JP2002274934A

JP2002274934A - Ｉｔｏ大型成形体の作製方法

Info

Publication number: JP2002274934A
Application number: JP2001082387A
Authority: JP
Inventors: Shoji Takanashi; 昌二高梨; Yuji Takatsuka; 裕二高塚
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】成形体密度を向上させ、焼結割れを起こさず
に高密度が容易に得られるＩＴＯ大型成形体の作製方法
を提供する。【解決手段】酸化インジウム粉末と酸化錫粉末との混
合粉末、または酸化インジウム・酸化錫化合物粉末が機
械的に解砕されて、最大粒径が１μｍ以下であり、粒度
分布の累積の９０％にあたる粒径が０．５０〜０．７８
μｍの範囲内にあり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．４０〜０．６１μｍの範囲内にある粒度分布
で、水および有機分散剤に混合されているスラリーを得
て、加圧鋳込み成形を行い、乾燥して得る。成形体密度
は、３．５ｇ／ｃｍ³以上である。前記スラリーのスラ
リー粘度が、５〜１５ｄＰａ・ｓ（／２５℃）に調整さ
れることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明導電性膜を形
成するためにターゲット材として用いられるＩＴＯ成形
体の作製方法に関し、特に、ＩＴＯ大型成形体の作製方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＴＯ膜は、液晶ディスプレイの透明電
極材として広く用いられている。このＩＴＯ膜は、従
来、主にＩＴＯ焼結体をターゲット材として使用したＤ
Ｃスパッタリングにより膜形成される。

【０００３】最近では、液晶ディスプレイの大型化に伴
って、ターゲット材の大型化が急務となり、ＩＴＯ大型
成形体の作製方法の一つとして、鋳込み成形による作製
方法が主流となっている。

【０００４】しかし、鋳込み成形により得られるＩＴＯ
大型成形体は、他の成型方法により得られる成形体に比
べて密度が低いため、焼結により、（１）焼結収縮率の
大きさから焼結割れが起こりやすく、（２）焼結歩留ま
りが低下し、（３）７．０ｇ／ｃｍ³以上の高密度が容
易に得られない等の問題を生じる。

【０００５】これらの問題を解決するためには、（１）
バインダ量を低減して着肉を促進させたり、（２）加圧
力を１５ｇ／ｃｍ³以上に上げて充填性を高める等が挙
げられる。

【０００６】しかし、バインダ量を１質量％以下に低減
すれば、成形体密度は改善されるが、バインダの不足に
より乾燥時の成形体強度を低下させて、取扱い時に割れ
てしまう。また、加圧力を上げれば成形体全体の密度は
若干上がるが、鋳込み型に接した面のみの充填性が上が
るだけで、結果として内部との密度差が生じて、乾燥時
にクラックが発生してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形体密度
を向上させ、焼結割れを起こさずに高密度が容易に得ら
れるＩＴＯ大型成形体の作製方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＴＯ大型成形
体の作製方法は、酸化インジウム粉末と酸化錫粉末との
混合粉末、または酸化インジウム・酸化錫化合物粉末が
機械的に解砕されて、最大粒径が１μｍ以下であり、粒
度分布の累積の９０％にあたる粒径が０．５０〜０．７
８μｍの範囲内にあり、粒度分布の累積の５０％にあた
る粒径が０．４０〜０．６１μｍの範囲内にある粒度分
布で、水および有機分散剤に混合されているスラリーを
得て、加圧鋳込み成形を行い、乾燥して得る。成形体密
度は、３．５ｇ／ｃｍ³以上である。

【０００９】前記スラリーのスラリー粘度が、５〜１５
ｄＰａ・ｓ（／２５℃）に調整されることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者らは、成形体密度向上に
ついて、鋭意研究を行った結果、（１）粒度分布が比較
的シャープであること、（２）粒径が微細になりすぎな
いこと、（３）スラリー粘度を５〜１５ｄＰａ・ｓに調
整することが、成形体密度の向上に重要であることを見
出した。

