KR101322800B1 - Oxide deposition material and transparent conductive film - Google Patents

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Abstract

본 발명의 산화물 증착재는, 산화인듐을 주성분으로 하고, Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614의 주석을 포함하는 산화물 소결체에 의해 구성되며, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값이 54∼75인 것을 특징으로 한다. L*값이 54∼75인 상기 산화물 증착재는 최적의 산소량을 갖기 때문에, 성막 진공조로의 산소 가스 도입량이 적어도 저저항이고 가시역에 있어서의 고투과성의 투명 도전막을 진공증착법으로 제조할 수 있고, 산소 가스의 도입량이 적기 때문에 막과 증착재와의 조성차를 작게 할 수 있어, 양산시의 막 조성의 변동이나 특성의 변동도 저감하는 것이 가능하게 된다. The oxide vapor deposition material of the present invention is composed of an oxide sintered body containing indium oxide as a main component and containing tin in an Sn / In atomic ratio of 0.001 to 0.614, wherein the L * value in the CIE1976 color system is 54 to 75. It is done. Since the oxide deposition material having an L * value of 54 to 75 has an optimum amount of oxygen, an oxygen gas introduction amount into the film forming vacuum chamber is at least low in resistance and a high permeability transparent conductive film in the visible range can be produced by vacuum deposition, Since the amount of oxygen gas introduced is small, the compositional difference between the film and the evaporation material can be made small, so that variations in film composition and characteristics in mass production can also be reduced.

Description

산화물 증착재와 투명 도전막{OXIDE DEPOSITION MATERIAL AND TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM}Oxide evaporation material and transparent conductive film {OXIDE DEPOSITION MATERIAL AND TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM}

본 발명은, 전자빔 증착법, 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 각종 진공증착법에 의해 투명 도전막을 제조할 때에 사용되는 산화물 증착재와, 이 산화물 증착재를 사용하여 제조되는 투명 도전막에 관한 것으로, 예를 들면, 태양전지의 투명 전극으로서 유용한 저저항이고 또한 가시역에서의 높은 투과율을 나타내는 투명 도전막을 제조하기 위하여 사용되는 산화물 증착재의 개량에 관한 것이다. The present invention relates to an oxide vapor deposition material used when producing a transparent conductive film by various vacuum deposition methods such as an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, a high density plasma assist vapor deposition method, and a transparent conductive film produced using the oxide vapor deposition material. For example, the present invention relates to an improvement of an oxide deposition material used for producing a transparent conductive film having low resistance useful as a transparent electrode of a solar cell and exhibiting high transmittance in the visible region.

투명 도전막은 높은 도전성과 가시광 영역에서의 높은 광투과율을 갖는다. 그리고, 이 특성을 살려, 상기 투명 도전막은 태양전지, 액정표시 소자, 그 밖에 각종 수광 소자의 전극 등에 이용되고, 또한, 근적외선 영역에서의 반사흡수 특성을 살려, 자동차나 건축물의 창유리 등에 사용되는 열선 반사막이나, 각종 대전방지막, 냉동진열장 등의 방담용 투명 발열체로서도 이용되고 있다. The transparent conductive film has high conductivity and high light transmittance in the visible light region. Taking advantage of this characteristic, the transparent conductive film is used for solar cells, liquid crystal display elements, electrodes of various light receiving elements, and the like, and also utilizes heat absorbing characteristics in the near-infrared region and is used for window glass of automobiles and buildings. It is also used as an antifogging transparent heating element, such as a reflective film, various antistatic films, and a freezing showcase.

또한 상기 투명 도전막에는, 일반적으로, 안티몬이나 불소를 도판트로서 포함하는 산화주석(SnO2), 알루미늄, 갈륨, 인듐, 주석을 도판트로서 포함하는 산화아연(ZnO), 주석, 텅스텐, 티탄을 도판트로서 포함하는 산화인듐(In2O3) 등이 광범위하게 이용되고 있다. 특히, 주석을 도판트로서 포함하는 산화인듐막, 즉 In2O3-Sn계 막은 ITO(Indium tin oxide)막이라고 칭해지며, 저저항의 투명 도전막이 용이하게 얻어지므로 지금까지 공업적으로 폭넓게 사용되어 왔다. In addition, the transparent conductive film generally includes tin oxide (SnO 2 ) containing antimony or fluorine as a dopant, zinc oxide (ZnO) containing aluminum, gallium, indium, tin as a dopant, tin, tungsten, titanium there is a widely used, such as indium oxide (In 2 O 3) containing as a dopant. In particular, an indium oxide film containing tin as a dopant, i.e., an In 2 O 3 -Sn-based film, is called an indium tin oxide (ITO) film, and a low-resistance transparent conductive film is easily obtained. Has been.

그리고, 이들 투명 도전막의 제조방법으로서는 진공증착법, 스퍼터링법, 투명 도전층 형성용 도포액을 도포하는 방법 등이 일반적으로 사용되고 있다. 그중에서도 진공증착법이나 스퍼터링법은 증기압이 낮은 재료를 사용할 때나 정밀한 막 두께 제어를 필요로 할 때에 유효한 수법이며, 또한, 조작이 대단히 간편하기 때문에 공업적으로는 유용하다. 또한 진공증착법과 스퍼터링법을 비교하면, 진공증착법쪽이 고속으로 성막할 수 있기 때문에 양산성이 우수하다. And as a manufacturing method of these transparent conductive films, the vacuum vapor deposition method, the sputtering method, the method of apply | coating the coating liquid for transparent conductive layer formation, etc. are generally used. Among them, the vacuum evaporation method and the sputtering method are effective methods when using materials with low vapor pressure or when precise film thickness control is required, and they are industrially useful because they are very easy to operate. In addition, when the vacuum deposition method and the sputtering method are compared, since the vacuum deposition method can form a film at high speed, it is excellent in mass productivity.

그런데, 진공증착법은, 일반적으로, 10-3∼10-2Pa 정도의 진공 중에서, 증발원인 고체 또는 액체를 가열하여 한번 기체 분자나 원자로 분해시킨 후, 다시 기판 표면 위에 박막으로서 응축시키는 방법이다. 또한 상기 증발원의 가열 방식은 여러 가지 있지만, 저항가열법(RH법), 전자빔 가열법(EB법, 전자빔 증착법)이 일반적이다. 또한 성막실(챔버) 내에 O2 가스 등의 반응가스를 도입하면서 증착하는 반응성 증착법도 잘 알려져 있다. By the way, in general, the vacuum deposition method is a method of heating a solid or liquid as an evaporation source to decompose once into gas molecules or atoms in a vacuum of about 10 -3 to 10 -2 Pa, and then condensing it as a thin film on the substrate surface again. Moreover, although the heating method of the said evaporation source is various, the resistance heating method (RH method) and the electron beam heating method (EB method, electron beam vapor deposition method) are common. There are also known reactive evaporation deposition while introducing a reaction gas such as O 2 gas into the film formation chamber (chamber).

그리고, ITO와 같은 산화물막을 퇴적시키는 경우, 역사적으로는, 상기 전자빔 증착법이 잘 이용되어 왔다. 즉, 증발원에 ITO의 산화물 증착재(ITO 태블릿 혹은 ITO 펠릿이라고도 부름)를 사용하여, 성막실(챔버)에 반응가스인 O2 가스를 도입하고, 열전자 발생용 필라멘트(주로 W선)로부터 뛰어나온 열전자를 전계에서 가속시켜서 ITO의 산화물 증착재에 조사하면, 조사된 부분은 국소적으로 고온으로 되어, 증발하여 기판에 퇴적된다. 또한 열전자 에미터나 RF 방전을 사용하여 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마로 증발물이나 반응가스(O2 가스 등)를 활성화시킴으로써, 저온 기판 위에서 저저항의 막을 제작할 수 있는 활성화 반응성 증착법(ARE법)도 ITO 성막에는 유용한 방법이다. 또한 최근에는 플라즈마건을 사용한 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법(HDPE법)도 ITO 성막에 유효한 수법인 것이 밝혀져, 공업적으로 광범위하게 사용되기 시작되어 왔다(「진공」, Vol.44, No.4, 2001년, p.435-439: 비특허문헌 1 참조). 이 방법에서는, 플라즈마 발생 장치(플라즈마건)을 사용한 아크방전을 이용하지만, 플라즈마건에 내장된 캐소드와 증발원의 도가니(애노드) 사이에서 아크방전이 유지된다. 캐소드로부터 방출되는 전자가 자장에 의해 안내(가이드)되어, 도가니에 장입된 ITO의 산화물 증착재의 국부에 집중하여 조사된다. 이 전자빔이 조사되어 국소적으로 고온으로 된 부분으로부터, 증발물이 증발하여 기판에 퇴적된다. 기화한 증발물이나 도입한 O2 가스는, 이 플라즈마 내에서 활성화되기 때문에, 양호한 전기 특성을 갖는 ITO막을 제작할 수 있다. 또한 이들 각종 진공증착법의 다른 분류법으로서 증발물이나 반응가스의 이온화를 수반하는 것은 총칭해서 이온도금법(IP법)이라고 불리며, 저저항이고 고광투과율의 ITO막을 얻는 방법으로서 유효하다(「투명 도전막의 기술」, 옴사, 1999년 간행, p.205-211: 비특허문헌 2 참조). In the case of depositing an oxide film such as ITO, the electron beam vapor deposition method has historically been well used. That is, using an oxide vapor deposition material (also called an ITO tablet or an ITO pellet) of ITO as an evaporation source, O 2 gas, which is a reaction gas, is introduced into the film formation chamber (chamber), and is protruded from the filament for generating hot electrons (mainly W-line). When hot electrons are accelerated in an electric field and irradiated onto the oxide vapor deposition material of ITO, the irradiated portion becomes locally high temperature, and evaporates and is deposited on the substrate. In addition, an activated reactive vapor deposition method (ARE method) capable of producing a low-resistance film on a low temperature substrate by generating a plasma using a hot electron emitter or an RF discharge and activating an evaporate or a reaction gas (O 2 gas, etc.) with the plasma. It is a useful method for ITO deposition. In recent years, high density plasma assist deposition (HDPE) using a plasma gun has also been found to be an effective method for ITO film formation, and has been widely used industrially ("Vacuum", Vol. 44, No. 4, 2001). , p. 435-439: See Non-Patent Document 1). In this method, arc discharge using a plasma generator (plasma gun) is used, but arc discharge is maintained between the cathode embedded in the plasma gun and the crucible (anode) of the evaporation source. Electrons emitted from the cathode are guided (guided) by the magnetic field and concentrated to irradiate the localized portions of the oxide deposition material of ITO charged into the crucible. From the portion where the electron beam is irradiated and locally hot, evaporates evaporate and are deposited on the substrate. Since the vaporized evaporate and the introduced O 2 gas are activated in this plasma, an ITO film having good electrical characteristics can be produced. As another classification method of these various vacuum deposition methods, the ionization of evaporates or reaction gases is collectively called ion plating method (IP method), and is effective as a method of obtaining a low resistance and high light transmittance ITO film ("Transparent conductive film technology"). , Omsa, 1999, p. 205-211: see Non-Patent Document 2).

그런데, 투명 도전막이 적용되는 어느 타입의 태양전지라도, 광이 부딪치는 표면측의 전극에는 상기 투명 도전막이 불가결하며, 종래는, 상기한 ITO막이나, 알루미늄, 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO)막이 이용되어 왔다. 그리고, 이들 투명 도전막에는, 저저항인 것이나, 태양광의 광투과율이 높은 것 등의 특성이 요구되고 있다. 또한 이들 투명 도전막의 제조방법으로서는 상기한 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 진공증착법이 이용되고 있다. By the way, in any type of solar cell to which a transparent conductive film is applied, the transparent conductive film is indispensable to the electrode on the surface side where light hits, and conventionally, the above-described ITO film, aluminum or gallium-doped zinc oxide (ZnO) Membrane has been used. And these transparent conductive films are requested | required of characteristics, such as low resistance and the thing with high light transmittance of sunlight. As the method for producing these transparent conductive films, vacuum deposition methods such as the ion plating method and the high density plasma assist deposition method described above are used.

상기 전자빔 증착법, 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 진공증착법에 사용되는 산화물 증착재는, 작은 사이즈(예를 들면, 직경이 10∼50mm이고 높이가 10∼50mm 정도의 원기둥 형상)의 소결체가 사용되기 때문에, 하나의 산화물 증착재로 성막할 수 있는 막량에는 한계가 있었다. 그리고, 산화물 증착재의 소모량이 많아져 잔량이 적어지면, 성막을 중단하고, 진공 중의 성막실을 대기 도입하고 미사용의 산화물 증착재로 교환하고, 또한, 성막실을 다시 진공처리할 필요가 있어, 생산성을 나쁘게 하는 요인이 되고 있었다. The oxide evaporation material used in the vacuum deposition method such as the electron beam deposition method, the ion plating method, or the high density plasma assist deposition method may be a sintered compact of a small size (for example, a cylindrical shape having a diameter of 10 to 50 mm and a height of about 10 to 50 mm). Therefore, there is a limit to the amount of film that can be formed by one oxide deposition material. When the amount of the oxide evaporation material consumed increases and the remaining amount decreases, the film formation is stopped, the film formation chamber in vacuum is introduced into the air, the film deposition chamber needs to be replaced with an unused oxide evaporation material, and the film formation chamber needs to be vacuumed again. It was a factor to make things worse.

그래서, 전자빔 증착법, 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 진공증착법으로 투명 도전막을 양산하는 경우에 필요 불가결한 기술로서, 상기 산화물 증착재의 연속공급법을 들 수 있고, 그 일례가 비특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 연속공급법에서는, 원통 형상의 하스의 내측에 원기둥 형상의 산화물 증착재가 연이어 수납되어 있고, 승화면의 높이가 일정하게 유지된 채 산화물 증착재가 차례차례 밀어내져서 연속 공급되게 되어 있다. 그리고, 산화물 증착재의 연속공급법에 의해, 진공증착법에 의한 투명 도전막의 대량생산이 실현되게 되었다. Therefore, as an indispensable technique in the case of mass-producing a transparent conductive film by vacuum deposition methods, such as an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, and a high density plasma assist vapor deposition method, the continuous supply method of the said oxide vapor deposition material is mentioned, The example is given by the nonpatent literature 1 It is described. In this continuous supply method, a cylindrical oxide vapor deposition material is continuously stored inside the cylindrical hearth, and the oxide vapor deposition material is pushed out one after another while the height of the lift screen is kept constant. By the continuous supply method of the oxide vapor deposition material, mass production of the transparent conductive film by the vacuum deposition method is realized.

그리고, 원료로서 사용하는 산화물 증착재에 관하여, 특허문헌 1(일본 특개 평8-104978호 공보)에서는, ITO의 증착재가 소개되어 있다. 실질적으로는 인듐, 주석 및 산소로 이루어지는 In2O3-SnO2계의 입상이며, 1입자의 체적이 0.01∼0.5cm3, 또한, 상대 밀도가 55% 이상인 것, 또한 용기에 충전했을 때의 부피밀도가 2.5g/cm3 이하인 ITO의 증착재가 제안되어 있다. 그리고, 상기 구성으로 함으로써, 전자빔 증착에 의해 안정적으로 저저항의 ITO막을 성막할 수 있어, 이용효율이 80% 이상이 되고, 또한 공급기 내에서 막히지 않고 연속공급을 가능하게 하는 ITO 증착재가 얻어지는 것이 기재되어 있다. And about the oxide vapor deposition material used as a raw material, the vapor deposition material of ITO is introduced by patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 8-104978). Substantially granular in the form of an In 2 O 3 -SnO 2 system composed of indium, tin, and oxygen, the volume of one particle is 0.01 to 0.5 cm 3 , the relative density is 55% or more, and when the container is filled A vapor deposition material of ITO having a bulk density of 2.5 g / cm 3 or less has been proposed. In this configuration, an ITO film having a low resistance can be formed stably by electron beam evaporation, and thus the utilization efficiency is 80% or more, and an ITO evaporation material capable of continuous supply without being blocked in the feeder can be obtained. It is.

또한 특허문헌 2(일본 특개 2007-84881호 공보)에서도 산화인듐과 산화주석으로 이루어지는 ITO의 증착재가 소개되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 ITO 증착재는 밀도가 4.9g/cm3이고, 직경이 30mm, 두께가 40mm의 원기둥 형상의 산화물 소결체로 구성되고, 공급기 내에서 파손되지 않고 연속공급이 가능하다고 기재되어 있다.In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-84881) discloses a vapor deposition material of ITO made of indium oxide and tin oxide. The ITO vapor deposition material of patent document 2 is comprised from the cylindrical oxide sintered compact of density 4.9g / cm <3> , diameter 30mm, and thickness 40mm, and it is described that continuous supply is possible in a feeder, without being damaged.

