專利名稱：透明導(dǎo)電膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電膜及其制造方法。
技術(shù)背景透明導(dǎo)電膜應(yīng)用于液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器、等離子體顯示器 這樣的顯示器的電極、太陽能電池的電極。透明導(dǎo)電膜有必要顯示充分 的導(dǎo)電性，另外從形成電極圖形的觀點考慮還要求蝕刻特性優(yōu)異。目前 以來，對于透明導(dǎo)電膜已提出了多種方案。 (例如特開平8 - 171824號公報)近年來，隨著顯示器的大型化，對于用作電極的透明導(dǎo)電膜也期待 導(dǎo)電性和蝕刻特性的改良。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電性及蝕刻特性優(yōu)異的透明導(dǎo)電膜 及其制造方法。本發(fā)明人為解決上述技術(shù)問題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果完成了本發(fā) 明。即，本發(fā)明提供一種含有Zn、 Sn和O, Zn相對于Zn與Sn合計量 的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.41 ~0.55,作為非晶態(tài)的透明導(dǎo)電』莫。另外，本發(fā)明提供包括使用含有Zn、 Sn和O, Zn相對于Zn與Sn 合計量的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.53 - 0.65的燒結(jié)體作為靶，在惰性氣體 氣氛下進(jìn)行濺射的工序的透明導(dǎo)電膜的制造方法。


圖l是實施例1中的煅燒物的電子顯微鏡照片。
具體實施方式
透明導(dǎo)電膜本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜含有鋅(Zn)、錫(Sn)和氧(0),通常由 含有Zn、 Sn和O的金屬氧化物組成。
相對于透明導(dǎo)電膜所含有的Zn與Sn的總量(摩爾)，Zn的量(摩 爾)的比Zn/(Zn+Sn)為0.41 ~ 0.55,從提高蝕刻特性的觀點考慮，優(yōu)選 0.42以上，更優(yōu)選0.43以上，優(yōu)選0.50以下，更優(yōu)選0.48以下。透明導(dǎo)電膜為非晶態(tài)。測定可采用X射線衍射法，本申請說明書中 的非晶態(tài)，例如在X射線衍射圖中，顯示觀察不到來源于結(jié)晶的衍射峰。透明導(dǎo)電膜的電阻率通常低于1 x 10^Qcm,優(yōu)選7x l(T3Qcm以下。 電阻率可采用四探針法進(jìn)行測定。透明導(dǎo)電膜為含有鋁(Al)、稼(Ga) 或銦(In)、或者不含上述元素的導(dǎo)電膜，優(yōu)選不含上述元素的導(dǎo)電膜。透明導(dǎo)電膜的制造方法本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜的制造方法，包括使用燒結(jié)體作為靶，進(jìn)行濺 射的工序。燒結(jié)體含有鋅(Zn)、錫(Sn)和氧(0),通常由含有Zn、 Sn 和0的金屬氧化物組成。Zn相對于燒結(jié)體所含有的Zn與Sn的總量(摩爾)的量(摩爾) 的比Zn/(Zn+Sn)為0.53 ~ 065。燒結(jié)體例如可通過混合(粉碎)氧化鋅和氧化錫，再將混合物進(jìn)行 成型、燒結(jié)的方法來制備。氧化鋅通常為粉末，純度為99重量％以上。氧化錫通常為粉末，純 度為99重量％以上?；旌现蟹Q量氧化鋅和氧化錫，以滿足對于混合物的Zn、 Sn, Zn相 對于Zn與Sn的總量(摩爾)的量(摩爾)的比Zn/(Zn+Sn)為0,53以上， 優(yōu)選0.54以上，為0.65以下，優(yōu)選0.61以下。例如，當(dāng)制造Zn/(Zn+Sn) 為0.41-0.55的透明導(dǎo)電膜時，可將氧化鋅和氧化錫按滿足Zn/(Zn+Sn) 為0.53 - 0.65來進(jìn)行稱量。