【００１１】すなわち、粒度分布が幅広いと、一見、充
填性が向上するように思われるが、鋳込み成形において
は、脱水に伴って、動きやすい粗粒子が鋳込み型近傍に
堆積するため、組織の不均一により成形体密度を向上さ
せることができない。

【００１２】また、粒径が微細であると、粒子表面にあ
る水膜の分離が困難となり、所望の成形体密度が得られ
ないばかりでなく、乾燥が容易に行われなくなる。

【００１３】スラリー粘度に関しても、調整が必要であ
る。本発明の粒度分布の範囲内でスラリー粘度が高い
と、流動性の低下による充填性の悪化があり、鋳込み時
の粒子の配列を妨げて、所望の密度が得られない。逆
に、本発明の粒度分布の範囲内でスラリー粘度が低い
と、気泡を巻き込みやすくなり、鋳込み成形中に粒子が
沈降し、均一な組織が得られにくい。なお、スラリー粘
度は、スラリー濃度や有機分散剤の添加により調整でき
る。

【００１４】本発明の詳細について、以下に説明する。

【００１５】「原料粉末」酸化インジウム粉末、酸化錫
粉末、酸化インジウム・酸化錫化合物粉末には、比表面
積１０ｍ²／ｇ以下、好ましくは３〜８ｍ²／ｇ、最大粒
径４μｍ以下のものを用いる。この範囲を超えると、粉
末の凝集力が強くて、解砕が困難となったり、焼結性に
悪影響を及ぼす。この粉末を水・有機分散剤に添加し、
濃度６０％以上のスラリーを作製する。

【００１６】「混合・解砕」混合は、湿式ボールミル、
振動ミル等を用いることができるが、本発明にある粒径
を得るには、凝集対の解砕効率が高く、シャープな粒度
分布が得られやすい高速媒体攪拌ミルを用いることが最
も好ましい。

【００１７】粉砕に用いる際のボールはφ０．３〜０．
５ｍｍのＺｒＯ₂ボールを用い、周速は１０ｍ／ｓ程度
で任意の時間だけ解砕を行う。解砕時間が短いと、最大
粒径が１μｍ以下にならず、逆に長すぎると、微細な粒
が増加し、所望の粒度分布が得られない。ボールの充填
率は８０％程度が好ましい。なお、解砕はスラリー中で
行う（スラリー解砕）のが好ましい。

【００１８】「スラリー粒度分布」解砕されたスラリー
中粒子の粒度は、最大粒径が１μｍ以下であり、粒度分
布の累積の９０％にあたる粒径が０．５０〜０．７８μ
ｍ、粒度分布の累積の５０％にあたる粒径が０．４０〜
０．６１μｍの範囲にあることが重要である。すなわ
ち、粒径が大きいことにより、鋳込み時の脱水に優れる
ばかりでなく、充填性が高まり、成形体密度が向上す
る。ただし、この範囲を超える微粒、粗粒が多く存在す
ると、沈降安定性が悪化したり、組織が不均一になり、
成形体密度が向上しない。

【００１９】「分散剤」カルボキシル基を有するアクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、カルボン酸を主成分
とした重合体、もしくは共重合体を、塩基溶剤、例えば
アンモニアに溶かすことにより、分散剤として用いるこ
とができる。重合体または共重合体の添加量は、粒子径
が大きいので少量でよく、スラリー中の原料粉末の合計
質量に対して、０．３〜１質量％の範囲がよい。添加方
法は、前記解砕の際に、分散剤を水で希釈し、スラリー
中に添加する。これにより、分散度を高めることができ
る。

【００２０】ＩＴＯスラリーにおいては、カルボキシル
基を官能基にもつ分散剤を用いると、スラリー粘度のみ
ならず、沈降安定性やバインダ接着性への悪影響がな
い。ただし、分散剤の量平均分子量（Ｍｗ）が１万〜５
万の範囲を超えると、バインダの接着性・弾性が失われ
て、成形体の脆弱性をきたす。また、ｐＨが７〜１１の
範囲を超えると、スラリー粘度が悪化して、安定した鋳
込み成形ができない。

【００２１】「バインダ」バインダ、消泡剤、潤滑剤
は、スラリー解砕後に添加する。

【００２２】バインダとしては、水系アクリルエマルジ
ョン系が好ましい。添加量は、スラリー中の原料粉末の
合計質量に対して、０．５〜１質量％が好ましい。本明
細書の水系アクリルエマルジョンとは、水および界面活
性剤からなる溶液中に、アクリロニトリル、メタクリル
酸エステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸メチル等の重合体もしくは共重合体を主
成分とした樹脂粒子が、分散しているものをいう。

【００２３】バインダの樹脂粒子径は０．１μｍ以下で
ないと、粉末粒子表面への接着が完全に行われずに、鋳
込み時に流出してバインダの偏析を生じる。樹脂粒子径
は、０．０５〜０．１μｍが好ましい。

【００２４】「消泡剤」消泡剤としては、エーテル系、
鉱油系などが用いられる。添加量は、スラリー中の原料
粉末の合計質量に対して、０．０５質量％以下が好まし
い。添加しない場合で、スラリー作製後に泡が立つよう
であれば、スラリーを攪拌しながら真空脱泡すれば、泡
立ちを回避できる。

【００２５】「潤滑剤」充填性を向上させる目的で、潤
滑剤を微量加える。潤滑剤の種類としては、ステアリン
酸エマルジョン系が好ましい。添加量は、スラリー中の
原料粉末の合計質量に対して０．０５質量％以下が好ま
しい。

【００２６】「真空脱泡・攪拌」前述のように、スラリ
ーの泡立ちを抑えるために必要であれば、スラリーを攪
拌しながら真空脱泡を行う。この際の真空度は、７６ｍ
ｍＨｇ以下、真空引きの時間は１ｈを超えてはならな
い。高真空度にしたり、長時間の真空引きを行うと、分
散剤の性状・組成に障害が起こる。

【００２７】攪拌は、攪拌羽等を用い、５ｈ以上、好ま
しくは１２ｈ以上行うことで、より一層のバインダ粘着
効果がある。攪拌により、バインダの粉末粒子への造膜
向上や、微細な気泡の除去等ができる。

【００２８】「成形」スラリーを充分に真空脱泡した後
は、石膏等の型を用いて成形することができるが、強
度、脱着性に優れたフェノール樹脂製多孔質型で成形す
ることが好ましい。この際の成形圧力は、５ｋｇ／ｃｍ
²以上、好ましくは８〜１０ｋｇ／ｃｍ²の加圧で、注入
・脱水することが好ましい。ただし、粒径が大きいと吸
着水の分離が活発になる分、着肉が急激に行われやすく
なる。急激な着肉は、成形体内部の脱水の障壁になるた
め、加圧力もしくは加圧時間による着肉速度の制御が必
要となる。これにより、充填性が向上し、成形体密度が
さらに高まる。

【００２９】「初期乾燥」初期乾燥時の乾燥速度が高い
と、クラックの発生原因となるばかりか、表面のみの乾
燥が進み、内部の乾燥が行われず、乾燥時間が遅れる。
ただし、組織の均一化等の効果から、本発明の範囲内で
あれば、初期乾燥時のクラックは大きな問題とならな
い。好ましくは温度３０〜４０℃、湿度７５〜８５％で
初期乾燥を行うと、３〜４日で終了できる。

【００３０】「完全乾燥」初期乾燥を行うと、完全乾燥
時の乾燥速度が高くても、クラックは発生しない。これ
は、初期乾燥が終了した時点で、含水量の低下と共に成
形体強度が著しく向上しているためである。完全乾燥
は、３０〜１５０℃の除湿乾燥中で行うことができる。
１００℃程度の温度を選べば、１〜２日の完全乾燥で、
水分を完全除去できる。

【００３１】「成形体密度」密度を大幅に向上させるこ
との効果として、（１）焼結収縮率の低下による焼結割
れの抑制、（２）充填性を高めることでの組織の均一化
による乾燥時のクラック抑制等が挙げられる。また、成
形体密度が向上すると共に、成形体強度も高まるため
に、従来のバインダの添加量より少なくて済み、成形体
密度をさらに高めることができる。さらに、バインダの
添加量を低減できることで、焼結時の脱脂による割れが
抑制される効果もある。