그런데, 상기 특허문헌 등에 기재된 종래의 ITO 증착재(산화물 증착재)를 사용하여, 전자빔 증착법, 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 각종 진공증착법에 의해, 저저항이고 높은 광 투과성을 갖는 투명 도전막을 제조하는 경우, 성막시에 있어서 성막 진공조에 산소 가스를 많이 도입할 필요가 있는(예를 들면, 특허문헌 2의 단락 0007과 단락 0108 등의 기재 참조) 점에서, 주로, 이하에 기술하는 바와 같은 문제가 생긴다. By the way, using a conventional ITO evaporation material (oxide evaporation material) described in the patent document and the like, by a variety of vacuum evaporation methods such as electron beam evaporation method, ion plating method, high-density plasma assist evaporation method, a transparent conductive film having low resistance and high light transmittance When manufacturing, since it is necessary to introduce a lot of oxygen gas into a film-forming vacuum chamber at the time of film-forming (for example, refer description of Paragraph 0007 and Paragraph 0108 of patent document 2), it is mainly as described below. There is a problem.

우선, 투명 도전막과 산화물 증착재와의 조성 벗어남이 커져, 투명 도전막의 조성 설계가 어렵게 된다. 일반적으로 성막 진공조에의 도입 산소량이 많아지면, 투명 도전막과 산화물 증착재의 조성차가 커지기 쉽기 때문이다. 성막 양산 공정에서는 성막 진공조 내의 산소량의 변동도 발생하기 쉽기 때문에, 그 영향을 받아 막 조성의 변동도 발생하기 쉬워져, 막 특성의 편차로 이어진다. First, the composition deviation of a transparent conductive film and an oxide vapor deposition material becomes large, and the composition design of a transparent conductive film becomes difficult. It is because the composition difference of a transparent conductive film and an oxide vapor deposition material tends to become large, in general, when the amount of oxygen introduced into a film forming vacuum chamber increases. In the film-forming mass production step, variations in the amount of oxygen in the film forming vacuum chamber are also likely to occur, and therefore, variations in the film composition are also likely to occur, leading to variations in the film properties.

또한 산소 가스를 사용한 반응성 증착 성막에서는, 산소량이 많아지면 막의 밀도가 저하될 뿐만 아니라, 막의 기판에 대한 부착력도 약해지는 등의 문제가 발생한다. 증발한 금속 산화물이 기판에 도달할 때까지 산화되면 에너지를 소실해 버리기 때문에, 산화의 비율이 많아지면, 치밀하고 또한 기판에 대한 고밀착의 막이 얻어지기 어려워지기 때문이다. Moreover, in reactive vapor deposition using oxygen gas, when the amount of oxygen increases, not only the density of the film is lowered, but also the problem that the adhesion of the film to the substrate is weakened occurs. This is because when the evaporated metal oxide is oxidized until it reaches the substrate, energy is lost. Therefore, when the ratio of oxidation increases, it is difficult to obtain a dense and highly adherent film against the substrate.

또한 표면이 산화되기 쉬운 금속막이나 유기물막으로 덮인 기판 위에 투명 도전막을 형성하는 경우, 성막 진공조로의 산소 가스가 많으면, 성막 전에 기판 표면이 산화되어 버리고, 이것에 의해 고성능의 디바이스를 제조할 수 없게 된다. 이 경향은 성막시의 기판온도가 높을수록 현저하게 된다. 예를 들면, 기판과 반대측의 면으로부터 광을 입사시켜 에너지 변환하는 것과 같은 태양전지를 제조하는 경우, 금속 박막으로 형성된 PIN 소자 위에 투명 도전막을 형성할 필요가 있기 때문에, 산소도입량이 많은 성막을 행한 것에서는, 소자가 데미지를 받기 쉬워 고성능의 디바이스를 제조할 수 없다. 유기 박막 태양전지나 탑 에미션형의 유기 일렉트로루미네슨스 소자를 형성하는 경우도 마찬가지로, 유기물 발광층 위에 투명 도전막을 형성하는 경우, 산소도입량이 많은 상황하에서는 유기물 발광층이 산화되어 데미지를 받아 버리기 때문에 고성능의 소자를 실현할 수 없다. In the case where a transparent conductive film is formed on a substrate covered with a metal film or an organic material film, the surface of which is likely to be oxidized, if the oxygen gas in the film forming vacuum chamber is large, the surface of the substrate is oxidized before film formation, whereby a high performance device can be manufactured. There will be no. This tendency becomes more remarkable as the substrate temperature at the time of film formation is higher. For example, when manufacturing a solar cell such as converting energy by injecting light from a surface opposite to the substrate, it is necessary to form a transparent conductive film on a PIN element formed of a metal thin film. In this case, the device is easily damaged, and a high performance device cannot be manufactured. Similarly, in the case of forming an organic thin film solar cell or a top emission type organic electroluminescent device, when the transparent conductive film is formed on the organic light emitting layer, the organic light emitting layer is oxidized and damaged in a situation where the amount of oxygen introduction is high. Can not be realized.

본 발명은 이러한 문제점에 주목하여 행해진 것으로, 그 과제로 하는 것은, 주석이 첨가된 산화인듐을 주성분으로 하고, 성막시에 도입하는 산소량이 적어도, 저저항이고 또한 가시역에서 높은 광 투과성을 갖는 투명 도전막을 안정하게 제조할 수 있는 산화물 증착재를 제공하고, 아울러, 이 산화물 증착재를 사용하여 제조되는 투명 도전막을 제공하는 것에 있다. The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to make indium oxide added with tin as a main component, and the amount of oxygen introduced at the time of film formation is at least low resistance and transparent having high light transmittance in the visible region. It is providing the oxide vapor deposition material which can manufacture a conductive film stably, and also provides the transparent conductive film manufactured using this oxide vapor deposition material.

즉, 본 발명에 따른 산화물 증착재는 산화인듐을 주성분으로 하고, 주석을 포함하는 산화물 소결체에 의해 구성되고, 또한, 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614이며, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값이 54∼75인 것을 특징으로 한다. That is, the oxide vapor deposition material according to the present invention is composed of an oxide sintered body containing indium oxide as a main component and containing tin, and the content of tin is 0.001 to 0.614 in the Sn / In atomic ratio, and L in the CIE1976 color system. * Value is 54-75, It is characterized by the above-mentioned.

또한 산화인듐을 주성분으로 하고, 주석을 포함하는 본 발명에 따른 투명 도전막은, 상기 산화물 증착재를 사용하여, 전자빔 증착법, 이온도금법 혹은 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법에 의해 성막된 결정성의 투명 도전막으로 구성되고, 또한, 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614인 것을 특징으로 한다. The transparent conductive film according to the present invention containing indium oxide as a main component and containing tin is composed of a crystalline transparent conductive film formed by an electron beam deposition method, an ion plating method or a high density plasma assist deposition method using the oxide deposition material. Moreover, content of tin is 0.001-0.614 by Sn / In atomic ratio, It is characterized by the above-mentioned.

그리고, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값이 54∼75인 본 발명에 따른 산화물 증착재는 최적의 산소량을 가지고 있기 때문에, 이 산화물 증착재를 적용함으로써, 성막 진공조로의 산소 가스 도입량이 적어도, 저저항이고 가시역에 있어서의 고투과성의 투명 도전막을 진공증착법으로 제조하는 것이 가능하게 되고, 또한, 성막 진공조로의 산소 가스의 도입량이 적기 때문에, 막과 산화물 증착재와의 조성차를 작게 하는 것이 가능하게 되어, 원하는 막 조성을 얻기 쉬울 뿐만 아니라, 양산시의 막 조성의 변동이나 특성의 변동도 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한 성막 진공조로의 산소 가스의 도입량이 적은 성막이기 때문에, 산소 가스에 의한 기판에 대한 데미지를 저감할 수 있으므로, 고성능의 디바이스를 실현하는 것이 가능하게 된다. 특히, 태양전지에 유용한 고성능의 막을 기판에 데미지를 주지 않고 안정하게 제조하는 것이 가능하게 된다. In addition, since the oxide vapor deposition material according to the present invention having an L * value of 54 to 75 in the CIE1976 colorimetric system has an optimum amount of oxygen, by applying this oxide vapor deposition material, the amount of oxygen gas introduced into the deposition vacuum chamber is at least low. It is possible to manufacture a transparent transparent conductive film in the visible range by vacuum deposition, and also because the amount of oxygen gas introduced into the deposition vacuum chamber is small, it is possible to reduce the compositional difference between the film and the oxide deposition material. As a result, not only the desired film composition can be easily obtained, but also variations in film composition and characteristics in mass production can be reduced. In addition, since the deposition amount of the oxygen gas into the film formation vacuum chamber is small, the damage to the substrate by the oxygen gas can be reduced, thereby realizing a high-performance device. In particular, it is possible to stably produce a high-performance film useful for solar cells without damaging the substrate.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(1) 산화물 증착재(1) oxide vapor deposition material

본 발명의 산화물 증착재는 산화인듐을 주성분으로 하고, 또한, 주석이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614의 비율로 함유된 조성을 갖는다. 그리고, 본 발명의 산화물 증착재를 사용하여 진공증착법에 의해 제조된 투명 도전막의 조성은, 산화물 증착재의 조성에 대단히 가깝기 때문에, 제조되는 막 조성도, 산화인듐을 주성분으로 하고 또한 Sn/In 원자수비로 주석이 0.001∼0.614의 비율만 함유하는 조성이 된다. 주석을 상기 비율만 함유시키는 이유로서는 산화인듐막의 이동도를 증가시킬 수 있기 때문이다. 막 조성, 즉 산화물 증착재 조성의 주석 함유량(Sn/In 원자수비)이 0.001 미만에서는, 캐리어 농도 증가의 효과(즉 이동도 증가의 효과)가 작아 저저항의 막을 얻을 수 없다. 또한 0.614를 초과하면, 막 중의 주석량이 지나치게 많아, 전자 이동 시의 중성 불순물 산란이 커져 버려, 이동도가 저하되는 영향을 받아 버려 저저항의 막이 얻어지지 않는다. 보다 높은 캐리어 농도를 발휘하여 저저항의 막을 얻기 위한 보다 바람직한 주석의 함유량은 Sn/In 원자수비로 0.040∼0.163이며, 또한 그 막이 결정막인 것이다. The oxide vapor deposition material of the present invention contains indium oxide as a main component and has a composition in which tin is contained in a ratio of 0.001 to 0.614 in the Sn / In atomic ratio. Since the composition of the transparent conductive film produced by the vacuum deposition method using the oxide vapor deposition material of the present invention is very close to that of the oxide vapor deposition material, the film composition to be produced also has indium oxide as a main component and Sn / In atomic ratio. The tin is a composition containing only the ratio of 0.001 to 0.614. The reason for containing only tin in the above ratio is that the mobility of the indium oxide film can be increased. If the film composition, that is, the tin content (Sn / In atomic ratio) of the oxide vapor deposition material composition is less than 0.001, the effect of increasing the carrier concentration (that is, the effect of increasing mobility) is small and a low resistance film cannot be obtained. Moreover, when it exceeds 0.614, the amount of tin in a film will be too large, neutral impurity scattering at the time of electron transfer will become large, and mobility will fall and a low resistance film will not be obtained. The more preferable content of tin for exerting a higher carrier concentration and obtaining a low resistance film is 0.040 to 0.163 in the Sn / In atomic ratio, and the film is a crystal film.

그런데, 산화인듐을 주성분으로 하는 투명 도전막은 n형의 반도체이지만, 높은 도전성과 높은 광 투과성을 발휘시키기 위해서는 적당한 산소 결손을 필요로 한다. 즉, 막 중의 산소량이 많아 산소 결손량이 적은 경우에는, 가령 도판트를 포함하고 있어도 도전성을 나타내지 않는다. 도전성을 나타내기 위해서는 막 중에 산소 결손을 도입하는 것이 필요하지만, 산소 결손량이 지나치게 많으면 가시광선의 광 흡수가 많아져 착색의 원인이 된다. 따라서, 막에는 최적의 산소 결손을 갖게 할 필요가 있다. 막 중의 산소는, 원료인 산화물 증착재로부터 공급되는 이외에, 성막 시에 성막 진공조에 도입되는 산소 가스가 막 중에 받아들여짐으로써도 공급된다. 그리고, 산화물 증착재로부터의 공급분이 적으면, 성막 진공조에 도입되는 산소 가스량을 조금 많게 할 필요가 있지만, 성막 진공조에 도입되는 산소 가스량을 많게 하면 상기한 문제가 발생해 버린다. 따라서, 최적의 산소량을 갖는 산화물 증착재가 유용하게 된다. By the way, although the transparent conductive film which has indium oxide as a main component is an n-type semiconductor, in order to exhibit high electroconductivity and high light transmittance, moderate oxygen deficiency is required. That is, in the case where the amount of oxygen in the film is large and the amount of oxygen deficiency is small, for example, even when a dopant is included, conductivity is not exhibited. In order to exhibit conductivity, it is necessary to introduce oxygen vacancies into the film. However, when the oxygen vacancies are excessively large, the absorption of visible light increases, causing coloration. Therefore, the membrane needs to have an optimum oxygen deficiency. Oxygen in the film is supplied not only from the oxide vapor deposition material which is a raw material, but also from the introduction of oxygen gas introduced into the film forming vacuum chamber during film formation into the film. And when there is little supply from an oxide vapor deposition material, it is necessary to make the amount of oxygen gas introduce | transduced into a film formation vacuum chamber a little, but when the amount of oxygen gas introduced into a film formation vacuum chamber is large, the said problem will arise. Therefore, an oxide vapor deposition material having an optimum amount of oxygen becomes useful.

그리고, 본 발명에 따른 산화물 증착재는 CIE1976 표색계에 있어서의 L*값으로 규정하고 있는 것이 최대의 특징이다. 여기에서, CIE1976 표색계란 CIE(국제 조명 위원회)가 1976년에 권장한 색공간이다. 색을 명도 L*와 크로마네틱스 지수 a*, b*로 이루어지는 균등색 공간상의 좌표로 표시한 것에서, CIELAB라고도 약기된다. 명도를 나타내는 L*은 L*=0에서 흑색, L*=100에서 백색의 확산색을 나타낸다. 또 a*는 음의 값에서 녹색 부근, 양의 값에서 마젠타 부근을 나타내고, b*는 음의 값에서 청색 부근, 양의 값에서 황색 부근을 나타낸다. The maximum feature of the oxide vapor deposition material according to the present invention is defined by the L * value in the CIE1976 colorimetric system. Here, the CIE1976 color system is the color space recommended in 1976 by the CIE. The color is also abbreviated as CIELAB when the color is represented by coordinates in the uniform color space composed of the brightness L * and the chromatic index a * and b * . L * which represents lightness shows the diffuse color of black at L * = 0 and white at L * = 100. In addition, a * represents green at a negative value, and magenta at a positive value, and b * represents a blue vicinity at a negative value, and yellow at a positive value.

그리고, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값으로 규정한 본 발명에 따른 산화물 증착재의 소결체 표면과 소결체 내부의 색조는 동일한 것이 바람직하지만, 가령 최표면과 내부에서 상이한 산화물 증착재인 경우, 본 발명에서는 소결체 내부에 대해서 L*값을 정하고 있다. In addition, although the color tone of the sintered compact surface and the inside of a sintered compact of the oxide vapor deposition material which concerns on this invention prescribed | regulated by the L * value in CIE1976 color system is preferable, for example, when it is an oxide vapor deposition material different from an outermost surface and inside, in this invention, in a sintered compact body, We set L * value for.

