JPH0745128A - 透明導電膜およびその製造方法 - Google Patents
透明導電膜およびその製造方法Info
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- JPH0745128A JPH0745128A JP19046893A JP19046893A JPH0745128A JP H0745128 A JPH0745128 A JP H0745128A JP 19046893 A JP19046893 A JP 19046893A JP 19046893 A JP19046893 A JP 19046893A JP H0745128 A JPH0745128 A JP H0745128A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ITO膜よりも耐湿性に優れるとともに電子
移動度が高い透明導電膜を提供する。 【構成】 本発明の透明導電膜は、実質的に三重ルチル
構造化合物からなることを特徴とする膜、またはSn,
Al,Sb,Ga,InおよびGeからなる群より選択
される少なくとも1種の元素がドープされた三重ルチル
構造化合物から実質的になり、前記元素のドープ量が前
記三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量
に対して20at%以下であることを特徴とする膜であ
る。
移動度が高い透明導電膜を提供する。 【構成】 本発明の透明導電膜は、実質的に三重ルチル
構造化合物からなることを特徴とする膜、またはSn,
Al,Sb,Ga,InおよびGeからなる群より選択
される少なくとも1種の元素がドープされた三重ルチル
構造化合物から実質的になり、前記元素のドープ量が前
記三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量
に対して20at%以下であることを特徴とする膜であ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明導電膜およびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は軽量化、薄型化が可能で
あり、駆動電圧も低いことから、パソコンやワープロ等
のOA機器への導入が活発である。そして、前述のよう
な利点を有している液晶表示装置は必然的に大面積化、
多画素化、高精細化の方向に向かっており、表示欠陥の
ない高品質の液晶表示素子が求められている。高品質の
液晶表示素子を得るうえでの重要な要素の一つに透明電
極があり、この透明電極としては、現在、ITO膜が主
流を占めている。
あり、駆動電圧も低いことから、パソコンやワープロ等
のOA機器への導入が活発である。そして、前述のよう
な利点を有している液晶表示装置は必然的に大面積化、
多画素化、高精細化の方向に向かっており、表示欠陥の
ない高品質の液晶表示素子が求められている。高品質の
液晶表示素子を得るうえでの重要な要素の一つに透明電
極があり、この透明電極としては、現在、ITO膜が主
流を占めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ITO
膜は耐湿性が比較的低く、湿気により透明性が低下し易
いという難点を有している。また、電界応答性の高い素
子あるいは装置を得るうえから、電子移動度の高い透明
導電膜の利用が望まれている。本発明は、ITO膜より
も耐湿性に優れるとともに電子移動度が高い透明導電膜
およびその製造方法を提供することを目的とする。
膜は耐湿性が比較的低く、湿気により透明性が低下し易
いという難点を有している。また、電界応答性の高い素
子あるいは装置を得るうえから、電子移動度の高い透明
導電膜の利用が望まれている。本発明は、ITO膜より
も耐湿性に優れるとともに電子移動度が高い透明導電膜
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の透明導電膜は、実質的に三重ルチル構造化合物から
なることを特徴とするものである(以下、この透明導電
膜を透明導電膜Iという)。
明の透明導電膜は、実質的に三重ルチル構造化合物から
なることを特徴とするものである(以下、この透明導電
膜を透明導電膜Iという)。
【0005】また、上記目的を達成する本発明の他の透
明導電膜は、Sn,Al,Sb,Ga,InおよびGe
からなる群より選択される少なくとも1種の元素がドー
プされた三重ルチル構造化合物から実質的になり、前記
元素のドープ量が前記三重ルチル構造化合物を構成する
カチオン元素の合量に対して20at%以下であることを
特徴とするものである(以下、この透明導電膜を透明導
電膜IIという)。
明導電膜は、Sn,Al,Sb,Ga,InおよびGe
からなる群より選択される少なくとも1種の元素がドー
プされた三重ルチル構造化合物から実質的になり、前記
元素のドープ量が前記三重ルチル構造化合物を構成する
カチオン元素の合量に対して20at%以下であることを
特徴とするものである(以下、この透明導電膜を透明導
電膜IIという)。
【0006】一方、上記目的を達成する本発明の透明導
電膜の製造方法は、三重ルチル構造化合物の基本出発原
料の所定量が溶解したコーティング溶液を調製し、この
コーティング溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処
理することを特徴とするものである(以下、この方法を
方法Iという)。
電膜の製造方法は、三重ルチル構造化合物の基本出発原
料の所定量が溶解したコーティング溶液を調製し、この
コーティング溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処
理することを特徴とするものである(以下、この方法を
方法Iという)。
【0007】そして、上記目的を達成する本発明の透明
導電膜の他の製造方法は、三重ルチル構造化合物の基本
出発原料の所定量と、Sn化合物,Al化合物,Sb化
合物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物からな
る群より選択される少なくとも1種のドープ原料とを、
三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に
対するドープ元素の割合が20at%以下となるように溶
解させたコーティング溶液を調製し、このコーティング
溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処理することを
特徴とするものである(以下、この方法を方法IIとい
う)。
導電膜の他の製造方法は、三重ルチル構造化合物の基本
出発原料の所定量と、Sn化合物,Al化合物,Sb化
合物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物からな
る群より選択される少なくとも1種のドープ原料とを、
三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に
対するドープ元素の割合が20at%以下となるように溶
解させたコーティング溶液を調製し、このコーティング
溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処理することを
特徴とするものである(以下、この方法を方法IIとい
う)。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。まず本発
明の透明導電膜Iについて説明すると、この透明導電膜
Iは、上述したように実質的に三重ルチル構造化合物か
らなるものである。ここで、「実質的に三重ルチル構造