【００３２】成形体密度が低いと、強度不足による乾燥
時の割れが生じるばかりでなく、焼結時の焼結収縮率が
大きくなって、焼結割れ等が起こる。乾燥後の成形体密
度が３．５ｇ／ｃｍ³以上になるようであれば、初期乾
燥時の乾燥速度が３．０ｇ／ｈを超えても、割れが生じ
ない。

【００３３】「焼結」最終的には、完全乾燥した成形体
を、酸素雰囲気中にて焼結し、焼結体を得る。

【００３４】昇温過程で酸素を導入して焼結を行うと、
７．０ｇ／ｃｍ³以上の高密度な焼結体が得られる。酸
素を導入する場合の酸素流量としては、１０〜２０Ｌ／
ｍｉｎが好ましい。２０Ｌ／ｍｉｎを超える流量の酸素
を導入すると、焼結炉内が冷却され、焼結炉内の均熱が
低下してしまう。

【００３５】そして、焼結中の昇温速度においては、８
００℃から１６００℃までの間、特に、１０００℃から
１３００℃までの間の昇温速度を、１〜１０℃／ｍｉｎ
に高める必要がある。すなわち、１０００〜１３００℃
という温度範囲は、原料粉末の焼結が最も活発化する温
度範囲であり、この温度範囲での昇温速度が１℃／ｍｉ
ｎより小さいと、結晶粒成長が著しくなり、高密度が得
られにくくなる。また、昇温速度が１０℃／ｍｉｎより
大きいと、焼結炉内の均熱が低下し、その結果、焼結中
の収縮量に分布が生じて、焼結体は割れてしまう。

【００３６】本発明では従来に比べて粉末粒径が大きい
ために、焼結温度を高めにする必要がある。

【００３７】高密度の焼結体を得るには、焼結温度は１
３００〜１６００℃、好ましくは１５００〜１６００℃
がよい。この際の焼結時間は３０ｈ以上とする。焼結温
度が１３００℃以下であると、高密度の焼結体を得るこ
とができない。高温保持中は、蒸発、および結晶粒成長
の活発化により、焼結密度が低下することを防ぐため
に、２０Ｌ／ｍｉｎの酸素導入が必須である。

【００３８】「粒度分布の測定法」混合・解砕後に得た
スラリーを、２５℃に保った室内において、レーザ解析
式粒度分布測定装置で、粒度分布を測定した。粒度分布
測定装置には、（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ２０００
を用い、測定時間３０ｓで行った。

【００３９】「粘度の測定法」有機分散媒を添加し、攪
拌・混合後に得たスラリーを、２５℃に保った室内にお
いて３ｈ放置し、粘度安定後に、無作為にビーカ中へ１
００ｃｍ³抽出して、ＪＩＳ−Ｋ７１１７に準じて単一
円筒形回転粘度計で粘度測定を行った。粘度計は、ビス
トメトロン粘度計（芝浦システム（株）製、ＳＢ型）を
用い、回転数６０ｒｐｍ、測定時間１ｍｉｎで行った。

【００４０】「密度測定法」成形体密度は、完全乾燥後
の寸法および質量から算出した。

【００４１】焼結体密度は、焼結後に焼結体全面を平面
研削盤で平板状に加工して、寸法および質量から算出し
た。

【００４２】「焼結収縮率」焼結収縮率は、完全乾燥し
た成形体の長手方向の寸法、および収縮した焼結体の長
手方向の寸法を測定し、それらの寸法差から算出した。

【００４３】本発明の実施例について、以下に説明す
る。

【００４４】（実施例１）比表面積６ｍ²／ｇで最大粒
径２μｍの酸化インジウム粉末４０．００ｋｇ、および
比表面積７ｍ²／ｇで最大粒径３μｍの酸化錫粉末４．
４４ｋｇに、純水１０．５８ｋｇと、カルボン酸アンモ
ニウム塩分散剤（固形分４０質量％、マルバン製Ｘ７５
４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ０．５ｍｍのＺｒＯ₂ボー
ルを用いて高速媒体攪拌ミル（周速１０ｍ／ｓ）で１０
０ｍｉｎの解砕を行った。

