JP3416495B2 - Electroless indium oxide plating aqueous solution and electroless plating method - Google Patents
Electroless indium oxide plating aqueous solution and electroless plating methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子、自
発光型素子、液晶素子等の光学素子等に適用可能な酸化
インジウムを形成しうる無電解メッキ溶液、ならびにそ
れを用いた酸化インジウムの無電解メッキ方法に係わ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroless plating solution capable of forming indium oxide applicable to optical elements such as photoelectric conversion elements, self-luminous elements, liquid crystal elements and the like, and indium oxide using the same. Related to electroless plating method.
【0002】[0002]
【従来の技術】酸化インジウムは、酸素欠陥がドナーと
なり過剰キャリアを生成するため導電性を示し、しかも
バンドギャップが大きく透光性に優れるために、その薄
膜は液晶ディスプレイや太陽電池など光学デバイスをは
じめとして、多くの用途に主要な材料として使われてい
る。2. Description of the Related Art Indium oxide exhibits conductivity because oxygen defects act as donors to generate excess carriers, and has a large band gap and excellent light transmission properties. Therefore, its thin film is suitable for optical devices such as liquid crystal displays and solar cells. Firstly, it is used as a major material in many applications.
【0003】従来、酸化インジウム薄膜は、真空蒸着や
電子ビーム蒸着法やスパッタ法、更にはCVD法を用い
て形成されてきた。Conventionally, the indium oxide thin film has been formed by using the vacuum evaporation method, the electron beam evaporation method, the sputtering method, and the CVD method.
【0004】真空蒸着はタングステンのヒーターを加熱
源として、ルツボやボートに載せたインジウムや酸化イ
ンジウムを気化し、基板に堆積せしめるものである。薄
膜中に不足する酸素を補うために酸素ガスを真空容器に
導入したり(通常リアクティブと呼ばれる)、成膜後大
気や酸素雰囲気でアニールする手法がとられている。た
だしアニールの温度は数百度程度と高い。In the vacuum vapor deposition, a tungsten heater is used as a heating source to vaporize indium and indium oxide placed on a crucible or a boat and deposit them on a substrate. In order to supplement oxygen deficient in the thin film, oxygen gas is introduced into a vacuum container (usually called reactive), or after film formation, annealing is performed in the atmosphere or oxygen atmosphere. However, the annealing temperature is as high as several hundred degrees.
【0005】スパッタ法では、酸化インジウムやインジ
ウムのターゲットを、アルゴンや酸素のガスをDCやR
Fの電気エネルギーで励起して生成したプラズマでたた
き、対向する基板に酸化インジウムを堆積するものであ
る。In the sputtering method, a target of indium oxide or indium and a gas of argon or oxygen are used for DC or R.
It is hit with plasma generated by being excited by electric energy of F, and indium oxide is deposited on the opposing substrate.
【0006】CVD法はアルキル・インジウムと酸素を
真空容器に導入し、熱やプラズマでガスを分解して基板
上に酸化インジウムを堆積するものである。[0006] The CVD method is a method in which alkyl indium and oxygen are introduced into a vacuum container, and gas is decomposed by heat or plasma to deposit indium oxide on a substrate.
【0007】工業的には、スパッタ法がその特性の安定
性とスループットの高さから、好んで用いられている。Industrially, the sputtering method is preferably used because of its stable characteristics and high throughput.
【0008】しかし、一般に真空装置は装置が複雑で高
価なものとなり、工業化の範囲を狭めてしまうおそれが
ある。更にスパッタ法では、高真空ポンプが必要になる
上、ターゲットの利用効率が高くないので、材料コスト
も高いものになってしまう。また、有機金属を用いるC
VD法では、廃棄ガスの処理の設備が必要とされる。こ
のように利用範囲の大きい材料でありながら、成膜法が
コスト高で複雑なため、勢い限定された用途に応用され
るにとどまっていた。However, in general, the vacuum device is complicated and expensive, and there is a possibility that the range of industrialization is narrowed. Further, in the sputtering method, a high vacuum pump is required and the utilization efficiency of the target is not high, so that the material cost becomes high. Also, C using an organic metal
The VD method requires a facility for treating waste gas. Even though it is a material with a wide range of use as described above, the film forming method is expensive and complicated, so that it has only been applied to applications with limited momentum.