化合物からなる」とは、純粋な三重ルチル構造化合物だ
けでなく、製造過程で不可避的に混入する不純物を含ん
だものでもよいことを意味する。また、三重ルチル構造
化合物を構成するカチオンの酸化物や非晶質成分を、例
えば50wt%以下好ましくは20wt%以下の割合で含ん
でいてもよい。カチオンの酸化物としては、ZnO、S
b2 O3 、Sb2 O5 、Nb2 O3 、Nb2 O5、Mg
O等が挙げられる。三重ルチル構造化合物の具体例とし
ては、ZnSb2O6 、ZnNb2 O6 、MgSb2 O
6 、MgNb2 O6 等が挙げられる。透明導電膜Iは1
種類の三重ルチル構造化合物からなっていてもよいし、
2種類以上の三重ルチル構造化合物からなっていてもよ
い。
明の透明導電膜Iについて説明すると、この透明導電膜
Iは、上述したように実質的に三重ルチル構造化合物か
らなるものである。ここで、「実質的に三重ルチル構造
化合物からなる」とは、純粋な三重ルチル構造化合物だ
けでなく、製造過程で不可避的に混入する不純物を含ん
だものでもよいことを意味する。また、三重ルチル構造
化合物を構成するカチオンの酸化物や非晶質成分を、例
えば50wt%以下好ましくは20wt%以下の割合で含ん
でいてもよい。カチオンの酸化物としては、ZnO、S
b2 O3 、Sb2 O5 、Nb2 O3 、Nb2 O5、Mg
O等が挙げられる。三重ルチル構造化合物の具体例とし
ては、ZnSb2O6 、ZnNb2 O6 、MgSb2 O
6 、MgNb2 O6 等が挙げられる。透明導電膜Iは1
種類の三重ルチル構造化合物からなっていてもよいし、
2種類以上の三重ルチル構造化合物からなっていてもよ
い。
【0009】このような三重ルチル構造化合物から実質
的になる透明導電膜Iは、実用上十分な導電性を有する
とともに優れた可視光透過性を有している。そして、湿
気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小さい。
また、電子移動度は概ね40cm2 /V・秒以上と高
い。この透明導電膜Iは、スパッタ法、CVD法等の種
々の方法により製造することが可能であるが、組成を正
確かつ容易に制御できる点等から、後述する本発明の方
法Iにより製造することが好ましい。
的になる透明導電膜Iは、実用上十分な導電性を有する
とともに優れた可視光透過性を有している。そして、湿
気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小さい。
また、電子移動度は概ね40cm2 /V・秒以上と高
い。この透明導電膜Iは、スパッタ法、CVD法等の種
々の方法により製造することが可能であるが、組成を正
確かつ容易に制御できる点等から、後述する本発明の方
法Iにより製造することが好ましい。
【0010】次に本発明の透明導電膜IIについて説明す
ると、この透明導電膜IIは、上述したようにSn,A
l,Sb,Ga,InおよびGeからなる群より選択さ
れる少なくとも1種の元素がドープされた三重ルチル構
造化合物から実質的になり、前記元素のドープ量が前記
三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に
対して20at%以下であることを特徴とするものであ
る。この透明導電膜IIも、前述した透明導電膜Iと同様
に1種類の三重ルチル構造化合物からなっていてもよい
し、2種類以上の三重ルチル構造化合物からなっていて
もよい。また、透明導電膜Iと同様に、三重ルチル構造
化合物を構成するカチオンの酸化物や非晶質成分を、例
えば50wt%以下好ましくは20wt%以下の割合で含ん
でいてもよい。
ると、この透明導電膜IIは、上述したようにSn,A
l,Sb,Ga,InおよびGeからなる群より選択さ
れる少なくとも1種の元素がドープされた三重ルチル構
造化合物から実質的になり、前記元素のドープ量が前記
三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に
対して20at%以下であることを特徴とするものであ
る。この透明導電膜IIも、前述した透明導電膜Iと同様
に1種類の三重ルチル構造化合物からなっていてもよい
し、2種類以上の三重ルチル構造化合物からなっていて
もよい。また、透明導電膜Iと同様に、三重ルチル構造
化合物を構成するカチオンの酸化物や非晶質成分を、例
えば50wt%以下好ましくは20wt%以下の割合で含ん
でいてもよい。
【0011】ここで、前記元素のドープ量を前述のよう
に20at%以下に限定する理由は、20at%を超えると
イオンの散乱が起こり、膜の導電性が低下し過ぎるから
である。前記元素のドープ量は1〜10at%が好まし
く、2〜10at%が特に好ましい。なおドープ元素は、
三重ルチル構造化合物の基本構成元素でないものとする
ことが好ましい。例えば、三重ルチル構造化合物がZn
Sb2 O6 から主としてなる場合には、この三重ルチル
構造化合物の構成元素でないSn,Al,In,Gaお
よびGeからなる群より選択される少なくとも1種の元
素をドープさせることが好ましい。
に20at%以下に限定する理由は、20at%を超えると
イオンの散乱が起こり、膜の導電性が低下し過ぎるから
である。前記元素のドープ量は1〜10at%が好まし
く、2〜10at%が特に好ましい。なおドープ元素は、
三重ルチル構造化合物の基本構成元素でないものとする
ことが好ましい。例えば、三重ルチル構造化合物がZn
Sb2 O6 から主としてなる場合には、この三重ルチル
構造化合物の構成元素でないSn,Al,In,Gaお
よびGeからなる群より選択される少なくとも1種の元
素をドープさせることが好ましい。
【0012】上記化合物から実質的になる透明導電膜II
は、優れた可視光透過性を有しているとともに、概ね4
0cm2 /V・秒以上の電子移動度を有している。そし
て、湿気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小
さい。また、その導電性は、前述した透明導電膜Iに正
三価以上の原子価を有する元素がドープされている化合
物から実質的になるため、透明導電膜Iと同等ないしそ
れ以上である。この透明導電膜IIも種々の方法により製
造することが可能であるが、前述した透明導電膜Iと同
様の理由から、後述する本発明の方法IIにより製造する
ことが好ましい。
は、優れた可視光透過性を有しているとともに、概ね4
0cm2 /V・秒以上の電子移動度を有している。そし
て、湿気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小
さい。また、その導電性は、前述した透明導電膜Iに正
三価以上の原子価を有する元素がドープされている化合
物から実質的になるため、透明導電膜Iと同等ないしそ
れ以上である。この透明導電膜IIも種々の方法により製
造することが可能であるが、前述した透明導電膜Iと同
様の理由から、後述する本発明の方法IIにより製造する
ことが好ましい。
【0013】次に、本発明の方法Iおよび方法IIについ
て説明する。まず本発明の方法Iについて説明すると、
この方法Iは前述したように三重ルチル構造化合物の基
本出発原料の所定量が溶解したコーティング溶液を調製
し、このコーティング溶液を基板に塗布して焼成した
後、還元処理することを特徴とするものである。方法I
で用いるコーティング溶液は、上述した三重ルチル構造
化合物の基本出発原料の他に、通常溶剤および溶液の安
定化剤を含む。
て説明する。まず本発明の方法Iについて説明すると、
この方法Iは前述したように三重ルチル構造化合物の基
本出発原料の所定量が溶解したコーティング溶液を調製
し、このコーティング溶液を基板に塗布して焼成した
