JP2000160325A - Ito蒸着材料およびその製造方法 - Google Patents
Ito蒸着材料およびその製造方法Info
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Abstract
つ、成膜速度が安定したITO蒸着材料およびその製造
方法を提供する。 【解決手段】 焼結密度が4.0g/cm3以上のIT
O焼結体の粒子であって、該粒子の粒度が1.0mm以
上2.0mm以下であり、かつ、個々の粒子の、最小径
の最大径に対する比(最小径/最大径)が0.8以上
1.0以下である粒子により蒸着材料を構成する。
Description
TO薄膜を作製する際に使用されるITO蒸着材料に関
するものである。
de)薄膜は高導電性、高透過率といった特徴を有し、
更に微細加工も容易に行えることから、フラットパネル
ディスプレイ用表示電極、太陽電池用窓材、帯電防止膜
等の広範囲な分野に渡って用いられている。特に液晶表
示装置を始めとしたフラットパネルディスプレイ分野で
は近年大型化および高精細化が進んでおり、その表示用
電極であるITO薄膜に対する需要もまた急速に高まっ
ている。このようなITO薄膜の製造方法はスプレー熱
分解法、CVD法等の化学的成膜法と電子ビーム蒸着
法、スパッタリング法等の物理的成膜法に大別すること
ができる。真空蒸着法は、スプレー熱分解法などと比べ
て高い透過性および導電性を有すること、フィルム上へ
の成膜に有利なことからよく利用されている。
場合に用いられる蒸着材料は、大きく2種類に分類され
る。1つは、1粒子の大きさが直径で5mm以下の粒か
らなる蒸着材料であり、もう1つは例えば直径30mm
高さ10mm程度のペレット状のものである。粒状のも
のは、例えばロート状の貯蔵用容器を有する給粉機に蒸
着材料を充填し、蒸着材料を適量ずつ蒸発源に供給して
電子ビーム加熱することにより所望の基板上にITO薄
膜を形成することができる。また、ペレット状のもので
は、坩堝にペレットを設置した状態で、電子ビーム加熱
することにより所望の基板上にITO薄膜を形成するこ
とができる。
により蒸着源に供給しながら電子ビームを照射して蒸着
を行う場合には、蒸着材料を次々と蒸着源に供給するこ
とが可能であるため、フィルムを順次巻き取りながら長
時間連続蒸着を行う場合などに有効な成膜手段として知
られている。このような装置で使用されている従来の蒸
着材料は、粉末状の物、粉末を粒状に成形しただけの
物、あるいは一端焼結密度4.4g/cm3程度に固め
た後、粉砕して粒状とした物が使用されていた。
流動性が悪く供給器から蒸着源への供給経路の途中で蒸
着材料が詰まってしまい、安定して連続成膜出来ないと
いう問題点があった。また、粒子の形状や大きさのむら
が大きいため成膜速度が安定せず、前述のような巻き取
り方式でフィルム上に成膜する場合においては、フィル
ム上の膜厚が場所によって異なってしまうとい問題を有
していた。
材料が供給器で詰まることなく、さらに成膜速度が安定
したITO蒸着材料および該蒸着材料を製造する方法を
提供することにある。
O蒸着材料の密度および形状と流動性および成膜速度の
安定性について検討を行い、1)粉末を蒸着材料として
使用すると、粉末自身の付着力が強く供給経路の途中で
詰まりやすい、2)粉末を成形しただけの密度の低い蒸
着材料では、それ自身の強度が低く供給経路の途中で破
損し、詰まりの原因となる、3)蒸着材料個々の粒子の
大きさが大きく異なると、電子ビームを照射した際の加
熱のされ方が異なるため、投入電流を一定にして成膜し
た場合においても、成膜速度の振れ幅が大きく安定しな
い、また、粒子の大きさにより流動性が異なるため供給
経路の途中で詰まりやすい、4)蒸着材料に鋭角にとが
った部分があると、この部分が加熱されやすくなるた
め、電子ビーム照射の際に急激に蒸着速度が大きくなり
成膜速度が不安定になる、との知見を得た。
結果、粒子の粒度を1.0mm以上2.0mm以下にす
るとともに、4.0g/cm3以上に焼結させて、かつ
個々の粒子が鋭角に尖った部分を持たず丸みを帯びた球
体あるいは楕円体状であり、該楕円体の3軸の内最も長
い軸(以降、最大径と称する)と最も短い軸(以降、最
小径と称する)の比、すなわち、最大径と最小径の比
(最小径/最大径)が0.8以上1.0以下の粒状IT
O蒸着材料を使用することにより、蒸着材料が供給器の
途中で詰まることなく、また成膜速度が安定することを
見出した。
ム、スズおよび酸素からなる粉末を (1)7.0g/cm3以上の密度に焼結する工程と (2)得られた焼結体を0.5mm以下の粒度の粉末に
粉砕する工程と (3)得られた粉末をCIP(冷間静水圧プレス)によ