【0009】真空装置を用いずに、インジウム・アルコ
キシドを主成分とする溶液を薄く基板上に塗布して、溶
媒分を炉中で加熱して除くとともに酸化インジウム膜を
得る、ソルゲル法なども提案されているが、加熱温度が
100℃を超えるため基板の選択の範囲が狭くなるとい
った不自由や、溶媒がガスとなって抜け出る時にピンホ
ールを形成するので、厚膜を一度に形成できず、極めて
薄い膜を重ね塗りするという不都合があり、現在広く工
業化されるには至っていない。A sol-gel method is also proposed in which a solution containing indium alkoxide as a main component is thinly applied on a substrate without using a vacuum device, and a solvent is removed by heating in a furnace to obtain an indium oxide film. However, since the heating temperature exceeds 100 ° C., the range of selection of the substrate is narrowed, and pin holes are formed when the solvent escapes as a gas, so a thick film cannot be formed at one time. Due to the inconvenience of overcoating an extremely thin film, it has not yet been widely industrialized.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、低コ
ストで種々の応用が可能な酸化インジウム膜形成方法を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming an indium oxide film which can be applied in various ways at low cost.
【0011】本発明者らは、硝酸イオンとインジウムイ
オンを含む水溶液から酸化インジウムが電解析出するこ
とを見出した。The present inventors have found that indium oxide is electrolytically deposited from an aqueous solution containing nitrate ions and indium ions.
【0012】しかしながら、この方法は電気エネルギー
を薄膜の成長表面に与える必要があるので、導電性の基
体を用いることを必要条件とする。単に電析可能な溶液
(この場合硝酸インジウム水溶液)に基体を浸漬しても
膜の成長は観察されなかった。したがって、絶縁体上に
も膜の堆積の可能な真空成膜技術に対して、特定の基板
の上では特段の優位性を有しているとは言い難い。However, this method requires the use of an electrically conductive substrate as it requires the application of electrical energy to the growth surface of the thin film. No film growth was observed when the substrate was simply immersed in a solution that could be electrodeposited (in this case, an aqueous solution of indium nitrate). Therefore, it cannot be said that it has a particularly superiority on a specific substrate with respect to a vacuum film forming technique capable of depositing a film on an insulator.
【0013】ところが、上記溶液に酒石酸塩を添加した
溶液からは無電解でも析出が可能であることが本発明者
らによって見出された。However, it has been found by the present inventors that deposition can be carried out from a solution obtained by adding a tartrate salt to the above solution without electrolysis.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】以上の知見に基づく本発
明は、少なくとも硝酸イオンとインジウムイオンと酒石
酸塩とを含むことを特徴とする無電解酸化インジウムメ
ッキ水溶液及び少なくとも硝酸イオンとインジウムイオ
ンと酒石酸塩とを含む水溶液に基体を浸漬し、10℃〜
60℃で基体上に酸化インジウムを析出させることを特
徴とする無電解メッキ方法である。The present invention based on the above findings provides an electroless indium oxide plating solution containing at least nitrate ion, indium ion and tartrate salt, and at least nitrate ion, indium ion and tartaric acid. The substrate is immersed in an aqueous solution containing a salt, and the temperature is 10 ° C.
The electroless plating method is characterized by depositing indium oxide on a substrate at 60 ° C.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態に
ついて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below.
【0016】(1)無電解酸化インジウムメッキ水溶液
(硝酸イオン)硝酸イオン源としては特に限定されない
が、硝酸の他、例えば硝酸インジウム、硝酸ナトリウ
ム、硝酸カリウム、硝酸リチウム、硝酸アルミニウム、
硝酸アンモニウム等の硝酸塩を使用でき、硝酸インジウ
ムが好ましい。(1) Electroless Indium Oxide Plating Aqueous Solution (Nitrate Ion) The nitrate ion source is not particularly limited, but in addition to nitric acid, for example, indium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate, aluminum nitrate,
A nitrate such as ammonium nitrate can be used, and indium nitrate is preferable.