後、還元処理することを特徴とするものである。方法I
で用いるコーティング溶液は、上述した三重ルチル構造
化合物の基本出発原料の他に、通常溶剤および溶液の安
定化剤を含む。
【0014】ここで、三重ルチル構造化合物の基本出発
原料の種類は目的とする三重ルチル構造化合物に応じて
適宜選択される。三重ルチル構造化合物の具体例として
はZnSb2 O6 、ZnNb2 O6 、MgSb2 O6 、
MgNb2 O6 等が挙げられるが、例えば、目的とする
三重ルチル構造化合物がZnSb2 O6 である場合に
は、基本出発原料として亜鉛化合物とアンチモン化合物
とをZnとSbの割合が所定の化学量論比(=1:2)
となるように秤量して使用する。また、目的とする三重
ルチル構造化合物がMgNb2 O6 である場合には、基
本出発原料としてマグネシウム化合物とニオブ化合物と
をMgとNbの割合が所定の化学量論比(=1:2)と
なるように秤量して使用する。
原料の種類は目的とする三重ルチル構造化合物に応じて
適宜選択される。三重ルチル構造化合物の具体例として
はZnSb2 O6 、ZnNb2 O6 、MgSb2 O6 、
MgNb2 O6 等が挙げられるが、例えば、目的とする
三重ルチル構造化合物がZnSb2 O6 である場合に
は、基本出発原料として亜鉛化合物とアンチモン化合物
とをZnとSbの割合が所定の化学量論比(=1:2)
となるように秤量して使用する。また、目的とする三重
ルチル構造化合物がMgNb2 O6 である場合には、基
本出発原料としてマグネシウム化合物とニオブ化合物と
をMgとNbの割合が所定の化学量論比(=1:2)と
なるように秤量して使用する。
【0015】前記基本出発原料として用いられる亜鉛
(Zn)化合物の具体例としては、酢酸亜鉛等の亜鉛の
カルボン酸塩や、塩化亜鉛、フッ化亜鉛、ヨウ化亜鉛等
の無機亜鉛化合物や、亜鉛メトキシド、亜鉛エトキシ
ド、亜鉛プロポキシド等の亜鉛アルコキシドが挙げられ
る。アンチモン(Sb)化合物の具体例としては塩化ア
ンチモン(3価)、塩化アンチモン(5価)、トリメト
キシアンチモン、トリエトキシアンチモン、トリプロポ
キシアンチモン、トリブトキシアンチモン等が挙げられ
る。マグネシウム(Mg)化合物の具体例としては塩化
マグネシウム、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマ
グネシウム、ジ−i−プロポキシマグネシウム、ジ−n
−プロポキシマグネシウム、ジ−i−ブトキシマグネシ
ウム、ジ−n−ブトキシマグネシウム等があげられる。
(Zn)化合物の具体例としては、酢酸亜鉛等の亜鉛の
カルボン酸塩や、塩化亜鉛、フッ化亜鉛、ヨウ化亜鉛等
の無機亜鉛化合物や、亜鉛メトキシド、亜鉛エトキシ
ド、亜鉛プロポキシド等の亜鉛アルコキシドが挙げられ
る。アンチモン(Sb)化合物の具体例としては塩化ア
ンチモン(3価)、塩化アンチモン(5価)、トリメト
キシアンチモン、トリエトキシアンチモン、トリプロポ
キシアンチモン、トリブトキシアンチモン等が挙げられ
る。マグネシウム(Mg)化合物の具体例としては塩化
マグネシウム、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマ
グネシウム、ジ−i−プロポキシマグネシウム、ジ−n
−プロポキシマグネシウム、ジ−i−ブトキシマグネシ
ウム、ジ−n−ブトキシマグネシウム等があげられる。
【0016】そして、ニオブ(Nb)化合物の具体例と
しては五塩化ニオブ、ペンタメトキシニオブ、ペンタエ
トキシニオブ、ペンタ−i−プロポキシニオブ、ペンタ
−n−プロポキシニオブ、ペンタ−i−ブトキシニオ
ブ、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタ−sec−ブ
トキシニオブ等が挙げられる。
しては五塩化ニオブ、ペンタメトキシニオブ、ペンタエ
トキシニオブ、ペンタ−i−プロポキシニオブ、ペンタ
−n−プロポキシニオブ、ペンタ−i−ブトキシニオ
ブ、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタ−sec−ブ
トキシニオブ等が挙げられる。
【0017】前述のコーティング溶液を調製するための
溶剤としてはメタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタ
ノール等のアルコール類や、トルエン、ベンゼン等の炭
化水素等を用いることができる。また、溶液の安定化剤
としてはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等を用い
ることができる。
溶剤としてはメタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタ
ノール等のアルコール類や、トルエン、ベンゼン等の炭
化水素等を用いることができる。また、溶液の安定化剤
としてはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等を用い
ることができる。
【0018】方法Iで用いるコーティング溶液の調製
は、三重ルチル構造化合物の基本出発原料の所定量と、
溶剤および安定化剤の所定量とを混合することにより行
うことができる。このときの混合順序は特に限定される
ものではない。混合はスターラー等の常法による攪拌混
合でよく、このとき加熱してもよい。攪拌時間は0.0
1〜100時間が好ましい。0.01時間未満では均一
な透明溶液を得ることが困難である。一方、100時間
を超えると経済性に乏しくなる。特に好ましい攪拌時間
は0.1〜100時間である。また攪拌時に加熱する場
合、加熱温度は100℃以下にすることが好ましい。1
00℃を超えると溶媒が蒸発し、溶液濃度が変化する。
は、三重ルチル構造化合物の基本出発原料の所定量と、
溶剤および安定化剤の所定量とを混合することにより行
うことができる。このときの混合順序は特に限定される
ものではない。混合はスターラー等の常法による攪拌混
合でよく、このとき加熱してもよい。攪拌時間は0.0
1〜100時間が好ましい。0.01時間未満では均一
な透明溶液を得ることが困難である。一方、100時間
を超えると経済性に乏しくなる。特に好ましい攪拌時間
は0.1〜100時間である。また攪拌時に加熱する場
合、加熱温度は100℃以下にすることが好ましい。1
00℃を超えると溶媒が蒸発し、溶液濃度が変化する。
【0019】コーティング溶液における、三重ルチル構
造化合物の基本出発原料の濃度は、0.01〜10 mol
%とすることが好ましい。0.01 mol%未満ではコー
ティング1回あたりの膜厚が薄く、所望の膜厚を得るた
めには多数回のコーティングが必要になるため、経済性
に乏しくなる。一方、10 mol%を超えるとコーティン
グ時に膜厚にむらが生じる。特に好ましい濃度は0.1
〜10 mol%である。
造化合物の基本出発原料の濃度は、0.01〜10 mol
%とすることが好ましい。0.01 mol%未満ではコー
ティング1回あたりの膜厚が薄く、所望の膜厚を得るた
めには多数回のコーティングが必要になるため、経済性
に乏しくなる。一方、10 mol%を超えるとコーティン
グ時に膜厚にむらが生じる。特に好ましい濃度は0.1
〜10 mol%である。
【0020】コーティング溶液における安定化剤の濃度
は、0.01〜10 mol%とすることが好ましい。0.
01 mol%未満では前記基本出発原料の溶剤への溶解が
困難になる。一方、10 mol%を超えると、焼成時に安
定化剤が分解することにより生じる炭素が焼成後も膜中
に残存するようになり、膜の導電性を低下させる。安定
化剤の特に好ましい濃度は、0.1〜10 mol%であ
る。
は、0.01〜10 mol%とすることが好ましい。0.
