(57)【要約】【課題】光の取り出し効率を良好に得られる透明導電膜付き基板を提供する。【解決手段】透明導電膜付き基板の製造方法は、イオンビームスパッタリング法を用いて、基板Ｓ上に設けられた有機層６０の上方に透明導電膜７０を形成する工程を有し、透明導電膜７０を形成する工程においては、基板Ｓの位置及びターゲットの電位を調整することにより、アモルファス領域７２と、アモルファス領域中に分散する結晶７３とを有する透明導電膜７０を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜付き基板の製造方法であって、
イオンビームスパッタリング法を用いて、基板の上方に透明導電膜を形成する工程を有し、
前記透明導電膜を形成する工程においては、基板の位置及びターゲットの電位を調整することにより、アモルファス領域と、前記アモルファス領域中に分散する結晶とを有する透明導電膜を形成する、
透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板は、有機層を備えており、
前記透明導電膜を形成する工程においては、前記有機層の上方に前記アモルファス領域を形成する、
請求項１に記載の透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項３】
前記透明導電膜を形成する工程においては、前記有機層上に保護層を形成し、
前記保護層上に前記アモルファス領域を形成する、
請求項２に記載の透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項４】
前記ターゲットの電位を、マイナス電位、プラス電位、接地電位、及びフローティングのいずれかに設定する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項５】
前記ターゲットと前記基板との間に配置された遮蔽板の開口部の上方に位置する成膜空間において、前記透明導電膜を形成し、
前記成膜空間は、第１成膜空間、第２成膜空間、及び第３成膜空間を有し、
前記第１成膜空間は、前記ターゲットよりもイオンガンに近い位置にある前記開口部の第１開口端の上方に位置し、
前記第２成膜空間は、前記開口部の中央に対応するように位置し、
前記第３成膜空間は、前記イオンガンよりも前記ターゲットに近い位置にある前記開口部の第２開口端の上方に位置し、
前記第１成膜空間、前記第２成膜空間、及び前記第３成膜空間のいずれかに対向するように前記基板を移動することで、前記基板の前記位置を調整する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板の製造方法。
【請求項６】
透明導電膜付き基板であって、
基板と、
アモルファス領域と、前記アモルファス領域中に分散する結晶とを有し、前記基板の上方に位置する透明導電膜と、
を備える透明導電膜付き基板。
【請求項７】
前記基板は、有機層を備えており、
前記有機層の上方に、前記アモルファス領域が設けられている、
請求項６に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項８】
前記透明導電膜は、前記有機層上に位置するとともに前記有機層を保護する保護層を備え、
前記保護層上に前記アモルファス領域が位置する、
請求項７に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項９】
前記透明導電膜の上面に前記結晶が露出するように、前記アモルファス領域中に前記結晶が分散している、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項１０】
前記透明導電膜の内部に前記結晶が位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように、前記アモルファス領域中に前記結晶が分散している、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項１１】
前記透明導電膜は、
前記アモルファス領域で構成される第１領域と、
前記第１領域上に位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように前記アモルファス領域中に前記結晶が分散する第２領域と、
前記第２領域上に位置し、前記アモルファス領域で構成される第３領域と、
を備える請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項１２】
前記透明導電膜は、
前記第３領域上に位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように前記アモルファス領域中に前記結晶が分散する第４領域を備える、
請求項１１に記載の透明導電膜付き基板。
【請求項１３】
断面視において、前記結晶は、前記透明導電膜の表面から前記透明導電膜の内部に向かうに従って徐々に細くなる三角形状を有する、
請求項６から請求項１２のいずれか一項に記載の透明導電膜付き基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜付き基板の製造方法及び透明導電膜付き基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光、表示、撮像等の機能を有するデバイスとして、有機デバイスが知られている。このような有機デバイスの構造において、光を散乱させる透明導電膜が有機膜上に形成されている。例えば、空洞（ｖｏｉｄｓ）を金属酸化物薄膜の内部に形成することで、光散乱が実現されている有機発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、空洞を備える金属酸化物薄膜とは異なり、光の取り出し効率を良好に得られる透明導電膜付き基板の製造方法と、この方法によって得られる透明導電膜付き基板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】
