ジルコニウム化合物としては、例えば、ジルコニウムアセチルアセトン錯体としてのジルコニウム  ジ−ｎ−ブトキシド  ビス（２，４−ペンタンジオネート）［Ｚｒ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］）、アセチルアセトンジルコニウム（正式名称：ジルコニウム−２，４−ペンタンジオネート）［Ｚｒ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）４］、ジルコニウムアルコキシドとしてのジルコニウムエトキシド［Ｚｒ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］、ジルコニウム−ｎ−プロポキシド［Ｚｒ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４］、ジルコニウムイソプロポキシド［Ｚｒ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４］、ジルコニウム−ｎ−ブトキシド［Ｚｒ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、ジルコニウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド［Ｚｒ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、ジルコニウム−２−メチル−２−ブトキシド［Ｚｒ（Ｃ５Ｈ１１Ｏ）４］、ジルコニウム−２−メトキシメチル−２−プロポキシド［Ｚｒ（Ｃ５Ｈ１１Ｏ２）４］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機ジルコニウム化合物であれば良い。これらの中でも、ジルコニウム−ｎ−プロポキシド、ジルコニウム−ｎ−ブトキシドは、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００４９】
ドーパント用有機金属化合物の有機タンタル化合物としては、例えば、タンタルアセチルアセトン錯体としてのタンタル（V）テトラエトキシド−ペンタンジオネート）［Ｔａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）（ＯＣ２Ｈ５）４］、タンタルアルコキシドとしてのタンタルメトキシド［Ｔａ（ＣＨ３Ｏ）５］、タンタルエトキシド［Ｔａ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）５］、タンタルイソプロポキシド［Ｔａ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）５］、タンタル−ｎ−ブトキシド［Ｔａ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）５］、テトラエトキシアセチルアセトナトタンタル［Ｔａ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機タンタル化合物であれば良い。
【００５０】
ドーパント用有機金属化合物の有機ニオブ化合物としては、例えば、ニオブアルコキシドとしてのニオブエトキシド［Ｎｂ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）５］、ニオブ−ｎ−ブトキシド［Ｎｂ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）５］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機ニオブ化合物であれば良い。
【００５１】
ドーパント用有機金属化合物の有機ハフニウム化合物としては、例えば、ハフニウムアセチルアセトン錯体としてのハフニウム  ジ−ｎ−ブトキシド  ビス（２，４−ペンタンジオネート）［Ｈｆ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］ ）、アセチルアセトンハフニウム（正式名称：ハフニウム−２，４−ペンタンジオネート）［Ｈｆ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）４］、ハフニウムアルコキシドとしてのハフニウムエトキシド［Ｈｆ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４］、ハフニウム−ｎ−ブトキシド［Ｈｆ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、ハフニウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド［Ｈｆ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４］、ハフニウム（VI）イソプロポキシドモノイソプロピレート［Ｈｆ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４（Ｃ３Ｈ７ＯＨ）］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機ハフニウム化合物であれば良い。これらの中でも、ハフニウム−ｎ−ブトキシドは、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００５２】
ドーパント用有機金属化合物の有機バナジウム化合物としては、例えば、バナジウムアセチルアセトン錯体としてのバナジウム（IV）オキサイドビス−２，４−ペンタンジオネート［ＶＯ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］、アセチルアセトンバナジウム（正式名称：バナジウム（III）−２，４−ペンタンジオネート）［Ｖ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機バナジウム化合物であれば良い。
【００５３】
次に、有機錫化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液についても以下に説明する。
本発明で用いる有機錫化合物には、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液の説明で述べた有機錫化合物を用いることができ、導電性を向上させるドーパント用有機金属化合物としては、有機インジウム化合物、有機アンチモン化合物、有機リン化合物のいずれか一種以上が好ましい。
ドーパント用有機金属化合物としての有機インジウム化合物には、先に有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液の説明で述べた有機インジウム化合物を用いれば良い。
【００５４】
ドーパント用有機金属化合物の有機アンチモン化合物としては、例えば、酢酸アンチモン（III）［Ｓｂ（ＣＨ３ＣＯＯ）３］、アンチモンアルコキシドとしてのアンチモン（III）エトキシド［Ｓｂ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３］、アンチモン（III）−ｎ−ブトキシド［Ｓｂ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機アンチモン化合物であれば良い。これらの中でも、アンチモン（III）−ｎ−ブトキシドは、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００５５】
ドーパント用有機金属化合物の有機リン化合物としては、例えば、トリエチルフォスフェイト［ＰＯ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機リン化合物であれば良い。
【００５６】
さらに、有機亜鉛化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液についても以下に説明する。
本発明で用いる有機亜鉛化合物には、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液の説明で述べた有機亜鉛化合物を用いることができ、導電性を向上させるドーパント用有機金属化合物としては、有機アルミニウム化合物、有機インジウム化合物、有機ガリウム化合物のいずれか一種以上が好ましい。
ドーパント用有機金属化合物としての有機インジウム化合物には、先に有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液の説明で述べた有機インジウム化合物を用いれば良い。
【００５７】