01 mol%未満では前記基本出発原料の溶剤への溶解が
困難になる。一方、10 mol%を超えると、焼成時に安
定化剤が分解することにより生じる炭素が焼成後も膜中
に残存するようになり、膜の導電性を低下させる。安定
化剤の特に好ましい濃度は、0.1〜10 mol%であ
る。
【0021】方法Iでは、上述のようにして調製したコ
ーティング溶液を基板に塗布した後に焼成する。基板と
しては用途に応じて種々のものを用いることができる
が、例えば透明基板としてはアルカリガラス、無アルカ
リガラス、石英ガラス、透明ポリマー等が挙げられる。
なお、基板はアンダーコート層を有していてもよい。ア
ンダーコート層の具体例としてはZnO、SiO2 、T
iO2 等の薄膜が挙げられる。また、塗布方法は特に限
定されるものではなく、溶液から薄膜を製造する際に従
来より適用されている種々の方法を用いることができ
る。具体例としてはスプレー法、ディッピング法、スピ
ンコート法等が挙げられる。
ーティング溶液を基板に塗布した後に焼成する。基板と
しては用途に応じて種々のものを用いることができる
が、例えば透明基板としてはアルカリガラス、無アルカ
リガラス、石英ガラス、透明ポリマー等が挙げられる。
なお、基板はアンダーコート層を有していてもよい。ア
ンダーコート層の具体例としてはZnO、SiO2 、T
iO2 等の薄膜が挙げられる。また、塗布方法は特に限
定されるものではなく、溶液から薄膜を製造する際に従
来より適用されている種々の方法を用いることができ
る。具体例としてはスプレー法、ディッピング法、スピ
ンコート法等が挙げられる。
【0022】焼成方法としては常圧焼成、真空焼成、加
圧焼成等の方法を適用することができる。焼成温度は5
00〜1000℃が好ましい。500℃未満では目的と
する三重ルチル構造化合物の生成が困難である。一方、
1000℃を超えると膜組成が変化し易くなる。特に好
ましい焼成温度は600〜900℃である。焼成時間
は、焼成温度にもよるが、0.01〜10時間が好まし
い。0.01時間未満では、溶剤あるいは安定化剤の分
解により生じた炭素が焼成後も膜中に残存し、膜の導電
性を低下させる。一方、10時間を超えると経済性に乏
しくなる。特に好ましい焼成時間は0.1〜10時間で
ある。
圧焼成等の方法を適用することができる。焼成温度は5
00〜1000℃が好ましい。500℃未満では目的と
する三重ルチル構造化合物の生成が困難である。一方、
1000℃を超えると膜組成が変化し易くなる。特に好
ましい焼成温度は600〜900℃である。焼成時間
は、焼成温度にもよるが、0.01〜10時間が好まし
い。0.01時間未満では、溶剤あるいは安定化剤の分
解により生じた炭素が焼成後も膜中に残存し、膜の導電
性を低下させる。一方、10時間を超えると経済性に乏
しくなる。特に好ましい焼成時間は0.1〜10時間で
ある。
【0023】なお、塗布した後に焼成するという操作を
1回行っただけでは所望の膜厚が得られない場合には、
塗布した後に仮焼するという操作を必要回数行った後に
本焼成することが好ましい。仮焼する場合の温度は、3
00〜1000℃が好ましい。300℃未満では溶剤あ
るいは安定化剤の分解により生じた炭素が仮焼後も膜中
に残存し、膜の導電性を低下させる。一方、1000℃
を超えると膜組成が変化して目的とする三重ルチル構造
化合物が得られない。特に好ましい仮焼温度は300〜
600℃である。
1回行っただけでは所望の膜厚が得られない場合には、
塗布した後に仮焼するという操作を必要回数行った後に
本焼成することが好ましい。仮焼する場合の温度は、3
00〜1000℃が好ましい。300℃未満では溶剤あ
るいは安定化剤の分解により生じた炭素が仮焼後も膜中
に残存し、膜の導電性を低下させる。一方、1000℃
を超えると膜組成が変化して目的とする三重ルチル構造
化合物が得られない。特に好ましい仮焼温度は300〜
600℃である。
【0024】仮焼時間は、仮焼温度によっても異なるが
0.01〜1時間が好ましい。0.01時間未満では、
溶剤あるいは安定化剤が飛びきらず残ってしまうため、
何回塗布、仮焼を繰り返しても、前にコーティングした
膜が、次のコーティング時に溶けてしまい膜が厚くなら
ない。一方、1時間を超えると経済性に乏しくなる。
0.01〜1時間が好ましい。0.01時間未満では、
溶剤あるいは安定化剤が飛びきらず残ってしまうため、
何回塗布、仮焼を繰り返しても、前にコーティングした
膜が、次のコーティング時に溶けてしまい膜が厚くなら
ない。一方、1時間を超えると経済性に乏しくなる。
【0025】方法Iでは、上述のようにして焼成した後
に還元処理を行う。還元方法としては還元性ガスによる
還元、不活性ガスによる還元、真空焼成による還元等を
適用することができる。還元性ガスとしては水素ガス、
水蒸気等を用いることができる。また、不活性ガスとし
ては窒素ガスやアルゴンガス、あるいはこれらのガスと
酸素との混合ガス等を用いることができる。
に還元処理を行う。還元方法としては還元性ガスによる
還元、不活性ガスによる還元、真空焼成による還元等を
適用することができる。還元性ガスとしては水素ガス、
水蒸気等を用いることができる。また、不活性ガスとし
ては窒素ガスやアルゴンガス、あるいはこれらのガスと
酸素との混合ガス等を用いることができる。
【0026】還元温度は100〜600℃が好ましい。
100℃未満では十分な還元を行うことが困難である。
一方、600℃を超えると膜組成が変化し易くなる。特
に好ましい還元温度は200〜500℃である。還元時
間は、還元温度にもよるが、0.01〜10時間が好ま
しい。0.01時間未満では十分な還元を行うことが困
難である。一方、10時間を超えると経済性に乏しくな
る。特に好ましい還元時間は0.1〜10時間である。
100℃未満では十分な還元を行うことが困難である。
一方、600℃を超えると膜組成が変化し易くなる。特
に好ましい還元温度は200〜500℃である。還元時
間は、還元温度にもよるが、0.01〜10時間が好ま
しい。0.01時間未満では十分な還元を行うことが困
難である。一方、10時間を超えると経済性に乏しくな
る。特に好ましい還元時間は0.1〜10時間である。
【0027】上述の方法Iによって製造することができ
る本発明の透明導電膜Iは、実用上十分な導電性を有し
ているとともに優れた可視光透過性を有している。そし
て、湿気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小
さい。また、電子移動度は概ね40cm2 /V・秒以上
と高い。この透明導電膜Iは、液晶表示素子用電極や太
陽電池用電極等、種々の用途の電極として使用すること
ができる。
る本発明の透明導電膜Iは、実用上十分な導電性を有し
ているとともに優れた可視光透過性を有している。そし
て、湿気による可視光透過率の低下はITO膜よりも小
さい。また、電子移動度は概ね40cm2 /V・秒以上
と高い。この透明導電膜Iは、液晶表示素子用電極や太
陽電池用電極等、種々の用途の電極として使用すること
ができる。
【0028】次に、本発明の方法IIについて説明する。
方法IIは、前述したように、三重ルチル構造化合物の基
本出発原料の所定量と、Sn化合物,Al化合物,Sb
化合物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物から
なる群より選択される少なくとも1種のドープ原料と
を、三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合
量に対するドープ元素の割合が20at%以下となるよう
に溶解させたコーティング溶液を調製し、このコーティ
ング溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処理するこ
とを特徴とするものである。
方法IIは、前述したように、三重ルチル構造化合物の基
本出発原料の所定量と、Sn化合物,Al化合物,Sb
化合物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物から
なる群より選択される少なくとも1種のドープ原料と
を、三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素の合
量に対するドープ元素の割合が20at%以下となるよう
に溶解させたコーティング溶液を調製し、このコーティ
ング溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処理するこ
とを特徴とするものである。
【0029】ここで、ドープ元素(Sn,Al,Sb,
Ga,In,Ge)の割合を上述のように20at%以下
に限定する理由は、20at%を超えると得られる膜の導
電性がイオンの散乱により低下し過ぎるからである。ド
ープ元素の割合を20at%以下とすることにより、透明
導電膜Iと同等ないしそれ以上の導電性を有する透明導
電膜を得ることができる。ドープ元素の割合は1〜10
at%が好ましく、2〜10at%が特に好ましい。
Ga,In,Ge)の割合を上述のように20at%以下
に限定する理由は、20at%を超えると得られる膜の導
電性がイオンの散乱により低下し過ぎるからである。ド
ープ元素の割合を20at%以下とすることにより、透明
導電膜Iと同等ないしそれ以上の導電性を有する透明導
電膜を得ることができる。ドープ元素の割合は1〜10
at%が好ましく、2〜10at%が特に好ましい。
【0030】この方法IIは、三重ルチル構造化合物の基
本出発原料の他に、Sn化合物,Al化合物,Sb化合
物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物からなる
群より選択される少なくとも1種のドープ原料を所定量
溶解させてコーティング溶液を調製する点で前述した方
法Iと異なる。他の点、すなわち、三重ルチル構造化合
