JP2008063186A - 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子 - Google Patents

錫ドープ酸化インジウムナノ粒子 Download PDF

Info

Publication number
JP2008063186A
JP2008063186A JP2006242794A JP2006242794A JP2008063186A JP 2008063186 A JP2008063186 A JP 2008063186A JP 2006242794 A JP2006242794 A JP 2006242794A JP 2006242794 A JP2006242794 A JP 2006242794A JP 2008063186 A JP2008063186 A JP 2008063186A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tin
ito
indium oxide
nanoparticles
doped indium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006242794A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5074727B2 (ja
Inventor
Youichi Kamikooriyama
洋一 上郡山
Kei Anai
圭 穴井
Shigeki Nakayama
茂樹 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority to JP2006242794A priority Critical patent/JP5074727B2/ja
Priority to PCT/JP2007/060865 priority patent/WO2008029543A1/ja
Priority to KR1020097003513A priority patent/KR20090103990A/ko
Priority to TW096120642A priority patent/TW200812914A/zh
Publication of JP2008063186A publication Critical patent/JP2008063186A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5074727B2 publication Critical patent/JP5074727B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G15/00Compounds of gallium, indium or thallium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022466Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H01L31/022475Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • C01P2002/54Solid solutions containing elements as dopants one element only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/62L* (lightness axis)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/63Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values a* (red-green axis)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/64Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values b* (yellow-blue axis)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

【課題】電気抵抗が低く且つその経時変化が少ない透明導電膜の形成に特に好適なITOナノ粒子を提供すること。
【解決手段】錫ドープ酸化インジウムナノ粒子は、透過型電子顕微鏡による観察で測定された一次粒子の平均粒径が5〜100nmであり、ピクノメーター法で測定された真密度が6.8〜7.2g/cm3であることを特徴とする。300℃大気焼成後の圧粉抵抗値が2Ω・cm未満であり、引き続き室温で300時間保存した後の圧粉抵抗値の変化率が10%以下であることが好ましい。
【選択図】図2

