JP3373898B2 - Transparent conductive film and method of manufacturing the same - Google Patents

Transparent conductive film and method of manufacturing the same

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JP3373898B2
JP3373898B2 JP19046393A JP19046393A JP3373898B2 JP 3373898 B2 JP3373898 B2 JP 3373898B2 JP 19046393 A JP19046393 A JP 19046393A JP 19046393 A JP19046393 A JP 19046393A JP 3373898 B2 JP3373898 B2 JP 3373898B2
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conductive film
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film
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent conductive film and its manufacturing method.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device can be made lighter and thinner, and has a low driving voltage, so that it is actively introduced into OA equipment such as personal computers and word processors. Then, the liquid crystal display device having the above-mentioned advantages inevitably has a large area,
There is a demand for high-quality liquid crystal display devices having no display defects in the direction of increasing the number of pixels and increasing the definition. One of the important factors for obtaining a high quality liquid crystal display element is a transparent electrode, and an ITO film is currently the mainstream of this transparent electrode.

【0003】[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。
However, the ITO is
The film has a relatively low moisture resistance, and has a drawback that its transparency is easily deteriorated by moisture. Further, in order to obtain an element or device having a high electric field response, it is desired to use a transparent conductive film having a high electron mobility. It is an object of the present invention to provide a transparent conductive film having a higher electron mobility and a higher moisture resistance than an ITO film, and a method for manufacturing the same.

【0004】[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、実質的にスピネ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)。
The transparent conductive film of the present invention which achieves the above object is characterized by being substantially composed of a compound having a spinel structure (hereinafter, this transparent conductive film is referred to as a transparent conductive film I). That).

【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
プされたスピネ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スピネ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)。
Another transparent conductive film of the present invention which achieves the above object is Sn, Al, Sb, Ga, In and Ge.
Consisting essentially of a spinel structure compound doped with at least one element selected from the group consisting of, and the doping amount of said element being 20 at% or less based on the total amount of the cation elements constituting said spinel structure compound. (Hereinafter, this transparent conductive film is referred to as a transparent conductive film).
II).

【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、スピネ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)。
On the other hand, in the method for producing a transparent conductive film of the present invention which achieves the above object, a coating solution in which a predetermined amount of a basic starting material of a spinel structure compound is dissolved is prepared, and the coating solution is applied to a substrate and baked. Then, reduction treatment is performed (hereinafter, this method is referred to as method I).

【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、スピネ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、ス
ピネル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に対す
る前記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)。
Another method for producing a transparent conductive film of the present invention that achieves the above object is to provide a predetermined amount of a basic starting material for a spinel structure compound, Sn compound, Al compound, Sb compound, Ga compound, In compound and A coating solution is prepared by dissolving at least one dope raw material selected from the group consisting of Ge compounds so that the ratio of the dope element to the total amount of the cation elements constituting the spinel structure compound is 20 at% or less. The coating solution is applied to a substrate, baked, and then subjected to a reduction treatment (hereinafter, this method is referred to as Method II).

【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スピネル構造化合物から
なるものである。ここで、「実質的にスピネル構造化合
物からなる」とは、純粋なスピネ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、スピネル構造化合物を
構成するカチオンの酸化物や非晶質成分を、例えば50
wt%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、In
2 3 、Sb2 3 、Sb2 5 、SnO2 等が挙げら
れる。スピネル構造化合物の具体例としてはZnIn2
4 、Sb2 Zn7 12、Zn4 InSbO8 、SnZ
2 4 等が挙げられる。透明導電膜Iは1種類のスピ
ネル構造化合物からなっていてもよいし、2種類以上の
スピネル構造化合物からなっていてもよい。
The present invention will be described in detail below. First, the transparent conductive film I of the present invention will be described. The transparent conductive film I is substantially composed of a spinel structure compound as described above. Here, “substantially consisting of a spinel structure compound” means not only a pure spinel structure compound but also a substance containing impurities that are unavoidably mixed in the manufacturing process. In addition, the cation oxide or amorphous component constituting the spinel structure compound is converted to, for example, 50
The content may be less than wt%, preferably less than 20 wt%. Examples of cation oxides include ZnO and In
2 O 3, Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5, SnO 2 and the like. Specific examples of the spinel structure compound include ZnIn 2
O 4 , Sb 2 Zn 7 O 12 , Zn 4 InSbO 8 , SnZ
n 2 O 4 and the like can be mentioned. The transparent conductive film I may be composed of one kind of spinel structure compound or may be composed of two or more kinds of spinel structure compounds.

【0009】このようなスピネ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50cm2 /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。
The transparent conductive film I substantially made of such a spinel structure compound has practically sufficient conductivity and excellent visible light transmittance. The decrease in visible light transmittance due to moisture is smaller than that in the ITO film. Further, the electron mobility is as high as about 50 cm 2 / V · sec or more.
The transparent conductive film I can be manufactured by various methods such as a sputtering method and a CVD method. However, since the composition can be accurately and easily controlled, the method I of the present invention described later will be described.
It is preferable to manufacture by.

