WO2014021374A1 - 酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット - Google Patents

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中山 徳行
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住友金属鉱山株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an oxide sintered body and a tablet obtained by processing the oxide sintered body, and more specifically, can form a transparent conductive film suitable for a solar cell at high speed without causing cracks, cracks, or splash.
  • the present invention relates to an ion plating tablet capable of continuing a film, and an oxide sintered body for obtaining the tablet.
  • the transparent conductive film Since the transparent conductive film has high conductivity and high transmittance in the visible light region, it is used for electrodes of solar cells, liquid crystal display elements, and other various light receiving elements. In addition, it is also used as various antifogging transparent heating elements for automobile windows, architectural heat ray reflective films, antistatic films, refrigeration showcases, and the like.
  • Well-known practical transparent conductive films include tin oxide (SnO 2 ) -based, zinc oxide (ZnO) -based, and indium oxide (In 2 O 3 ) -based thin films.
  • tin oxide those containing antimony as a dopant (ATO) and those containing fluorine as a dopant (FTO) are used
  • zinc oxide system those containing aluminum as a dopant (AZO) and those containing gallium as a dopant ( GZO) is used.
  • the transparent conductive film most industrially used is an indium oxide system.
  • indium oxide containing tin as a dopant is called an ITO (Indium-Tin-Oxide) film, and is widely used because a film having a particularly low resistance can be easily obtained.
  • ITO Indium-Tin-Oxide
  • a low-resistance transparent conductive film is suitably used in a wide range of applications such as surface elements such as solar cells, liquid crystals, organic electroluminescence, and inorganic electroluminescence, and touch panels.
  • a sputtering method, a vacuum deposition method or an ion plating method is well known.
  • the sputtering method has been the mainstream in the technology for forming transparent conductive films.
  • Sputtering is an effective technique when depositing materials with low vapor pressure or when precise film thickness control is required, and is very easy to operate, so it is widely used industrially.
  • a sputtering target is used as a raw material for the thin film.
  • the target is a solid material containing a constituent element of a thin film to be formed, and a sintered body such as a metal, a metal oxide, a metal nitride, or a metal carbide, or in some cases a single crystal is used.
  • a vacuum apparatus is generally used, and after making a high vacuum once, a rare gas (such as argon) is introduced, and under a gas pressure of about 10 Pa or less, the substrate is the anode, the target is the cathode, and these In the meantime, glow discharge is generated to generate argon plasma, and argon cations in the plasma collide with the target of the cathode, and particles of the target component that are blown off by this are deposited on the substrate to form a film.
  • Sputtering methods are classified according to the method of generating argon plasma, those using high-frequency plasma are called high-frequency sputtering methods, and those using DC plasma are called DC sputtering methods.
  • the direct current sputtering method is widely used industrially because the film forming speed is higher than that of the high frequency sputtering method, the power supply equipment is inexpensive, and the film forming operation is simple.
  • the ion plating method has attracted attention as a method capable of forming a transparent conductive film having a quality equivalent to or better than that of the direct current sputtering method.
  • a material called a tablet (or pellet) made of a metal or metal oxide is evaporated by resistance heating or electron beam heating under a pressure of about 10 ⁇ 3 to 10 ⁇ 2 Pa, and further evaporated.
  • an object is activated by plasma together with a reaction gas (oxygen) and then deposited on a substrate.
  • the ion plating method using a pressure gradient type plasma gun uses a high-current DC arc discharge, so it is possible to generate a high-density plasma, and the sample evaporation rate is the conventional DC sputtering method.
  • the sample evaporation rate is the conventional DC sputtering method.
  • the ion plating tablet used for forming the transparent conductive film is preferably an oxide sintered body, like the sputtering target.
  • the oxide sintered body By using the oxide sintered body, a stable and constant film thickness and constant characteristics are obtained.
  • a transparent conductive film can be produced.
  • a material having a sintered density as low as about 70% is used in order to avoid damage due to electron beam heating. If the density is too high or too low, the oxide sintered body tends to be cracked or cracked and damaged.
  • the oxide sintered body tablet is required to evaporate uniformly, and it is preferable that a substance having a stable chemical bond and difficult to evaporate does not coexist with an easily evaporable substance existing as a main phase.
  • the oxide sintered body which is an evaporating material (tablet)
  • the evaporating material splashes during heating, and the scattered particles cause pinholes in the deposited film.
  • Splash refers to the following phenomenon.
  • Splash refers to a phenomenon in which a droplet having a visible size of about several ⁇ m to 1000 ⁇ m is mixed with a uniform evaporation gas, and then splashes from the evaporation material and collides with the deposited film. When this phenomenon occurs, it causes pinhole defects and the like in the deposited film due to the collision of the droplets, which not only harms the homogeneity of the deposited film but also significantly deteriorates the performance as the conductive film.
  • Patent Document 2 includes a transparent conductive film including an indium oxide film having an orientation of (222) and having two X-ray diffraction peaks in order to improve the weather resistance of the photovoltaic device, and includes indium oxide. It is described that it is effective that the two X-ray diffraction peaks of the film consist of a first peak on the low angle side and a second peak on the high angle side having a peak intensity smaller than the peak intensity of the first peak. ing. Further, Patent Document 2 uses the target made of an ITO sintered body of In 2 O 3 powder containing about 1 to about 5 wt% of SnO 2 powder by using an ion plating method, and the above-mentioned X-ray diffraction.
  • a transparent conductive film having a peak can be obtained.
  • a transparent conductive film excellent for photovoltaic elements that is, solar cells can be formed by the ion plating method.
  • the target used for the sputtering method it cannot be said that the ITO oxide sintered body suitable for the ion plating method has been sufficiently studied.
  • Patent Document 4 as an ITO pellet (or tablet) for vapor deposition that can form an excellent transparent conductive film for a solar cell by an ion plating method.
  • it is described that it is composed of an oxide sintered body containing indium oxide as a main component and containing a specific amount of tin, and that the L * value in the CIE 1976 color system is 54 to 75.
  • An oxide vapor deposition material capable of stably producing a transparent conductive film having low resistance and high light transmittance even when a small amount of oxygen is introduced during the film formation, and a transparent conductive film produced using this oxide vapor deposition material. It became possible to provide.
  • Patent Document 3 proposes an ITO pellet for vapor deposition and a method for producing the same, and the relative density is 90% or more as an ITO pellet for vapor deposition that does not cause cracking of the pellet even when irradiated with a high-power electron beam.
  • An ITO pellet for vapor deposition made of an ITO sintered body having a relative density of 60% or more and 80% or less, obtained by re-sintering granules having a particle diameter of 0.5 mm or less obtained by pulverizing the ITO sintered body of The effect is described.
  • Patent Document 3 describes that the sintered body density is controlled to be low by using a granulated granule once sintered, in other words, a granulated granule having reduced sinterability. There is no proposal of a technique for controlling by sintering, and there is a demerit that increases the cost. Further, in Patent Document 3, it is said that it is possible to make the ITO pellet difficult to be damaged by electron beam irradiation simply by lowering the sintered density of the ITO pellet. However, in practice, it is necessary not only to lower the density of the sintered body but also to control the structure of the sintered body in order to improve the strength. However, Patent Documents 3 and 4 do not describe details thereof.
  • the conventional technique for producing an oxide sintered body containing indium and tin does not sufficiently consider prevention of cracks, cracks, splash, etc. in the vapor deposition method or the ion plating method. It was. That is, there has been a demand for a proposal of an oxide sintered body containing indium and tin that has a relatively low sintered body density and sufficient strength to solve these problems.
  • an object of the present invention is to provide an ion capable of preventing cracks, cracks, or splash when a crystalline transparent conductive film optimal for a device such as a solar cell is formed at a high film formation rate.
  • the object is to provide a tablet for plating and an oxide sintered body optimal for obtaining the tablet.
  • the present inventor changed many constituents and structures of an oxide sintered body containing indium oxide as a main component and tin as an additive element, and prepared many oxide sintered body samples. This is processed into an oxide tablet, and an oxide transparent conductive film is formed by an ion plating method.
  • the constituent phase and structure of the oxide sintered body are determined according to manufacturing conditions such as the film formation rate and the ion We examined in detail how it affects cracking, cracking, and splashing during plating.
  • (1) the tin content in the oxide sintered body containing indium oxide as a main component and tin as an additive element is 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • Oxide tablets suppress cracking, cracking, or splashing that occurred during ion plating, even when the input power for forming a transparent conductive film was increased to increase the deposition rate. As a result, low resistivity and high It has been found that a crystalline transparent conductive film showing infrared light transmittance can be obtained efficiently and stably, and the present invention has been completed.
  • indium oxide is the main component, tin is added as an additive element, and the tin content is 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • An oxide sintered body comprising: a crystal grain (A) having a tin content less than the average tin content of the oxide sintered body; It is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content, and the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • an oxide sintered body having the above and a density of 3.4 to 5.5 g / cm 3 .
  • At least one selected from the group of metal elements comprising indium oxide as a main component, tin as an additive element, and further comprising titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten.
  • the oxide sintered body has crystal grains (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and at least the tin content is an average tin content of the oxide sintered body
  • the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in terms of the Sn / (In + Sn + M) atomic ratio, and the density is 3.4-5 Oxide sintered body, which is a 5 g / cm 3 is provided.
  • the tin content is 0.003 to 0.05 in terms of Sn / (In + Sn) atomic number ratio.
  • An oxide sintered body is provided.
  • the total content of tin and M element is 0.003 to 0.05 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio.
  • a featured oxide sintered body is provided.
  • the tin content of the crystal grains (A) is an average of 4 atomic% or less, and the tin content of the crystal grains (B) is an average.
  • An oxide sintered body characterized by being 25 atomic% or more is provided.
  • tin is dissolved in the crystal grains (A) and the crystal grains (B), and has a bixbite structure.
  • An oxide sintered body comprising an In 2 O 3 phase is provided.
  • the crystal grains (C) comprising an indium stannate compound phase
  • An oxide sintered body characterized by comprising: is provided.
  • an oxide sintered body characterized in that the crystal grain (D) comprising a tin oxide phase is not included in the first or second invention.
  • a tablet obtained by processing the oxide sintered body according to any one of the first to eighth aspects.
  • the tin content in the oxide sintered body is 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, and the tin content Is composed mainly of crystal grains (A) having an average tin content less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystal grains (B) having a tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the difference in average tin content between B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, and the density is 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • FIG. 1 shows a secondary electron image obtained when the fracture surface of an oxide sintered body having an Sn / (In + Sn) atomic ratio of 0.09 according to the present invention is observed with a structure by EPMA, as well as crystal grains. It is a surface analysis result of a composition.
  • FIG. 2 is a chart showing the results of phase identification of an oxide sintered body having an Sn / (In + Sn) atomic ratio of 0.09 of the present invention by X-ray diffraction.
  • the oxide sintered body containing an oxide of indium and tin according to the present invention has a specific phase structure, and the tin content is 0.001-0 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio. .15 (hereinafter referred to as first oxide sintered body), in addition to indium and tin, M element is further contained, and the total content of tin and M element is (Sn + M) / ( (In + Sn + M)
  • the atomic ratio is 0.001 to 0.15
  • the M element is one or more metal elements selected from the metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum and tungsten (hereinafter referred to as this) Are referred to as a second oxide sintered body).
  • an oxide sintered body mainly having a sputtering target in mind has been proposed.
  • the oxide sintered body containing indium and tin as the material the constituent phase and structure of the oxide sintered body, the optimization of the density, etc. have not been sufficiently studied. For this reason, even if an oxide transparent conductive film is obtained by ion plating using such an oxide sintered body, cracks, cracks, or splash generation cannot be suppressed, and the transparent conductive film can be stably and rapidly operated. It was difficult to manufacture with.
  • an oxide sintered body containing indium and tin is examined in detail from the viewpoint of its constituent phase and structure, and the influence on the film formation rate of the oxide transparent conductive film and the film formation by the ion plating method. This is an elucidation of the effects of cracks, cracks, and splash on the surface.
  • the first oxide sintered body of the present invention contains indium and tin as oxides, and the tin content is 0.001 in terms of Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • Crystal grains (A) having a tin content less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystals having a tin content equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in terms of the Sn / (In + Sn) atomic number ratio, and the density is 3.4 to 5.5 g / cm 3 .
  • the first oxide sintered body of the present invention needs to have a tin content of 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • the tin content is preferably 0.002 to 0.10, and more preferably 0.003 to 0.05.
  • a value of 0.005 to 0.03 is particularly preferable.
  • the tin content is less than 0.001 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, the minimum necessary carrier electrons are not generated in the transparent conductive film formed using this, which is not preferable.
  • the tin content of the oxide sintered body exceeds 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, excess Sn is present in the crystalline transparent conductive film to form impurity ion scattering centers. Therefore, the specific resistance becomes high, which is not preferable.
  • the transparent conductive film for solar cells since the transmittance of near infrared light is important, it is important that the concentration and mobility of carrier electrons are adjusted in a well-balanced manner.
  • the content is preferably 0.002 to 0.10, more preferably 0.003 to 0.05, in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • Inevitable impurities may be included in amounts that do not affect the above characteristics, for example, 500 ppm or less.
  • the structure of the first oxide sintered body is composed of crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content is oxidized. It may be mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content or more of the sintered product, and may include crystal grains (C) composed of an indium stannate compound phase.
  • the crystal grains of the first oxide sintered body are composed only of crystal grains (B) whose tin content is equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, the sinterability tends to be poor.
  • the ion plating tablet needs to have a low sintered density of around 70% with respect to the theoretical density of around 7 g / cm 3 in order to avoid damage due to, for example, electron beam heating.
  • the sintered density is suppressed to about 70%, so cracks, cracks, or splash It is also effective in suppressing breakage.
  • the tin content is composed only of crystal grains (A) less than the average tin content of the oxide sintered body, crystals whose solid solution amount of tin is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body Compared to the case of using only the grains (B), there is an advantage that the sinterability is excellent. In this case, the density of the sintered body becomes a high value exceeding about 70%, but on the other hand, the strength of the sintered body can be increased.
  • the first oxide sintered body of the present invention includes a crystal grain (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and tin content.
  • the problem is to be solved by making the structure a combination of crystal grains (B) whose amount is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body. That is, the crystal density (B) composed of an indium oxide phase whose tin content is equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body has a low sinterability, so that the sintering density is reduced to about 70%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) must be 0.015 or more in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, and it should be 0.020 or more. Preferably, it is 0.040 or more.
  • the difference in average tin content is 0.015 or more, the average tin content of crystal grains (A) is 0.010 or less, and the average tin content of crystal grains (B) is 0.015 or more,
  • the average tin content of crystal grains (A) is 0.01 or less and the average tin content of crystal grains (B) is 0.03 or more, or the average tin content of crystal grains (A) is 0.03 or less.
  • the average tin content of the crystal grains (B) is 0.05 or more, and further the average tin content of the crystal grains (A) is 0.04 or less and the average tin content of the crystal grains (B) is 0. .10 or more, and the like can be preferably used.
  • the oxide sintered body mainly composed of the crystal grains (A) and (B) is composed of crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin is dissolved.
  • the crystal grains may include crystal grains (C) including an indium stannate compound phase as a phase other than the In 2 O 3 phase having a bixbite structure.
  • the indium stannate compound is, for example, an In 4 Sn 3 O 12 compound described in JCPDS card 01-088-0773 or a similar stoichiometric compound.