발명자 등에 의한 실험에 의하면, 산화물 증착재의 내부의 L*값이 54∼75일 때, 성막 진공조에 도입하는 산소량이 적어도 높은 도전성과 가시역의 높은 투과율을 겸비한 투명 도전막을 얻을 수 있다. 또한 흰색을 띤 색일수록 L*값은 높고, 반대로 검은색을 띤 색일수록 L*값은 낮다. 그리고, 산화물 증착재의 L*값은 산화물 증착재 내의 함유 산소량과 상관을 가지고 있다고 생각되고, L*값이 클수록 함유 산소량이 많고, L*값이 작을수록 함유 산소량이 적다고 생각된다. 본 발명자들은, 제조조건을 바꾸어, 여러 L*값의 산화물 증착재를 사용하여 진공증착법으로 투명 도전막을 제작하는 실험을 시험해 본 바, L*값이 클수록, 성막 중에 도입하는 최적 산소량(저저항이고 투명도가 높은 막을 얻기 위한 산소량)은 적었다. 이것은 L*값이 큰 산화물 증착재일수록, 산화물 증착재 자체로부터 공급되는 산소량이 많아지기 때문이다. 또한 막과 산화물 증착재의 조성차는 산소도입량이 많을수록 큰 경향을 나타낸다. 따라서, L*값이 클수록, 조성차는 작아진다. According to the experiment by the inventor etc., when the L * value in the inside of an oxide vapor deposition material is 54-75, the transparent conductive film which combines the electroconductivity high in at least high electroconductivity and the high transmittance of visible range can be obtained. Also, the more white the color, the higher the L * value. On the contrary, the blacker the color, the lower the L * value. It is considered that the L * value of the oxide vapor deposition material has a correlation with the amount of oxygen contained in the oxide vapor deposition material. The larger the L * value is, the larger the amount of oxygen is contained, and the smaller the L * value is, the smaller the amount of oxygen is. The present inventors have experimented with fabricating a transparent conductive film by vacuum deposition using various L * value oxide evaporation materials with varying manufacturing conditions. The larger the L * value, the lower the optimum amount of oxygen to be introduced during film formation. The amount of oxygen for obtaining a film with high transparency was small. This is because an oxide deposition material having a large L * value increases the amount of oxygen supplied from the oxide deposition material itself. In addition, the composition difference between the film and the oxide vapor deposition material tends to be larger as the amount of oxygen introduced increases. Therefore, the larger the L * value, the smaller the composition difference.

또한, 본 발명에 따른 산화물 증착재는 도전성을 갖고, 산화물 증착재의 도전율은 함유 산소량에도 의존하지만, 밀도, 결정립 직경, 세륨의 도판트 효율에도 의존한다. 따라서, 산화물 증착재의 도전율과 L*값은 1대1에는 대응하지 못한다. Further, the oxide vapor deposition material according to the present invention has conductivity, and the conductivity of the oxide vapor deposition material depends on the amount of oxygen contained, but also on the density, grain size, and dopant efficiency of cerium. Therefore, the conductivity and L * value of the oxide deposited material do not correspond to one to one.

그리고, 산화인듐을 주성분으로 하고 또한 주석을 포함하는 본 발명에 따른 산화물 증착재로부터는, 진공증착 시, 주로 In2O3 -X, SnO2 -X의 형태로 증발입자가 발생하고, 챔버 내의 산소와 반응하면서 산소를 흡수하고, 기판에 도달하여 성막된다. 또한 증발입자가 가지고 있는 에너지는, 기판에 도달하여 기판 위에 퇴적할 때, 물질이동의 구동원이 되고 있어, 막의 치밀화와 기판에 대한 부착력 증강에 공헌하고 있다. 그리고, 산화물 증착재의 L*값이 작을수록 산화물 증착재 내의 산소가 적으므로, 증발 입자의 산소 결손이 커지기 때문에, 진공조에 많은 산소를 도입하여 기판에 도달하기 전에 산화반응시키는 비율을 많이 할 필요가 있다. 그러나, 증발 입자는, 비행 중에 산화되므로 에너지가 소비되기 때문에, 산소를 많이 도입한 반응성 성막에서는, 치밀하고 또한 기판에 대한 밀착력이 높은 막을 얻는 것이 어렵게 된다. 반대로, 도입하는 산소 가스를 최대한 적게 한 반응성 증착 성막 쪽이 고밀착이고 고밀도의 막을 얻기 쉬워, 본 발명의 산화물 증착재는 이것을 실현할 수 있다. In addition, from the oxide vapor deposition material according to the present invention containing indium oxide as a main component and containing tin, evaporated particles are generated in the form of In 2 O 3 -X , SnO 2 -X during vacuum deposition, and in the chamber It reacts with oxygen, absorbs oxygen, reaches the substrate, and forms a film. In addition, the energy possessed by the evaporated particles serves as a driving source of mass transfer when the particles reach the substrate and are deposited on the substrate, contributing to densification of the film and enhancement of adhesion to the substrate. Since the smaller the L * value of the oxide evaporation material, the less oxygen there is in the oxide evaporation material, so that the oxygen vacancies in the evaporated particles become larger. have. However, since evaporated particles are oxidized during flight and consume energy, it is difficult to obtain a film that is dense and has high adhesion to a substrate in a reactive film in which much oxygen is introduced. On the contrary, the reactive vapor deposition film which made the oxygen gas introduce | transduce as few as possible has high adhesion, and a high density film | membrane is easy to be obtained, and the oxide vapor deposition material of this invention can implement this.

여기에서, 상기 L*값이 54 미만이면, 산화물 증착재 중의 산소량이 지나치게 적기 때문에, 저저항이고 투명도가 높은 막을 얻기 위한 성막 진공조에 도입되는 최적 산소 도입량은 많아지고, 막과 산화물 증착재의 조성차가 커질뿐만 아니라, 성막 중에 기판에 대한 데미지가 커지는 등의 문제가 발생해 버리기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 상기 L*값이 75를 초과하면, 산화물 증착재 중에 포함되는 산소량이 지나치게 많기 때문에, 산화물 증착재로부터 막에 공급되는 산소가 지나치게 많아지는 결과, 최적의 산소 결손을 갖는 높은 도전성의 막이 얻어지지 않게 된다. Here, when the L * value is less than 54, since the amount of oxygen in the oxide vapor deposition material is too small, the optimum amount of oxygen introduced into the film formation vacuum chamber for obtaining a film having low resistance and high transparency increases, and the composition difference between the film and the oxide vapor deposition material is increased. It is not preferable because not only it becomes large but also a problem such as damage to the substrate increases during film formation. On the contrary, when the L * value exceeds 75, since the amount of oxygen contained in the oxide vapor deposition material is too large, the oxygen supplied to the film from the oxide vapor deposition material is excessively high, resulting in a highly conductive film having an optimum oxygen deficiency. You won't lose.

그런데, 스퍼터링법에 따른 발명을 개시하는 일본 특개 평5-112866호 공보(참고공보)에는 주석을 함유하는 산화인듐 소결체의 스퍼터 타겟이 소개되어 있지만, 참고공보에 기재되어 있는 제법에 따라 제조된 주석을 함유하는 산화인듐 소결체의 L*값은 38∼49로 낮은 값(비교예 3 참조)이다. 따라서, 이러한 소결체를 산화물 증착재로서 사용하면, 최적인 막을 얻기 위한 성막 진공조에 도입하는 산소도입량을 많게 할 필요가 있으므로, 상기한 문제가 발생해 버리기 때문에, 본 발명의 목적을 달성하는 것은 아니었다. By the way, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-112866 (Reference), which discloses the invention according to the sputtering method, introduces a sputter target of an indium oxide sintered body containing tin, but is manufactured according to the manufacturing method described in the reference. L * value of the indium-oxide sintered compact containing this is 38-49, a low value (refer comparative example 3). Therefore, when such a sintered compact is used as the oxide vapor deposition material, it is necessary to increase the amount of oxygen introduced into the film forming vacuum chamber for obtaining the optimum film, and therefore, the above-mentioned problem occurs. Therefore, the object of the present invention has not been achieved.

여기에서, 상기 L*값이 54∼75인 본 발명의 증착용 산화물 소결체(산화물 증착재)는 종래의 ITO 소결체를 제조하는 기술로는 제조할 수 없다. 진공증착법으로 대량생산에 사용하는데 적합한 적당한 산소량(혹은 산소 결손량)을 갖는 산화물 증착재는 이하와 같은 방법으로 제조할 수 있다. Here, the oxide sinter for deposition (oxide vapor deposition material) of the present invention having the above L * value of 54 to 75 cannot be manufactured by a technique for producing a conventional ITO sintered body. An oxide vapor deposition material having an appropriate oxygen amount (or oxygen deficiency amount) suitable for use in mass production by vacuum deposition can be produced by the following method.

즉, 산화인듐을 주성분으로 하고 또한 주석을 포함하는 산화물 소결체는, 산화인듐과 산화주석의 각 분말을 원료로 하여 이것들을 혼합하고 또한 성형하여 압분체를 형성하고, 고온으로 소성하고, 반응·소결시켜 제조할 수 있다. 산화인듐과 산화주석의 각 분말은 특별한 것은 아니고, 종래부터 사용되고 있는 산화물 소결체용 원료이면 된다. 또한 사용하는 분말의 평균 입경은 1.5㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.1∼1.1㎛이다. In other words, an oxide sintered body containing indium oxide as a main component and containing tin is mixed with each powder of indium oxide and tin oxide as a raw material, and molded to form a green compact, fired at high temperature, and reacted and sintered. Can be prepared. Each powder of indium oxide and tin oxide is not special, and what is necessary is just the raw material for oxide sinter currently used conventionally. Moreover, the average particle diameter of the powder to be used is 1.5 micrometers or less, Preferably it is 0.1-1.1 micrometers.

상기 산화물 소결체를 제조할 때의 일반적인 원료분말의 혼합법으로서 볼 밀 혼합법이 이용되고 있지만, 본 발명의 소결체를 제조하는 경우에도 유효하다. 볼 밀은 세라믹 등의 경질의 볼(볼 직경 10∼30mm)과 재료의 가루를 용기에 넣어 회전시킴으로써, 재료를 갈아 으깨면서 혼합하여 미세한 혼합분말을 만드는 장치이다. 볼 밀(분쇄 미디어)은 통체로서 강, 스테인리스, 나일론 등이 있고, 라이닝재로서 알루미나, 자기질, 천연 규석, 고무, 우레탄 등을 사용한다. 볼은 알루미나를 주성분으로 하는 알루미나 볼, 천연 규석, 철심 나일론 볼, 지르코니아 볼 등이 있다. 습식과 건식의 분쇄 방법이 있고, 소결체를 얻기 위한 원료분말의 혼합·분쇄에 광범위하게 이용되고 있다. Although the ball mill mixing method is used as a mixing method of the general raw material powder at the time of manufacturing the said oxide sintered compact, it is effective also when manufacturing the sintered compact of this invention. A ball mill is a device for making fine mixed powder by grinding a material by crushing the material by rotating a hard ball (ball diameter of 10 to 30 mm) such as ceramic and powder of material in a container. The ball mill (crushing media) includes steel, stainless steel, nylon, etc. as a cylinder, and alumina, magnetic material, natural silica, rubber, urethane, etc. are used as a lining material. Balls include alumina-based alumina balls, natural silica, iron core nylon balls, and zirconia balls. There are wet and dry grinding methods and are widely used for mixing and grinding raw powders for obtaining sintered bodies.

또한 볼 밀 혼합 이외의 방법으로서는 비드밀법이나 제트밀법도 유효하다. 특히, 산화주석 분말은 경질 재료이기 때문에, 큰 평균 입경의 원료를 사용하는 경우나, 단시간에 분쇄 혼합할 필요가 있는 경우에는 대단히 유효하다. 비드밀법은 베슬이라고 불리는 용기 속에, 비드(분쇄 미디어, 비드 직경 0.005∼3mm)를 70∼90% 충전해 두고, 용기 중앙의 회전축을 원주속도 7∼15m/초로 회전시킴으로써 비드에 운동을 부여한다. 여기에, 원료 분말 등의 피분쇄물을 액체에 섞은 슬러리를 펌프로 송입하고, 비드를 충돌시킴으로써 미세분쇄·분산시킨다. 비드밀의 경우, 피분쇄물에 맞추어 비드 직경을 작게 하면 효율이 높아진다. 일반적으로, 비드밀은 볼 밀의 1000배 가까운 가속도로 미분쇄와 혼합을 실현할 수 있다. 이러한 구조의 비드밀은 여러 가지 명칭으로 불리고 있고, 예를 들면, 샌드 그라인더, 아쿠아마이저, 어트리터, 펄밀, 아백스밀, 울트라비스코밀, 다이노밀, 애지테이터밀, 코볼밀, 스파이크밀, SC밀 등이 알려져 있고, 본 발명에서는 모두 사용할 수 있다. 또한 제트밀은 노즐로부터 음속 전후로 분사되는 고압의 공기 혹은 증기를, 초고속 제트로서 원료 분말 등의 피분쇄물에 대하여 충돌시켜, 입자끼리의 충격에 의해 미립자로 분쇄하는 방법이다. As a method other than ball mill mixing, the bead mill method and the jet mill method are also effective. In particular, the tin oxide powder is a hard material, which is very effective when a raw material having a large average particle size is used or when it needs to be pulverized and mixed in a short time. In the bead mill method, 70-90% of beads (crushing media, bead diameters 0.005-3 mm) are filled in a vessel called a vessel, and the beads are moved by rotating the rotation axis in the center of the vessel at a circumferential speed of 7-15 m / sec. Here, the slurry which mixed the to-be-processed material, such as raw material powder, with a liquid is sent to a pump, and it grind | pulverizes and disperse | distributes by making a bead collide. In the case of a bead mill, when a bead diameter is made small according to a to-be-processed object, efficiency will become high. In general, the bead mill can realize pulverization and mixing at an acceleration close to 1000 times that of the ball mill. Bead mills having such a structure are called by various names, for example, sand grinders, aquamizers, attritors, pearl mills, Abaeks mills, ultrabiscomills, dynomills, agitator mills, coball mills, spike mills, SCs, etc. Mills and the like are known and can be used in the present invention. In addition, the jet mill is a method of colliding high-pressure air or steam injected from the nozzle before and after the speed of sound with a to-be-pulverized object such as raw material powder as an ultra-high-speed jet and pulverizing it into fine particles by impact of the particles.

상기한 바와 같이, 우선, 산화인듐 분말과 산화주석 분말을 원하는 비율로 볼 밀용 포트에 투입하고, 건식 혹은 습식 혼합하여 혼합 분말을 조제한다. 그리고, 본 발명의 산화물 소결체를 얻기 위해서는, 상기 원료 분말의 배합비율에 대하여, 인듐과 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614가 되도록 조제한다. As described above, first, the indium oxide powder and the tin oxide powder are added to a ball mill pot at a desired ratio, and dry or wet mixed to prepare a mixed powder. And in order to obtain the oxide sintered compact of this invention, it is prepared so that content of indium and tin may be 0.001-0.614 in Sn / In atomic ratio with respect to the compounding ratio of the said raw material powder.

이렇게 하여 조제된 혼합분말에, 물 및 분산재·바인더 등의 유기물을 가하여 슬러리를 제조한다. 슬러리의 점도는 150∼5000cP가 바람직하고, 보다 바람직하게는 400∼3000cP이다. The slurry is prepared by adding organic substances, such as water, a dispersing material, and a binder, to the mixed powder prepared in this way. The viscosity of the slurry is preferably 150 to 5000 cP, more preferably 400 to 3000 cP.

이렇게 하여 얻어진 슬러리를 사용하여, 스프레이 드라이어 등으로 건조시킴으로써 조립분말을 얻을 수 있다. 그러나, 보다 균일하게 소결성이 양호한 소결체를 얻기 위해서는, 이하의 비드밀에 의한 분쇄 혼합 처리를 행하면 더욱 효과적이다. The granulated powder can be obtained by drying with a spray dryer or the like using the slurry thus obtained. However, in order to obtain a sintered compact with more uniform sinterability, it is more effective to carry out the pulverized mixing treatment by the following bead mill.

즉, 얻어진 슬러리와 비드를 비드밀의 용기에 넣어 분쇄 혼합 처리한다. 비드재로서는 지르코니아, 알루미나 등을 들 수 있지만, 내마모성의 점에서 지르코니아가 바람직하다. 비드의 직경은 분쇄 효율의 점에서 1∼3mm가 바람직하다. 패스수는 1회이어도 되지만, 2회 이상이 바람직하고, 5회 이하에서 충분한 효과가 얻어진다. 또한 처리 시간으로서는 바람직하게는 10시간 이하, 더욱 바람직하게는 4∼8시간이다. That is, the obtained slurry and beads are put into a container of a bead mill and subjected to pulverizing and mixing treatment. Although zirconia, alumina, etc. are mentioned as a bead material, Zirconia is preferable at the point of abrasion resistance. As for the diameter of a bead, 1-3 mm are preferable at the point of grinding | polishing efficiency. Although the number of passes may be one time, two or more times are preferable and sufficient effect is acquired at five times or less. Moreover, as processing time, Preferably it is 10 hours or less, More preferably, it is 4-8 hours.

이러한 처리를 행함으로써, 슬러리 중에 있어서의 산화인듐 분말과 산화주석 분말의 분쇄·혼합이 양호하게 된다. By performing such a process, grinding and mixing of the indium oxide powder and tin oxide powder in a slurry become favorable.

