透明電極およびその製造方法
【課題】簡便な手法で製造可能であり、かつ、短波長領域の光も透過することが可能な透明電極およびその製造方法を提供する。また、作製された透明電極の光透過率が酸化によって低下することがない透明電極およびその製造方法を提供する。
【解決手段】真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、上記基板表面に透明電極として上記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものであり、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにした。
【解決手段】真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、上記基板表面に透明電極として上記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものであり、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極およびその製造方法に関し、さらに詳細には、簡便な方法で作製することが可能な透明電極およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、透明かつ電気をよく通す性質を備えた電極たる透明電極が知られており、ノートパソコンや携帯電話の表示素子用電極、太陽電池用電極あるいはプラズマディスプレイパネル用電極などとして用いられている。
【０００３】
即ち、透明電極は、導電性に優れており、かつ、可視光を透過することが可能であるため、各種ディスプレイの表面やタッチパネルあるいは太陽電池などに利用されており、また、表面から光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光デバイスのような各種デバイスの表面の電極としての利用が提唱されている。
【０００４】
ところで、一般的に用いられている透明電極は、ＩｎＳｎＯ（ＩＴＯ）やＩｎＺｎＯ（ＩＺＯ）やＩｎＷＯ（ＩＷＯ）などよりなるものであり、インジウム（Ｉｎ）を用いて構成されている。
【０００５】
そして、これらの多くは波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光領域の光に対して透過性が高いものではあるが、その一方で、波長４００ｎｍ以下の短波長領域の光を吸収してしまうということが指摘されていた。
【０００６】
これは、透明電極の電気的性質であるバンドギャップを反映した特性であり、こうした短波長領域の光を吸収してしまうＩＴＯやＩＺＯやＩＷＯなどのインジウム（Ｉｎ）を用いて構成される透明電極は、近年開発されつつある紫外領域や深紫外領域の光を発光するＬＥＤのような光学デバイスなどの電極としては利用することができないという問題点があった。
【０００７】
また、現在インジウムの枯渇化が危惧されている一方で、インジウムに対する膨大な需要とその利用範囲の拡大が図られており、このためにインジウムの価格は上昇を続けているものであって、透明電極の材料としてインジウムを用いるとコストが高くなってしまうという問題点もあった。
【０００８】
上記したような種々の問題点に鑑みて、現在、透明電極の材料としてインジウムに代わる他の材料が望まれており、そのための様々な研究が広くが進められている。
【０００９】
こうした研究の成果として、例えば、インジウム系の材料に代えてＧａＯなどの酸化ガリウム系の材料を透明電極の材料として用いることが提案されている。
【００１０】
ところが、ＧａＯなどの多くの酸化ガリウム系の材料により透明電極を作製するにあたっては、透明電極となる薄膜を基板上に作製する際における基板温度を高温（例えば、８００度程度である。）にする必要があったり、当該薄膜作製後に高温のアニールを必要としたりするなど、その製造工程が煩雑であるという新たな問題点があった。
【００１１】
また、これまで提案されている透明電極となる薄膜の製造方法においては、薄膜の組成を制御するためにレーザー薄膜作製法などを用いている場合が多く、スループットの低さや広い領域における均一性などに懸念がもたれるという問題点もあった。
【００１２】
なお、波長４００ｎｍ以下の短波長領域の光を吸収しない透明電極としては、その特性上から金などの単層薄膜を用いることが可能な場合もあるが、金の単層薄膜はわずかに加熱すると金が凝集してしまうことがあるため安定性に欠け、また、単価が高いという問題点もあった。
【００１３】
また、従来より提案されている透明電極は、酸化すると劣化する性質を有しているため、作製直後は比較的高い光透過率を示していても、作製後から時間が経過するに従って光透過率が低下するという問題点があった。
【００１４】
なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便な手法で製造可能であり、かつ、短波長領域の光も透過することが可能な透明電極およびその製造方法を提供しようとするものである。
【００１６】
また、本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作製された透明電極の光透過率が酸化によって低下することがない透明電極およびその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の混合比で準備したアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）とを用いて、例えば、一般的な金属蒸着装置などにより、ガラス（石英ガラス、ナトリウムガラス、Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ２などのようなあらゆるガラス）基板上に蒸着により少なくともアルミニウムと銀とから構成される合金薄膜を形成し、この合金薄膜を室温大気中に放置可能な透明電極とするようにしたものである。
【００１８】
こうした本発明による透明電極は、特に、波長２００〜４００ｎｍの短波長領域での光透過性が高いことから、深紫外光を発光するＬＥＤに用いるための透明電極として利用することができる。
【００１９】
また、こうした本発明による透明電極は、作製後時間が経過（例えば、作製後３０日間経過。）してもその特性の変化が著しく小さく、酸化によって光透過率が低下することがない。
【００２０】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の透明電極は、複数種の金属を含む合金薄膜よりなり、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項２に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１に記載の透明電極において、上記複数種の金属がアルミニウムおよび銀よりなるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明のうち請求項３に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の透明電極において、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにしたものである。
【００２３】
また、本発明のうち請求項４に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の透明電極において、上記合金薄膜の膜厚が１０ｎｍ乃至３０ｎｍであるようにしたものである。
【００２４】
また、本発明のうち請求項５に記載の透明電極の製造方法は、真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、上記基板表面に透明電極として上記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものである。
【００２５】
また、本発明のうち請求項６に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５に記載の透明電極の製造方法において、上記基板表面に形成された上記合金薄膜に複数の孔を形成するようにしたものである。
【００２６】
また、本発明のうち請求項７に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項６に記載の透明電極の製造方法において、上記基板表面に形成された上記合金薄膜を空気中において所定時間放置し、金属を凝集させることにより上記孔を形成するようにしたものである。
【００２７】
また、本発明のうち請求項８に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６または７のいずいれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記複数種の金属がアルミニウムおよび銀よりなるようにしたものである。
【００２８】
また、本発明のうち請求項９に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６、７または８のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにしたものである。
