烧结体和非晶膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够得到具备良好的可见光透射率和导电性的透明导电膜的烧结体 和使用该烧结体制作的具有低折射率的非晶膜。
【背景技术】
[0002] 以往，作为透明导电膜，在氧化铟中添加锡而得到的膜、即 ITO(IndiUm-Tin-〇Xide，氧化铟锡）膜透明且导电性优良，被用于各种显示器等广泛的用 途。但是，这种ITO由于作为主要成分的铟价格昂贵，因此存在在制造成本方面差这样的问 题。
[0003] 出于上述情况，作为ITO的替代品，提出了使用例如使用氧化锌（ZnO)的膜。由于 是以氧化锌为主要成分的膜，因此具有价格便宜这样的优点。这种膜已知有由于作为主要 成分的ZnO的氧缺陷而导电性增加的现象，如果导电性和透光性这样的膜特性与ITO近似， 则有可能增加这种材料的利用。
[0004] 顺便说一下，对于显示器等而言，在利用可见光的情况下，需要其材料为透明的， 尤其是优选在可见光区域的整个区域内为高透射率。另外，折射率高时，光损失增大或者显 示器的视角依赖性变差，因此期望为低折射率，为了提高膜的龟裂、蚀刻性能还期望为非晶 膜。
[0005] 非晶膜的应力小，因此与结晶膜相比不易产生龟裂，认为今后在面向柔性化的显 示器用途中要求为非晶膜。需要说明的是，对于之前的ΙΤ0,为了提高电阻值、透射率，需要 进行结晶化，另外，非晶化时，在短波长区域具有吸收，不会成为透明膜，因此不适合这样的 用途。
[0006] 作为使用氧化锌的材料，已知有IZO (氧化铟-氧化锌）、GZ0 (氧化镓-氧化锌）、 AZO(氧化铝-氧化锌）等（专利文献1?3)。但是，IZO虽然可以形成低电阻的非晶膜， 但是存在在短波长区域具有吸收、折射率高这样的问题。另外，GZ0、AZ0由于ZnO的c轴择 优取向而易于变为结晶膜，这种结晶膜由于应力增大而存在膜剥离、膜破裂等问题。
[0007] 另外，在专利文献4中，公开了以ZnO和氟化碱土金属化合物为主要成分的、实现 了宽范围的折射率的透光性导电性材料。但是，其为结晶膜，得不到后述的本发明那样的非 晶膜的效果。另外，在专利文献5中公开了折射率小且电阻率小、并且非晶质的透明导电 膜，但是与本发明的组成体系不同，存在不能一起调节折射率和电阻值这样的问题。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2007-008780号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2009-184876号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2007-238375号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2005-219982号公报
[0014] 专利文献5 :日本特开2007-035342号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的问题
[0016] 本发明的课题在于提供能够得到能够保持良好的可见光透射率和导电性的透明 导电膜、尤其是低折射率的非晶膜的烧结体。这种薄膜由于透射率高且机械特性优良，因此 可用于显示器的透明导电膜、光盘的保护膜。本发明的目的在于由此提高光器件的特性、降 低设备成本、大幅改善成膜的特性。
[0017] 用于解决问题的手段
[0018] 为了解决上述问题，本发明人进行了深入研宄，结果发现：通过将以往的ITO等透 明导电膜替换成下述所示的材料体系，能够任意地调节电阻率和折射率，确保与以往同等 或者其以上的光学特性，并且通过溅射或者离子镀能够进行稳定的成膜，进而通过形成非 晶膜，能够改善具备该薄膜的光器件的特性、提高生产率。
[0019] 基于上述发现，本发明提供下述发明。
[0020] 1) 一种烧结体，其为包含锌（Zn)、第一金属元素（Ml)、第二金属元素（M2)、锗（Ge) 和/或硅（Si)、氧（O)的氧化物烧结体，其特征在于，上述Ml为选自由铝（A1)、镓（Ga)、硼 (B)、钇（Y)和铟（In)组成的组中的一种以上元素（其中，第二金属元素为钇的情况下，第 一金属元素的组中不包括钇。另外，第二金属元素为铟的情况下，第一金属元素的组中不包 括铟。），上述M2为选自由钇（Y)、铟（In)、锰（Mn)、镧（La)、钪（Sc)、钕（Nd)、钐（Sm)、铕 (Eu)、钆（Gd)、铽（Tb)、镝（Dy)、钬（Ho)、铒（Er)、镱（Yb)、镥（Lu)、钷（Pm)组成的组中的 一种以上元素，设Ml的总含量以氧化物换算为A摩尔％、M2的总含量以氧化物换算为B摩 尔％、Ge和/或Si的总含量以GeOjP /或SiO 2换算为C摩尔％时，满足15彡A+B+C彡55 的条件。