다음에 이렇게 하여 처리된 슬러리를 사용하여 성형을 행한다. 성형 방법으로서는 주입 성형법, 프레스 성형법 모두 채용할 수 있다. 주입 성형을 행하는 경우, 얻어진 슬러리를 주입 성형용의 형에 부어 넣어 성형체를 제조한다. 비드밀의 처리로부터 주입까지의 시간은 10시간 이내로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함에 따라 얻어진 슬러리가 틱소트로피성을 나타내는 것을 막을 수 있기 때문이다. 또한 프레스 성형을 행하는 경우, 얻어진 슬러리에 폴리비닐알코올 등의 바인더 등을 첨가하고, 필요에 따라 수분 조절을 행하고나서 스프레이 드라이어 등으로 건조시켜 조립한다. 얻어진 조립분말을 소정의 크기의 금형에 충전하고, 그 후에 프레스기를 사용하여 9.8∼98MPa(100∼1000kg/cm2)의 압력으로 1축 가압 성형을 행하여 성형체로 한다. 이 때의 성형체의 두께는, 이 후의 소성 공정에 의한 수축을 고려하여, 소정 크기의 소결체를 얻을 수 있는 두께로 설정하는 것이 바람직하다. Next, molding is performed using the slurry thus treated. As the molding method, both the injection molding method and the press molding method can be adopted. In the case of performing injection molding, the obtained slurry is poured into a mold for injection molding to produce a molded article. The time from the treatment of the bead mill to the injection is preferably within 10 hours. This is because the obtained slurry can be prevented from showing thixotropy. In the case of press molding, a binder such as polyvinyl alcohol or the like is added to the obtained slurry, and moisture control is carried out if necessary, followed by drying with a spray dryer or the like to assemble. The granulated powder thus obtained is filled into a mold having a predetermined size, and then subjected to uniaxial pressure molding at a pressure of 9.8 to 98 MPa (100 to 1000 kg / cm 2 ) using a press machine to form a molded body. It is preferable to set the thickness of the molded object at this time to the thickness which can obtain the sintered compact of a predetermined magnitude in consideration of the shrinkage by a subsequent baking process.

상기의 혼합분말로부터 제작한 성형체를 사용하면, 상압 소결법으로 본 발명의 산화물 소결체를 얻을 수 있다. 또한, 상압 소결법으로 소성하여 산화물 소결체를 얻는 경우에는 이하와 같이 된다. If the molded object produced from the said mixed powder is used, the oxide sintered compact of this invention can be obtained by an atmospheric pressure sintering method. Moreover, when baking by an atmospheric pressure sintering method and obtaining an oxide sintered compact, it becomes as follows.

우선, 얻어진 성형체에 대하여 300∼500℃의 온도에서 5∼20시간 정도 가열하고, 탈바인더 처리를 행한다. 그 후에 승온시켜 소결을 행하지만, 승온속도는 효과적으로 내부의 기포 결함을 외부로 꺼내게 하기 위하여, 150℃/시간 이하, 바람직하게는 100℃/시간 이하, 더욱 바람직하게는 80℃/시간 이하로 한다. 소결 온도는 1150∼1300℃, 바람직하게는 1200∼1250℃로 하고 소결 시간은 1∼20시간, 바람직하게는 2∼5시간 소결한다. 탈바인더 처리∼소결 공정은 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율의 산소를 노에 도입하여 행하는 것이 중요하다. 상기 소결 공정에서 산소를 도입하여 행하는 것은 소결체는 1150℃ 이상에서 산소를 분해하기 쉬워, 과잉의 환원 상태로 진행하기 쉬우므로, 이것을 저지하기 위해서이다. 한번 이 공정에서 산소 결손이 과잉으로 도입된 소결체가 형성되어 버리면, 그 후에 이어지는 산소량 조정 공정에서 소결체의 산소 결손량을 최적으로 조정하는 것이 곤란하게 되어 버린다. 소성온도가 1300℃를 초과한 온도에서 행하면, 전술한 바와 같은 산소분위기하에서도 산소의 해리가 심하게 되어, 과잉의 환원상태로 진행되기 쉬워지기 때문에, 동일한 이유에서 바람직하지 않다. 또한 소성온도가 1150℃ 미만에서는, 온도가 너무 낮아 소결이 부족하여, 충분한 강도의 소결체를 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다. First, about the obtained molded object is heated at a temperature of 300-500 degreeC for about 5 to 20 hours, and a binder removal process is performed. Thereafter, the temperature is raised and sintered, but the temperature increase rate is 150 ° C / hour or less, preferably 100 ° C / hour or less, more preferably 80 ° C / hour or less, in order to effectively bring out the internal bubble defects to the outside. . The sintering temperature is 1150 to 1300 ° C, preferably 1200 to 1250 ° C, and the sintering time is 1 to 20 hours, preferably 2 to 5 hours. It is important that the debinder treatment to the sintering step are performed by introducing oxygen into the furnace at a rate of 5 liters / minute or more per 0.1 m 3 of the furnace volume. The introduction of oxygen in the sintering step is intended to prevent this since the sintered body easily decomposes the oxygen at 1150 ° C or higher and easily proceeds to an excessive reduction state. Once the sintered compact in which oxygen deficiency was introduce | transduced in this process once is formed, it will become difficult to optimally adjust the oxygen deficiency amount of a sintered compact in a subsequent oxygen amount adjustment process. When the calcination temperature is performed at a temperature exceeding 1300 ° C., dissociation of oxygen becomes severe even under the oxygen atmosphere as described above, and it is easy to proceed to an excessive reduction state, which is not preferable for the same reason. If the firing temperature is less than 1150 占 폚, the temperature is too low, so that sintering is insufficient and a sintered compact of sufficient strength cannot be obtained.

소결 후, 소결체의 산소량 조정 공정을 행한다. 산소량 조정 공정은 900∼1100℃, 바람직하게는 950∼1050℃의 가열온도에서 행하고, 가열시간은 10시간 이상인 것이 중요하다. 상기 산소량 조정 공정의 가열온도까지의 냉각은 산소 도입을 계속하면서 행하고, 0.1∼20℃/분, 바람직하게는 2∼10℃/분의 범위의 강온속도로 강온 한다. After sintering, the oxygen amount adjustment process of the sintered compact is performed. It is important that the oxygen amount adjusting step is performed at a heating temperature of 900 to 1100 ° C, preferably 950 to 1050 ° C, and the heating time is 10 hours or more. Cooling to the heating temperature of the said oxygen amount adjustment process is performed, continuing oxygen introduction, and it temperature-falls at the temperature-fall rate of 0.1-20 degreeC / min, Preferably it is 2-10 degreeC / min.

소결체의 산소량 조정 공정에서는 노 내 분위기의 제어도 특히 중요해서, 로에의 도입 가스는 산소와 아르곤의 혼합비(체적비)을 O2/Ar=40/60∼90/10의 범위 내에서 제어하고, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율로 노 내에 도입하는 것이 중요하다. 이러한 온도와 분위기, 시간을 정밀에 조정함으로써 산화물 증착재로서 사용할 때에 유용한 본 발명에서 규정하는 L*값을 갖는 소결체를 얻을 수 있다. In the oxygen amount adjustment process of the sintered body, the control of the atmosphere in the furnace is also particularly important, and the introduction gas into the furnace controls the mixing ratio (volume ratio) of oxygen and argon within the range of O 2 / Ar = 40/60 to 90/10. in volume, it is important to introduce in the furnace to 0.1m 3 at least 5 liters / minute per ratio. By precisely adjusting such a temperature, an atmosphere, and time, the sintered compact which has L * value prescribed | regulated by this invention useful when using as an oxide vapor deposition material can be obtained.

상기 산소량 조정 공정에서의 가열온도는 900℃ 미만에서는, 산소의 해리·흡착의 반응이 둔하여 소결체 내부까지 균일한 환원 처리에 시간을 요해 버리기 때문에 바람직하지 않고, 1100℃를 초과한 온도에서 행하면 산소의 해리가 지나치게 심해, 상기 분위기에 의한 최적의 환원 처리가 불가능하게 되어 버리기 때문에 바람직하지 않다. 또한 산소량 조정 공정의 가열온도가 10시간 미만이면, 소결체 내부까지 균일한 환원 처리를 행할 수 없기 때문에 바람직하지 않다. 또한 노로의 도입 가스의 혼합비(O2/Ar)가 40/60 미만이면, 산소의 해리에 의한 환원화가 지나치게 우세하게 되어, L*값이 54 미만의 소결체로 되어 버리기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 노로의 도입 가스의 혼합비(O2/Ar)가 90/10을 초과하면, 산화가 지나치게 우세하게 되어, L*값이 75를 초과한 소결체가 되어 버리기 때문에 바람직하지 않다. The heating temperature in the oxygen amount adjusting step is not preferable because the reaction of dissociation and adsorption of oxygen is slow and takes time for uniform reduction treatment to the inside of the sintered body at less than 900 ° C. It is not preferable because the dissociation of is too severe and the optimum reduction treatment by the atmosphere becomes impossible. Moreover, since the uniform reduction process cannot be performed even inside the sintered compact when the heating temperature of an oxygen amount adjustment process is less than 10 hours, it is unpreferable. If the mixing ratio (O 2 / Ar) of the introduction gas to the furnace is less than 40/60, reduction by oxygen dissociation is too predominant, and the L * value becomes less than 54, which is not preferable. On the contrary, when the mixing ratio (O 2 / Ar) of the introduction gas into the furnace exceeds 90/10, the oxidation becomes excessively predominant and the L * value exceeds 75, which is not preferable.

본 발명의 산화물 증착재를 얻기 위해서는, 상기한 바와 같이, 산소 가스를 아르곤 가스로 정밀하게 희석시킨 가스 분위기하에, 즉, 산소량이 정밀하게 제어된 분위기하에서 어닐링 처리하는 것이 중요하지만, 분위기 가스는 반드시 산소와 아르곤과의 혼합 가스일 필요는 없다. 예를 들면, 아르곤 대신에 헬륨이나 질소 등의 다른 불활성 가스를 사용해도 유효하다. 또한 아르곤 대신에 대기를 사용하는 경우에도, 그 전체의 혼합 가스 중에서 산소 함유량이 정밀하게 일정 제어되어 있으면 유효하다. 그러나, 종래의 기술과 같이, 대기에서 소성하고 있는 노에 산소 가스를 도입하고서는, 노 중의 분위기의 산소 함유량을 정밀하게 제어할 수 없기 때문에 유효하지 않다. 본 발명에서 제안하고 있는 바와 같이, 산소 가스의 함유 비율이 정밀하게 제어된 불활성 가스와의 혼합 가스를 도입하여 노 내를 채움으로써, 최적의 환원상태를 갖는 산화물 증착재를 얻을 수 있다. In order to obtain the oxide vapor deposition material of the present invention, as described above, it is important to anneal the oxygen gas in the gas atmosphere in which the oxygen gas is precisely diluted with argon gas, that is, in the atmosphere in which the amount of oxygen is precisely controlled. It does not have to be a mixed gas of oxygen and argon. For example, another inert gas such as helium or nitrogen may be used instead of argon. Moreover, even when using air instead of argon, it is effective as long as oxygen content is precisely controlled in the mixed gas of the whole. However, as in the prior art, when oxygen gas is introduced into a furnace that is fired in the atmosphere, it is not effective because the oxygen content of the atmosphere in the furnace cannot be precisely controlled. As proposed in the present invention, an oxide vapor deposition material having an optimal reduction state can be obtained by introducing a mixed gas with an inert gas whose oxygen content is controlled precisely and filling the furnace.

그리고, 산소량 조정 공정을 끝낸 후는 10℃/분으로 실온까지 강온하고, 실온에서 노로부터 취출할 수 있다. 얻어진 소결체는 소정의 치수로 연삭 등에 의해 가공하여 산화물 증착재로 할 수 있다. 또한 소결의 수축률도 고려하여, 소성 후에 소정의 치수가 되는 크기의 성형체를 사용하면, 소결 후의 연삭 가공을 행하지 않아도 산화물 증착재로서 이용할 수 있다. And after completion | finish of an oxygen amount adjustment process, it can fall to room temperature at 10 degreeC / min, and can take out from a furnace at room temperature. The obtained sintered compact can be processed into a predetermined size by grinding or the like to form an oxide vapor deposition material. In addition, in consideration of the shrinkage of sintering, when a molded article having a predetermined size after firing is used, it can be used as an oxide vapor deposition material without performing grinding processing after sintering.

그런데, 스퍼터링 타겟의 제조법의 하나로, 고밀도의 소결체를 얻는 방법으로서 핫프레스법이 유효한 것이 알려져 있다. 그러나, 본 발명의 재료에 핫프레스법을 적용한 경우, L*값이 40 이하의 환원성이 지나치게 강한 소결체밖에 얻어지지 않는다. 이러한 소결체로는 본 발명의 목적을 달성할 수는 없다. By the way, it is known that the hot press method is effective as a method of obtaining a high density sintered compact as one of the manufacturing methods of a sputtering target. However, when the hot press method is applied to the material of the present invention, only the sintered compact whose L * value is 40 or less and the reducibility is too strong is obtained. Such a sintered compact cannot achieve the object of the present invention.

또한 본 발명의 산화물 증착재에 대해서는, 예를 들면, 직경 10∼50mm이고 높이 10∼50mm의 원기둥 형상의 태블릿 혹은 펠릿 형상으로 사용하는 것도 가능하지만, 이러한 소결체를 분쇄한 1∼10mm 정도의 과립 형상이어도 이용할 수 있다. Moreover, about the oxide vapor deposition material of this invention, although it is also possible to use it for the cylindrical tablet or pellet shape of 10-50 mm in diameter and 10-50 mm in height, for example, the granule shape of about 1-10 mm which crushed such a sintered compact was crushed. It can also be used.

또한 본 발명에 따른 산화물 증착재에 대해서는, 인듐, 주석, 산소 이외의 다른 원소로서, 예를 들면, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 카드뮴, 세륨 등이 포함되어 있어도, 본 발명의 특성이 손상되지 않는 것이 조건에 허용된다. 단, 금속 이온 중에서도, 그 산화물의 증기압이 산화인듐이나 산화주석의 증기압과 비교하여 극히 높은 경우에는, 각종 진공증착법으로 증발시키는 것이 곤란하게 되기 때문에 함유되지 않는 편이 바람직하다. 예를 들면, 알루미늄, 티탄, 실리콘과 같은 금속은 이들 산화물의 증기압이 산화인듐이나 산화주석과 비교하여 극히 높기 때문에, 산화물 증착재에 포함시킨 경우, 산화인듐이나 산화주석과 함께 증발시키는 것이 곤란하게 된다. 이 때문에, 산화물 증착재에 잔존하여 고농도화되고, 최종적으로는 산화인듐과 산화주석의 증발의 방해가 되는 등의 악영향을 미치게 하므로 함유시켜서는 안 된다. In addition, about the oxide vapor deposition material which concerns on this invention, even if tungsten, molybdenum, zinc, cadmium, cerium, etc. are contained as other elements other than indium, tin, and oxygen, the characteristic of this invention is not impaired. Condition is allowed. However, among the metal ions, when the vapor pressure of the oxide is extremely high compared with the vapor pressure of indium oxide or tin oxide, it is preferable not to contain it because it is difficult to evaporate by various vacuum deposition methods. For example, metals such as aluminum, titanium, and silicon have extremely high vapor pressures of these oxides compared with indium oxide and tin oxide, so that when included in the oxide deposition material, it is difficult to evaporate with indium oxide or tin oxide. do. For this reason, it should not be contained since it will remain in the oxide vapor deposition material and become high concentration and will adversely affect the evaporation of indium oxide and tin oxide finally.

그리고, 본 발명의 산화물 증착재를 적용하여 각종 진공증착법에 의해 투명 도전막을 제조하면, 상기 산화물 증착재 내의 산소 함유량이 최적으로 조정되어 있기 때문에, 성막 진공조로의 산소도입량이 적어도 최적인 산소 결손의 투명 도전막을 얻을 수 있다. 따라서, 투명 도전막과 산화물 증착재 간의 조성차가 작고, 산소도입량의 변동에 수반되는 특성 편차의 영향도 받기 어려운 이점을 갖는다. When the transparent conductive film is produced by various vacuum deposition methods by applying the oxide vapor deposition material of the present invention, since the oxygen content in the oxide vapor deposition material is optimally adjusted, the oxygen introduction amount into the film formation vacuum chamber is at least optimal. A transparent conductive film can be obtained. Therefore, the composition difference between a transparent conductive film and an oxide vapor deposition material is small, and there exists an advantage which is hard to be influenced by the characteristic deviation accompanying the fluctuation | variation of oxygen introduction amount.