【００４５】得られたスラリーのスラリー粘度は７．８
ｄＰａ・ｓであった。

【００４６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．５６μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．４２μｍであった。

【００４７】スラリーから２０ｋｇ取り出し、アクリル
エマルジョンバインダ（固形分４０質量％、三井化学製
ＷＡ３２０）２００ｇ、ステアリン酸エマルジョン潤滑
剤（固形分３０質量％、サンノプコ製ＬＵ−６４１８）
２ｇ、およびエーテル系消泡剤（固形分１００質量％、
サンノプコ製３８７）２．０ｇを加え、真空脱泡を４０
ｍｉｎ行い、大気中での攪拌を１２ｈ行った後、寸法５
００×７５０×１０ｍｍのフェノール製セラプラスト
（ニッコー製）型に注入し、加圧力５ｋｇ／ｃｍ ²で鋳
込み成形を９０ｍｉｎ行った。脱型した成形体を、初期
乾燥させるために４０℃×８０％ＲＨに保った恒温恒湿
槽で８０ｈ乾燥させた。

【００４８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００４９】さらに、１１０℃で完全乾燥した。

【００５０】成形体密度を測定したところ、３．６４ｇ
／ｃｍ³であった。

【００５１】完全乾燥した成形体を、昇温速度１℃／ｍ
ｉｎに保ちながら、酸素を２０Ｌ／ｍｉｎで導入し、１
５５０℃で２４ｈ焼結した。

【００５２】得られた焼結体は、焼結割れもなく、焼結
密度は７．０５ｇ／ｃｍ³であった。

【００５３】さらに、長手方向において、乾燥成形体の
寸法に対する焼結体の寸法の比から、焼結収縮率を求め
ると、２１％であった。

【００５４】（実施例２）比表面積４ｍ²／ｇで最大粒
径４μｍの酸化インジウム・酸化錫化合物（ＳｎＯ₂１
０．２質量％）粉末４４．４４ｋｇに、純水１０．５８
ｋｇと、カルボン酸アンモニウム塩分散剤（固形分４０
質量％、マルバン製Ｘ７５４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ
０．５ｍｍのＺｒＯ₂ボールを用いて高速媒体攪拌ミル
（周速１０ｍ／ｓ）で１００ｍｉｎの解砕を行った。

【００５５】得られたスラリーのスラリー粘度は５．２
ｄＰａ・ｓであった。

【００５６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．７８μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．６１μｍであった。

【００５７】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【００５８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００５９】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【００６０】成形体密度を測定したところ、３．７２ｇ
／ｃｍ³であった。

【００６１】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【００６２】得られた焼結体は、焼結割れもなく、焼結
密度は７．０１ｇ／ｃｍ³であった。

【００６３】さらに、焼結収縮率を求めると、１８％で
あった。

【００６４】（実施例３）比表面積４ｍ²／ｇで最大粒
径４μｍの酸化インジウム・酸化錫化合物（ＳｎＯ₂１
０．２質量％）粉末４４．４４ｋｇに、純水１０．５８
ｋｇと、カルボン酸アンモニウム塩分散剤（固形分４０
質量％、マルバン製Ｘ７５４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ
０．５ｍｍのＺｒＯ₂ボールを用いて高速媒体攪拌ミル
（周速１０ｍ／ｓ）で１６０ｍｉｎの解砕を行った。

【００６５】得られたスラリーのスラリー粘度は６．９
ｄＰａ・ｓであった。

【００６６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．６５μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．５１μｍであった。

【００６７】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【００６８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００６９】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【００７０】成形体密度を測定したところ、３．７４ｇ
／ｃｍ³であった。

【００７１】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【００７２】得られた焼結体は、焼結割れもなく、焼結
密度は７．０４ｇ／ｃｍ³であった。

