[发明专利]烧结体及非晶膜

说明书

技术领域

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及使用该烧结体制作的具有低折射率的非晶膜。

背景技术

以往，作为透明导电膜，向氧化铟中添加锡而得到的膜即ITO(Indium-Tin-oxide，铟锡氧化物)膜透明且导电性优良，被用于各种显示器等广范围的用途。但是，由于作为主要成分的铟价格昂贵，因此该ITO有在制造成本方面存在劣势的问题。

鉴于上述情况，作为ITO的替代品，提出了例如使用氧化锌(ZnO)的膜。以氧化锌作为主要成分的膜具有价格低廉的优点。已知这种膜存在由于作为主要成分的ZnO的氧缺陷而导致导电性增强的现象，如果导电性和光透射性等膜特性与ITO近似，则这种材料的应用有增加的可能性。

在显示器等中利用可见光的情况下，该材料需要是透明的，特别优选在整个可见光范围具有高透射率。另外，折射率高时光损耗增大或使显示器的视角依赖性变差，因此还期望折射率低，并且为了改善膜的裂纹和蚀刻性能，还期望是非晶膜。

非晶膜的应力小，因此与结晶膜相比不易产生裂纹，今后，认为在面向柔性化的显示器用途中要求为非晶膜。另外，对于之前的ITO而言，为了提高电阻值和透射率，需要使其结晶化，并且，将其制成非晶时，在短波长范围内具有吸收而不能形成透明膜，因此不适合这种用途。

作为使用氧化锌的材料，已知IZO(氧化铟-氧化锌)、GZO(氧化镓-氧化锌)、AZO(氧化铝-氧化锌)等(专利文献1～3)。但是，IZO虽然能够形成低电阻的非晶膜，但存在在短波长范围内也具有吸收且折射率高的问题。另外，GZO、AZO由于ZnO容易沿c轴取向而容易形成结晶膜，这种结晶膜的应力增大，因此存在膜剥离和膜破裂等问题。

另外，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、实现了宽幅折射率的透光性导电材料。但是，该材料为结晶膜，得不到后述的本发明那样的非晶膜的效果。另外，专利文献5中公开了折射率小且比电阻小、而且为非晶的透明导电膜，但其与本发明的组成体系不同，存在不能同时调节折射率和电阻值的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-008780号公报

专利文献2：日本特开2009-184876号公报

专利文献3：日本特开2007-238375号公报

专利文献4：日本特开2005-219982号公报

专利文献5：日本特开2007-035342号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题在于提供能够得到能维持良好的可见光透射率和导电性的透明导电膜、特别是低折射率的非晶膜的烧结体。该薄膜的透射率高且机械特性优良，因此，作为显示器的透明导电膜或光器件的保护膜有用。由此，本发明的目的在于提高光器件的特性、降低设备成本、大幅改善成膜的特性。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明人进行了深入研究，结果得到如下发现：通过将以往的ITO等透明导电膜替换成如下所示的材料体系，能够任意地调节电阻率和折射率，能够在确保与以往同等水平或高于以往的光学特性的同时利用溅射或离子镀进行稳定的成膜，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并提高生产率。

本发明基于该发现而提供下述的发明。

1)一种烧结体，其特征在于，由锌(Zn)、三价金属元素、锗(Ge)和/或硅(Si)、氧(O)构成，设三价金属元素的总含量以氧化物换算为A摩尔%、Ge和/或Si的总含量以GeO₂和/或SiO₂换算为B摩尔%时，15≤A+B≤70。

2)如上述1)所述的烧结体，其特征在于，上述Ge和/或Si的总含量为5≤B≤30。

3)如上述1)或2)所述的烧结体，其特征在于，上述三价金属元素的总含量以三价金属元素/(Zn+三价金属元素)的原子数比计为0.1以上。

4)如上述1)～3)中任一项所述的烧结体，其特征在于，上述三价金属元素为选自由铝(Al)、镓(Ga)、硼(B)、钇(Y)和铟(In)组成的组中的一种以上元素。

5)一种烧结体，其特征在于，由锌(Zn)、镓(Ga)、锗(Ge)的氧化物构成，设Ga的含量以Ga₂O₃换算为A摩尔%、Ge的含量以GeO₂换算为B摩尔%且余量为ZnO时，满足15≤A+B≤50且A≥3B/2的条件。