【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スピネル構造
化合物から実質的になり、前記元素のドープ量が前記ス
ピネ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
類のスピネル構造化合物からなっていてもよいし、2種
類以上のスピネ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、スピネ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。
Next, the transparent conductive film II of the present invention will be described. This transparent conductive film II is composed of Sn, A as described above.
at least one element selected from the group consisting of 1, Sb, Ga, In and Ge. The spinel structure compound is substantially composed of a spinel structure compound doped with at least one element. It is characterized in that it is 20 at% or less with respect to the total amount. This transparent conductive film II may be made of one kind of spinel structure compound as in the transparent conductive film I described above, or may be made of two or more kinds of spinel structure compounds. Further, as in the case of the transparent conductive film I, the oxide or amorphous component of the cation which constitutes the spinel structure compound is, for example, 50 wt%.
The content may be 20 wt% or less, preferably.

【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、
スピネ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、スピネル構造化合物がZn4
nSbO8 から主としてなる場合には、このスピネル構
造化合物の基本構成元素でないSn,Al,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
更に含有させることが好ましい。
Here, the reason why the doping amount of the element is limited to 20 at% or less as described above is that if it exceeds 20 at%, ion scattering occurs and the conductivity of the film decreases too much. The doping amount of the element is preferably 1 to 10 at%, particularly preferably 2 to 10 at%. The doping element is
It is preferable that the spinel structure compound is not a basic constituent element. For example, the spinel structure compound is Zn 4 I.
When mainly composed of nSbO 8, it is preferable to further contain at least one element selected from the group consisting of Sn, Al, Ga and Ge, which is not a basic constituent element of the spinel structure compound.

【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5
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。
A transparent conductive film II consisting essentially of the above compound
Has an excellent visible light transmittance, and is approximately 5
It has an electron mobility of 0 cm 2 / V · sec or more. The decrease in visible light transmittance due to moisture is smaller than that in the ITO film. Further, its conductivity is substantially equal to or higher than that of the transparent conductive film I because it is substantially composed of a compound in which the transparent conductive film I described above is doped with an element having a positive trivalence or higher valence. This transparent conductive film II can also be manufactured by various methods, but for the same reason as the above-mentioned transparent conductive film I, it is preferably manufactured by the method II of the present invention described later.

【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は前述したようにスピネ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、上述したスピネル構造化
合物の基本出発原料の他に、溶剤および溶液の安定化剤
を含む。
Next, the method I and the method II of the present invention will be described. First, the method I of the present invention will be described.
This method I is characterized by preparing a coating solution in which a predetermined amount of the basic starting material of the spinel structure compound is dissolved as described above, applying the coating solution to a substrate, baking it, and then performing a reduction treatment. is there. Method I
The coating solution used in (1) contains a solvent and a solution stabilizer in addition to the basic starting materials for the spinel structure compound described above.

【0014】ここで、スピネル構造化合物の基本出発原
料の種類は目的とするスピネル構造化合物に応じて適宜
選択される。スピネル構造化合物の具体例としてはZn
In2 4 、Sb2 Zn7 12、Zn4 InSbO8
SnZn2 4 等があげられるが、例えば、目的とする
スピネル構造化合物がZn4 InSbO8 である場合に
は、基本出発原料として亜鉛化合物とインジウム化合物
とアンチモン化合物とをZnとInとSbの割合が所定
の化学量論比(=4:1:1)となるように秤量して使
用する。また、目的とするスピネル構造化合物がSnZ
2 4 である場合には、基本出発原料として錫化合物
と亜鉛化合物とをSnとZn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。
Here, the type of basic starting material for the spinel structure compound is appropriately selected according to the intended spinel structure compound. As a specific example of the spinel structure compound, Zn
In 2 O 4 , Sb 2 Zn 7 O 12 , Zn 4 InSbO 8 ,
Examples thereof include SnZn 2 O 4 and the like. For example, when the target spinel structure compound is Zn 4 InSbO 8 , the ratio of Zn, In and Sb is zinc compound, indium compound and antimony compound as basic starting materials. Is weighed and used so as to have a predetermined stoichiometric ratio (= 4: 1: 1). In addition, the target spinel structure compound is SnZ
In the case of n 2 O 4 , tin compounds and zinc compounds are weighed and used as basic starting materials so that the ratio of Sn and Zn is a predetermined stoichiometric ratio (= 1: 2).

【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。インジウム(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。
Specific examples of the zinc (Zn) compound used as the basic starting material include zinc carboxylates such as zinc acetate, inorganic zinc compounds such as zinc chloride, zinc fluoride and zinc iodide, and zinc. Examples thereof include zinc alkoxides such as methoxide, zinc ethoxide and zinc propoxide. Specific examples of the indium (In) compound include indium acetate, indium chloride, indium ethoxide, indium propoxide and the like.