ドーパント用有機金属化合物の有機アルミニウム化合物としては、アルミニウムアセチルアセトン錯体としてのアセチルアセトンアルミニウム（アルミニウム−２，４−ペンタンジオネート）［Ａｌ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］、アルミニウムアルコキシドとしてのアルミニウムエトキシド［Ａｌ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３］、アルミニウム−ｎ−ブトキシド［Ａｌ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３］、アルミニウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド［Ａｌ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３］、アルミニウムイソプロポキシド［Ａｌ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機アルミニウム化合物であれば良い。これらの中でも、アセチルアセトンアルミニウム、アルミニウム−ｎ−ブトキシドは、比較的安価で入手し易いので好ましい。
【００５８】
ドーパント用有機金属化合物の有機ガリウム化合物としては、ガリウムアセチルアセトン錯体としてのアセチルアセトンガリウム（ガリウム−２，４−ペンタンジオネート）［Ｇａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］、ガリウムアルコキシドとしてのガリウムエトキシド［Ｇａ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３］等が挙げられるが、基本的には、溶剤に溶解し、焼成時において塩素ガスや窒素酸化物ガスなどの有害ガスが発生せずに酸化物に分解する有機ガリウム化合物であれば良い。
【００５９】
透明導電膜形成用塗布液における有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物、または該有機金属化合物とドーパント用有機金属化合物は、基板上に透明導電膜を形成させるための主たる化合物原料であり、その合計含有量は１〜３０重量％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５〜２０重量％とするのが良い。
その合計含有量が１重量％未満であると膜厚の薄い透明導電膜しか得られなくなるため十分な導電性が得られない。また、３０重量％より多いと透明導電膜形成用塗布液中の有機金属化合物が析出し易くなって塗布液の安定性が低下したり、得られる透明導電膜が厚くなり過ぎて亀裂（クラック）が発生して導電性が損なわれる場合がある。
【００６０】
また、透明導電膜形成用塗布液にドーパント用有機金属化合物を配合する場合（高い導電性を得ようとする場合）には、有機金属化合物とド−パント用有機金属化合物の含有割合は、有機金属化合物：ドーパント用有機金属化合物のモル比換算で９９．９：０．１〜６６．７：３３．３が好ましい。詳しくは、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液においてドーパント用有機金属化合物として有機亜鉛化合物を用いる場合を除いて、有機金属化合物：ドーパント用有機金属化合物のモル比換算で９９．９：０．１〜８７：１３が良く、好ましくは９９：１〜９１：９である。
なお、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液において、有機亜鉛化合物をドーピング用有機金属化合物して用いる場合には、有機金属化合物：ドーパント用有機金属化合物のモル比換算で９５:５〜６６．７：３３．３が良く、好ましくは９１:９〜７１：２９である。
【００６１】
ここで、上記モル比は、有機金属化合物とド−パント用有機金属化合物のそれぞれの金属成分のモル比を指している。したがって、例えばド−パント用有機金属化合物の１分子中に金属元素が２個含まれている場合は、ド−パント用有機金属化合物１モルに対しドーパント用の金属元素は２モルとして換算する。
なお、透明導電膜を適用するデバイスによっては、透明導電膜に対して、必ずしも高い導電性を必要とせず、逆に高い抵抗値が要求されることもある。そのような場合には、高抵抗の透明導電膜を得る目的で、あえて上記透明導電膜形成用塗布液にドーパント用有機金属化合物を配合せずに用いることができる。
【００６２】
このモル比範囲を外れてド−パント用有機金属化合物が少なくても、或いは、多すぎても、透明導電膜のキャリア密度が減少して透明導電膜の導電性が急激に悪化する場合があり、また、上記モル比範囲を外れてド−パント用有機金属化合物が多い場合には、導電性酸化物微粒子の結晶成長が進みにくくなって導電性が悪化する場合があるため好ましくない。
【００６３】
さらに、透明導電膜形成用塗布液には、必要に応じてバインダーを添加しても良い。バインダーを加えることで、基板に対する濡れ性が改善されると同時に、塗布液の粘度調整を行うことができる。上記バインダーは焼成時において燃焼や熱分解する材料が好ましく、このような材料として、セルロース誘導体、アクリル樹脂等が有効である。
【００６４】
バインダーに用いられるセルロース誘導体としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース 、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース 、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース 、カルボキシエチルセルロース、カルボキシエチルメチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられるが、これらの中でもヒドロキシプロピルセルロース（以下、「ＨＰＣ」と表記する場合がある）が好ましい。
【００６５】
上記ＨＰＣを用いれば、５重量％以下の含有量で十分な濡れ性が得られると同時に、大幅な粘度調整を行うことができる。またＨＰＣの燃焼開始温度は３００℃程度であり、焼成を３００℃以上、好ましくは３５０℃以上の温度で行えば燃焼するので、生成する導電性粒子の粒成長を阻害せず、導電性が良好な透明導電膜を作製することができる。ＨＰＣの含有量が５重量％より多くなると、ゲル状になって塗布液中に残留し易くなり、極めて多孔質の透明導電膜を形成して透明性や導電性が著しく損なわれる。
ここで、セルロース誘導体として、例えばＨＰＣの代わりにエチルセルロースを用いた場合には、ＨＰＣを用いた場合よりも塗布液の粘度が低く設定できるが、高粘度塗布液が好適であるスクリーン印刷法等ではパターン印刷性が若干低下する。
【００６６】
ところで、ニトロセルロースは、熱分解性は優れているが、焼成時において有害な窒素酸化物ガスの発生があり、焼成炉の劣化や排ガス処理に問題を生じる場合がある。以上のように、使用するセルロース誘導体は、状況に応じて適宜選択する必要がある。
また、アクリル樹脂としては、比較的低温で燃焼するアクリル樹脂が好ましい。
【００６７】
透明導電膜形成用塗布液に用いる溶剤としては、アセチルアセトンインジウム、アセチルアセトン亜鉛、アセチルアセトンバナジウム等のアセチルアセトン錯体を高濃度で溶解できるアルキルフェノール及び／またはアルケニルフェノールと二塩基酸エステル、あるいはアルキルフェノール及び／またはアルケニルフェノールと酢酸ベンジル、またはこれらの混合溶液を用いるのが好ましい。アルキルフェノール及びアルケニルフェノールとしては、クレゾール類、キシレノール、エチルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、カシューナット殻液［３ペンタデカデシールフェノール］等が挙げられ、二塩基酸エステル（例えば二塩基酸ジメチル、二塩基酸ジエチル等）としては、コハク酸エステル、グルタル酸エステル、アジピン酸エステル、マロン酸エステル、フタル酸エステル等が用いられる。
【００６８】
さらに、塗布液の粘度を低下さたり、塗布性を改善させるために透明導電膜形成用塗布液に配合する溶剤としては、有機インジウム化合物、ドーパント用有機金属化合物、及びセルロース誘導体及び／またはアクリル樹脂を溶解させた溶液と相溶性があれば良く、水、メタノール（ＭＡ）、エタノール（ＥＡ）、１−プロパノール（ＮＰＡ）、イソプロパノール（ＩＰＡ）、ブタノール、ペンタノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、３−オキシプロピオン酸メチル、３−オキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、２−オキシプロピオン酸メチル、２−オキシプロピオン酸エチル、２−オキシプロピオン酸プロピル、２−メトキシプロピオン酸メチル、２−メトキシプロピオン酸エチル、２−メトキシプロピオン酸プロピル、２−エトキシプロピオン酸メチル、２−エトキシプロピオン酸エチル、２−オキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−オキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、２−メトキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−エトキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸メチル、２−オキソブタン酸エチル等のエステル系溶媒、エチレングリコールモノメチルエーテル（ＭＣＳ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（ＥＣＳ）、エチレングリコールイソプロピルエーテル（ＩＰＣ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ＢＣＳ）、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル（ＰＧＭ）、プロピレングリコールエチルエーテル（ＰＥ）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭ−ＡＣ）、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート（ＰＥ−ＡＣ）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール誘導体、トルエン、キシレン、メシチレン、ドデシルベンゼン等のベンゼン誘導体、ホルムアミド（ＦＡ）、Ｎ−メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド(ＤＭＳＯ)、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１、３−ブチレングリコール、ペンタメチレングリコール、１、３−オクチレングリコール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、ミネラルスピリッツ、ターピネオール等、及びこれらのいくつかの混合液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
塗布液の安定性や成膜性を考慮すると、使用する溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、γ−ブチロラクトン等が好ましい。
【００７０】
本発明で用いる透明導電膜形成用塗布液は、上記有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物、必要に応じて上記各種ドーパント用有機金属化合物のいずれか一種以上、さらに、必要に応じてバインダーを加えた混合物を溶剤に加熱溶解させることによって製造する。
【００７１】
加熱溶解は、通常、加熱温度を６０〜２００℃とし、０．５〜１２時間攪拌することにより行われる。加熱温度が６０℃よりも低いと十分に溶解せず、例えば、有機インジウム化合物を主成分とする透明導電膜形成用塗布液であれば、アセチルアセトンインジウム等の金属化合物の析出分離が起って塗布液の安定性が低下してしまい、２００℃よりも高いと溶剤の蒸発が顕著となり塗布液の組成が変化してしまうので好ましくない。
【００７２】
透明導電膜形成用塗布液の粘度は、上記バインダーの分子量や含有量、溶剤の種類によって調整することができるので、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、ディスペンサ印刷法、スリットコート法、ダイコート法、ドクターブレードコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等の各種塗布法のそれぞれに適した粘度に調整して対応することができる。
【００７３】
高粘度（５０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度）の塗布液は、高分子量のバインダーを５重量％以下、好ましくは２〜４重量％含有させることで作製でき、低粘度（５〜５００ｍＰａ・ｓ程度）は、低分子量のバインダーを５重量％以下、好ましくは０．１〜２重量％含有させ、かつ低粘度の希釈用溶剤で希釈することで作製できる。また、中粘度（５００〜５０００ｍＰａ・ｓ）の塗布液は、高粘度の塗布液と低粘度の塗布液を混合することで作製できる。
【００７４】
［透明導電膜の製造方法］
本発明の透明導電膜の製造方法について詳細する。
本発明の透明導電膜は、透明導電膜形成用塗布液を耐熱性基板上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、その塗布膜を乾燥して乾燥塗布膜を形成する乾燥工程、その乾燥塗布膜を焼成して無機膜を形成する焼成工程の各工程を経て形成される。
（ａ）塗布工程
耐熱性基板上への透明導電膜形成用塗布液の塗布は、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、ディスペンサ印刷法、スリットコート法、ダイコート法、ドクターブレードコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等の各種塗布法を用いて塗布される。
上記耐熱基板としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等の無機基板や、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂基板（耐熱性プラスチックフィルム）を用いることができる。
【００７５】
（ｂ）乾燥工程
この乾燥工程では、透明導電膜形成用塗布液を塗布した基板を、通常大気中８０〜１８０℃で１〜３０分間、好ましくは２〜１０分間保持して塗布膜の乾燥を行って、乾燥塗布膜を作製する。乾燥条件（乾燥温度、乾燥時間）は、用いる耐熱性基板の種類や透明導電膜形成用塗布液の塗布厚さ等によって、適宜選択することができる。ただし、生産性を考慮すれば、乾燥時間は、得られる乾燥塗布膜の膜質が悪化しない必要最低限度に短縮することが望ましい。
この乾燥塗布膜は、透明導電膜形成用塗布液から前述の有機溶剤が揮発除去されたものであって、有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物、（ドーパント用有機金属化合物）、バインダー等の有機系成分で構成されている。
【００７６】
（ｃ）焼成工程
焼成工程では、上記乾燥工程で得られた乾燥塗布膜を加熱処理（焼成）し、乾燥塗布膜中の有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物、あるいはドーパント用有機金属化合物を含んだ上記有機金属化合物、およびバインダー等の有機系成分を熱分解・燃焼（酸化）させて無機成分（金属酸化物を主成分とする導電性酸化物）からなる無機膜（導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層としての透明導電膜）を得ている。すなわち、焼成工程の昇温過程で加熱温度が高くなってくると、乾燥塗布膜中の有機インジウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物のいずれか一つ以上の有機金属化合物（ドーパント用有機金属化合物を含有する物も含む）は徐々に熱分解・燃焼（酸化）されて、まずアモルファス状態（ここでは、Ｘ線回折で求めた結晶子サイズ＝３ｎｍ未満の非常に微細な粒子の状態を称する）の導電性酸化物への変換、所謂無機化が生じる。その後加熱温度が一層上昇して通常３００〜３３０℃の範囲を越えるか、あるいは３００〜３３０℃の範囲のままであっても加熱時間が長くなると上記導電性酸化物の結晶化が起き、さらに結晶成長して導電性酸化物微粒子となり最終的な透明導電膜の構成要素となる。
なお、上記３００〜３３０℃は上記無機化や結晶化が生じやすい一般的な温度範囲を示すものであって、例えば、加熱時間が長い場合には、２７０℃程度でも上記記導電性酸化物の無機化、結晶化、結晶成長が生じる場合もあるため、本発明の焼成工程の焼成温度が３００℃以上に限定されるものではない。
【００７７】
一方、バインダーも同様に、焼成工程の昇温過程で徐々に熱分解・燃焼（酸化）するが、主に二酸化炭素（ＣＯ２）に転化されて雰囲気中に揮散して膜中から消失（バインダーの種類にもよるが、例えば前述のＨＰＣであれば約３００〜３５０℃でほぼ消失）していくため、最終的には透明導電膜中にほとんど残留しない。なお、焼成工程の初期段階（昇温過程のある段階で、例えば室温から加熱して３００℃まで到達した段階）まではバインダーが多く残留し、上記アモルファス状態の導電性酸化物間にバインダーが均一に介在して結晶化を抑制しているが、さらに焼成を進めるとバインダー成分が徐々に消失していって上記導電性酸化物の結晶化が起こるものと考えられる。
【００７８】
以下、焼成工程をより詳細に説明する。
上記乾燥塗布膜の焼成工程において、先ず露点の低い、即ち水蒸気含有量の少ない酸素含有雰囲気（参考として、図１に、空気中の飽和水蒸気含有量（体積％）と露点（℃）の関係を示す）を昇温過程の雰囲気に適用することで、上記の通り焼成工程の初期段階に生じる導電性酸化物の結晶化、並びに結晶成長が抑制されて、導電性酸化物微粒子が緻密に充填した本発明の導電性酸化物微粒子層の膜構造を得ることができる。なお、導電性酸化物微粒子が緻密に充填するメカニズムに関しては、必ずしも明らかではないが、例えば、以下のように考えることができる。
【００７９】
