(57)【要約】  低温熱処理工程によっても結晶化し、低温で低抵抗特性を持ち、電気伝導度が画期的に優れ、多様な工程温度で安定した比抵抗値を持ち、熱安定性に優れた透明導電膜、透明導電膜用ターゲット及び透明導電膜用ターゲットの製造方法を提供する。本発明は透明導電膜の総重量に対し、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含むことを特徴とする透明導電膜に関する。
2013533378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜の総重量に対し、
タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及び
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含むことを特徴とする、透明導電膜。
【請求項２】
前記添加剤は、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化バナジウムよりなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項３】
前記透明導電膜は、透過率が８５％〜１００％であることを特徴とする、請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項４】
前記透明導電膜は、比抵抗が５×１０−５Ω・ｃｍ〜１×１０−３Ω・ｃｍであることを特徴とする、請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項５】
透明導電膜用ターゲットの総重量に対し、
タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及び
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含むことを特徴とする、透明導電膜用ターゲット。
【請求項６】
前記添加剤は、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化バナジウムよりなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の透明導電膜用ターゲット。
【請求項７】
インジウム前駆体とスズ前駆体を含む溶液を製造する段階；
前記溶液にアルカリ化合物を添加してＩＴＯを形成する段階；
前記ＩＴＯに、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して成形体を形成する段階；及び
前記成形体を焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階を含むことを特徴とする、透明導電膜製造用ターゲットの製造方法。
【請求項８】
前記溶液にアルカリ化合物を添加してＩＴＯを形成する段階は、
前記溶液にアルカリ化合物を添加する段階；
前記アルカリ化合物が添加された溶液を１０〜８０℃で１５〜２５時間反応させて沈殿物を形成する段階；及び
前記沈殿物を５００〜８００℃で１．５〜２．５時間熱処理してＩＴＯを形成する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の透明導電膜製造用ターゲットの製造方法。
【請求項９】
前記ＩＴＯに、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して成形体を形成する段階は、
前記ＩＴＯに、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して第１混合物を形成する段階；
前記第１混合物にポリビニルアルコールを混合して第２混合物を形成する段階；
前記第２混合物を湿式ボール粉砕してスラリーを形成する段階；及び
前記スラリーを加圧して成形体を形成する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の透明導電膜製造用ターゲットの製造方法。
【請求項１０】
前記成形体を焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階は、
前記成形体を１，２５０〜１，６００℃で１０〜２０時間焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階であることを特徴とする、請求項７に記載の透明導電膜製造用ターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜、透明導電膜用ターゲット及び透明導電膜用ターゲットの製造方法に関する。
【０００２】
本発明は２０１０年０６月０４日に大韓民国特許庁に提出された大韓民国特許出願第１０−２０１０−００５２７７２号の出願日の利益を主張し、その内容全部はこの明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００３】
透明導電膜は、透明電極、自動車ウィンドウ、建築用熱反射膜（ｈｅａｔ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｆｉｌｍ）、帯電防止膜（ａｎｔｉ−ｓｔａｔｉｃ ｆｉｌｍ）、または冷凍ショーケース（ｆｒｅｅｚｅｒ ｓｈｏｗｃａｓｅｓ）に用いられるかぶり防止（ａｎｔｉ−ｆｏｇｇｉｎｇ）用透明発熱体などにも広く用いられる。