【0016】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。そして、錫(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。
Specific examples of the antimony (Sb) compound include antimony chloride (trivalent), antimony chloride (pentavalent),
Examples thereof include trimethoxy antimony, triethoxy antimony, tripropoxy antimony, tributoxy antimony and the like. As specific examples of the tin (Sn) compound, tin acetate (divalent), dimethoxytin, diethoxytin, dipropoxytin, dibutoxytin, tetramethoxytin, tetraethoxytin, tetrapropoxytin, tetrabutoxytin,
Examples thereof include tin chloride (divalent) and tin chloride (tetravalent).

【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。
As a solvent for preparing the above coating solution, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol, and hydrocarbons such as toluene and benzene can be used. . Further, as a solution stabilizer, monoethanolamine, diethanolamine,
Alkanolamines such as triethanolamine can be used.

【0018】方法Iで用いるコーティング溶液の調製
は、スピネ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0.01
〜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。
The coating solution used in Method I can be prepared by mixing a predetermined amount of the basic starting material for the spinel structure compound with a predetermined amount of the solvent and the stabilizer. The mixing order at this time is not particularly limited. The mixing may be stirring and mixing by a conventional method such as a stirrer, and heating may be performed at this time. Stirring time is 0.01
~ 100 hours is preferred. If it is less than 0.01 hours, it is difficult to obtain a uniform transparent solution. On the other hand, if it exceeds 100 hours, the economy becomes poor. Particularly preferable stirring time is 0.1 to 100 hours. When heating at the time of stirring, the heating temperature is preferably 100 ° C or lower. 1
When the temperature exceeds 00 ° C, the solvent evaporates and the solution concentration changes.

【0019】コーティング溶液における、スピネル構造
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。スピネル構造化合物の基本出
発原料の特に好ましい濃度は0.1〜10 mol%であ
る。
The concentration of the basic starting material of the spinel structure compound in the coating solution is 0.01 to 10 mol%.
It is preferable that If it is less than 0.01 mol%, the film thickness per coating is small, and a large number of coatings are required to obtain a desired film thickness, resulting in poor economic efficiency. On the other hand, if it exceeds 10 mol%, the film thickness becomes uneven during coating. A particularly preferable concentration of the basic starting material for the spinel structure compound is 0.1 to 10 mol%.

【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。
The concentration of the stabilizer in the coating solution is preferably 0.01 to 10 mol%. 0.
If it is less than 01 mol%, it becomes difficult to dissolve the basic starting material in a solvent. On the other hand, if it exceeds 10 mol%, carbon generated by decomposition of the stabilizer during baking will remain in the film even after baking, and the conductivity of the film will be reduced. A particularly preferable concentration of the stabilizer is 0.1 to 10 mol%.

【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。
In Method I, the coating solution prepared as described above is applied to the substrate and then baked. Although various substrates can be used depending on the application, examples of the transparent substrate include alkali glass, non-alkali glass, quartz glass, and transparent polymer.
The substrate may have an undercoat layer. Specific examples of the undercoat layer include ZnO, SiO 2 , T
A thin film such as iO 2 may be used. The coating method is not particularly limited, and various methods that have been conventionally applied when producing a thin film from a solution can be used. Specific examples include a spray method, a dipping method, a spin coating method and the like.

【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
するスピネル構造化合物の生成が困難である。一方、1
000℃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。
As the firing method, atmospheric pressure firing, vacuum firing, pressure firing or the like can be applied. Firing temperature is 5
The temperature is preferably 00 to 1000 ° C. If the temperature is lower than 500 ° C, it is difficult to produce the target spinel structure compound. On the other hand, 1
If it exceeds 000 ° C, the film composition is likely to change. A particularly preferable firing temperature is 600 to 900 ° C. The firing time is
Although depending on the firing temperature, 0.01 to 10 hours is preferable.
If it is less than 0.01 hours, the carbon generated by the decomposition of the solvent or the stabilizer remains in the film even after firing, and the conductivity of the film is lowered. On the other hand, if it exceeds 10 hours, the economy becomes poor. A particularly preferable firing time is 0.1 to 10 hours.

【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スピネル構造化
合物が得られない。特に好ましい仮焼温度は300〜6
00℃である。
When the desired film thickness cannot be obtained by performing the operation of coating and baking only once,
It is preferable to perform the operation of calcining after coating a required number of times and then performing the main calcination. The temperature for calcination is 3
The temperature is preferably 00 to 1000 ° C. If the temperature is lower than 300 ° C., the carbon generated by the decomposition of the solvent or the stabilizer remains in the film even after the calcination, which lowers the conductivity of the film. On the other hand, 1000 ° C
If it exceeds, the composition of the film changes and the intended spinel structure compound cannot be obtained. Particularly preferable calcination temperature is 300 to 6
It is 00 ° C.

【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。
The calcination time varies depending on the calcination temperature, but is preferably 0.01 to 1 hour. In less than 0.01 hours,
Since the solvent or stabilizer does not fly off and remains,
No matter how many times coating and calcination are repeated, the previously coated film will melt at the next coating and the film will not become thick. On the other hand, if it exceeds 1 hour, the economy becomes poor.