【0017】硝酸イオンの濃度は特に限定されないが、
好ましくは0.001〜0.5mol/l、より好まし
くは0.01〜0.1mol/lである。0.001m
ol/l以上であれば水酸化インジウムが溶液中に沈殿
することが防げ好ましい。また0.5mol/l以下で
あれば、膜堆積が実用的な時間で進行し好ましい。Although the concentration of nitrate ion is not particularly limited,
It is preferably 0.001 to 0.5 mol / l, more preferably 0.01 to 0.1 mol / l. 0.001m
When it is ol / l or more, indium hydroxide is preferably prevented from precipitating in the solution. Further, if it is 0.5 mol / l or less, film deposition proceeds in a practical time, which is preferable.
【0018】(インジウムイオン)インジウムイオン源
としては特に限定されないが、例えば硝酸インジウム、
硫酸インジウムや塩化インジウム等のインジウム塩が使
用でき、硝酸インジウムが好ましい。(Indium ion) The indium ion source is not particularly limited, but for example, indium nitrate,
Indium salts such as indium sulfate and indium chloride can be used, with indium nitrate being preferred.
【0019】インジウムイオンの濃度は特に限定されな
いが、好ましくは0.001〜0.5mol/l、より
好ましくは0.01〜0.1mol/lである。0.0
01mol/l以上であれば実効的に成膜が進行し好ま
しい。また0.5mol/l以下であれば、不要な沈殿
が溶液中に発生するのが防止でき、また凝集物が膜上に
付着することなく好ましい。The concentration of indium ions is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 0.5 mol / l, more preferably 0.01 to 0.1 mol / l. 0.0
When it is at least 01 mol / l, the film formation effectively proceeds, which is preferable. Further, if it is 0.5 mol / l or less, unnecessary precipitation can be prevented from occurring in the solution, and aggregates are preferable because they do not adhere to the film.
【0020】(酒石酸塩)酒石酸塩としては特に限定さ
れないが、例えば酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、
酒石酸ナトリウムカリウム、酒石酸水素ナトリウム、酒
石酸水素カリウム、酒石酸カルシウムなどが挙げられ、
なかでも酒石酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム
が好適に使用される。(Tartrate) The tartrate is not particularly limited, but for example, sodium tartrate, potassium tartrate,
Sodium potassium tartrate, sodium hydrogen tartrate, potassium hydrogen tartrate, calcium tartrate and the like,
Of these, sodium tartrate and sodium potassium tartrate are preferably used.
【0021】酒石酸塩の濃度は特に限定されないが、好
ましくは0.00001〜0.1mol/l、より好ま
しくは0.001〜0.01mol/lである。0.0
0001mol/l以上であれば酸化インジウム薄膜の
形成が可能であり好ましい。また0.1mol/l以下
であれば、溶液が白濁して、析出する膜が不透明な粉の
集合の様になるという問題がなく好ましい。The concentration of the tartrate salt is not particularly limited, but it is preferably 0.00001 to 0.1 mol / l, more preferably 0.001 to 0.01 mol / l. 0.0
If it is 0001 mol / l or more, an indium oxide thin film can be formed, which is preferable. Further, if it is 0.1 mol / l or less, there is no problem that the solution becomes cloudy and the deposited film becomes like an opaque powder aggregate, which is preferable.
【0022】また、水溶液を白濁せずに安定化するため
に、インジウムイオン濃度の1/200〜1/5とする
ことが更に好ましい。これは、酒石酸塩が解離した酒石
酸イオンのカルボン酸基やアルコール基がインジウムの
イオンの酸化に寄与しているところ、あまり多すぎると
溶液中で析出するためと推測している。特に、無電解プ
ロセスにおいては、電析のように外部から酸化するため
のエネルギーを付与することができないため、溶液の制
御をすることが好ましい。Further, in order to stabilize the aqueous solution without clouding, it is more preferable that the concentration of indium ion is 1/200 to 1/5. It is speculated that this is because when the tartrate salt dissociates the carboxylic acid group or alcohol group of the tartrate ion that contributes to the oxidation of the indium ion, if it is too much, it precipitates in the solution. In particular, in the electroless process, it is preferable to control the solution, because it is not possible to apply energy for external oxidation such as electrodeposition.