【０００４】
一方、前記透明電極は、高い光透過率及び電気伝導度が要求される。より詳細に説明すれば、前記透明電極は、可視光線領域での光透過率が８５％以上、比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が１×１０−３Ω・ｃｍ以下であることが良い。前記条件を満たす透明電極は、太陽電池、液晶表示装置、有機発光電界表示装置、無機発光電界表示装置またはタッチパネル（ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）などに適している。
【０００５】
一方、前記透明導電膜としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）系薄膜、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系薄膜または酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）系薄膜などが知られている。このうち、前記酸化スズ系薄膜は、ドーパントとしてアンチモンを含むアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）薄膜またはドーパントとしてフッ素を含むフッ素スズ酸化物（ＦＴＯ）薄膜などがある。また、前記酸化亜鉛系薄膜としては、ドーパントとしてアルミニウムを含むアルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）薄膜またはドーパントとしてガリウムを含むガリウム酸化亜鉛（ＧＺＯ）薄膜などがある。そして、前記酸化インジウム系薄膜としては、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下‘ＩＴＯ’と言う）薄膜またはインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｕｉｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、以下‘ＩＺＯ’と言う）薄膜などがある。前記ＩＴＯとＩＺＯ薄膜は良好な光学的特性及び電気的特性を持ち、現在透明電極の材質として広く使われている。
【０００６】
前記透明導電膜は、主にスパッタリング法またはイオンプラズマ法によって製造される。特に、前記スパッタリング法は、蒸気圧の低い材料の成膜、または膜厚を精密に制御する必要がある場合に効果的であり、操作が非常に簡単で便利なので広く用いられている。前記スパッタリング法は、薄膜の原料であるターゲットを用いる。前記ターゲットは成膜されて薄膜をなす金属元素を含む固体であり、前記ターゲットの製造には、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの焼結体が使われるか、あるいは場合によっては単結晶が使われる。
【０００７】
前記スパッタリング法は、一般的に内部に基材及びターゲットを配置することができる真空チャンバーを持つ装置を使う。より詳細に説明すれば、前記真空チャンバーに基材とターゲットを配置した後、高真空にする。ついで、前記真空チャンバーにアルゴンなどの不活性ガスを注入して、およそ１０Ｐａ以下のガス圧に制御する。そして、前記基材を陽極と、前記ターゲットを陰極とし、両者間のグロー放電によってアルゴンプラズマを発生させる。この際、前記アルゴンプラズマ内のアルゴン陽イオンが陰極である前記ターゲットと衝突し、衝突によって飛び出したターゲット構成粒子が基材上に蒸着して透明導電膜を形成するものである。
【０００８】
一方、代表的な透明導電膜の一つであるＩＴＯ薄膜は、比抵抗値を低めるために結晶化工程が必要である。前記ＩＴＯ薄膜の場合、ガラスまたはプラスチックなどの基板に蒸着後、熱処理して結晶化させる。しかし、前記ＩＴＯ薄膜を使って素子を製作するとき、工程温度による比抵抗値の変化によって素子の特性に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低温熱処理工程によっても結晶化する透明導電膜を提供することである。
【００１０】
本発明の目的は、低温で低抵抗特性を持ち、電気伝導度が画期的に優れた透明導電膜を提供することである。
【００１１】
本発明の目的は、多様な工程温度で安定した比抵抗値を持ち、熱安定性に優れた透明導電膜を提供することである。
【００１２】
本発明の目的は、緻密構造の透明導電膜用ターゲットを提供することである。
【００１３】
本発明の目的は、共沈法によって５０ｎｍ以下の均一な粒度分布を持つ超微細合成粉末を形成することができる透明導電膜用ターゲットの製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明の目的は、超微細合成粉末が高い焼結駆動力を持つことになり、高密度のターゲットを製造することができる透明導電膜用ターゲットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、透明導電膜の総重量に対し、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含むことを特徴とする透明導電膜を提供する。