[0021] 2)如上述1所述的烧结体，其特征在于，第一金属元素（Ml)和第二金属元素（M2) 的总含量以（Ml+M2V(Zn+Ml+M2)的原子数比计为10原子％以上。
[0022] 3)如上述2所述的烧结体，其特征在于，第一金属元素（Ml)和第二金属元素（M2) 的总含量以（Ml+M2V(Zn+Ml+M2)的原子数比计为15原子％以上。
[0023] 4)如上述1所述的烧结体，其特征在于，Ge和/或Si的总含量为5 < C < 30。
[0024] 5)如上述1?4中任一项所述的烧结体，其特征在于，还含有以氧化物重量换算 〇. 1?5重量％的形成熔点为1000°C以下的氧化物的金属。
[0025] 6)如上述5所述的烧结体，其特征在于，熔点为KKKTC以下的氧化物为选自由 B203、P205、K20、V 205、Sb203、Te02、Ti 203、PbO、Bi203、MoO3组成的组中的一种以上氧化物。
[0026] 7)如上述1?6中任一项所述的烧结体，其特征在于，相对密度为90%以上。
[0027] 8)如上述1?7中任一项所述的烧结体，其特征在于，体电阻值为10 Ω ^cm以下。
[0028] 9) -种派射革巴，其特征在于，使用上述1?8中任一项所述的烧结体。
[0029] 10) -种离子镀材料，其特征在于，其使用上述1?8中任一项所述的烧结体。 [0030] 11) 一种薄膜，其为包含锌（Zn)、第一金属元素（Ml)、第二金属元素（M2)、锗（Ge) 和/或硅（Si)、氧（0)的氧化物烧结体，其特征在于，上述Ml为选自由铝（A1)、镓（Ga)、硼 (B)、钇（Y)和铟（In)组成的组中的一种以上元素（其中，第二金属元素为钇的情况下，第 一金属元素的组中不包括钇。另外，第二金属元素为铟的情况下，第一金属元素的组中不包 括铟。），上述M2为选自由钇（Y)、铟（In)、锰（Mn)、镧（La)、钪（Sc)、钕（Nd)、钐（Sm)、铕 (Eu)、钆（Gd)、铽（Tb)、镝（Dy)、钬（Ho)、铒（Er)、镱（Yb)、镥（Lu)、钷（Pm)组成的组中的 一种以上元素，设Ml的总含量以氧化物换算为A摩尔％、M2的总含量以氧化物换算为B摩 尔％、Ge和/或Si的总含量以GeOjP /或SiO 2换算为C摩尔％时，满足15彡A+B+C彡55 的条件，并且所述薄膜为非晶的。
[0031] 12)如上述11所述的薄膜，其特征在于，第一金属元素（Ml)和第二金属元素（M2) 的总含量以（Ml+M2V(Zn+Ml+M2)的原子数比计为10原子％以上。
[0032] 13)如上述12所述的薄膜，其特征在于，第一金属元素（Ml)和第二金属元素（M2) 的总含量以（Ml+M2V(Zn+Ml+M2)的原子数比计为15原子％以上。
[0033] 14)如上述11?13中任一项所述的薄膜，其特征在于，Ge和/或Si的总含量为 5彡C彡30〇
[0034] 15)如上述11?14中任一项所述的薄膜，其特征在于，还含有以氧化物重量换算 〇. 1?5重量％的形成熔点为1000°C以下的氧化物的金属。
[0035] 16)如上述15所述的薄膜，其特征在于，熔点为KKKTC以下的氧化物为选自由 B203、P205、K20、V 205、Sb203、Te02、Ti 203、PbO、Bi203、MoO3组成的组中的一种以上氧化物。
[0036] 17)如上述11?16中任一项所述的薄膜，其特征在于，波长450nm下的消光系数 为0.01以下。
[0037] 18)如上述11?16中任一项所述的薄膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为 2. 00以下。
[0038] 19)如上述11?16中任一项所述的薄膜，其特征在于，体积电阻率为IX KT3? IXlO9Q · cm〇
[0039] 20) -种烧结体的制造方法，其为制造上述1?8中任一项所述的烧结体的方法， 其特征在于，将原料粉混合，并将所得到的混合粉在惰性气体或者真空气氛下在900°C? 1500 °C加压烧结；或者将所得到的混合粉压制成形，然后将该成形体在惰性气体或者真空 气氛下在900°C?1500°C常压烧结。
[0040] 发明效果
[0041] 通过将以往的ITO等透明导电膜替换为上述所示的材料，具有如下优良的效果： 能够任意地调节电阻率和折射率，确保与以往同等或者其以上的光学特性，并且通过溅射 或者离子镀能够进行稳定的成膜，进而通过形成非晶膜能够改善具备该膜的光器件的特 性、提高生产率。
【附图说明】
[0042] 图1是表示本发明的实施例1和比较例1的X射线衍射图谱的图。
【具体实施方式】
[0043] 本发明涉及以锌（Zn)、第一金属元素（Ml)、第二金属元素（M2)、锗（Ge)和/或硅 (Si)、氧（0)作为构成元素的氧化物烧结体，其特征在于，设Ml的总含量以氧化物换算为A 摩尔％、M2的总含量以氧化物换算为B摩尔％、Ge和/或Si的总含量以GeOdP /或SiO 2 换算为C摩尔％时，满足15 < A+B+C