Description

本発明は、透明電極や電磁波シールドの材料として特に好適に用いられる錫ドープ酸化インジウム(以下、ITOという)ナノ粒子に関する。
ITOを用いた透明導電膜の製造方法には、ITOをターゲットとして用い、スパッタリングにより基板上に薄膜を形成する方法が知られている。この方法で製造された透明導電膜は、電気抵抗が低く且つ抵抗の経時変化が少ないという点において優れたものである。しかしこの方法は薄膜の形成に時間を要し、生産性が良いとは言えない。また、高真空の装置が必要となるので、製造経費を要し経済的とは言えない。
ITOを用いた透明導電膜の別の製造方法として、ITOの粉末を溶媒及びバインダ等と混合してインク化し、これを基板上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を焼成する方法が知られている。この方法は、前記の方法に比較して生産性が良く、経済的にも有利である。しかし、電極の電気抵抗が比較的高く、また時間の経過と共に抵抗が上昇しやすい傾向にある。
このような状況下、本出願人は先に高導電性であり、経時変化による導電性の劣化が少なく且つ光線に対する高い透過性を有するITO薄膜の形成が可能なITO粉末を提案した(特許文献1及び2参照)。しかしながら、高性能な透明導電膜に求められる特性はとどまるところを知らず、これまでよりも一層低抵抗で且つ抵抗の経時変化の少ないITO薄膜が求められている。
特開平11−157837号公報 特開2002−68744号公報
従って本発明の目的は、前述した従来技術よりも更に種々の性能が向上したITOナノ粒子を提供することにある。
本発明は、透過型電子顕微鏡による観察で測定された一次粒子の平均粒径が5〜100nmであり、ピクノメーター法で測定された真密度が6.8〜7.2g/cm3であることを特徴とするITOナノ粒子を提供するものである。
本発明によれば、電気抵抗が低く且つその経時変化が少ない透明導電膜の形成に特に好適なITOナノ粒子が提供される。
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明のITOはナノ粒子の形態をしている。具体的には、本発明のITOは、透過型電子顕微鏡(以下、TEMという)による観察で測定された一次粒子の平均粒径が5〜100nm、好ましくは10〜60nm、更に好ましくは20〜50nmの粒子である。このようなナノ粒子を原料として調製されたインク等の塗布液を、基材に塗布して形成された塗膜は、その微細な粒径に起因して高い透明性を有するものとなる。一次粒子の平均粒径は、TEMによって撮影された粒子の写真を用い、個々の粒子のうち最も長い部分の長さを測定し、その平均値を算出することで求められる。測定に用いられるサンプル数はN=30以上とする。
従来、上述の範囲の粒径を有するITOナノ粒子は、還元雰囲気下での焼成によって製造されていた。還元雰囲気下での焼成とは、例えば特許文献2に記載されているように、インジウム塩及び錫塩を含む酸性水溶液にアルカリ水溶液を添加することにより共沈水酸化物を析出させ、洗浄し、固液分離した後、微還元性雰囲気下、300〜1000℃で一次焼成を行い、引き続き微還元性雰囲気又は不活性雰囲気下、600〜1000℃で二次焼成することを言う。このような方法で製造されたITOナノ粒子は、その製造方法に起因して酸素欠損が生じている。酸素欠損は、ITOナノ粒子の導電性を高める観点からは有利ではあるものの、その反面、時間の経過と共に導電性が低下する現象が観察される。これに対して本発明のITOナノ粒子は、従来のITOナノ粒子と異なり、時間の経過による導電性の低下が抑制されたものである。この理由は次の通りである。
従来の還元雰囲気下での焼成によって製造されていたITOナノ粒子は、酸素欠損を有しているので、完全酸化体とはなっていない。これに対し本発明のITOナノ粒子は、完全酸化体又はそれに近く、その構造は非常に安定である。その結果、外部環境からの影響を受けづらく、時間の経過による導電性の低下が抑制されたものとなる。
ITOナノ粒子を完全酸化体又はそれに近い構造とするためには、焼成を高温で行えばよい。しかし高温焼成を行うと、ナノ粒子の溶融に起因して粒子どうしが融着してしまい、もはやナノ粒子とは呼べない程度に粒径の大きな粒子となってしまう。そのような粒径の大きなITO粒子を原料としてインク等の塗布液を調製しても、ITO粒子の分散性が良好でないために均一な塗布液とすることができない。またそのような塗布液から塗膜を形成しても、該塗膜の透明性は十分に高いものとはならない。しかも該塗膜は表面平滑性にも劣るものとなる。このように、従来の技術では、完全酸化体又はそれに近い構造を有するITOナノ粒子を得ることができなかった。換言すれば、ITOをナノ粒子にすることと、ITOを完全酸化体にすることは、二律背反の関係にあった。これに対して本発明によれば、驚くべきことに、後述する瞬間焼成法により酸化雰囲気下での焼成を行うことによって、ナノ粒子の微細な粒径を損なうことなく完全酸化体ないしそれに近い構造のITOナノ粒子を得ることができる。