另外當(dāng)制造Zn/(Zn+Sn)為0.42 ~ 0.50的透明 導(dǎo)電膜時，可將氧化鋅和氧化錫按滿足Zn/(Zn+Sn)為0.54 ~ 0.61來進(jìn)行 稱量?；旌峡衫美缜蚰C(jī)、振動式磨機(jī)、超樣i磨碎機(jī)(Attritor)、 戴諾磨(Dynomill)、動態(tài)磨削機(jī)(Dynamic mill)來進(jìn)行，另外也可 采用干式、濕式的任一種來進(jìn)行。從提高后述成型中的操作性的觀點考 慮，還可以在混合物中添加氧化錫、粘合劑、分散劑、脫沖莫劑。當(dāng)進(jìn)行 濕式混合時，也可干燥所得到的混合物，干燥可利用例如加熱干燥機(jī)、 真空干燥機(jī)、冷凍干燥機(jī)來進(jìn)行。
還可以將混合物進(jìn)行煅燒，煅燒可在保持為比后述燒結(jié)低的溫度的 條件下進(jìn)行。當(dāng)煅燒混合物時，優(yōu)選向煅燒混合物中添加粘合劑、分散 劑、脫才莫劑。使用例如單軸壓桿機(jī)、冷等靜壓機(jī)(CIP),可在成型壓通常為 10-300Mpa的條件下進(jìn)行成型。優(yōu)選形狀適合濺射的成型體，例如圓 板、四方板。另外成型時也可組合進(jìn)行切割、磨削這些調(diào)整尺寸的操作。 燒結(jié)例如可將成型體靜置于含氧的氣氛(例如空氣)中，在最高溫度 卯(TC 170(TC,維持時間0.5 ~ 48小時的條件下進(jìn)行。燒結(jié)還可利用 電爐、氣爐來進(jìn)行。另外成型、燒結(jié)也可使用熱壓機(jī)、熱等靜壓機(jī)(HIP) 同時進(jìn)行。還可將得到的燒結(jié)體切割、磨削，來調(diào)整尺寸。濺射在惰性氣體氣氛下進(jìn)行。惰性氣體例如為氬(Ar)。氣氛氣體 優(yōu)選惰性氣體濃度為99.995%以上，且實際上不含氧氣。氧氣濃度低于 例如0.05%。濺射例如使用高頻磁控濺射裝置(rf磁控濺射裝置)，在 高頻施加電力100W~ 300W,氣氛氣壓0.1Pa~lPa、氣氛氣體Ar 氣(使用Ar氣瓶)、對象物(例如基板)的溫度室溫(25°C) ~ 300 'C的條件下進(jìn)行。另外，所得到的透明導(dǎo)電膜還可以在還原氣體氣氛下，在300。C以 上、優(yōu)選35(TC以上，且500。C以下、優(yōu)選450。C以下進(jìn)行熱處理。通過 熱處理，可得到電阻率更低的透明導(dǎo)電膜。還原氣體例如為氫濃度2~ 4重量％、惰性氣體濃度98~96重量％的混合氣體。實施例 實施例1 [燒結(jié)體的制備]稱量氧化鋅粉末(ZnO,和光純藥工業(yè)產(chǎn)，特級)和氧化錫粉末 (Sn02,林式會社高純度化學(xué)產(chǎn)，純度99.99%),使Zn/(Zn+Sn)為0.55, 再將這些粉末和乙醇放入濕式球磨機(jī)(媒介直徑5mm的氧化鋯制球) 進(jìn)行混合，得到漿料。將漿料加熱干燥除去乙醇，得到混合物。將混合 物放入氧化鋁制坩鍋里，在空氣氣氛中90(TC下煅燒5小時。將煅燒品 和乙醇放入濕式球磨機(jī)(媒介直徑5mm的氧化鋯制球)進(jìn)行粉碎，得到漿料。將漿料加熱干燥除去乙醇。將得到的干燥物在乙醇中分散， 加入作為粘合劑的聚乙烯醇縮丁醛(積水化學(xué)工業(yè)抹式會社產(chǎn)，商品名
工7k少夕久B)，將其攪拌后，干燥得到粉末。將粉末放入模具，利 用單軸壓桿機(jī)，在成型壓30Mpa的條件下成型，得到圓板狀成型體。 將成型體在常壓(1氣壓)的空氣氣氛中、IOO(TC下燒結(jié)5小時，得到燒結(jié)體。[透明導(dǎo)電膜的制造]將上述得到的作為濺射用耙的燒結(jié)體、作為膜形成用基板的玻璃基 板分別設(shè)置于濺射裝置(ANELVA林式會社產(chǎn)、L - 332S - FHS特型)內(nèi)。將Ar氣(純度99.9995%以上、JAPAN FINE PRODUCTS抹式會 社產(chǎn)、"Ar純氣-5N，，)導(dǎo)入濺射裝置內(nèi)，在壓力0.5Pa、電力100W、 基板溫度30(TC的條件下進(jìn)行賊射，在基板上形成膜。