  • the indium stannate compound phase Since the indium stannate compound phase has poor sinterability like the crystal grains (B) whose tin content is equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, the sintering density is controlled to a lower level of about 70%. can do. Note that the indium stannate compound phase only needs to maintain this crystal structure even if there is a slight compositional shift with respect to the stoichiometric composition or other ions are partially substituted.
  • the oxide sintered body of the present invention contains crystal grains (D) made of a tin oxide phase, if the crystal grains (D) made of a tin oxide phase are contained in a small amount, it is crystalline. There is no problem in stably forming the transparent conductive film.
  • the crystal grains (D) consisting of a small amount of tin oxide phase means, for example, when analyzing an EPMA image, the crystal grains (D) consisting of a tin oxide phase with respect to all crystal grains, that is, indium does not exist and tin
  • the index is that the crystal grains containing only oxygen are 5% or less in area ratio.
  • the oxide sintered body of the present invention has a sintered body structure in which cracks, cracks, and splash are unlikely to occur during film formation by the ion plating method.
  • an oxide sintered body containing indium and tin as oxides is processed to form, for example, an ion plating tablet, the surface of the tablet or the inside has an average tin content of the oxide sintered body.
  • any crystal grain size is not particularly limited.
  • FIG. 1 shows an oxide sintered body in which tin is contained in an amount of 0.09 in Sn / (In + Sn) atomic ratio, and the composition of crystal grains observed on the polished fracture surface is shown.
  • the result of point analysis by an electron beam microanalyzer (EPMA) is shown.
  • EMA electron beam microanalyzer
  • a crystal grain (A) having a tin content less than the average tin content of the oxide sintered body is excellent in sinterability. Therefore, the strength of the sintered body can be increased.
  • the crystal grain (B) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body is poor in sinterability, it is possible to reduce the density of the sintered body, resulting in impact resistance. It becomes possible to ensure the sex.
  • the crystal grain size is 1 ⁇ m or more in the result of FIG. 1, the crystal grain size is almost 1 ⁇ m or more even if the conditions are changed.
  • the density is controlled in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3 by combining these two kinds of crystal grains.
  • a preferred density is in the range of 4.5 to 5.1 g / cm 3 .
  • the second oxide sintered body of the present invention is a metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten in addition to the first oxide sintered body.
  • One or more metal elements (M elements) selected from oxides are included as oxides, and the total content of tin and M elements is 0.001 to 0.15 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio. It is a ligation.
  • the transparent conductive film of the present invention When tin is added to the transparent conductive film containing indium oxide as a main component, the effect of generating carrier electrons is extremely high. However, the mobility of the generated carrier electrons decreases as the carrier electron concentration increases. A low carrier electron concentration means that a high transmittance in the infrared region can be obtained, which is convenient for devices utilizing infrared light such as solar cells. Therefore, when the transparent conductive film of the present invention is specialized for solar cell applications, it is important to secure the necessary carrier electron concentration and increase the mobility of carrier electrons, and the composition thereof is tin and M.
  • the total content of elements is preferably 0.002 to 0.10, more preferably 0.003 to 0.05, in terms of the (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio.
  • Elements that enable high carrier electron mobility include titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten.
  • the total content of tin and M element needs to be 0.001 to 0.15 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio.
  • the sum of the tin content and the M element content is preferably 0.002 to 0.10, more preferably 0.003 to 0.05.
  • the minimum necessary carrier electrons are not generated in the transparent conductive film formed using this as a raw material, which is not preferable.
  • the atomic ratio exceeds 0.15, excessive Sn and M elements behave as impurity ion scattering centers in the crystalline transparent conductive film to be formed.
  • the second oxide sintered body in the present invention preferably has the same generation phase and structure as the first oxide sintered body. That is, it contains indium oxide as a main component, tin is added as an additive element, and one or more metal elements (M element) selected from a metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten are added as additive elements.
  • M element metal elements
  • an oxide sintered body in which the total content of tin and M element is 0.001 to 0.15 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio the oxide sintered body comprising at least The crystal grain (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the crystal grain (B) whose at least tin content is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body
  • the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in terms of the Sn / (In + Sn + M) atomic ratio, and the density is 3.4 to 5.5 g / cm 3 . There is It is characterized by.
  • metal element chosen from the metal element group which consists of titanium, a zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten, all have tin content average tin content of oxide sinter Less than the crystal grains (A) or the crystal grains (B) having a tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the M element does not significantly affect the sinterability of the oxide sintered body regardless of whether the tin content is the average tin content of the oxide sintered body.
  • the crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body are still excellent in sinterability even if they contain M element.
  • the crystal grain (B) having a tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body does not change so much even if it contains the M element and has poor sinterability. Therefore, the M element is contained in the crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, or the tin content is not less than the average tin content of the oxide sintered body. It may be contained in the crystal grains (B), or may be contained in both.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in terms of Sn / (In + Sn + M) atomic number ratio, and 0 0.02 or more is preferable, and 0.025 or more is more preferable. Furthermore, the average tin content of the crystal grains (A) is 0.010 or less, the average tin content of the crystal grains (B) is 0.015 or more, and the crystal grains (A) Those having an average tin content of 0.005 or less and a crystal grain (B) having an average tin content of 0.02 or more can be particularly preferably used.
  • the second oxide sintered body contains indium and tin, and at least one metal element (M element) selected from the metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten as an oxide.
  • M element metal element selected from the metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten as an oxide.
  • the total content of tin and M element is 0.001 to 0.15 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio, and at least the tin content is oxide sintered body
  • the tin content excellent in sinterability is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and at least the tin content poor in sinterability is the oxide sintered body.
  • the density is controlled in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3 by controlling the ratio of the two kinds of crystal grains to be combined.
  • a preferred density is in the range of 4.5 to 5.1 g / cm 3 .
  • the oxide sintered body made of the crystal grains (A) and (B), tin has dissolved, and the bixbyite structure In 2 It is preferably composed of crystal grains composed of an O 3 phase, and as other phases, crystal grains (C) containing an indium stannate compound phase may be included. Moreover, it is not preferable that the crystal grain (D) which consists of a tin oxide phase is contained like the 1st oxide sintered compact.
  • the raw material for the oxide sintered body of the present invention is selected from indium oxide powder and tin oxide powder, or a metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten.
  • An oxide powder of at least one kind of metal element (M element) is used. These powders are appropriately mixed, calcined, granulated and molded, and the molded product is sintered by a normal pressure firing method. Alternatively, the powder is granulated, and molded and sintered by a hot press method.
  • the atmospheric pressure sintering method is a convenient and industrially advantageous method and is a preferable means, but a hot pressing method can also be used as necessary.
  • a molded body is first prepared.
  • indium oxide powder and tin oxide powder are weighed as raw material powders so as to have a desired composition.
  • the raw material powder preferably has an average particle size of 3 ⁇ m or less, and more preferably 1.5 ⁇ m or less.
  • indium oxide can ensure sufficient sinterability by controlling the average particle size in this way.
  • the necessary and sufficient strength of the oxide sintered body suitable for the tablet for ion plating is ensured by the crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the weighed indium oxide powder First, 20 to 95% by weight of indium oxide powder and the total amount of weighed tin oxide powder are put in a resin pot and wet ball mill or bead mill together with a dispersant and binder (for example, using PVA). Etc. First mix.
  • the mixing time is preferably 10 hours or more, particularly preferably 15 hours or more. Ceramic balls such as hard ZrO 2 balls may be used as the mixing balls and beads.
  • the slurry is taken out, filtered and dried to obtain a mixed powder.
  • the amount of the indium oxide powder mixed with the tin oxide powder is more preferably 20 to 85% by weight, further preferably 30 to 75% by weight, and particularly preferably 40 to 65% by weight.
  • the obtained primary mixed powder is calcined to form crystal grains (B) having a tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the calcination is performed by performing a heat treatment for 10 hours or more at a temperature of 800 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower in the air, oxygen atmosphere or vacuum in a gas flow type heating furnace or a vacuum heating furnace.
  • a heat treatment for 10 hours or more at a temperature of 800 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower in the air, oxygen atmosphere or vacuum in a gas flow type heating furnace or a vacuum heating furnace.
  • solid solution of tin in indium oxide or generation of an indium stannate compound phase is promoted before sintering.
  • calcination conditions it is more preferable to carry out for 12 hours or more at the temperature of 900 degreeC or more and 1400 degrees C or less.
  • the heat treatment temperature is less than 800 ° C., there is a problem that the calcination does not proceed sufficiently, and when the temperature exceeds 1500 ° C., there is a problem that the sintering proceeds first.
  • the temperature exceeds 1500 ° C., there is a problem that the sintering proceeds first.
  • most of the particles are in a point contact state and are not sufficiently bonded.
  • the remaining indium oxide powder (5 to 80% by weight) has a tin content less than the average tin content of the oxide sintered body after the subsequent sintering process. Crystal grains (A) are formed.
  • This indium oxide powder can be calcined under the same conditions as the primary mixed powder, if necessary. By calcining the remaining indium oxide powder, the progress of the sintering itself or the solid solution of tin in the indium oxide can be suppressed in the subsequent sintering.
  • tin is inherently difficult to diffuse into indium oxide.
  • the oxide powder of the metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten to be co-added is a mixed powder and the remaining powder before the calcination. It may be added to either the indium oxide powder or both.
  • the calcined powder and the remaining indium oxide powder are secondarily mixed in the same manner as described above over 1 to 24 hours.
  • the obtained secondary mixed powder is granulated after filtering and drying. If the mixing time is insufficient and it is 1 hour or less, the crystal grains (A) and the crystal grains (B) are likely to be unevenly distributed after sintering, which is not preferable.
  • the obtained granulated powder is molded by applying a pressure of about 4.9 MPa (50 kg / cm 2 ) to 196 MPa (2000 kg / cm 2 ) with a uniaxial press or a cold isostatic press to obtain a molded body.
  • a pressure of about 4.9 MPa (50 kg / cm 2 ) to 196 MPa (2000 kg / cm 2 ) with a uniaxial press or a cold isostatic press to obtain a molded body.
  • a pressure of about 4.9 MPa (50 kg / cm 2 ) to 196 MPa (2000 kg / cm 2 ) with a uniaxial press or a cold isostatic press to obtain a molded body.
  • the calcined powder preferably has an average particle size of 3 ⁇ m or less, and more preferably 1.5 ⁇ m or less.
  • indium oxide can ensure sufficient sinterability by controlling the average particle size in this way.
  • the necessary and sufficient strength of the oxide sintered body suitable for the tablet for ion plating is ensured by the crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the molded body is preferably sintered at 1000 to 1500 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere containing oxygen. More preferably, sintering is performed at 1100 to 1400 ° C. in an atmosphere in which oxygen gas is introduced into the atmosphere in the sintering furnace.
  • the sintering time is preferably 15 to 25 hours. It is preferable that the sintering temperature and the sintering temperature are higher and longer than those during calcination. The reason is to activate the diffusion between the powder particles and advance the sintering.
  • the sintering temperature is too low, the sintering reaction will not proceed sufficiently.
  • 1000 ° C. or more is desirable.
  • the sintering temperature exceeds 1500 ° C., the density of the oxide sintered body will exceed 5.5 g / cm 3 .
  • the sintering atmosphere is preferably an atmosphere in which oxygen is present, and even more preferably an atmosphere in which oxygen gas is introduced into the atmosphere in the sintering furnace. Due to the presence of oxygen during sintering, the oxide sintered body can be densified.
  • the rate of temperature rise in the range of 0.2 to 5 ° C./min in order to prevent cracking of the sintered body and advance the binder removal. Moreover, you may make it heat up to sintering temperature combining a different temperature increase rate as needed.
  • the binder may be held for a certain time at a specific temperature for the purpose of progressing debinding and sintering.
  • the temperature up to 1000 ° C. is preferably 0.2 to 10 ° C./min, 0.2 to 5 ° C./min, in particular 0.2 ° C. to 1 ° C./min. It is preferable to lower the temperature at a temperature lowering rate in the range of minutes.
  • Hot pressing method when the hot pressing method is adopted for the production of the oxide sintered body, unlike the atmospheric pressure sintering method, the secondary mixed powder obtained after calcination is treated with an inert gas atmosphere. Alternatively, it is molded and sintered at 700 to 950 ° C. for 1 to 10 hours under a pressure of 2.45 to 29.40 MPa in a vacuum. Compared with the above-mentioned normal pressure sintering method, the hot press method forms and sinters the raw material powder in a reducing atmosphere that does not contain oxygen, so it is possible to reduce the oxygen content in the sintered body. is there. However, care should be taken because indium oxide is reduced and melted as metallic indium when it is molded and sintered at a high temperature exceeding 950 ° C.
  • the raw material powder preferably has an average particle size of 3 ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ m or less, for the same reason as in the atmospheric pressure sintering method.
  • a secondary mixed powder is obtained to obtain a granulated powder.
  • the granulated mixed powder is fed into a carbon container and sintered by a hot press method.
  • the sintering temperature may be 700 to 950 ° C.
  • the pressure may be 2.45 MPa to 29.40 MPa (25 to 300 kgf / cm 2 )
  • the sintering time may be about 1 to 10 hours.
  • the atmosphere during hot pressing is preferably in an inert gas such as argon or in a vacuum.
  • the oxide sintered body of the present invention is cut into a predetermined size and the surface is polished to obtain a tablet for ion plating.
  • the ion plating tablet has a density of 3.4 to 5.5 g / cm 3 . If it is less than 3.4 g / cm 3 , the strength of the sintered body itself is inferior, so that cracks and cracks are likely to occur even for slight local thermal expansion. If the density exceeds 5.5 g / cm 3 , stress and strain generated locally when the plasma beam or electron beam is applied cannot be absorbed, cracks are likely to occur, and high-speed film formation becomes difficult.
  • a preferred density is 3.8 to 5.3 g / cm 3 , and a more preferred density is 4.5 to 5.1 g / cm 3 .
  • openings (voids) are present in the tablet structure due to density adjustment (reduction in density) when manufacturing the oxide sintered body.
  • the diameter and thickness are not particularly limited, but it is necessary to have a shape suitable for the ion plating apparatus to be used. In general, a cylindrical shape is often used. For example, those having a diameter of about 20 to 50 mm and a height of about 30 to 100 mm are preferable.
  • the ion plating tablet can also be used as a vacuum deposition tablet.
  • Transparent conductive film and film forming method thereof a crystalline transparent conductive film can be mainly formed on a substrate using an ion plating tablet obtained by processing the above oxide sintered body.
  • various plates or films such as glass, synthetic quartz, synthetic resin such as PET and polyimide, and stainless steel plate can be used.
  • heating is required, and thus a substrate having heat resistance is required.
  • the first and second oxide sintered bodies of the present invention have crystal grains (A) in which the tin content excellent in sinterability is less than the average tin content of the oxide sintered body. ), And the content of tin having poor sinterability is constituted by crystal grains (B) that are equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body. Therefore, since the strength and low density of the oxide sintered body are compatible, cracks, cracks, or splash can be suppressed even when the input DC power is increased.
  • a transparent conductive film is formed on a substrate using an ion plating tablet (also referred to as a pellet).
  • an ion plating tablet also referred to as a pellet.
  • the ion plating tablet a tablet obtained by processing an oxide sintered body having a density of 3.4 to 5.5 g / cm 3 according to the present invention is used.
  • the ion plating method when a tablet as an evaporation source is irradiated with heat from an electron beam or arc discharge, the irradiated portion becomes locally hot, and the evaporated particles evaporate on the substrate. Is deposited. At this time, the evaporated particles are ionized by an electron beam or arc discharge.