ITOが完全酸化体又はそれに近い構造であることは、ITOの真密度を尺度として判断することができる。本発明におけるITOナノ粒子の真密度は6.8〜7.2g/cm3である。この範囲の真密度は、ITOの完全酸化体又はそれに近い構造を有しているものであると当該技術分野において共通に認識されている材料であるITOのバルク体の真密度の範囲とほぼ重複している。つまり、本発明のITO粒子は、ナノ粒子でありながら、完全酸化体又はそれに近い構造を有している。
本発明においてITOナノ粒子の真密度はピクノメーター法によって測定される。具体的な測定の手順は、JIS R1620(ファインセラミックス粉末の粒子密度測定方法)に準拠した。
本発明におけるITOナノ粒子は、微小な単結晶が集合してなる多結晶集合体である。この単結晶は一般に結晶子と呼ばれており、多結晶集合体は一次粒子と呼ばれている。本発明者らの検討によれば、結晶子径が一次粒子径に近ければ近いほど、時間の経過による導電性の低下を防止し得ることが判明している。この観点から、本発明のITOナノ粒子は、一次粒子の平均粒径が上述の範囲内であることを条件として、結晶子径が2〜70nm、特に15〜35nmであることが好ましい。結晶子径はITOナノ粒子のX線回折から測定される。
時間の経過による導電性の低下が抑制された本発明のITO粒子は、300℃大気焼成後の圧粉抵抗値が好ましくは2Ω・cm未満、更に好ましくは3×10-1Ω・cm未満であり、引き続き室温(25℃,相対湿度50%)で300時間保存した後の圧粉抵抗値の変化率が好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下であるという優れた特性を示すものとなる。圧粉抵抗値の測定方法は、後述する実施例において説明する。
本発明のITOナノ粒子は、一次粒子の平均粒径が上述の範囲内であり、且つ好適には後述する瞬間焼成法によって製造されたものなので、その比表面積が大きいことでも特徴付けられる。本発明のITOナノ粒子は、BET法で測定された比表面積が好ましくは15〜35m2/g、更に好ましくは20〜30m2/gという大きな比表面積を有するものである。本発明のITO粒子がこのような範囲の比表面積を有することは、粒子の融着が瞬間焼成のために抑制されていること、即ち高温焼成工程を経ても、一次粒子径がナノオーダーであることを意味する。よって得られたナノ粒子によれば、これを溶媒中に高分散させ易いという有利な効果が奏される。
完全酸化体又はそれに近い構造を有する本発明のITOナノ粒子は、外観の面からも、従来のITOナノ粒子と異なるものである。酸素欠損を有する従来のITOナノ粒子は、青色系や黄色系の外観を呈するものであるのに対し、本発明のITOナノ粒子はうぐいす色系の外観を呈している。このように外観が異なる理由は明確ではないが、完全酸化体又はそれに近い構造を有する本発明のITOナノ粒子は、その構造に起因してITO結晶の格子定数や構造中の欠陥量が従来のITOナノ粒子と異なるためであると本発明者らは推測している。本発明のITOナノ粒子が呈する色を、L*a*b*系表色系色座標(光源:D65、視野角:10°)で表すと、L値が60〜85、特に70〜80であり、a値が−5〜−30、特に−5〜−15であり、b値が−5〜30、特に10〜20であることが好ましい。
本発明のITOナノ粒子は、酸化錫が添加された酸化インジウムからなる。ITOナノ粒子におけるSnの含有量は、SnO2換算で好ましくは2〜20重量%、更に好ましくは5〜10重量%である。Snの含有量をこの範囲内に設定することで、Snの固溶を十分とした上でITOの導電性を向上させることができる。
本発明のITOナノ粒子は、その一次粒子の形状に特に制限はなく、球状や針状であり得る。
次に、本発明のITOナノ粒子の好適な製造方法について説明する。本製造方法は急速加熱及び急速冷却工程を含む瞬間焼成法によって特徴付けられる。具体的には、完全酸化状態にないITOの原料ナノ粒子を、酸素雰囲気下、該ITOの完全酸化が可能な温度以上で且つ該ITO中の錫が昇華する温度未満の温度範囲で、瞬間焼成する方法を採用することによって目的とするITO粒子を得ることができる。