【００７３】さらに、焼結収縮率を求めると、１８％で
あった。

【００７４】（実施例４）比表面積６ｍ²／ｇで最大粒
径４μｍの酸化インジウム・酸化錫化合物（ＳｎＯ₂１
０．２質量％）粉末４４．４４ｋｇに、純水９．５０ｋ
ｇと、カルボン酸アンモニウム塩分散剤（固形分４０質
量％、マルバン製Ｘ７５４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ
０．５ｍｍのＺｒＯ₂ボールを用いて高速媒体攪拌ミル
（周速１０ｍ／ｓ）で１６０ｍｉｎの解砕を行った。

【００７５】得られたスラリーのスラリー粘度は１４．
２ｄＰａ・ｓであった。

【００７６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．５３μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．４１μｍであった。

【００７７】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【００７８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００７９】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【００８０】成形体密度を測定したところ、３．７８ｇ
／ｃｍ³であった。

【００８１】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【００８２】得られた焼結体は、焼結割れもなく、焼結
密度は７．０９ｇ／ｃｍ³であった。

【００８３】さらに、焼結収縮率を求めると、１９％で
あった。

【００８４】（実施例５）比表面積４ｍ²／ｇで最大粒
径４μｍの酸化インジウム・酸化錫化合物（ＳｎＯ₂１
０．２質量％）粉末２０．００ｋｇに、純水４．８８ｋ
ｇと、カルボン酸アンモニウム塩分散剤（固形分４０質
量％、マルバン製Ｘ７５４Ｂ）２００ｇとを加え、φ３
ｍｍのＺｒＯ₂ボールを用いて高速媒体攪拌ミル（周速
０．７ｍ／ｓ）で７２ｈの解砕を行った。

【００８５】得られたスラリーのスラリー粘度は５．２
ｄＰａ・ｓであった。

【００８６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．６８μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．５４μｍであった。

【００８７】スラリーの総量に、アクリルエマルジョン
バインダ（固形分４０質量％、三井化学製ＷＡ３２０）
３５ｇ、ステアリン酸エマルジョン潤滑剤（固形分３０
質量％、サンノプコ製ＬＵ−６４１８）１ｇ、およびエ
ーテル系消泡剤（固形分１００質量％、サンノプコ製３
８７）１ｇを加え、真空脱泡を２０ｍｉｎ行い、大気中
での攪拌を１２ｈ行った後、寸法５００×７５０×１０
ｍｍのフェノール製セラプラスト（ニッコー製）型に注
入し、加圧力５ｋｇ／ｃｍ²で鋳込み成形を９０ｍｉｎ
行った。脱型した成形体を、初期乾燥させるために４０
℃×８０％ＲＨに保った恒温恒湿槽で８０ｈ乾燥させ
た。

【００８８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００８９】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【００９０】成形体密度を測定したところ、３．５３ｇ
／ｃｍ³であった。

【００９１】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【００９２】得られた焼結体は、焼結割れもなく、焼結
密度は７．０１ｇ／ｃｍ³であった。

【００９３】さらに、焼結収縮率を求めると、２３％で
あった。

【００９４】（比較例１）比表面積１２ｍ²／ｇで最大
粒径３μｍの酸化インジウム粉末４０．００ｋｇ、およ
び比表面積７ｍ²／ｇで最大粒径３μｍの酸化錫粉末
４．４４ｋｇに、純水１０．５８ｋｇと、カルボン酸ア
ンモニウム塩分散剤（固形分４０質量％、マルバン製Ｘ
７５４Ｂ）８８８ｇとを加え、φ０．５ｍｍのＺｒＯ₂
ボールを用いて高速媒体攪拌ミル（周速１０ｍ／ｓ）で
１００ｍｉｎの解砕を行った。

【００９５】得られたスラリーのスラリー粘度は１５．
４ｄＰａ・ｓであった。

【００９６】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．３２μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．２５μｍであった。

【００９７】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【００９８】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【００９９】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【０１００】成形体密度を測定したところ、３．３４ｇ
／ｃｍ³であった。

【０１０１】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【０１０２】得られた焼結体は、３分割に焼結割れを起
こしていて、焼結密度は６．９６ｇ／ｃｍ³であった。
さらに、焼結収縮率を求めると、２４％であった。