【００２９】
また、本発明のうち請求項１０に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記合金薄膜の膜厚を１０ｎｍ乃至２２ｎｍに形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、以上説明したように構成されているので、簡便な手法で製造可能であり、かつ、短波長領域の光も透過することが可能な透明電極およびその製造方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【００３１】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、作製された透明電極の光透過率が酸化によって低下することがない透明電極およびその製造方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による透明電極およびその製造方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００３３】
図１には、本発明による透明電極を製造するための真空蒸着装置の一例の概念構成説明図が示されており、この真空蒸着装置１００においては、内部を真空に維持することが可能な真空チャンバー１６内に抵抗加熱装置１０が配設されている。
【００３４】
ここで、この本実施の形態において用いた真空蒸着装置１００は従来より一般的に用いられるものであり、同様に、真空チャンバー１６や抵抗加熱装置１０も従来より一般的に用いられるものであるので、これらの構成ならびに作用の詳細な説明は省略するものとするが、抵抗加熱装置１０は、電圧をかけることによって電流を流せる導電線が接続された金属溶融板１２と、当該導電線に電圧をかけるための電源と、上記した金属溶融板１２の真上に配設された金属蒸着基板１４とにより構成されている。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、金属溶融板１２としてはタングステンボートを用い、また、金属蒸着基板１４としてはガラス板を用いた。
【００３６】
なお、このガラス板としては、石英ガラス、ナトリウムガラス、Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ２などのようなあらゆるガラスよりなるものを用いることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、金属溶融板１２と金属蒸着基板１４との距離Ｈは、１５〜２０ｃｍ程度に設定した。
【００３８】
以上の構成において、上記した真空蒸着装置１００を用いて本発明による透明電極を製造するには、まず、金属溶融板１２の凹部１２ａに所定の量のアルミニウム線材および所定の量の銀線材を載置し、その後に真空チャンバー１６内を所定の真空度（例えば、１×１０−４Ｐａ程度である。）に維持し、その状態で凹部１２ａにアルミニウム線材および銀線材を載置した金属溶融板１２を加熱する。
【００３９】
この金属溶融板１２の加熱に伴うアルミニウム線材および銀線材の加熱により、アルミニウムと銀とが溶融して気化され、気化されたアルミニウムおよび銀が金属蒸着基板１４の面１４ａに真空蒸着されて、アルミニウムと銀とよりなる合金薄膜（ＡｌＡｇ合金薄膜）が形成されることになり、こうして形成された合金薄膜が本発明による透明電極となるものである。
【００４０】
上記のようにして作製された本発明による透明電極は、本願発明者の測定によれば、図２に示すような光透過率を有するようになる。
【００４１】
ここで、図２には、アルミニウムと銀とからなる膜厚１０ｎｍのＡｌＡｇ合金薄膜よりなる本発明による透明電極（アルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「アルミニウム（Ａｌ）：銀（Ａｇ）＝６：４」であり、作製後に常温常圧で空気中に３日間放置したものである。）の光透過率と、アルミニウム（Ａｌ）のみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と、銀（Ａｇ）のみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率とが図示されている。
【００４２】
図２に示すように、銀のみからなる薄膜よりなる透明電極は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の光透過率は高いが、波長４００ｎｍ以上の長波長領域では光透過率が約５０％程度に低下する。また、アルミニウムのみからなる薄膜よりなる透明電極は、波長２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の光透過率は６０〜７０％であるが、長波長領域になるにつれて徐々に低下し、平均して３０％程度の光透過率である。
【００４３】
一方、アルミニウムと銀とを混合させたＡｌＡｇ合金薄膜よりなる本発明による透明電極は、上記した銀のみからなる薄膜よりなる透明電極やアルミニウムのみからなる薄膜よりなる透明電極と比べて、波長２００ｎｍ〜９００ｎｍの広い波長領域において概ね８０％以上の極めて高い光透過率を示すものである。
【００４４】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、本発明による透明電極の製造方法をより詳細に説明する。
【００４５】
はじめに、計量したアルミニウム線材と計量した銀線材とを、金属溶融板１２の凹部１２ａ上に載置する（ステップＳ３０２）。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、本発明による透明電極として作製されるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比がそれぞれ「アルミニウム（Ａｌ）：銀（Ａｇ）＝８：２」、「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」、「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」、「Ａｌ：Ａｇ＝４：６」、「Ａｌ：Ａｇ＝２：８」となるように、金属溶融板１２上に載置して溶融するアルミニウム線材と銀線材との割合を選択した。
【００４７】
後述するように、上記組成比のアルミニウムと銀とよりなるＡｌＡｇ合金薄膜はそれぞれ光を透過するものであるが、その光透過率や光透過率の波長依存性あるいは時間依存性などは、ＡｌＡｇ合金薄膜のアルミニウムと銀との組成比に依存するものである。
【００４８】
次に、真空チャンバー１６を稼働して真空チャンバー１６内部を所定の真空度にした後に、アルミニウム線材および銀線材を載置した金属溶融板１２を加熱する（ステップＳ３０４）。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、真空チャンバー１６内の真空度を１×１０−４Ｐａとした。
【００５０】
次に、金属溶融板１２上でアルミニウムおよび銀が溶融後気化し、金属蒸着基板１４への蒸着が完了したら、金属溶融板１２の加熱を終了する（ステップＳ３０６）。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、上記したステップＳ３０６における真空蒸着の処理においては、金属蒸着基板１４に対する加熱や冷却は行わなかった。
【００５２】
また、本実施の形態においては、上記したステップＳ３０６における真空蒸着の処理において金属蒸着基板１４への蒸着により形成されるＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が、それぞれ１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２２ｎｍとなるように制御した。
【００５３】
上記したステップＳ３０６の処理を終了すると、金属溶融板１２および真空チャンバー１６内部が適度の温度（例えば、室温程度である。）に低下するまで約１時間程度放置し、その後に真空チャンバー１６を開放して金属が蒸着してＡｌＡｇ合金薄膜が形成された金属蒸着基板１４を取り出し、それを常温常圧の空気中に放置する（ステップＳ３０８）。
【００５４】
上記のようにして金属蒸着基板１４上に形成されたＡｌＡｇ合金薄膜が、本発明による透明電極となるものである。
【００５５】
なお、後述する本発明による透明電極の測定においては、ＡｌＡｇ合金薄膜が形成された金属蒸着基板１４を真空チャンバー１６から取り出した後に、常温常圧の空気中で最長３０日間放置したものを含めて測定した。
【００５６】
以下、上記のようにして作製された本発明による透明電極について、本願発明者が測定した測定結果について説明する。
【００５７】
まず、図４には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の組成依存性が示されている。