【０００５】
本発明の第１態様に係る透明導電膜付き基板の製造方法は、イオンビームスパッタリング法を用いて、基板の上方に透明導電膜を形成する工程を有し、前記透明導電膜を形成する工程においては、基板の位置及びターゲットの電位を調整することにより、アモルファス領域と、前記アモルファス領域中に分散する結晶とを有する透明導電膜を形成する。
【０００６】
本発明の第１態様に係る透明導電膜付き基板の製造方法においては、前記基板は、有機層を備えており、前記透明導電膜を形成する工程においては、前記有機層の上方に前記アモルファス領域を形成してもよい。
【０００７】
本発明の第１態様に係る透明導電膜付き基板の製造方法においては、前記透明導電膜を形成する工程においては、前記有機層上に保護層を形成し、前記保護層上に前記アモルファス領域を形成してもよい。
【０００８】
本発明の第１態様に係る透明導電膜付き基板の製造方法においては、前記ターゲットの電位を、マイナス電位、プラス電位、接地電位、及びフローティングのいずれかに設定してもよい。
【０００９】
本発明の第１態様に係る透明導電膜付き基板の製造方法においては、前記ターゲットと前記基板との間に配置された遮蔽板の開口部の上方に位置する成膜空間において、前記透明導電膜を形成し、前記成膜空間は、第１成膜空間、第２成膜空間、及び第３成膜空間を有し、前記第１成膜空間は、前記ターゲットよりもイオンガンに近い位置にある前記開口部の第１開口端の上方に位置し、前記第２成膜空間は、前記開口部の中央に対応するように位置し、前記第３成膜空間は、前記イオンガンよりも前記ターゲットに近い位置にある前記開口部の第２開口端の上方に位置し、前記第１成膜空間、前記第２成膜空間、及び前記第３成膜空間のいずれかに対向するように前記基板を移動することで、前記基板の前記位置を調整してもよい。
【００１０】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板は、基板と、アモルファス領域と、前記アモルファス領域中に分散する結晶とを有し、前記基板の上方に位置する透明導電膜と、を備える。
【００１１】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記基板は、有機層を備えており、前記有機層の上方に、前記アモルファス領域が設けられてもよい。
【００１２】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記透明導電膜は、前記有機層上に位置するとともに前記有機層を保護する保護層を備え、前記保護層上に前記アモルファス領域が位置してもよい。
【００１３】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記透明導電膜の上面に前記結晶が露出するように、前記アモルファス領域中に前記結晶が分散してもよい。
【００１４】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記透明導電膜の内部に前記結晶が位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように、前記アモルファス領域中に前記結晶が分散してもよい。
【００１５】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記透明導電膜は、前記アモルファス領域で構成される第１領域と、前記第１領域上に位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように前記アモルファス領域中に前記結晶が分散する第２領域と、前記第２領域上に位置し、前記アモルファス領域で構成される第３領域と、を備えてもよい。
【００１６】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、前記透明導電膜は、前記第３領域上に位置し、前記結晶の周囲が前記アモルファス領域で覆われるように前記アモルファス領域中に前記結晶が分散する第４領域を備えてもよい。
【００１７】
本発明の第２態様に係る透明導電膜付き基板においては、断面視において、前記結晶は、前記透明導電膜の表面から前記透明導電膜の内部に向かうに従って徐々に細くなる三角形状を有してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の上記態様によれば、光の取り出し効率を良好に得られる透明導電膜付き基板の製造方法と、この方法によって得られる透明導電膜付き基板とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る透明導電膜付き基板の製造装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る透明導電膜付き基板を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る透明導電膜付き基板の製造工程を説明する拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例に係る透明導電膜付き基板を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例を説明する図であって、実験基板における測定点の位置に対する透明導電膜の成膜レート及び膜質、及び、スパッタリング装置の構造を説明する図である。