【0023】(2)無電解メッキ方法
無電解メッキ時のメッキ水溶液の温度は、20℃〜60
℃、好ましくは30℃〜50℃とする必要がある。温度
を高目に設定した方が好ましいが、60℃を超えるとメ
ッキ水溶液が白濁しやすくなり、膜が一様に成長しなく
なる。また、20℃未満では析出する膜の密着が悪く、
機械強度が不足する。(2) Electroless plating method The temperature of the plating aqueous solution during electroless plating is 20 ° C. to 60 ° C.
It is necessary to set the temperature to 30 ° C, preferably 30 ° C to 50 ° C. It is preferable to set the temperature higher, but if it exceeds 60 ° C., the plating aqueous solution tends to become cloudy and the film will not grow uniformly. Further, if the temperature is lower than 20 ° C., the adhesion of the deposited film is poor,
The mechanical strength is insufficient.
【0024】無電解メッキ時のメッキ水溶液のpHは、
溶質や温度によって変わるが、3〜9に制御するのが好
ましい。pHを制御することにより、成膜されない、沈
殿物が形成されて一様な膜とならない等の問題がなく好
ましい。pHを制御するために、硫酸、硝酸、塩酸、酢
酸などの酸や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化アンモニウムなどの塩基が少量用いられる。The pH of the plating solution during electroless plating is
Although it varies depending on the solute and the temperature, it is preferably controlled to 3-9. By controlling the pH, there is no problem that a film is not formed or a precipitate is not formed to form a uniform film, which is preferable. A small amount of acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and acetic acid, and bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide are used to control the pH.
【0025】得られる膜の成膜速度は0.01〜10Å
/sである。とりわけ成膜初期に大きな値を示すが、時
間とともに一定の値に漸減収束していく。The film formation rate of the obtained film is 0.01 to 10Å
/ S. In particular, it shows a large value in the initial stage of film formation, but gradually converges to a constant value with time.
【0026】(水溶液保持容器)メッキ水溶液を保持す
る容器は、ステンレス、ガラスなどが好適に用いられる
が、銅やアルミはpHが低いとき好ましくない。不要な
膜が形成されるのを防ぐために、酸化インジウム以外の
酸化物や不動態物質が表面を覆っているのが好ましい。(Aqueous Solution Holding Container) Stainless steel, glass, etc. are preferably used as the container for holding the plating aqueous solution, but copper and aluminum are not preferable when the pH is low. In order to prevent formation of an unnecessary film, it is preferable that an oxide other than indium oxide or a passivation material covers the surface.
【0027】(基体)基体としては、特に制限されない
が、例えばステンレス、鉄、プラチナ、ニッケルなどの
金属、ガラス、プラスチック、セラミックなどが挙げら
れる。(Substrate) The substrate is not particularly limited, but examples thereof include metals such as stainless steel, iron, platinum and nickel, glass, plastics, ceramics and the like.
【0028】基体は、清浄な表面や活性の高い表面を有
する方が膜形成のトリガーとして好ましい。従って基体
の種類に応じて、酸洗浄・アルカリ浴洗浄などで酸化層
除去する、センシタイザー/アクチベーター処理するこ
と等が好ましい。センシタイザー/アクチベーター処理
としては、塩化第一スズ、塩化パラジウムを用いる公知
の方法(例えば「無電解メッキ」電機鍍金研究会編、日
刊工業新聞社、134頁参照)等を適用でき、またセン
シタイザー/アクチベーターは、例えば高純度化学製の
S−1、P−1(商品名)として市販品を入手すること
ができる。The substrate preferably has a clean surface or a highly active surface as a trigger for film formation. Therefore, depending on the type of substrate, it is preferable to remove the oxide layer by acid cleaning, alkaline bath cleaning, or the like, or to perform sensitizer / activator treatment. As the sensitizer / activator treatment, a known method using stannous chloride or palladium chloride (for example, "Electroless plating" edited by Denki Kagaku Kenkyukai, Nikkan Kogyo Shimbun, page 134) can be applied. As the Tizer / Activator, for example, commercially available products such as S-1 and P-1 (trade name) manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd. can be obtained.