すなわち、少なくとも焼成工程の昇温過程で生じた導電性酸化物の結晶化が起こる時点（焼成工程の初期段階；本発明では通常３００〜３３０℃程度）までは上記アモルファス状態の導電性酸化物間にバインダーが均一に介在した膜構造が維持され、この膜構造が有機物質であるバインダーの作用で柔軟性を有して基板と垂直方向への膜の収縮（緻密化）を可能とするため、露点の低い空気雰囲気下で昇温して焼成した場合は、バインダーが消失するぎりぎりの加熱温度まで（約３００〜３５０℃程度まで）導電性酸化物の結晶化が抑制されて上記収縮可能な膜構造を取ることができ、膜の緻密化につながるものと推測される。
なお、上述した露点の低い、即ち水蒸気含有量の少ない空気雰囲気下において導電性酸化物の結晶化、並びに結晶成長が抑制される理由は明らかではないが、例えば、空気雰囲気中の水蒸気が、（１）導電性酸化物間に介在しているバインダー成分の熱分解・燃焼（酸化）の促進作用を有する、（２）導電性酸化物自体の結晶化、並びに結晶成長を促進する作用を有する、等が考えられる。
【００８０】
具体的には、先ず露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気ガスを供給しながら導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上（通常３００〜３３０℃以上）に昇温して焼成を行い、膜の緻密化を図る。この膜緻密化後に、必要に応じて、次に露点０℃以上の酸素含有雰囲気ガスを供給しながら焼成し、導電性酸化物微粒子同士の結晶成長を促進させることもできる。さらには、上記膜の緻密化（露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気ガス中での焼成）を図った後、あるいは上記緻密化後の結晶成長の促進化（露点０℃以上の酸素含有雰囲気ガス中での焼成）を図った後に、中性雰囲気または還元性雰囲気ガスを供給しながら焼成を行うことが好ましい。
【００８１】
上記酸素含有雰囲気ガスは、空気、あるいは、酸素と中性・不活性ガス（窒素、アルゴン等）の混合ガスが挙げられるが、安価で入手しやすい空気が好ましい。
上記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気ガスの露点は、好ましくは−１５℃以下、より好ましくは−２０℃以下、さらに好ましくは−３０℃以下、最も好ましくは−４０℃以下である。
また、上記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上（本発明では通常３００〜３３０℃以上）に昇温する焼成において、その露点が−１０℃を越えると、導電性酸化物微粒子からなる導電性酸化物微粒子層の形成過程において、焼成の初期段階でのバインダーがまだ多く残留している段階で水蒸気が導電性酸化物の結晶化、並びに結晶成長を促進して前述のアモルファス状態の導電性酸化物間にバインダーが均一に介在した膜垂直方向に収縮可能な膜構造が破壊されて、導電性酸化物微粒子同士が固着し動けなくなるため、膜の緻密化が阻害され、透明導電膜の導電性や膜強度が低下するため、好ましくない。
【００８２】
さらに、膜緻密化後に必要に応じて行なう、結晶化促進のための露点０℃以上の酸素含有雰囲気ガス中での焼成において、上記露点０℃以上の酸素含有雰囲気ガスの露点は、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは２０℃以上である。上記露点が０℃以上だと、水蒸気が緻密化した膜の導電性酸化物微粒子同士の結晶成長を促進するため、膜の緻密化と結晶成長を両立できて、透明導電膜の導電性や膜強度を高めることができるからである。
【００８３】
上記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下での導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上（本発明では通常３００〜３３０℃以上）に昇温する焼成は、その昇温で到達する焼成温度（ピーク温度）が３００℃以上、より好ましくは３５０℃以上、さらに好ましくは４００℃以上の温度で５〜１２０分間、より好ましくは１５〜６０分間である。
【００８４】
３００℃よりも低い焼成温度、特に２７０℃未満の焼成温度では、通常、乾燥塗布膜に含まれる有機成分（有機インジウム化合物、ドーパント用有機金属化合物、バインダー等に含まれる有機成分）の熱分解或いは燃焼が不十分となり易く、それら有機成分が透明導電膜に残留して導電性酸化物の結晶化が起こらず、膜の緻密化も不十分となって、膜の透明性や導電性を悪化させる恐れがあるため好ましいとは言えない。ただし、焼成時間を例えば６０分間程度以上と長くした場合や、最終的な透明導電膜の膜厚が１３０ｎｍ程度以下と薄い場合等では、例えば２７０℃程度でも上記有機成分の熱分解或いは燃焼が進行するため、膜の透明性や導電性が悪化しない場合もある。したがって、一般的には３００℃以上の焼成温度が好ましいが、各工程の条件（膜厚、焼成時間等）によっては、２７０℃程度の焼成温度も適用可能である。
【００８５】
また、焼成温度の上限は特に限定されないが、焼成工程で用いる焼成装置の種類や耐熱性基板の耐熱性に影響受け、安価で最も一般的に用いられるソーダライムガラス基板では、歪点が約５１０℃であるので、この温度よりも低い温度で焼成することが好ましい。ただし、ソーダライムガラス基板をより耐熱性の高い耐熱性基材上で焼成すれば、基板の歪みを比較的少なくできるため、約６００℃程度での焼成も可能である。もちろん、石英ガラス基板、無アルカリガラス基板、高歪点ガラス基板等のより耐熱性が高いガラス基板を用いる場合は、さらに高い焼成温度が適用できる。
なお、耐熱性基板として耐熱性プラスチックであるポリイミド（ＰＩ）フィルムを用いた場合は、ポリイミドの種類にもよるが、４００℃程度までの焼成が可能である。
【００８６】
焼成工程で用いる焼成装置には、ホットプレート、熱風循環焼成炉、遠赤外線加熱装置等が挙げられるが、これらに限定される訳ではない。ただし、本発明を実施するためには露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気を用いる必要があるため、上記焼成装置には焼成雰囲気の制御が可能であることが求められる。
なお、焼成工程の昇温過程における導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上までの昇温速度については特に制約はないが、５〜４０℃／分の範囲、より一般的には１０〜３０℃／分である。５℃／分より昇温速度が遅いと昇温に時間がかかりすぎて効率が悪くなり、一方４０℃／分を越える昇温速度を上記焼成装置で実現しようとすると、ヒーター容量が大きくなりすぎて現実的でない。
【００８７】
また、上記露点０℃以上の酸素含有雰囲気下での焼成の焼成条件も、上記露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上に昇温する焼成の通常の焼成条件（通常３００〜３３０℃以上）と同様に、焼成温度は３００℃以上、より好ましくは３５０℃以上、さらに好ましくは４００℃以上の温度で５〜１２０分間、より好ましくは１５〜６０分間である。
３００℃よりも低い焼成温度、特に２７０℃未満の焼成温度では、前述と同様に、通常、導電性酸化物微粒子同士の結晶化促進効果が不十分となり易く、導電性や膜強度の大幅な向上が期待しにくいため好ましいとは言えない。
【００８８】
上記酸素含有雰囲気下での焼成に引き続き、中性雰囲気または還元性雰囲気下での焼成を行うと、導電性酸化物微粒子に酸素空孔が形成されてキャリア濃度が増加し、透明導電膜の導電性が向上するため好ましい。
なお、この中性雰囲気または還元性雰囲気下での焼成は、膜中に形成された酸素空孔が導電性酸化物微粒子の成分元素（インジウム、酸素等）を拡散しやすくするため、上記露点０℃以上の酸素含有雰囲気ガス中の焼成による導電性酸化物微粒子同士の結晶成長促進よりも、より強い促進効果を有しており、上記透明導電膜の導電性向上だけでなく、導電性の安定化（経時変化抑制）にも有効である点からも好ましい。
【００８９】
この中性雰囲気は、窒素ガス、不活性ガス（アルゴン、ヘリウム等）のいずれか１種以上からなり、還元性雰囲気は、水素ガスまたは該中性雰囲気に水素または有機溶剤蒸気（メタノール等の有機ガス）の少なくとも１種以上が含まれる雰囲気などが挙げられるが、緻密に充填した導電性酸化物微粒子から酸素原子を奪い酸素空孔を形成して導電キャリア濃度を高めることができれば良く、これらに限定されない。但し、還元性が強すぎる雰囲気だと酸化インジウムが金属インジウムまで還元される場合があるため、好ましくない。
焼成温度が２５０〜４５０℃程度であれば、１〜２％水素−９９〜９８％窒素の混合ガスは、大気に漏洩しても爆発の恐れがなく、酸化インジウムを金属インジウムまで還元し難いため好ましい雰囲気、焼成温度である。
【００９０】
中性雰囲気または還元性雰囲気下での焼成の焼成条件は、焼成温度が２５０℃以上、より好ましくは３５０℃以上の温度で５〜１２０分間、より好ましくは１５〜６０分間である。なお、前述の導電性酸化物微粒子同士の結晶成長をより促進させるという観点からすると、焼成温度は３５０℃以上、さらに好ましくは４５０℃以上が望ましい。
２５０℃よりも低い焼成温度では、導電性酸化物微粒子に酸素空孔が十分に形成できず、キャリア濃度の増加による透明導電膜の導電性向上が期待できないため好ましくない。
【００９１】