【図６】本発明の実施例を説明する図であって、透明導電膜の表面構造を説明するＴＥＭ像である。
【図７】本発明の実施例を説明する図であって、透明導電膜の表面構造及び断面構造を説明するＴＥＭ像である。
【図８】図７に示すＴＥＭ像に基づいて作成された結晶の外形輪郭に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る透明導電膜付き基板の製造方法及び透明導電膜付き基板について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
（スパッタリング装置）
本実施形態に係る透明導電膜付き基板の製造方法は、図１に示すスパッタリング装置１（透明導電膜付き基板の製造装置）において行われる。スパッタリング装置１は、不図示のチャンバの内部において、基板Ｓ上に形成された有機膜上に膜を形成するイオンビームスパッタリング装置である。
スパッタリング装置１は、ターゲット１０と、イオンガン２０と、遮蔽板３０と、基板移動部４０と、ターゲット１０の電位を調整する電位制御部５０とを備える。
スパッタリング装置１には、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）をチャンバ内に供給する不図示のガス供給装置が接続されている。
【００２２】
（ターゲット、イオンガン）
ターゲット１０を構成する材料は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）である。ターゲット１０には、イオンガン２０から出射されるイオンビームが照射される。イオンビームの照射によってターゲット１０がスパッタされ、ターゲット１０を構成する材料は、基板Ｓに膜として形成される。
【００２３】
（遮蔽板）
遮蔽板３０は、ターゲット１０と基板Ｓとの間に配置されており、開口部３１を有する。遮蔽板３０は、不図示の配線を介して接地されており、遮蔽板３０の電位は０となっている。遮蔽板３０は、ターゲット１０よりもイオンガン２０に近い位置にある開口部３１の開口端３２（第１開口端）と、イオンガン２０よりもターゲット１０に近い位置にある開口部３１の開口端３３（第２開口端）とを有する。
【００２４】
開口部３１の両側（開口端３２、３３）において、遮蔽板３０の上面には、磁石が配置されてもよい。このような構成を有する遮蔽板３０は、イオンビームスパッタリングによって生じる反跳アルゴンを基板Ｓに向かって飛翔することを抑制し、ターゲット１０をスパッタリングすることでターゲット１０から発生したスパッタ粒子ＳＰを開口部３１に透過させる。また、磁石が配置されていることで、電子が磁石に引き付けられ、基板Ｓに対する電子の導入が抑制される。
【００２５】
（基板移動部）
基板移動部４０は、基板Ｓを保持する保持部４１と、開口部３１に対して保持部４１を相対的に移動させる駆動部４２とを備える。基板移動部４０は、保持部４１によって基板Ｓが保持された状態で、駆動部４２によって保持部４１を符号Ｄに示す方向に往復移動させる。これにより、基板移動部４０は、開口部３１の上方に位置する成膜空間４３に基板Ｓを曝す。即ち、基板移動部４０は、成膜空間４３における基板Ｓの位置を調整することができる。
【００２６】
図５において後述するように、成膜空間４３は、結晶の形成を抑制しながらアモルファス領域を有する透明導電膜を基板Ｓに形成することが可能な第１成膜空間４３Ａと、結晶が分散されたアモルファス領域を有する透明導電膜を基板Ｓに形成することが可能な第２成膜空間４３Ｂと、第２成膜空間４３Ｂにおける成膜よりも結晶の発生頻度が多いアモルファス領域を有する透明導電膜を基板Ｓに形成することが可能な第３成膜空間４３Ｃとを有する。
このため、基板移動部４０は、基板Ｓの位置を調整することによって、即ち、第１成膜空間４３Ａ、第２成膜空間４３Ｂ、及び第３成膜空間４３Ｃのいずれかに対向するよう基板Ｓを移動することができ、透明導電膜を構成するアモルファス領域に形成される結晶の発生頻度を制御することができる。
【００２７】
第１成膜空間４３Ａ、第２成膜空間４３Ｂ、及び第３成膜空間４３Ｃは、イオンガン２０からターゲット１０に向かう方向に沿って、この順に並ぶように、遮蔽板３０と基板Ｓ（基板移動部４０）との間に位置する。
換言すると、開口部３１の上方に位置する成膜空間４３において、ターゲット１０よりもイオンガン２０に近い位置にある開口部３１の開口端３２（第１開口端）の上方に第１成膜空間４３Ａが位置している。一方、成膜空間４３において、イオンガン２０よりもターゲット１０に近い位置にある開口部３１の開口端３３（第２開口端）の上方に第３成膜空間４３Ｃが位置している。成膜空間４３において、開口部３１の中央に対応する位置に第２成膜空間４３Ｂが位置している。即ち、第２成膜空間４３Ｂは、第１成膜空間４３Ａと第３成膜空間４３Ｃとの間に位置する。
【００２８】
基板移動部４０が第１成膜空間４３Ａに対向する位置に基板Ｓを配置させ、この状態でスパッタリングを行うことで、結晶の形成を抑制しながらアモルファス領域を基板Ｓの上方に形成することが可能となる。