【００５８】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が、それぞれ「Ａｌ：Ａｇ＝８：２」、「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」、「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」、「Ａｌ：Ａｇ＝４：６」および「Ａｌ：Ａｇ＝２：８」のものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極は、いずれも膜厚が１０ｎｍであり、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したものである。
【００５９】
この図４に示す測定結果によれば、いずれの本発明による透明電極も高い光透過率を示しているが、とりわけアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」や「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であるものが、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長領域において平均して高い光透過率を示しており、特に、波長２００ｎｍ乃至４００ｎｍの短波長領域において優れて高い光透過率を示している。
【００６０】
次に、図５には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の膜厚依存性が示されている。
【００６１】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚がそれぞれ１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２２ｎｍのものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極は、いずれもステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したものである。
【００６２】
この図５に示す測定結果によれば、膜厚が１０ｎｍであるものが、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長領域において他のものより高い光透過率を示している。
【００６３】
具体的には、膜厚が１０ｎｍであるものは、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの短波長領域での光透過率が８０％乃至９０％程度であり、長波長領域にいくに従って徐々に光透過率が低下しているが、波長９００ｎｍでも概ね８０％程度の光透過率が維持されている。
【００６４】
次に、図６には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の時間依存性が示されている。
【００６５】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚が１０ｎｍのものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極のそれぞれは、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に取り出した直後のもの（以下、「作製直後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に１日間放置したもの（以下、「１日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したもの（以下、「３日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に１０日間放置したもの（以下、「１０日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３０日間放置したもの（以下、「３０日後の本発明による透明電極」と称する。）とである。
【００６６】
この図６に示す測定結果によれば、本発明による透明電極の光透過率は、空気中に放置された時間に依存して変化している。
【００６７】
即ち、作製直後の本発明による透明電極は、波長２００ｎｍ乃至４００ｎｍ付近の領域においては８０％程度の光透過率を示しているが、波長４００ｎｍよりも長波長領域においては概ね７０％程度の光透過率を示している。
【００６８】
一方、１日後の本発明による透明電極は、作製直後の本発明による透明電極と比較すると、短波長領域にはほぼ変化が見られないが、長波長領域である可視光領域では大きく変化しており、全体としては波長２００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲において概ね８０％以上の光透過率を有する。
【００６９】
さらに、３日後の本発明による透明電極は、１日後の本発明による透明電極よりもさらに高い光透過率を有するようになり、１０日後の本発明による透明電極ならびに３０日後の本発明による透明電極であっても、１日後の本発明による透明電極とほぼ同程度の光透過率を有するものであり、本発明による透明電極においては時間経過とともに光透過率が低下する様子は見られなかった。
【００７０】
また、作製直後の本発明による透明電極と３０日後の本発明による透明電極との抵抗値を測定したところ、作製直後の本発明による透明電極のシート抵抗が１２８Ω／□であり、一方、３０日後の本発明による透明電極のシート抵抗が１０６Ω／□であった。
【００７１】
これらの値は、本発明による透明電極が、電極として十分に実用可能であることを示している。
【００７２】
ここで、図７（ａ）には、作製直後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されており、また、図７（ｂ）には、３日後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されている。
【００７３】
これら図７（ａ）（ｂ）に示す走査型電子顕微鏡写真を比較すると、作製直後の本発明による透明電極の表面は滑らかで均一な平面であるが、一方、３日後の本発明による透明電極には複数の微細な孔が現出している。
【００７４】
即ち、３日後の本発明による透明電極においては、金属が凝集することにより微細な孔ができるものであるが、透明電極を常温常圧で空気中に放置する日数が増加するにつれてその孔の数も増加するが、そうした増加はある程度のところで停止する。
【００７５】
本発明による透明電極では、こうした孔が形成されることにより光が当該孔から通過することが可能となって光透過率が向上するようになり、また、孔以外の領域により電気伝導が確保されることになる。
【００７６】
つまり、本発明による透明電極は、薄膜中に適度に孔が存在するため、孔以外の領域により電流を通すことができ、また、薄膜中に適度に存在する孔から光を出射することができるため、短波長領域の光であっても当該孔を通過して出射されるものである。
【００７７】
上記のようにして、アルミニウムおよび銀の合金薄膜たるＡｌＡｇ合金薄膜よりなる透明電極が作製可能であるが、こうした本発明による透明電極は、図２に示すようにＩＴＯでは極めて光を吸収してしまい光透過率が低い短波長領域２００ｎｍ〜４００ｎｍにおいても８０％以上の高い光透過率を有し、また、長波長領域４００ｎｍ〜９００ｎｍにおいても概ね８０％程度の光透過率を有しており、かつ、実用上十分な電気伝導性を備えている。
【００７８】
従って、本発明による透明電極は、近年開発されつつある紫外領域や深紫外領域の光を発光するＬＥＤのような光学デバイスなどの電極としては利用することが可能である。
【００７９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【００８０】
（１）上記した実施の形態においては、真空チャンバー１６から透明電極を取り出した後に常温常圧で空気中に放置することにより、金属を凝集させて上記孔を形成したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、紫外光やオゾンまたは酸素プラズマなどを照射するなどして金属を凝集させ、これにより上記孔を形成するようにしてもよい。
【００８１】
（２）上記した実施の形態においては、アルミニウムおよび銀のみにより本発明による透明電極を作製する場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、アルミニウムならびに銀を主成分とすればよく、微量の他の材料が含まれていてもよい。
【００８２】
（３）上記した実施の形態においては、本発明による透明電極の測定結果について種々説明したが、以下に、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に取り出した直後の本発明による透明電極の表面に有機材料であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の薄膜（ＰＭＭＡ薄膜）をスピンコートしたもの（以下、「ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）を測定した測定結果について説明する。