物の基本出発原料の種類やコーティング溶液の調製方
法、基板の種類、焼成方法、および還元方法については
方法Iと同じである。なおドープ元素は、透明導電膜II
の説明の中で述べたように、三重ルチル構造化合物の基
本構成元素でないものとすることが好ましい。また、三
重ルチル構造化合物の基本出発原料と前記ドープ原料と
の合量のコーティング溶液における濃度は、方法Iと同
様の理由から0.01〜10 mol%が好ましく、特に
0.1〜10 mol%が好ましい。
本出発原料の他に、Sn化合物,Al化合物,Sb化合
物,Ga化合物,In化合物およびGe化合物からなる
群より選択される少なくとも1種のドープ原料を所定量
溶解させてコーティング溶液を調製する点で前述した方
法Iと異なる。他の点、すなわち、三重ルチル構造化合
物の基本出発原料の種類やコーティング溶液の調製方
法、基板の種類、焼成方法、および還元方法については
方法Iと同じである。なおドープ元素は、透明導電膜II
の説明の中で述べたように、三重ルチル構造化合物の基
本構成元素でないものとすることが好ましい。また、三
重ルチル構造化合物の基本出発原料と前記ドープ原料と
の合量のコーティング溶液における濃度は、方法Iと同
様の理由から0.01〜10 mol%が好ましく、特に
0.1〜10 mol%が好ましい。
【0031】方法IIで三重ルチル構造化合物の基本出発
原料とともに用いられるドープ原料のSn化合物の具体
例としては酢酸錫(2価)、ジメトキシ錫、ジエトキシ
錫、ジプロポキシ錫、ジブトキシ錫、テトラメトキシ
錫、テトラエトキシ錫、テトラプロポキシ錫、テトラブ
トキシ錫、塩化錫(2価)、塩化錫(4価)等が挙げら
れる。また、Al化合物の具体例としては塩化アルミニ
ウム、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミ
ニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリブトキシア
ルミニウム等が挙げられる。
原料とともに用いられるドープ原料のSn化合物の具体
例としては酢酸錫(2価)、ジメトキシ錫、ジエトキシ
錫、ジプロポキシ錫、ジブトキシ錫、テトラメトキシ
錫、テトラエトキシ錫、テトラプロポキシ錫、テトラブ
トキシ錫、塩化錫(2価)、塩化錫(4価)等が挙げら
れる。また、Al化合物の具体例としては塩化アルミニ
ウム、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミ
ニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリブトキシア
ルミニウム等が挙げられる。
【0032】Sb化合物の具体例としては、方法Iの説
明の中で三重ルチル構造化合物の基本出発原料として例
示したものと同じものが挙げられる。In化合物の具体
例としては酢酸インジウム、塩化インジウム、インジウ
ムエトキシド、インジウムプロポキシド等が挙げられ
る。
明の中で三重ルチル構造化合物の基本出発原料として例
示したものと同じものが挙げられる。In化合物の具体
例としては酢酸インジウム、塩化インジウム、インジウ
ムエトキシド、インジウムプロポキシド等が挙げられ
る。
【0033】Ga化合物の具体例としては塩化ガリウム
(3価)、トリメトキシガリウム、トリエトキシガリウ
ム、トリプロポキシガリウム、トリブトキシガリウム等
が挙げられる。そして、Ge化合物の具体例としては塩
化ゲルマニウム(4価)、テトラメトキシゲルマニウ
ム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラプロポキシゲ
ルマニウム、テトラブトキシゲルマニウム等が挙げられ
る。
(3価)、トリメトキシガリウム、トリエトキシガリウ
ム、トリプロポキシガリウム、トリブトキシガリウム等
が挙げられる。そして、Ge化合物の具体例としては塩
化ゲルマニウム(4価)、テトラメトキシゲルマニウ
ム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラプロポキシゲ
ルマニウム、テトラブトキシゲルマニウム等が挙げられ
る。
【0034】上述の方法IIにより製造することができる
本発明の透明導電膜IIは、優れた可視光透過性を有して
いるとともに、概ね40cm2 /V・秒以上の電子移動
度を有している。そして、湿気による可視光透過率の低
下はITO膜よりも小さい。また、その導電性は、前述
した透明導電膜Iに正三価以上の原子価を有する元素が
ドープされている化合物から実質的になるため、透明導
電膜Iと同等ないしそれ以上である。この透明導電膜II
も、液晶表示素子用電極や太陽電池用電極等、種々の用
途の電極として使用することができる。
本発明の透明導電膜IIは、優れた可視光透過性を有して
いるとともに、概ね40cm2 /V・秒以上の電子移動
度を有している。そして、湿気による可視光透過率の低
下はITO膜よりも小さい。また、その導電性は、前述
した透明導電膜Iに正三価以上の原子価を有する元素が
ドープされている化合物から実質的になるため、透明導
電膜Iと同等ないしそれ以上である。この透明導電膜II
も、液晶表示素子用電極や太陽電池用電極等、種々の用
途の電極として使用することができる。
【0035】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例1 (方法Iによる透明導電膜Iの製造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛とトリエトキシアンチモン(Sb(OC2 H5 )3 )
を、溶剤として2−メトキシメタノールを、安定化剤と
してモノエタノールアミンを、基板として石英ガラス板
をそれぞれ用いて、方法Iに基づいて以下のようにして
透明導電膜Iを製造した。まず、2−メトキシメタノー
ル24.9gにモノエタノールアミン0.9gとトリエ
トキシアンチモン3.3gを添加し、10分間攪拌混合
して、透明溶液を得た。この透明溶液を攪拌しながら、
当該透明溶液に無水酢酸亜鉛0.9gを添加し、10分
間攪拌混合して、透明で均一なコーティング溶液を調製
した。このコーティング溶液におけるZnとSbのモル
比はZn:Sb=1:2であり、ZnとSbの合量の濃
度は0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。
鉛とトリエトキシアンチモン(Sb(OC2 H5 )3 )
を、溶剤として2−メトキシメタノールを、安定化剤と
してモノエタノールアミンを、基板として石英ガラス板
をそれぞれ用いて、方法Iに基づいて以下のようにして
透明導電膜Iを製造した。まず、2−メトキシメタノー
ル24.9gにモノエタノールアミン0.9gとトリエ
トキシアンチモン3.3gを添加し、10分間攪拌混合
して、透明溶液を得た。この透明溶液を攪拌しながら、
当該透明溶液に無水酢酸亜鉛0.9gを添加し、10分
間攪拌混合して、透明で均一なコーティング溶液を調製
した。このコーティング溶液におけるZnとSbのモル
比はZn:Sb=1:2であり、ZnとSbの合量の濃
度は0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。
【0036】次に、得られたコーティング溶液に石英ガ
ラス板(70×20×1.5mm)を浸漬してディップ
コーティング(コーティング速度:1.2cm/分)し
た後、電気炉を用いて500℃で10分間仮焼した。デ
ィップコーティングした後に仮焼するという前述の操作
を計10回繰り返した後、更に、800℃で1時間かけ
て本焼成した。この後、400℃で2時間真空(1×1
0-2torr)還元して、目的とする透明導電膜Iを得た。
ラス板(70×20×1.5mm)を浸漬してディップ
コーティング(コーティング速度:1.2cm/分)し
た後、電気炉を用いて500℃で10分間仮焼した。デ
ィップコーティングした後に仮焼するという前述の操作
を計10回繰り返した後、更に、800℃で1時間かけ
て本焼成した。この後、400℃で2時間真空(1×1
0-2torr)還元して、目的とする透明導電膜Iを得た。
【0037】このようにして得られた透明導電膜IのX
RD(X線回折,使用機器:ロータフレックス RU−
200B(リガク社製))を測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(ZnSb2 O6 )からなること
が確認された。また、得られた透明導電膜Iの断面の電
子顕微鏡写真からその膜厚を測定したところ、膜厚は2
00nmであった。この透明導電膜Iの電子移動度を四
端子法により測定した。この結果を表1に示す。また、
この透明導電膜Iについて40℃、90%RH、試験時
間1000時間の条件の耐湿性試験を行い、試験前後の
可視光透過率(試験波長380nm)を比較した。この
結果も表1に示す。
RD(X線回折,使用機器:ロータフレックス RU−
200B(リガク社製))を測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(ZnSb2 O6 )からなること
が確認された。また、得られた透明導電膜Iの断面の電
子顕微鏡写真からその膜厚を測定したところ、膜厚は2
00nmであった。この透明導電膜Iの電子移動度を四
端子法により測定した。この結果を表1に示す。また、
この透明導電膜Iについて40℃、90%RH、試験時
間1000時間の条件の耐湿性試験を行い、試験前後の
可視光透過率(試験波長380nm)を比較した。この
結果も表1に示す。
【0038】実施例2(方法Iによる透明導電膜Iの製
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛とペンタエトキシニオブを用意し、まず、2−メトキ
シエタノール24gにモノエタノールアミン1.1gと