(2) 투명 도전막(2) transparent conductive film

산화인듐을 주성분으로 하여 주석을 포함하는 산화물 소결체에 의해 구성되고, 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614이며, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값이 54∼75인 본 발명에 따른 산화물 증착재를 적용하여, 전자빔 증착법, 이온도금법이나 고밀도 플라즈마 어시스트 증착법 등의 각종 진공증착법에 의해, 주석을 함유하는 산화인듐의 결정막(투명 도전막)을 제조할 수 있다. Oxide according to the present invention, which is composed of an oxide sinter containing tin as a main component of indium oxide, having a tin content of 0.001 to 0.614 in Sn / In atomic ratio, and a L * value of 54 to 75 in the CIE1976 colorimetric system. By applying a vapor deposition material, a crystal film (transparent conductive film) of indium oxide containing tin can be produced by various vacuum deposition methods such as an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, or a high density plasma assist vapor deposition method.

결정막으로 함으로써 주석이 산화인듐의 인듐 사이트에 치환 고용되었을 때에 높은 이동도를 발휘시킬 수 있다. 상기 결정막(투명 도전막)은 성막 중의 기판을 180℃ 이상으로 가열함으로써 얻어지지만, 기판을 가열하지 않는 비가열의 성막에서 얻어진 막을 180℃ 이상으로 어닐링 하는 방법으로도 얻을 수 있다. By setting it as a crystal film, high mobility can be exhibited when tin substitutes and solidifies to the indium site of indium oxide. Although the said crystal film (transparent conductive film) is obtained by heating the board | substrate in film-forming at 180 degreeC or more, it can also be obtained by the method of annealing at 180 degreeC or more the film | membrane obtained by unheated film-forming which does not heat a board | substrate.

그리고, 본 발명에 따른 결정성의 투명 도전막은, 막과 산화물 증착재와의 조성차가 작은 산화물 증착재로부터 제조할 수 있기 때문에, Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614의 주석을 함유하는 산화인듐막이다. 막의 주석 함유량(Sn/In 원자수비)이 0.001 미만에서는, 캐리어 농도 증가의 효과(즉 이동도 증가의 효과)가 작아 저저항의 막을 얻을 수 없다. 또한 0.614를 초과하면, 막 중의 주석량이 지나치게 많아 전자 이동 시의 중성 불순물 산란이 커져 버려, 이동도가 저하되는 영향을 받아버려 저저항의 막이 얻어지지 않는다. 더욱 높은 캐리어 농도의 투명 도전막을 얻기 위해서는, 보다 바람직한 주석의 함유량으로서 Sn/In 원자수비로 0.040∼0.163인 것과, 막이 결정막인 것이다. 이러한 조성 범위의 결정막을 얻음으로써 캐리어 농도가 7.2×1020cm-3 이상이고, 비저항이 3.5×10-4Ωcm 이하의 투명 도전막을 실현할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 투명 도전막은 파장 400∼800nm에 있어서의 막 자체의 평균 투과율은 90% 이상으로 대단히 높다. The crystalline transparent conductive film according to the present invention is an indium oxide film containing tin in an amount of 0.001 to 0.614 in the Sn / In atomic ratio because it can be produced from an oxide vapor deposition material having a small compositional difference between the film and the oxide vapor deposition material. . When the tin content (Sn / In atomic ratio) of the film is less than 0.001, the effect of increasing the carrier concentration (that is, the effect of increasing mobility) is small and a low resistance film cannot be obtained. If it exceeds 0.614, the amount of tin in the film is too large, and the neutral impurity scattering during electron transfer becomes large, and the mobility is lowered. Thus, a film of low resistance is not obtained. In order to obtain a transparent conductive film with a higher carrier concentration, the content of tin is more preferably 0.040 to 0.163 in the Sn / In atomic ratio, and the film is a crystal film. By obtaining a crystal film having such a composition range, a transparent conductive film having a carrier concentration of 7.2 × 10 20 cm −3 or more and a specific resistance of 3.5 × 10 −4 Ω cm or less can be realized. The transparent conductive film according to the present invention has a very high average transmittance of 90% or more at the wavelength of 400 to 800 nm.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described concretely.

(실시예)(Example)

[실시예 1∼4][Examples 1 to 4]

[산화물 증착재의 제작][Production of Oxide Deposition Materials]

평균 입경이 0.8㎛의 In2O3 분말, 및, 평균입경이 1㎛의 SnO2 분말을 원료분말로 하고, 이들 In2O3 분말과 SnO2 분말을, Sn/In의 원자수비가 0.048이 되는 것과 같은 비율로 조합하고, 또한, 수지제 포트에 넣고, 습식 볼밀로 혼합했다. 이때, 경질 ZrO2볼을 사용하고, 혼합시간을 20시간으로 했다. An In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 0.8 μm and a SnO 2 powder having an average particle diameter of 1 μm were used as raw materials, and these In 2 O 3 powders and SnO 2 powders had an atomic ratio of Sn / In of 0.048. It combined at the ratio similar to what was mentioned, and also put in the pot made of resin, and mixed by the wet ball mill. At this time, a hard ZrO 2 ball was used and the mixing time was 20 hours.

혼합 후, 슬러리를 꺼내고, 얻어진 슬러리에 폴리비닐알코올의 바인더를 첨가하고, 스프레이 드라이어 등으로 건조시켜 조립했다. After mixing, the slurry was taken out, the binder of polyvinyl alcohol was added to the obtained slurry, and it dried and granulated with the spray dryer etc.

이 조립물을 사용하여, 98MPa(1ton/cm2)의 압력으로 1축 가압 성형을 행하여 직경 30mm, 두께 40mm의 원기둥 형상의 성형체를 얻었다. Using this granulated material, uniaxial pressure molding was performed at a pressure of 98 MPa (1 ton / cm 2 ) to obtain a cylindrical shaped body having a diameter of 30 mm and a thickness of 40 mm.

다음에 얻어진 성형체를 이하와 같이 하여 소결했다. Next, the obtained molded object was sintered as follows.

즉, 소결로 내의 대기 중, 300℃의 온도조건에서 10시간 정도 가열하여 성형체의 탈바인더 처리를 행한 후, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분의 비율로 산소를 도입하는 분위기에서, 1℃/분의 속도로 승온하고, 1250℃에서 2시간 소결했다(상압 소결법). 이때, 소결 후에 있어서의 냉각 시에도, 산소를 도입하면서, 1000℃까지를 10℃/분으로 강온했다. That is, after performing a treatment to remove the binder of the molded product of, by heating at a temperature of 300 ℃ for 10 hours in the atmosphere in the sintering furnace, the furnace in a volume of 0.1m 3 per atmosphere introducing oxygen at a rate of 5 liter / min, 1 It heated up at the speed of ° C / min, and sintered at 1250 ° C for 2 hours (atmospheric pressure sintering method). At this time, even at the time of cooling after sintering, it cooled down to 1000 degreeC at 10 degreeC / min, introducing oxygen.

다음에 도입 가스를 산소와 아르곤의 혼합 가스로 전환하고, 1000℃에서 15시간 가열 유지(이후, 이 공정을 소결체 산소량 조정 공정이라고 칭함)한 후, 10℃/분으로 실온까지 강온했다. Next, the introduction gas was switched to a mixed gas of oxygen and argon, and heated and maintained at 1000 ° C. for 15 hours (hereinafter, this step is referred to as a sintered body oxygen amount adjusting step), and then, the temperature was lowered to 10 ° C./min to room temperature.

그리고, 상기 혼합 가스의 산소와 아르곤의 혼합비율을 변화시킴으로써 여러 L*값의 산화물 소결체(산화물 증착재)를 얻을 수 있었다. The oxide sintered body (oxide evaporation material) having various L * values was obtained by changing the mixing ratio of oxygen and argon of the mixed gas.

즉, 실시예 1에 따른 산화물 증착재는 산소 가스/아르곤 가스유량비(즉 체적비)가 「40/60」의 조건으로 제조되고, 실시예 2에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「60/40」의 조건으로 제조되고, 실시예 3에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「80/20」의 조건으로 제조되고, 및, 실시예 4에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「90/10」의 조건으로 제조되었다. That is, the oxide vapor deposition material according to Example 1 is manufactured under the condition that the oxygen gas / argon gas flow rate ratio (that is, the volume ratio) is "40/60", and the oxide vapor deposition material according to Example 2 is such that the volume ratio is "60/40". The oxide vapor deposition material according to Example 3 was prepared under the condition that the volume ratio was "80/20", and the oxide vapor deposition material according to Example 4 was manufactured under the condition that the volume ratio was "90/10".

또한, 얻어진 산화물 소결체(산화물 증착재)의 체적과 중량을 측정하여 밀도를 산출한 바, 4.8∼5.7g/cm3이었다. 또한 상기 산화물 소결체의 파단면의 주사형 전자현미경에 의한 관찰로부터, 산화물 소결체 중의 100개의 결정립 직경의 평균값을 구한 바, 모두 3∼10㎛이었다. 또한 산화물 소결체의 전자빔 조사면에 대하여, 4침법 저항율계로 표면저항을 측정하여 비저항을 산출한 바, 1kΩcm 이하였다. 또한 모든 산화물 소결체에 대하여 ICP 발광 분석법으로 조성 분석을 행한 바, 장입 조성을 갖는 것을 알 수 있었다. 또한 소결체 표면과 소결체 내부에 대하여, 색차계(BYK-GardnerGmbH사제 스펙트로가이드, E-6834)를 사용하여, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값을 측정한 바, 거의 동일한 값을 보였다. Moreover, it was 4.8-5.7 g / cm < 3 > when density and the density were computed by measuring the volume and weight of the obtained oxide sintered compact (oxide vapor deposition material). Moreover, when the average value of 100 grain diameters in the oxide sintered compact was calculated | required from the observation by the scanning electron microscope of the fracture surface of the said oxide sintered compact, all were 3-10 micrometers. Moreover, when the surface resistance was measured with the 4 needle resistivity meter about the electron beam irradiation surface of the oxide sintered compact, the specific resistance was computed and it was 1 k ohm cm or less. Furthermore, when all the oxide sintered compacts were analyzed by ICP emission spectrometry, it turned out that it has a charge composition. Moreover, about the surface of the sintered compact and the inside of the sintered compact, the L * value in CIE1976 colorimeter was measured using the color difference meter (Spectroguide, E-6834 by BYK-Gardner GmbH company), and showed substantially the same value.

소결체 산소량 조정 공정에서 도입한 혼합 가스의 산소 가스/아르곤 가스유량비(즉 체적비)와, 얻어진 산화물 소결체(산화물 증착재)의 L*값을 이하의 표 1(a), 표 1(b) 및 표 1(c)에 나타낸다.The oxygen gas / argon gas flow rate ratio (that is, volume ratio) of the mixed gas introduced in the sintered body oxygen amount adjusting step and the L * values of the obtained oxide sintered body (oxide evaporation material) are shown in Tables 1 (a), 1 (b) and Table below. It shows in 1 (c).

Figure 112012071174434-pct00001
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Figure 112012071174434-pct00003

[투명 도전막의 제작과 막 특성 평가, 성막 평가][Production of Transparent Conductive Film, Evaluation of Film Characteristics, Film Formation Evaluation]

(1) 투명 도전막의 제작에는 자장편향형 전자빔 증착 장치를 사용했다. (1) The magnetic field deflection electron beam vapor deposition apparatus was used for preparation of a transparent conductive film.

진공 배기계는 로터리 펌프에 의한 저진공 배기계와 크라이온 펌프에 의한 고진공 배기계로 구성되어 있고, 5×10-5Pa까지 배기하는 것이 가능하다. 전자빔은 필라멘트의 가열에 의해 발생하고, 캐소드-애노드 간에 인가된 전계에 의해 가속되어, 영구자석의 자장 중에서 구부러진 후, 텅스텐제의 도가니 내에 설치된 산화물 증착재에 조사된다. 전자빔의 강도는 필라멘트로의 인가전압을 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 또한 캐소드-애노드 간의 가속전압을 변화시키면 빔의 조사 위치를 변화시킬 수 있다. The vacuum exhaust system consists of a low vacuum exhaust system by a rotary pump and a high vacuum exhaust system by a cryon pump, and can exhaust up to 5x10 <-5> Pa. The electron beam is generated by the heating of the filament, accelerated by the electric field applied between the cathode and the anode, bent in the magnetic field of the permanent magnet, and then irradiated onto the oxide deposition material provided in the tungsten crucible. The intensity of the electron beam can be adjusted by changing the voltage applied to the filament. In addition, changing the accelerating voltage between the cathode and the anode can change the irradiation position of the beam.

성막은 이하의 조건으로 실시했다. Film formation was performed under the following conditions.

진공실 내에 Ar 가스와 O2 가스를 도입하고 압력을 1.5×10-2Pa로 유지했다. 이때, 진공실 내에 도입하는 Ar 가스와 O2 가스의 혼합비율을 변화시켜서 얻어지는 투명 도전막의 특성을 평가했다. 텅스텐제 도가니에 실시예 1∼4의 원기둥 형상 산화물 증착재를 세워서 배치하고, 산화물 증착재의 원형면의 중앙부에 전자빔을 조사하여, 두께 1.1mm의 코닝 7059 유리 기판 위에 막 두께 200nm의 투명 도전막을 형성했다. 전자총의 설정전압은 9kV, 전류값은 150mA로 하고 기판은 250℃로 가열했다. Ar gas and O 2 gas were introduced into the vacuum chamber, and the pressure was maintained at 1.5 × 10 −2 Pa. At this time, the transparent conductive film was evaluated characteristics obtained by changing the mixing ratio of the Ar gas and O 2 gas being introduced into the vacuum chamber. The cylindrical oxide deposition materials of Examples 1 to 4 were placed in a tungsten crucible and irradiated with an electron beam in the center of the circular surface of the oxide deposition material to form a transparent conductive film having a thickness of 200 nm on a Corning 7059 glass substrate having a thickness of 1.1 mm. did. The set voltage of the electron gun was 9 kV, the current value was 150 mA, and the board | substrate was heated to 250 degreeC.

(2) 얻어진 박막(투명 도전막)의 특성은 이하의 수순으로 평가했다. (2) The characteristics of the obtained thin film (transparent conductive film) were evaluated in the following procedures.

우선, 박막(투명 도전막)의 표면저항은 4침법 저항율계 로레스타 EP(다이아 인스트루먼트사제, MCP-T360형)로 측정하고, 박막(투명 도전막)의 막 두께는 접촉식 표면조도계(텐콜사제)를 사용하여 미성막 부분과 성막 부분의 단차 측정으로부터 평가하고, 「비저항(μΩcm)」을 산출했다. 또한 홀 효과 측정 장치(도요테크니카사제 ResiTest)를 사용하여, Van der Pauw법에 의한 막의 실온에 있어서의 「캐리어 농도(cm-3)」, 「홀 이동도(cm2/Vs)」를 측정했다. First, the surface resistance of the thin film (transparent conductive film) was measured with a 4-needle resistivity meter LORESTAR EP (manufactured by Diamond Instruments, MCP-T360), and the film thickness of the thin film (transparent conductive film) was a contact surface roughness meter (manufactured by Tencol Corporation). ) Was evaluated from the step measurement of the unfilmed portion and the film-forming portion, and the "specific resistance (μΩcm)" was calculated. In addition, to measure the Hall effect measurement apparatus (manufactured by Toyo Technica ResiTest) by, "carrier concentration (cm -3)," "Hall mobility (cm 2 / Vs)" in the film at room temperature by a Van der Pauw method using .

다음에 분광광도계(히타치 세사쿠쇼사제, U-4000)로 유리 기판을 포함한 막(막 L 부착 유리 기판 B)의 투과율[TL +B(%)]을 측정하고, 동일한 방법으로 측정한 유리 기판만(유리 기판 B)의 투과율[(TB(%))로부터, [TL +B÷TB×100(%)]으로 막 자체의 투과율을 산출했다. Next, the transmittance [T L + B (%)] of the film (glass substrate B with film L) including the glass substrate was measured with a spectrophotometer (manufactured by Hitachi Sesakusho Co., Ltd., U-4000), and the glass was measured by the same method. From the transmittance [(T B (%)) of the substrate only (glass substrate B), the transmittance of the film itself was calculated by [T L + B ÷ T B × 100 (%)].

또한 막의 결정성은 X선 회절 측정으로 평가했다. X선 회절 장치는 X'PertPROMPD(PANalytical사제)를 사용하고, 측정조건은 광역 측정으로, CuKα선을 사용하여, 전압 45kV, 전류 40mA로 측정을 행했다. X선 회절피크의 유무로부터 막의 결정성을 평가했다. 이 결과도 표 1(c)의 「막의 결정성」란에 나타낸다. In addition, the crystallinity of the film was evaluated by X-ray diffraction measurement. The X-ray diffraction apparatus used X'PertPROMPD (made by PANalytical), The measurement conditions were the wide area measurement, and it measured by the voltage of 45 kV and 40 mA using CuK alpha ray. The crystallinity of the film was evaluated from the presence or absence of the X-ray diffraction peak. This result is also shown in the "crystallinity of a film" column of Table 1 (c).