【００８３】
即ち、図８には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長におけるＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の時間依存性が示されている。
【００８４】
この測定においては、ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜における本発明による透明電極のアルミニウムと銀との組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚が１０ｎｍのものを用いた。
【００８５】
また、測定に用いたＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜のそれぞれは、ＰＭＭＡ薄膜の成膜直後のも（以下、「成膜直後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に１日間放置したもの（以下、「１日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に３日間放置したもの（以下、「３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に２０日間放置したもの（以下、「２０日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）とである。
【００８６】
この図８に示す測定結果と図６に示すＰＭＭＡ薄膜を被覆していない本発明による透明電極の測定結果とを比較すると、波長２００ｎｍ〜３００ｎｍ付近にＰＭＭＡ薄膜の干渉による波形が現れており、また、全体的に光透過率の多少の減少が見られるものの、依然として高い光透過率を維持している。
【００８７】
即ち、光透過率については、ＰＭＭＡ薄膜により被覆して表面を保護した本発明による透明電極であったとしても、ＰＭＭＡ薄膜を被覆していない本発明による透明電極と同様の作用効果が得られる。
【００８８】
ここで、図９（ａ）には、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されており、また、図９（ｂ）には、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されている。
【００８９】
これら図９（ａ）（ｂ）に示す走査型電子顕微鏡写真を比較すると、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面は滑らかで均一な平面であるが、一方、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態においては複数の孔が存在している。
【００９０】
即ち、本発明による透明電極の表面にＰＭＭＡ薄膜を成膜しても、金属が凝集することにより孔ができるものであり、ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の高さは、上記した孔を光が通過することにより達成されたものである。
【００９１】
（４）上記した実施の形態においては、ＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が２２ｎｍまでの本発明による透明電極の測定結果を示したが、膜厚が３０ｎｍのＡｌＡｇ合金薄膜である本発明による透明電極においても、ＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が２２ｎｍの本発明による透明電極と同様な測定結果が得られた。
【００９２】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、ノートパソコンや携帯電話の表示素子用電極、太陽電池用電極、プラズマディスプレイパネル用電極、紫外ＬＥＤ用電極あるいは深紫外ＬＥＤ用電極などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明による透明電極を製造するための真空蒸着装置の一例の概念構成説明図である。
【図２】図２は、アルミニウムと銀とからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる本発明による透明電極（アルミニウムと銀とからなる薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、作製後に常温常圧で空気中に３日間放置したものである。）の光透過率と、Ａｌのみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と、Ａｇのみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と比較して示したグラフである。
【図３】図３は、本発明による透明電極の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の組成依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の膜厚依存性を示すグラフである。
【図６】図６は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の時間依存性を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は、作製直後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、また、図７（ｂ）は、３日後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長におけるＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の時間依存性を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）は、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、また、図９（ｂ）は、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 抵抗加熱装置
１２ 金属溶融板
１２ａ 凹部
１４ 金属蒸着基板
１４ａ 面
１６ 真空チャンバー
１００ 真空蒸着装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極およびその製造方法に関し、さらに詳細には、簡便な方法で作製することが可能な透明電極およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、透明かつ電気をよく通す性質を備えた電極たる透明電極が知られており、ノートパソコンや携帯電話の表示素子用電極、太陽電池用電極あるいはプラズマディスプレイパネル用電極などとして用いられている。
【０００３】
即ち、透明電極は、導電性に優れており、かつ、可視光を透過することが可能であるため、各種ディスプレイの表面やタッチパネルあるいは太陽電池などに利用されており、また、表面から光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光デバイスのような各種デバイスの表面の電極としての利用が提唱されている。
【０００４】
ところで、一般的に用いられている透明電極は、ＩｎＳｎＯ（ＩＴＯ）やＩｎＺｎＯ（ＩＺＯ）やＩｎＷＯ（ＩＷＯ）などよりなるものであり、インジウム（Ｉｎ）を用いて構成されている。
【０００５】
そして、これらの多くは波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光領域の光に対して透過性が高いものではあるが、その一方で、波長４００ｎｍ以下の短波長領域の光を吸収してしまうということが指摘されていた。
【０００６】
これは、透明電極の電気的性質であるバンドギャップを反映した特性であり、こうした短波長領域の光を吸収してしまうＩＴＯやＩＺＯやＩＷＯなどのインジウム（Ｉｎ）を用いて構成される透明電極は、近年開発されつつある紫外領域や深紫外領域の光を発光するＬＥＤのような光学デバイスなどの電極としては利用することができないという問題点があった。
【０００７】
また、現在インジウムの枯渇化が危惧されている一方で、インジウムに対する膨大な需要とその利用範囲の拡大が図られており、このためにインジウムの価格は上昇を続けているものであって、透明電極の材料としてインジウムを用いるとコストが高くなってしまうという問題点もあった。
【０００８】
上記したような種々の問題点に鑑みて、現在、透明電極の材料としてインジウムに代わる他の材料が望まれており、そのための様々な研究が広くが進められている。
【０００９】
こうした研究の成果として、例えば、インジウム系の材料に代えてＧａＯなどの酸化ガリウム系の材料を透明電極の材料として用いることが提案されている。
【００１０】
ところが、ＧａＯなどの多くの酸化ガリウム系の材料により透明電極を作製するにあたっては、透明電極となる薄膜を基板上に作製する際における基板温度を高温（例えば、８００度程度である。）にする必要があったり、当該薄膜作製後に高温のアニールを必要としたりするなど、その製造工程が煩雑であるという新たな問題点があった。