【0029】(3)無電解メッキ方法の適用
本発明による酸化インジウムは帯電防止処理、太陽電
池、電子写真感光体などに適用できるが、本発明を用い
ることで、以下に記すような従来技術での不十分さが解
決できる。(3) Application of Electroless Plating Method Although the indium oxide according to the present invention can be applied to antistatic treatment, solar cells, electrophotographic photoreceptors, etc., by using the present invention, it is possible to obtain the following conventional techniques. Can be solved.
【0030】(帯電防止処理)帯電防止処理は、ガラス
材に静電気力で埃をつきにくくしたり、電子機器の内部
で静電気帯電を起こして埃を呼び更に静電気が帯電する
という現象によって高い電圧がかかって電子部品の損傷
を防ぐために電子部品やその周辺の部材が帯電しにくく
なるようにしたりするために、用いられる技術である。
ガラス材は主要構成物質が酸化珪素であるため、また近
年の電子部品やその周辺部材はプラスチックが多用され
るため、それら自体は極めて帯電しやすい。このため、
表面を金属アルコキシドなどの親水性基で置換処理をし
たり、導電性のカーボンや金属その他をコーティングし
て、導電処理を行っている。(Antistatic treatment) In the antistatic treatment, a high voltage is generated due to the phenomenon that dust is less likely to adhere to the glass material due to electrostatic force, or electrostatic charge is generated inside the electronic equipment to call dust and the static electricity is charged. This is a technique used in order to prevent the electronic parts from being damaged and to prevent the electronic parts and the peripheral members from being easily charged.
Since the main constituent material of the glass material is silicon oxide, and plastics are often used in recent electronic parts and their peripheral members, they themselves are extremely easily charged. For this reason,
The surface is subjected to a substitution treatment with a hydrophilic group such as a metal alkoxide, or a conductive carbon, a metal or the like is coated to conduct the conduction treatment.
【0031】しかしながら、多くの場合これら帯電防止
処理は色付きが伴う。これは、見えない部分に用いられ
る部品には問題とならないことであるが、表示部に使う
部品、とりわけカバー等については、好ましくない。ま
た、酸化インジウムやそれにスズを数%ドープしたIT
Oといった透明導電膜をコートするには、一般に真空装
置をもちいた方法、通常はスパッタ法であり、前述のと
おり装置コストが多大となり、小さな部品に対しては実
用的でない。このため、多少の導電性を犠牲にして色付
きが目立たない程度に薄くコートすることで対応してい
る。However, in many cases, these antistatic treatments are accompanied by coloring. This is not a problem for the parts used in the invisible part, but it is not preferable for the parts used in the display part, especially the cover. In addition, IT doped with indium oxide or tin in a few%
The method of coating a transparent conductive film such as O is generally a method using a vacuum apparatus, usually a sputtering method. As described above, the cost of the apparatus becomes large, and it is not practical for small parts. Therefore, a small amount of conductivity is sacrificed and a thin coating is applied so that the coloring is not noticeable.
【0032】本発明による無電解メッキ酸化インジウム
薄膜は、装置が安く手軽に処理できるから低コストで実
現できる上に、その膜の透過性がよいため、特に電子機
器の表示部のカバー部材に対しては好ましい。更に、処
理温度が高くないため、多くの部材が適用可能となる。The electroless plated indium oxide thin film according to the present invention can be realized at a low cost because the apparatus is inexpensive and can be easily processed, and since the transparency of the film is good, it is particularly suitable for the cover member of the display section of electronic equipment. Is preferred. Further, since the processing temperature is not high, many members can be applied.