また、この焼成温度の上限は特に限定されないが、焼成工程で用いる焼成装置の種類や耐熱基板の耐熱性に影響受ける点は、酸素含有雰囲気下での焼成と同様である。さらに、還元性雰囲気下の焼成では、焼成温度が高くなり過ぎると、透明導電膜を構成する導電性酸化物が過度に還元される場合があり注意を要する。例えば６００℃を越える焼成温度の場合には、水素ガス等のように強い還元性を有する還元性雰囲気を用いると、導電性酸化物としての金属酸化物が金属元素まで短時間で還元されてしまう場合がある（例えば、酸化インジウムが金属インジウムまで還元される場合がある）ため、適切な還元性雰囲気の選定や還元時間の設定が必要となる。
【００９２】
なお、露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気下で、導電性酸化物の結晶化が起こる温度以上に昇温する焼成、露点０℃以上の酸素含有雰囲気下の焼成、及び中性雰囲気または還元性雰囲気下の焼成は、連続して行うことができる。即ち、乾燥塗布膜が形成された耐熱性基板の焼成において、例えば、基板の温度を３００℃以上の焼成温度に昇温した後、その温度を保ったまま、雰囲気だけを露点−１０℃以下の酸素含有雰囲気から露点０℃以上の酸素含有雰囲気、あるいは、中性雰囲気または還元性雰囲気に切替えればよい。
【００９３】
前述のように、中性雰囲気または還元性雰囲気下での焼成は、前述の導電性酸化物に酸素空孔を形成してキャリア濃度を増加させる働きに加え、酸素空孔の存在により透明導電膜の構成元素を移動し易くして結晶成長を促進する働きも有しており、透明導電膜の強度や導電性の一層の向上に寄与している。
【００９４】
次に、本発明の透明導電膜、透明導電基板が適用されるデバイスについて説明する。
このようなデバイスとしては、上述したようにＬＥＤ素子、エレクトロルミネッセンスランプ（エレクトロルミネッセンス素子）、フィールドエミッションランプ等の発光デバイス、太陽電池等の発電デバイス、液晶ディスプレイ（液晶素子）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（エレクトロルミネッセンス素子）、プラズマディスプレイ、電子ペーパー素子等の表示デバイス、及びタッチパネル等の入力デバイス等が挙げられ、本発明の透明導電膜、透明導電基板はこれらの透明電極に好適である。
以下、幾つかのデバイスについて説明する。
【００９５】
ここで、発光デバイスとしての上記エレクトロルミネッセンス素子には有機発光材料を用いる有機ＥＬ素子と無機発光材料を用いる無機ＥＬ素子があるが、近年では有機ＥＬ素子が脚光を浴びている。
この有機ＥＬ素子は、液晶表示素子と違って自発光素子であり、低電圧駆動で高輝度が得られるためディスプレイ等の表示装置として期待されている。有機ＥＬ素子にも低分子型と高分子型があり、例えば高分子型の構造は、アノード電極層としての透明導電膜上に、ポリチオフェン誘導体等の導電性高分子から成る正孔注入層（ホール注入層）、有機発光層（塗布により形成される高分子発光層）、カソード電極層［発光層への電子注入性の良い、仕事関数の低いマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属層］、ガスバリアコーティング層（あるいは金属やガラスでの封止処理）を順次形成したものである。上記ガスバリアコーティング層は、有機ＥＬ素子の劣化を防止するために必要とされ、酸素バリア及び水蒸気バリアが求められるが、例えば、水蒸気に関しては、水蒸気透過率＝１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ程度以下の非常に高いバリア性能が要求されており、有機ＥＬ素子（デバイス）内部は外部から完全に封止された構造となっている。
【００９６】
発電デバイスとしての太陽電池は、太陽光線を電気エネルギーに変換する発電素子で、また太陽電池はシリコン太陽電池（薄膜型、微結晶型、結晶型）、ＣＩＳ太陽電池（銅−インジウム−セレン薄膜）、ＣＩＧＳ太陽電池（銅−インジウム−ガリウム−セレン薄膜）、色素増感型太陽電池等があり、例えば、シリコン太陽電池は、透明基板上に透明電極、半導体発電層（シリコン）、金属電極を順次形成したものである。
【００９７】
表示デバイスとしての液晶素子は、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）およびＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のディスプレイに広く用いられている非発光型の電子表示素子であり、単純マトリクス方式（パッシブマトリックス方式）とアクティブマトリクス方式がある。画質や応答スピードの点ではアクティブマトリクス方式が優れている。その基本構造は、液晶を透明電極（本発明の透明導電膜が対応する）で挟み込み、電圧駆動で液晶分子を配向させて表示を行う構造体で、実際の素子は、透明電極に加え、カラーフィルター、位相差フィルム、偏光フィルム等をさらに積層して用いられている。
【００９８】
また、別のタイプの液晶素子には、窓等の光シャッター等に用いられている高分子分散型液晶素子（以下ＰＤＬＣ素子と略称）やポリマーネットワーク液晶素子（以下ＰＮＬＣ素子と略称）も含まれる。いずれもその基本構造は、上述のように、液晶層を電極（少なくとも一方は透明電極で、本発明の透明導電膜が対応する）で挟み込み、電圧駆動で液晶分子を配向させて、液晶層の透明／不透明の外観変化を生じさせる構造体であるが、上記液晶表示素子と異なり、実際の素子において、位相差フィルム、偏光フィルムを必要とせず、素子の構造を単純にできるという特徴がある。
【００９９】
ところで、ＰＤＬＣ素子は、高分子樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化した液晶が分散した構造を採り、一方ＰＮＬＣ素子は、樹脂の網目状ネットワークの網目の部分に液晶が充填した構造を採っている。一般には、ＰＤＬＣ素子は液晶層の樹脂含有割合が高いため数十Ｖ以上（例えば、８０Ｖ程度）の交流駆動電圧が必要なのに対し、液晶層の樹脂含有割合を低くできるＰＮＬＣ素子は数〜１５Ｖ程度の交流電圧で駆動できる特徴がある。
なお、上記液晶素子の表示安定性を確保するためには、液晶への水蒸気の混入を防止する必要があり、例えば、水蒸気透過率＝０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下が要求されており、液晶素子（デバイス）内部は外部から完全に封止された構造となっている。
【０１００】
表示デバイスとしての電子ペーパー素子は、自らは発光しない非発光型の電子表示素子であり、電源を切っても表示がそのまま残るメモリ効果を備え、文字表示のためのディスプレイとして期待されている。
この表示方式には、電気泳動法により着色粒子を電極間の液体中を移動させる電気泳動方式、二色性を有する粒子を電場で回転させることにより着色させるツイストボール方式、例えばコレステリック液晶を透明電極で挟み込んで表示を行う液晶方式、着色粒子（トナー）や電子粉流体（Ｑｕｉｃｋ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｏｗｄｅｒ）を空気中を移動させて表示を行う粉体系方式、電気化学的な酸化・還元作用に基づき発色を行うエレクトロクロミック方式、電気化学的な酸化・還元により金属を析出・溶解させ、これに伴う色の変化で表示を行うエレクトロデポジション方式等が開発されている。これらいずれの方式においても、表示層が透明導電膜（透明電極）と対向電極とではさみ込まれた構造を有している。
【０１０１】
なお、これらの各種方式の電子ペーパー素子において、その表示安定性を確保するためには、表示層への水蒸気の混入を防止する必要があり、方式にもよるが、例えば、水蒸気透過率＝０．０１〜０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙが要求されており、電子ペーパー素子（デバイス）内部は外部から完全に封止された構造となっている。
【０１０２】
タッチパネルは、位置入力素子であり、抵抗方式や静電容量方式等がある。
例えば、抵抗方式タッチパネルでは、座標を検出するための座標検出用抵抗膜としての２枚の透明導電基板がドット状の透明スペーサーを介して貼り合わされている構造を有している。透明導電基板には打点耐久性が必要とされ、透明導電膜はクラックが生じないようなフレキシビリティが求められる。また、静電容量方式では解像度のアップにより、透明導電膜の一層の導電性向上が求められている。
【０１０３】
以上の発光デバイス、発電デバイス、表示デバイス、入力デバイス等のいずれにおいてもデバイスの特性向上が求められており、本発明に係る透明導電膜、及び透明導電基板をそれらの透明電極に適用することで、デバイスの基本特性が一層向上可能となるために、例えばデバイスの省エネ化や小型化等にも大きく貢献することができるものである。
【０１０４】
以下、実施例を用いて本発明を詳細するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【０１０５】
［溶解液Ａ液の作製］