り成形する工程と (4)得られた成形体を粒度1.0mm〜2.0mmの
顆粒に粉砕するとともに、各粒子の最大径と最小径の比
(最小径/最大径)を0.8以上1.0以下に調整する
工程と (5)得られた顆粒を焼結することにより得られること
を見いだし、本発明を完成した。
結密度が4.0g/cm3以上のITO焼結体の粒子か
らなり、該粒子の粒度が1.0mm以上2.0mm以下
であり、かつ、個々の粒子の、最小径の最大径に対する
比(最小径/最大径)が0.8以上1.0以下である粒
子からなる粒状ITO蒸着材料である。
楕円体状であることが好ましく、また、粒子の表面に鋭
角に尖った部分がなく、表面に存在する突出部は全て丸
みを帯びたものであることがさらに好ましい。ここで、
粒子の全体的な形状とは、粒子表面の微視的な凹凸には
捕らわれない、粒子の外形の大まかな形状を意味するも
のである。
上記のように楕円体状粒子の場合、その最も長い軸の長
さを意味するが、より一般的には、平行な2つの平面
で、その粒子を任意の方向に挟んだときの2つの平面間
の距離の最大値であり、同様に、最小径とは前記距離の
最小値である。
化インジウムと酸化スズとの混合粉末、又は、実質的
に、インジウム、スズおよび酸素からなるスズ固溶酸化
インジウム粉末を (1)7.0g/cm3以上の密度に焼結する工程と (2)得られた焼結体を0.5mm以下の粒度の粉末に
粉砕する工程と (3)得られた粉末をCIP(冷間静水圧プレス)によ
り成形する工程と (4)得られた成形体を粉砕・整粒して、粒子の粒度が
1.0mm以上2.0mm以下、個々の粒子の、最小径
の最大径に対する比(最小径/最大径)が0.8以上
1.0以下の顆粒に調整する工程と (5)得られた顆粒を再度焼結して、焼結密度が4.0
g/cm3以上のITO焼結体の顆粒とする工程からな
る上記の粒状ITO蒸着材料の製造方法である。
回の焼結工程を含んだ5つの工程によって作製すること
ができる。
焼結密度を有する焼結体を作製する。作製方法としては
得られる焼結密度が7.0g/cm3であれば、特に限
定されるものでないが、例えば、以下のような方法で製
造することができる。
との混合粉末或いはITO粉末等にバインダー等を加
え、プレス法或いは鋳込法等の成形方法により成形して
ITO成形体を作製する。この際、使用する粉末の平均
粒径が大きいと焼結後の密度が充分に上がらず本発明に
関わる焼結密度7.0g/cm3以上の焼結体を得難く
なることがあるので、使用する粉末の平均粒径は1.5
μm以下であることが望ましく、更に好ましくは0.1
〜1.5μmである。
スズ含有量は、真空蒸着法により薄膜を作製した際に比
抵抗が低下する2〜15wt.%とすることが望まし
い。
P等の圧密化処理を行う。この際CIP圧力は充分な圧
密効果を得るため2ton/cm2以上、好ましくは2
〜5ton/cm2であることが望ましい。ここで始め
の成形を鋳込法により行った場合には、CIP後の成形
体中に残存する水分およびバインダー等の有機物を除去
する目的で脱バインダー処理を施してもよい。また、始
めの成形をプレス法により行った場合でも、成型時にバ
インダーを使用したときには、同様の脱バインダー処理
を行うことが望ましい。
に投入して焼結を行う。焼結方法としては、焼結体の密
度が7.0g/cm3以上となる焼結方法であればいか
なる方法でも良いが、生産設備のコスト等を考慮すると
大気中焼結が望ましい。しかしこの他HP法、HIP法
および酸素加圧焼結法等の従来知られている他の焼結法
を用いることができることは言うまでもない。また焼結
条件についても焼結体の密度が7.0g/cm3以上と
なる焼結条件を適宜選択することができるが、充分な密
度上昇効果を得るため、また酸化スズの蒸発を抑制する
ため、焼結温度が1450〜1650℃であることが望
ましい。また焼結時の雰囲気としては大気或いは純酸素
雰囲気であることが好ましい。また焼結時間についても
充分な密度上昇効果を得るために5時間以上、好ましく
は5〜30時間であることが望ましい。
7.0g/cm3以上の焼結密度を有する。この工程で
7.0g/cm3以上という高密度に焼結させること
で、電子ビームを照射した際に、その加熱温度で急激な
蒸着材料の焼結にともなう蒸着材料の割れを防ぐことが
でき、蒸発速度が安定化される。
結体を0.5mm以下の粒度の粉末に粉砕する。粉砕は
粗粉砕と微粉砕の2段階に分けて行うことが好ましい。
ーまたはジョークラッシャー等により、その粒径が1m
m以下となるように粗粉砕する。
等により微粉砕する。得られた粉末は、直径0.5mm
以下好ましくは0.2mm以下である。
用するボールはナイロンコーティングしたボールもしく
はジルコニアボールが好ましい。このようなボールを使