【００１１】
また、これまで提案されている透明電極となる薄膜の製造方法においては、薄膜の組成を制御するためにレーザー薄膜作製法などを用いている場合が多く、スループットの低さや広い領域における均一性などに懸念がもたれるという問題点もあった。
【００１２】
なお、波長４００ｎｍ以下の短波長領域の光を吸収しない透明電極としては、その特性上から金などの単層薄膜を用いることが可能な場合もあるが、金の単層薄膜はわずかに加熱すると金が凝集してしまうことがあるため安定性に欠け、また、単価が高いという問題点もあった。
【００１３】
また、従来より提案されている透明電極は、酸化すると劣化する性質を有しているため、作製直後は比較的高い光透過率を示していても、作製後から時間が経過するに従って光透過率が低下するという問題点があった。
【００１４】
なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便な手法で製造可能であり、かつ、短波長領域の光も透過することが可能な透明電極およびその製造方法を提供しようとするものである。
【００１６】
また、本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作製された透明電極の光透過率が酸化によって低下することがない透明電極およびその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の混合比で準備したアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）とを用いて、例えば、一般的な金属蒸着装置などにより、ガラス（石英ガラス、ナトリウムガラス、Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ２などのようなあらゆるガラス）基板上に蒸着により少なくともアルミニウムと銀とから構成される合金薄膜を形成し、この合金薄膜を室温大気中に放置可能な透明電極とするようにしたものである。
【００１８】
こうした本発明による透明電極は、特に、波長２００〜４００ｎｍの短波長領域での光透過性が高いことから、深紫外光を発光するＬＥＤに用いるための透明電極として利用することができる。
【００１９】
また、こうした本発明による透明電極は、作製後時間が経過（例えば、作製後３０日間経過。）してもその特性の変化が著しく小さく、酸化によって光透過率が低下することがない。
【００２０】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の透明電極は、複数種の金属を含む合金薄膜よりなり、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項２に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１に記載の透明電極において、上記複数種の金属がアルミニウムおよび銀よりなるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明のうち請求項３に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の透明電極において、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにしたものである。
【００２３】
また、本発明のうち請求項４に記載の透明電極は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の透明電極において、上記合金薄膜の膜厚が１０ｎｍ乃至３０ｎｍであるようにしたものである。
【００２４】
また、本発明のうち請求項５に記載の透明電極の製造方法は、真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、上記基板表面に透明電極として上記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、上記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにしたものである。
【００２５】
また、本発明のうち請求項６に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５に記載の透明電極の製造方法において、上記基板表面に形成された上記合金薄膜に複数の孔を形成するようにしたものである。
【００２６】
また、本発明のうち請求項７に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項６に記載の透明電極の製造方法において、上記基板表面に形成された上記合金薄膜を空気中において所定時間放置し、金属を凝集させることにより上記孔を形成するようにしたものである。
【００２７】
また、本発明のうち請求項８に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６または７のいずいれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記複数種の金属がアルミニウムおよび銀よりなるようにしたものである。
【００２８】
また、本発明のうち請求項９に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６、７または８のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記合金薄膜全体に対する上記アルミニウムの割合が、組成比において上記合金薄膜全体の２割乃至８割であるようにしたものである。
【００２９】
また、本発明のうち請求項１０に記載の透明電極の製造方法は、本発明のうち請求項５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、上記合金薄膜の膜厚を１０ｎｍ乃至２２ｎｍに形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、以上説明したように構成されているので、簡便な手法で製造可能であり、かつ、短波長領域の光も透過することが可能な透明電極およびその製造方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【００３１】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、作製された透明電極の光透過率が酸化によって低下することがない透明電極およびその製造方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による透明電極およびその製造方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００３３】
図１には、本発明による透明電極を製造するための真空蒸着装置の一例の概念構成説明図が示されており、この真空蒸着装置１００においては、内部を真空に維持することが可能な真空チャンバー１６内に抵抗加熱装置１０が配設されている。
【００３４】
ここで、この本実施の形態において用いた真空蒸着装置１００は従来より一般的に用いられるものであり、同様に、真空チャンバー１６や抵抗加熱装置１０も従来より一般的に用いられるものであるので、これらの構成ならびに作用の詳細な説明は省略するものとするが、抵抗加熱装置１０は、電圧をかけることによって電流を流せる導電線が接続された金属溶融板１２と、当該導電線に電圧をかけるための電源と、上記した金属溶融板１２の真上に配設された金属蒸着基板１４とにより構成されている。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、金属溶融板１２としてはタングステンボートを用い、また、金属蒸着基板１４としてはガラス板を用いた。
【００３６】
なお、このガラス板としては、石英ガラス、ナトリウムガラス、Ｓｉ基板上に形成したＳｉＯ２などのようなあらゆるガラスよりなるものを用いることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、金属溶融板１２と金属蒸着基板１４との距離Ｈは、１５〜２０ｃｍ程度に設定した。
【００３８】
以上の構成において、上記した真空蒸着装置１００を用いて本発明による透明電極を製造するには、まず、金属溶融板１２の凹部１２ａに所定の量のアルミニウム線材および所定の量の銀線材を載置し、その後に真空チャンバー１６内を所定の真空度（例えば、１×１０−４Ｐａ程度である。）に維持し、その状態で凹部１２ａにアルミニウム線材および銀線材を載置した金属溶融板１２を加熱する。
【００３９】
この金属溶融板１２の加熱に伴うアルミニウム線材および銀線材の加熱により、アルミニウムと銀とが溶融して気化され、気化されたアルミニウムおよび銀が金属蒸着基板１４の面１４ａに真空蒸着されて、アルミニウムと銀とよりなる合金薄膜（ＡｌＡｇ合金薄膜）が形成されることになり、こうして形成された合金薄膜が本発明による透明電極となるものである。
【００４０】