  • the high-density plasma-assisted deposition method (HDPE method) using a plasma generator (plasma gun) is suitable for forming a high-quality transparent conductive film.
  • plasma gun plasma generator
  • Arc discharge is maintained between the cathode built in the plasma gun and the crucible (anode) of the evaporation source.
  • Electrons emitted from the cathode are introduced into the crucible by magnetic field deflection, and concentrated and irradiated on the local part of the tablet charged in the crucible.
  • This electron beam particles are evaporated and deposited on the substrate from a portion where the temperature is locally high. Since vaporized evaporated particles and O 2 gas introduced as a reaction gas are ionized and activated in the plasma, a high-quality transparent conductive film can be produced.
  • the transparent conductive film In order to form the transparent conductive film, it is preferable to use a mixed gas composed of an inert gas and oxygen, particularly argon and oxygen.
  • the inside of the chamber of the apparatus is preferably 0.1 to 3 Pa, more preferably 0.2 to 2 Pa.
  • the substrate can be formed at room temperature without heating, but the substrate can also be heated to 50 to 500 ° C., and preferably heated to 150 to 400 ° C.
  • a crystalline transparent conductive film is formed by maintaining the substrate temperature at 150 to 400 ° C.
  • Obtained transparent conductive film thus, by using the tablet for ion plating of the present invention, an amorphous or crystalline transparent conductive film excellent in optical properties and conductivity can be obtained by an ion plating method. A film can be formed on the substrate at a relatively high speed.
  • the composition of the transparent conductive film obtained is a transparent conductive film containing almost the same indium and tin as the ion plating tablet.
  • the transparent conductive film containing indium and tin may further contain one or more metal elements (M elements) selected from the metal element group consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten.
  • M elements metal elements
  • the film thickness varies depending on the application, but can be 10 to 1000 nm.
  • the amorphous transparent conductive film can be made crystalline by heating to 300 to 500 ° C. for 10 to 60 minutes in an inert gas atmosphere.
  • the specific resistance of the crystalline transparent conductive film is calculated from the product of the surface resistance and the film thickness measured by a four-probe method using a resistivity meter, and is preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less, More preferably, it is 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less. Even if amorphous, the specific resistance may be 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less depending on the film composition.
  • the production phase of this film is identified by X-ray diffraction measurement and is basically only the indium oxide phase.
  • permeability shows the average transmittance
  • the transparent conductive film formed using the ion plating tablet of the present invention is good, for example, at least at transmittance at a wavelength of 1200 nm. 80% or more, preferably 85% or more. However, a high transmittance of 85% or more is achieved in the case of a transparent conductive film in which the total content of tin and M elements is 0.03 or less in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio.
  • the crystalline or amorphous transparent conductive film formed by using the ion plating tablet of the present invention can be similarly formed by a vapor deposition method.
  • the density of the obtained oxide sintered body was measured by Archimedes method using mill ends.
  • the formed phase of the oxide sintered body is identified by crushing a part of the end material and performing X-ray diffraction measurement (X'pert PRO MPD manufactured by Philips) and TEM observation (HF-2200 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). It was.
  • the composition analysis by ICP emission spectroscopy of the oxide sintered body was performed using a part of the powder.
  • the structure observation and surface analysis of the oxide sintered body were performed using EPMA (JXA-8100 manufactured by JEOL Ltd.).
  • the composition of the obtained transparent conductive film was examined by ICP emission spectroscopy.
  • the film thickness of the transparent conductive film was measured with a surface roughness meter (Alpha-Step IQ manufactured by Tencor).
  • the film formation rate was calculated from the film thickness and the film formation time.
  • the specific resistance of the film was calculated from the product of the surface resistance and the film thickness measured by a four-probe method using a resistivity meter (Loresta EP MCP-T360 type manufactured by Dia Instruments).
  • the transmittance of the membrane was measured with a spectrophotometer (V-570 manufactured by JASCO Corporation).
  • the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement as in the oxide sintered body.
  • Example 1 Indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less were used as raw material powders. About each powder, it measured so that tin content might be set to 0.09 by Sn / (In + Sn) atomic ratio. Of these, 30% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min. When the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the average tin content of the oxide sintered body is substantially the same as the charged composition when the raw material powder is weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.94 g / cm 3 .
  • the structure of the oxide sintered body was analyzed by EPMA and the composition of crystal grains was analyzed.
  • the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body (* 1 or * 3 in the photograph) and the tin content
  • crystal grains (* 2 or * 4 in the photograph) having an average tin content or more of the oxide sintered body.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) is 0.235 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn).
  • the obtained oxide sintered body had crystal grains (A) in which the tin content was less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content was oxidized. It was revealed that the sintered body was mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content or more and a density of 3.4 to 5.5 g / cm 3 .
  • the phase of the oxide sintered body obtained by X-ray diffraction measurement was identified.
  • FIG. 2 shows the measurement results.
  • the obtained oxide sintered body is composed of an In 2 O 3 phase ( ⁇ ) having a bixbite structure and an In 4 Sn 3 O 12 phase ( ⁇ ) of an indium stannate compound based on the above EPMA results.
  • In 2 O 3 phase
  • In 4 Sn 3 O 12 phase
  • the oxide sintered body of this example has a crystal content (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content is oxide sintered.
  • the solution was either a crystal grain made of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain (C) made of an indium stannate compound phase.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • a reactive plasma deposition apparatus capable of high density plasma assisted deposition (HDPE method) was used.
  • the film forming chamber is provided with a low voltage (about 70 V), large current (250 A) arc plasma generator and a crucible for stocking raw materials (tablets).
  • the thermoelectrons emitted from the cathode surface in the plasma generator are emitted in the chamber by being guided by a magnetic field, and are concentrated and irradiated on the tablet in the crucible.
  • Arc discharge is maintained between the cathode and the anode (crucible) by Ar gas introduced from the immediate vicinity of the cathode.
  • a mixed gas of Ar and O 2 was introduced into the chamber, and the degree of vacuum was 4 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa.
  • film formation was performed.
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 1.7 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the visible light average transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 2 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.008 in the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.88 g / cm 3 .
  • Example 1 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • the crystal grain (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the solid solution amount of tin is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body
  • crystal grains (B) existed.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.7 at% and Sn: 0.3 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 98.2 at%, Sn: 1. It was 8 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.015 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.8 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 3 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.019 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.95 g / cm 3 .
  • Example 2 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystals in which the tin content is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body It became clear that grains (B) were present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.4 at% and Sn: 0.6 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 95.4 at% and Sn: 4.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.04 in terms of the atomic ratio expressed by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.6 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 4 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.031 in the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.95 g / cm 3 .
  • Example 1 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystals in which the tin content is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body It became clear that there were grains (B).
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.0 at% and Sn: 1.0 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 92.6 at% and Sn: 7. It was 4 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.064 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 5 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.046 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were produced in the same manner as in Example 1 except that the content was 20% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 5.02 g / cm 3 .
  • Example 1 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • crystal grains (A) in which the solid solution amount of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the solid solution amount of tin is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body It was revealed that the crystal grains (B) exist.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 98.5 at% and Sn: 1.5 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 77.9 at% and Sn: 22. It was 1 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.206 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, it was confirmed that the obtained oxide sintered body was composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and an In 4 Sn 3 O 12 phase of an indium stannate compound.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) are either a solid solution of tin and a crystal grain made of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain made of an indium stannate compound phase (C) It was concluded.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 1.4 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the visible light average transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 6 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.07 in the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.94 g / cm 3 .
  • Example 1 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • grains (B) were present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 97.7 at% and Sn: 2.3 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 83.8 at%, Sn: 16. It was 2 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.139 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, it was confirmed that the obtained oxide sintered body was composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and an In 4 Sn 3 O 12 phase of an indium stannate compound.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) are either a solid solution of tin and a crystal grain made of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain made of an indium stannate compound phase (C) It was concluded.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 1.9 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the visible light average transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 7 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.14 in the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.85 g / cm 3 .
  • Example 1 the structure observation of the oxide sintered body by EPMA and the composition analysis of the crystal grains were performed.
  • crystal grains in which the solid solution amount of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body and crystal grains in which the solid solution amount of tin is greater than the average tin content of the oxide sintered body are It became clear that there was.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 95.5 at% and Sn: 4.5 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 69.4 at% and Sn: 30. It was 6 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.261 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. It was confirmed that the oxide sintered body was composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and an In 4 Sn 3 O 12 phase of an indium stannate compound.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) are either a solid solution of tin and a crystal grain made of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain made of an indium stannate compound phase (C) It was concluded.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 3.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the visible light average transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 8 Indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less were used as raw material powders. About each powder, it measured so that tin content might be set to 0.037 by Sn / (In + Sn) atomic number ratio. Of these, 75% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min. When the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the average tin content of the oxide sintered body is substantially the same as the charged composition when the raw material powder is weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.87 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA.
  • crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystals in which the tin content is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body It became clear that grains (B) were present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 98.8 at%, Sn: 1.2 at%, and the average composition of the crystal grains (B) is In: 93.6 at%, Sn: 6. It was 4 at%. That is, the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.052 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m. Subsequently, phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed. From the above analysis results, as shown in Tables 1 and 2, in the oxide sintered body of this example, the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and The tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 1.9 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the average visible light transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 9 Indium oxide powder, tin oxide powder and titanium oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less are used as raw material powders. For each powder, tin content is 0.008 in Sn / (In + Sn + Ti) atomic ratio, and titanium content is Weighing was performed so that the Ti / (In + Sn + Ti) atomic ratio was 0.008. Of these, 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of tin oxide powder and titanium oxide were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours.
  • the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder. Subsequently, the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined. Next, these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill. After mixing, the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder. Subsequently, this secondary mixed powder was granulated. Next, the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed. When the density of the oxide sintered body was measured, it was 5.02 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA. As a result of surface analysis of element distribution, at least tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and at least tin content is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body It was revealed that the crystal grains (B) exist. It was also found that titanium coexists in crystal grains where tin is present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.4 at%, Sn: 0.3 at%, and Ti: 0.3 at%.
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 94 0.1 at%, Sn: 3.0 at%, and Ti: 2.9 at%. That is, the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.027 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn + Ti). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m. Subsequently, phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the oxide sintered body of the present example is a crystal grain (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, And at least tin content is mainly constituted by crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (A) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 85%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin and titanium were dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 10 Indium oxide powder, tin oxide powder and zirconium oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less are used as raw material powders.
  • the tin content is 0.008 in terms of Sn / (In + Sn + Zr) atomic number ratio
  • the zirconium content is Weighing was performed so that the Zr / (In + Sn + Zr) atomic ratio was 0.008.
  • 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of tin oxide powder and zirconium oxide were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours.
  • the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder. Subsequently, the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined. Next, these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill. After mixing, the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder. Subsequently, this secondary mixed powder was granulated. Next, the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured and found to be 4.81 g / cm 3 .
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement. It was confirmed that the oxide sintered body was composed only of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure. The In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the structure of the oxide sintered body was analyzed by EPMA and the composition of crystal grains was analyzed.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.5 at%, Sn: 0.3 at%, and Zr: 0.2 at%.
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 94 0.0 at%, Sn: 2.9 at%, and Zr: 3.1 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.026 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn + Zr). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of the present example is a crystal grain (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, And at least tin content is mainly constituted by crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (A) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 85%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and that tin and zirconium were dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 11 Indium oxide powder, tin oxide powder and hafnium oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less are used as raw material powders.
  • the tin content is 0.008 in Sn / (In + Sn + Hf) atomic ratio
  • the hafnium content is The Hf / (In + Sn + Hf) atomic ratio was weighed so as to be 0.008.
  • 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of tin oxide powder and hafnium oxide were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours.
  • the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder. Subsequently, the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined. Next, these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill. After mixing, the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder. Subsequently, this secondary mixed powder was granulated. Next, the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed. When the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.95 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA. As a result of surface analysis of element distribution, at least tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and at least tin content is equal to or greater than the average tin content of the oxide sintered body It was revealed that the crystal grains (B) exist. It was also found that hafnium coexists in crystal grains where tin is present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.4 at%, Sn: 0.4 at%, and Hf: 0.2 at%.
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 93 0.9 at%, Sn: 3.1 at%, and Hf: 3.0 at%. That is, the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.027 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn + Hf). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m. Subsequently, phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the oxide sintered body of the present example is a crystal grain (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, And at least tin content is mainly constituted by crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (A) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.4 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 85%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin and hafnium were dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 12 Indium oxide powder, tin oxide powder and tungsten oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less are used as raw material powders.
  • the tin content is 0.008 in Sn / (In + Sn + W) atomic ratio
  • the tungsten content is Weighing was performed so that the W / (In + Sn + W) atomic ratio was 0.008.
  • 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of tin oxide powder and tungsten oxide were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours.
  • the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder. Subsequently, the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined. Next, these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill. After mixing, the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder. Subsequently, this secondary mixed powder was granulated. Next, the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.6 at%, Sn: 0.3 at%, and W: 0.1 at%.
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 93 0.6 at%, Sn: 3.1 at%, and W: 3.4 at%. That is, the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.028 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn + W). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m. All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of the present example is a crystal grain (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, And at least tin content is mainly constituted by crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (A) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 85%.
  • the film was a crystalline film composed of only the indium oxide phase, and tin and tungsten were dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 13 Indium oxide powder, tin oxide powder, titanium oxide powder and molybdenum oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less are used as raw material powders, and the tin content of each powder is 0.006 in terms of Sn / (In + Sn + Ti + Mo) atomic ratio.
  • the titanium content was weighed so that the Ti / (In + Sn + Ti + Mo) atomic ratio was 0.006, and the molybdenum content was Mo / (In + Sn + Ti + Mo) atomic ratio.
  • 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of tin oxide powder and titanium oxide were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill.
  • the mixing time was 18 hours.
  • the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1250 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder and molybdenum oxide powder were not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder. Subsequently, this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 9.8 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1250 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C.
  • Titanium and molybdenum were found to contain tin.
  • the average composition of the crystal grains (A) at this time is In: 98.4 at%, Sn: 0.2 at%, Ti: 1.4 at%, and Mo: 0.3%.
  • the average composition was In: 95.9 at%, Sn: 2.3 at%, Ti: 0.2%, and Mo: 1.8%. That is, the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.021 in terms of the atomic number ratio represented by Sn / (In + Sn + Ti + Mo). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m. All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of the present example is a crystal grain (A) in which at least the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, And at least tin content is mainly constituted by crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (A) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.4 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 85%.
  • the film was a crystalline film composed of only the indium oxide phase, and tin, titanium and molybdenum were dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 14 Indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less were used as raw material powders. About each powder, it measured so that tin content might be set to 0.008 by Sn (In + Sn) atomic ratio. Among these, 60% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1000 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 4.9 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1000 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min. When the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 3.44 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA.
  • crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and crystals in which the tin content is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body It became clear that grains (B) were present.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.8 at% and Sn: 0.2 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 98.2 at% and Sn: 1. It was 8 at%.
  • the difference in the average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.016 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 15 Indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less were used as raw material powders. About each powder, it measured so that tin content might be set to 0.008 by Sn (In + Sn) atomic ratio. Of these, 20% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder were placed in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 1450 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 4.9 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1450 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min. When the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured and found to be 5.49 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA.
  • crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content is oxide sintered It became clear that there were crystal grains (B) exceeding the average tin content of the body.
  • the average composition of the crystal grains (A) is In: 99.7 at% and Sn: 0.3 at%
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 95.6 at% and Sn: 4. It was 4 at%.