【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。
In method I, reduction treatment is performed after firing as described above. As the reduction method, reduction with a reducing gas, reduction with an inert gas, reduction by vacuum firing, or the like can be applied. Hydrogen gas as the reducing gas,
Steam or the like can be used. As the inert gas, nitrogen gas, argon gas, a mixed gas of these gases and oxygen, or the like can be used.

【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。
The reduction temperature is preferably 100 to 600 ° C.
If it is less than 100 ° C, it is difficult to perform sufficient reduction.
On the other hand, when the temperature exceeds 600 ° C., the film composition tends to change. A particularly preferred reduction temperature is 200 to 500 ° C. The reduction time depends on the reduction temperature, but is preferably 0.01 to 10 hours. If it is less than 0.01 hours, it is difficult to perform sufficient reduction. On the other hand, if it exceeds 10 hours, the economy becomes poor. Particularly preferable reduction time is 0.1 to 10 hours.

【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50cm2 /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。
The transparent conductive film I of the present invention which can be produced by the above method I has practically sufficient conductivity and excellent visible light transmittance. The decrease in visible light transmittance due to moisture is smaller than that in the ITO film. Further, the electron mobility is as high as about 50 cm 2 / V · sec or more. The transparent conductive film I can be used as an electrode for various applications such as an electrode for a liquid crystal display element and an electrode for a solar cell.

【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、スピネ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、
スピネル構造化合物を構成するカチオン元素の合量に対
する前記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。
Next, the method II of the present invention will be described.
Method II is, as described above, a predetermined amount of the basic starting material of the spinel structure compound and at least one dope selected from the group consisting of Sn compounds, Al compounds, Sb compounds, Ga compounds, In compounds and Ge compounds. Raw materials and
A coating solution is prepared by dissolving so that the ratio of the dope element to the total amount of the cation elements constituting the spinel structure compound is 20 at% or less, the coating solution is applied to the substrate, baked, and then subjected to reduction treatment. It is characterized by that.

【0029】ここで、前記ドープ元素(Sn,Al,S
n,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。前記元素の割合を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。前記ドープ元素の割合は
1〜10at%が好ましく、2〜10at%が特に好まし
い。
Here, the doping elements (Sn, Al, S
The ratio of (n, Ga, In, Ge) is 20 at% as described above.
The reason for limiting to the following is that if the content exceeds 20 at%, the conductivity of the obtained film is excessively lowered due to ion scattering. By setting the ratio of the above elements to 20 at% or less,
A transparent conductive film having a conductivity equal to or higher than that of the transparent conductive film I can be obtained. The ratio of the doping element is preferably 1 to 10 at%, particularly preferably 2 to 10 at%.

【0030】この方法IIは、スピネ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、スピネル構造化合物
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、スピネ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、スピネル
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。
In this method II, in addition to the basic starting material for the spinel structure compound, at least one doping material selected from the group consisting of Sn compounds, Al compounds, Sb compounds, Ga compounds, In compounds and Ge compounds is used. This is different from Method I described above in that a predetermined amount is dissolved to prepare a coating solution. Other points, namely, the types of basic starting materials for spinel structure compounds and methods for preparing coating solutions,
The type of substrate, the firing method, and the reduction method are the same as those in Method I. The doping element is preferably not a basic constituent element of the spinel structure compound as described in the explanation of the transparent conductive film II. Further, the concentration of the total amount of the basic starting material of the spinel structure compound and the dope material in the coating solution is preferably 0.01 to 10 mol% for the same reason as in Method I, and particularly 0.1 to 0.1 mol%.
10 mol% is preferable.

【0031】方法IIでスピネ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、方法Iの説明の中でスピネル構造化合物の基
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。また、ドープ原料の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。ドープ原料のS
b化合物の具体例としては、方法Iの説明の中でスピネ
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。
As specific examples of the Sn compound as the dope raw material used together with the basic starting material for the spinel structure compound in Method II, the same as those exemplified as the basic starting material for the spinel structure compound in the explanation of Method I can be mentioned. To be Specific examples of the Al compound as the dope raw material include aluminum chloride, trimethoxy aluminum, triethoxy aluminum, tripropoxy aluminum, tributoxy aluminum and the like. Dope raw material S
Specific examples of the compound b are the same as those exemplified as the basic starting material for the spinel structure compound in the explanation of Method I.

【0032】ドープ原料の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。ドープ原料のIn化合物の
具体例としては、方法Iの説明の中でスピネル構造化合
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。そして、ドープ原料の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。
Specific examples of the Ga compound as the dope raw material include gallium chloride (trivalent), trimethoxygallium, triethoxygallium, tripropoxygallium, tributoxygallium and the like. Specific examples of the In compound as the dope material include the same as those exemplified as the basic starting material of the spinel structure compound in the description of Method I. Then, specific examples of the Ge compound as the dope raw material include germanium chloride (tetravalent), tetramethoxygermanium, tetraethoxygermanium, tetrapropoxygermanium, tetrabutoxygermanium and the like.