上記のようにして作製された本発明による透明電極は、本願発明者の測定によれば、図２に示すような光透過率を有するようになる。
【００４１】
ここで、図２には、アルミニウムと銀とからなる膜厚１０ｎｍのＡｌＡｇ合金薄膜よりなる本発明による透明電極（アルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「アルミニウム（Ａｌ）：銀（Ａｇ）＝６：４」であり、作製後に常温常圧で空気中に３日間放置したものである。）の光透過率と、アルミニウム（Ａｌ）のみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と、銀（Ａｇ）のみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率とが図示されている。
【００４２】
図２に示すように、銀のみからなる薄膜よりなる透明電極は、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の光透過率は高いが、波長４００ｎｍ以上の長波長領域では光透過率が約５０％程度に低下する。また、アルミニウムのみからなる薄膜よりなる透明電極は、波長２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の光透過率は６０〜７０％であるが、長波長領域になるにつれて徐々に低下し、平均して３０％程度の光透過率である。
【００４３】
一方、アルミニウムと銀とを混合させたＡｌＡｇ合金薄膜よりなる本発明による透明電極は、上記した銀のみからなる薄膜よりなる透明電極やアルミニウムのみからなる薄膜よりなる透明電極と比べて、波長２００ｎｍ〜９００ｎｍの広い波長領域において概ね８０％以上の極めて高い光透過率を示すものである。
【００４４】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、本発明による透明電極の製造方法をより詳細に説明する。
【００４５】
はじめに、計量したアルミニウム線材と計量した銀線材とを、金属溶融板１２の凹部１２ａ上に載置する（ステップＳ３０２）。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、本発明による透明電極として作製されるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比がそれぞれ「アルミニウム（Ａｌ）：銀（Ａｇ）＝８：２」、「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」、「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」、「Ａｌ：Ａｇ＝４：６」、「Ａｌ：Ａｇ＝２：８」となるように、金属溶融板１２上に載置して溶融するアルミニウム線材と銀線材との割合を選択した。
【００４７】
後述するように、上記組成比のアルミニウムと銀とよりなるＡｌＡｇ合金薄膜はそれぞれ光を透過するものであるが、その光透過率や光透過率の波長依存性あるいは時間依存性などは、ＡｌＡｇ合金薄膜のアルミニウムと銀との組成比に依存するものである。
【００４８】
次に、真空チャンバー１６を稼働して真空チャンバー１６内部を所定の真空度にした後に、アルミニウム線材および銀線材を載置した金属溶融板１２を加熱する（ステップＳ３０４）。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、真空チャンバー１６内の真空度を１×１０−４Ｐａとした。
【００５０】
次に、金属溶融板１２上でアルミニウムおよび銀が溶融後気化し、金属蒸着基板１４への蒸着が完了したら、金属溶融板１２の加熱を終了する（ステップＳ３０６）。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、上記したステップＳ３０６における真空蒸着の処理においては、金属蒸着基板１４に対する加熱や冷却は行わなかった。
【００５２】
また、本実施の形態においては、上記したステップＳ３０６における真空蒸着の処理において金属蒸着基板１４への蒸着により形成されるＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が、それぞれ１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２２ｎｍとなるように制御した。
【００５３】
上記したステップＳ３０６の処理を終了すると、金属溶融板１２および真空チャンバー１６内部が適度の温度（例えば、室温程度である。）に低下するまで約１時間程度放置し、その後に真空チャンバー１６を開放して金属が蒸着してＡｌＡｇ合金薄膜が形成された金属蒸着基板１４を取り出し、それを常温常圧の空気中に放置する（ステップＳ３０８）。
【００５４】
上記のようにして金属蒸着基板１４上に形成されたＡｌＡｇ合金薄膜が、本発明による透明電極となるものである。
【００５５】
なお、後述する本発明による透明電極の測定においては、ＡｌＡｇ合金薄膜が形成された金属蒸着基板１４を真空チャンバー１６から取り出した後に、常温常圧の空気中で最長３０日間放置したものを含めて測定した。
【００５６】
以下、上記のようにして作製された本発明による透明電極について、本願発明者が測定した測定結果について説明する。
【００５７】
まず、図４には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の組成依存性が示されている。
【００５８】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が、それぞれ「Ａｌ：Ａｇ＝８：２」、「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」、「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」、「Ａｌ：Ａｇ＝４：６」および「Ａｌ：Ａｇ＝２：８」のものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極は、いずれも膜厚が１０ｎｍであり、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したものである。
【００５９】
この図４に示す測定結果によれば、いずれの本発明による透明電極も高い光透過率を示しているが、とりわけアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝７：３」や「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であるものが、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長領域において平均して高い光透過率を示しており、特に、波長２００ｎｍ乃至４００ｎｍの短波長領域において優れて高い光透過率を示している。
【００６０】
次に、図５には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の膜厚依存性が示されている。
【００６１】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚がそれぞれ１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２２ｎｍのものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極は、いずれもステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したものである。
【００６２】
この図５に示す測定結果によれば、膜厚が１０ｎｍであるものが、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長領域において他のものより高い光透過率を示している。
【００６３】
具体的には、膜厚が１０ｎｍであるものは、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの短波長領域での光透過率が８０％乃至９０％程度であり、長波長領域にいくに従って徐々に光透過率が低下しているが、波長９００ｎｍでも概ね８０％程度の光透過率が維持されている。
【００６４】
次に、図６には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の時間依存性が示されている。
【００６５】
この測定においては、本発明による透明電極たるアルミニウムと銀とからなるＡｌＡｇ合金薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚が１０ｎｍのものを用いた。また、測定に用いた本発明による透明電極のそれぞれは、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に取り出した直後のもの（以下、「作製直後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に１日間放置したもの（以下、「１日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３日間放置したもの（以下、「３日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に１０日間放置したもの（以下、「１０日後の本発明による透明電極」と称する。）と、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に３０日間放置したもの（以下、「３０日後の本発明による透明電極」と称する。）とである。