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.041 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of this example has a crystal content (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content is oxide sintered.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 1.9 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 16 In the process of obtaining indium oxide powder having an average particle diameter of 1.5 ⁇ m or less and tin oxide powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m as a raw material powder, and obtaining a primary mixed powder and a secondary mixed powder, the mixing time in a wet ball mill is 8 hours Except for the above, an oxide sintered body and further an ion plating tablet were produced in the same manner as in Example 1. When the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed. When the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.33 g / cm 3 .
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.264 in terms of the atomic ratio expressed by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the obtained oxide sintered body is composed of crystal grains composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure, an In 4 Sn 3 O 12 phase of an indium stannate compound, and a tin oxide phase slightly contained. It was confirmed that it was configured.
  • the content of tin is less than the average tin content of the oxide sintered body (A), and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) are slightly contained in a solid solution of tin and a crystal grain composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain (C) composed of an indium stannate compound phase. It was confirmed to be any one of crystal grains (D) made of a tin oxide phase.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • Example 1 the composition of the obtained transparent conductive film is substantially the same as the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, which is slightly higher than Example 1.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance exceeded 85%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was less than 80%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 1 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.0005 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were produced in the same manner as in Example 1 except that the content was 5% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.52 g / cm 3 .
  • the average composition of the crystal grains (A) at this time is In: 100 at% because Sn is below the detection limit.
  • the average composition of the crystal grains (B) is In: 98.4 at%, Sn: 1.6 at% Met.
  • the difference in the average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.016 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of this comparative example has crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 6.1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, exceeding 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm. Moreover, when the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Example 2 The raw material powder was weighed so that the tin content was 0.19 in the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn), and the proportion of indium oxide powder mixed with the total amount of tin oxide powder was all indium oxide.
  • An oxide sintered body and further an ion plating tablet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 50% by weight of the powder.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed.
  • the density of the oxide sintered body was measured, it was 4.85 g / cm 3 .
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.34 in terms of the atomic ratio expressed by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. As a result, it was confirmed that the obtained oxide sintered body was composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and an In 4 Sn 3 O 12 phase of an indium stannate compound.
  • the oxide sintered body of this comparative example has crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and The tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. ) And (B) are either a solid solution of tin and a crystal grain made of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure and a crystal grain made of an indium stannate compound phase (C) It was concluded.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed.
  • the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet. Measurement of the specific resistance of the film is 9.7 ⁇ 10 -4 ⁇ cm, was greater than 5.0 ⁇ 10 -4 ⁇ cm. Further, when the transmittance was measured, the average visible light transmittance was higher than 80%, but the transmittance at a wavelength of 1200 nm was lower than 80%. As a result of examining the crystallinity of the film by X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • the density of the oxide sintered body was measured and found to be 5.01 g / cm 3 .
  • the structure observation of the oxide sintered body and the composition analysis of the crystal grains were performed by EPMA.
  • the solid solution amount of tin in each crystal grain composed of the In 2 O 3 phase is equivalent to the average tin content of the oxide sintered body. That is, there was almost no difference in composition between crystal grains (all crystal grains (B)), and the average composition was In: 96.7 at% and Sn: 3.3 at%. All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation.
  • the oxide sintered body of this comparative example has crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and The tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3.
  • (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 900 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 4.9 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 900 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min, and the introduction of oxygen was stopped during cooling after sintering.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed. When the density of the oxide sintered body was measured, it was 3.27 g / cm 3 .
  • the difference in the average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.01 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of this comparative example has crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 3.2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 80%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • Indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle size of 1.5 ⁇ m or less were used as raw material powders. About each powder, it measured so that tin content might be set to 0.008 by Sn / (In + Sn) atomic ratio. Among them, 15% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder were put in a resin pot together with water, a dispersant and the like, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered and dried to obtain a primary mixed powder.
  • the primary mixed powder was heated at a rate of 1 ° C./min in a sintering furnace and calcined at 900 ° C. for 10 hours. The remaining indium oxide powder was not calcined.
  • these calcined powder and uncalcined powder were mixed again by a wet ball mill.
  • the slurry was filtered and dried to obtain a secondary mixed powder.
  • this secondary mixed powder was granulated.
  • the granulated powder was filled into a mold, and a pressure of 4.9 MPa was applied using a uniaxial press to form a tablet shape.
  • the tablet was molded in advance so that the dimensions after sintering were 30 mm in diameter and 40 mm in height.
  • the compact was sintered as follows. Sintering was performed at a sintering temperature of 1450 ° C. for 20 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min, and the introduction of oxygen was stopped during cooling after sintering.
  • the composition analysis of the obtained oxide sintered body was performed by ICP emission spectroscopy, it was confirmed that it was almost the same as the charged composition when the raw material powder was weighed. When the density of the oxide sintered body was measured, it was 5.96 g / cm 3 .
  • the difference in average tin content between the crystal grains (A) and the crystal grains (B) was 0.054 in terms of the atomic ratio represented by Sn / (In + Sn). All the crystal grains had a particle size generally exceeding 1 ⁇ m.
  • phase identification of the oxide sintered body was performed by X-ray diffraction measurement and TEM observation. The obtained oxide sintered body was composed only of the In 2 O 3 phase having a bixbite type structure, and the presence of the In 4 Sn 3 O 12 phase of the indium stannate compound was not confirmed.
  • the oxide sintered body of this comparative example has crystal grains (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and
  • the tin content is mainly composed of crystal grains (B) having an average tin content equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body, and the density is in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3. It was concluded that (B) and (B) were crystal grains composed of In 2 O 3 phase having a bixbite type structure in which tin was dissolved.
  • the oxide sintered body was processed into a tablet, and discharge using a plasma gun by an ion plating method was continued until the tablet became unusable.
  • the ion plating apparatus used was a reactive plasma deposition apparatus capable of high-density plasma assisted deposition (HDPE method), and was similarly discharged.
  • HDPE method high-density plasma assisted deposition
  • the substrate used was a Corning 7059 substrate, the substrate temperature was 300 ° C., and a 200 nm thick transparent conductive film was formed. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the tablet.
  • the specific resistance of the film was measured and found to be 2.9 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm.
  • the transmittance was measured, the visible light average transmittance and the transmittance at a wavelength of 1200 nm both exceeded 80%.
  • the film was a crystalline film composed only of the indium oxide phase, and tin was dissolved in the indium oxide phase.
  • the oxide sintered bodies of Examples 1 to 8 use indium oxide powder and tin oxide powder having an average particle diameter of 1.5 ⁇ m or less as raw material powders according to the present invention. It is contained as an element, and the tin content is 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio.
  • a primary mixed powder consisting of 50% by weight of the indium oxide powder and the total amount of the tin oxide powder was temporarily prepared. It is produced using a secondary mixed powder obtained by further mixing a calcined powder obtained by firing and an uncalcined powder composed of the remaining indium oxide powder.
  • the density of the oxide sintered bodies of Examples 1 to 7 is in the range of 4.8 to 5.0 g / cm 3 , and the theoretical specific density is not necessarily as high as about 70%, but the density by the ion plating method is not necessarily high. It was confirmed that no cracks, cracks or splash occurred during the film formation. Thus, even if the phase of the crystal grains constituting the oxide sintered body is different, the oxide sintered bodies of Examples 1 to 7 have a tin content less than the average tin content of the oxide sintered body.
  • the crystal grains (A) and the crystal grains (B) in which the tin content is equal to or higher than the average tin content of the oxide sintered body make it possible to perform ion plating even if the sintered body density is low.
  • Example 8 the indium oxide powder used for the calcined powder is 75% by weight, but even in that case, the sintered body density is 4.87 g because it is composed of the same crystal grains as in Examples 2 to 4. Even at / cm 3 , it was confirmed that cracks, cracks, or splash did not occur during film formation by the ion plating method, and sufficient strength was provided.
  • the transparent conductive film having a tin content of 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio is a low ratio of 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less. Showed resistance.
  • the transparent conductive films of Examples 2 to 4 having a composition in which the tin content is in the range of 0.003 to 0.04 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio is 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the transmittance at a wavelength of 1200 nm was 80% or more, and was found to be sufficiently useful as a transparent electrode for solar cells.
  • Comparative Examples 1 and 2 the tin content deviates from 0.001 to 0.15 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio, and is 0.0005 or 0.19.
  • an oxide sintered body having the same structure and structure as in Examples 1 to 8 can be obtained, the specific resistance exceeds 5.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm, so that it can be applied to the surface electrode of a solar cell. Difficult to do.
  • Comparative Example 3 unlike Examples 1 to 8, a mixed powder composed of the total amount of weighed indium oxide and the total amount of tin oxide was used as it was without calcining and the oxide sintered body was used. I am making it.
  • the oxide sintered body contains only crystal grains made of an indium oxide phase having a bixbite structure having a tin content equivalent to the average tin content of the oxide sintered body. That is, the crystal grain (A) whose tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, which is a feature of the present invention, and the tin content is greater than or equal to the average tin content of the oxide sintered body It is not mainly constituted by the crystal grains (B). As a result, even though the sintered body density is equivalent to that of Examples 1 to 8, the strength is insufficient, and as a result, cracks, cracks, or splash occur during film formation by the ion plating method. .
  • the oxide sintered bodies of Examples 9 to 13 contain indium oxide as a main component, tin as an additional element, and at least one selected from the group of metal elements consisting of titanium, zirconium, hafnium, molybdenum, and tungsten.
  • Metal element (M element) as an additive element, and the total content of tin and M element is 0.001 to 0.15 in terms of (Sn + M) / (In + Sn + M) atomic ratio.
  • the density of the oxide sintered body is within the allowable range of the present invention, that is, the lower limit and the upper limit of 3.4 to 5.5 g / cm 3 , but in this case as well, the ion plating method is used. It was confirmed that cracks, cracks, or splash did not occur during film formation and that the film had sufficient strength.
  • Comparative Examples 4 and 5 since the density of the oxide sintered body was outside the allowable range of the present invention, the density was too low and the strength was insufficient. Tablet with high probability as a result, for example, the difference in the average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is less than 0.015 in terms of the Sn / (In + Sn) atomic ratio. In addition, cracks, cracks, and splash occurred during film formation by the ion plating method.
  • Example 16 a tin oxide powder having a relatively large average particle size of 3 ⁇ m was used as a raw material powder, and the mixing time by a ball mill when obtaining a primary mixed powder or a secondary mixed powder was set in Examples 1 to 8. More shortened.
  • the obtained oxide sintered body has crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the tin content is an average of the oxide sintered body. It is mainly composed of crystal grains (B) having a tin content or more and has a density in the range of 3.4 to 5.5 g / cm 3 , and the crystal grains (A) and (B) are solid solution of tin.
  • a crystal grain (C) composed of an In 2 O 3 phase having a bixbite structure a crystal grain (C) composed of an indium stannate compound phase, and a crystal grain (D) composed of a slightly contained tin oxide phase Either.
  • the crystal grains (D) composed of a tin oxide phase cause a slight decrease in the film formation rate in film formation by the ion plating method, but cracks or cracks during film formation by the ion plating method, or Although there was concern about the cause of splash, it was confirmed that it was not a problem because it was a very small amount and did not cause such a phenomenon. However, it has been confirmed that it becomes a factor of decreasing the film formation rate.
  • the present invention includes indium and tin, crystal grains (A) in which the tin content is less than the average tin content of the oxide sintered body, and the average tin content of the oxide sintered body. It is mainly composed of the above crystal grains (B), the difference in average tin content between the crystal grains (B) and the crystal grains (A) is 0.015 or more in Sn / (In + Sn) atomic ratio, and the density is An oxide sintered body of 3.4 to 5.5 g / cm 3 , and an ion plating tablet obtained by processing the oxide sintered body. In the formation of the oxide transparent conductive film by the ion plating method, Alternatively, it can be used without causing splash.
  • optical communication devices such as waveguide-type light control elements that use relatively low specific resistance and high transmittance in the infrared region and light modulation elements that use liquid crystals, as well as liquid crystal panels, plasma displays, LED elements, organic It can also be suitably used for functional elements such as EL, inorganic EL, and electronic paper.