本製造方法における急速加熱の速度は500〜20000℃/秒、特に1000〜10000℃/秒であることが、原料のナノ粒子の融着を防止する観点から好ましい。同様の理由により、急速冷却の速度は、500〜20000℃/秒、特に1000〜10000℃/秒であることが好ましい。焼成時間についても、原料のナノ粒子の融着を防止する観点から短時間であることが好ましく、具体的には0.001〜10秒、特に0.01〜1秒であることが好ましい。
原料のナノ粒子は、焼成中、静置状態に置かれてもよく、或いは流動状態に置かれてもよい。原料のナノ粒子の融着を一層効果的に防止する観点からは、流動状態下に焼成を行うことが好ましい。
焼成の雰囲気は上述の通り酸素雰囲気であるところ、この雰囲気は100%酸素の雰囲気であることを要せず、酸素の他に窒素等の不活性ガスが少量、例えば20体積%を上限として含まれていてもよい。尤も、原料のITOナノ粒子を完全酸化体又はそれに近い状態にまで確実に酸化させる観点からは、100%酸素の雰囲気下に焼成を行うことが好ましい。
焼成温度は上述の通り、原料のITOの完全酸化が可能な温度以上で且つ該ITO中の錫が昇華する温度未満の範囲とする。この温度範囲は、急速加熱及び急速冷却の速度や焼成時間にもよるが、一般に1000〜1600℃、特に1300〜1500℃であることが好適である。なお、この温度は原料ナノ粒子の温度そのものではなく、焼成炉の加熱温度のことである。
本製造方法に用いられる原料であるITOのナノ粒子は完全酸化状態にないものである。このようなITOは、先に述べた共沈水酸化物の焼成によって容易に製造できる。その具体的な手順は先に述べた通りなので、ここでは重ねて説明しない。完全酸化状態にないITOは一般に青色系や黄色系の色を呈している。なお、完全酸化状態にないITOのナノ粒子の製造方法がこれに限られないことは言うまでもない。
図1には、本発明の製造方法を実施するために好適に用いられる装置の一例が示されている。この装置10は縦型焼成炉11を基本構成としている。焼成炉11は筒状であり、その高さ方向の一部に加熱手段12を備えた焼成ゾーン13を有している。焼成炉11内には、該焼成炉11の高さとほぼ同様の長さを有し、且つ所定の内径を有する管体14が配置されている。管体14は、その周囲が上述の加熱手段12によって取り囲まれている。管体14としては熱伝導性の低い耐火材料を用いることが、原料ナノ粒子の急速加熱及び急速冷却を首尾良く行う点から好ましい。そのような材料として例えばアルミナを用いることができる。
管体14はその上下が開孔している。管体14の上端の開口部は、ホッパー15に接続されている。ホッパー15内には、原料である完全酸化状態にないITOのナノ粒子が仕込まれている。ホッパー15の下端部には電磁フィーダー(図示せず)が取り付けられており、所定量の原料ナノ粒子が管体14内に投入されるようになっている。また管体14の上端付近には、酸素ガスの導入口16が設けられている。図示しない酸素ガス源から供給された酸素ガスは導入口16を通じて管体14内に導入され、管体14内を上から下に向けて流通する。
以上の構成を有する装置10を用いたITOナノ粒子の製造方法について説明すると、ホッパー15内に仕込まれている原料ナノ粒子は、一定量ずつ管体14内に投入される。この状態では原料ナノ粒子は室温状態にある。管体14内に投入された原料ナノ粒子は重力によって自由落下し、焼成ゾーン13の位置まで到達する。焼成ゾーン13に備えられている加熱手段12によって焼成ゾーン13は所定温度、例えば上述の通り1300〜1400℃に加熱されている。管体14は上述の通り熱伝導性の低い材料から構成されているので、原料ナノ粒子は焼成ゾーン13に到達して初めて加熱される。つまり急速加熱される。急速加熱の速度は既に述べた通りである。
管体14内は酸素ガス雰囲気になっているので、焼成ゾーン13に到達した原料ナノ粒子は、酸素雰囲気下で焼成され、完全酸化体又はそれに近い状態の構造となる。焼成は、原料ナノ粒子が焼成ゾーン13内に通過する間だけ行われる。つまり焼成時間が極めて短い瞬間焼成が行われる。その上、原料ナノ粒子は自由落下による流動状態で焼成ゾーン13を通過する。これらに起因して、原料ナノ粒子の焼成時に粒子どうしが融着することが効果的に防止される。このように、前記の温度範囲に加熱された焼成ゾーン13を通過するように、ITOの原料ナノ粒子を焼成ゾーン13上から自由落下させ、落下した該ナノ粒子を該焼成ゾーン13において瞬間焼成することで、原料ナノ粒子の粒径がほぼ維持されたままで、完全酸化体又はそれに近い構造のITOナノ粒子が得られる。なお、焼成ゾーン13を通過するときの原料ナノ粒子の温度を測定することは極めて困難なので、本発明においては、焼成ゾーン13に備えられている加熱手段12の温度をもって焼成温度に代えている。