基板移動部４０が第２成膜空間４３Ｂに対向する位置に基板Ｓを配置させ、この状態でスパッタリングを行うことで、結晶を含むようにアモルファス領域を基板Ｓの上方に形成することが可能となる。
基板移動部４０が第３成膜空間４３Ｃに対向する位置に基板Ｓを配置させ、この状態でスパッタリングを行うことで、第２成膜空間４３Ｂよりも結晶の発生頻度が多いアモルファス領域を基板Ｓの上方に形成することが可能となる。
【００２９】
（電位制御部）
電位制御部５０は、ターゲット１０の電位を、マイナス電位５１（マイナスバイアス）、プラス電位５２（プラスバイアス）、接地電位５３（ＧＮＤ）、及びフローティング５４のいずれかに設定することができる。また、マイナス電位５１及びプラス電位５２における電位量も適宜調整することができる。
【００３０】
電位制御部５０がターゲット１０の電位を接地電位又はマイナス電位に設定した状態でスパッタリングを行うことで、結晶の発生が抑制されたアモルファス領域を基板Ｓの上方に形成することが可能となる。
また、電位制御部５０がターゲット１０の電位をフローティングに設定した状態でスパッタリングを行うことで、結晶の発生頻度が多いアモルファス領域を基板Ｓの上方に形成することが可能となる。
【００３１】
具体的に、ターゲット１０の電位が、例えば、−２００Ｖといったマイナス電位に設定された条件でスパッタリングを行う場合（基板の電位はプラス電位に設定）、Ａｒ＋の速度は大きく減速し、電子（ｅ−）の速度は大きく加速し、酸素（Ｏ−、酸素イオン）の速度は大きく加速し、この状態で、スパッタリングが行われる。この場合、ターゲット材料であるスパッタ粒子は、電子及び酸素イオンとともに、基板Ｓに向かって飛翔し、成膜が行われる。
【００３２】
また、ターゲット１０の電位が、接地電位に設定された条件でスパッタリングを行う場合（基板の電位はプラス電位に設定）、Ａｒ＋の速度は小さく減速し、電子（ｅ−）の速度は小さく加速し、酸素（Ｏ−、酸素イオン）の速度は小さく加速し、この状態で、スパッタリングが行われる。この場合、ターゲット材料であるスパッタ粒子は、基板Ｓに向かって飛翔し、成膜が行われる。電子及び酸素イオンは、遮蔽板３０の上面に配置された磁石に引き付けられる。
【００３３】
また、ターゲット１０の電位が、フローティングに設定された条件でスパッタリングを行う場合（基板の電位はプラス電位に設定）、Ａｒ＋は加速し、電子（ｅ−）の速度は大きく減速し、酸素（Ｏ−、酸素イオン）の速度は大きく減速し、この状態で、スパッタリングが行われる。この場合、ターゲット材料であるスパッタ粒子は、基板Ｓに向かって飛翔し、成膜が行われる。電子及び酸素イオンは、ターゲットに引き付けられる。
【００３４】
（透明導電膜付き基板）
本実施形態に係る透明導電膜付き基板１００は、図２に示すように、有機層６０を備えた基板Ｓと、有機層６０の上方に位置する透明導電膜７０（ＴＣＯ膜、Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）を備える。透明導電膜７０は、有機層６０を保護する保護層７１と、保護層７１上に位置するアモルファス領域７２と、アモルファス領域７２中に分散する結晶７３とを含む。
【００３５】
（基板）
基板Ｓは、樹脂材料や無機材料等、公知の材料によって構成されている。
なお、図１は、端部を有する１枚の基板Ｓを示しているが、本発明は、図１に示す基板Ｓを限定しない。例えば、フィルム基板であってもよい。
【００３６】
（有機膜）
有機層６０は、発光、表示、撮像等の機能を有する有機デバイスを構成する膜であり、低分子材料や高分子材料等、公知の材料によって構成されている。
本実施形態においては、有機層６０が発光層として機能する場合について説明する。
【００３７】
（保護層）
保護層７１は、透明導電膜付き基板の製造方法において、有機層６０上に最初に形成される初期層である。保護層７１は、スパッタリングによって有機層６０に熱負荷等のダメージが加わることを抑制し、有機層６０を保護する。保護層７１の厚さに関し、有機層６０に対するダメージを抑制する効果が得られれば、薄くてもよい。保護層７１の厚さは、アモルファス領域７２に比べて厚さが小さく、例えば、１００Å程度である。
【００３８】
（アモルファス領域）
本実施形態において、アモルファス領域７２の屈折率は、２．０程度（ｎ＝２．０）である。本発明は、アモルファス領域７２の屈折率を限定しておらず、スパッタリングの条件を変えることで、屈折率を適宜調整することが可能である。
【００３９】
（結晶）
本実施形態において、結晶７３の屈折率は、１．７程度（ｎ＝１．７）である。本発明は、結晶７３の屈折率を限定しておらず、スパッタリングの条件を変えることで、屈折率を適宜調整することが可能である。結晶７３は、アモルファス領域７２において部分的に形成されている。
【００４０】
断面視において、結晶７３は、透明導電膜７０から有機層６０に向かうに従って徐々に細くなる三角形状を有する。換言すると、透明導電膜７０の上面７０Ｔ（表面）から透明導電膜７０の内部に向かうに従って徐々に細くなる三角形状を有する。
より具体的には、図２における、ＸＹ方向（透明導電膜付き基板１００の光出射面（上面７０Ｔ）に平行な方向）に沿う結晶７３の断面積が、Ｚ方向（透明導電膜付き基板１００の光出射面（上面７０Ｔ）に鉛直な方向）に向けて、徐々に減少している。本実施形態において、透明導電膜７０の上面７０Ｔに結晶７３が露出するように、アモルファス領域７２中に結晶７３が分散している。
【００４１】