【0033】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50cm2 /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。
The transparent conductive film II of the present invention which can be produced by the above method II has an excellent visible light transmittance and an electron mobility of about 50 cm 2 / V · sec or more. ing. The decrease in visible light transmittance due to moisture is smaller than that in the ITO film. Further, its conductivity is substantially equal to or higher than that of the transparent conductive film I because it is substantially composed of a compound in which the transparent conductive film I described above is doped with an element having a positive trivalence or higher valence. This transparent conductive film II
Can also be used as electrodes for various applications such as electrodes for liquid crystal display elements and electrodes for solar cells.

【0034】[0034]

【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) スピネル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜鉛
とテトラプロポキシ錫(Sn(OC3 7 4 )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2
5.5gにモノエタノールアミン1.1gとSn(OC
3 7 4 2.2g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1.3g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Snのモル比はZ
n:Sn=2:1であり、ZnとSnの合量の濃度は
0.5 mol/リットル(4 mol%)であった。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Example 1 (Production Example of Transparent Conductive Film I by Method I) Anhydrous zinc acetate and tetrapropoxy tin (Sn (OC 3 H 7 ) 4 ) were used as basic starting materials for a spinel structure compound, and 2-methoxymethanol was used as a solvent. A transparent conductive film I was produced in the following manner based on Method I using monoethanolamine as a stabilizer and a quartz glass plate as a substrate. First, 2-methoxymethanol 2
To 5.5 g, 1.1 g of monoethanolamine and Sn (OC
2.2 g of 3 H 7 ) 4 was added and mixed with stirring for 10 minutes.
A clear solution was obtained. While stirring the transparent solution, 1.3 g of anhydrous zinc acetate was added to the transparent solution and mixed by stirring for 10 minutes to prepare a transparent and uniform coating solution.
The molar ratio of Zn and Sn in this coating solution is Z
n: Sn = 2: 1, and the total concentration of Zn and Sn was 0.5 mol / liter (4 mol%).

【0035】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
-2torr)還元して、目的とする透明導電膜Iを得た。
Next, a quartz glass plate (70 × 20 × 1.5 mm) was dipped in the obtained coating solution to perform dip coating (coating speed: 1.2 cm / min), and then 500 ° C. using an electric furnace. It was calcined for 10 minutes. The above-mentioned operation of performing dip coating and then calcining was repeated 10 times in total, and then main firing was further performed at 800 ° C. for 1 hour. Then, vacuum (1 x 1) at 400 ° C for 2 hours.
0 -2 torr) was reduced to obtain the target transparent conductive film I.

【0036】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、スピネル
構造化合物(SnZn2 4 )から実質的になることが
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20
0nm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。
X of the transparent conductive film I thus obtained
RD (X-ray diffraction, equipment used: Rotaflex RU-
When 200B (manufactured by Rigaku Corporation) was measured, it was confirmed that the compound essentially consisted of a spinel structure compound (SnZn 2 O 4 ). Further, when the film thickness was measured from an electron micrograph of the cross section of the obtained transparent conductive film I, the film thickness was 20.
It was 0 nm. The electron mobility of this transparent conductive film I was measured by the four-terminal method. The results are shown in Table 1. Further, this transparent conductive film I was subjected to a moisture resistance test under the conditions of 40 ° C., 90% RH and a test time of 1000 hours, and the visible light transmittances (test wavelength 380 nm) before and after the test were compared. The results are also shown in Table 1.

【0037】実施例2(方法Iによる透明導電膜Iの製
造例) スピネル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜
鉛、酢酸インジウムおよトリブトキシアンチモンを用意
し、まず、2−メトキシエタノール23.7gにモノエ
タノールアミン2.2gと酢酸インジウム0,9g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、当該透明溶液にトリブトキシア
ンチモン1.0gと無水酢酸亜鉛2.2gを添加し、1
0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、Inお
よびSbのモル比はZn:In:Sb=4:1:1であ
り、ZnとIn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90
0℃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。
Example 2 (Production Example of Transparent Conductive Film I by Method I) Anhydrous zinc acetate, indium acetate and tributoxyantimony were prepared as basic starting materials for a spinel structure compound. First, 23.7 g of 2-methoxyethanol was prepared. 2.2 g of monoethanolamine and 0.9 g of indium acetate were added to and mixed with stirring for 10 minutes to obtain a transparent solution. While stirring the clear solution, 1.0 g of tributoxy antimony and 2.2 g of anhydrous zinc acetate were added to the clear solution, and 1
A transparent and uniform coating solution was prepared by stirring and mixing for 0 minutes. The molar ratio of Zn, In and Sb in this coating solution was Zn: In: Sb = 4: 1: 1 and the total concentration of Zn, In and Sb was 0.5 mol / liter (4 mol%). there were. After this, the main firing temperature is set to 90.
A target transparent conductive film I (film thickness 200 nm) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 0 ° C.