【0033】(太陽電池)太陽電池は、ポイントコンタ
クト型という特殊な形態の太陽電池を除くと、光が入射
してくる表面を電極とする。ただし、ポイントコンタク
ト型では、半導体材料が電子・正孔の両方で長い寿命と
移動度を有さねばならず、グレードの高い単結晶Si以
外では実際のところ実用化できない。多く用いられる多
結晶Si、アモルフアスSi、アモルファスSiGe、
微結晶Si、多結晶CuInSeなどの材料では、光が
入射してくる面に透明な導電膜を電極として必要とす
る。(Solar Cell) Except for a special type of solar cell of the point contact type, a solar cell uses the surface on which light is incident as an electrode. However, in the point contact type, the semiconductor material must have a long life and mobility for both electrons and holes, and cannot be practically used in practice other than high grade single crystal Si. Polycrystalline Si, amorphous Si, amorphous SiGe, which are often used,
Materials such as microcrystalline Si and polycrystalline CuInSe require a transparent conductive film as an electrode on the surface on which light is incident.
【0034】通常この透明導電膜は、光学反射防止層を
かねるため、半導体の感度スペクトルの最大値を持つ波
長の1/4の光学厚さとされる。すなわち、感度最大波
長は、500nmから1μm程度なので、光学厚さとし
ては、約1200Åから約2500Åくらいであり、透
明導電膜の屈折率が通常2程度なので、膜厚としては6
00Åから1300Å程度のものとなる。現在知られて
いる透明導電材料は、酸化インジウムやITOを筆頭
に、酸化亜鉛、酸化スズ、あるいはそれらの合金、また
酸化ガリウムや窒化物を導入したものなどが提案されて
いるが、最も導電性の高いものは酸化インジウムやIT
Oであり、最高のもので1×104S/cm弱の導電率
を示す。逆に言うと、これ以上の高導電性は望めないわ
けで、このことは数mmからせいぜい数cm以下の幅で
グリッド乃至集積化結合を設ける必然性がある。しかし
グリッドは光を通さないため、太陽光の影を形成し、太
陽電池の変換効率を下げる損失となる。このように、太
陽光を十分に利用するためには、透明導電膜は透明性と
同時に導電性も十分に高いものでなければならない。Since this transparent conductive film also serves as an optical antireflection layer, it is usually made to have an optical thickness of 1/4 of the wavelength having the maximum value of the sensitivity spectrum of the semiconductor. That is, since the maximum sensitivity wavelength is about 500 nm to 1 μm, the optical thickness is about 1200 Å to about 2500 Å, and the refractive index of the transparent conductive film is usually about 2, so the film thickness is 6
It ranges from 00Å to 1300Å. Currently known transparent conductive materials include indium oxide and ITO, zinc oxide, tin oxide, or alloys thereof, or gallium oxide or nitride introduced. Higher indium oxide and IT
O, which is the highest, shows a conductivity of less than 1 × 10 4 S / cm. Conversely, no higher conductivity can be expected, which necessitates the provision of grids or integrated connections with a width of a few mm to at most a few cm or less. However, since the grid does not transmit light, it forms a shadow of sunlight, resulting in a loss that reduces the conversion efficiency of the solar cell. As described above, in order to fully utilize the sunlight, the transparent conductive film must be sufficiently transparent and at the same time highly conductive.
【0035】一方で、太陽電池は現在普及のネックにな
っているのがそのコストとされている。真空装置を用い
た成膜システムでは、償却費が大きなものとなって、市
場で望まれているコストまで距離がある。本発明による
酸化インジウム膜は、スパッタで形成するのと遜色のな
い導電性を示す上に、その形成プロセスが簡便で安価な
装置で対応できるため、市場で望まれるコストヘの距離
を縮めることができる。On the other hand, it is said that the cost of solar cells is currently the bottleneck for their widespread use. A film forming system using a vacuum device has a large depreciation cost, which is far from the cost desired in the market. The indium oxide film according to the present invention exhibits conductivity comparable to that formed by sputtering, and since the formation process thereof is simple and can be handled by an inexpensive device, the distance to the cost desired in the market can be shortened. .