上述した構造を有する透明導電膜７０は、結晶７３を有しないアモルファス領域７２で構成された第１領域７０Ａと、アモルファス領域７２中に結晶７３が分散している第２領域７０Ｂとを有する。透明導電膜７０は、導電性及び光透過性を有する膜として機能するだけでなく、屈折率が異なる２層を有する光散乱層としても機能する。
【００４２】
本実施形態に係る製造方法で作成された透明導電膜７０においては、アモルファス領域７２中に結晶７３が分散した膜の透過率は増加し、また、その屈折率は、母体となるアモルファスの屈折率よりも減少する。その比率は、結晶の体積比率との相関を示していることが確認された。
【００４３】
（透明導電膜付き基板の製造方法）
（保護層の形成）
図３（ａ）に示すように、まず、有機層６０が設けられた基板Ｓを用意し、有機層６０の上方に保護層７１を形成する。保護層７１の形成方法としては、図１に示すスパッタリング装置１によるイオンビームスパッタリング法が用いられる。保護層７１の成膜条件としては、ターゲットの電位を、接地電位又はマイナス電位に設定することスパッタリングが行われる。マイナス電位として、例えば、−２００Ｖといった電位が挙げられる。
【００４４】
（結晶の発生が抑制されたアモルファス領域の形成）
次に、図３（ｂ）に示すように、保護層７１上に、アモルファス領域７２で構成される第１領域７０Ａを形成する。第１領域７０Ａの形成方法としては、図１に示すスパッタリング装置１が用いられ、基板移動部４０及び電位制御部５０を制御することで、第１領域７０Ａが形成される。第１領域７０Ａの成膜条件としては、ターゲットの電位が、例えば、フローティングに設定された状態で、スパッタリングが行われる。なお、保護層７１上に最初に形成されるアモルファス領域の成膜条件においては、ターゲットの電位は、フローティングに限定されず、−２００Ｖといったマイナス電位に設定してもよいし、接地電位に設定してもよい。
【００４５】
（結晶の発生が伴うアモルファス領域の形成）
次に、図３（ｃ）に示すように、アモルファス領域７２中に結晶７３が分散する第２領域７０Ｂを第１領域７０Ａ上に形成する。第２領域７０Ｂにおいては、結晶７３の周囲がアモルファス領域７２で覆われるように、アモルファス領域７２中に結晶７３が分散している。第２領域７０Ｂの形成方法としては、図１に示すスパッタリング装置１によるイオンビームスパッタリング法が用いられ、基板移動部４０及び電位制御部５０を制御することで、第２領域７０Ｂが形成される。第２領域７０Ｂの成膜条件としては、ターゲットの電位がフローティングに設定された状態で、スパッタリングが行われる。
また、基板移動部４０及び電位制御部５０を制御することで、アモルファス領域中における結晶７３の発生頻度（単位面積あたりの結晶７３の個数）を調整することができる。
【００４６】
本実施形態に係る製造方法を利用することで、結晶化に影響を与えるスパッタ粒子の速度を制御することができる。これにより、アモルファス領域７２における結晶７３の発生頻度の制御性が得られ、透明導電膜７０を備える光デバイスに要求される光散乱性に応じて、所望の光散乱層を容易に形成することができる。
【００４７】
また、上述した製造方法においては、エッチングやイオン注入等の工程が不要であり、スパッタリング装置１から基板Ｓを取り出す必要もない。一つのスパッタリング装置１を用いて、第１領域７０Ａと第２領域７０Ｂとを連続的に形成することができる。
なお、必要に応じて、熱処理を行ってもよい。
【００４８】
なお、本実施形態では、第１領域７０Ａ上に第２領域７０Ｂが位置する例について説明しているが、第１領域７０Ａと第２領域７０Ｂとの間には、境界が形成されていない。スパッタリング装置１によって、第１領域７０Ａ及び第２領域７０Ｂは、連続的に形成される。
【００４９】
次に、本実施形態に係る透明導電膜付き基板１００における作用について説明する。
図２に示すように、不図示の電極から電圧が有機層６０に供給されると、有機層６０は発光し、有機層６０から発生した光は、アモルファス領域７２に入射する。アモルファス領域７２を通過した光のうちの一部は、結晶７３に入射する。この時、アモルファス領域７２と結晶７３との屈折率の違いにより、結晶７３に入射した光は屈折する。結晶７３によって屈折した光は、出射光Ｌとして、透明導電膜７０の上面７０Ｔから透明導電膜付き基板１００の外部に取り出される。
【００５０】
このような光の屈折は、第１領域７０Ａと第２領域７０Ｂとの間で行われ、上面７０Ｔの全面において出射光Ｌが得られる。
本実施形態によれば、第１領域７０Ａ及び第２領域７０Ｂにおいて、光が、屈折率の異なるアモルファス領域と結晶とを通過することにより、光を散乱させることができ、光の取り出し効率が良好に得ることができる。
また、スパッタリング装置１におけるイオンビームスパッタリング法の条件を調整するだけで、２層の多層構造（第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ）を形成することができ、上記効果を得ることができる。
【００５１】
（透明導電膜付き基板の変形例）
次に、図４を参照し、本発明の実施形態の変形例に係る透明導電膜付き基板について説明する。図４において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。透明導電膜７０の構造の点で、以下に説明する変形例は、上述した実施形態とは相違する。
【００５２】
（変形例１）
図４（ａ）に示すように、変形例１に係る透明導電膜付き基板１０１においては、透明導電膜７０の内部に結晶７３が位置し、結晶７３の周囲がアモルファス領域７２、７４で覆われるように、アモルファス領域７２、７４中に結晶７３が分散している。