【0038】このようにして得られた透明導電膜IのX
RDを測定したところ、スピネル構造化合物(Zn4
nSbO8 )から実質的に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380n
m)を比較した。これらの結果を表1に示す。
X of the transparent conductive film I thus obtained
When RD was measured, a spinel structure compound (Zn 4 I
It has been confirmed that it is substantially composed of nSbO 8 ). The electron mobility of the transparent conductive film I was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to determine the visible light transmittance before and after the test (test wavelength 380n).
m) were compared. The results are shown in Table 1.

【0039】実施例3(方法Iによる透明導電膜Iの製
造例) スピネル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜鉛
とトリブトキシアンチモンを用意し、まず、2−メトキ
シエタノール24.6gにモノエタノールアミン1.2
gとトリブトキシアンチモン1.5gとを添加し、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2.7
g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=7:2であり、Z
nとSbの合量の濃度は0.5 mol/リットル(4 mol
%)であった。この後は実施例2と同様にして、目的と
する透明導電膜I(膜厚200nm)を得た。
Example 3 (Production Example of Transparent Conductive Film I by Method I) Anhydrous zinc acetate and tributoxyantimony were prepared as basic starting materials for a spinel structure compound. First, 24.6 g of 2-methoxyethanol was added to monoethanolamine. 1.2
g and 1.5 g of tributoxy antimony were added, and 10
After stirring and mixing for a minute, a clear solution was obtained. Next, while stirring the transparent solution, anhydrous zinc acetate 2.7 was added to the transparent solution.
g, and mixed by stirring for 10 minutes to prepare a transparent and uniform coating solution. The molar ratio of Zn to Sb in this coating solution was Zn: Sb = 7: 2, and
The total concentration of n and Sb is 0.5 mol / liter (4 mol
%)Met. After that, the target transparent conductive film I (film thickness 200 nm) was obtained in the same manner as in Example 2.

【0040】このようにして得られた透明導電膜IのX
RDを測定したところ、スピネル構造化合物(Sb2
7 12)から実質的に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。
X of the transparent conductive film I thus obtained
When RD was measured, the spinel structure compound (Sb 2 Z
n 7 O 12 ) was confirmed. Also,
The electron mobility of this transparent conductive film I was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to measure the visible light transmittance before and after the test (test wavelength 380 nm).
Were compared. The results are shown in Table 1.

【0041】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 9 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。
Comparative Example 1 (Production Example of ITO Thin Film) First, 4.0 g of monoethanolamine and 3.8 g of indium acetate were added to 22.2 g of 2-methoxymethanol, and mixed by stirring for 10 minutes to prepare a transparent solution. did. Next, while stirring this transparent solution, Sn is added to the transparent solution.
0.1 g of (OC 4 H 9 ) 2 was added and mixed by stirring for 10 minutes to prepare a transparent and uniform coating solution. The molar ratio of In to Sn in this coating solution is I
n: Sn = 95: 5, and the concentration of the total amount of In and Sn was 0.5 mol / liter (4 mol%). After this,
An ITO thin film (film thickness 200 nm) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the main firing temperature was 500 ° C. The electron mobility of the ITO thin film thus obtained was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to measure the visible light transmittance before and after the test (test wavelength 380).
nm) was compared. The results are shown in Table 1.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】表1から明らかなように、実施例1〜実施
例3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3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。
As is clear from Table 1, each of the transparent conductive films I obtained in Examples 1 to 3 is 80 cm 2 /
It has a high electron mobility of V · sec or more. Also,
The visible light transmittance of these transparent conductive films I is not changed before and after the moisture resistance test, or even if it is detected, it is slightly decreased after the test. From this, it is understood that any of the transparent conductive films I obtained in Examples 1 to 3 has excellent moisture resistance. On the other hand, the electron mobility of the ITO thin film of Comparative Example 1 is as low as 20 cm 2 / V · sec. In addition, the visible light transmittance is significantly lowered after the humidity resistance test, which shows that the moisture resistance is inferior.

【0044】実施例4(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) スピネル構造化合物の基本出発原料として無水酢酸亜鉛
とテトラプロポキシ錫とを、スピネル構造化合物の基本
出発原料とともに用いられるAl化合物としてトリブト
キシアルミニウムを、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。まず、2−
メトキシエタノールと、モノエタノールアミンと、テト
ラプロポキシ錫と、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。
Example 4 (Production Example of Transparent Conductive Film II by Method II) Anhydrous zinc acetate and tetrapropoxy tin were used as basic starting materials for the spinel structure compound, and trihydrate was used as an Al compound used together with the basic starting material for the spinel structure compound. Using butoxyaluminum, 2-methoxyethanol as a solvent, monoethanolamine as a stabilizer, and a quartz glass plate as a substrate, a transparent conductive film II was produced based on Method II as follows. First, 2-
Example 1 using methoxyethanol, monoethanolamine, tetrapropoxy tin, and anhydrous zinc acetate.
30 g of a transparent and uniform solution (corresponding to the coating solution of Example 1) was prepared in exactly the same manner as in.