다음에 막의 조성(Sn/In의 원자수비)은 ICP 발광 분석법으로 측정했다. 또한 막의 기판에 대한 부착력은, JIS C0021에 기초하여 평가했다. 평가는 막 벗겨짐이 없는 경우에는 양호(강함)로 하고, 막 벗겨짐이 있는 것은 불충분(약함)으로 했다. 이들 결과도 표 1(c)의 「Sn/In의 원자수비」와 「막의 기판에 대한 부착력」의 각 란에 나타낸다. Next, the composition of the film (atomic ratio of Sn / In) was measured by ICP emission spectrometry. In addition, the adhesive force of the film | membrane to the board | substrate was evaluated based on JIS C0021. Evaluation was made into good (strong) when there was no peeling, and made into insufficient (weak) by having peeling. These results are also shown in each column of "the atomic ratio of Sn / In" of Table 1 (c), and "adhesion force of the film | membrane to the board | substrate."

각 박막(투명 도전막)의 비저항과 투과율은 성막 중에 성막 진공조에 도입하는 Ar 가스와 O2 가스의 혼합비율에 의존했다. O2 가스의 혼합비율[O2/(Ar+O2)(%)]을 0∼50%까지 1% 간격으로 변화시켜 가장 낮은 비저항을 나타낸 O2 가스의 혼합비율을 최적 산소 혼합량으로서 결정했다. 이 결과를 표 1(a)의 「최적 산소 혼합량」란에 나타낸다. The specific resistance and transmittance of each thin film (transparent conductive film) depended on the mixing ratio of Ar gas and O 2 gas introduced into the film formation vacuum chamber during film formation. The mixing ratio of O 2 gas [O 2 / (Ar + O 2 ) (%)] was changed from 0 to 50% in 1% intervals to determine the mixing ratio of O 2 gas showing the lowest specific resistance as the optimum oxygen mixing amount. . This result is shown in the "Optimal oxygen mixing amount" column of Table 1 (a).

최적 산소 혼합량보다 적은 산소량으로 제작한 박막(투명 도전막)은 도전성이 나쁠뿐만 아니라 가시역의 투과율도 낮았다. 최적 산소 혼합량으로 제작한 박막(투명 도전막)은 도전성이 양호할 뿐만 아니라 가시역에 있어서의 투과율도 높았다. The thin film (transparent conductive film) produced with less oxygen than the optimum oxygen mixing amount was not only poor in conductivity but also low in transmittance in the visible range. The thin film (transparent conductive film) produced by the optimum oxygen mixing amount not only had good electrical conductivity but also had high transmittance in the visible region.

(3) 실시예 1∼4의 산화물 증착재를 사용하여, 상기 성막 평가를 실시했을 때의, 최적 산소 혼합량과, 그 때의 막의 비저항, 가시역(파장 400∼800nm)에 있어서의 막 자체의 평균 투과율을 구했다. (3) The optimum oxygen mixing amount, the resistivity of the film at that time, and the film itself in the visible range (wavelength 400 to 800 nm) when the film formation evaluation was performed using the oxide vapor deposition materials of Examples 1 to 4 Average transmittance | permeability was calculated | required.

이것들의 평가결과를 표 1(b) 「비저항(μΩcm)」과 「막 자체의 가시역의 투과율(%)」란에 각각 나타낸다. These evaluation results are shown in Table 1 (b) "Resistance (μΩcm)" and "Transmittance (%) of visible range of the film | membrane itself", respectively.

실시예 1∼4의 산화물 증착재를 사용한 성막에서는, 가장 저저항이고 고투과성의 투명 도전막을 얻기 위하여 성막 진공조에 도입해야 할 최적 산소 혼합량은 대단히 적었다. 이것은, 각 산화물 증착재 내에 최적의 산소량을 포함하고 있었기 때문이다. 또한 최적 산소 혼합량에 있어서 제조된 막은 산화물 증착재와 동일한 조성을 나타내고, 대단히 낮은 비저항을 나타낼 뿐만 아니라, 가시역에서도 높은 투과율을 나타냈다. 또한 막은 빅스바이트형 구조의 산화인듐의 결정막인 것이 확인되었고, 기판에 대한 부착력도 강하여 실용적으로는 충분했다. In the film formation using the oxide vapor deposition materials of Examples 1 to 4, the optimum amount of oxygen mixing to be introduced into the film formation vacuum chamber was very small in order to obtain the lowest resistance and high transparent transparent conductive film. This is because the optimum amount of oxygen was contained in each oxide vapor deposition material. In addition, the film produced at the optimum oxygen mixing amount exhibited the same composition as the oxide vapor deposition material, exhibited a very low resistivity, and a high transmittance in the visible region. Furthermore, it was confirmed that the film was a crystal film of indium oxide having a bixbite type structure, and the adhesion to the substrate was also strong and practically sufficient.

또한 전자총의 설정전압은 9kV, 전류값은 150mA로 했다. 60분간의 전자빔 조사 후의 산화물 증착재를 관찰하고, 산화물 증착재에 갈라짐이나 크랙이 발생하지 않았는지 육안 관찰했다(산화물 증착재 내구 테스트). 실시예 1∼4의 산화물 증착재는 연속으로 사용해도 크랙이 발생(「갈라짐 없음」의 평가)하지 않았다. In addition, the set voltage of the electron gun was 9 kV and the current value was 150 mA. The oxide vapor deposition material after 60 minutes of electron beam irradiation was observed, and it observed visually whether the crack and the crack generate | occur | produced in the oxide vapor deposition material (oxide vapor deposition durability test). The oxide vapor deposition materials of Examples 1 to 4 did not produce cracks (evaluation of "no cracking") even when used continuously.

이러한 투명 도전막은 태양전지의 투명 전극으로서 대단히 유용하다고 할 수 있다. Such a transparent conductive film can be said to be very useful as a transparent electrode of a solar cell.

[비교예 1∼2][Comparative Examples 1 and 2]

실시예 1∼4에 있어서, 소결체 산소량 조정 공정에 있어서의 도입 가스의 혼합비만을 바꾸어 산화물 소결체를 제조했다. 즉, 비교예 1에서는, O2/Ar 유량비로 30/70으로 하고, 비교예 2에서는 100/0으로 했다. 얻어진 소결체에 대하여, 밀도, 비저항, 결정립 직경, 조성을 마찬가지로 평가했지만 실시예 1∼4와 동등했다. 얻어진 산화물 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등하며, 그 L*값을 측정한 바 표 1(a)와 같은 값을 나타냈다. In Examples 1-4, only the mixing ratio of the introduction gas in the sintered compact oxygen amount adjustment process was changed, and the oxide sintered compact was manufactured. That is, in Comparative Example 1,, O 2 / Ar flow ratio to 30/70, and in Comparative Example 2 was a 100/0. About the obtained sintered compact, although density, a specific resistance, a grain diameter, and a composition were evaluated similarly, it was equivalent to Examples 1-4. The color tone of the surface and the inside of the obtained oxide sintered body were equal, and when the L * value was measured, it showed the value similar to Table 1 (a).

다음에 실시예 1∼4와 마찬가지로, 성막 평가를 실시했다. Next, film-forming evaluation was performed similarly to Examples 1-4.

그 결과도 상기 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c) above.

비교예 1은 L*값이 본 발명의 규정범위(54∼75)보다도 작은 값(49)을 나타낸 산화물 증착재이며, 실시예 1∼4의 산화물 증착재와 비교하여 성막시에 있어서의 최적 산소 혼합량이 많은(15) 특징을 가지고 있었다. 최적 산소 혼합량에 있어서의 막의 특성은 실시예 1∼4와 비교하여 투과율은 동등했지만, 비저항은 약간 높았다. 이것은 막의 조성 벗어남이 컸던 것이 요인이라고 생각된다. 또한 비교예 1의 막은 기판에 대한 부착력이 실시예 1∼4와 비교하여 약했다. 이것은 성막시에 산소를 조금 많게 도입한 성막이었던 것 때문으로 생각된다. 이러한 산화물 증착재는 얻어지는 막의 조성 벗어남이 크기 때문에, 막 조성을 설계하기 어렵다. 또한 산소를 조금 많게 성막 진공조에 도입할 필요가 있기 때문에, 성막의 양산 공정에서 사용하면, 진공조 내의 산소농도 변동의 영향을 받아 조성이나 특성의 변동이 커진다. 따라서, 비교예 1의 산화물 증착재는 성막 양산에는 맞지 않은 것이 확인된다. Comparative Example 1 is an oxide vapor deposition material exhibiting a value 49 whose L * value is smaller than the prescribed ranges 54 to 75 of the present invention, and is optimum oxygen at the time of film formation as compared with the oxide vapor deposition materials of Examples 1 to 4. It had a large amount of mixing (15). Although the transmittance | permeability was equal compared with Examples 1-4 in the characteristic of the film | membrane in optimum oxygen mixing amount, the specific resistance was slightly high. This is considered to be the factor that the deviation of the film composition was large. In addition, the film of Comparative Example 1 had a weak adhesive force to the substrate as compared with Examples 1 to 4. This is considered to be because the film was formed by introducing a little oxygen at the time of film formation. Since such an oxide vapor deposition material has a large deviation of the composition of the film obtained, it is difficult to design the film composition. In addition, since it is necessary to introduce a little more oxygen into the film forming vacuum chamber, when it is used in the mass production process of film forming, the composition and the characteristic fluctuation become large due to the influence of the oxygen concentration variation in the vacuum chamber. Therefore, it is confirmed that the oxide vapor deposition material of Comparative Example 1 is not suitable for mass production.

또한 비교예 2는 L*값이 본 발명의 규정범위보다도 큰 값(79)을 나타낸 산화물 증착재의 예이다. 성막시의 최적 산소 혼합량은 0%이었지만, 막의 비저항은 실시예 1∼4와 비교하여 높았다. 이것은, 산화물 증착재로부터 막에 공급되는 산소가 지나치게 많아서 막 중의 산소량이 많아, 최적의 산소 결손량을 도입할 수 없었기 때문이라고 생각된다. 따라서, 이러한 산화물 증착재를 사용하여 성막해도, 이 증착재의 조성이 본래 가지고 있는 높은 도전성을 발휘하는 막을 얻을 수 없는 것이 확인된다. Moreover, the comparative example 2 is an example of the oxide vapor deposition material which showed the value 79 whose L * value is larger than the prescribed range of this invention. Although the optimum oxygen mixing amount at the time of film-forming was 0%, the specific resistance of the film | membrane was high compared with Examples 1-4. This is considered to be because the amount of oxygen supplied to the film from the oxide vapor deposition material is too large, the amount of oxygen in the film is large, and an optimal amount of oxygen deficiency cannot be introduced. Therefore, even when it forms into a film using such an oxide vapor deposition material, it is confirmed that the film | membrane which exhibits the high conductivity which the composition of this vapor deposition material originally has cannot be obtained.

[비교예 3][Comparative Example 3]

다음에 일본 특개 평5-112866호 공보(참고 공보)에 소개된 스퍼터 타겟의 소결체 제작 기술에 따라 주석을 함유하는 산화인듐 소결체를 제조했다. Next, the indium oxide sintered compact containing tin was manufactured according to the sintered compact manufacturing technique of the sputter target introduced by Unexamined-Japanese-Patent No. 5-112866 (reference reference).

우선, 평균 입경이 1㎛ 이하의 In2O3 분말 및 평균 입경이 1㎛ 이하의 SnO2 분말을 원료분말로 하고, Sn/In의 원자수비가 0.048이 되는 비율로 In2O3 분말과 SnO2 분말을 조합하고, 또한, 수지제 포트에 넣어 습식 볼밀로 혼합했다. 이때, 경질 ZrO2볼을 사용하고, 혼합시간을 20시간으로 했다. 혼합 후, 슬러리를 꺼내고, 여과, 건조 후, 조립했다. First, an In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 µm or less and a SnO 2 powder having an average particle diameter of 1 µm or less were used as raw materials, and the In 2 O 3 powder and SnO at a ratio such that the atomic ratio of Sn / In is 0.048. 2 powders were combined, and also it put in the resin pot and mixed with the wet ball mill. At this time, a hard ZrO 2 ball was used and the mixing time was 20 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried, and then granulated.

그리고, 얻어진 조립분을 사용하고, 196MPa(2ton/cm2)의 압력을 가하고 냉간 정수압 프레스로 성형을 실시하고, 또한 얻어진 성형체를 소결로에 넣고, 대기 중에서 1520℃에서 5시간 소결했다. Then, using the obtained granulated powder, a pressure of 196 MPa (2 ton / cm 2 ) was applied to form a cold hydrostatic press, and the obtained molded product was placed in a sintering furnace and sintered at 1520 ° C. for 5 hours in air.

얻어진 소결체를 직경 30mm, 두께 40mm의 크기의 원기둥 형상으로 가공했다. 소결체의 밀도는 6.0g/cm3, 비저항은 0.6mΩcm이었다. 또한 결정립 직경은 12∼15㎛이며, 조성은 장입 조성과 거의 동일했다. 얻어진 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등했으며, 그 L*값을 측정한 바, 표 1(a)에 나타내는 바와 같이 극히 낮은 값(38)이었다. 이것은, 산화물 증착재 중의 산소량이 대단히 적은 것을 나타내고 있다. The obtained sintered compact was processed into the column shape of the diameter of 30 mm and the thickness of 40 mm. The density of the sintered compact was 6.0 g / cm <3> and the specific resistance was 0.6 m (ohm) cm. Moreover, the grain diameter was 12-15 micrometers, and the composition was substantially the same as the charging composition. The surface and internal color tone of the obtained sintered compact were equivalent, and when the L * value was measured, it was the extremely low value 38 as shown in Table 1 (a). This shows that the amount of oxygen in the oxide vapor deposition material is very small.

또한 실시예 1∼4와 같이 성막 평가를 실시했다. In addition, film-forming evaluation was performed like Examples 1-4.

그 결과도 상기 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c) above.

비교예 3은 L*값이 본 발명의 규정범위(54∼75)와 비교하여 현저하게 작은 값(38)을 나타내고 있다. 동일한 조성의 실시예 1∼4의 산화물 증착재와 비교하여, 성막시의 최적 산소 혼합량이 대단히 많다(42). 최적 산소 혼합량에 있어서의 막의 특성은 실시예 1∼4와 비교하여 투과율은 동등했지만, 비저항은 높았다. 이것은 막의 조성 벗어남이 컸던 것이 요인이라고 생각된다. 또한 비교예 3의 막은 기판에 대한 부착력이 실시예 1∼4와 비교하여 약했다. 이것은, 성막시에 산소를 조금 많게 도입한 성막이었던 것 때문으로 생각된다. 이러한 산화물 증착재는 얻어지는 막의 조성 벗어남이 크기 때문에 막 조성을 설계하기 어렵다. 또한 산소를 조금 많게 성막 진공조에 도입할 필요가 있기 때문에, 성막의 양산 공정에서 사용하면, 진공조 내의 산소농도 변동의 영향을 받아 조성이나 특성의 변동이 커진다. 또한 실시예 1∼4와 동일한 조건으로 산화물 증착재 내구 테스트를 행한 바, 연속 성막 후의 산화물 증착재에는 크랙이 발생(「갈라짐」의 평가)했다. 이러한 크랙이 생긴 산화물 증착재를 사용하여 연속적으로 성막을 행하면, 성막 속도가 크게 변동하는 등의 문제가 발생하여 안정하게 성막할 수 없다. The comparative example 3 has shown the value 38 which L * value is remarkably small compared with the prescribed range 54-75 of this invention. Compared with the oxide vapor deposition materials of Examples 1 to 4 of the same composition, the optimum amount of oxygen mixing during film formation is very large (42). Although the transmittance | permeability was equal compared with Examples 1-4 in the characteristic of the film | membrane in the optimum oxygen mixing amount, the specific resistance was high. This is considered to be the factor that the deviation of the film composition was large. In addition, the film of Comparative Example 3 had a weak adhesive force to the substrate as compared with Examples 1 to 4. This is considered to be because it was film-forming which introduce | transduced a little oxygen at the time of film-forming. Such oxide evaporation material is difficult to design the film composition because the deviation of the composition of the film obtained is large. In addition, since it is necessary to introduce a little more oxygen into the film forming vacuum chamber, when it is used in the mass production process of film forming, the composition and the characteristic fluctuation become large due to the influence of the oxygen concentration variation in the vacuum chamber. Moreover, when the oxide vapor deposition material endurance test was done on the conditions similar to Examples 1-4, the crack generate | occur | produced in the oxide vapor deposition material after continuous film-forming (evaluation of "cracking"). If the film is continuously formed using the cracked oxide vapor deposition material, problems such as large fluctuations in the film formation rate occur, and film formation cannot be performed stably.