ペンタエトキシニオブ3.8gを添加し、10分間攪拌
混合して、透明溶液を得た。次に、この透明溶液を攪拌
しながら、当該透明溶液に無水酢酸亜鉛1.1gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明で均一なコーティング
溶液を調製した。このコーティング溶液におけるZnと
Nbのモル比はZn:Nb=1:2であり、ZnとNb
の合量の濃度は0.5 mol/リットル(4 mol%)であ
った。この後、本焼成温度を900℃とした以外は実施
例1と同様にして、目的とする透明導電膜I(膜厚20
0nm)を得た。
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛とペンタエトキシニオブを用意し、まず、2−メトキ
シエタノール24gにモノエタノールアミン1.1gと
ペンタエトキシニオブ3.8gを添加し、10分間攪拌
混合して、透明溶液を得た。次に、この透明溶液を攪拌
しながら、当該透明溶液に無水酢酸亜鉛1.1gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明で均一なコーティング
溶液を調製した。このコーティング溶液におけるZnと
Nbのモル比はZn:Nb=1:2であり、ZnとNb
の合量の濃度は0.5 mol/リットル(4 mol%)であ
った。この後、本焼成温度を900℃とした以外は実施
例1と同様にして、目的とする透明導電膜I(膜厚20
0nm)を得た。
【0039】このようにして得られた透明導電膜IのX
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(ZnNb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(ZnNb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
【0040】実施例3(方法Iによる透明導電膜Iの製
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料としてジエトキシ
マグネシウムとトリエトキシアンチモンを用意し、ま
ず、2−メトキシエタノール25.5gにモノエタノー
ルアミン1.0gとトリエトキシアンチモン2.9gを
添加し、10分間攪拌混合して、透明溶液を得た。次
に、この透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にジエ
トキシマグネシウム0.5gを添加し、10分間攪拌混
合して、透明で均一なコーティング溶液を調製した。こ
のコーティング溶液におけるMgとSbのモル比はM
g:Sb=1:2であり、MgとSbの合量の濃度は
0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。この後、
本焼成温度を900℃とした以外は実施例1と同様にし
て、目的とする透明導電膜I(膜厚200nm)を得
た。
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料としてジエトキシ
マグネシウムとトリエトキシアンチモンを用意し、ま
ず、2−メトキシエタノール25.5gにモノエタノー
ルアミン1.0gとトリエトキシアンチモン2.9gを
添加し、10分間攪拌混合して、透明溶液を得た。次
に、この透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にジエ
トキシマグネシウム0.5gを添加し、10分間攪拌混
合して、透明で均一なコーティング溶液を調製した。こ
のコーティング溶液におけるMgとSbのモル比はM
g:Sb=1:2であり、MgとSbの合量の濃度は
0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。この後、
本焼成温度を900℃とした以外は実施例1と同様にし
て、目的とする透明導電膜I(膜厚200nm)を得
た。
【0041】このようにして得られた透明導電膜IのX
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(MgSb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(MgSb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
【0042】実施例4(方法Iによる透明導電膜Iの製
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料としてジエトキシ
マグネシウムとペンタエトキシニオブを用意し、まず、
2−メトキシエタノール23.3gにモノエタノールア
ミン1.3gとペンタエトキシニオブ4.5gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明溶液を得た。次に、こ
の透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にジエトキシ
マグネシウム0.8gを添加し、10分間攪拌混合し
て、透明で均一なコーティング溶液を調製した。このコ
ーティング溶液におけるMgとNbのモル比はMg:N
b=1:2であり、MgとNbの合量の濃度は0.5 m
ol/リットル(4 mol%)であった。この後、本焼成温
度を900℃とした以外は実施例1と同様にして、目的
とする透明導電膜I(膜厚200nm)を得た。
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料としてジエトキシ
マグネシウムとペンタエトキシニオブを用意し、まず、
2−メトキシエタノール23.3gにモノエタノールア
ミン1.3gとペンタエトキシニオブ4.5gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明溶液を得た。次に、こ
の透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にジエトキシ
マグネシウム0.8gを添加し、10分間攪拌混合し
て、透明で均一なコーティング溶液を調製した。このコ
ーティング溶液におけるMgとNbのモル比はMg:N
b=1:2であり、MgとNbの合量の濃度は0.5 m
ol/リットル(4 mol%)であった。この後、本焼成温
度を900℃とした以外は実施例1と同様にして、目的
とする透明導電膜I(膜厚200nm)を得た。
【0043】このようにして得られた透明導電膜IのX
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(MgNb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
RDを実施例1と同様にして測定したところ、実質的に
三重ルチル構造化合物(MgNb2 O6 )からなること
が確認された。また、この透明導電膜Iの電子移動度を
実施例1と同様にして測定するとともに、実施例1と同
様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視光透過率
(試験波長380nm)を比較した。これらの結果を表
1に示す。
【0044】比較例1(ITO薄膜の製造例) まず、2−メトキシメタノール22.2gにモノエタノ
ールアミン4.0gと酢酸インジウム3.8gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明溶液を調製した。次
に、この透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にSn
(OC4 H9 )2 を0.1gを添加し、10分間攪拌混
合して、透明で均一なコーティング溶液を調製した。こ
のコーティング溶液におけるInとSnのモル比はI
n:Sn=95:5であり、InとSnの合量の濃度は
0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。この後、
本焼成温度を500℃とした以外は実施例1と同様にし
て、ITO薄膜(膜厚200nm)を得た。このように
して得られたITO薄膜の電子移動度を実施例1と同様
にして測定するとともに、実施例1と同様にして耐湿性
試験を行って試験前後の可視光透過率(試験波長380
nm)を比較した。これらの結果を表1に示す。
ールアミン4.0gと酢酸インジウム3.8gを添加
し、10分間攪拌混合して、透明溶液を調製した。次
に、この透明溶液を攪拌しながら、当該透明溶液にSn
(OC4 H9 )2 を0.1gを添加し、10分間攪拌混
合して、透明で均一なコーティング溶液を調製した。こ
のコーティング溶液におけるInとSnのモル比はI
n:Sn=95:5であり、InとSnの合量の濃度は
0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。この後、
本焼成温度を500℃とした以外は実施例1と同様にし
て、ITO薄膜(膜厚200nm)を得た。このように
して得られたITO薄膜の電子移動度を実施例1と同様
にして測定するとともに、実施例1と同様にして耐湿性
試験を行って試験前後の可視光透過率(試験波長380
nm)を比較した。これらの結果を表1に示す。
【0045】
【表1】
【0046】表1から明らかなように、実施例1〜実施
例4で得られた各透明導電膜Iはいずれも80cm2 /
V・秒以上という高い電子移動度を有している。また、
これらの透明導電膜Iの可視光透過率は耐湿性試験前後
で変化が認められないか、認められたとしても試験後僅
かに低下する程度である。このことから、実施例1〜実
施例4で得られたいずれの透明導電膜Iも耐湿性に優れ
ていることがわかる。一方、比較例1のITO薄膜の電