アセチルアセトンインジウム（正式名称：トリス（アセチルアセトナト）インジウム）［Ｉｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］（分子量＝４１２．１５）４０ｇ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール４２ｇ、二塩基酸エステル（デュポンジャパン製）１４ｇ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）４ｇを混合し、１３０℃に加温して９０分間攪拌して溶解させ、次に、得られた溶解液２５ｇ、シクロヘキサノン２５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）１０ｇ、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）４０ｇを混合して均一になるまで良く攪拌し、アセチルアセトンインジウムとヒドロキシプロピルセルロースを含有する溶解液（Ａ液）を作製した。
【０１０６】
［溶解液Ｂ液の作製］
アセチルアセトン錫（正式名称：ジ−ｎ−ブチル  ビス（２，４−ペンタンジオナト）錫［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］（分子量＝４３１．１４）４０ｇ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール４２ｇ、二塩基酸エステル（デュポンジャパン製）１４ｇ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）４ｇを混合し、１３０℃に加温して９０分間攪拌して溶解させ、得られた溶解液２５ｇ、シクロヘキサノン２５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）１０ｇ、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）４０ｇを混合して均一になるまで良く攪拌し、アセチルアセトン錫とヒドロキシプロピルセルロースを含有する溶解液（Ｂ液）を作製した。
【０１０７】
［塗布液の作製］
作製したＡ液９．６ｇとＢ液０．４ｇを均一になるまで良く攪拌し、アセチルアセトンインジウムとアセチルアセトン錫を合計で１０重量％、ヒドロキシプロピルセルロースを１重量％含有する透明導電膜形成用塗布液を作製した。
【０１０８】
［透明導電膜の作製］
この透明導電膜形成用塗布液を、２５℃のソーダライムガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ×厚み３ｍｍ；ヘイズ値＝０．２６％、可視光透過率＝９１．１％）上の全面にスピンコーティング（２５０ｒｐｍ×６０ｓｅｃ）した後、熱風乾燥機を用いて１８０℃で２０分間乾燥し、さらにホットプレートを用いて露点が−３０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、５００℃で１５分間焼成し、そのまま雰囲気を２％水素−９８％窒素（１リッター／分供給）に切替えて５００℃でさらに１５分間焼成してドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする実施例１に係る透明導電膜を作製した。
【０１０９】
次に作製した透明導電膜の表面抵抗、ヘイズ値及び可視光透過率、膜厚、結晶子サイズ、鉛筆硬度の諸特性を測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例１の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）、及び走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を、それぞれ図２、及び図３に示す。導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１１０】
透明導電膜の表面抵抗は、三菱化学（株）製の表面抵抗計ロレスタＡＰ（ＭＣＰ−Ｔ４００）を用い測定した。
ヘイズ値と可視光透過率は、日本電色（株）社製のヘイズメーター（ＮＤＨ５０００）を用いＪＩＳ Ｋ７１３６（ヘイズ値）、ＪＩＳＫ７３６１−１（透過率）に基づいて測定した。
膜厚は、ＫＬＡ−ＴｅｎｃｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製触針式膜厚計（Ａｌｐｈａ−ＳｔｅｐＩＱ）を用いて測定した。
結晶子サイズは、Ｘ線回折測定を行い、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）の（２２２）ピークについて、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ法により求めた。
鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５４００に基づいて測定した。
なお、可視光透過率及びヘイズ値は、透明導電膜だけの値であり、それぞれ下記数１及び数２により求めた。
【０１１１】
【数１】
0005418502.tif 000002
【０１１２】
【数２】
0005418502.tif 000003
【実施例２】
【０１１３】
実施例１におけるホットプレートを用いた焼成を、露点が−３０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、３５０℃まで３５分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、３５０℃で１５分間焼成し、そのまま雰囲気を２％水素−９８％窒素（１リッター／分供給）に切替えて３５０℃でさらに１５分間焼成した以外は実施例１と同様に行い、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする実施例２に係る透明導電膜を作製した。
【０１１４】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例２の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）、及び走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を、それぞれ図４、及び図５に示す。導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【実施例３】
【０１１５】
実施例１におけるホットプレートを用いた焼成において露点が−３０℃の空気の代わりに露点が−８０℃以下の空気（ボンベ充填空気）を用いた以外は実施例１と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする実施例３に係る透明導電膜を作製した。
【０１１６】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例３の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【実施例４】
【０１１７】
実施例１で用いた透明導電膜形成用塗布液を、２５℃のソーダライムガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ×３ｍｍ厚さ）上の全面にスピンコーティング（２５０ｒｐｍ×６０ｓｅｃ）した後、１８０℃で２０分間乾燥し、さらに露点が−３０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、５００℃で１５分間焼成し、そのまま雰囲気を露点が約２０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）に切替えて５００℃でさらに１５分間焼成して、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする実施例４に係る透明導電膜を作製した。
【０１１８】
次に作製した透明導電膜の表面抵抗、ヘイズ値及び可視光透過率、膜厚、結晶子サイズ、鉛筆硬度の諸特性を測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例４の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）を図６に示す。導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【実施例５】
【０１１９】
［塗布液の作製］
実施例１のＡ液９．１ｇとＢ液０．９ｇを均一になるまで良く攪拌し、アセチルアセトンインジウムとアセチルアセトン錫を合計で１０重量％、ヒドロキシプロピルセルロースを１重量％含有する透明導電膜形成用塗布液を作製した。
【０１２０】
［透明導電膜の作製］