따라서, 비교예 3의 산화물 증착재는 성막 양산에는 적합하지 않은 것이 확인되었다. Therefore, it was confirmed that the oxide vapor deposition material of Comparative Example 3 was not suitable for mass production.

[실시예 5∼8][Examples 5 to 8]

In2O3 분말과 SnO2 분말을 조합할 때, Sn/In의 원자수비가 0.102가 되는 비율로 조합한 이외는, 소결체 산소량 조정의 조건도 포함시켜 실시예 1∼4와 완전히 동일한 조건으로 실시예 5∼8의 산화물 소결체(산화물 증착재)를 제작했다. When the In 2 O 3 powder and the SnO 2 powder were combined, they were carried out under the same conditions as in Examples 1 to 4, including the conditions for adjusting the amount of oxygen in the sintered body, except that the ratio of Sn / In was 0.102. The oxide sintered compact (oxide vapor deposition material) of Examples 5-8 was produced.

즉, 실시예 5에 따른 산화물 증착재는 산소 가스/아르곤 가스유량비(즉 체적비)가 「40/60」의 조건으로 제조되고, 실시예 6에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「60/40」의 조건으로 제조되고, 실시예 7에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「80/20」의 조건으로 제조되고, 및, 실시예 8에 따른 산화물 증착재는 상기 체적비가 「90/10」의 조건으로 제조되었다. That is, the oxide vapor deposition material according to Example 5 is prepared under the condition that the oxygen gas / argon gas flow rate ratio (that is, the volume ratio) is "40/60", and the oxide vapor deposition material according to Example 6 has the condition that the volume ratio is "60/40". The oxide vapor deposition material according to Example 7 was prepared under the condition of the volume ratio of "80/20", and the oxide vapor deposition material according to Example 8 was manufactured under the condition of the volume ratio of "90/10".

그리고, 얻어진 실시예 5∼8의 산화물 소결체(산화물 증착재)에 대하여, 밀도, 비저항, 결정립 직경, 조성을 동일하게 평가한 바, 모두 실시예 1∼4와 동등했다. 또한 얻어진 산화물 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등했다. 그 L*값을 측정한 결과를 상기 표 1(a)에 나타냈다. And about the obtained oxide sintered compact (oxide vapor deposition material) of Examples 5-8, density, specific resistance, a grain diameter, and a composition were evaluated similarly, and all were equivalent to Examples 1-4. Moreover, the color tone of the surface and the inside of the obtained oxide sintered compact were equivalent. The result of having measured the L * value was shown to the said Table 1 (a).

또한 실시예 1∼4과 같이 성막 평가를 실시했다. In addition, film-forming evaluation was performed like Examples 1-4.

그 결과도 상기 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c) above.

실시예 5∼8의 산화물 증착재를 사용한 성막에서는, 가장 저저항이고 고투과성의 투명 도전막을 얻기 위하여 성막 진공조에 도입해야 할 최적 산소 혼합량은 실시예 1∼4와 마찬가지로 대단히 적었다. 이것은, 산화물 증착재 내에 최적의 산소량을 포함하고 있었기 때문이다. 또한 최적 산소 혼합량에 있어서 제조된 막은, 산화물 증착재와 동일한 조성을 나타내고, 대단히 낮은 비저항을 나타낼 뿐만 아니라, 가시역에서도 높은 투과율을 나타냈다. 또한 모든 막은 산화인듐의 빅스바이트형 결정구조의 결정막으로 되어 있고, 막의 기판에 대한 부착력도 강하여 실용적으로는 충분했다. 또한 실시예 5∼8의 산화물 증착재는 연속해서 사용해도 크랙이 발생하는 일도 없었다. In the film formation using the oxide vapor deposition materials of Examples 5 to 8, the optimum amount of oxygen mixing to be introduced into the film formation vacuum chamber was very small as in Examples 1 to 4 in order to obtain the lowest resistance and high transparent transparent conductive film. This is because the optimum amount of oxygen was contained in the oxide vapor deposition material. In addition, the film produced at the optimum oxygen mixing amount exhibited the same composition as that of the oxide vapor deposition material, exhibited not only a very low specific resistance, but also a high transmittance in the visible region. Moreover, all the films were made into the crystal film of the bixbite type crystal structure of indium oxide, and the adhesive force of the film | membrane to the board | substrate was also strong enough, and it was practically enough. Moreover, even if it used continuously, the oxide vapor deposition material of Examples 5-8 did not generate a crack.

이러한 투명 도전막은 태양전지의 투명 전극으로서 대단히 유용하다고 할 수 있다. Such a transparent conductive film can be said to be very useful as a transparent electrode of a solar cell.

[비교예 4∼5]Comparative Examples 4 to 5

비교예 1∼2에서, In2O3 분말과 SnO2 분말을 조합할 때의 Sn/In의 원자수비를 0.102로 한 이외는 비교예 1∼2와 동일한 조건으로 산화물 증착재를 제작했다. 즉, 소결체 산소량 조정의 조건이, 비교예 4에서는, O2/Ar 유량비로 30/70으로 하고, 비교예 5에서는 100/0으로 했다. 얻어진 소결체에 대하여, 밀도, 비저항, 결정립 직경, 조성을 동일하게 평가했지만 실시예 5∼8과 동등했다. 또한 얻어진 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등하고, 그 L*값을 측정한 바, 표 1(a)와 같은 값을 나타냈다. In Comparative Examples 1 and 2 , oxide deposition materials were prepared under the same conditions as in Comparative Examples 1 and 2 except that the atomic ratio of Sn / In when the In 2 O 3 powder and the SnO 2 powder were combined was 0.102. That is, the conditions of adjusting the amount of sintered oxygen were set to 30/70 in the O 2 / Ar flow rate ratio in Comparative Example 4, and set to 100/0 in Comparative Example 5. About the obtained sintered compact, density, specific resistance, a grain diameter, and a composition were evaluated similarly, but it was equivalent to Examples 5-8. Moreover, the color tone of the surface and the inside of the obtained sintered compact were equal, and when the L * value was measured, the value similar to Table 1 (a) was shown.

다음에 실시예 1∼4와 동일하게 성막 평가를 실시했다. Next, film-forming evaluation was performed similarly to Examples 1-4.

그 결과도 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c).

비교예 4는, L*값이 본 발명의 규정범위(54∼75)보다도 작은 값(50)을 나타낸 산화물 증착재이며, 실시예 5∼8의 산화물 증착재를 사용했을 때와 비교하여, 성막시의 최적 산소 혼합량이 (15)로 많았다. 최적 산소 혼합량에 있어서의 막의 특성은 실시예 5∼8과 비교하여 투과율은 거의 동등했지만, 비저항은 약간 높았다. 이 원인은 막의 조성 벗어남이 커, 막 중에 주석이 과잉으로 포함되어 있었기 때문이라고 생각된다. 또한 비교예 4의 막은 기판에 대한 부착력이 실시예 5∼8과 비교하여 약했다. 이러한 큰 조성 벗어남과 저부착력의 요인은 모두 성막시에 산소를 조금 많이 도입한 성막이었기 때문이다. 이러한 산화물 증착재는 얻어지는 막의 조성 벗어남이 크기 때문에 막 조성을 설계하기 어렵다. 또한 산소를 조금 많이 성막 진공조에 도입할 필요가 있기 때문에, 성막의 양산 공정에서 사용하면, 진공조 내의 산소농도 변동의 영향을 받아 조성이나 특성의 변동을 현저하게 받기 쉬워진다. 따라서, 비교예 4의 산화물 증착재도 성막 양산에는 부적합한 것이 확인되었다. Comparative Example 4 is an oxide vapor deposition material exhibiting a value 50 in which the L * value is smaller than the prescribed ranges 54 to 75 of the present invention, and compared with the case where the oxide vapor deposition material of Examples 5 to 8 is used. The optimum oxygen mixing amount at the time was (15). Although the transmittance | permeability was nearly equal compared with Examples 5-8 in the characteristic of the film | membrane in optimum oxygen mixing amount, the specific resistance was slightly high. This is considered to be because the film is out of composition and the tin is excessively contained in the film. In addition, the film of Comparative Example 4 was weak in adhesion to the substrate as compared with Examples 5 to 8. The reason for such large compositional deviation and low adhesion was because the film was formed by introducing a little oxygen at the time of film formation. Such oxide evaporation material is difficult to design the film composition because the deviation of the composition of the film obtained is large. In addition, since it is necessary to introduce a little oxygen into the film forming vacuum chamber, when it is used in the mass production process of film forming, it is easy to receive a change in composition and characteristics remarkably under the influence of the oxygen concentration variation in the vacuum chamber. Therefore, it was confirmed that the oxide vapor deposition material of Comparative Example 4 was also unsuitable for mass production.

또한 비교예 5는 L*값이 본 발명의 규정범위보다도 큰 값(82)을 나타낸 산화물 증착재의 예이다. 성막시의 최적 산소 혼합량은 0%이었지만, 막의 비저항은 실시예 5∼8과 비교하여 높았다. 이것은, 산화물 증착재로부터 막에 공급된 산소가 지나치게 많아서 막 중의 산소량이 많아, 최적의 산소 결손량을 도입할 수 없었기 때문이라고 생각된다. 따라서, 이러한 산화물 증착재를 사용하여 성막해도, 이 산화물 증착재의 조성이 원래 갖는 높은 도전성을 발휘하는 막을 얻을 수 없는 것이 확인된다. Moreover, the comparative example 5 is an example of the oxide vapor deposition material which showed the value 82 whose L * value is larger than the prescribed range of this invention. Although the optimum oxygen mixing amount at the time of film-forming was 0%, the specific resistance of the film | membrane was high compared with Examples 5-8. This is considered to be because the amount of oxygen supplied to the film from the oxide vapor deposition material is too large, the amount of oxygen in the film is large, and an optimal amount of oxygen deficiency cannot be introduced. Therefore, even when it forms into a film using such an oxide vapor deposition material, it is confirmed that the film | membrane which exhibits the high electroconductivity originally having the composition of this oxide vapor deposition material cannot be obtained.

[비교예 6][Comparative Example 6]

비교예 3에서, In2O3 분말과 SnO2 분말을 조합할 때의 Sn/In의 원자수비를 0.102로 한 이외는, 비교예 3과 동일한 조건으로 산화물 증착재를 제작했다. 얻어진 소결체에 대하여, 밀도, 비저항, 결정립 직경, 조성을 동일하게 평가했지만, 비교예 3과 동등했다. 또한 얻어진 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등하며, 그 L*값을 측정한 바 표 1(a)와 동일한 값을 나타냈다. In Comparative Example 3, an oxide vapor deposition material was produced under the same conditions as in Comparative Example 3, except that the atomic ratio of Sn / In when the In 2 O 3 powder and the SnO 2 powder were combined was 0.102. About the obtained sintered compact, density, specific resistance, a grain diameter, and a composition were evaluated similarly, but it was equivalent to the comparative example 3. Moreover, the color tone of the surface and the inside of the obtained sintered compact were equivalent, and when the L * value was measured, it showed the same value as Table 1 (a).

다음에 실시예 1∼4와 동일하게 성막 평가를 실시했다. Next, film-forming evaluation was performed similarly to Examples 1-4.

그 결과도 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c).

비교예 6도, L*값이 본 발명의 규정범위(54∼75)보다 현저하게 작은 값(49)을 나타내고 있다. 동일한 조성의 실시예 5∼8의 산화물 증착재와 비교하여, 성막시의 최적 산소 혼합량이 (42)로 대단히 많다. 최적 산소 혼합량에 있어서의 막의 특성은 실시예 5∼8과 비교하여 투과율은 동등했지만, 비저항은 높았다. 이것은 막의 조성 벗어남이 컸던 것이 요인이라고 생각된다. 또한 비교예 6의 막은 기판에 대한 부착력이 실시예 5∼8과 비교하여 약했다. 이것은 성막시에 산소를 조금 많이 도입한 성막이었기 때문이다. 이러한 산화물 증착재는 얻어지는 막의 조성 벗어남이 크기 때문에 막 조성을 설계하기 어렵다. 또한 산소를 조금 많이 성막 진공조에 도입할 필요가 있기 때문에, 성막의 양산 공정에서 사용하면, 진공조 내의 산소농도 변동의 영향을 받아 조성이나 특성의 변동이 커진다. 또한 실시예 1∼4과 동일한 조건으로 산화물 증착재 내구 테스트를 행한 바, 연속 성막 후의 산화물 증착재에는 크랙이 발생(「갈라짐」의 평가)했다. 이러한 크랙이 생긴 산화물 증착재를 사용하여 연속적으로 성막을 행하면, 성막 속도가 크게 변동하는 등의 문제가 발생하여 안정하게 성막할 수 없다. Comparative Example 6 also shows a value 49 whose L * value is significantly smaller than the prescribed ranges 54 to 75 of the present invention. Compared with the oxide vapor deposition materials of Examples 5 to 8 of the same composition, the optimum oxygen mixing amount at the time of film formation is very large (42). Although the transmittance | permeability was equal compared with Examples 5-8 in the characteristic of the film | membrane in the optimum oxygen mixing amount, the specific resistance was high. This is considered to be the factor that the deviation of the film composition was large. In addition, the film of Comparative Example 6 had a weak adhesion to the substrate as compared with Examples 5-8. This is because the film was formed by introducing a little oxygen during the film formation. Such oxide evaporation material is difficult to design the film composition because the deviation of the composition of the film obtained is large. In addition, since it is necessary to introduce a little oxygen into the film forming vacuum chamber, when it is used in the mass production process of film forming, the composition and the characteristic fluctuation become large due to the influence of the oxygen concentration variation in the vacuum chamber. Moreover, when the oxide vapor deposition material endurance test was done on the conditions similar to Examples 1-4, a crack generate | occur | produced in the oxide vapor deposition material after continuous film-forming (evaluation of "cracking"). If the film is continuously formed using the cracked oxide vapor deposition material, problems such as large fluctuations in the film formation rate occur, and film formation cannot be performed stably.

이상의 점에서, 비교예 6의 산화물 증착재도 성막 양산에는 맞지 않은 것이 확인된다. In view of the above, it is confirmed that the oxide vapor deposition material of Comparative Example 6 is also not suitable for mass production.

[실시예 9∼14]EXAMPLES 9-14

In2O3 분말과 SnO2 분말을 조합할 때의 배합비율이 Sn/In 원자수비로 0.001(실시예 9), 0.009(실시예 10), 0.028(실시예 11), 0.163(실시예 12), 0.230(실시예 13) 및 0.614(실시예 14)가 되도록 변화시킨 이외는, 실시예 2와 동일한 조건(즉, 산소 가스/아르곤 가스유량비가 「60/40」의 조건)으로 실시예 9∼14의 산화물 소결체(산화물 증착재)를 제작했다. The compounding ratio when combining In 2 O 3 powder and SnO 2 powder is 0.001 (Example 9), 0.009 (Example 10), 0.028 (Example 11), 0.163 (Example 12) in Sn / In atomic ratio. , Except that the values were changed to 0.230 (Example 13) and 0.614 (Example 14), in the same manner as in Example 2 (that is, under the condition that the oxygen gas / argon gas flow rate was "60/40"). An oxide sintered body (oxide vapor deposition material) of 14 was produced.

그리고, 얻어진 실시예 9∼14의 산화물 소결체(산화물 증착재)에 대하여, 밀도, 비저항, 결정립 직경, 조성을 동일하게 평가한 바, 모두 실시예 2와 동등했다. 또한 얻어진 산화물 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등했다. 그 L*값을 측정한 결과를 상기 표 1(a)에 나타냈다. And about the obtained oxide sintered compacts (oxide vapor deposition materials) of Examples 9-14, the density, specific resistance, grain diameter, and composition were evaluated similarly, and all were equivalent to Example 2. Moreover, the color tone of the surface and the inside of the obtained oxide sintered compact were equivalent. The result of having measured the L * value was shown to the said Table 1 (a).

또한 실시예 1∼4와 마찬가지로, 성막 평가를 실시했다. In addition, film-forming evaluation was performed similarly to Examples 1-4.

그 결과도 상기 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c) above.