【００１６】
本発明は、透明導電膜用ターゲットの総重量に対し、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含むことを特徴とする透明導電膜用ターゲットを提供する。
【００１７】
本発明は、インジウム前駆体とスズ前駆体を含む溶液を製造する段階；前記溶液にアルカリ化合物を添加してＩＴＯを形成する段階；前記ＩＴＯに、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して成形体を形成する段階；及び前記成形体を焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階を含むことを特徴とする透明導電膜製造用ターゲットの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による透明導電膜は、低温熱処理工程によって結晶化する。本発明による透明導電膜は、低温で低抵抗特性を持ち、電気伝導度が画期的に優秀になる。本発明による透明導電膜は、多様な工程温度で安定した比抵抗値を持ち、これにより優れた熱安定性を具現することができる。
【００１９】
また、本発明の透明導電膜用ターゲットを用いれば、より緻密な構造の透明導電膜を製造することができる。
【００２０】
また、本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法によれば、共沈法によって５０ｎｍ以下の均一な粒度分布を持つ超微細合成粉末を形成することができる。前記超微細合成粉末は高い焼結駆動力を持つようになり、緻密化に優れた高密度のターゲットを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１〜実施例３、及び比較例１の薄膜の熱処理温度による面抵抗値を測定した結果グラフである。
【図２】比較例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＸＲＤを示したグラフである。
【図３】実施例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＸＲＤを示したグラフである。
【図４】実施例３の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＸＲＤを示したグラフである。
【図５】比較例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示した写真である。
【図６】実施例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示したものである。
【図７】実施例３の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２３】
I．透明導電膜
本発明の透明導電膜は、透明導電膜の総重量に対し、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含む。
【００２４】
前記添加剤が上述した範囲で含まれれば、タンタル、ニオブ、バナジウムなどの５族元素のイオン半径がインジウムイオン半径に比べて１５〜３０％程度小さいため、薄膜の混合物間の固溶化がより効率よくなされるようにする。よって、１５０℃以下の低温熱処理工程によっても透明導電膜が結晶化することができ、熱安定性が改善することができる。そして、２００℃以上の温度で得られた透明導電膜の比抵抗値と同等な水準の比抵抗値を持つ薄膜を形成させることができる。
【００２５】
前記添加剤が上述した範囲未満で含まれれば、低温で結晶化を成すことができなく、比抵抗値を低めることができない。前記添加剤が上述した範囲を超えて含まれれば、イオン化したタンタル、ニオブ、バナジウムなどがインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）にスキャタリング（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を引き起こして高いキャリア集中化をなす。よって、電子の移動度を減少させて、抵抗が増加する問題が発生する。
【００２６】
前記添加剤は酸化物であることが好ましく、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化バナジウムよりなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことがより好ましい。
【００２７】
本発明の透明導電膜は、透過率が８５％〜１００％であることが好ましく、比抵抗が５×１０−５〜１×１０−３Ω・ｃｍであることが好ましい。その理由は、平板透明電極として用いることができる適当な条件であるからである。前記平板表示装置は、本発明の透明導電膜を透明電極として用いることができるものであれば特に限定しないが、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ）、タッチスクリーン（ＴＯＵＣＨ ＳＣＲＥＥＮ）などをあげることができる。
【００２８】
本発明による透明導電膜は低温の熱処理工程によっても結晶化する。本発明による透明導電膜は、低温で低抵抗特性を持ち、電気伝導度が画期的に優秀になる。本発明による透明導電膜は、多様な工程温度で安定した比抵抗値を持ち、これにより優れた熱安定性を具現することができる。
【００２９】
II．透明導電膜用ターゲット
本発明の透明導電膜用ターゲットは、透明導電膜用ターゲットの総重量に対し、タンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤０．０１〜１０重量％；及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）９０〜９９．９９重量％を含む。
【００３０】
前記添加剤が上述した範囲で含まれた透明導電膜用ターゲットを用いれば、タンタル、ニオブ、バナジウムなどの５族元素のイオン半径がインジウムイオン半径に比べて１５〜３０％程度小さいため、ターゲットの混合物間の固溶化がより効率よくなされることができる。よって、前記ターゲットで薄膜を成膜する場合、１５０℃以下の低温の熱処理工程によっても透明導電膜が結晶化することができ、熱安定性が改善することができる。そして、２００℃以上の温度での比抵抗値と同等な水準の比抵抗値を持つ薄膜を形成させることができる。
【００３１】
前記添加剤が上述した範囲未満で含まれた透明導電膜用ターゲットを用いれば、これによって製造された透明導電膜が低温で結晶化を成すことができなく、比抵抗値を低めることができない。前記添加剤が上述した範囲を超えて含まれた透明導電膜用ターゲットを用いれば、イオン化したタンタル、ニオブ、バナジウムなどがインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）にスキャタリング（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を引き起こして高いキャリア集中化をなす。よって、これにより製造された透明導電膜の電子の移動度が減少し、抵抗が増加する問題が発生することになる。
【００３２】
前記添加剤は酸化物であることが好ましく、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化バナジウムよりなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことがより好ましい。
【００３３】
本発明の透明導電膜用ターゲットを用いれば、より緻密な構造の透明導電膜を製造することができる。
【００３４】
III．透明導電膜用ターゲットの製造方法
本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法は、インジウム前駆体とスズ前駆体を含む溶液を製造する段階を含む。
【００３５】
前記インジウム前駆体及びスズ前駆体は本発明の技術分野に用いられるものであれば特に限定しないが、金属アルコキシド前駆体であることが好ましい。より詳細に説明すれば、前記インジウム前駆体及びスズ前駆体は、例えば硝酸インジウム、塩化インジウム、塩化スズまたは硫化スズなどをあげることができる。
【００３６】
前記溶液のｐＨは１〜４であることが好ましい。上述した範囲を超える場合、溶液の反応速度に問題が発生することができるので、上述した範囲を維持することが良い。
【００３７】
前記溶液のｐＨを上述した範囲に合わせるために、ｐＨ調節剤を添加し、３０〜８０℃で５〜２０時間の間撹拌することができる。前記ｐＨ調節剤としては、超純水や弱アルカリを用いることができ、場合によっては弱酸を用いることができる。
【００３８】
本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法は、前記溶液にアルカリ化合物を添加してＩＴＯを形成する段階を含む。
【００３９】
より詳細に説明すれば、前記溶液にアルカリ化合物を添加してＩＴＯを形成する段階は、前記溶液にアルカリ化合物を添加する段階；前記アルカリ化合物が添加された溶液を１０〜８０℃で１５〜２５時間反応させて沈殿物を形成する段階；及び前記沈殿物を５００〜８００℃で１．５〜２．５時間熱処理してＩＴＯを形成する段階を含むことが好ましい。
【００４０】
ここで、前記アルカリ化合物が添加された溶液のｐＨは７〜１０であることが好ましい。また、前記アルカリ化合物が添加された溶液のｐＨを７〜１０に維持させた後、温度を１０〜８０℃に維持させることが好ましい。上述したｐＨと温度を満たせば、前記インジウムとスズ前駆体の共沈反応によって沈殿物の形成が促進される。
【００４１】
前記アルカリ化合物が添加された溶液のｐＨが上述した範囲未満であれば、結晶化が難しくて沈殿物の収得率が落ちる。また、上述した範囲を超えれば、洗浄濾過過程の際、長時間が必要であるため好ましくない。
【００４２】
前記アルカリ化合物が添加された溶液のｐＨを調節した後、上述した温度未満に維持されれば、反応時間が長くなる。そして、上述した温度を超えて維持されれば、粒子の成長を引き起こすため、５０ｎｍ以下の微細な合成粉末を製造しにくい。
【００４３】
前記アルカリ化合物は、本発明の技術分野に用いられるものであれば、特に限定しないが、例えば、ＮＨ４ＯＨなどをあげることができる。
【００４４】
前記沈殿物の平均粒径は１０〜５０ｎｍであることが好ましい。上述した範囲を満たせば、後工程での加工が有利である。
【００４５】
前記沈殿物は濾過分離によって収得することができ、洗浄及び乾燥が可能である。前記沈殿物の濾過分離は、フィルタープレスや遠心分離機を用いて遂行することができる。前記沈殿物の洗浄は、超純水またはアルコールなどを用いて遂行することができる。前記沈殿物の乾燥は熱風乾燥などの方法で遂行することができる。この際、温度は８０〜２００℃が好ましい。
【００４６】
前記沈殿物を５００〜８００℃で熱処理すれば、前記沈殿物に存在する残存水分及び化学的に結合されている塩が分解除去される。上述した範囲未満で熱処理すれば、化学的に結合されている塩の揮発が完璧にできない。上述した範囲を超えて熱処理すれば、粒子の焼結（粒子の成長）がなされるため、好ましくない。粒子の焼結がなされれば、後工程である粉砕が難しくなるため、本発明が目的とする焼結駆動力を高めて緻密構造の焼結体を製造することが難しい。
【００４７】
前記ＩＴＯの平均粒径が１．０〜１０．０μｍであり、比表面積が１０〜３０ｍ２／ｇであることが好ましい。平均粒径が上述した範囲より大きくて比表面積が上述した範囲より少ない場合、緻密構造を高密度に形成しにくい。平均粒径が上述した範囲より小さくて比表面積が上述した範囲より大きい場合、成形の際にクラック発生のおそれがあり、焼結の際に過度な収縮による内部残存応力の増大と残存クラックの発生が起こり得る。
【００４８】
本発明の透明導電膜製造用ターゲットの製造方法は、前記ＩＴＯにタンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して成形体を形成する段階を含む。
【００４９】
より詳細に説明すれば、前記ＩＴＯにタンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して成形体を形成する段階は、前記ＩＴＯにタンタル化合物、ニオブ化合物及びバナジウム化合物よりなる群から選ばれる１種または２種以上を含む添加剤を混合して第１混合物を形成する段階；前記第１混合物にポリビニルアルコールを混合して第２混合物を形成する段階；前記第２混合物を湿式ボール粉砕してスラリーを形成する段階；及び前記スラリーを加圧して成形体を形成する段階を含むことが好ましい。
【００５０】
前記添加剤は酸化物であることが好ましく、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化バナジウムよりなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことがより好ましい。
【００５１】
前記ポリビニルアルコールは、ターゲット成形の際、成形密度及び焼結密度を増大させる役目をする物質であり、前記第１混合物の表面、つまりＩＴＯの表面にコートされる。
【００５２】
そして、前記第２混合物を湿式ボール粉砕するときには、媒体として水を含むことができる。前記スラリーは、加圧前に噴霧乾燥して粉末状に製造することができる。
【００５３】
本発明の透明導電膜製造用ターゲットの製造方法は、前記成形体を焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階を含む。
【００５４】
より詳細に説明すれば、前記成形体を焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階は、前記成形体を１，２５０〜１，６００℃で１０〜２０時間焼結してスパッタリングターゲットを製造する段階であることが好ましい。そして、焼結の際、焼結炉の温度を１．０〜１．５℃／ｍｉｎの速度で昇温して前記温度範囲に設定することがより好ましい。また、前記焼結炉の内部容積１．０ｍ３当たり２００〜５００リットルの酸素雰囲気で進むことがより好ましい。
【００５５】
前記焼結体は、研削及びカット工程によってスパッタリングターゲットに製造できる。
【００５６】
一方、前記成形体を焼結する前、ポリビニルアルコールを除去するバーンアウト（ｂｕｒｎ−ｏｕｔ）過程を行うことが好ましい。前記バーンアウト過程は、大気雰囲気または高純度エア雰囲気で９００℃まで昇温させ、その後、収縮挙動が発生する１，０００℃以上で電気炉のチャンバー内部の雰囲気で、酸素ガスを用いて酸素濃度を大気中の酸素濃度より高く維持して行うことが好ましい。
【００５７】
ついで、本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法においては、焼結の後、冷却工程をさらに遂行することができる。
【００５８】
本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法によれば、共沈法によって５０ｎｍ以下の均一な粒度分布を持つ超微細合成粉末が形成できる。前記超微細合成粉末は高い焼結駆動力を持つようになって、緻密化に優れた高密度のターゲットを製造することができる。より詳細に説明すれば、アルキメデスの原理によって測定される相対密度にあたる実質的な数値範囲、つまり９８％以上の密度、より詳細に説明すれば、ＩＴＯの理論密度が７．１５ｇ／ｃｍ３であれば、アルキメデスの原理を用いて密度を測定したとき、７．１５ｇ／ｃｍ３の９８％である７．００７ｇ／ｃｍ３（７．１５×９８％）以上のＩＴＯターゲットを製造することができる。また、共沈によって合成された後に焼結されて、高温による相分離が起こらないので、スパッタリングの際にクラック（ｃｒａｃｋ）または団塊（ｎｏｄｕｌｅ）が発生しなく、均一な導電膜を形成させることができる。同時に、熱的及び化学的に安定して優れた電気伝導度を持つとともに表面比抵抗が１×１０−３Ω・ｃｍ以下、好ましくは５×１０−４Ω・ｃｍ以下のターゲットを製造することができる。
【００５９】
本発明の透明導電膜用ターゲットの製造方法によれば、共沈法によって５０ｎｍ以下の均一な粒度分布を持つ超微細合成粉末が形成できる。前記超微細合成粉末は高い焼結駆動力を持つことになるので、緻密化に優れた高密度のターゲットを製造することができる。
【００６０】
IV．透明導電膜の製造
本発明の透明導電膜用ターゲットが装着されたスパッタリング装置を用いて透明導電膜を形成する段階を以降に説明する。
【００６１】
前記透明導電膜を形成するのに使われるスパッタリング装置のチャンバー内の初期真空度を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下に調整した後、ガス濃度と蒸着圧力を調節し、室温で行うことで、透明導電膜を製造することができる。
【００６２】
ついで、前記製造された透明導電膜は、酸素、窒素、真空、または大気雰囲気下の３００℃以下の温度で熱処理を進めることができる。好ましくは、５０〜２５０℃の温度で１〜５時間熱処理を進めるものである。
【００６３】
前記のように製造された透明導電膜は熱安定性を持っているので、透明電子素子に用いられることができ、また、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ）、タッチスクリーン（ＴＯＵＣＨ ＳＣＲＥＥＮ）のような平板表示装置または面光源照明装置などに用いられる。
【００６４】
発明の実施のための形態
以下、本発明の実施例及び比較例を例示する。下記の実施例は本発明の理解に役立てるためだけに提供するものであり、これによって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００６５】
実施例１〜３及び比較例１：スパッタリングターゲットの製造
＜実施例１＞
硝酸インジウム（Ｉｎ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）１７３０ｇと塩化スズ（ＳｎＣｌ４・３Ｈ２Ｏ）３６．５ｇをエチルアルコール６０ｍｌに溶解させた後、ｐＨ調節剤として超純水を添加し、５０℃で１２時間撹拌してｐＨ３の溶液を収得した。
【００６６】
ついで、前記溶液にＮＨ４ＯＨ水溶液を添加してｐＨ９となるようにした。その後、４０℃で２０時間反応させて沈殿物を製造した。前記沈殿物を分離した後、超純水で３回洗浄した後、１２０℃の熱風で乾燥して粉末を製造した。その後、前記粉末を電気炉に投入し、７５０℃の温度で２時間熱処理（カ焼）してＩＴＯを得た。
【００６７】
一方、前記ＩＴＯの平均粒径と比表面積を下記表１に示した。
【００６８】
【表１】
2013533378.tif 000003
【００６９】
ついで、前記ＩＴＯ ９９８ｇを酸化タンタル２ｇとポリビニルアルコール０．０７ｇと一緒にポートに入れ、水を媒体として、２０時間湿式ボール粉砕してスラリーを収得した。この際、破砕媒体はＹＴＺボールであった。
【００７０】
一方、前記スラリーの平均粒径は０．５〜１．０μｍであり、前記粉末の９０％以上の平均粒径は１．０μｍ以下であった。
【００７１】
ついで、前記スラリーを噴霧乾燥させて５０〜８０μｍの球形粉末を収得した。前記球形粉末をＣＩＰによって２．５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力をかけて所定形状の成形体に製造した。以後、前記成形体を電気炉に投入した後、１．２℃／ｍｉｎの昇温速度で１，５５０℃まで昇温した後、１２時間焼結して焼結体を製造した。この際、電気炉は、内部体積１ｍ３当たり４００リットルの酸素を供給して電気炉内部を酸素雰囲気に構成した。前記焼結体は研削とカット加工工程によってスパッタリングターゲットに製造した。前記スパッタリングターゲットのＩＣＰ成分検査結果、Ｔａ：Ｉｎ：Ｓｎ＝０．２０５：９７．００４：２．９２７の重量比が確認された。そして、前記スパッタリングターゲットの密度と表面比抵抗を下記表２に示した。
【００７２】
【表２】
2013533378.tif 000004
【００７３】
ついで、前記スパッタリングターゲットをＲＦマグネトロンスパッターに装着し、チャンバー内の初期真空度を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下に調整した後、大気温度で１００ｎｍの厚さに前記ガラス基板上にＩｎ−Ｓｎ−Ｔａ−Ｏ系薄膜を蒸着した。
【００７４】
＜実施例２＞
実施例１において、前記ＩＴＯ ９９５ｇに酸化タンタル５ｇを添加したことを除き、残りはいずれも実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。前記スパッタリングターゲットのＩＣＰ成分検査結果、Ｔａ：Ｉｎ：Ｓｎ＝４．９０２：９２．３７：２．７２８の重量比が確認された。そして、前記スパッタリングターゲットの密度と表面比抵抗を下記表３に示した。
【００７５】
【表３】
2013533378.tif 000005
【００７６】
ついで、前記スパッタリングターゲットをＲＦマグネトロンスパッターに装着し、チャンバー内の初期真空度を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下に調整した。その後、大気温度で１００ｎｍの厚さに前記ガラス基板上にＩｎ−Ｓｎ−Ｔａ−Ｏ系薄膜を蒸着した。
【００７７】
＜実施例３＞
実施例１において、前記ＩＴＯ ９９８ｇに酸化ニオブ２ｇを添加したことを除き、残りは実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。前記スパッタリングターゲットのＩＣＰ成分検査結果、Ｎｂ：Ｉｎ：Ｓｎ＝０．１７４：９６．９７９：２．８４７の重量比が確認された。そして、前記スパッタリングターゲットの密度と表面比抵抗を下記表４に示した。
【００７８】
【表４】
2013533378.tif 000006
【００７９】
ついで、前記スパッタリングターゲットをＲＦマグネトロンスパッターに装着し、チャンバー内の初期真空度を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下に調整した後、大気温度で１００ｎｍの厚さに前記ガラス基板上にＩｎ−Ｓｎ−Ｎｂ−Ｏ系薄膜を蒸着した。
【００８０】
＜比較例１＞
実施例１において、前記ＩＴＯが１０００ｇであり、酸化タンタルを添加しないことを除き、残りは実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。
【００８１】
前記スパッタリングターゲットの密度と表面比抵抗を下記表５に示した。
【００８２】
【表５】
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【００８３】
ついで、前記スパッタリングターゲットをＲＦマグネトロンスパッターに装着し、チャンバー内の初期真空度を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下に調整した後、大気温度で１００ｎｍの厚さに前記ガラス基板上にＩｎ−Ｓｎ−Ｏ系薄膜を蒸着した。
【００８４】
＜比較例２＞
実施例１において、前記ＩＴＯ ９８８ｇに酸化タンタル１２ｇを添加したことを除き、残りはいずれも実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。前記スパッタリングターゲットのＩＣＰ成分検査結果、Ｔａ：Ｉｎ：Ｓｎ＝１２．３２：８５．１６：２．５２の重量比が確認された。前記ターゲットの密度を測定した結果、理論密度の９０％の相対密度を示し、表面比抵抗を下記表６に示した。
【００８５】
【表６】
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【００８６】
試験例：薄膜の特性評価
＜電気的特性評価＞
実施例１〜３及び比較例１の薄膜の面抵抗値を測定した。そして、実施例１〜３及び比較例１の薄膜の大気雰囲気下でそれぞれ１８０℃、２５０℃、３５０℃で２時間熱処理した後、面抵抗値を測定した。
【００８７】
図１は本発明の実施例１〜３、比較例１の薄膜の熱処理前と熱処理温度による面抵抗値を測定した結果グラフである。
【００８８】
図１を参照すれば、比較例１の薄膜に比べ、実施例１〜３の薄膜が温度による面抵抗値の変化が少ないことを確認することができた。そして、比較的低温である１８０℃で熱処理を行っても、面抵抗値に優れたことが分かる。そして、本発明による実施例１〜３の薄膜は、熱処理を行わなくても（ｘ軸のＡｓ−ｄｅｐｏ）面抵抗が比較例１に比べて優れることが分かる。
【００８９】
＜結晶化評価＞
実施例１、実施例３及び比較例１の薄膜の結晶化程度を測定した。そして、実施例１、実施例３及び比較例１の薄膜の大気雰囲気下でそれぞれ１８０℃で２時間熱処理した後、結晶化程度を測定した。
【００９０】
図２は比較例１の薄膜の熱処理前後のＸＲＤを示したグラフである。図３は実施例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＸＲＤを示したグラフである。図４は実施例３の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＸＲＤを示したグラフである。図５は比較例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示した写真である。図６は実施例１の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示したものである。図７は実施例３の薄膜の熱処理前（ａ）、及び熱処理後（ｂ）のＳＥＭを示したものである。
【００９１】
図２〜図７を調べると、比較例１の薄膜の場合、非晶質の特性を示すが、１８０℃で熱処理した後、結晶化が弱くなることが分かる。しかし、本発明の実施例１及び３の薄膜の場合、熱処理のない場合にも結晶性を示すことを確認することができ、１８０℃の熱処理によって結晶化がよりはっきりとなされることを確認することができる。また、実施例１の薄膜の場合、実施例３の薄膜より小さな結晶が同一の製作温度で生成されることが分かる。
【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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