この透明導電膜形成用塗布液を、２５℃のソーダライムガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ×厚み３ｍｍ）上の全面にスピンコーティング（２００ｒｐｍ×６０ｓｅｃ）した後、１８０℃で１０分間乾燥し、さらに−１６℃、−１９℃、−２７℃、−３４℃、−４４℃、−８０℃の各種露点を有する空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、５００℃で１５分間焼成後、そのまま雰囲気を１％水素−９９％窒素（１リッター／分供給）に切替えて５００℃でさらに１５分間焼成して、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする実施例５に係る各種透明導電膜を作製した。
なお、上記−１６℃〜−８０℃の各種露点を有する空気雰囲気は、露点２５℃の空気と露点−８０℃の空気を、それぞれ所定の流量で供給し、よく混合して得ている。
【０１２１】
次に、その作製した各種透明導電膜の表面抵抗、膜厚、結晶子サイズの諸特性を測定し、その結果をそれぞれ図７、図８、図９に示す。
実施例５に係る上記各種透明導電膜は、それぞれ高い透明性を有しており（ヘイズ値：０．１５〜０．３％の範囲内、可視光透過率：９２．６〜９５．５％の範囲内）、さらにいずれの透明導電膜においても鉛筆硬度は５Ｈ以上と優れていた。
なお、実施例５の各種透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【実施例６】
【０１２２】
［塗布液の作製］
アセチルアセトン錫（正式名称：ジ−ｎ−ブチル  ビス（２，４−ペンタンジオナト）錫［Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）２（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］（分子量＝４３１．１４）９．９ｇ、アンチモン（III）−ｎ−ブトキシド［Ｓｂ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３］（分子量＝３４１．０８）０．１ｇ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール１０．５ｇ、二塩基酸エステル（デュポンジャパン製）３．５ｇ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）１ｇ、アセチルアセトン７５ｇを混合し、１２０℃に加温しながら１２０分間攪拌して均一になるまで良く溶解し、アセチルアセトン錫とアンチモン（III）−ｎ−ブトキシドを合計で１０重量％、ヒドロキシプロピルセルロースを１重量％含有する透明導電膜形成用塗布液を作製した。
【０１２３】
［透明導電膜の作製］
この透明導電膜形成用塗布液を、２５℃のソーダライムガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ×厚み３ｍｍ；ヘイズ値＝０．２６％、可視光透過率＝９１．１％）上の全面にスピンコーティング（２５０ｒｐｍ×６０ｓｅｃ）した後、熱風乾燥機を用いて１８０℃で１０分間乾燥し、さらにホットプレートを用いて露点が−６０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、５００℃で１５分間焼成し、そのまま雰囲気を１％水素−９９％窒素（１リッター／分供給）に切替えて５００℃でさらに１５分間焼成して、ドーパント用の酸化アンチモンを含んだ酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする実施例６に係る透明導電膜を作製した。
【０１２４】
次に作製した透明導電膜の表面抵抗、ヘイズ値及び可視光透過率、膜厚、結晶子サイズ、鉛筆硬度の諸特性を測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例６の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）を図１０に示す。導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【実施例７】
【０１２５】
［溶解液Ｃ液の作製］
アセチルアセトン亜鉛（正式名称：亜鉛−２，４−ペンタンジオネート）［Ｚｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］（分子量＝２６３．５９）１０ｇ、γ−ブチロラクトン４９．９９ｇ、アセチルアセトン３８ｇ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）２ｇ、界面活性剤０．０１ｇを混合し、１２０℃に加温しながら９０分間攪拌して均一になるまで良く溶解し、アセチルアセトン亜鉛とヒドロキシプロピルセルロースを含有する溶解液（Ｃ液）を作製した。
【０１２６】
［溶解液Ｄ液の作製］
アセチルアセトンアルミニウム（正式名称：アルミニウム−２，４−ペンタンジオネート）［Ａｌ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］（分子量＝３２４．２９）１０ｇ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール２８．５ｇ、二塩基酸エステル（デュポンジャパン製）９．５ｇ、アセチルアセトン４９．９９ｇ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）２ｇ、界面活性剤０．０１ｇを混合し、１２０℃に加温しながら９０分間攪拌して均一になるまで良く溶解し、アセチルアセトンアルミニウムとヒドロキシプロピルセルロースを含有する溶解液（Ｄ液）を作製した。
【０１２７】
［塗布液の作製］
作製したＣ液９．５ｇとＤ液０．５ｇを均一になるまで良く攪拌し、アセチルアセトン亜鉛とアセチルアセトンアルミニウムを合計で１０重量％、ヒドロキシプロピルセルロースを２重量％含有する透明導電膜形成用塗布液を作製した。
【０１２８】
［透明導電膜の作製］
この透明導電膜形成用塗布液を、２５℃のソーダライムガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ×厚み３ｍｍ；ヘイズ値＝０．２６％、可視光透過率＝９１．１％）上の全面にスピンコーティング（２５０ｒｐｍ×６０ｓｅｃ）した後、熱風乾燥機を用いて１８０℃で１０分間乾燥し、さらにホットプレートを用いて露点が−６０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、５００℃で１５分間焼成し、そのまま雰囲気を１％水素−９９％窒素（１リッター／分供給）に切替えて５００℃でさらに１５分間焼成して、ドーパント用の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含んだ酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする実施例７に係る透明導電膜を作製した。
【０１２９】
次に作製した透明導電膜の表面抵抗、ヘイズ値及び可視光透過率、膜厚、結晶子サイズ、鉛筆硬度の諸特性を測定し、その結果を表１に示す。
さらに、実施例７の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を図１１に示す。導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１３０】
（比較例１）
実施例１で露点が−３０℃の空気の代わりに、露点が１５℃の空気を用いた以外は実施例１と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする比較例１に係る透明導電膜を作製した。
【０１３１】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、比較例１の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）、及び走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を、それぞれ図１２、及び図１３に示す。導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１３２】
（比較例２）
実施例２で露点が−３０℃の空気の代わりに、露点が１５℃の空気を用いた以外は実施例２と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする比較例２に係る透明導電膜を作製した。
【０１３３】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、比較例２の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）、及び走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を、それぞれ図１４、及び図１５に示す。導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１３４】
（比較例３）
実施例４で露点が−３０℃の空気の代わりに、露点が約２０℃の空気を用いた以外は実施例４と同様にして成膜を行い（すなわち、露点が約２０℃の空気雰囲気（１リッター／分供給）において、５００℃まで５０分かけて昇温（昇温速度：１０℃／分）し、そのまま５００℃で３０分間焼成して、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする比較例３に係る透明導電膜を作製した。
