(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウムアルコキシドＩｎ（ＯＲ）３（Ｒ：炭素数１〜１０のアルキル基）とスズアルコキシドＳｎ（ＯＲ’）４（Ｒ’：炭素数１〜１０のアルキル基）とを原料として調製されたＩＴＯゾルにＩＴＯ種結晶を添加し、その混合物を加熱してＩＴＯゲルを結晶化させることを特徴とする透明導電材の形成方法。
【請求項２】
ＩＴＯ種結晶の添加割合をＩＴＯゾルの１０〜９０重量％とした請求項１記載の透明導電材の形成方法。
【請求項３】
ＩＴＯゾルにＩＴＯ種結晶が添加された混合物を加熱する温度が３５０℃以下である請求項１又は請求項２記載の透明導電材の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）の透明電極膜などとして使用される透明導電材ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ−ＳｎＯ2（１０％））を形成するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の透明電極膜は、従来、スパッタ法や蒸着法を利用し、ガラス基板上に結晶性ＩＴＯを薄膜状に付着させることにより形成されている。このスパッタ法や蒸着法による成膜では、基板が３００〜５００℃程度の温度に加熱されている。これらの真空成膜方法では、装置コストが高くなることから、低コスト化の要望が強く、ゾル−ゲル法のような湿式プロセスへの期待が大きい。
【０００３】
さらに、基板上には、配向膜やカラーフィルタ膜のように有機系材料からなる膜が形成されており、それらの耐熱性からの制約により、ＩＴＯ成膜時の温度を４００℃以下、最も好ましくは２５０℃以下にすることができるような成膜方法が望まれている。
【０００４】
この発明は、上記要望に応えるためになされたものであり、従来のスパッタ法や蒸着法によった場合よりも低い温度でＩＴＯ膜を形成することができる透明導電材の形成方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明では、非晶質のＩＴＯゾルを調製し、それに結晶性のＩＴＯを種結晶として添加し、ゾル−ゲル法を応用してゲル化したＩＴＯゲルを加熱結晶化するようにした。すなわち、この発明に係る透明導電材の形成方法は、インジウムアルコキシドＩｎ（ＯＲ）３とスズアルコキシドＳｎ（ＯＲ’）４（Ｒ、Ｒ’はいずれも炭素数１〜１０のアルキル基である）とを原料として調製されたＩＴＯゾルにＩＴＯ種結晶を添加し、その混合物を加熱してＩＴＯゲルを結晶化させることを要旨とする。
【０００６】
上記方法において、ＩＴＯ種結晶の添加割合は、ＩＴＯゾルの１０〜９０％とすればよい。また、ＩＴＯゾルにＩＴＯ種結晶が添加された混合物を加熱する温度は、３５０℃以下とすればよい。
【０００７】
【作用】
上記した方法によると、ゾル−ゲル法によってＩＴＯゾルがゲル化され、そのＩＴＯゲルが加熱されて結晶化されることにより、非晶質のＩＴＯゾル（非導電性）から導電性を有する結晶性のＩＴＯが形成される。この場合において、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯが種結晶として添加されることにより、ＩＴＯゲルの結晶化が促進され、結晶化温度が低下することとなる。
【０００８】
そして、ＩＴＯ種結晶の添加割合をＩＴＯゾルの１０〜９０重量％とすれば、上記した結晶化の促進に実効がある。また、ＩＴＯゾルにＩＴＯ種結晶が添加された混合物を加熱する温度を３５０℃程度にすれば、ＩＴＯゲルから結晶性ＩＴＯが得られることとなる。
【０００９】
【実施例】
以下、実験例を示しながら、この発明の好適な実施例について説明する。
【００１０】
〔製法例〕
エタノールアミンを添加して安定化させたインジウムアルコキシドＩｎ（ＯＲ）3とスズアルコキシドＳｎ（ＯＲ’）4（Ｒ、Ｒ’は、炭素数１〜１０のアルキル基である）とを、例えばイソプロピルアルコールを溶媒として混合する。インジウムアルコキシドとスズアルコキシドとしては、例えばインジウムブトキシドＩｎ（ＯＣ4Ｈ9）3とスズブトキシドＳｎ（ＯＣ4Ｈ9）4とを使用する。インジウムブトキシドを安定化させるために添加するエタノールアミンの量は、インジウムブトキシドと等モルとする。また、インジウムブトキシドとスズブトキシドとの混合割合は、モル比でＩｎ（ＯＣ4Ｈ9）3：Ｓｎ（ＯＣ4Ｈ9）4＝１０〜２０：１とする。そして、インジウムブトキシドとスズブトキシドとを、その合計含有量が３重量％となるようにイソプロピルアルコールを溶媒として混合する。この混合溶液を、窒素気流中において８０℃の温度に３時間保持して還流させる。これにより、複合アルコキシドＩｎ−Ｏ−Ｓｎ（ＯＣ4Ｈ9）xを成分として含有するＩＴＯゾルが調製される。