通過俄歇電子 分光法分析膜，求出組成(Zn:Sn) 。 Zn:Sn為43.4摩爾56.6摩爾。膜 的電阻率為7x l(r3Qcm,載體濃度為2x1019,在可見光下是透明的。 另外根據(jù)X射線衍射法分析膜，求出結(jié)晶性。膜為非晶態(tài)。而且膜平滑 性、均勻性良好。實施例2將實施例1形成的透明導(dǎo)電膜在含3重量％112的Ar氣氣氛下進(jìn)行 熱處理。所得到的膜，電阻率為5 x i(T3Qcm,且透明。比舉支例1在[燒結(jié)體的制備]中，除將氧化鋅粉末和氧化錫粉末的比例 Zn/(Zn+Sn)由0.55變更為0.50以外，與實施例1進(jìn)行同樣的操作形成膜。 膜的Zn:Sn為38.9摩爾61.1摩爾，電阻率為1 x l(r2Qcm,且透明。比專交例2在[燒結(jié)體的制備]中，除將氧化鋅粉末和氧化錫粉末的比例 Zn/(Zn+Sn)由0.55變更為0.67以外，與實施例1進(jìn)行同樣的操作形成膜。 膜的Zn:Sn為57.8摩爾42.2摩爾，電阻率為lQcm,且透明。產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜的電阻率低，即導(dǎo)電性良好。另外透明導(dǎo)電膜
由例如弱酸性草酸水溶液(草酸濃度2mol/L)蝕刻，蝕刻特性優(yōu)異。 透明導(dǎo)電膜適用于液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器、柔性顯示器、等離子 體顯示器這樣的顯示器的電極、太陽能電池的電極。另外透明導(dǎo)電膜也 可應(yīng)用于窗玻璃的紅外線反射膜、防靜電膜等。
權(quán)利要求
1. 一種透明導(dǎo)電膜，含有Zn、Sn和O，Zn相對于Zn與Sn合計量的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.41～0.55，且為非晶態(tài)。
2. 如權(quán)利要求l所述的膜，電阻率低于1 x l(T2Qcm。
3. 如權(quán)利要求1所述的膜，摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.41 ~ 0.50。
4. 如權(quán)利要求l所述的膜，摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.41 ~ 0.48。
5. —種透明導(dǎo)電膜的制造方法，包括使用含有Zn、 Sn和O, Zn相 對于Zn與Sn合計量的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.53 ~ 0.65的燒結(jié)體作為革巴， 在惰性氣體氣氛下進(jìn)行濺射的工序。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包含將透明導(dǎo)電膜在氣氛中 300°C ~ 50(TC下進(jìn)^亍熱處理的工序。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，還原氣體含有氫2~4重量％、惰性 氣體98~96重量％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)電性及蝕刻特性優(yōu)異的透明導(dǎo)電膜及其制造方法。透明導(dǎo)電膜含有Zn、Sn和O，Zn相對于Zn與Sn合計量的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.41～0.55，且為非晶態(tài)。透明導(dǎo)電膜的制造方法包括使用含有Zn、Sn和O，Zn相對于Zn與Sn合計量的摩爾比Zn/(Zn+Sn)為0.53～0.65的燒結(jié)體作為靶，在惰性氣體氣氛下進(jìn)行濺射的工序。
文檔編號C23C14/34GK101401169SQ20078000859
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者服部武司, 重里有三, 長谷川彰 申請人:住友化學(xué)株式會社