二酸化チタン透明導電体をプラスチック上に成膜することに成功

_ _珊繍負荷を低捕し、結少資源を即約する二酸化チタン遭明海理体を開発
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こ磁化チタン遍聞潟電体を
プラスチック土に戚臨することに成功
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希少金属であるインジウムの代笛材料として期待されるこ齢化チタン
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Y.リイミドプラ
スチックフィル
ム上に俄腹した
二酸化チタン遁
間弱電限
(TiO，) 透 明事 電体 在 、 選
C以 下 の 低 温 プ ロ セ ス で 形 成 す る こ と に 成 功 し ま し た 。 二 酸 化
嗣 プ ラ ス チ ッ ヲ フ ィ ル ム 上 に 300'
チタン透悶導電体の持つ、高い屈折率や化学的安定性というユニー?な特徴在、還問なプラスチツ
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ヲ フ ィ ル ム 上 で も 発 揮 さ せ る こ と が で き ま す。
・ ニ 酪 化 チ タ ン を 用 い て 、透 明 性 と 電 気 伝 導 性 を 併 せ 鰐 つ 週 明 導 電 膜 を 実 視 す る こ と に 成 胡 し ま し た。
・ 従 来 の 二 酸 化 チ 9ン 透 問 調 電 体 は.ガ ラ ス 墨 樋 上 で の み 還 問 導 電 性 が 得 ら れ ま し た が、ヨド筏術によっ
て プ ラ ス チ ツヲ フ ィ ル ム 上 で も 週 明 導 電 体 を 容 易 に 形 成 で き ま す。
‘写拠2
ガラス上に作製
し
た 三隊化チタ
ノ透旬海電腹.
光干渉に より
競合銭術への強み
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抗湖乏した例.
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ている.
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@ 省薗覇。低珊境負荷
地球上に 豊富にあるチタン
(Ti)を活用するので、 二酸化チタ ン透明導電体は‘
かJという担点で、 古株買先生
1
1，見童沢工大}と
ともにニオブ I
Nb
) をアナターゼ型二酸化チタンに
-その他、スパ ッタ成膜向タ
ゲ ツ 卜を作製し てい
るメーカーなどと情報吏換を行っています.
稀少童属であるインジウム(ln
) を代替する材料に
ドーブしたととろ、通閉性を維持しつつ導電粧を示
[
これから応用展開の可能性を揮曹してみたい草界 企草1
なります.
すことに買が付きま した。
・遣問導電体在活用する畢界
@ 遭聞湖置体以外への展開
通閉性にこだわ ら高 け
ただし、 この ままではエピタキシャ jレ薄膜 (
単結
分野。
・高い化学的安定性を有する電極が必要年分野.た
れば、高い化学的安定性のために、腐食に 強い電極
晶畢板ょに成長した 、
結晶軸がそろった薄膜)であり 、
とえば、燃料電池や太陽電池などの哩極を棋討し
などへの応用力、期待されま す。
費用化には向き ません。そこで、ガラス上に多結晶
ている企輩。
@ 高屈折率
既存の透明導電体を，量ぐ、
2.4程度の
体薄膜を形成する技捕の開発に取り組みました。そ
屈折率在有しています。
の初期には、檀数の先生から [
異方的なd電子系だか
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いかlという指摘を頂践しました.
ら多結晶体で は電気伝導性が実現できないのでは屯
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私自身、以前は企業に勤めておりました.自分の
産み出した技簡が祉会で控に立つというのは私の
二酸化チタンは、世釆から遣問牲が高く、 典型的
しかし、我々は試行錯誤の末、ガラス畢植を非加
章や人体に能曹が
つの曹です。二酸化チタンは、珊 i
立半導体と考え られてきました. しかし、 我 々はア
熱にして室嵩近くに理ったまま、まずア モルファス
少ない物質です。 地球上に多く存在し、コス 卜面で
(非晶質)薄膜を堆積し 、それをアニールする こと に
有利になるこ とも期持されます。こ れ までの研究 に
ナタ
Nb)を ド
ゼ型二酸化チタ ンはおにニオブ I
ピンクするこ とによ り、金属状態に怠ること を見 い
.0cm台の導電性を持つ多結晶薄膜が容易に
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より、この材料の特牲を用遣に合わせて チユ
だしました.その箇直ちにこの材料の実用化を 目指
揮られることを見いだしました.さらに今@]，山田E
クすること力、可能になってきました。まずご相談 い
して、ガラス上に二世化チタ ン透明海電体を形成す
臣1
尊士(押草川科学扱揃アカデ ミー研究員)らとと
もに、シード層を導入する扱簡を開尭し、透明プラ
ただ吋れば、必要立特性を目指して我々がチ ユ一二
る扱桶開尭に着手 しました.その結果、ガラス上に
おいて遭間導電膿を得ることに成功しましたが、プ
スチ ツヲフィルム上に成膜することに成功し ました。
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ンヅいたしま す.茸軽にご週結ください.