【０１０３】（比較例２）比表面積３ｍ²／ｇで最大粒
径５μｍの酸化インジウム粉末４０．００ｋｇ、および
比表面積７ｍ²／ｇで最大粒径３μｍの酸化錫粉末４．
４４ｋｇに、純水１０．５８ｋｇと、カルボン酸アンモ
ニウム塩分散剤（固形分４０質量％、マルバン製Ｘ７５
４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ０．５ｍｍのＺｒＯ₂ボー
ルを用いて高速媒体攪拌ミル（周速１０ｍ／ｓ）で１０
０ｍｉｎの解砕を行った。

【０１０４】得られたスラリーのスラリー粘度は３．６
ｄＰａ・ｓであった。

【０１０５】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．９４μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．７８μｍであった。

【０１０６】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【０１０７】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、クラックは見られなかった。

【０１０８】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【０１０９】成形体密度を測定したところ、３．４６ｇ
／ｃｍ³であった。

【０１１０】完全乾燥した成形体を、実施例１と同様に
して、焼結した。

【０１１１】得られた焼結体は、大きく反り曲がってい
て、焼結密度は６．８７ｇ／ｃｍ³であった。さらに、
焼結収縮率を求めると、１９％であった。

【０１１２】（比較例３）比表面積１０ｍ²／ｇで最大
粒径２μｍの酸化インジウム粉末４０．００ｋｇ、およ
び比表面積７ｍ²／ｇで最大粒径３μｍの酸化錫粉末
４．４４ｋｇに、純水１２．４６ｋｇと、カルボン酸ア
ンモニウム塩分散剤（固形分４０質量％、マルバン製Ｘ
７５４Ｂ）４４４ｇとを加え、φ０．５ｍｍのＺｒＯ₂
ボールを用いて高速媒体攪拌ミル（周速１０ｍ／ｓ）で
３０ｍｉｎの解砕を行った。

【０１１３】得られたスラリーのスラリー粘度は４．６
ｄＰａ・ｓであった。

【０１１４】このスラリーの一部を取り出し、粒度分布
を測定した。粒度分布の累積の９０％にあたる粒径が
０．７７μｍであり、粒度分布の累積の５０％にあたる
粒径が０．６３μｍであった。

【０１１５】得られたスラリーから実施例１と同様にし
て、成形体を得て、初期乾燥を行った。

【０１１６】乾燥した成形体を取り出してクラックの発
生を調べたが、側面にクラックが生じていた。

【０１１７】さらに、実施例１と同様にして完全乾燥し
た。

【０１１８】成形体密度を測定したところ、３．４１ｇ
／ｃｍ³であった。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、鋳込みに用いるスラリ
ーの粘度・粒度分布を制御することにより、成形体密度
を飛躍的に向上させることができる。その結果、従来、
問題視されていた乾燥時のクラックは、発生しなくな
り、さらに、焼結時の収縮を抑えることで、焼結割れや
反り・曲がりが改善された。これにより、製品歩留まり
が向上するという追加効果も得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G030 AA34 AA39 BA02 BA15 GA11 GA14 GA16 GA18 GA20 4G052 CA05 CA09 CB14 4K029 BA45 BA50 BC09 DC05 DC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形体密度が３．５ｇ／ｃｍ³以上であ
るＩＴＯ大型成形体の作製方法であり、酸化インジウム
粉末と酸化錫粉末との混合粉末、または酸化インジウム
・酸化錫化合物粉末が機械的に解砕されて、最大粒径が
１μｍ以下であり、粒度分布の累積の９０％にあたる粒
径が０．５０〜０．７８μｍの範囲内にあり、粒度分布
の累積の５０％にあたる粒径が０．４０〜０．６１μｍ
の範囲内にある粒度分布で、水および有機分散剤に混合
されているスラリーを得て、加圧鋳込み成形を行い、乾
燥して得ることを特徴とするＩＴＯ大型成形体の作製方
法。
【請求項２】前記スラリーのスラリー粘度が、５〜１
５ｄＰａ・ｓ（／２５℃）に調整されることを特徴とす
る請求項１に記載のＩＴＯ大型成形体の作製方法。