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Abstract

 太陽電池に適した透明導電膜を高速成膜することができ、かつクラックや割れ、あるいはスプラッシュを起こさずに成膜を継続することのできるイオンプレーティング用タブレット、それを得るための酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として特定量含有する酸化物焼結体を提供。 酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、 該酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする酸化物焼結体などによって提供する。

Description

酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット
 本発明は、酸化物焼結体およびそれを加工したタブレットに関し、より詳しくは、太陽電池に適した透明導電膜を高速成膜することができ、かつクラックや割れ、あるいはスプラッシュを起こさずに成膜を継続することのできるイオンプレーティング用タブレット、それを得るための酸化物焼結体に関する。
 透明導電膜は、高い導電性と可視光領域における高い透過率とを有するため、太陽電池や液晶表示素子、その他各種受光素子の電極などに利用されている。そのほか、自動車窓や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショーケースなどのための各種の防曇用の透明発熱体としても利用されている。
 実用的な透明導電膜としてよく知られているものには、酸化スズ(SnO)系、酸化亜鉛(ZnO)系、酸化インジウム(In)系の薄膜がある。酸化スズ系では、アンチモンをドーパントとして含むもの(ATO)やフッ素をドーパントとして含むもの(FTO)が利用され、酸化亜鉛系では、アルミニウムをドーパントとして含むもの(AZO)やガリウムをドーパントとして含むもの(GZO)が利用されている。しかし、最も工業的に利用されている透明導電膜は、酸化インジウム系である。その中でもスズをドーパントとして含む酸化インジウムは、ITO(Indium-Tin-Oxide)膜と称され、特に低抵抗の膜が容易に得られることから、幅広く利用されている。
 低抵抗の透明導電膜は、太陽電池、液晶、有機エレクトロルミネッセンスおよび無機エレクトロルミネッセンスなどの表面素子や、タッチパネルなど、幅広い用途で好適に用いられる。上記の種々の透明導電膜の製造方法として、スパッタリング法、真空蒸着法あるいはイオンプレーティング法がよく知られている。
 従来から、透明導電膜の形成技術においては、スパッタリング法が主流となっている。スパッタリング法は、蒸気圧の低い材料の成膜の際や、精密な膜厚制御を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便であるため、工業的に広範に利用されている。スパッタリング法では、薄膜の原料としてスパッタリング用ターゲットが用いられる。ターゲットは、成膜したい薄膜の構成元素を含む固体材料であり、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの焼結体や、場合によっては単結晶が使われる。この方法では、一般に真空装置を用い、一旦高真空にした後、希ガス(アルゴン等)を導入し、約10Pa以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰極とし、これらの間にグロー放電を起こしてアルゴンプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させ、これによって弾き飛ばされるターゲット成分の粒子を、基板上に堆積させて膜を形成する。
 スパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波スパッタリング法といい、直流プラズマを用いるものは直流スパッタリング法という。一般に、直流スパッタリング法は、高周波スパッタリング法と比べて成膜速度が速く、電源設備が安価であり、成膜操作が簡単であるなどの理由で、工業的に広範に利用されている。
 しかし、近年、直流スパッタリング法と比較して、同等以上の良質な透明導電膜を形成することが可能な方法として、イオンプレーティング法が注目されている。イオンプレーティング法は、10-3~10-2Pa程度の圧力下で、金属あるいは金属酸化物からなるタブレット(あるいはペレット)と呼ばれる原料を抵抗加熱あるいは電子ビーム加熱することで蒸発させ、さらに蒸発物を反応ガス(酸素)とともにプラズマにより活性化させてから基板に堆積させる方法である。特に、圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング法は、大電流の直流アーク放電を利用するため、高密度のプラズマを発生することが可能であり、試料の蒸発速度が従来の直流スパッタリング法に比べて大きいという特長がある。従来から、膜質分布や膜厚分布の不均一による大面積基板への均一成膜が困難である欠点があったが、例えば、特許文献1の、プラズマビームが入射するハース近傍の磁場を調整する技術によって克服され、大面積基板への均一成膜が可能となっている。
 透明導電膜の形成に用いるイオンプレーティング用タブレットは、スパッタリング用ターゲットと同様に、酸化物焼結体が好ましく、酸化物焼結体を用いることによって、安定して一定の膜厚、一定の特性の透明導電膜を製造することができる。ただし、スパッタリング用ターゲットとは異なり、例えば、非特許文献1に記載のように、電子ビーム加熱による破損を避けるため、70%程度の低い焼結密度のものを使用する。密度が高すぎる、あるいは低すぎる場合には、酸化物焼結体にクラックや割れが生じやすく、破損してしまう。
 また、酸化物焼結体タブレットには均一に蒸発することが求められ、化学的な結合が安定で蒸発しにくい物質が、主相として存在する蒸発しやすい物質と共存しないほうが好ましい。
 また、蒸発材(タブレット)である酸化物焼結体をイオンプレーティング法により蒸発させてイオン化し薄膜を形成する方法では、加熱時に蒸発材のスプラッシュが起こり、飛散する粒子によって蒸着膜にピンホール欠陥ができるという問題がある。スプラッシュとは、次の様な現象をいう。即ち、真空中で蒸発材にプラズマビームや電子ビームを照射して加熱すると、蒸発材はある温度に達した時点で気化し、原子状態で均一な蒸発が始まる。スプラッシュとは、この際に、均一な蒸発ガスに混じって数μm~1000μm程度の目に見える大きさの飛沫が蒸発材から飛び出して蒸着膜に衝突する現象をいう。この現象が起こると、飛沫の衝突によって蒸着膜にピンホール欠陥などを起こす原因となり、蒸着膜の均質性を害するばかりか導電膜としての性能を著しく劣化させる。
 以上、ITOなどの酸化物の透明導電膜をイオンプレーティング法で形成するためには、加熱時に蒸発材のスプラッシュが起こりにくく、飛散する粒子によって蒸着膜にピンホール欠陥ができない酸化物タブレットの使用が重要であると言える。
 特許文献2には、光起電力素子の耐候性を向上させるために、(222)の配向を有するとともに、2つのX線回折ピークを有する酸化インジウム膜を含む透明導電膜とを備え、酸化インジウム膜の2つのX線回折ピークは、低角側の第1ピークと、第1ピークのピーク強度よりも小さいピーク強度を有する高角側の第2ピークとからなることが有効である旨が記載されている。さらに、特許文献2には、イオンプレーティング法を用いて、SnO粉末を約1~約5wt%含むIn粉末のITO焼結体からなるターゲットを使用して、前記のX線回折ピークを有する透明導電膜が得られる旨が記載されている。
 このようにイオンプレーティング法によって、光起電力素子すなわち太陽電池用として優れた透明導電膜を形成することができる。しかし、その一方で、スパッタリング法に用いるターゲットとは異なり、イオンプレーティング法に適したITO酸化物焼結体については、必ずしも十分検討されているとは言えない。
 そのため、本出願人は、イオンプレーティング法によって、太陽電池用として優れた透明導電膜を形成することができる蒸着用ITOペレット(またはタブレットとも言う)として、特許文献4を提案した。ここには、酸化インジウムを主成分とし、スズを特定量含む酸化物焼結体により構成され、CIE1976表色系におけるL値が54~75であることが記載されており、これにより、成膜時に導入する酸素量が少なくても、低抵抗で高い光透過性を有する透明導電膜が安定して製造できる酸化物蒸着材と、この酸化物蒸着材を用いて製造される透明導電膜を提供することが可能となった。
 また、特許文献3には、蒸着用ITOペレットおよびその製造方法が提案され、高いパワーの電子ビームを照射してもペレットの割れが生じることのない蒸着用ITOペレットとして、相対密度が90%以上のITO焼結体を粉砕して得た、粒径0.5mm以下の顆粒を再度焼結させて得られる、相対密度が60%以上80%以下のITO焼結体からなる蒸着用ITOペレットが好ましい旨が記載されている。特許文献3では、一旦、焼結させた顆粒、換言すれば焼結性を低下させた顆粒を用いることで、2回の焼結体密度を低く制御する旨が記載されているが、1回の焼結によって制御する技術の提案はなされておらず、コストが高くなるデメリットがある。また、特許文献3では、単にITOペレットの焼結体密度を下げることによって、ITOペレットが電子ビーム照射によって破損が発生しにくくすることが可能であるとされている。
 しかし、実際には、焼結体密度を下げるだけでなく、強度を向上させるために焼結体組織の制御が必要だが、特許文献3,4には、その詳細については記載がない。
 以上のように、従来のインジウムとスズを含有する酸化物焼結体の作製技術では、蒸着法あるいはイオンプレーティング法において、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどを防止することについては十分考慮されていなかった。すなわち、これらの課題を解決する、比較的低い焼結体密度かつ十分な強度を有する、インジウムとスズを含有する酸化物焼結体の提案が望まれていた。
特開平08-232060号公報 特開2007-194447号公報 特開平11-100660号公報 特開2011-202246号公報
「透明導電膜の技術(改訂2版)」、オーム社、2006年12月20日発行、p.243~250
 本発明の目的は、上記問題点に鑑み、太陽電池などのデバイスに最適な結晶質の透明導電膜を、高い成膜速度で成膜する際に、クラックや割れ、あるいはスプラッシュ防止を実現できるイオンプレーティング用タブレット、及びそれを得るのに最適な酸化物焼結体を提供することにある。
 本発明者は、上記問題点を解決するために、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有する酸化物焼結体の構成相と組織を変えて多くの酸化物焼結体試料を作製し、これを酸化物タブレットに加工してイオンプレーティング法により酸化物透明導電膜を成膜し、その酸化物焼結体の構成相と組織が、成膜速度などの製造条件や、イオンプレーティング時のクラックや割れ、あるいはスプラッシュ発生に対して、どのように影響するかを詳細に検討した。
 その結果、(1)酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有する酸化物焼結体中のスズ含有量をSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15とするとともに、(2)上記酸化物焼結体が、スズの含有量が前記酸化物焼結体のスズ含有量(以下、酸化物焼結体の平均スズ含有量ともいう)未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成され、(3)密度が3.4~5.5g/cmの範囲に制御されている酸化物タブレットを用いると、透明導電膜を形成する際の投入電力を大きくして成膜速度を高めた場合でも、従来生じていたイオンプレーティング時のクラックや割れ、あるいはスプラッシュ発生を抑制することができ、その結果、低い比抵抗と高い赤外光透過率を示す、結晶質の透明導電膜を効率的にかつ安定して得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明の第1の発明によれば、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第2の発明によれば、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)を添加元素として含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn+M)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第3の発明によれば、第1または2の発明において、スズの含有量が、Sn/(In+Sn)原子数比で0.003~0.05であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第4の発明によれば、第2の発明において、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.003~0.05であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第5の発明によれば、第1または2の発明において、結晶粒(A)のスズ含有量が平均4原子%以下であり、結晶粒(B)のスズ含有量が平均25原子%以上であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第6の発明によれば、第1または2の発明において、前記の結晶粒(A)および結晶粒(B)にはスズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相から構成されることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第7の発明によれば、第1または2の発明において、前記の結晶粒(A)および結晶粒(B)のほかに、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)を含んで構成されることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 また、本発明の第8の発明によれば、第1または2の発明において、酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれないことを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
 さらに、本発明の第9の発明によれば、第1~8のいずれかの発明の酸化物焼結体を加工して得られるタブレットが提供される。
 本発明のインジウムとスズを含有する酸化物焼結体は、酸化物焼結体中のスズ含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15であり、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであるため、該酸化物焼結体を加工したタブレットを用いて酸化物透明導電膜を得るとき、成膜速度を高めても、イオンプレーティング時のクラックや割れ、あるいはスプラッシュ発生を抑制することができる。これにより、従来の非効率的であった工程を成膜速度が高められた成膜条件へと移行することができ、透明導電膜を量産できるようになる。
 その結果、効率的に、太陽電池などに最適なインジウムとスズを含有する透明導電膜を得ることができ、工業的に極めて有用である。
図1は、本発明のSn/(In+Sn)原子数比が0.09である酸化物焼結体の破面を、EPMAにより組織観察したときに得られた二次電子像、ならびに結晶粒の組成の面分析結果である。 図2は、本発明のSn/(In+Sn)原子数比が0.09である酸化物焼結体を、X線回折により相同定した結果を示すチャートである。
 以下に、本発明の酸化物焼結体、イオンプレーティング用タブレットとその製造方法について図面を用いて詳細に説明する。
1.酸化物焼結体
 本発明のインジウムとスズの酸化物を含む酸化物焼結体は、特定の相構造を有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15であるもの(以下、これを第一の酸化物焼結体という)と、インジウムとスズの他に、さらにM元素を含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15であり、M元素が、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデンおよび、タングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素であるもの(以下、これを第二の酸化物焼結体という)の2種類がある。
 上記したように、従来、インジウムとスズを含む酸化物からなる透明導電膜の形成においては、主にスパッタリング用ターゲットを念頭に置いた酸化物焼結体が提案されているが、イオンプレーティング法については、その材料となるインジウムとスズを含む酸化物焼結体に関して、該酸化物焼結体の構成相や組織、あるいは密度の最適化などが十分に検討されていない。そのために、このような酸化物焼結体を用いてイオンプレーティング法で酸化物透明導電膜を得ようとしても、クラックや割れ、あるいはスプラッシュ発生を抑制できず、透明導電膜を安定的に高速で製造することが難しかった。本発明は、インジウムとスズを含む酸化物焼結体を、その構成相と組織の面から詳しく検討し、酸化物透明導電膜の成膜速度への影響や、イオンプレーティング法による成膜時のクラックや割れ、あるいはスプラッシュ発生への影響を解明したものである。
1)第一の酸化物焼結体
 本発明の第一の酸化物焼結体は、インジウムとスズを酸化物として含有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15であるとともに、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmである。
(a)組成
 本発明の第一の酸化物焼結体は、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15であることが必要である。スズの含有量は、0.002~0.10であることが好ましく、0.003~0.05であることがより好ましい。そして、0.005~0.03であることが特に好ましい。この範囲であれば、イオンプレーティング用タブレットに加工することにより、太陽電池用に好適な、低い比抵抗と近赤外での高い透過率を有する結晶質の透明導電膜が得られるようになる。
 スズ含有量が、Sn/(In+Sn)原子数比で0.001未満の場合は、これを用いて形成された透明導電膜において、最低限必要なキャリア電子が生成されず好ましくない。一方、酸化物焼結体のスズ含有量が、Sn/(In+Sn)原子数比で0.15を超える場合には、形成される結晶質の透明導電膜において、過剰なSnが不純物イオン散乱中心として振る舞うため、かえって比抵抗が高くなってしまい、好ましくない。太陽電池用の透明導電膜としては、近赤外光の透過率が重要であるため、キャリア電子の濃度と移動度がバランスよく調整されていることが重要であるが、その観点からは、スズ含有量が、Sn/(In+Sn)原子数比で0.002~0.10であることが好ましく、0.003~0.05であることがより好ましい。なお、不可避不純物については、上記特性に影響を与えない程度の量、例えば500ppm以下であれば含まれてもよい。
(b)生成相とその形態
 第一の酸化物焼結体の組織は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、これにスズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)が含まれることがある。
 第一の酸化物焼結体の結晶粒が、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)のみによって構成されていると、焼結性に乏しくなる傾向がある。前記した通り、イオンプレーティング用タブレットは、例えば電子ビーム加熱による破損を避けるため、7g/cm前後の理論密度に対して70%前後の低い焼結密度にする必要がある。スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)を増加させることによって、焼結密度が70%程度に抑制されるようになるので、クラックや割れ、あるいはスプラッシュにおける破損を抑制するうえでも有効である。しかしながら、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の酸化インジウム相からなる結晶粒(B)のみでは、焼結体強度が低下する問題がある。焼結体密度を低くすることによって電子ビーム加熱による衝撃をある程度緩和させることはできるが、焼結体強度が低下するので、耐衝撃性を十分なものとすることはできない。まさに特許文献3の蒸着用ITOペレットの酸化物焼結体がこれに当てはまる。
 一方、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)のみで構成された場合、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)のみとした場合と比較して、焼結性に優れる利点がある。この場合、焼結体密度は前記の70%程度を越える高い値になってしまうが、反面、焼結体強度を高めることが可能になる。
 本発明では、上記を勘案して、本発明の第一の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)を組み合わせた組織とすることで課題を解決しようとするものである。すなわち、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の酸化インジウム相からなる結晶粒(B)が焼結性に乏しい点を利用して焼結密度を低めの70%程度に制御し、かつスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の酸化インジウム相からなる結晶粒(A)が焼結性に優れる点を利用して焼結体強度を保つことにより、イオンプレーティング用タブレットの性能を向上することを意図している。
 そのためには、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上でなければならず、0.020以上であることが好ましく、0.040以上であることがより好ましい。例えば、平均スズ含有量の差が0.015以上かつ結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.010以下で結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.015以上であるものや、結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.01以下で結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.03以上のものや、結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.03以下で結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.05以上であるもの、さらには結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.04以下で結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.10以上であるものなどが挙げられ好ましく使用できる。
 前記の結晶粒(A)および(B)から主としてなる酸化物焼結体は、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒によって構成されることが好ましい。
 結晶粒には、ビックスバイト型構造のIn相以外の相として、スズ酸インジウム化合物相を含む結晶粒(C)が含まれていてもよい。スズ酸インジウム化合物とは、例えばJCPDSカードの01-088-0773に記載されているInSn12化合物、あるいは類似の定比化合物である。スズ酸インジウム化合物相は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)と同様に焼結性に乏しいため、焼結密度を低めの70%程度に制御することができる。なお、スズ酸インジウム化合物相は、化学量論組成に対して組成ずれが多少生じていても、他のイオンが一部で置換されていても、この結晶構造を維持していればよい。
 本発明の酸化物焼結体に、酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれることは好ましくないが、含まれる酸化スズ相からなる結晶粒(D)が少量であれば、結晶質の透明導電膜を安定して成膜するうえで支障にはならない。少量の酸化スズ相からなる結晶粒(D)とは、例えばEPMAの画像を解析した場合に、全ての結晶粒に対する、酸化スズ相からなる結晶粒(D)、すなわちインジウムが存在せずスズと酸素のみが存在する結晶粒が、面積比で5%以下であることが指標となる。ただし、酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれる場合は、イオンプレーティング法による成膜において、膜特性自体は酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれない場合と大きな差異はないものの、成膜速度が多少低下するデメリットが生じる。
(c)焼結体組織
 本発明の酸化物焼結体は、イオンプレーティング法による成膜の際にクラックや割れ、あるいはスプラッシュが起こりにくい焼結体組織を有している。
 インジウムとスズを酸化物として含有する酸化物焼結体を加工して、例えば、イオンプレーティング用タブレットとした場合、該タブレット表面あるいは内部には、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)とスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在する。ただし、いずれの結晶粒径も特に制限されない。
 図1に、一例として、スズがSn/(In+Sn)原子数比で0.09の量で含まれた酸化物焼結体を挙げて、その研磨した破断面に観察される結晶粒の組成を電子線マイクロアナライザー(EPMA)によって点分析した結果を示す。研磨面であるため識別しにくいが、図1中の*1ならびに*2、*3ならびに*4でマーキングされた結晶粒がそれぞれ異なる結晶粒である。各結晶粒のSn/(In+Sn)で表されるスズ原子数比を調べたところ、*1、*3は酸化物焼結体の平均スズ含有量未満であり、*2、*4は酸化物焼結体の平均スズ含有量以上であることがわかる。
 図1のような組織を有する酸化物焼結体であれば、前記したように、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)は焼結性に優れるため、焼結体の強度を高くすることが可能となる。同時に、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(B)は焼結性に乏しいため、焼結体の密度を低くすることが可能となり、結果的に耐衝撃性を確保することが可能となる。また、結晶粒径は、図1の結果では1μm以上を示しているが、条件を変えても結晶粒径は1μm以上になる場合がほとんどである。
 繰り返し述べてきたように、前記したような組織であれば、イオンプレーティング法による成膜におけるクラックや割れ、あるいはスプラッシュの抑制に有効であることは明らかである。焼結性に優れるスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と焼結性に乏しいスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)の2種類の結晶粒によって構成することで、強度確保と焼結体密度調整(低密度化)の両立が可能となり、クラックや割れ、あるいはスプラッシュが抑制される。この場合、これら2種類の結晶粒を組み合わせることによって、密度3.4~5.5g/cmの範囲に制御される。好ましい密度は、4.5~5.1g/cmの範囲である。