フィルム上に も形成することに成功しまし た. この
TOゃSn02
、 ZnO系遣問導
世来より用いられている I
プロセスでは、プラスチ 、
ノヲフィルム上にアモルフア
官体との差別化が重要で す。それらの材料に は見 ら
スをまず昨成し、 それをアニ ール(焼吉な ま し)し
れない特徴を二酸化チタン遺閉導電体に輩出る必要
て結晶化させることによ って母抵抗薄膜在揮ます.
があります.その物性探車は抽まったばかりで、患
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計 二隊化チタンの有名怠館轟柵遭としてアナターゼ型とルチ
ル髭の2橿績がある.二磁化チタンは白色の・色剰として.
食品、化値血、塗料などに広〈飼いられている.アナター
ゼ盤"、光触陣鈎巣が高〈、応用が温んでいる.
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主3)シード周と l
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率 長領土の第ー周回に峨隈する珊で その僚に
抱柵する淘醸の績母性や信.化温贋を制御する役割を待つ.
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注4)樹脂フィル"忽どの..敏性のある""に電子血路を影高誌し
て電子償竃を鍋両院する鎗術."繍 {
ハ ネス}やフレキシ
プル ディスプレイ広どがある.印麟と共通する筏衡が使
われるため、プリンテ ッド エレクトロニクス"どともW
こ の 時 に シ ー ド 層 在 導 入 す る と、 結 晶 化 温度 が
いがけない特徴が尭見されることも期持吉れま す.
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主5)刻限にする"科に、アルゴノガス純子を衝突させてはじき
C
程度 と高 く、遣 問 プラスチック
ロセス温度力、400フィルム上には透岡導電膜を形成することがで きま
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f帽岡 田 ・ 一 一 一 一 ー ー
今回開発した 透悶導電材料については、 さら に高
せんでした。
そこでシー ド属世却を導入し、遣問プラ ヱチ ッヲ
い遭遇率と、古らに低い抵抗率が要求さ れます。また、
250-Cまで下がり、プラスチ ックフィルムが耐える
成膜プロセスの簡易化、龍コスト化という面では、
温度でも結品化し ます。シード居自体も二酸化チタ
まだ不十分です。 スパ ツタ法世引 を用いずに(ゾル
ン透明導電体で すが、成膜時の酪草分圧を異なるよ
ゲル法 吐6)などの)液キ自力、ら作製するプロ セ ス由
うにするのが鍵です。このようにしてプラスチッ ヲ
開発も必要でし ょう 。この材料については、 応用を
フィルム上に二酸化チタ ン透明浦哩体が実現し、フ
見据え、必要証特性在チ ユーニンクしていくという
レキシブル工レウ卜 口ニヲス 惜"や低コスト 工 レク
段階に λっています.耐熱性やアニールする雰囲気、
トロニクス デパイスなどへの応用先が飛躍的に描大
屈折率、 j
g抗率な どを制御することができるように
すると考えています。
立ってきています。
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注6)藩漕から出発し、趨袋的に加併することより固体 {
を..る方法.スバッタなど翼空を周いるプロセスに比べ、
安価なプロセスで ある.
さらに、成膜技術が確立するにつれ、薄膜物性評
価も進み、二酸化チ タン透明海電体ならではの物性
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が明らかになって きています.これを亜大限活用 し
!これまでの企草と の共同研究歴 1
て、費用化を図り たいと考えています.
・二殴化チタン透明導電体をガラス 上に形成する按
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・高い屈折撃である ことを活用したアブリケ
術について旭硝子と 共同研究を行いました。
当初、二酸化チタンの強磁性に関して、東京大学
長酋川哲也先生白グル
した. その研究の
ブと共同研究を行ってい ま
環として、 2004年に
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キャリ
ア酒度を霊化さ せることにより随性制御がで きない
n司圃圃圃.
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gDiode、茸光ダ
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二磁化チタン系週間揚電怖の応開に関する
平成 18年度第2回公募)
研究 J(
イオ
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ショ
ド)への応用 を植討しています.現在、豊
田吉成と共同研究を推進しています。 また、太陽
電池への応用も考えています.
単語溢孟圃凪E:IW
圃凪岨ム品量 品 孟圃圃圃
一 杉 太 郎 群 詳 材 料 科 学問 研 究 機 禍 醐 綬