【００１１】
また、上記したようにイソプロピルアルコールを溶媒としてインジウムブトキシドとスズブトキシドとを混合した後、その混合溶液に等量の水を添加し、上記と同様の操作を行なって加水分解することにより、ＩＴＯゾルを調製するようにしてもよい。
【００１２】
次に、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯ粉末を添加し、コーティング溶液を調製する。結晶性ＩＴＯ粉末としては、市販品を使用すればよく、実験では、圧粉体積抵抗値０．０４５Ωｃｍ、粒径０．０３４μｍのものを用いた。また、結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合は、ＩＴＯゾルの１０〜９０重量％とすればよい。そして、調製したコーティング溶液を石英ガラス基板上にディップコート（浸漬塗布）し、その石英ガラス基板を加熱してＩＴＯを結晶化した。これにより、石英ガラス基板上にＩＴＯ薄膜が形成された。
【００１３】
〔試験例１〕
上記製法例において、ＩＴＯゾルに対する結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合を２０重量％と５０重量％とに変化させて２種類のコーティング溶液を調製し、また、比較例として、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯ粉末を添加しないでコーティング溶液を調製し、それぞれのコーティング溶液を別々に石英ガラス基板上にディップコートし、それぞれの石英ガラス基板を４００℃の温度に加熱した。そして、石英ガラス基板上に形成されたＩＴＯ薄膜の体積抵抗値をそれぞれ測定した。
【００１４】
測定の結果、結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合を２０重量％としたコーティング溶液をディップコートして形成されたＩＴＯ薄膜の体積抵抗値は０．５Ωcmであり、前記添加割合を５０重量％としたときのＩＴＯ薄膜の体積抵抗値は０．３Ωcmであった。これに対し、結晶性ＩＴＯ粉末を添加しないときは、形成された薄膜の体積抵抗値が１０Ωcmであった。この結果から、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯ粉末を添加してコーティング溶液を調製することにより、ＩＴＯゲルの結晶化が明らかに促進されることが分かった。また、結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合と形成されたＩＴＯ薄膜の体積抵抗値との間には相関関係があり、結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合を大きくする程、ＩＴＯゲルの結晶化が促進されることが分かった。
【００１５】
〔試験例２〕
上記製法例において、ＩＴＯゾルに対する結晶性ＩＴＯ粉末の添加割合を５０重量％としたコーティング溶液を調製し、また、比較例として、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯ粉末を添加しないでコーティング溶液を調製し、それぞれのコーティング溶液を別々に石英ガラス基板上にディップコートした。そして、石英ガラス基板の温度を室温から２０℃／分の速度で上昇させ、それぞれの薄膜について差動熱量測定（ＤＳＣ）した。
【００１６】
測定の結果、結晶性ＩＴＯ粉末を添加したコーティング溶液をディップコートして形成された薄膜では、ＤＳＣサーモグラムに３２７℃の温度においてＩＴＯゲルの結晶転移を示すピークが認められた。これに対し、結晶性ＩＴＯ粉末を添加しないコーティング溶液をディップコートして形成された薄膜では、３６０℃の温度においてＩＴＯゲルの結晶転移を示すピークが認められた。この結果から、ＩＴＯゾルに結晶性ＩＴＯ粉末を添加してコーティング溶液を調製することにより、ＩＴＯゲルの結晶化温度が引き下げられることが分かった。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されかつ作用するので、この発明に係る方法によれば、従来から行なわれているスパッタ法や蒸着法による場合に比べて、より低い温度で透明導電材ＩＴＯ膜を形成することができる。このように、この発明は、ＩＴＯ膜の低温形成の可能性を示すものであり、液晶表示装置の製造分野などにおいてその品質向上に寄与し得るものである。