【００６６】
この図６に示す測定結果によれば、本発明による透明電極の光透過率は、空気中に放置された時間に依存して変化している。
【００６７】
即ち、作製直後の本発明による透明電極は、波長２００ｎｍ乃至４００ｎｍ付近の領域においては８０％程度の光透過率を示しているが、波長４００ｎｍよりも長波長領域においては概ね７０％程度の光透過率を示している。
【００６８】
一方、１日後の本発明による透明電極は、作製直後の本発明による透明電極と比較すると、短波長領域にはほぼ変化が見られないが、長波長領域である可視光領域では大きく変化しており、全体としては波長２００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲において概ね８０％以上の光透過率を有する。
【００６９】
さらに、３日後の本発明による透明電極は、１日後の本発明による透明電極よりもさらに高い光透過率を有するようになり、１０日後の本発明による透明電極ならびに３０日後の本発明による透明電極であっても、１日後の本発明による透明電極とほぼ同程度の光透過率を有するものであり、本発明による透明電極においては時間経過とともに光透過率が低下する様子は見られなかった。
【００７０】
また、作製直後の本発明による透明電極と３０日後の本発明による透明電極との抵抗値を測定したところ、作製直後の本発明による透明電極のシート抵抗が１２８Ω／□であり、一方、３０日後の本発明による透明電極のシート抵抗が１０６Ω／□であった。
【００７１】
これらの値は、本発明による透明電極が、電極として十分に実用可能であることを示している。
【００７２】
ここで、図７（ａ）には、作製直後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されており、また、図７（ｂ）には、３日後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されている。
【００７３】
これら図７（ａ）（ｂ）に示す走査型電子顕微鏡写真を比較すると、作製直後の本発明による透明電極の表面は滑らかで均一な平面であるが、一方、３日後の本発明による透明電極には複数の微細な孔が現出している。
【００７４】
即ち、３日後の本発明による透明電極においては、金属が凝集することにより微細な孔ができるものであるが、透明電極を常温常圧で空気中に放置する日数が増加するにつれてその孔の数も増加するが、そうした増加はある程度のところで停止する。
【００７５】
本発明による透明電極では、こうした孔が形成されることにより光が当該孔から通過することが可能となって光透過率が向上するようになり、また、孔以外の領域により電気伝導が確保されることになる。
【００７６】
つまり、本発明による透明電極は、薄膜中に適度に孔が存在するため、孔以外の領域により電流を通すことができ、また、薄膜中に適度に存在する孔から光を出射することができるため、短波長領域の光であっても当該孔を通過して出射されるものである。
【００７７】
上記のようにして、アルミニウムおよび銀の合金薄膜たるＡｌＡｇ合金薄膜よりなる透明電極が作製可能であるが、こうした本発明による透明電極は、図２に示すようにＩＴＯでは極めて光を吸収してしまい光透過率が低い短波長領域２００ｎｍ〜４００ｎｍにおいても８０％以上の高い光透過率を有し、また、長波長領域４００ｎｍ〜９００ｎｍにおいても概ね８０％程度の光透過率を有しており、かつ、実用上十分な電気伝導性を備えている。
【００７８】
従って、本発明による透明電極は、近年開発されつつある紫外領域や深紫外領域の光を発光するＬＥＤのような光学デバイスなどの電極としては利用することが可能である。
【００７９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【００８０】
（１）上記した実施の形態においては、真空チャンバー１６から透明電極を取り出した後に常温常圧で空気中に放置することにより、金属を凝集させて上記孔を形成したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、紫外光やオゾンまたは酸素プラズマなどを照射するなどして金属を凝集させ、これにより上記孔を形成するようにしてもよい。
【００８１】
（２）上記した実施の形態においては、アルミニウムおよび銀のみにより本発明による透明電極を作製する場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、アルミニウムならびに銀を主成分とすればよく、微量の他の材料が含まれていてもよい。
【００８２】
（３）上記した実施の形態においては、本発明による透明電極の測定結果について種々説明したが、以下に、ステップＳ３０８の処理において常温常圧の空気中に取り出した直後の本発明による透明電極の表面に有機材料であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の薄膜（ＰＭＭＡ薄膜）をスピンコートしたもの（以下、「ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）を測定した測定結果について説明する。
【００８３】
即ち、図８には、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長におけるＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の時間依存性が示されている。
【００８４】
この測定においては、ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜における本発明による透明電極のアルミニウムと銀との組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、その膜厚が１０ｎｍのものを用いた。
【００８５】
また、測定に用いたＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜のそれぞれは、ＰＭＭＡ薄膜の成膜直後のも（以下、「成膜直後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に１日間放置したもの（以下、「１日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に３日間放置したもの（以下、「３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）と、ＰＭＭＡ薄膜の成膜後に常温常圧の空気中に２０日間放置したもの（以下、「２０日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜」と称する。）とである。
【００８６】
この図８に示す測定結果と図６に示すＰＭＭＡ薄膜を被覆していない本発明による透明電極の測定結果とを比較すると、波長２００ｎｍ〜３００ｎｍ付近にＰＭＭＡ薄膜の干渉による波形が現れており、また、全体的に光透過率の多少の減少が見られるものの、依然として高い光透過率を維持している。
【００８７】
即ち、光透過率については、ＰＭＭＡ薄膜により被覆して表面を保護した本発明による透明電極であったとしても、ＰＭＭＡ薄膜を被覆していない本発明による透明電極と同様の作用効果が得られる。
【００８８】
ここで、図９（ａ）には、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されており、また、図９（ｂ）には、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真が示されている。
【００８９】
これら図９（ａ）（ｂ）に示す走査型電子顕微鏡写真を比較すると、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面は滑らかで均一な平面であるが、一方、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態においては複数の孔が存在している。
【００９０】
即ち、本発明による透明電極の表面にＰＭＭＡ薄膜を成膜しても、金属が凝集することにより孔ができるものであり、ＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の高さは、上記した孔を光が通過することにより達成されたものである。
【００９１】
（４）上記した実施の形態においては、ＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が２２ｎｍまでの本発明による透明電極の測定結果を示したが、膜厚が３０ｎｍのＡｌＡｇ合金薄膜である本発明による透明電極においても、ＡｌＡｇ合金薄膜の膜厚が２２ｎｍの本発明による透明電極と同様な測定結果が得られた。
