JPH0543273A

JPH0543273A - 透明電極

Info

Publication number: JPH0543273A
Application number: JP3197533A
Authority: JP
Inventors: Yuko Hochido; 雄幸寳地戸; Koichi Tanaka; 耕一田中; Nobuo Tsuchimine; 信男土嶺
Original assignee: Kojundo Kagaku Kenkyusho KK
Current assignee: Kojundo Kagaku Kenkyusho KK
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】【目的】電気抵抗率が極めて低く、光透過率が極めて
高く、しかも、フォトリソグラフィによるエッチング特
性が損なわれない新規な透明電極膜および透明電極膜用
材料を提供することを目的とする。【構成】酸化インジウムを主成分とし、酸化スズ１〜
２０重量％、酸化亜鉛０．０５〜５重量％を含む透明電
極膜。酸化スズ粉末を１〜２０重量％、酸化亜鉛粉末を
０．０５〜５重量％含む酸化インジウム粉末を焼結した
透明電極蒸着用焼結体あるいはこの焼結体を粉砕した透
明電極用粉体あるいはインジウム６０〜９８．９重量
％、スズ１〜２０重量％、亜鉛０．１〜２０重量％を含
む透明電極蒸着用合金等の、上記透明電極膜を製造する
ための材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子用電極、
透明ヒーター、太陽電池等に用いられる新規な透明電極
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可視光に対して透過率が大きく、かつ、
大きな電気伝導性を示すことが透明電極の特性である。
従来、透明電極の材料としてはＳｂをドープしたＳｎＯ
_２があるが、抵抗値が高い、フォトリソグラフィによる
エッチングに難がある等の理由で、今日ではＳｎＯ_２を
５〜１０重量％含有したＩｎ_２Ｏ_３（以下ＩＴＯとい
う）が主力となっている。

【０００３】このような材料を用いた透明電極は、液晶
表示素子用電極、自動車、電車、飛行機などのウインド
に用いられる透明ヒーター等日に日にその需要を増して
きている。

【０００４】なかでも表示は、コンピュータやその他の
電気的機器と人間とのｉｎｔｅｒｆａｃｅであるので、
より大きく、より見易いものへと変化している。しか
し、表示が大型化するにつれ透明電極は電極間の距離が
長くなり、その抵抗値が表示の応答速度に影響を及ぼす
ようになった。応答速度の遅れは、電極の抵抗値が高い
と一定の電圧では流れる電流が小さくなり、電荷の帯電
が遅くなることによる。

【０００５】これを防ぐには透明電極を厚くするとか金
属的にする等の手段で解決できるが、その反面、光の透
過性が悪くなり、透明電極の機能を減少せしめるという
欠点がある。

【０００６】また、クリーンエネルギーとして太陽から
電気を取り出す太陽電池は、今後ますますその必要性が
増してくると思われるが、この場合も同様に、より低抵
抗の電極材質が同じようなコストでしかも透過性の劣化
がない材料として求められるようになってきている。

【０００７】透明電極薄膜の製法として主流となってい
るのは、スパッタ法やＥＢ蒸着法と呼ばれる真空中での
ガラス基板やプラスチック基板への蒸着法であるが、こ
の蒸着法によっても電極の電気抵抗率が変化する。ま
た、これらの蒸着法に使用される透明電極用材料も抵抗
率を変化させる一因である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、より抵
抗が低く、可視光や紫外光に対してより透過率が大き
く、かつ、フォトリソグラフィによるエッチング特性や
寿命等の特性の優れた新規な透明電極膜およびその電極
膜を形成するための透明電極用材料として、平成３年２
月２６日（整理番号Ｐ９１０２−００３）、平成３年３
月１日（整理番号Ｐ９１０３−００４）特許を出願し
た。本発明は、上記発明に基づきさらに研究を重ねた結
果、新規な透明電極として見い出されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極膜と
して酸化インジウムを主成分とし、酸化スズ１〜２０重
量％、酸化亜鉛０．０５〜５重量％を含ませることによ
って目的を達することができる。

【００１０】また、酸化スズ粉末を１〜２０重量％、酸
化亜鉛粉末を０．０５〜５重量％含む酸化インジウム粉
末を焼結した透明電極蒸着用焼結体あるいは酸化スズ粉
末を１〜２０重量％、酸化亜鉛粉末を０．０５〜５重量
％含む酸化インジウム粉末を焼結したのち粉砕した透明
電極用粉体等の透明電極用材料を用いることによって、
上記の透明電極膜を製造することができる。