2)第二の酸化物焼結体
 本発明の第二の酸化物焼結体は、第一の酸化物焼結体に、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)を酸化物として含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15の酸化物焼結体である。
 酸化インジウムを主成分とする透明導電膜にスズが添加される場合、キャリア電子を生成する効果は極めて高い。しかし、生成したキャリア電子の移動度は、キャリア電子濃度の増加に伴い低下する。キャリア電子濃度が低いということは、赤外域での高い透過率が得られることを意味し、太陽電池などの赤外光を利用するデバイスにとっては都合がよい。
 したがって、本発明の透明導電膜を太陽電池用途に特化させる場合には、必要なキャリア電子濃度を確保し、かつキャリア電子の移動度を高くすることが重要であり、その組成はスズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.002~0.10であることが好ましく、0.003~0.05であることがより好ましい。
 高いキャリア電子移動度を可能にする元素としては、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンがある。
 この場合、スズとM元素の総含有量は(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15であることが必要である。スズの含有量とM元素の含有量の総和は、0.002~0.10であることが好ましく、0.003~0.05であることがより好ましい。いずれのM元素についても、総含有量が0.001原子%未満の場合は、これを原料として形成された透明導電膜において、最低限必要なキャリア電子が生成されず好ましくない。一方、いずれについても、原子数比が0.15を超える場合には、形成される結晶質の透明導電膜において、過剰なSnおよびM元素が不純物イオン散乱中心として振る舞うため、かえって比抵抗が高くなってしまい、太陽電池の透明電極として使用することが困難になる。
 なお、スズと比較して、キャリア電子生成の効果がやや劣るが、シリコン、ゲルマニウム、アンチモン、ビスマス、およびテルルなどの他の元素は、不可避不純物として500ppm以下であれば含まれていても良い。
 本発明における第二の酸化物焼結体は、その生成相や組織が、第一の酸化物焼結体と同様であることが好ましい。すなわち、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)を添加元素として含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn+M)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする。
 なお、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる少なくとも一種以上の金属元素(M元素)は、いずれも、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、あるいはスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)に含有される。M元素は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量の多少にかかわらず、酸化物焼結体の焼結性に対してそれほど影響を与えない。例えば、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)は、M元素を含有しても焼結性に優れることには変わりはない。同様に、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)は、M元素を含有しても焼結性に乏しいことにはそれほど変わりはない。したがって、M元素は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)に含有しているか、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)に含有しているかのいずれかでもよいし、両者に含有していてもよい。
 本発明の第二の酸化物焼結体においては、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn+M)原子数比で0.015以上であり、0.02以上であることが好ましく、0.025以上であることがより好ましい。
 さらには、結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.010以下であり、結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.015以上であるものが挙げられ、また、結晶粒(A)の平均スズ含有量が0.005以下であり、結晶粒(B)の平均スズ含有量が0.02以上であるものが特に好ましく使用できる。
 すなわち、第二の酸化物焼結体は、インジウムとスズ、ならびにチタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる少なくとも一種以上の金属元素(M元素)を酸化物として含有する酸化物焼結体において、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15であって、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成される。このように、焼結性に優れる少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と焼結性に乏しい少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)の2種類の結晶粒によって構成することで、強度確保と焼結体密度調整(低密度化)の両立が可能となり、クラックや割れ、あるいはスプラッシュが抑制される。
 この場合、これら組み合わせる2種類の結晶粒の比率を制御することによって、密度3.4~5.5g/cmの範囲に制御される。好ましい密度は、4.5~5.1g/cmの範囲である。
 なお、第一の酸化物焼結体と同様に、前記の結晶粒(A)および(B)からなる酸化物焼結体は、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒によって構成されることが好ましく、これ以外の相として、スズ酸インジウム化合物相を含む結晶粒(C)が含まれていてもよい。また、酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれることは好ましくないのも、第一の酸化物焼結体と同様である。
2.酸化物焼結体の製造方法
 本発明の酸化物焼結体の原料としては、酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末、あるいは、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる少なくとも一種以上の金属元素(M元素)の酸化物粉末を用いる。これらの粉末を適宜、混合、仮焼、造粒および成形し、成形物を常圧焼成法によって焼結する。あるいは上記粉末を造粒し、ホットプレス法によって成形および焼結する。常圧焼結法は、簡便かつ工業的に有利な方法であって好ましい手段であるが、必要に応じてホットプレス法も用いることができる。
1)常圧焼結法
 本発明において、酸化物焼結体を得るために常圧焼結法を用いる場合、まず成形体を作製する。
 第一の酸化物焼結体を製造する場合、所望の組成になるように、原料粉末として、酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末をそれぞれ秤量する。原料粉末は、平均粒径が3μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましい。特に、酸化インジウムは、このように平均粒径を制御することで十分な焼結性を確保することが可能になる。その結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)によって、イオンプレーティング用タブレットに適した酸化物焼結体の必要十分な強度が確保される。
 秤量した酸化インジウム粉末のうち、まず20~95重量%の酸化インジウム粉末と秤量した酸化スズ粉末の全量を樹脂製ポットに入れ、分散剤やバインダー(例えば、PVAを用いる)などとともに湿式ボールミルやビーズミル等で一次混合する。混合時間は10時間以上、とくに15時間以上とすることが好ましい。混合用ボールやビーズとしては、硬質ZrOボールなどのセラミックボールを用いればよい。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて混合粉末とする。なお、酸化スズ粉末と混合する酸化インジウム粉末の量は、20~85重量%がより好ましく、30~75重量%がさらに好ましく、40~65重量%が特に好ましい。
 秤量した酸化インジウム粉末のうち、秤量した酸化スズ粉末と混合させる酸化インジウム粉末の割合が20重量%未満であると、スズ酸インジウム化合物相が生じやすいという問題がある。また、酸化インジウム粉末が95重量%を超えると、後で形成される結晶粒(A)の量が多くなりすぎるため、必要十分な強度は確保できるものの焼結密度が70%程度に制御し難くなるという問題がある。
 得られた一次混合粉末は、仮焼することにより、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)を形成する。仮焼は、ガスフロー型加熱炉もしくは真空加熱炉により、大気中、酸素雰囲気中もしくは真空中にて、800℃以上1500℃以下の温度で、10時間以上の熱処理を施すことにより行う。例えば第一の酸化物焼結体の場合、仮焼することによって、酸化インジウムへのスズの固溶、あるいはスズ酸インジウム化合物相の生成が焼結する前に促進される。なお、仮焼条件としては、900℃以上1400℃以下の温度で、12時間以上行うことがより好ましい。
 熱処理温度が800℃未満であると、十分仮焼が進まない問題があり、1500℃を超える温度になると、先に焼結が進行する問題がある。この仮焼の段階では、大半の粒子同士が点接触の状態であり、十分結合していない。
 一方、秤量した酸化インジウム粉末のうち、残りの酸化インジウム粉末(5~80重量%)は、その後の焼結などの工程を経て、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)を形成する。この酸化インジウム粉末は、必要に応じて、一次混合粉末と同様の条件で仮焼することができる。残りの酸化インジウム粉末を仮焼することによって、その後の焼結において焼結そのものの進行、あるいは酸化インジウムへのスズの固溶を抑制することができる。ただし、スズは、チタンなどの金属元素とは異なり、本来、酸化インジウムに拡散しにくい。そのため、残りの酸化インジウム粉末が未仮焼であっても、その後の焼結において、仮焼された一次混合粉末からのスズの固溶、あるいはスズ酸インジウム化合物の生成は起こりにくい。これに対して、チタンなどの金属元素は、酸化インジウムへ拡散しやすいため、未仮焼の場合には、その後の焼結において、残りの酸化インジウム粉末に固溶しやすい。
 すなわち、第二の酸化物焼結体の場合、共添加されるチタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群の酸化物粉末は、仮焼前の段階では、混合粉末、残りの酸化インジウム粉末、あるいは両者のいずれに添加されていてもよい。
 以上の工程を経た後、仮焼物粉末と残りの酸化インジウム粉末(未仮焼粉末)を、前記と同様の方法で1~24時間かけて二次混合する。得られた二次混合粉末は、濾過、乾燥させた後に造粒される。混合時間が足りず、1時間以下であると、焼結後に結晶粒(A)、および結晶粒(B)が偏在しやすくなるので好ましくない。
 その後、得られた造粒粉末を、一軸プレスまたは冷間静水圧プレスで4.9MPa(50kg/cm)~196MPa(2000kg/cm)程度の圧力をかけて成形し、成形体とする。この段階で、仮焼後は点接触であった粒子同士が面接触に変化する。
 上記仮焼物粉末は、平均粒径が3μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましい。特に、酸化インジウムは、このように平均粒径を制御することで十分な焼結性を確保することが可能になる。その結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)によって、イオンプレーティング用タブレットに適した酸化物焼結体の必要十分な強度が確保される。
 常圧焼結法の焼結工程では、酸素の存在する雰囲気において所定の温度範囲に加熱する。イオンプレーティング用タブレットに適した酸化物焼結体を得るためには、成形体を酸素の存在する雰囲気において、1000~1500℃で10~30時間焼結することが好ましい。より好ましくは焼結炉内の大気に酸素ガスを導入する雰囲気において1100~1400℃で焼結する。焼結時間は15~25時間であることが好ましい。焼結温度、焼結温度は、仮焼のときよりも高温、長時間とするのが好ましい。その理由は、粉末粒子間の拡散を活性化させ、焼結を進行させるためである。
 焼結温度が低すぎると焼結反応が十分進行しない。特に密度3.4g/cm以上の比較的高密度の酸化物焼結体を得るためには、1000℃以上が望ましい。一方、焼結温度が1500℃を超えると、酸化物焼結体の密度が5.5g/cmを超えてしまう。
 焼結雰囲気は、酸素の存在する雰囲気が好ましく、焼結炉内の大気に酸素ガスを導入する雰囲気であれば、なお一層好ましい。焼結時の酸素の存在によって、酸化物焼結体の高密度化が可能となる。焼結温度まで昇温する場合、焼結体の割れを防ぎ、脱バインダーを進行させるためには、昇温速度を0.2~5℃/分の範囲とすることが好ましい。また、必要に応じて、異なる昇温速度を組み合わせて、焼結温度まで昇温するようにしてもよい。昇温過程において、脱バインダーや焼結を進行させる目的で、特定温度で一定時間保持してもよい。焼結後、冷却する際は酸素導入を止め、1000℃までを0.2~10℃/分、0.2~5℃/分とすることが好ましく、特に、0.2℃~1℃/分の範囲の降温速度で降温することが好ましい。
2)ホットプレス法
 本発明において、酸化物焼結体の製造にホットプレス法を採用する場合、常圧焼結法とは異なり、仮焼後に得られた二次混合粉末を、不活性ガス雰囲気又は真空中において、2.45~29.40MPaの圧力下、700~950℃で1~10時間成形し焼結する。ホットプレス法は、上記の常圧焼結法と比較して、原料粉末を酸素を含まない還元雰囲気下で成形、焼結するため、焼結体中の酸素含有量を低減させることが可能である。しかし、950℃を超える高温で成形焼結すると、酸化インジウムが還元され、金属インジウムとして溶融するため注意が必要である。
 次に、ホットプレス法により、本発明の酸化物焼結体を得る場合の製造条件の一例を挙げる。原料粉末は、常圧焼結法と同様の理由から、平均粒径が3μm以下であることが好ましく、1.5μm以下であることがより好ましい。
 常圧焼結法の場合と同様にして仮焼を行った後に、二次混合粉末を得て、造粒粉末を得る。次に、造粒した混合粉末をカーボン容器中に給粉してホットプレス法により焼結する。焼結温度は700~950℃、圧力は2.45MPa~29.40MPa(25~300kgf/cm)、焼結時間は1~10時間程度とすればよい。ホットプレス中の雰囲気は、アルゴン等の不活性ガス中または真空中が好ましい。
3.イオンプレーティング用タブレット
 本発明の酸化物焼結体は、所定の大きさに切断、表面を研磨加工してイオンプレーティング用タブレットとする。
 イオンプレーティング用タブレットは、密度が3.4~5.5g/cmである。3.4g/cmを下回ると、焼結体自体の強度が劣るため、僅かな局所的熱膨張に対してもクラックや割れが起こりやすくなる。密度が5.5g/cmを上回ると、プラズマビームあるいは電子ビーム投入時に局部に発生した応力や歪みを吸収することができずに、クラックが生じやすくなり、高速成膜がむずかしくなる。好ましい密度は、3.8~5.3g/cmであり、より好ましい密度は、4.5~5.1g/cmである。本発明では、酸化物焼結体を製造する際の密度調整(低密度化)によって、タブレット組織に開口(空隙)部が存在している。
 直径、厚さは特に制限されないが、使用するイオンプレーティング装置に適合した形状であることが必要である。一般には円柱形状がよく用いられ、例えば、直径20~50mm、高さ30~100mm程度のものが好ましい。
 なお、このイオンプレーティング用タブレットは、真空蒸着用タブレットとしても用いることもできる。
4.透明導電膜とその成膜方法
 本発明では、上記の酸化物焼結体を加工したイオンプレーティング用タブレットを用い、基板上に、主に結晶質の透明導電膜を形成することができる。
 基板としては、ガラス、合成石英、PETやポリイミドなどの合成樹脂、ステンレス板など用途に応じて各種の板又はフィルムが使用できる。特に、結晶質の透明導電膜を形成する場合には加熱が必要となるため、耐熱性を有する基板であることが必要となる。
 イオンプレーティング法では、透明導電膜の成膜速度を向上させるために、投入する直流電力を高めることが一般的に行われている。これまで述べてきたように、本発明の第一および第二の酸化物焼結体は、焼結性に優れるスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および焼結性に乏しいスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成される。
 したがって、酸化物焼結体の強度と低密度が両立されているため、投入する直流電力を高めた場合でもクラックや割れ、あるいはスプラッシュを抑え込むことができる。
1)イオンプレーティング法による成膜
 イオンプレーティング法では、イオンプレーティング用のタブレット(あるいはペレットとも呼ぶ。)を用いて基板上に透明導電膜を形成する。イオンプレーティング用タブレットは、本発明の密度が3.4~5.5g/cmの酸化物焼結体を加工して得られるものを使用する。
 前述したように、イオンプレーティング法では、蒸発源となるタブレットに、電子ビームやアーク放電による熱などを照射すると、照射された部分は局所的に高温になり、蒸発粒子が蒸発して基板に堆積される。このとき、蒸発粒子を電子ビームやアーク放電によってイオン化する。イオン化する方法には、様々な方法があるが、プラズマ発生装置(プラズマガン)を用いた高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)は、良質な透明導電膜の形成に適している。この方法では、プラズマガンを用いたアーク放電を利用する。該プラズマガンに内蔵されたカソードと蒸発源の坩堝(アノード)との間でアーク放電が維持される。カソードから放出される電子を磁場偏向により坩堝内に導入して、坩堝に仕込まれたタブレットの局部に集中して照射する。この電子ビームによって、局所的に高温となった部分から、粒子が蒸発して基板に堆積される。気化した蒸発粒子や反応ガスとして導入されたOガスは、このプラズマ内でイオン化ならびに活性化されるため、良質な透明導電膜を作製することができる。
 透明導電膜を形成するには、不活性ガスと酸素、特にアルゴンと酸素からなる混合ガスを用いることが好ましい。また、装置のチャンバー内を0.1~3Paとすることが好ましく、0.2~2Paの圧力とすることがより好ましい。
 本発明では、基板を加熱せずに室温で成膜できるが、基板を50~500℃に加熱することもでき、150~400℃に加熱することが好ましい。例えば、太陽電池の透明電極に適用する場合には、基板温度を150~400℃に維持することで、結晶質の透明導電膜が形成される。
2)得られる透明導電膜
 このように、本発明のイオンプレーティング用タブレットを用いることで、光学特性、導電性に優れた非晶質あるいは結晶質の透明導電膜を、イオンプレーティング法によって、比較的高い速度で、基板上に成膜することができる。
 得られる透明導電膜の組成は、イオンプレーティング用タブレットとほぼ同じインジウムとスズを含む透明導電膜になる。インジウムとスズを含む透明導電膜には、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)が、さらに含有されてもよい。
 膜厚は、用途により異なるが、10~1000nmとすることができる。なお、非晶質の透明導電膜は、不活性ガス雰囲気下、300~500℃に10~60分間加熱して、結晶質とすることができる。
 結晶質の透明導電膜の比抵抗は、抵抗率計による四探針法によって測定した表面抵抗と膜厚の積から算出され、5.0×10-4Ω・cm以下であることが好ましく、3.0×10-4Ω・cm以下であればより好ましい。なお、非晶質であっても、膜組成によっては、比抵抗が5.0×10-4Ω・cm以下を示す場合がある。この膜の生成相は、X線回折測定によって同定され、基本的に酸化インジウム相のみである。また、透過率は、可視域での平均透過率が少なくとも80%以上を示し、ほとんどの場合において85%以上を示す。太陽電池の表面電極などの用途では赤外域における透過率も要求されるが、本発明のイオンプレーティング用タブレットを用いて形成された透明導電膜は良好であり、例えば波長1200nmにおいて、少なくとも透過率80%以上を示し、好適には85%以上を示す。ただし、85%以上という高い透過率は、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.03以下の透明導電膜の場合に達成される。
 なお、本発明のイオンプレーティング用タブレットを用いて形成された結晶質あるいは非晶質の透明導電膜は、蒸着法でも同様に形成される。
 以下、実施例、比較例を用いて、本発明を具体的に示すが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
(酸化物焼結体の評価)
 得られた酸化物焼結体の密度は、端材を用いて、アルキメデス法で測定した。酸化物焼結体の生成相については、端材の一部を粉砕し、X線回折測定(フィリップス社製X‘pertPRO MPD)およびTEM観察(日立ハイテクノロジーズ社製HF-2200)により同定を行った。
 また、粉末の一部を用いて、酸化物焼結体のICP発光分光法による組成分析を行った。さらに、EPMA(日本電子社製JXA-8100)を用いて、酸化物焼結体の組織観察ならびに面分析を行った。
(タブレットの評価)
 イオンプレーティング中のタブレットの放電安定性を調べるため、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察した。表2には、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起きなければ「なし」、成膜時間内に問題が起きれば「あり」と記載した。
(透明導電膜の基本特性評価)
 得られた透明導電膜の組成をICP発光分光法によって調べた。透明導電膜の膜厚は、表面粗さ計(テンコール社製 Alpha-Step IQ)で測定した。成膜速度は、膜厚と成膜時間から算出した。膜の比抵抗は、抵抗率計(ダイアインスツルメンツ社製 ロレスタEP MCP-T360型)による四探針法によって測定した表面抵抗と膜厚の積から算出した。膜の透過率は、分光光度計(日本分光社製 V-570)にて測定した。膜の生成相は、酸化物焼結体と同様、X線回折測定によって同定した。
(実施例1)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.09となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の30重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。すなわち、酸化物焼結体の平均スズ含有量は、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じである。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.94g/cmであった。
 次に、
EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。焼結体断面の点分析の結果、図1に示すように、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(写真中*1または*3)とスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(写真中*2または*4)があることが明らかになった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 なお、*1はIn:97.2at%およびSn:2.8at%、*2はIn:71.6at%およびSn:28.4at%、*3はIn:97.0at%およびSn:3.0at%、*4はIn:75.7at%およびSn:24.3at%であった。すなわち、結晶粒(A)の平均組成は、In:97.1at%、Sn:2.9at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:73.6at%、Sn:26.4at%であった。これより、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.235となる。
 表1、2に示した結果より、得られた酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることが明らかとなった。
 続いて、X線回折測定により得られた酸化物焼結体の相同定を行った。図2に測定結果を示す。得られた酸化物焼結体は、上記のEPMAの結果より、ビックスバイト型構造のIn相(●)と、スズ酸インジウム化合物のInSn12相(◆)で構成されているとことが予想されたが、両者の回折ピーク位置が重なるため断定には至らなかった。そこで、TEM観察を実施し、電子線回折図によって調べたところ、ビックスバイト型構造のIn相とスズ酸インジウム化合物のInSn12相の結晶粒が存在することが確認された。
 以上の分析結果から、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)のいずれかであると結論づけられた。
 その後、この酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置として、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用いた。成膜チャンバーには、低電圧(約70V)、大電流(250A)のアークプラズマ発生装置と原料(タブレット)を仕入れる坩堝が設置されている。プラズマ発生装置内のカソード表面から放出された熱電子は、磁場でガイドすることによりチャンバー内で放出され、坩堝内のタブレットに集中して照射される。アーク放電は、カソードのすぐ傍から導入されるArガスによってカソードとアノード(坩堝)の間で維持される。チャンバー内には、ArとOの混合ガスが導入され、真空度は4×10-2Paであった。タブレットの放電安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、1.7×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例2)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.008となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.88g/cmであった。
 次に、実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.7at%、Sn:0.3at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:98.2at%、Sn:1.8at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.015であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.8×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例3)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.019となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.95g/cmであった。