用することにより、得られる粉末に混入する不純物が少
なくなる。アルミナボールを使用した場合には、得られ
る粉末にアルミナが多量に混入し、好ましくない。
ゴム型等に入れ、ダイレクトCIPにより成形する。C
IPの圧力は、2.5〜5.0ton/cm2であるこ
とが好ましい。
整粒する。粉砕は、アルミナ製の乳鉢やハンマーを用い
て軽く粉砕し、粒度1.4〜2.0mmの顆粒を作製す
る。こうして得られた顆粒をボールミルなどを用いて整
粒する。ポットに上記の顆粒を投入しボールミル処理す
ることにより、各粒子から鋭角的な角が取れた楕円体状
の粒子となる。ボールミル処理の条件を適宜選択するこ
とにより、これら粒子の粒度を1.0〜2.0mm、1
つの粒子における最大径と最小径の比(最小径/最大
径)を0.8以上1.0以下とすることができ、蒸着材
料に適した形状の粒子を得ることができる。ボールミル
による処理時間としては、1〜5時間が好ましい。この
時間が短いと、最大径と最小径の比が0.8以上1.0
以下とならないような形状のものが多くなり、逆に時間
が長すぎると得られる顆粒の粒度が小さくなってしまう
からである。なお、ボールミル処理の後に、ふるいなど
を用いて、1.0〜2.0mmの粒度となるように分級
するとより好ましい。
比が0.8未満となると、蒸着材料が供給器内で詰まり
やすくなるので好ましくない。また、粒度が1.0から
2.0mmの範囲を超えるような分布を有した場合に
は、蒸着速度が不安定となり好ましくない。
密度を4.0g/cm3以上とする。焼結条件は、焼結
後の顆粒が4.0g/cm3以上となる条件であれば、
特に制限されないが、生産設備のコスト等を考慮すると
大気中焼結が望ましい。また、焼結条件についても特に
限定されないが、酸化スズの蒸発を抑制するため、焼結
温度は1600℃以下であることが望ましい。また焼結
時の雰囲気としては大気或いは純酸素雰囲気であること
が好ましい。顆粒の密度が、4.0g/cm3以下だ
と、機械的な強度が弱くなり供給器内で破損して詰まり
やすくなるので好ましくない。このようにして得られた
顆粒は、粒子の粒度が1.0mm以上2.0mm以下
で、焼結密度が4.0g/cm3以上で、かつ1つの粒
子における最大径と最小径の比(最小径/最大径)が
0.8以上1.0以下であり、供給器付き蒸着装置のI
TO蒸着材料として好適である。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ンジウム粉末と平均粒径0.7μmの酸化スズ粉末をボ
ールミル用ポットに入れ、これに直径10mmのナイロ
ンボールを加え、5時間乾式ボールミル混合して混合粉
末を作製した。次に得られた混合粉末を水、分散材およ
びバインダーとともに混合してスラリー化し、これを鋳
込用の樹脂型の中へ注入して240mmφ×10mmの
成形体を作製した。次に、これら成形体を乾燥炉内に設
置し乾燥処理を施した。その後これらの成形体を3to
n/cm2の圧力でCIP処理した。次にこれら成形体
を脱脂炉に設置し、大気雰囲気中で450℃で10時間
加熱して成形体に残存する有機物を除去した。次に、こ
れら成形体を酸素雰囲気焼結炉内に設置して焼結を行っ
た。焼結条件は、昇温速度25℃/時間、焼結温度15
00℃、保持時間3時間、降温速度25℃/時間、とし
た。得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定
したところ7.0g/cm3であった。
ールクラッシャーにより粗粉砕し、粒度1.0mm以下
の粒にした。次に、1.0mm以下の粒度を有する粒2
kgとジルコニアボール(15mmφ)をポットに入れ
16時間ボールミルにより微粉砕し、粒度0.5mm以
下の顆粒とした。
n/cm2の圧力でダイレクトCIPにより成形した。
し、粒度1.4〜2.0mmの顆粒状にした。この状態
では、各粒子に尖った角が多く、多くの粒子の最大径と
最小径の比(最小径/最大径)が0.5以下であった。
ットルのポットに入れ2時間整粒処理を行った。得られ
た顆粒から、尖った角が取れ球状に近い形となり、最大
径と最小径の比(最小径/最大径)が0.8以上1.0
以下となった。また、顆粒の粒度は1.0〜2.0mm
であった。
条件は、昇温速度=50℃/時間、焼結温度=1300
℃、焼結時間=5時間、雰囲気=大気中、とした。得ら
れた粒の密度は5.8g/cm3であった。
着材料供給器付きの蒸着機に投入して電子ビームにより
加熱して成膜試験を実施した。供給器内での蒸着材量の
詰まりはなく、成膜速度も安定しており、良好な蒸着材
料であった。具体的には、表1にまとめる。
粒を行った後の最終段での焼結温度を1350℃とした
以外は、実施例1と同様の条件でITO蒸着材料を作製