【0045】次に、この溶液にトリブトキシアルミニウ
ム0.15g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Snのモル比はZn:Sn=2:1
であり、目的とするスピネル構造化合物を構成するカチ
オン元素(Zn、SnおよびAl)の合量に対するドー
プ元素Alの割合[Al/(Zn+Sn+Al)]×1
00は4at%であった。また、コーティング溶液におけ
るZnとSnとAlの合量の濃度は0.5 mol/リット
ル(4 mol%)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。
Next, 0.15 g of tributoxyaluminum was added to this solution and mixed by stirring for 10 minutes to prepare a transparent and uniform coating solution. The molar ratio of Zn and Sn in this coating solution is Zn: Sn = 2: 1.
And the ratio [Al / (Zn + Sn + Al)] × 1 of the doping element Al to the total amount of the cation elements (Zn, Sn and Al) constituting the target spinel structure compound.
00 was 4 at%. The total concentration of Zn, Sn, and Al in the coating solution was 0.5 mol / liter (4 mol%). Thereafter, coating, firing and reduction treatment were performed in the same manner as in Example 1 to obtain the target transparent conductive film II (film thickness 200 nm).

【0046】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の結晶構造はスピネル構造のSnZn2 4 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がスピネ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。
X of the transparent conductive film II thus obtained
As a result of measuring RD in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the crystal structure of this transparent conductive film II was substantially the same as that of SnZn 2 O 4 having a spinel structure. Further, there is no diffraction attributed to other structures, which proves that Al is doped in the spinel structure. The electron mobility of this transparent conductive film II was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to compare the visible light transmittance (test wavelength 380 nm) before and after the test. The results are shown in Table 2.

【0047】実施例5(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Al化合物のトリブトキシアルミニウムに代えてSb化
合物のトリブトキシアンチモン0.13gを用いた以外
は実施例4と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:
Sn=2:1、[Sb/(Zn+Sn+Sb)]×10
0=4at%、ZnとSnとSbの合量の濃度=0.5 m
ol/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4と全く同様にして透明導電膜II
(膜厚200nm)を得た。
Example 5 (Production Example of Transparent Conductive Film II by Method II) Coating was carried out in the same manner as in Example 4 except that 0.13 g of Sb compound tributoxyantimony was used instead of Al compound tributoxyaluminum. Solution {Zn:
Sn = 2: 1, [Sb / (Zn + Sn + Sb)] × 10
0 = 4 at%, concentration of total amount of Zn, Sn and Sb = 0.5 m
ol / l (4 mol%)} and prepared a transparent conductive film II using this coating solution in exactly the same manner as in Example 4.
(Film thickness 200 nm) was obtained.

【0048】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の結晶構造はスピネル構造のSnZn2 4 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、Sbがスピネ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。
X of the transparent conductive film II thus obtained
As a result of measuring RD in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the crystal structure of this transparent conductive film II was substantially the same as that of SnZn 2 O 4 having a spinel structure. Further, there was no diffraction attributed to other structures, which proves that Sb is doped in the spinel structure. The electron mobility of this transparent conductive film II was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to compare the visible light transmittance (test wavelength 380 nm) before and after the test. The results are shown in Table 2.

【0049】実施例6(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Al化合物のトリブトキシアルミニウムに代えて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4と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:S
n=2:1、[Ga/(Zn+Sn+Ga)]×100
=4at%、ZnとSn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4と全く同様にして透明導電膜II
(膜厚200nm)を得た。
Example 6 (Production Example of Transparent Conductive Film II by Method II) The same as Example 4 except that 0.11 g of Ga compound gallium chloride (trivalent) was used instead of tributoxyaluminum of Al compound. Coating solution {Zn: S
n = 2: 1, [Ga / (Zn + Sn + Ga)] × 100
= 4 at%, concentration of total amount of Zn, Sn and Ga = 0.5 mol
/ Liter (4 mol%)} was prepared and the transparent conductive film II was prepared in the same manner as in Example 4 using this coating solution.
(Film thickness 200 nm) was obtained.

【0050】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の結晶構造はスピネル構造のSnZn2 4 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がスピネ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。
X of the transparent conductive film II thus obtained
As a result of measuring RD in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the crystal structure of this transparent conductive film II was substantially the same as that of SnZn 2 O 4 having a spinel structure. Further, there is no diffraction attributed to other structures, which proves that Ga is doped in the spinel structure. The electron mobility of this transparent conductive film II was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to compare the visible light transmittance (test wavelength 380 nm) before and after the test. The results are shown in Table 2.

【0051】実施例7(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Al化合物のトリブトキシアルミニウムに代えて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4と全く同様にしてコーティング溶液
{Zn:Sn=2:1、[Ge/(Zn+Sn+G
e)]×100=4at%、ZnとSn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4と全く同様にして
透明導電膜II(膜厚200nm)を得た。
Example 7 (Production Example of Transparent Conductive Film II by Method II) Coating was carried out in the same manner as in Example 4 except that 0.15 g of tetrapropoxygermanium, a Ge compound, was used instead of tributoxyaluminum, an Al compound. Solution {Zn: Sn = 2: 1, [Ge / (Zn + Sn + G
e)] × 100 = 4 at%, the total concentration of Zn, Sn and Ge = 0.5 mol / liter (4 mol%)} was prepared, and this coating solution was used in the same manner as in Example 4. A transparent conductive film II (film thickness 200 nm) was obtained.