管体14が熱伝導性の低い材料から構成されていることは上述の通りであるところ、焼成ゾーン13よりも下側に位置する管体14は、その熱伝導性の低さに起因してほぼ室温状態になっている。従って、焼成ゾーン13を通過したITOナノ粒子は直ちに室温まで冷却される。つまり急速冷却される。これによって焼成後にITOナノ粒子同士が融着することも効果的に防止される。
このようにして製造されたITOナノ粒子は、後述する実施例の結果から明らかなように、一次粒子の融着がほとんど生じておらず、粒成長がほとんど認められない。つまり、原料のナノ粒子の粒径が概ね維持されている。また、本方法で製造されたITOナノ粒子は、その製造方法に起因して、一次粒子どうしの凝集の程度が極めて低い、単分散状態に近いものであるか、又は一次粒子どうしが凝集して二次粒子になっていたとしても、一次粒子どうしの凝集力は弱く、容易に解砕可能な程度にしか凝集していない。従って、前記の方法で製造されたITOナノ粒子を原料としてインク等の塗布液を調製する場合には、該粒子の分散性が良好になる。
このようにして製造されたITOナノ粒子は、例えば各種の溶媒と混合されてインク等の塗布液の形態で用いられる。この塗布液を基材に塗布し所定温度で焼成することで、透明性及び導電性が高い電極や電磁波シールドを得ることができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。
〔実施例1〕
図1に示す装置を用いてITOナノ粒子を製造した。10cmの均熱帯12を有する縦型管状炉11内にアルミナ管14を設置した。このとき、アルミナ管14のほぼ中央部に均熱帯12が位置するようにした。アルミナ管14は全長800mm、外径13mm、内径9mmのものであった。均熱帯12は1380℃に加熱されていた。アルミナ管14内には酸素ガスを100ml/minで上から下に向けて吹き込んだ。ホッパー15に備えられている電磁フィーダーにより原料であるITOナノ粒子を0.5g/minの速度でアルミナ管の上部から投入した。原料ナノ粒子としては、三井金属鉱業株式会社製のパストランITO(TYPE−B)を用いた。このITO粒子は還元処理された青色系のものであり、Snの含有量がSnO2換算で8重量%、一次粒子の平均粒径が30nmであった。原料ナノ粒子はアルミナ管内を自由落下し、均熱帯12を通過するときに瞬間焼成された。このようにして得られたITOナノ粒子はうぐいす色を呈していた。
得られたITOナノ粒子について、上述の方法で一次粒子の平均粒径及び真密度を測定したところ、平均粒径は40nm、真密度は7.18g/cm3であった。またX線回折測定を行い、シェラー法により結晶子径の算出を行った結果、25nmであった。更にBET多点法により比表面積測定を行った結果、26.7m2/gであった。更に、色座標を測定した結果、L*:77.4、a*:−11.1、b*:17.1であった。
更に、得られたITOナノ粒子を15kN/cm2の圧力で1分間プレスし、直径16mm、厚み1.5mmペレットを作製した。このペレットを300℃で、1時間大気中で焼成した。このようにして得られたペレットの抵抗値を四探針法により測定した結果、1.96×10-1Ω・cmであった。引き続き室温で300時間保存した後、抵抗値を再測定したところ、1.97×10-1Ω・cmであり、経時的な抵抗上昇はみられなかった。
以上の結果をまとめて以下の表1に示す。同表には、原料のITOナノ粒子について行った同様の測定結果も示されている。更に図2に、原料ITOナノ粒子及び本実施例で得られたITOナノ粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)像を示す。図2に示す結果から明らかなように、得られたITOナノ粒子には、粒子どうしの融着が起こっておらず、原料ナノ粒子の粒径がほぼ維持されていることが判る。
〔比較例1〕
実施例1で用いた原料ITOナノ粒子(三井金属鉱業株式会社製のパストランITO(TYPE−B))を、大気中、静置炉で焼成した。昇温速度は600℃/分、焼成温度は1380℃、焼成時間は1分とした。焼成後の冷却は自然冷却とした。このようにして得られたITOのSEM像を図3に示す。図3は図2と同倍率である。図3に示す結果から明らかなように、得られたITOにおいては原料ナノ粒子の融着が甚だしく、もはやナノ粒子と呼べない状態になっていることが判る。
本発明のITOナノ粒子の製造に工程に用いられる装置を示す模式図である。 実施例1で用いた原料ナノ粒子及び同実施例で得られたITO粒子のSEM像である。 比較例1で得られたITOのSEM像である。
符号の説明
10 製造装置
11 縦型焼成炉
12 加熱手段
13 焼成ゾーン
14 管体
15 ホッパー