【００９２】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、ノートパソコンや携帯電話の表示素子用電極、太陽電池用電極、プラズマディスプレイパネル用電極、紫外ＬＥＤ用電極あるいは深紫外ＬＥＤ用電極などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明による透明電極を製造するための真空蒸着装置の一例の概念構成説明図である。
【図２】図２は、アルミニウムと銀とからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる本発明による透明電極（アルミニウムと銀とからなる薄膜の組成比が「Ａｌ：Ａｇ＝６：４」であり、作製後に常温常圧で空気中に３日間放置したものである。）の光透過率と、Ａｌのみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と、Ａｇのみからなる膜厚１０ｎｍの薄膜よりなる透明電極（作製後に３日間放置したものである。）の光透過率と比較して示したグラフである。
【図３】図３は、本発明による透明電極の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の組成依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の膜厚依存性を示すグラフである。
【図６】図６は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長における本発明による透明電極の光透過率の時間依存性を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は、作製直後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、また、図７（ｂ）は、３日後の本発明による透明電極の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、波長２００ｎｍから９００ｎｍ領域の各波長におけるＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の光透過率の時間依存性を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）は、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真であり、また、図９（ｂ）は、３日後のＡｌＡｇ−ＰＭＭＡ薄膜からＰＭＭＡ薄膜を剥離した状態の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 抵抗加熱装置
１２ 金属溶融板
１２ａ 凹部
１４ 金属蒸着基板
１４ａ 面
１６ 真空チャンバー
１００ 真空蒸着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の金属を含む合金薄膜よりなり、
前記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれる
ことを特徴とする透明電極。
【請求項２】
請求項１に記載の透明電極において、
前記複数種の金属は、アルミニウムおよび銀よりなる
ことを特徴とする透明電極。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の透明電極において、
前記合金薄膜全体に対する前記アルミニウムの割合が、組成比において前記合金薄膜全体の２割乃至８割である
ことを特徴とする透明電極。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の透明電極において、
前記合金薄膜の膜厚は、１０ｎｍ乃至３０ｎｍである
ことを特徴とする透明電極。
【請求項５】
真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、前記基板表面に透明電極として前記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、
前記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにした
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の透明電極の製造方法において、
前記基板表面に形成された前記合金薄膜に複数の孔を形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の透明電極の製造方法において、
前記基板表面に形成された前記合金薄膜を空気中において所定時間放置し、金属を凝集させることにより前記孔を形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項８】
請求項５、６または７のいずいれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記複数種の金属は、アルミニウムおよび銀よりなる
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項９】
請求項５、６、７または８のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記合金薄膜全体に対する前記アルミニウムの割合が、組成比において前記合金薄膜全体の２割乃至８割である
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項１０】
請求項５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記合金薄膜の膜厚を１０ｎｍ乃至２２ｎｍに形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項１】
複数種の金属を含む合金薄膜よりなり、
前記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれる
ことを特徴とする透明電極。
【請求項２】
請求項１に記載の透明電極において、
前記複数種の金属は、アルミニウムおよび銀よりなる
ことを特徴とする透明電極。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の透明電極において、
前記合金薄膜全体に対する前記アルミニウムの割合が、組成比において前記合金薄膜全体の２割乃至８割である
ことを特徴とする透明電極。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の透明電極において、
前記合金薄膜の膜厚は、１０ｎｍ乃至３０ｎｍである
ことを特徴とする透明電極。
【請求項５】
真空蒸着法により複数種の金属を気化させて基板表面へ蒸着して、前記基板表面に透明電極として前記複数種の金属を含む合金薄膜を形成し、
前記複数種の金属には少なくともアルミニウムおよび銀が主成分として含まれるようにした
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の透明電極の製造方法において、
前記基板表面に形成された前記合金薄膜に複数の孔を形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の透明電極の製造方法において、
前記基板表面に形成された前記合金薄膜を空気中において所定時間放置し、金属を凝集させることにより前記孔を形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項８】
請求項５、６または７のいずいれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記複数種の金属は、アルミニウムおよび銀よりなる
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項９】
請求項５、６、７または８のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記合金薄膜全体に対する前記アルミニウムの割合が、組成比において前記合金薄膜全体の２割乃至８割である
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項１０】
請求項５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の透明電極の製造方法において、
前記合金薄膜の膜厚を１０ｎｍ乃至２２ｎｍに形成する
ことを特徴とする透明電極の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１５１９６３（Ｐ２００９−１５１９６３Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６７６８（Ｐ２００７−３２６７６８）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]