【０１３５】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、比較例３の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）を図１６に示す。導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１３６】
（比較例４）
実施例５で、−１６℃〜−８０℃の各種露点を有する空気の代わりに、２５℃、６℃、−４℃の各種露点を有する空気を用いた以外は実施例５と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化錫（ＳｎＯ２）を含んだ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を主成分とする比較例４に係る各種透明導電膜を作製した。
なお、上記２５℃、６℃、−４℃の各種露点を有する空気雰囲気は、露点２５℃の空気と露点−８０℃の空気をそれぞれ所定の流量で供給し、よく混合して得ている。
【０１３７】
次に、その作製した各種透明導電膜の表面抵抗、膜厚、結晶子サイズの諸特性を測定し、その結果を、それぞれ図７、図８、図９に示す。
比較例４に係る上記各種透明導電膜は、それぞれ高い透明性を有していたものの（ヘイズ値：０．１〜０．３％の範囲内、可視光透過率：９２．３〜９８．７％の範囲内）、いずれの透明導電膜においても鉛筆硬度は３Ｈ未満と不十分だった。
なお、比較例４の各種透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１３８】
（比較例５）
実施例６で露点が−６０℃の空気の代わりに、露点が２３℃の空気を用いた以外は実施例６と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化アンチモンを含んだ酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする比較例５に係る透明導電膜を作製した。
【０１３９】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、比較例５の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した透過電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）を図１７に示す。導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１４０】
（比較例６）
実施例７で露点が−６０℃の空気の代わりに、露点が２３℃の空気を用いた以外は実施例７と同様にして成膜を行い、ドーパント用の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含んだ酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする比較例６に係る透明導電膜を作製した。
【０１４１】
作製した透明導電膜の諸特性を実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示す。
さらに、比較例６の透明導電膜の断面を透過電子顕微鏡で観察した走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を図１８に示す。導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層が観察されている。
【０１４２】
【表１】
0005418502.tif 000004
【０１４３】
以上の実施例と比較例を比べる（実施例１、３と比較例１の比較、実施例２と比較例２の比較、実施例４と比較例３の比較、実施例５と比較例４の比較、実施例６と比較例５の比較、実施例７と比較例６の比較）と、各実施例では、結晶成長が進み（結晶子サイズが大きい）導電性酸化物微粒子が緻密に充填した導電性酸化物微粒子層を有する透明導電膜で、膜強度（鉛筆硬度）に優れるのに対して、各比較例では、結晶成長が進まず（結晶子サイズが小さい）導電性酸化物微粒子間に空隙が見られる導電性酸化物微粒子層を有する透明導電膜で、膜強度（鉛筆硬度）が著しく低いことがわかる。
【０１４４】
また実施例１、実施例３と比較例１を比べると、いずれも５００℃の焼成（空気雰囲気、及び２％水素−９８％窒素雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例１及び実施例３が、５０〜５５Ω／□（オーム・パー・スクエアと読む）という低抵抗が得られているのに対して、比較例１は、１５０Ω／□という比較的高い抵抗であることがわかる。
また、実施例１及び実施例３の膜厚が１９０ｎｍであるのに対し、比較例１の膜厚は２２５ｎｍと約１８％程度厚く、この点から実施例１及び実施例３の透明導電膜は比較例１の透明導電膜よりも約１８％程度緻密化している。
【０１４５】
実施例２と比較例２を比べると、いずれも３５０℃の焼成（空気雰囲気、及び２％水素−９８％窒素雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例２が、１４０Ω／□という低抵抗が得られていのに対して、比較例２は、４４０Ω／□という高い抵抗であることがわかる。
また、実施例２の膜厚が２０５ｎｍであるのに対し、比較例２の膜厚は２２５ｎｍと約１０％程度厚く、この点から実施例２の透明導電膜は比較例２の透明導電膜よりも約１０％程度緻密化している。
【０１４６】
実施例４と比較例３を比べると、いずれも５００℃の焼成（空気雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例４が６６０Ω／□の抵抗が得られているのに対して、比較例３は１５４０Ω／□の高抵抗であることがわかる。
また、実施例４の膜厚が１８５ｎｍであるのに対し、比較例３の膜厚は２３０ｎｍと約２４％程度厚く、この点からも実施例４の透明導電膜は、比較例３の透明導電膜よりも約２４％程度緻密化している。
【０１４７】
実施例５と比較例４を比べると、図７から図９より、いずれも５００℃の焼成（空気雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例５の各種透明導電膜が８４Ω／□以下の抵抗値が得られているのに対して、比較例４の各種透明導電膜は１０２Ω／□以上の抵抗値であることがわかる。
また、実施例５の各種透明導電膜の膜厚が２２８ｎｍ以下であるのに対し、比較例４の各種透明導電膜の膜厚は２４６ｎｍ以上と厚く、この点からも実施例５の各種透明導電膜は、比較例４の各種透明導電膜よりも緻密化していることがわかる。
【０１４８】
実施例６と比較例５を比べると、いずれも５００℃の焼成（空気雰囲気、及び１％水素−９９％窒素雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例６が、７５００Ω／□という抵抗が得られているのに対して、比較例５は、６×１０６Ω／□という極めて高い抵抗であることがわかる。
また、実施例６の膜厚が１０５ｎｍであるのに対し、比較例５の膜厚は１１５ｎｍと約１０％程度厚く、この点から実施例６の透明導電膜は比較例５の透明導電膜よりも約１０％程度緻密化している。
【０１４９】
実施例７と比較例６を比べると、いずれも５００℃の焼成（空気雰囲気、及び１％水素−９９％窒素雰囲気）で得られた透明導電膜であるが、実施例７が、２０ｋ（キロ）Ω／□という抵抗が得られているのに対して、比較例６は、８×１０６Ω／□という極めて高い抵抗であることがわかる。
また、実施例７の膜厚が２４０ｎｍであるのに対し、比較例６の膜厚は３１０ｎｍと約３０％程度厚く、この点から実施例７の透明導電膜は比較例６の透明導電膜よりも約３０％程度緻密化している。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明による透明導電膜は、安価な各種塗布方法を用いて耐熱性基板上へ形成することが可能であり、得られる透明導電膜は、優れた透明性と高い導電性を兼ね備え、かつ膜強度に優れているため、この透明導電膜を耐熱性基板上に形成した透明導電基板は、ＬＥＤ素子、エレクトロルミネッセンスランプ（エレクトロルミネッセンス素子）、フィールドエミッションランプ等の発光デバイス、太陽電池等の発電デバイス、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（エレクトロルミネッセンス素子）、プラズマディスプレイ、電子ペーパー素子等の表示デバイス、タッチパネル等の入力デバイス等の透明電極等への利用が期待できる。
【図１】
0005418502.tif 000005
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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