した。得られた粒の密度は6.2g/cm3であった。
着材料供給器付きの蒸着機に投入して電子ビームにより
加熱して成膜試験を実施した。供給器内での蒸着材量の
詰まりはなく、成膜速度も安定しており、良好な蒸着材
料であった。具体的には、表1にまとめる。
ンジウム粉末と平均粒径0.7μmの酸化スズ粉末をボ
ールミル用ポットに入れ、これに直径10mmのナイロ
ンボールを加え、5時間乾式ボールミル混合して混合粉
末を作製した。次に得られた混合粉末を水、分散材およ
びバインダーとともに混合してスラリー化し、これを鋳
込用の樹脂型の中へ注入して240mmφ×10mmの
成形体を作製した。次に、これら成形体を乾燥炉内に設
置し乾燥処理を施した。その後これらの成形体を3to
n/cm2の圧力でCIP処理した。次にこれら成形体
を脱脂炉に設置し、大気雰囲気中で450℃で10時間
加熱して成形体に残存する有機物を除去した。次に、こ
れら成形体を酸素雰囲気焼結炉内に設置して焼結を行っ
た。焼結条件は、昇温速度25℃/時間、焼結温度15
00℃、保持時間3時間、降温速度25℃/時間とし
た。得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定
したところ7.0g/cm3であった。
ールクラッシャーにより粗粉砕し、粒度1.0mm以下
の粒にした。次に、1.0mm以下の粒度を有する粒2
kgとジルコニアボール(15mmφ)をポットに入れ
16時間ボールミルにより微粉砕し、粒度0.5mm以
下の顆粒とした。
n/cm2の圧力でダイレクトCIPにより成形した。
成形密度は、4.0g/cm3であった。
し、粒度1.4〜2.0mmの顆粒状にした。各粒子の
密度が低いため比較的丸みを帯びた形状となり、各粒子
の最大径と最小径の比(最小径/最大径)は、0.7〜
1.0であった。
着材料供給器付きの蒸着機に投入して電子ビームにより
加熱して成膜試験を実施した。供給器内で蒸着材料の詰
まりが発生した。成膜速度も、不安定であった。具体的
には、表1にまとめる。
ンジウム粉末と平均粒径0.7μmの酸化スズ粉末をボ
ールミル用ポットに入れ、これに直径10mmのナイロ
ンボールを加え、5時間乾式ボールミル混合して混合粉
末を作製した。次に得られた混合粉末を水、分散材およ
びバインダーとともに混合してスラリー化し、これを鋳
込用の樹脂型の中へ注入して240mmφ×10mmの
成形体を作製した。次に、これら成形体を乾燥炉内に設
置し乾燥処理を施した。その後これらの成形体を3to
n/cm2の圧力でCIP処理した。次にこれら成形体
を脱脂炉に設置し、大気雰囲気中で450℃で10時間
加熱して成形体に残存する有機物を除去した。次に、こ
れら成形体を酸素雰囲気焼結炉内に設置して焼結を行っ
た。焼結条件は、昇温速度25℃/時間、焼結温度15
00℃、保持時間3時間、降温速度25℃/時間とし
た。得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定
したところ7.0g/cm3であった。
鉢により粗粉砕し、粒度1.0〜3.0mmの粒にし
た。次にこのようにして得られた顆粒を、ナイロンボー
ルとともにポットに入れ、16時間ボールミルで処理し
た。得られた顆粒の粒度を測定したところ、0.1〜
3.0mmであった。また、各粒子には、尖った角が多
く、最大径と最小径の比(最小径/最大径)が0.5以
下であった。
着材料供給器付きの蒸着機に投入して電子ビームにより
加熱して成膜試験を実施した。供給器内で蒸着材料の詰
まりが発生した。成膜速度も、極めて不安定であった。
具体的には、表1にまとめる。
ンジウム粉末と平均粒径0.7μmの酸化スズ粉末をボ
ールミル用ポットに入れ、これに直径10mmのナイロ
ンボールを加え、5時間乾式ボールミル混合して混合粉
末を作製した。次に得られた混合粉末を水、分散材およ
びバインダーとともに混合してスラリー化し、これを鋳
込用の樹脂型の中へ注入して240mmφ×10mmの
成形体を作製した。次に、これら成形体を乾燥炉内に設
置し乾燥処理を施した。その後これらの成形体を3to
n/cm2の圧力でCIP処理した。次にこれら成形体
を脱脂炉に設置し、大気雰囲気中で450℃で10時間
加熱して成形体に残存する有機物を除去した。次に、こ
れら成形体を酸素雰囲気焼結炉内に設置して焼結を行っ
た。焼結条件は、昇温速度25℃/時間、焼結温度15
00℃、保持時間3時間、降温速度25℃/時間とし
た。得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定
したところ7.0g/cm3であった。
鉢により粗粉砕し、粒度1.0〜3.0mmの粒にし