【００１１】透明電極蒸着用焼結体は透明電極薄膜の製
造に用いられるが、透明電極用粉体は厚膜用ペーストに
して透明電極厚膜の製造等にも用いられる。したがっ
て、本発明になる透明電極膜は薄膜に限らず厚膜にも適
用されるものである。

【００１２】スパッタ法によるＩＴＯ膜の製造は、Ｉｎ
とＳｎの合金ターゲットを酸素雰囲気中でＤＣスパッタ
することによっても行われている。同様に、インジウム
６０〜９８．９重量％、スズ１〜２０重量％、亜鉛０．
１〜２０重量％を含む透明電極蒸着用合金を酸素雰囲気
中でＤＣスパッタすることによっても、上記の透明電極
膜を製造することができる。

【００１３】

【実施例１】Ｉｎ_２Ｏ_３９４重量％、ＳｎＯ_２５重量
％、ＺｎＯ１重量％の粉末を混合したものを加圧成形
し、焼結してスパッタ用ターゲットを作成した。このタ
ーゲットを用いてスパッタし、ガラス基板上に透明電極
膜を着膜した。膜厚は１０００オングストロームであっ
た。この膜をＨＣｌ３％水溶液を６０℃まで加熱した溶
液でエッチングしてパターンを形成し、透過率、抵抗率
等を測定した。

【００１４】その結果、光透過率は５５０ナノメートル
波長で９０％と極めて高く、電気抵抗率は１．５×１０
^−４Ωｃｍであり、金属並みの電気抵抗率となることが
わかつた。また、スパッタ中の異常放電回数について
も、従来のＩＴＯ材料に比較し約５分の１と少ないこと
が明かになり、極めて効率的であることがわかった。さ
らに、従来のＩＴＯ膜よりスパッタ速度を早くしても良
好な膜が得られることがわかった。また、膜のエッチン
グ特性も極めて良好であることがわかった。

【００１５】

【実施例２】Ｉｎ９４重量％、Ｓｎ５重量％、Ｚｎ１重
量％を約２００℃で加熱溶融し合金を造り、これを鋳造
したのち加工して６インチφ×５ｔの大きさのスパッタ
用ターゲットを作成した。ただし、ＺｎはＳｎの中にあ
らかじめ溶融させておいた合金を用いてＺｎの溶融を容
易にした。このターゲットを用いてスパッタし、ガラス
基板上に透明電極膜を着膜した。膜厚は８００オングス
トロームであった。スパッタに際しては、蒸着機内にア
ルゴンガスと純酸素ガスを導入した。アルゴンガスと酸
素ガスの比率は体積比で８対２の割合であった。

【００１６】この膜を大気中３００℃で２時間アニール
したのち、透過率、抵抗率等を測定した。その結果、光
透過率は５５０ナノメートル波長で９０％であり、電気
抵抗率は１．３×１０^−４Ωｃｍであり、極めて優れた
膜質であることがわかった。

【００１７】

【発明の効果】本発明においては、従来、透明電極とし
て最も広く利用されているＩＴＯ膜に比較し、抵抗率が
極めて低下し、しかも、光透過率が極めて高い特徴があ
る。また、フォトリソグラフィによるエッチング特性や
膜寿命等の特性が優れている特徴がある。さらに、透明
電極用材料あるいは透明電極膜の製造プロセスの変更を
必要とせず、かつ、経済性が高い利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 29/12 7217−4ＫＧ０２Ｆ 1/1343 9018−2ＫＧ０９Ｆ 9/30 ３３９ 7926−5ＧＨ０５Ｂ 3/03 8715−3Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化インジウムを主成分とし、酸化スズ
１〜２０重量％、酸化亜鉛０．０５〜５重量％を含むこ
とを特徴とする透明電極膜。
【請求項２】酸化スズ粉末を１〜２０重量％、酸化亜
鉛粉末を０．０５〜５重量％含む酸化インジウム粉末を
焼結したことを特徴とする透明電極蒸着用焼結休。
【請求項３】酸化スズ粉末を１〜２０重量％、酸化亜
鉛粉末を０．０５〜５重量％含む酸化インジウム粉末を
焼結したのち、粉砕したことを特徴とする透明電極用粉
体。
【請求項４】インジウム６０〜９８．９重量％、スズ
１〜２０重量％、亜鉛０．１〜２０重量％を含むことを
特徴とする透明電極蒸着用合金。