以下の説明では、異なる符号７２、７４により、アモルファス領域が示されているが、層構成は、同じである。
【００５３】
変形例１に係る透明導電膜付き基板１０１の製造方法においては、図３（ｃ）に示す第２領域７０Ｂ上に、アモルファス領域７４で構成される第３領域７０Ｃが形成されている。第３領域７０Ｃの形成方法としては、図３（ｂ）において説明した方法が用いられる。
なお、本変形例１では、第２領域７０Ｂ上に第３領域７０Ｃが位置する例について説明しているが、第２領域７０Ｂと第３領域７０Ｃとの間には、境界が形成されていない。スパッタリング装置１によって、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、及び第３領域７０Ｃは、連続的に形成される。
【００５４】
次に、本変形例１に係る透明導電膜付き基板１０１における作用について説明する。
不図示の電極から電圧が有機層６０に供給されると、有機層６０は発光し、有機層６０から発生した光は、アモルファス領域７２に入射する。アモルファス領域７２を通過した光のうちの一部は、結晶７３に入射する。この時、アモルファス領域７２と結晶７３との屈折率の違いにより、結晶７３に入射した光は屈折する。
【００５５】
結晶７３によって屈折した光は、アモルファス領域７４（第３領域７０Ｃ）に入射する際に、結晶７３とアモルファス領域７４との屈折率の違いにより、更に屈折する。アモルファス領域７４を通過した光は、出射光Ｌとして、透明導電膜７０の上面７０Ｔから透明導電膜付き基板１０１の外部に取り出される。このような光の屈折は、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、及び第３領域７０Ｃのうち互いに隣り合う領域の間で行われ、上面７０Ｔの全面において出射光Ｌが得られる。
【００５６】
本変形例１によれば、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、及び第３領域７０Ｃにおいて、光が、屈折率の異なるアモルファス領域と結晶とを通過することにより、光を散乱させることができ、光の取り出し効率が良好に得ることができる。
また、スパッタリング装置１におけるイオンビームスパッタリング法の条件を調整するだけで、３層の多層構造（第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、第３領域７０Ｃ）を形成することができ、上記効果を得ることができる。
【００５７】
（変形例２）
図４（ｂ）に示すように、変形例２に係る透明導電膜付き基板１０２においては、図４（ａ）に示す第３領域７０Ｃ上に位置する第４領域７０Ｄが形成されている。第４領域７０Ｄの形成方法としては、図３（ｃ）において説明した方法が用いられる。第４領域７０Ｄにおいては、結晶７５の周囲がアモルファス領域で覆われるように、アモルファス領域中に結晶７５が分散している。
本変形例２では、透明導電膜７０の内部に結晶７３が位置するように、かつ、透明導電膜７０の上面７０Ｔに結晶７５が露出するように、アモルファス領域中に結晶７３、７５が分散している。
以下の説明では、異なる符号７３、７５により、結晶が示されているが、結晶構造は、同じである。
【００５８】
なお、本変形例２では、第３領域７０Ｃ上に第４領域７０Ｄが位置する例について説明しているが、第３領域７０Ｃと第４領域７０Ｄとの間には、境界が形成されていない。スパッタリング装置１によって、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、第３領域７０Ｃ、及び第４領域７０Ｄは、連続的に形成される。
【００５９】
次に、本変形例２に係る透明導電膜付き基板１０２における作用について説明する。
不図示の電極から電圧が有機層６０に供給されると、有機層６０は発光し、有機層６０から発生した光は、アモルファス領域７２に入射する。アモルファス領域７２を通過した光のうちの一部は、結晶７３に入射する。この時、アモルファス領域７２と結晶７３との屈折率の違いにより、結晶７３に入射した光は屈折する。
【００６０】
結晶７３によって屈折した光は、アモルファス領域７４（第３領域７０Ｃ）に入射する際に、結晶７３とアモルファス領域７４との屈折率の違いにより、更に屈折する。アモルファス領域７４を通過した光のうちの一部は、結晶７５に入射する。この時、アモルファス領域７４と結晶７５との屈折率の違いにより、結晶７５に入射した光は、更に屈折する。
【００６１】
結晶７５によって屈折した光は、出射光Ｌとして、透明導電膜７０の上面７０Ｔから透明導電膜付き基板１０２の外部に取り出される。このような光の屈折は、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、第３領域７０Ｃ、及び第４領域７０Ｄのうち互いに隣り合う領域の間で行われ、上面７０Ｔの全面において出射光Ｌが得られる。
【００６２】
本変形例２によれば、第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、第３領域７０Ｃ、及び第４領域７０Ｄにおいて、光が、屈折率の異なるアモルファス領域と結晶とを通過することにより、光を散乱させることができ、光の取り出し効率が良好に得ることができる。
また、スパッタリング装置１におけるイオンビームスパッタリング法の条件を調整するだけで、４層の多層構造（第１領域７０Ａ、第２領域７０Ｂ、第３領域７０Ｃ、第４領域７０Ｄ）を形成することができ、上記効果を得ることができる。
【００６３】