 次に、スズ酸インジウム化合物のInSn12相は確認されなかった。実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.4at%、Sn:0.6at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:95.4at%、Sn:4.6at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.04であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.6×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例4)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.031となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.95g/cmであった。
 次に、実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)があることが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.0at%、Sn:1.0at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:92.6at%、Sn:7.4at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.064であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.0×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも80%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例5)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.046となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の20重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、5.02g/cmであった。
 次に、実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:98.5at%、Sn:1.5at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:77.9at%、Sn:22.1at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.206であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体は、ビックスバイト型構造のIn相とスズ酸インジウム化合物のInSn12相によって構成されていることが確認された。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)のいずれかであると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、1.4×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例6)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.07となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.94g/cmであった。
 次に、実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:97.7at%、Sn:2.3at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:83.8at%、Sn:16.2at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.139であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体は、ビックスバイト型構造のIn相とスズ酸インジウム化合物のInSn12相によって構成されていることが確認された。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)のいずれかであると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、1.9×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例7)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.14となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.85g/cmであった。
 次に、実施例1と同様に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒とスズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒があることが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:95.5at%、Sn:4.5at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:69.4at%、Sn:30.6at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.261であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相ならびにスズ酸インジウム化合物のInSn12相によって構成されていることが確認された。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)のいずれかであると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、3.5×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例8)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.037となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の75重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。すなわち、酸化物焼結体の平均スズ含有量は、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じである。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.87g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:98.8at%、Sn:1.2at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:93.6at%、Sn:6.4at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.052であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、1.9×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率はいずれも80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例9)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末および酸化チタン粉末を原料粉末とし、それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn+Ti)原子数比で0.008、チタン含有量がTi/(In+Sn+Ti)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末および酸化チタンの全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、5.02g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。また、チタンはスズが存在する結晶粒に共存することが明らかとなった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.4at%、Sn:0.3at%、およびTi:0.3at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:94.1at%、Sn:3.0at%、およびTi:2.9at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn+Ti)で表される原子数比で0.027であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.1×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズおよびチタンは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例10)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末および酸化ジルコニウム粉末を原料粉末とし、それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn+Zr)原子数比で0.008、ジルコニウム含有量がZr/(In+Sn+Zr)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末および酸化ジルコニウムの全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.81g/cmであった。
 次に、X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行った。酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されていることが確認された。スズ酸インジウム化合物のInSn12相は確認されなかった。EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、少なくともスズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。また、ジルコニウムはスズが存在する結晶粒に共存することが明らかとなった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.5at%、Sn:0.3at%、およびZr:0.2at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:94.0at%、Sn:2.9at%、およびZr:3.1at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn+Zr)で表される原子数比で0.026であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.5×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズおよびジルコニウムは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例11)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末および酸化ハフニウム粉末を原料粉末とし、それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn+Hf)原子数比で0.008、ハフニウム含有量がHf/(In+Sn+Hf)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末および酸化ハフニウムの全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.95g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。また、ハフニウムはスズが存在する結晶粒に共存することが明らかとなった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.4at%、Sn:0.4at%、およびHf:0.2at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:93.9at%、Sn:3.1at%、およびHf:3.0at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn+Hf)で表される原子数比で0.027であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.4×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズおよびハフニウムは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例12)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末および酸化タングステン粉末を原料粉末とし、それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn+W)原子数比で0.008、タングステン含有量がW/(In+Sn+W)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末および酸化タングステンの全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.67g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。また、タングステンはスズが存在する結晶粒に共存することが明らかとなった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.6at%、Sn:0.3at%、およびW:0.1at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:93.6at%、Sn:3.1at%、およびW:3.4at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn+W)で表される原子数比で0.028であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.1×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズおよびタングステンは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例13)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末、酸化チタン粉末および酸化モリブデン粉末を原料粉末とし、それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn+Ti+Mo)原子数比で0.006、チタン含有量がTi/(In+Sn+Ti+Mo)原子数比で0.006、およびモリブデン含有量がMo/(In+Sn+Ti+Mo)原子数比で0.006となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末および酸化チタンの全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1250℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末と酸化モリブデン粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて9.8MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1250℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.74g/cm3であった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。また、チタンおよびモリブデンはスズが存在することが明らかとなった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:98.4at%、Sn:0.2at%、Ti:1.4at%、およびMo:0.3%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:95.9at%、Sn:2.3at%、Ti:0.2%、およびMo:1.8%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn+Ti+Mo)で表される原子数比で0.021であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.4×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズ、チタンおよびモリブデンは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例14)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn(In+Sn)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の60重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1000℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて4.9MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1000℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、3.44g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.8at%、Sn:0.2at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:98.2at%、Sn:1.8at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.016であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体には、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.2×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例15)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn(In+Sn)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の20重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、1450℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて4.9MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1450℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、5.49g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、表1、2に示したとおり、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.7at%、Sn:0.3at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:95.6at%、Sn:4.4at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.041であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、1.9×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも85%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(実施例16)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および平均粒径3μmの酸化スズ粉末を原料粉末としたこと、ならびに一次混合粉末および二次混合粉末を得る工程において、湿式ボールミルでの混合時間を8時間としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.33g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:97.1at%、Sn:2.9at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:70.8at%、Sn:29.3at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.264であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体は、ビックスバイト型構造のIn相、スズ酸インジウム化合物のInSn12相、および僅かに含まれる酸化スズ相からなる結晶粒によって構成されていることが確認された。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本実施例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)と、僅かに含まれる酸化スズ相からなる結晶粒(D)のうちのいずれかであることが確認された。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。この際もクラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題は起こらなかったが、実施例1と比較して成膜速度が95%に低下していることが判明した。なお、得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、実施例1よりやや高い、2.2×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は85%を超えていたものの、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(比較例1)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.0005となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の5重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.52g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒とスズの固溶量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒があることが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、Snが検出限界以下のためIn:100at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:98.4at%、Sn:1.6at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.016であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本比較例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、6.1×10-4Ωcmであり、5.0×10-4Ωcmを超えていた。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも80%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(比較例2)
 スズ含有量がSn/(In+Sn)で表される原子数比で0.19となるように、原料粉末を秤量したこと、ならびに酸化スズ粉末全量と混合する酸化インジウム粉末の割合を全ての酸化インジウム粉末の50重量%としたこと以外は、実施例1と同様の方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、4.85g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:93.9at%、Sn:6.1at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:59.9at%、Sn:40.1at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.34であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定およびTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。その結果、得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相ならびにスズ酸インジウム化合物のInSn12相によって構成されていることが確認された。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本比較例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)のいずれかであると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察したが、特に問題となる現象は起こらなかった。
 新品のタブレットに交換後、成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、9.7×10-4Ωcmであり、5.0×10-4Ωcmを超えていた。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率は80%を超えていたが、波長1200nmの透過率は80%を下回っていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(比較例3)