Claims (6)

  1. 透過型電子顕微鏡による観察で測定された一次粒子の平均粒径が5〜100nmであり、ピクノメーター法で測定された真密度が6.8〜7.2g/cm3であることを特徴とする錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
  2. 300℃大気焼成後の圧粉抵抗値が2Ω・cm未満であり、引き続き室温(25℃,相対湿度50%)で300時間保存した後の圧粉抵抗値の変化率が10%以下である請求項1記載の錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
  3. X線回折で測定された結晶子径が2〜70nmであり、BET法によって測定された比表面積が15〜35m2/gである請求項1又は2記載の錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
  4. L*a*b*系表色系色座標においてL値が60〜85、a値が−5〜−30、b値が−5〜30である請求項1ないし3の何れかに記載の錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
  5. Snの含有量が、SnO2換算で2〜20重量%である請求項1ないし4の何れかに記載の錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
  6. 完全酸化状態にない錫ドープ酸化インジウムナノ粒子の原料粉末を、酸素雰囲気下、該錫ドープ酸化インジウムの完全酸化が可能な温度以上で且つ該錫ドープ酸化インジウム中の錫が昇華する温度未満の温度範囲で、瞬間焼成して得られたものである請求項1ないし5の何れかに記載の錫ドープ酸化インジウムナノ粒子。
JP2006242794A 2006-09-07 2006-09-07 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子 Expired - Fee Related JP5074727B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006242794A JP5074727B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子
PCT/JP2007/060865 WO2008029543A1 (ja) 2006-09-07 2007-05-29 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子
KR1020097003513A KR20090103990A (ko) 2006-09-07 2007-05-29 주석 도프 산화인듐 나노입자
TW096120642A TW200812914A (en) 2006-09-07 2007-06-08 Tin-doped indium oxide nanoparticle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006242794A JP5074727B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008063186A true JP2008063186A (ja) 2008-03-21
JP5074727B2 JP5074727B2 (ja) 2012-11-14