なお、図４（ｂ）に示す例では、透明導電膜７０が、アモルファス領域中に結晶が分散する２つの層（第２領域７０Ｂ、第４領域７０Ｄ）を備える構造について説明したが、アモルファス領域中に結晶が分散する層の数は、２つに限定されない。３つ以上の層において、アモルファス領域中に結晶が分散してもよい。
【００６４】
（変形例３）
上述した実施形態及び変形例においては、透明導電膜７０がスパッタリングによる有機層６０へのダメージを抑制する保護層７１を備えているが、本発明は保護層７１を備える構造を限定しない。有機層６０を備えない構成、例えば、太陽電池のテクスチャ構造に上述した透明導電膜７０を適用してもよい。
【００６５】
（変形例４）
有機デバイスに限定されず、無機デバイスにおいても、光散乱性が求められる部分に、上述した透明導電膜７０を適用してもよい。
例えば、良好な光透過性や良好な発光効率が求められている光学デバイスにおいて、配線等の光遮光部が光路上に配置されている部分に、上述した透明導電膜７０を形成してもよい。この場合、従来、光遮光部によって遮られてしまう光を散乱させることができ、良好な光透過性や良好な発光効率を有する光学デバイスを実現できる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【実施例】
【００６７】
次に、図５から図８に基づき、実施例を参照して本発明の効果をより具体的に説明する。
【００６８】
（実験基板における測定点の位置に対する透明導電膜の成膜レート及び膜質、及び、スパッタリング装置の構造）
図５は、上述したスパッタリング装置１を用いて実験基板ＥＳ上に透明導電膜を成膜した結果を示しており、透明導電膜の成膜レート及び膜質を説明する図である。
【００６９】
図５（ａ）は、実験によって得られた結果を示しており、実験基板ＥＳにおける測定点の位置（０ｍｍ〜４００ｍｍ、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、抵抗率（μΩｃｍ、Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）、及び成膜レート（ｎｍ／ｍｉｎ、Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）の関係を示している。
図５（ｂ）は、上述したスパッタリング装置１の構造と、成膜空間４３と、実験基板ＥＳにおける測定点の位置との関係を示す図である。なお、図５（ｂ）においては、基板移動部４０による基板の移動を行わず、即ち、実験基板ＥＳが固定された状態で、スパッタリングが行われている。
【００７０】
図５（ａ）と図５（ｂ）との対応関係について、図５（ａ）に示す位置１２０ｍｍは、図５（ｂ）に示す実験基板ＥＳ上のポイントＰ１に対応し、図５（ａ）に示す位置２００ｍｍは、図５（ｂ）に示す実験基板ＥＳ上のポイントＰ２に対応し、図５（ａ）に示す位置３００ｍｍは、図５（ｂ）に示す実験基板ＥＳ上のポイントＰ３に対応する。
【００７１】
また、ポイントＰ１は、成膜空間４３における第１成膜空間４３Ａに面している。ポイントＰ２は、成膜空間４３における第２成膜空間４３Ｂに面している。ポイントＰ３は、成膜空間４３における第３成膜空間４３Ｃに面している。
【００７２】
成膜条件は、以下のとおりである。
チャンバ内に供給されるガスの種類：アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）
アルゴンが供給される前のチャンバ内の圧力：５．０×１０−４Ｐａ
アルゴンが供給されている状態におけるチャンバ内の圧力：５．０×１０−２Ｐａ
イオンガンへの供給電力：２０００Ｖ
ターゲットの種類：ＩＴＯ
ターゲットの電位：フローティング
なお、一般的に知られているように、酸素を供給しながら透明導電膜を成膜する場合、成膜によって得られる透明導電膜の抵抗値が最も低くなる酸素の供給量（分圧）が存在する。そこで、本実施例では、透明導電膜の抵抗値が最も低くなる酸素の供給量を予め実験により得ておき、この酸素の供給量が適用されている（Ｏ２  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）。
【００７３】
図５より、以下の点が明らかとなった。
（Ａ１）抵抗率に関し、実験基板ＥＳにおける測定点の位置が１０ｍｍから１２０ｍｍ（ポイントＰ１）に変化するに従って、抵抗率は徐々に低下し、位置が１２０ｍｍである場合では抵抗率が９×１０２μΩｃｍ程度になることが明らかとなった。また、実験基板ＥＳにおける測定点の位置が１２０ｍｍから３００ｍｍ（ポイントＰ３）に変化するに従って、抵抗率は徐々に上昇し、測定点の位置が３００ｍｍである場合では抵抗率が３．５×１０３μΩｃｍ程度になることが明らかとなった。
【００７４】
（Ａ２）成膜レートに関し、実験基板ＥＳにおける測定点の位置が１０ｍｍから３０ｍｍまでの間では成膜レートは、殆ど変化せず、成膜レートが０．５〜０．８ｎｍ／ｍｉｎ程度であった。実験基板ＥＳにおける測定点の位置が３０ｍｍから２２０ｍｍに変化するに従って、成膜レートは上昇し、測定点の位置が２２０ｍｍである場合では成膜レートは４．５ｎｍ／ｍｉｎ程度になることが明らかとなった。また、実験基板ＥＳにおける測定点の位置が２２０ｍｍから３９０ｍｍに変化するに従って、成膜レートは低下し、測定点の位置が３９０ｍｍである場合では成膜レートが０．８ｎｍ／ｍｉｎ程度になることが明らかとなった。
【００７５】