 秤量した酸化インジウム粉末の全量と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させたて一次混合粉末を得たこと、ならびに、この一次混合粉末をそのまま造粒して、成形、焼結に供したこと以外は、実施例4と同様の組成および方法で酸化物焼結体、さらにはイオンプレーティング用タブレットを作製した。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、5.01g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、In相からなる各結晶粒のスズの固溶量は、酸化物焼結体の平均スズ含有量と同等であることが明らかになった。すなわち、結晶粒間に組成差はほぼなく(すべて結晶粒(B))、その平均組成は、In:96.7at%、Sn:3.3at%であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本比較例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察した。通常の使用状況においてタブレットが使用不可になると想定される成膜時間に到達する以前に、10個のタブレットのうち3個に割れが発生した。割れの発生状況を調べたところ、成膜時間の経過とともに、タブレットの多数の箇所にクラックが発生し、最終的に割れて放電の継続ができなくなった。
 割れのないタブレットを用いて成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.0×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも80%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(比較例4)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.003となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、900℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて4.9MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、900℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止めた。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、3.27g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.9at%、Sn:0.1at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:99.0at%、Sn:1.0at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.01であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本比較例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察した。通常の使用状況においてタブレットが使用不可になると想定される成膜時間に到達する以前に、10個のタブレットのうち4個に割れが発生した。割れの発生状況を調べたところ、成膜時間の経過とともに、タブレットの多数の箇所にクラックが発生し、最終的に割れて放電の継続ができなくなった。
 割れのないタブレットを用いて成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、3.2×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも80%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
(比較例5)
 平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末とした。それぞれの粉末について、スズ含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.008となるように秤量した。このうち酸化インジウム粉末の15重量%と、酸化スズ粉末の全量を、水、分散剤などとともに樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrOボールを用い、混合時間を18時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥させて一次混合粉末を得た。続いて、一次混合粉末を焼結炉にて1℃/分の速度で昇温し、900℃、10時間の条件で仮焼した。残りの酸化インジウム粉末については、未仮焼とした。次に、これらの仮焼粉末と未仮焼粉末を再び湿式ボールミルで混合した。混合後、スラリーを濾過、乾燥させて二次混合粉末とした。続いて、この二次混合粉末を造粒した。次に、造粒粉末を成形型に充填して、一軸プレス機を用いて4.9MPaの圧力をかけ、タブレット形状に成形した。タブレットは、焼結後の寸法が直径30mm、高さ40mmとなるよう予め成形した。
 次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m当たり5リットル/分の割合で、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1450℃の焼結温度で20時間焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は酸素導入を止めた。
 得られた酸化物焼結体の組成分析をICP発光分光法にて行ったところ、原料粉末の秤量時の仕込み組成とほぼ同じであることが確認された。酸化物焼結体の密度を測定したところ、5.96g/cmであった。
 次に、EPMAによる酸化物焼結体の組織観察および結晶粒の組成分析を行った。元素分布の面分析の結果、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することが明らかになった。このときの結晶粒(A)の平均組成は、In:99.7at%、Sn:0.3at%であり、結晶粒(B)の平均組成は、In:94.3at%、Sn:5.7at%であった。すなわち、結晶粒(A)と結晶粒(B)の平均スズ含有量の差は、Sn/(In+Sn)で表される原子数比で0.054であった。なお、いずれの結晶粒も粒径が概ね1μmを超えていた。
 続いて、X線回折測定ならびにTEM観察による酸化物焼結体の相同定を行った。得られた酸化物焼結体はビックスバイト型構造のIn相のみで構成されており、スズ酸インジウム化合物のInSn12相の存在は確認されなかった。
 以上の分析結果から、表1、2に示したとおり、本比較例の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒であると結論づけられた。
 酸化物焼結体を加工してタブレットとし、イオンプレーティング法によるプラズマガンを用いた放電をタブレットが使用不可となるまで継続した。イオンプレーティング装置は、実施例1と同様、高密度プラズマアシスト蒸着法(HDPE法)が可能な反応性プラズマ蒸着装置を用い、同様に放電した。タブレットの成膜安定性を調べるため、具体的には、10個のタブレットが使用不可となるまでの間、クラックや割れ、あるいはスプラッシュなどの問題が起こるかどうかを観察した。通常の使用状況においてタブレットが使用不可になると想定される成膜時間に到達する以前の比較的初期に、10個のタブレットのうち5個に割れが発生した。割れの発生状況を調べたところ、成膜時間の経過とともに、タブレットの多数の箇所にクラックが発生し、最終的に割れて放電の継続ができなくなった。
 割れのないタブレットを用いて成膜を実施した。基板はコーニング社7059基板を用い、基板温度は300℃として、膜厚200nmの透明導電膜を形成した。得られた透明導電膜の組成は、タブレットとほぼ同じであることが確認された。
 膜の比抵抗を測定したところ、2.9×10-4Ωcmであった。また、透過率を測定したところ、可視光平均透過率および波長1200nmの透過率はいずれも80%を超えていた。X線回折測定によって膜の結晶性を調べた結果、酸化インジウム相のみからなる結晶質の膜であり、スズは酸化インジウム相に固溶していることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
「評価」
 実施例1~8の酸化物焼結体は、本発明により、平均粒径1.5μm以下の酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末を原料粉末として用いており、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15である。
 このうち、実施例1~7では、所定の組成となるように秤量した酸化インジウム粉末および酸化スズ粉末のうち、酸化インジウム粉末の50重量%と、酸化スズ粉末の全量からなる一次混合粉末を仮焼して得られる仮焼粉末と、残りの酸化インジウム粉末からなる未仮焼粉末をさらに混合することによって得た二次混合粉末を使用して作製している。このため、表1、2に示した結果から明らかなように、いずれの酸化物焼結体においても、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)が存在することがわかる。なお、実施例1~7のなかで、実施例2~4では、スズが固溶しているビックスバイト型構造の酸化インジウム相からなる結晶粒のみが存在し、スズ酸インジウム化合物相のInSn12相からなる結晶粒(C)が存在しない。一方、実施例1および5~7では両者が存在する。実施例1~7の酸化物焼結体の密度は4.8~5.0g/cmの範囲内であり、理論比密度は70%前後と必ずしも高くないが、イオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュが起こらないことが確認された。このように、酸化物焼結体を構成する結晶粒の相が異なっても、実施例1~7の酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成されることによって、焼結体密度は低くても、イオンプレーティング法による成膜での熱衝撃や熱膨張に耐えうる強度が備わっているといえる。
 実施例8では、仮焼粉末に用いた酸化インジウム粉末を75重量%としているが、その場合でも、実施例2~4と同様の結晶粒によって構成されているため、焼結体密度4.87g/cmであっても、イオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュが起こらず、十分な強度が備わっていることが確認された。
 実施例1~8において、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15の組成を有する透明導電膜は5.0×10-4Ω・cm以下の低い比抵抗を示した。さらに、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.003~0.04の範囲の組成を有する実施例2~4の透明導電膜は3.0×10-4Ω・cm以下の低い比抵抗を示すとともに、波長1200nmの透過率が80%以上を示し、太陽電池用透明電極として十分有用であることが明らかになった。
 これに対して、比較例1および2では、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15から外れて、0.0005あるいは0.19になっているので、実施例1~8と同様の構造および組織を有する酸化物焼結体を得ることはできるものの、比抵抗が5.0×10-4Ω・cmを超えるため、太陽電池の表面電極などに適用することが困難となる。
 また、比較例3では、実施例1~8とは異なり、秤量した酸化インジウムの全量と酸化スズの全量からなる混合粉末を、仮焼などせずに、そのまま使用して酸化物焼結体を作製している。そのため、酸化物焼結体には、酸化物焼結体の平均スズ含有量と同等のスズ含有量のビックスバイト型構造の酸化インジウム相からなる結晶粒のみが含まれている。すなわち、本発明の特徴としている、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主に構成されていない。その結果、焼結体密度は実施例1~8と同等であっても、強度が不足しているため、結果的にイオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュが起こっている。
 実施例9~13の酸化物焼結体は、酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)を添加元素として含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15である。このようにスズの他に、M元素を添加した酸化物焼結体においても、実施例1~8と同様に、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)と、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主に構成されていることにより、理論比密度70%程度の低密度と強度が両立され、結果的にイオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュを抑止する効果が得られた。
 実施例14および15では、酸化物焼結体の密度が本発明の許容範囲、すなわち3.4~5.5g/cmの下限ならびに上限付近であるが、この場合においても、イオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュが起こらず、十分な強度が備わっていることが確認された。
 これに対して、比較例4および5では、酸化物焼結体の密度が本発明の許容範囲外であったので、密度が低すぎて強度が不足した、逆に密度が高すぎて熱衝撃に弱い、あるいは結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015を下回るなどの理由により、結果的に高い確率で、タブレットにイオンプレーティング法での成膜時のクラックや割れ、スプラッシュが起こった。
 また、実施例16では、平均粒径が3μmと比較的大きい酸化スズ粉末を原料粉末として使用し、さらに、一次混合粉末あるいは二次混合粉末を得る際のボールミルによる混合時間を実施例1~8より短縮した。その結果として、得られた酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、かつ密度が3.4~5.5g/cmの範囲であって、結晶粒(A)および(B)が、スズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相からなる結晶粒と、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)と、僅かに含まれる酸化スズ相からなる結晶粒(D)のうちのいずれかであった。このうち、酸化スズ相からなる結晶粒(D)は、イオンプレーティング法での成膜において、成膜速度の多少の低下をもたらすものの、イオンプレーティング法での成膜時にクラックや割れ、あるいはスプラッシュの原因として懸念されたが、ごく僅かな量であったため、そのような現象の原因とはならずに、実質的に問題とはならないことが確認された。ただし、成膜速度の低下要因になることが確認された。
 なお、実施例1~16では、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であることが確認された。すなわち、タブレットを前記のように制御することは、イオンプレーティング法による成膜におけるクラックや割れ、スプラッシュの抑止効果に寄与することが確認された。
 本発明は、インジウムとスズを含有し、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmである酸化物焼結体、ならびにそれを加工したイオンプレーティング用タブレットであり、イオンプレーティング法による酸化物透明導電膜の成膜において、クラックや割れ、あるいはスプラッシュを起こさずに使用することができる。この透明導電膜は、太陽電池の表面電極として、工業的に極めて有用である。また、比較的低い比抵抗、赤外域における高透過率を利用する導波路型光制御素子や液晶を用いた光変調素子などの光通信用デバイス、さらには液晶パネル、プラズマディスプレイ、LED素子、有機EL、無機EL、あるいは電子ペーパーなどの機能素子にも好適に用いることができる。

Claims (9)

  1.  酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、スズの含有量がSn/(In+Sn)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、
     該酸化物焼結体は、スズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、およびスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって主として構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする酸化物焼結体。
  2.  酸化インジウムを主成分とし、スズを添加元素として含有し、さらに、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、およびタングステンからなる金属元素群より選ばれる一種以上の金属元素(M元素)を添加元素として含有し、スズとM元素の総含有量が(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.001~0.15である酸化物焼結体であって、
     該酸化物焼結体は、少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量未満の結晶粒(A)、および少なくともスズの含有量が酸化物焼結体の平均スズ含有量以上の結晶粒(B)によって構成され、結晶粒(B)と結晶粒(A)の平均スズ含有量の差がSn/(In+Sn+M)原子数比で0.015以上であり、かつ密度が3.4~5.5g/cmであることを特徴とする酸化物焼結体。
  3.  スズの含有量が、Sn/(In+Sn)原子数比で0.003~0.05であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物焼結体。
  4.  スズとM元素の総含有量が、(Sn+M)/(In+Sn+M)原子数比で0.003~0.05であることを特徴とする請求項2に記載の酸化物焼結体。
  5.  結晶粒(A)の平均スズ含有量が全金属元素に対するスズの原子数比で0.04以下であり、結晶粒(B)の平均スズ含有量が全金属元素に対するスズの原子数比で0.15以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物焼結体。
  6.  前記の結晶粒(A)および結晶粒(B)にはスズが固溶しており、かつビックスバイト型構造のIn相から構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物焼結体。
  7.  前記の結晶粒(A)および結晶粒(B)のほかに、スズ酸インジウム化合物相からなる結晶粒(C)を含んで構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物焼結体。
  8.  酸化スズ相からなる結晶粒(D)が含まれないことを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物焼結体。
  9.  請求項1~8のいずれかに記載の酸化物焼結体を加工して得られるタブレット。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114591070B (zh) * 2022-01-11 2023-04-04 先导薄膜材料有限公司 一种高纯度的Mo掺杂ITO靶材的制备方法
CN116072326A (zh) * 2023-02-07 2023-05-05 中山智隆新材料科技有限公司 一种氧化铟锡材料及其制备方法和应用
CN116730710A (zh) * 2023-02-07 2023-09-12 中山智隆新材料科技有限公司 一种高价元素掺杂的氧化铟锡材料及其制备方法和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160047A (ja) * 1990-10-19 1992-06-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ito焼結体の製造方法
JPH07145478A (ja) * 1993-05-27 1995-06-06 Dowa Mining Co Ltd Itoスパッタリングターゲット
JPH08232060A (ja) 1994-12-28 1996-09-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JPH11100660A (ja) 1997-09-25 1999-04-13 Tosoh Corp 蒸着用itoペレットおよびその製造方法
JP2007056351A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Hakusui Tech Co Ltd 酸化亜鉛系導電膜製造用のイオンプレーティング用ターゲットとその製法、および酸化亜鉛系導電膜の製法
WO2007069415A1 (ja) * 2005-12-13 2007-06-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 真空蒸着用焼結体
JP2007194447A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子およびその光起電力素子を備えた光起電力モジュール
JP2008260660A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高濃度酸化スズito焼結体の製造方法
WO2011016387A1 (ja) * 2009-08-05 2011-02-10 住友金属鉱山株式会社 イオンプレーティング用タブレットとその製造方法、および透明導電膜
JP2011080116A (ja) * 2009-10-07 2011-04-21 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Itoスパッタリングターゲットおよびその製造方法
WO2011118334A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 住友金属鉱山株式会社 酸化物蒸着材と透明導電膜

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3269272B2 (ja) * 1994-08-05 2002-03-25 住友金属鉱山株式会社 Ito焼結体およびその製造方法
KR101002504B1 (ko) * 2001-08-02 2010-12-17 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟, 투명 전도막 및 이들의 제조방법
CN102337505A (zh) * 2005-09-01 2012-02-01 出光兴产株式会社 溅射靶、透明导电膜、透明电极和电极基板及其制造方法
JP2008214169A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 真空蒸着用ITiO焼結体およびその製造方法
GB2459917B (en) * 2008-05-12 2013-02-27 Sinito Shenzhen Optoelectrical Advanced Materials Company Ltd A process for the manufacture of a high density ITO sputtering target
US8753548B2 (en) * 2008-12-12 2014-06-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Composite oxide sintered body and sputtering target comprising same
KR101568215B1 (ko) * 2009-08-07 2015-11-11 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 증착용 타블렛의 제조 방법
JP2011105550A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Ulvac Japan Ltd Ito焼結体の製造方法及びitoスパッタリングターゲットの製造方法
CN103347836B (zh) * 2011-02-04 2016-01-20 住友金属矿山株式会社 氧化物烧结体以及对其进行加工而得到的片体
JP5883367B2 (ja) * 2012-09-14 2016-03-15 株式会社コベルコ科研 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット、並びにその製造方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160047A (ja) * 1990-10-19 1992-06-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ito焼結体の製造方法
JPH07145478A (ja) * 1993-05-27 1995-06-06 Dowa Mining Co Ltd Itoスパッタリングターゲット
JPH08232060A (ja) 1994-12-28 1996-09-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JPH11100660A (ja) 1997-09-25 1999-04-13 Tosoh Corp 蒸着用itoペレットおよびその製造方法
JP2007056351A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Hakusui Tech Co Ltd 酸化亜鉛系導電膜製造用のイオンプレーティング用ターゲットとその製法、および酸化亜鉛系導電膜の製法
WO2007069415A1 (ja) * 2005-12-13 2007-06-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 真空蒸着用焼結体
JP2007194447A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子およびその光起電力素子を備えた光起電力モジュール
JP2008260660A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高濃度酸化スズito焼結体の製造方法
WO2011016387A1 (ja) * 2009-08-05 2011-02-10 住友金属鉱山株式会社 イオンプレーティング用タブレットとその製造方法、および透明導電膜
JP2011080116A (ja) * 2009-10-07 2011-04-21 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Itoスパッタリングターゲットおよびその製造方法
WO2011118334A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 住友金属鉱山株式会社 酸化物蒸着材と透明導電膜
JP2011202246A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化物蒸着材と透明導電膜

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Tomei dodenmaku no gijyutsu (Technique for transparent conductive films), 2nd edition", 20 December 2006, OHMSHA, LTD., pages: 243 - 250
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