た。次にこのようにして得られた顆粒を、ナイロンボー
ルとともにポットに入れ、16時間ボールミルで処理し
た。得られた顆粒の粒度を測定したところ、0.1〜
3.0mmであった。
0〜2.0mmのものだけ選別した。これらの各粒子に
は、尖った角が多く、最大径と最小径の比(最小径/最
大径)が0.5以下であった。
着材料供給器付きの蒸着機に投入して電子ビームにより
加熱して成膜試験を実施した。供給器内で蒸着材料の詰
まりが発生した。成膜速度も、極めて不安定であった。
具体的には、表1にまとめる。
より、蒸着材料の供給器内で材料が詰まることなく供給
ができる。また、成膜中の成膜速度が安定しており、均
一な膜の成膜が可能となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 粒子の粒度が1.0mm以上2.0mm
以下で、焼結密度が4.0g/cm3以上で、かつ1つ
の粒子における最大径と最小径の比(最小径/最大径)
が0.8以上1.0以下であることを特徴とする粒状I
TO蒸着材料。 - 【請求項2】 酸化インジウムと酸化スズとの混合粉末
あるいは、スズ固溶酸化インジウム粉末を (1)7.0g/cm3以上の密度に焼結する工程と (2)得られた焼結体を0.5mm以下の粒度の粉末に
粉砕する工程と (3)得られた粉末をCIP(冷間静水圧プレス)によ
り成形する工程と (4)得られた成形体を粒度1.0mm〜2.0mmの
顆粒に粉砕するとともに、各粒子の最大径と最小径の比
(最小径/最大径)を0.8以上1.0以下に調整する
工程と (5)得られた顆粒を焼結する工程からなる粒状ITO
蒸着材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34054398A JP4200564B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Ito蒸着材料およびその製造方法 |
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JP34054398A JP4200564B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Ito蒸着材料およびその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000160325A true JP2000160325A (ja) | 2000-06-13 |
JP4200564B2 JP4200564B2 (ja) | 2008-12-24 |
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JP34054398A Expired - Fee Related JP4200564B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Ito蒸着材料およびその製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010261094A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Mitsubishi Materials Corp | Au−Sn合金蒸着用粒状材およびその製造方法 |
CN102432282A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-05-02 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种凝胶注模成型技术制备ito靶材的方法 |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP34054398A patent/JP4200564B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010261094A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Mitsubishi Materials Corp | Au−Sn合金蒸着用粒状材およびその製造方法 |
CN102432282A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-05-02 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种凝胶注模成型技术制备ito靶材的方法 |
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