図６は、図５に示した実験基板ＥＳ上に形成された透明導電膜の表面構造を説明するＴＥＭ像である。図６（ａ）は、実験基板ＥＳ上のポイントＰ１（図５（ａ）における位置：１２０ｍｍ、符号（ａ））における透明導電膜の表面構造を示している。図６（ｂ）は、実験基板ＥＳ上のポイントＰ２（図５（ａ）における位置：２００ｍｍ、符号（ｂ））における透明導電膜の表面構造を示している。図６（ｃ）は、実験基板ＥＳ上のポイントＰ３（図５（ａ）における位置：３００ｍｍ、符号（ｃ））における透明導電膜の表面構造を示している。
図６において、黒色の点で示された部分は、透明導電膜の結晶である。結晶の周囲に形成されている領域は、透明導電膜のアモルファス領域である。
【００７６】
図６より、以下の点が明らかとなった。
（Ｂ１）実験基板ＥＳ上のポイントＰ１においては、結晶が殆ど確認されず、アモルファス領域が形成されていることが明らかとなった。換言すると、図５（ｂ）における第１成膜空間４３Ａにおいては、結晶の形成を抑制しながらアモルファス領域を有する透明導電膜を基板上に形成可能であることが分かる。
（Ｂ２）実験基板ＥＳ上のポイントＰ２においては、結晶の部分的な発生が確認され、結晶が分散しているアモルファス領域が形成されていることが明らかとなった。換言すると、図５（ｂ）における第２成膜空間４３Ｂにおいては、結晶が分散されたアモルファス領域を有する透明導電膜を基板上に形成可能であることが分かる。
（Ｂ３）実験基板ＥＳ上のポイントＰ３においては、結晶の部分的な発生が確認され、ポイントＰ２よりも結晶の発生頻度が多いアモルファス領域が形成されていることが明らかとなった。換言すると、図５（ｂ）における第３成膜空間４３Ｃにおいては、第２成膜空間４３Ｂにおける成膜よりも結晶の発生頻度が多いアモルファス領域を有する透明導電膜を基板上に形成可能であることが分かる。
（Ｂ４）上記のように、実験基板ＥＳが固定された状態で成膜を行った結果、結晶の発生頻度がポイントＰ１〜Ｐ３において異なることが明らかとなった。即ち、上述した実施形態では基板の位置を調整することが可能であるため、第１成膜空間４３Ａに基板を対向させて成膜を行うことにより、図６（ａ）に示す表面構造を有する透明導電膜を基板上に形成することができることが明らかである。同様に、第２成膜空間４３Ｂに基板を対向させて成膜を行うことにより、図６（ｂ）に示す表面構造を有する透明導電膜を基板上に形成することができることが明らかである。また、第３成膜空間４３Ｃに基板を対向させて成膜を行うことにより、図６（ｃ）に示す表面構造を有する透明導電膜を基板上に形成することができることが明らかである。
【００７７】
図７は、図６に示した透明導電膜に形成された結晶を拡大して示す図である。図７（ａ）は、結晶の表面構造を示すＴＥＭ像である。図７（ｂ）は、図７（ａ）が示す符号Ａにおける箇所に発生した結晶の断面構造を示すＴＥＭ像である。
【００７８】
図７より、以下の点が明らかとなった。
（Ｃ１）図７（ａ）に示す黒色の点は、透明導電膜の結晶であり、結晶の周囲には、透明導電膜のアモルファス領域が形成されていることが分かる。
（Ｃ２）図７（ｂ）に示すように、透明導電膜の結晶は、透明導電膜の表面から内部に向かうに従って徐々に細くなる三角形状を有することが分かる。
【００７９】
図８は、図７（ａ）に示すＴＥＭ像に基づいて作成された結晶の外形輪郭に対応する図である。図８（ａ）は、図７（ａ）に対応しており、結晶の表面構造を示すＴＥＭ像である。図８（ｂ）は、画像処理ソフトウェア（ＩｍａｇｅＪ）を用いて作成されており、図８（ｂ）に示す複数の点状物（多角形）は、図８（ａ）に示す黒色の点（結晶）に対応している。
【００８０】
図８より、以下の点が明らかとなった。
（Ｄ１）結晶の形状は、様々な形状を有する多角形であることが分かる。
（Ｄ２）結晶は、アモルファス領域内に分散していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、光の取り出し効率を良好に得られる透明導電膜付き基板の製造方法、及び、この方法によって得られる透明導電膜付き基板に適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  スパッタリング装置、１０  ターゲット、２０  イオンガン、３０  遮蔽板、３１  開口部、３２  開口端（第１開口端）、３３  開口端（第２開口端）、４０  基板移動部、４１  保持部、４２  駆動部、４３  成膜空間、４３Ａ  第１成膜空間（成膜空間）、４３Ｂ  第２成膜空間（成膜空間）、４３Ｃ  第３成膜空間（成膜空間）、５０  電位制御部、５１  マイナス電位、５２  プラス電位、５３  接地電位、６０  有機層、７０  透明導電膜、７０Ａ  第１領域、７０Ｂ  第２領域、７０Ｃ  第３領域、７０Ｄ  第４領域、７０Ｔ  上面、７１  保護層、７２、７４  アモルファス領域、７３、７５  結晶、１００、１０１、１０２  透明導電膜付き基板、ＧＮＤ  接地電位、Ｌ  出射光、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  ポイント、ＥＳ  実験基板、Ｓ  基板、ＳＰ  スパッタ粒子。
【図１】
2019157226.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019157226.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019157226.tif 000009
【図８】
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