Family

ID=39156988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006242794A Expired - Fee Related JP5074727B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5074727B2 (ja)
KR (1) KR20090103990A (ja)
TW (1) TW200812914A (ja)
WO (1) WO2008029543A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010007105A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 高結晶性金属又は金属酸化物粒子の製造方法。
JP2011523928A (ja) * 2008-05-27 2011-08-25 イノブナノ−マテリアイス アバンサドス,ソシエダッド アノニマ ナノメートルサイズのセラミック材料、その合成法及びその使用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109279873B (zh) * 2018-11-21 2021-05-25 郑州大学 氧化铟锡靶材的超低温制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01290527A (ja) * 1988-05-16 1989-11-22 Tosoh Corp 透明導電性顔料及びその製造方法
JPH11157837A (ja) * 1997-12-02 1999-06-15 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Ito微粉末及びその製造方法
JP2002068744A (ja) * 2000-08-30 2002-03-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 酸化錫添加酸化インジウム粉末及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01290527A (ja) * 1988-05-16 1989-11-22 Tosoh Corp 透明導電性顔料及びその製造方法
JPH11157837A (ja) * 1997-12-02 1999-06-15 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Ito微粉末及びその製造方法
JP2002068744A (ja) * 2000-08-30 2002-03-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 酸化錫添加酸化インジウム粉末及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523928A (ja) * 2008-05-27 2011-08-25 イノブナノ−マテリアイス アバンサドス,ソシエダッド アノニマ ナノメートルサイズのセラミック材料、その合成法及びその使用
JP2010007105A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 高結晶性金属又は金属酸化物粒子の製造方法。

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090103990A (ko) 2009-10-05
WO2008029543A1 (ja) 2008-03-13
WO2008029543A8 (ja) 2009-06-04
TW200812914A (en) 2008-03-16
JP5074727B2 (ja) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5071800A (en) Oxide powder, sintered body, process for preparation thereof and targe composed thereof
TWI419838B (zh) Ito粉末及其製造方法,ito導電膜用塗料,暨透明導電膜
JP4613362B2 (ja) 導電ペースト用金属粉および導電ペースト
TWI778997B (zh) 銅粉、該銅粉的製造方法、使用該銅粉之導電性糊、及使用該導電性糊之導電性膜的製造方法
KR102512682B1 (ko) 산화루테늄 분말, 후막 저항체용 조성물, 후막 저항체용 페이스트 및 후막 저항체
JP4617499B2 (ja) Ito粉体およびその製造方法、透明導電材用塗料、並びに透明導電膜
TWI803486B (zh) 銅粒子及其製造方法
JPWO2018190246A1 (ja) 銅粒子混合物及びその製造方法、銅粒子混合物分散液、銅粒子混合物含有インク、銅粒子混合物の保存方法及び銅粒子混合物の焼結方法
WO2016043051A1 (ja) ナノサイズの真球状フェライト粒子及びその製造方法
JP3936655B2 (ja) インジウム酸化物粉末、その製造方法及びこれを使用した高密度インジウム錫酸化物ターゲットの製造方法
JPH07258836A (ja) アルミニウムドープ酸化亜鉛焼結体およびその製造方法並びにその用途
JP5074727B2 (ja) 錫ドープ酸化インジウムナノ粒子
KR100670621B1 (ko) 주석-함유 산화인듐, 이의 제조 방법, 그 산화인듐을사용하는 코팅액, 및 그 산화인듐으로부터 형성된 전기전도성 코팅물
JP2008230915A (ja) 導電性酸化亜鉛粒子及びその製造方法
JP4879762B2 (ja) 銀粉の製造方法及び銀粉
KR101236246B1 (ko) 구리 분말
JP4111425B2 (ja) 導電ペースト用の銅粉及びその銅粉を用いた導電ペースト並びにその導電ペーストを用いた導体を含んだチップ部品
JP2007197836A (ja) ニッケル粉
JP5285412B2 (ja) 錫ドープ酸化インジウム粒子及びその製造方法
JP3945740B2 (ja) ニッケル粉
JP5123755B2 (ja) 高結晶性金属又は金属酸化物粒子の製造方法。
JP4150638B2 (ja) 無機酸化物コート金属粉及びその無機酸化物コート金属粉の製造方法
JPH02297813A (ja) 酸化物焼結体及びその製造方法並びにそれを用いたターゲット
JPH02297812A (ja) 酸化物焼結体及びその製造方法並びにそれを用いたターゲツト
JP6952051B2 (ja) 赤外線遮蔽材、及び酸化スズ粒子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090901

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120720

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120814

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150831

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees