(57)【要約】【課題】主要成分が酸化インジウム粉末と酸化錫粉末と、水と、バインダーとを混合し、スラリーを作製し、得られたスラリーをスプレードライヤー装置にて噴霧乾燥して造粒粉を得、これを篩いにかけ、篩い下を用いて成形体を作成し、焼結してＩＴＯターゲットを作成すると、特定の季節になると割れが発生するという事態が生じる。本発明は、季節変動と関係なく、常に成形工程や焼結工程で割れが発生しないＩＴＯターゲットの製造方法の提供を課題とする。【解決手段】噴霧乾燥して得た造粒粉をパレット等に、厚さ１０ｍｍ以下で均一に敷き詰め、室温で一昼夜以上放置、あるいは室温の通気乾燥により表層部の造粒粉の水分率が０．２ｍａｓｓ％を切ることなく、最深部の造粒粉の水分率が０．５ｍａｓｓ％を越えることなく、且つ平均の水分率が０．２〜０．５ｍａｓｓ％の範囲となるようにする。その後篩い分けを行う。【選択図】　　なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要成分が酸化インジウム粉末と酸化錫粉末からなる原料粉末と、水と、バインダーとを混合し、スラリーを作製する工程、得られたスラリーをスプレードライヤー装置に供給して噴霧乾燥し、造粒粉を得る工程、得られた造粒粉を目開き１５０μｍ程度の篩いにかけ、篩い下をＩＴＯ造粒粉末として得る工程、この造粒粉末を用いて成形体を作成する工程、焼結する工程を主要工程とするＩＴＯターゲットの製造方法において、造粒粉を篩いに掛ける前に、該造粒粉の水分率を部分及び全体において０．２〜０．５ｍａｓｓ％になるように乾燥し、次いで得られた乾燥物を混合して水分率を均一化し、その後篩いに掛けることを特徴とするＩＴＯターゲットの製造方法。
【請求項２】
乾燥する手段として、造粒粉をパレット等に、厚さ１０ｍｍ以下で均一に敷き詰め、室温で一昼夜以上放置するか、あるいは室温の通気乾燥により表層部の造粒粉の水分率が０．２ｍａｓｓ％を切ることなく、最深部の造粒粉の水分率が０．５ｍａｓｓ％を越えることなく、且つ平均の水分率が０．２〜０．５ｍａｓｓ％の範囲となるようにすることを特徴とする請求項１記載のＩＴＯターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ等の透明導電膜として広く用いられているＩＴＯ膜を得るために用いられる高密度ＩＴＯターゲットの作製に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴＯ膜は、透明導電膜として広く用いられており、このＩＴＯ膜を形成する方法に、スパッタリング法がある。スパッタリング法では、原料にＩＴＯターゲットを用いる。ＩＴＯターゲットを用いたスパッタリング法では、スパッタリングの進行に伴いＩＴＯターゲット表面にノジュールが発生し、このノジュールに起因するスパーク等により均一な膜が安定して得られないと言う事態が発生することが良く知られている。この問題を解決する手段として相対密度が９８％以上のＩＴＯターゲットを用いることが採用されている。
【０００３】
一般にＩＴＯターゲットは、まず、酸化インジウム粉末と、酸化錫粉末と、水と、バインダーとを混合し、スラリーを作製し、得られたスラリーをスプレードライヤー装置に供給して噴霧乾燥し、造粒粉を得る。得られた造粒粉を目開き１５０μｍ程度のふるいにかけ、篩い下をＩＴＯ造粒粉末とする。次いで、この造粒粉末を用いて成形体を作成し、焼結し、成形してＩＴＯターゲットを得ている。このＩＴＯターゲットを使用するに際しては基板のバッキングプレートにＩＴＯターゲットをロウ付け等して通電可能とし、用いている。
【０００４】
ところで、ＩＴＯ造粒粉末を得るに際して篩い分けをする理由は、直径１５０μｍ程度より大きな粒子が混在した状態で成形すると、成形時、あるいは焼結時に成形体に割れが生じるからである。割れが生じた成形体はスクラップとせざるを得ず、製品の直接収率の低下に直結する。また、スクラップとなった成形体は粉砕され、溶解され、ＩｎとＳｎとを回収し、これを参加して酸化インジウムと酸化スズとを得、繰り返すことになり、仕掛かりの増となる。よって、スクラップの増加はＩＴＯターゲットの製造コストを押し上げるものとなり、経済的損失を大きくする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の条件で得られたＩＴＯ造粒粉を用いてＩＴＯターゲットを作成すれば、成形工程や焼結工程でほとんど割れは発生しないが、特定の季節になると割れが発生するという事態が生じる。本発明は、季節変動と関係なく、常に成形工程や焼結工程で割れが発生しないＩＴＯターゲットの製造方法の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、主要成分が酸化インジウム粉末と酸化錫粉末からなる原料粉末と、水と、バインダーとを混合し、スラリーを作製する工程、得られたスラリーをスプレードライヤー装置に供給して噴霧乾燥し、造粒粉を得る工程、得られた造粒粉を目開き１５０μｍ程度の篩いにかけ、篩い下をＩＴＯ造粒粉末として得る工程、この造粒粉末を用いて成形体を作成する工程、焼結する工程を主要工程とするＩＴＯターゲットの製造方法において、造粒粉を篩いに掛ける前に、該造粒粉の水分率を部分及び全体において０．２〜０．５ｍａｓｓ％になるように乾燥し、次いで得られた乾燥物を混合して水分率を均一化し、その後篩いに掛けるものである。
【０００７】
本発明の具体的乾燥手段としては、例えば、造粒粉をパレット等に、厚さ１０ｍｍ以下で均一に敷き詰め、室温で一昼夜以上放置、あるいは室温の通気乾燥により表層部の造粒粉の水分率が０．２ｍａｓｓ％を切ることなく、最深部の造粒粉の水分率が０．５ｍａｓｓ％を越えることなく、且つ平均の水分率が０．２〜０．５ｍａｓｓ％の範囲となるようにする。
【０００８】
なお、乾燥物の混合方法としては特殊なものを用いる必要はなく、例えばポットミルに投入し、粉砕用ボールを投入することなく、適当時間回転することで事足りる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、種々検討した結果、造粒粉の水分率と割れの発生とが密接な関係を持つことを初めて見いだし、本発明に至った。即ち、従来、篩い上の造粒粉を用いると成形時あるいは焼結時に割れが発生するのは、粒径の差が原因と考えられていたが、この篩い上の造粒粉を精査したところ、いずれも水分率が０．５ｍａｓｓ％を越えるものであることが分かった。この知見より、篩い下の造粒粉の水分率と割れとの関係を調査したところ、０．５ｍａｓｓ％を越えるものが存在しても成形時、あるいは焼結時に割れが発生することを見いだした。また、水分率が０．２ｍａｓｓ％を下回るものが存在した場合、割れの発生がなくとも、相対密度が９８％以上のターゲットを得ることが困難となることがわかった。
【００１０】
通常、スプレードライヤーでは、排出される造粒粉の水分率を０．２〜０．５ｍａｓｓ％に調節しているものの、ばらつき、且つ季節変動により０．５ｍａｓｓ％を越えるものもある。従って、こうしたものは乾燥することが必要となる。しかしながら、篩いに掛ける造粒粉の水分率は、部分においても、全体の平均においても０．２〜０．５ｍａｓｓ％でなければならない。
【００１１】
よって、急激な加熱を伴う乾燥方法は適しておらず、可能な限り穏やかな乾燥方法を採用することが望まれる。本発明の具体的手段として示した例のように、造粒粉をパレット等に、厚さ１０ｍｍ以下で均一に敷き詰め、室温で一昼夜以上放置することが最も好ましく、次いで室温の通気乾燥を用いることが好ましい。
【００１２】
ちなみに、水分率が０．５ｍａｓｓ％を越える造粒粉をステンレスバットに厚さ１０ｍｍ以下となるように敷き詰め、異なった室温・湿度とで放置し、ゆっくりと乾燥させたときの放置時間とＩＴＯ造粒粉の平均水分率と関係を、図１に示した。
【００１３】
図１より、湿度の影響が大きく無視できないものの、少なくとも一昼夜放置すれば、湿度の如何に関わらず、確実に平均水分率を０．２〜０．５ｍａｓｓ％にすることが可能であることがわかる。
【００１４】
本発明の一方法においてバットに厚さ１０ｍｍ以下とするのは、バットの材質にも依るが、ステンレス等の金属製のものを用いた場合、最上層の造粒粉の水分率が０．２ｍａｓｓ％程度となっても、最下層の造粒粉の水分率が０．５ｍａｓｓ％以下とならない虞が高いからである。
【００１５】
本発明者の検討結果に依れば、バットに厚さ１０ｍｍ以下に造粒粉を敷き詰め、３５℃の高温乾燥機に放置し、水分率の継時変化を測定したところ、平均水分率が０．５ｍａｓｓ％を切った段階で表層部の一部の造粒粉の水分率が０．１ｍａｓｓ％程度まで低下し、これを用いて成形し、焼成したところ相対密度が９８％以上となるものは得られなかった。
【００１６】
なお、本発明においても発生する篩い上は新たな原料分と混合し粉砕することにより容易に再使用することができる。
【００１７】
【実施例】
以下実施例を用いて本発明を説明する。
（実施例１）
Ｉｎ２Ｏ３粉８０００ｇ・ＳｎＯ２粉９００ｇ・純水５９００ｇ・ポリビニルアルコール１００ｇをボールミルに入れ、混合・粉砕して原料スラリー１４９００ｇを作製した。得た原料スラリーをスプレードライヤー（中部熱工業株式会社製型式：ＣＮＫ−Ｐ−ＳＤＤ−２）を用いて下記条件に従い噴霧乾燥することによりＩＴＯ造粒粉８５００ｇを得た。
【００１８】
噴霧乾燥条件
スラリー濃度　　　　１．９５ｇ／ｃｍ３
スラリー供給量　　　２５０ｍｌ／分
乾燥用気体　風量　　８Ｎｍ３／分
乾燥用気体　温度　　１５０℃
得られたＩＴＯ造粒粉の水分率は０．２〜０．７ｍａｓｓ％、平均０．４５ｍａｓｓ％であった。このうち、０．５ｍａｓｓ％を越える部分約３０００ｇをステンレスバットに厚さ８〜１０ｍｍとなるように敷き詰め室温で一昼夜放置し、ゆっくりと乾燥させた。乾燥後のＩＴＯ造粒粉の表層部と最下層との水分率を求めたところ、それぞれ０．２ｍａｓｓ％、０．４ｍａｓｓ％となっていた。また、平均水分率は０．３ｍａｓｓ％であった。
【００１９】
このＩＴＯ造粒粉をポットミルに入れ、粉砕用のボールを入れることなくポットミルを１時間回転させ、均質化し、目開き１５０μｍの篩いに掛け、篩い下をシリコンゴム製の矩形形状の型に充填した。次いで、これを冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧し、３００×１５０×１０ｍｍの成形体を作製した。この際、成形体に割れは生じなかった。
【００２０】
この成形体を酸素雰囲気下、１５５０℃で２４時間焼結を行なった結果、相対密度９９．５％の高密度ＩＴＯターゲットを得た。
【００２１】
（実施例２）
実施例１と同様にして得た水分率０．５ｍａｓｓ％を越える部分２０００ｇをステンレスバットに厚さ５〜８ｍｍとなるように敷き詰め室温で一昼夜放置し、ゆっくりと乾燥させた。乾燥後のＩＴＯ造粒粉の表層部と最下層との水分率を求めたところ、それぞれ０．３ｍａｓｓ％、０．２ｍａｓｓ％となっていた。また、平均水分率は０．２５ｍａｓｓ％であった。
【００２２】
このＩＴＯ造粒粉をポットミルに入れ、粉砕用のボールを入れることなくポットミルを１時間回転させ、均質化し、目開き１５０μｍの篩いに掛け、篩い下をシリコンゴム製の矩形形状の型に充填した。次いで、これを冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧し、３００×１５０×１０ｍｍの成形体を作製した。この際、成形体に割れは生じなかった。
【００２３】
この成形体を酸素雰囲気下、１５５０℃で２４時間焼結を行なった結果、相対密度９９．５％の高密度ＩＴＯターゲットを得た。
【００２４】
（比較例１）
実施例１と同様にして得た水分率０．５ｍａｓｓ％を越える部分３０００ｇをステンレスバットに厚さ１０〜１２ｍｍとなるように敷き詰め室温で一昼夜放置し、ゆっくりと乾燥させた。乾燥後のＩＴＯ造粒粉の表層部と最下層との水分率を求めたところ、それぞれ０．４ｍａｓｓ％、０．６ｍａｓｓ％となっていた。また、平均水分率は０．５ｍａｓｓ％であった。
【００２５】
このＩＴＯ造粒粉をポットミルに入れ、粉砕用のボールを入れることなくポットミルを１時間回転させ、均質化し、目開き１５０μｍの篩いに掛け、篩い下をシリコンゴム製の矩形形状の型に充填した。次いで、これを冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧し、３００×１５０×１０ｍｍの成形体を作製した。この際、成形体に割れが生じた。
【００２６】
（比較例２）
実施例１と同様にして得た水分率０．５ｍａｓｓ％を越える部分３０００ｇをステンレスバットに厚さ８〜１０ｍｍとなるように敷き詰め４０℃の高温乾燥機を用いて高温状態になるまで乾燥した。乾燥後のＩＴＯ造粒粉の表層部と最下層との水分率を求めたところ、それぞれ０．１ｍａｓｓ％、０．２ｍａｓｓ％となっていた。また、平均水分率は０．１５ｍａｓｓ％であった。
【００２７】
このＩＴＯ造粒粉をポットミルに入れ、粉砕用のボールを入れることなくポットミルを１時間回転させ、均質化し、目開き１５０μｍの篩いに掛け、篩い下をシリコンゴム製の矩形形状の型に充填した。次いで、これを冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧し、３００×１５０×１０ｍｍの成形体を作製した。この成形体を酸素雰囲気下、１５５０℃で２４時間焼結を行なった結果、相対密度８５％のＩＴＯターゲットが得られ、目的とする相対密度９８％を越える高密度ＩＴＯターゲットは得られなかった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明では、主として酸化インジウム粉末と酸化錫粉末からなる原料粉末と、水と、バインダーとを混合し、スラリーを作製し、得られたスラリーをスプレードライヤー装置に供給して噴霧乾燥し、造粒粉を得、得られた造粒粉を目開き１５０μｍ程度の篩いにかけ、篩い下をＩＴＯ造粒粉末として得、次いで、この造粒粉末を用いて成形体を作成し、焼結し、成形してＩＴＯターゲットを製造する方法において、造粒粉を篩いに掛ける前に、該造粒粉の水分率を部分及び全体において０．２〜０．５ｍａｓｓ％になるように乾燥し、次いで得られた乾燥物を混合して水分率を均一化し、その後篩いに掛ける。
こうすることにより、成形体作成時、あるいは焼結時に成形体が割れることなく、相対密度９８％以上のＩＴＯターゲットの作成が安定して可能となる。よって、本発明に従えば、スパッタリング中の異常放電回数が少ないＩＴＯターゲットを容易に提供することができる。
更に、本発明の方法に従えば、スプレードライヤー排出物の全量を所定水分率に調整することができるので、ボールミル等で容易に塊砕でき、篩い上を極めて減少させることができ、ＩＴＯターゲットの直接収率を大きく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水分率が０．５ｍａｓｓ％を越える造粒粉をステンレスバットに厚さ１０ｍｍ以下となるように敷き詰め、異なった室温・湿度とで放置し、ゆっくりと乾燥させたときの放置時間とＩＴＯ造粒粉の平均水分率と関係を示した図である。
【図１】
2004143498.tif 000002