ナノ粒子を含むミストによる透明導電膜の製造

株式会社ニコンと国立大学法人東北大学多元物質科学研究所は、水への分散安定性が高いITOナノ粒子を開発、分散液を霧化し基板上に成膜することで、導電性が良好な透明導電性薄膜を得ることに成功した。

通常、ITOの透明導電膜を作成するには、ITOの原料溶液を基板上に塗布してから500℃以上の高温で焼成してITOを結晶化する工程が必要です。そのため、熱に弱いプラスチック基板が使えなかったりします。

そこで今回の方法のように、あらかじめ結晶性の高いITOナノ粒子を合成しておき、ITOナノ粒子の分散液を基板上に塗布して、ITOの透明導電膜を製造する方法が提唱されています。

この方法だと結晶化に必要な高温の熱処理が不要なため、熱に弱いプラスチック基板や樹脂フィルム上に透明導電膜を形成することが可能となります。一方、膜の性能を上げるためには、純度の高いITOナノ粒子をいかに緻密に薄膜状に並べるかが課題となってきます。

今回の報告では、150℃程度の熱処理温度でプラスチックフィルム（PEN）上に比抵抗9.0×10^-3Ω･cmという、導電率の高い透明導電膜を形成できたとのことです。ITOナノ粒子の合成法を工夫し、ITOナノ粒子の水分散性を高めることで、導電率低下の要因となる界面活性剤の添加を減らせたことや、粒子形状の最適化により、膜の緻密性を高めたことが導電率アップに寄与したと思われます。

また、成膜方法にはナノ粒子合成でおなじみの超音波噴霧装置を用い、ミスト状のナノ粒子水分散液を基板上に塗布することでナノ粒子膜を形成されています。