【0052】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の結晶構造はスピネル構造のSnZn2 4 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がスピネ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。
X of the transparent conductive film II thus obtained
As a result of measuring RD in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the crystal structure of this transparent conductive film II was substantially the same as that of SnZn 2 O 4 having a spinel structure. Further, there is no diffraction attributed to other structures, which proves that Ge is doped in the spinel structure. The electron mobility of this transparent conductive film II was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to compare the visible light transmittance (test wavelength 380 nm) before and after the test. The results are shown in Table 2.

【0053】実施例8(方法IIによる透明導電膜IIの製
造例) Al化合物のトリブトキシアルミニウムに代えてIn化
合物の酢酸インジウム0.11gを用いた以外は実施例
4と全く同様にしてコーティング溶液{Zn:Sn=
2:1、[In/(Zn+Sn+In)]×100=4
at%、ZnとSn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4と全く同様にして透明導電膜II(膜厚
200nm)を得た。
Example 8 (Production Example of Transparent Conductive Film II by Method II) A coating solution was prepared in the same manner as in Example 4 except that 0.11 g of indium acetate of In compound was used in place of tributoxyaluminum of Al compound. {Zn: Sn =
2: 1, [In / (Zn + Sn + In)] × 100 = 4
at%, the total concentration of Zn, Sn, and In = 0.5 mol / liter (4 mol%)} was prepared, and using this coating solution, the transparent conductive film II (film) was prepared in the same manner as in Example 4. A thickness of 200 nm) was obtained.

【0054】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の結晶構造はスピネル構造のSnZn2 4 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はスピネ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。
X of the transparent conductive film II thus obtained
As a result of measuring RD in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the crystal structure of this transparent conductive film II was substantially the same as that of SnZn 2 O 4 having a spinel structure. Further, there is no diffraction attributed to other structures, which proves that In is doped in the spinel structure. The electron mobility of this transparent conductive film II was measured in the same manner as in Example 1, and the moisture resistance test was performed in the same manner as in Example 1 to compare the visible light transmittance (test wavelength 380 nm) before and after the test. The results are shown in Table 2.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】表2から明らかなように、実施例4〜実施
例8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4〜実
施例8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。
As is clear from Table 2, each of the transparent conductive films II obtained in Examples 4 to 8 is 79 cm 2 /
It has a high electron mobility of V · sec or more. Also,
The visible light transmittance of these transparent conductive films II is not changed before and after the moisture resistance test, or even if it is observed, it is slightly decreased after the test. From this, it is understood that all the transparent conductive films II obtained in Examples 4 to 8 have excellent moisture resistance.

【0057】[0057]

【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。
As described above, the transparent conductive film of the present invention is superior to the ITO film in moisture resistance and has high electron mobility. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a transparent conductive film which is advantageous in obtaining an element or device having high durability and high electric field response.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−191844(JP,A) 特開 平5−238807(JP,A) ニューセラミックス,Vol.5,N o.12,pp.63−68,1992 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 5/00 - 5/16 JICSTファイル(JOIS) CA(STN) REGISTRY(STN)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-191844 (JP, A) JP-A-5-238807 (JP, A) New Ceramics, Vol. 5, No. 12, pp. 63-68, 1992 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 5/00-5/16 JISST file (JOIS) CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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
ープされたスピネル構造化合物(但し当該スピネル構造
化合物を構成するカチオン元素がMgである場合を除
く)から実質的になり、前記元素のドープ量が前記スピ
ネ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。
1. Sn, Al, Sb, Ga, In and G
spinel structure compound of at least one element is doped is selected from the group consisting of e (where the spinel structure
Except when the cation element constituting the compound is Mg
And a doping amount of the element is 20 at% or less with respect to the total amount of cationic elements constituting the spinel structure compound.
【請求項2】 電子移動度が50cm /V・秒以上
である、請求項1に記載の透明導電膜。
2. The transparent conductive film according to claim 1, which has an electron mobility of 50 cm 2 / V · sec or more.
【請求項3】 スピネル構造化合物(但し当該スピネル
構造化合物を構成するカチオン元素がMgである場合を
除く)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、スピネル構造化合物を構成するカチオン元
素の合量に対する前記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。
3. A spinel structure compound (provided that the spinel
When the cation element constituting the structural compound is Mg
(Excluding) a predetermined amount of basic starting material and Sn compound, Al compound, Sb compound, Ga compound, In compound and Ge
A coating solution is prepared by dissolving at least one dope raw material selected from the group consisting of compounds so that the ratio of the dope element to the total amount of the cation elements constituting the spinel structure compound is 20 at% or less. A method for producing a transparent conductive film, which comprises applying the coating solution to a substrate, baking the substrate, and then performing a reduction treatment.
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