子移動度は20cm2 /V・秒と低い。また、その可視
光透過率は耐湿性試験後に大幅に低下しており、耐湿性
に劣っていることがわかる。
例4で得られた各透明導電膜Iはいずれも80cm2 /
V・秒以上という高い電子移動度を有している。また、
これらの透明導電膜Iの可視光透過率は耐湿性試験前後
で変化が認められないか、認められたとしても試験後僅
かに低下する程度である。このことから、実施例1〜実
施例4で得られたいずれの透明導電膜Iも耐湿性に優れ
ていることがわかる。一方、比較例1のITO薄膜の電
子移動度は20cm2 /V・秒と低い。また、その可視
光透過率は耐湿性試験後に大幅に低下しており、耐湿性
に劣っていることがわかる。
【0047】実施例5(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛とトリエトキシアンチモンを、三重ルチル構造化合物
の基本出発原料とともに用いられるSn化合物としてジ
ブトキシ錫を、溶剤として2−メトキシエタノールを、
安定化剤としてモノエタノールアミンを、基板として石
英ガラス板をそれぞれ用いて、方法IIに基づいて以下の
ようにして透明導電膜IIを製造した。
造例) 三重ルチル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛とトリエトキシアンチモンを、三重ルチル構造化合物
の基本出発原料とともに用いられるSn化合物としてジ
ブトキシ錫を、溶剤として2−メトキシエタノールを、
安定化剤としてモノエタノールアミンを、基板として石
英ガラス板をそれぞれ用いて、方法IIに基づいて以下の
ようにして透明導電膜IIを製造した。
【0048】まず、2−メトキシエタノールと、モノエ
タノールアミンと、トリエトキシアンチモンと、無水酢
酸亜鉛とを用いて、実施例1と全く同様にして透明で均
一な溶液30g(実施例1のコーティング溶液に相当)
を調製した。次に、この溶液にジブトキシ錫0.16g
を添加し、10分間攪拌混合して、透明で均一なコーテ
ィング溶液を調製した。このコーティング溶液における
ZnとSbのモル比はZn:Sb=1:2であり、目的
とする三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素
(Zn、SbおよびSn)の合量に対するドープ元素S
nの割合[Sn/(Zn+Sb+Sn)]×100は4
at%であった。また、コーティング溶液におけるZnと
SbとSnの合量の濃度は0.5 mol/リットル(4 m
ol%)であった。この後は実施例1と同様にしてコーテ
ィング、焼成および還元処理を行って、目的とする透明
導電膜II(膜厚200nm)を得た。
タノールアミンと、トリエトキシアンチモンと、無水酢
酸亜鉛とを用いて、実施例1と全く同様にして透明で均
一な溶液30g(実施例1のコーティング溶液に相当)
を調製した。次に、この溶液にジブトキシ錫0.16g
を添加し、10分間攪拌混合して、透明で均一なコーテ
ィング溶液を調製した。このコーティング溶液における
ZnとSbのモル比はZn:Sb=1:2であり、目的
とする三重ルチル構造化合物を構成するカチオン元素
(Zn、SbおよびSn)の合量に対するドープ元素S
nの割合[Sn/(Zn+Sb+Sn)]×100は4
at%であった。また、コーティング溶液におけるZnと
SbとSnの合量の濃度は0.5 mol/リットル(4 m
ol%)であった。この後は実施例1と同様にしてコーテ
ィング、焼成および還元処理を行って、目的とする透明
導電膜II(膜厚200nm)を得た。
【0049】このようにして得られた透明導電膜IIのX
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Snが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Snが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
【0050】実施例6(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてAl化合物のトリブ
トキシアルミニウム0.15gを用いた以外は実施例5
と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:
2、[Al/(Zn+Sb+Al)]×100=4at
%、ZnとSbとAlの合量の濃度=0.5 mol/リッ
トル(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液を
用いて実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚2
00nm)を得た。
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてAl化合物のトリブ
トキシアルミニウム0.15gを用いた以外は実施例5
と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:
2、[Al/(Zn+Sb+Al)]×100=4at
%、ZnとSbとAlの合量の濃度=0.5 mol/リッ
トル(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液を
用いて実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚2
00nm)を得た。
【0051】このようにして得られた透明導電膜IIのX
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Alが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Alが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
【0052】実施例7(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてGa化合物の塩化ガ
リウム(3価)0.11gを用いた以外は実施例5と全
く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:2、
[Ga/(Zn+Sb+Ga)]×100=4at%、Z
nとSbとGaの合量の濃度=0.5 mol/リットル
(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液を用い
て実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚200
nm)を得た。
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてGa化合物の塩化ガ
リウム(3価)0.11gを用いた以外は実施例5と全
く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:2、
[Ga/(Zn+Sb+Ga)]×100=4at%、Z
nとSbとGaの合量の濃度=0.5 mol/リットル
(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液を用い
て実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚200
nm)を得た。
【0053】このようにして得られた透明導電膜IIのX
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Gaが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Gaが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
【0054】実施例8(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてGe化合物のテトラ
プロポキシゲルマニウム0.15gを用いた以外は実施
例5と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=
1:2、[Ge/(Zn+Sb+Ge)]×100=4
at%、ZnとSbとGeの合量の濃度=0.5 mol/リ
ットル(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液
を用いて実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚
200nm)を得た。
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてGe化合物のテトラ
プロポキシゲルマニウム0.15gを用いた以外は実施
例5と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sb=
1:2、[Ge/(Zn+Sb+Ge)]×100=4
at%、ZnとSbとGeの合量の濃度=0.5 mol/リ
ットル(4 mol%)}を調製し、このコーティング溶液
を用いて実施例5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚
200nm)を得た。
【0055】このようにして得られた透明導電膜IIのX
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Geが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Geが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
【0056】実施例9(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてIn化合物の酢酸イ
ンジウム0.11gを用いた以外は実施例5と全く同様
にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:2、[In
/(Zn+Sb+In)]×100=4at%、ZnとS
bとInの合量の濃度=0.5 mol/リットル(4 mol
%)}を調製し、このコーティング溶液を用いて実施例
5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚200nm)を
得た。
造例) Sn化合物のジブトキシ錫に代えてIn化合物の酢酸イ
ンジウム0.11gを用いた以外は実施例5と全く同様
にしてコーティング溶液{Zn:Sb=1:2、[In
/(Zn+Sb+In)]×100=4at%、ZnとS
bとInの合量の濃度=0.5 mol/リットル(4 mol
%)}を調製し、このコーティング溶液を用いて実施例
5と全く同様にして透明導電膜II(膜厚200nm)を
得た。
【0057】このようにして得られた透明導電膜IIのX
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Inが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
RDを実施例1と同様にして測定した結果、この透明導
電膜IIの結晶構造は三重ルチル構造のZnSb2 O6 と
実質的に同じであることが確認された。また、他の構造
に帰属する回折がなく、Inが三重ルチル構造にドープ
されていることが裏付けられた。この透明導電膜IIの電
子移動度を実施例1と同様にして測定するとともに、実
施例1と同様にして耐湿性試験を行って試験前後の可視
光透過率(試験波長380nm)を比較した。これらの
結果を表2に示す。
【0058】
【表2】
【0059】表2から明らかなように、実施例5〜実施
例9で得られた各透明導電膜IIはいずれも79cm2 /
V・秒以上という高い電子移動度を有している。また、
これらの透明導電膜IIの可視光透過率は耐湿性試験前後
で変化が認められないか、認められたとしても試験後僅
かに低下する程度である。このことから、実施例5〜実
施例9で得られたいずれの透明導電膜IIも耐湿性に優れ
ていることがわかる。
例9で得られた各透明導電膜IIはいずれも79cm2 /
V・秒以上という高い電子移動度を有している。また、
これらの透明導電膜IIの可視光透過率は耐湿性試験前後
で変化が認められないか、認められたとしても試験後僅
かに低下する程度である。このことから、実施例5〜実
施例9で得られたいずれの透明導電膜IIも耐湿性に優れ
ていることがわかる。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の透明導電
膜はITO膜よりも耐湿性に優れるとともに電子移動度
が高い。したがって、本発明によれば耐久性が高く、か
つ電界応答性の高い素子あるいは装置を得るうえで有利
な透明導電膜を提供することが可能になる。
膜はITO膜よりも耐湿性に優れるとともに電子移動度
が高い。したがって、本発明によれば耐久性が高く、か
つ電界応答性の高い素子あるいは装置を得るうえで有利
な透明導電膜を提供することが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 13/00 503 B 7244−5G
Claims (6)
- 【請求項1】 実質的に三重ルチル構造化合物からなる
ことを特徴とする透明導電膜。 - 【請求項2】 三重ルチル構造化合物がZnSb
2 O6 、ZnNb2 O6 、MgSb2 O6 およびMgN
b2 O6 からなる群より選択される少なくとも1種の化
合物である、請求項1に記載の透明導電膜。 - 【請求項3】 Sn,Al,Sb,Ga,InおよびG
eからなる群より選択される少なくとも1種の元素がド
ープされた三重ルチル構造化合物から実質的になり、前
記元素のドープ量が前記三重ルチル構造化合物を構成す
るカチオン元素の合量に対して20at%以下であること
を特徴とする透明導電膜。 - 【請求項4】 電子移動度が40cm2 /V・秒以上で
ある、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の透明導電
膜。 - 【請求項5】 三重ルチル構造化合物の基本出発原料の
所定量が溶解したコーティング溶液を調製し、このコー
ティング溶液を基板に塗布して焼成した後、還元処理す
ることを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 【請求項6】 三重ルチル構造化合物の基本出発原料の
所定量と、Sn化合物,Al化合物,Sb化合物,Ga
化合物,In化合物およびGe化合物からなる群より選
択される少なくとも1種のドープ原料とを、三重ルチル
構造化合物を構成するカチオン元素の合量に対するドー
プ元素の割合が20at%以下となるように溶解させたコ
ーティング溶液を調製し、このコーティング溶液を基板
に塗布して焼成した後、還元処理することを特徴とする
透明導電膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19046893A JP3352772B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 透明導電膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19046893A JP3352772B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 透明導電膜およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745128A true JPH0745128A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3352772B2 JP3352772B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=16258622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19046893A Expired - Fee Related JP3352772B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 透明導電膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352772B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005008515A (ja) * | 2003-05-26 | 2005-01-13 | Nissan Chem Ind Ltd | 金属酸化物粒子及びその製造方法 |
| JP2006202741A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Samsung Sdi Co Ltd | 耐熱性透明電極とその製造方法,および色素増感太陽電池 |
| WO2012026522A1 (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | 日産化学工業株式会社 | 表面修飾された無水アンチモン酸亜鉛コロイド粒子の疎水性有機溶媒分散液及びそれを用いたコーティング組成物並びに被覆部材 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP19046893A patent/JP3352772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005008515A (ja) * | 2003-05-26 | 2005-01-13 | Nissan Chem Ind Ltd | 金属酸化物粒子及びその製造方法 |
| JP2006202741A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Samsung Sdi Co Ltd | 耐熱性透明電極とその製造方法,および色素増感太陽電池 |
| US8053664B2 (en) | 2004-12-24 | 2011-11-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Transparent electrode having thermal stability, method of fabricating the same and dye-sensitized solar cell comprising the same |
| WO2012026522A1 (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | 日産化学工業株式会社 | 表面修飾された無水アンチモン酸亜鉛コロイド粒子の疎水性有機溶媒分散液及びそれを用いたコーティング組成物並びに被覆部材 |
| JPWO2012026522A1 (ja) * | 2010-08-27 | 2013-10-28 | 日産化学工業株式会社 | 表面修飾された無水アンチモン酸亜鉛コロイド粒子の疎水性有機溶媒分散液及びそれを用いたコーティング組成物並びに被覆部材 |
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|---|---|
| JP3352772B2 (ja) | 2002-12-03 |
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