실시예 9∼14의 산화물 증착재를 사용한 성막에서는, 가장 저저항이고 고투과성의 투명 도전막을 얻기 위하여 성막 진공조에 도입할 최적 산소 혼합량은 실시예 1∼4와 마찬가지로 대단히 적었다. 이것은 산화물 증착재 내에 최적의 산소량을 포함하고 있었기 때문이다. 또한 최적 산소 혼합량에 있어서 제조된 막은 산화물 증착재와 동일한 조성을 나타내고, 대단히 낮은 비저항을 나타낼 뿐만 아니라, 가시역에서 높은 투과율을 나타냈다. 또한 모든 막은 산화인듐의 빅스바이트형 결정구조의 결정막인 것이 확인되고, 막의 기판에 대한 부착력도 강하여 실용적으로는 충분했다. 또한 실시예 1∼4와 동일한 조건으로 산화물 증착재 내구 테스트를 행했지만, 실시예 9∼14의 산화물 증착재는 연속으로 사용해도 크랙이 발생하지 않았다. In the film formation using the oxide vapor deposition materials of Examples 9 to 14, the optimum amount of oxygen mixing to be introduced into the film formation vacuum chamber was very small as in Examples 1 to 4 in order to obtain the lowest resistance and high transmissive transparent conductive film. This is because the optimum amount of oxygen was contained in the oxide vapor deposition material. In addition, the film produced at the optimum oxygen mixing amount exhibited the same composition as the oxide vapor deposition material, exhibited a very low specific resistance, and a high transmittance in the visible region. In addition, it was confirmed that all the films were crystal films of the bixbite type crystal structure of indium oxide, and the adhesion of the films to the substrate was also strong and practically sufficient. Moreover, although the oxide vapor deposition material durability test was done on the conditions similar to Examples 1-4, even if it used continuously, the oxide vapor deposition material of Examples 9-14 did not generate a crack.

이러한 투명 도전막은 태양전지의 투명 전극으로서 대단히 유용하다고 할 수 있다. Such a transparent conductive film can be said to be very useful as a transparent electrode of a solar cell.

[비교예 7][Comparative Example 7]

다음에 일본 특개 평8-104978호 공보(특허문헌 1)에 소개된 ITO 산화물 증착재를 제조하고 동일한 평가를 행했다. Next, the ITO oxide vapor deposition material introduced in Unexamined-Japanese-Patent No. 8-104978 (patent document 1) was manufactured, and the same evaluation was performed.

즉, 평균입경 0.1㎛의 산화인듐 분말 중에 평균입경 1㎛의 산화주석 분말을 Sn/In 원자수비로 0.102가 되도록 배합하고, 2질량%의 아세트산비닐계 바인더를 첨가했다. 이것을 습식 볼밀 중에서 16시간 혼합하고, 건조 및 분쇄한 후, 조립분말로 했다. 또한 이 조립분을 사용하여, 냉간 정수압 프레스로 49MPa(500kgf/cm2)의 압력을 가하여 원기둥 형상의 성형체로 했다. 이 성형체를 대기 중에서 소결을 행했다. 소결 공정은 실온으로부터 600℃까지를 10시간에 승온하고, 1450℃까지 4시간 40분에 온도 상승시켰다. 그리고 1450℃에서 10시간 유지하여 소결체를 얻었다. That is, tin oxide powder with an average particle diameter of 1 micrometer was mix | blended so that it might become 0.102 by Sn / In atomic ratio in the indium oxide powder of average particle diameter 0.1 micrometer, and the 2 mass% vinyl acetate type binder was added. This was mixed for 16 hours in a wet ball mill, dried and pulverized, and it was granulated powder. Moreover, using this granulated powder, the pressure of 49 MPa (500 kgf / cm <2> ) was apply | coated by the cold hydrostatic press, and it was set as the cylindrical shaped object. This molded object was sintered in air. In the sintering step, the temperature was raised from room temperature to 600 ° C in 10 hours, and the temperature was raised to 1450 ° C in 4 hours and 40 minutes. And it hold | maintained at 1450 degreeC for 10 hours, and obtained the sintered compact.

얻어진 소결체를, 직경 30mm, 두께 40mm의 크기의 원기둥 형상으로 가공하여, ITO 산화물 증착재로 했다. 소결체의 밀도는 4.4g/cm3, 비저항은 1.2mΩcm이었다. 결정립 직경은 12∼16㎛이며, 조성은 장입 조성과 거의 동일했다. 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등하며, 그 L*값을 측정한 바, 표 1(a)에 나타내는 바와 같이 극히 낮은 값(49)이었다. 이것은 산화물 증착재 중의 산소량이 대단히 적은 것을 나타내고 있다. The obtained sintered compact was processed into the column shape of the diameter of 30 mm and the thickness of 40 mm, and it was set as the ITO oxide vapor deposition material. The density of the sintered compact was 4.4 g / cm <3> and the specific resistance was 1.2 m (ohm) cm. The grain diameter was 12-16 micrometers, and the composition was substantially the same as the charging composition. The color tone of the surface and the inside of a sintered compact was equal, and when the L * value was measured, it was the extremely low value 49, as shown in Table 1 (a). This indicates that the amount of oxygen in the oxide vapor deposition material is very small.

또한 실시예 1∼4와 마찬가지로 성막 평가를 실시했다. In addition, film-forming evaluation was performed similarly to Examples 1-4.

그 결과도 상기 표 1(a)∼(c)에 나타냈다. The results are also shown in Tables 1 (a) to (c) above.

비교예 7도, L*값이 본 발명의 규정범위(54∼75)와 비교하여 상기한 바와 같이 현저하게 작은 값(49)을 나타내고, 실시예 5∼8의 산화물 증착재와 비교하여, 성막시의 최적 산소 혼합량이 (42)로 대단히 많다. 최적 산소 혼합량에 있어서의 막의 특성은 실시예 5∼8과 비교하여 가시역의 투과율은 동등했지만, 비저항은 높았다. 이것은, 막의 조성 벗어남이 컸던 것이 요인이라고 생각된다. 또한 비교예 7의 막은 기판에 대한 부착력이 실시예 5∼8과 비교하여 약했다. 이것은 성막시에 산소를 조금 많이 도입한 성막이었기 때문이다. 이러한 산화물 증착재는 얻어지는 막의 조성 벗어남이 크기 때문에 막 조성을 설계하기 어렵다. 또한 산소를 조금 많이 성막 진공조에 도입할 필요가 있기 때문에, 성막의 양산 공정에서 사용하면, 진공조 내의 산소농도 변동의 영향을 받아 조성이나 특성의 변동이 커진다. 또한 실시예 1∼4와 동일한 조건으로 산화물 증착재 내구 테스트를 행한 바, 연속 성막 후의 산화물 증착재에는 크랙이 발생(「갈라짐」의 평가)했다. 이러한 크랙이 생긴 산화물 증착재를 사용하여 연속적으로 성막을 행하면, 성막 속도가 크게 변동하는 등의 문제가 발생하여 안정하게 성막할 수 없다. Comparative Example 7 FIG., The L * value is compared with the oxide evaporation material of Examples 5 to 8 show a remarkably small value (49) as described above as compared with the specified range, (54-75) of the present invention, the film-forming The optimum oxygen mixing amount at the time is very large (42). Although the transmittance | permeability of visible range was equal compared with Examples 5-8 in the characteristic of the membrane in the optimum oxygen mixing amount, the specific resistance was high. This is considered to be a factor that the deviation of the film composition was large. In addition, the film of Comparative Example 7 had a weak adhesion to the substrate as compared with Examples 5 to 8. This is because the film was formed by introducing a little oxygen during the film formation. Such oxide evaporation material is difficult to design the film composition because the deviation of the composition of the film obtained is large. In addition, since it is necessary to introduce a little oxygen into the film forming vacuum chamber, when it is used in the mass production process of film forming, the composition and the characteristic fluctuation become large due to the influence of the oxygen concentration variation in the vacuum chamber. Moreover, when the oxide vapor deposition material endurance test was done on the conditions similar to Examples 1-4, the crack generate | occur | produced in the oxide vapor deposition material after continuous film-forming (evaluation of "cracking"). If the film is continuously formed using the cracked oxide vapor deposition material, problems such as large fluctuations in the film formation rate occur, and film formation cannot be performed stably.

이상의 점에서, 비교예 7의 산화물 증착재도 성막 양산에는 부적합한 것이 확인된다. In view of the above, it is confirmed that the oxide vapor deposition material of Comparative Example 7 is also unsuitable for mass production.

[비교예 8][Comparative Example 8]

또한 일본 특개 2007-84881호 공보(특허문헌 2)에 소개된 ITO 산화물 증착재를 제조하여 동일한 평가를 행했다. Moreover, the ITO oxide vapor deposition material introduced by Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-84881 (patent document 2) was manufactured, and the same evaluation was performed.

즉, 평균입경 1㎛ 이하의 산화인듐 분말 중에 평균입경 1㎛ 이하의 산화주석 분말을 Sn/In 원자수비로 0.102가 되도록 배합하고, 2질량%의 아세트산비닐계 바인더를 첨가했다. 이것을, 경질 ZrO2볼을 사용한 습식 볼밀 속에서 18시간 혼합하고, 건조 및 분쇄한 후, 조립분말로 했다. 또한 이 조립분을 사용하여, 냉간 정수압 프레스로 94MPa(3ton/cm2)의 압력을 가하고 원기둥 형상의 성형체로 했다. That is, tin oxide powder with an average particle diameter of 1 micrometer or less was mix | blended so that it might become 0.102 by Sn / In atomic ratio in the indium oxide powder of average particle diameter of 1 micrometer or less, and the 2 mass% vinyl acetate type binder was added. This was mixed for 18 hours in a wet ball mill using a hard ZrO 2 ball, dried and pulverized to obtain a granulated powder. Moreover, using this granulated powder, the pressure of 94 MPa (3 ton / cm <2> ) was applied by the cold hydrostatic press and it was set as the cylindrical shaped object.

얻어진 성형체를, 소결로에 넣고, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분의 비율로 산소를 도입하여 분위기를 만들고, 1100℃에서 2시간, 상압 소결했다. 이때, 1℃/분으로 승온하고, 소결 후의 냉각 시에는, 산소 도입을 멈추고, 1000℃까지를 10℃/분으로 강온했다. The obtained molded product was put into a sintering furnace, oxygen was introduced at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, and the atmosphere was formed, followed by atmospheric pressure sintering at 1100 ° C. for 2 hours. At this time, it heated up at 1 degree-C / min, the oxygen introduction was stopped at the time of cooling after sintering, and it heated up to 1000 degreeC at 10 degree-C / min.

얻어진 산화물 소결체를, 버티컬 머시닝 센터를 사용하여 직경 30mm, 두께 40mm의 크기의 원기둥 형상으로 가공하고, 체적과 중량을 측정하고 밀도를 산출했다. 소결체의 밀도는 4.8g/cm3이었다. 또한 소결체의 표면과 내부의 색조는 동등하며, 그 L*값을 측정한 바, 표 1(a)에 나타내는 바와 같이 본 발명의 규정범위(54∼75)와 비교하여 큰 값(79)을 나타냈다. 이것은 산화물 증착재 중의 산소량이 대단히 많은 것을 나타내고 있다. The obtained oxide sintered compact was processed into the cylindrical shape of the diameter of 30 mm and the thickness of 40 mm using a vertical machining center, the volume and the weight were measured, and the density was computed. The density of the sintered compact was 4.8 g / cm <3> . In addition, the color tone of the surface of the sintered compact and the inside were equivalent, and when the L * value was measured, as shown in Table 1 (a), the large value 79 was shown compared with the prescribed range 54-75 of this invention. . This shows that the amount of oxygen in the oxide vapor deposition material is very large.

이와 같이 제작한 산화물 증착재를 사용하여 실시예 1∼4와 동일하게 성막 평가를 실시했다. Film formation evaluation was performed like Example 1-4 using the oxide vapor deposition material produced in this way.

성막시의 최적 산소 혼합량은 비교예 2와 마찬가지로 0%이었지만, 막의 비저항은 실시예 5∼8과 비교하여 높았다. Although the optimum oxygen mixing amount at the time of film-forming was 0% similarly to the comparative example 2, the specific resistance of a film | membrane was high compared with Examples 5-8.

이것은 산화물 증착재로부터 막에 공급되는 산소가 지나치게 많아서 막 중의 산소량이 많아, 최적의 산소 결손량을 도입할 수 없었기 때문이라고 생각된다. 따라서, 이러한 산화물 증착재를 사용하여 성막해도, 이 증착재의 조성이 원래 가지고 있는 높은 도전성을 발휘하는 막을 얻을 수 없는 것이 확인된다. This is considered to be because the amount of oxygen supplied to the film from the oxide evaporation material is too large, the amount of oxygen in the film is large, and an optimal amount of oxygen deficiency cannot be introduced. Therefore, even when it forms into a film using such an oxide vapor deposition material, it is confirmed that the film | membrane which exhibits the high electroconductivity originally having the composition of this vapor deposition material cannot be obtained.

본 발명에 따른 산화물 증착재를 적용함으로써, 가시역에 있어서 높은 광 투과성을 나타내면서 높은 도전성을 보이는 투명 도전막을 진공증착법으로 제조하는 것이 가능하게 되기 때문에, 각종 태양전지의 투명 전극을 형성하기 위한 산화물 증착재로서 이용되는 산업상의 이용가능성을 가지고 있다. By applying the oxide deposition material according to the present invention, it becomes possible to manufacture a transparent conductive film showing high conductivity while showing high light transmittance in the visible region by vacuum deposition, and thus oxide deposition for forming transparent electrodes of various solar cells. Has industrial applicability as ash.

Claims (4)

진공증착법에 의해 투명도전막을 제조할 때에 사용되는 산화물 증착재에 있어서, 산화인듐 및 주석을 포함하는 것과 함께, 상압 소결법으로 제조된 산화물 소결체에 의해 구성되고, 또한, 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.614이며, CIE1976 표색계에 있어서의 L*값이 54∼75인 것을 특징으로 하는 산화물 증착재.In the oxide vapor deposition material used when manufacturing a transparent conductive film by the vacuum deposition method, indium oxide and tin are included, and it is comprised by the oxide sinter manufactured by the normal pressure sintering method, and tin content is Sn / In atom. It is 0.001-0.614 by the number and L * value in CIE1976 color system is 54-75, The oxide vapor deposition material characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 상기 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.040∼0.163인 것을 특징으로 하는 산화물 증착재.The oxide vapor deposition material according to claim 1, wherein the tin content is 0.040 to 0.163 in a Sn / In atomic ratio. 제 1 항에 있어서, 상기 산화물 소결체가, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율의 산소를 노에 도입하면서 1150∼1300℃의 온도에서 소성하는 상압 소결법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 산화물 증착재.The oxide sintered body is produced by an atmospheric pressure sintering method of firing at a temperature of 1150 to 1300 ° C while introducing oxygen in a furnace at a rate of 5 liters / minute or more per 0.1 m 3 of the furnace. Oxide deposition material. 제 1 항 기재의 산화물 증착재의 제조방법에 있어서,
산화인듐과 산화주석의 각 분말을 원료로 하고, 주석의 함유량이 Sn/In 원자수비로 0.001∼0.164가 되도록 혼합하고, 조립하여 조립분말을 얻은 후, 얻어진 조립분말을 성형하는 성형체 조제 공정과,
노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율의 산소를 노에 도입하면서 상기 성형체에 대하여 300∼500℃의 온도에서 탈바인더 처리를 행한 후, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율의 산소를 노에 도입하면서 1150∼1300℃의 온도에서 소성처리를 행하는 탈바인더·소성 공정과,
산소와 아르곤의 혼합비(체적비)가 O2/Ar=40/60∼90/10의 범위 내가 되는 조건이고, 또한, 노 내 용적 0.1m3당 5리터/분 이상의 비율의 산소와 아르곤의 혼합가스를 노내에 도입하면서, 소결체에 대하여 900∼1100℃의 온도에서 10시간 이상의 산소량 조정을 행하는 산소량 조정 공정
의 각 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 산화물 증착재의 제조방법.
In the method for producing an oxide deposited material according to claim 1,
A molded article preparation step of forming the granulated powder obtained by mixing each powder of indium oxide and tin oxide as a raw material, mixing the tin content so as to be 0.001 to 0.164 in a Sn / In atomic ratio, and obtaining granulated powder;
The binder was subjected to a debinder treatment at a temperature of 300 to 500 ° C. with the introduction of oxygen at a rate of 5 liters / minute or more per 0.1 m 3 in the furnace, followed by 5 liters / minute or more per 0.1 m 3 in the furnace. A debinder-baking step of firing at a temperature of 1150 to 1300 ° C while introducing a ratio of oxygen into the furnace;
Mixed gas (volume ratio) of oxygen and argon is in a range of O 2 / Ar = 40/60 to 90/10, and a mixed gas of oxygen and argon at a ratio of 5 liters / minute or more per 0.1 m 3 in the furnace. Amount adjusting step of adjusting the amount of oxygen for 10 hours or more at a temperature of 900 to 1100 ° C with respect to the sintered body while introducing into the furnace.
Each process of the manufacturing method of the oxide vapor deposition material characterized by the above-mentioned.
KR1020127023103A 2010-03-26 2011-02-21 Oxide deposition material and transparent conductive film KR101322800B1 (en)

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