【0036】(電子写真感光体)電子写真感光体は、導
電性基体の上に感光層を形成して、コロナ放電によって
表面を特定の電位に帯電し、像露光によって静電潜像を
形成するものである。すなわち、光が当たったところは
光キャリアが発生して、帯電電位を相殺するように移動
する。一般に用いられる感光材料あるいはキャリアの輸
送材料は、正孔か電子の一方を主体とする。たとえば、
有機感光体の場合多くは正孔が輸送キャリアとして働
く。(Electrophotographic Photoreceptor) In the electrophotographic photoreceptor, a photosensitive layer is formed on a conductive substrate, the surface is charged to a specific potential by corona discharge, and an electrostatic latent image is formed by imagewise exposure. It is a thing. That is, photocarriers are generated where light is applied and move so as to cancel the charging potential. Generally used light-sensitive materials or carrier-transporting materials are mainly composed of holes or electrons. For example,
In most organic photoconductors, holes act as transport carriers.
【0037】また、レーザープリンタに応用するため
に、半導体レーザーに感度を持たせるためには赤色域で
十分な潜像が形成する必要があるが、電荷発生と電荷輸
送を機能分離した層構成とすることにより、安定性と寿
命が増大する。Further, for application to a laser printer, it is necessary to form a sufficient latent image in the red region in order to make the semiconductor laser sensitive, but with a layer structure in which charge generation and charge transport are functionally separated. Doing so increases stability and life.
【0038】ここで、帯電する表面は自由表面となって
おり比較的容易に電荷が進入するのを防ぐことができる
が、基体側は通常工夫を要する。トナーの特性から負帯
電が好ましい場合、機能分離した電荷発生層は基体側
に、その上部に電荷輸送層が形成される。ここで、基体
側から正孔の進入があると、表面電位が中和されてしま
い、静電潜像のコントラストが激減する。それを防止す
るために、正孔の注入防止層を基体と電荷発生層との間
に設ける必要がある。一方で、もう一つのキャリアであ
る電子は感光層や輸送層に溜まるとゴーストの原因とな
るので、基体電極側に逃げるよう構成される必要があ
る。Here, since the surface to be charged is a free surface, it is possible to prevent the intrusion of charges relatively easily, but the substrate side usually requires some ingenuity. When negative charging is preferable due to the characteristics of the toner, the charge-generating layer having the functions separated is formed on the substrate side, and the charge-transporting layer is formed on the substrate. Here, if holes enter from the substrate side, the surface potential is neutralized, and the contrast of the electrostatic latent image is drastically reduced. In order to prevent this, it is necessary to provide a hole injection prevention layer between the substrate and the charge generation layer. On the other hand, the electron, which is another carrier, causes a ghost when it accumulates in the photosensitive layer or the transport layer, and thus it is necessary to escape to the base electrode side.
【0039】この正孔の注入防止層すなわちブロッキン
グ層は、バンドギャップの大きなn型の半導体である
と、極めて有効である。しかし、前述のように有機物で
はn型の半導体は極めて少なく、無機の材料、とりわけ
酸化物の透明導電膜が安定で適している。しかし、太陽
電池と同様に、これをスパッタ等真空プロセスで形成す
ると、感光体の著しいコスト上昇につながってしまう。
ゾルゲル法など提案されているが、膜の安定性などにま
だ解決すべき課題を抱えている。The hole injection preventing layer, that is, the blocking layer is extremely effective when it is an n-type semiconductor having a large band gap. However, as described above, there are very few n-type semiconductors among organic substances, and inorganic materials, particularly oxide transparent conductive films, are stable and suitable. However, like the solar cell, if it is formed by a vacuum process such as sputtering, the cost of the photoconductor will increase significantly.
Although the sol-gel method and the like have been proposed, there are still problems to be solved such as the stability of the film.
【0040】本発明による無電解酸化インジウムを適用
すると、有効なブロッキング層を安価に安定して形成す
ることが可能となる。特に、後工程の塗布過程で、本発
明の方法による酸化インジウム膜は変質したり溶け出し
たりすることがないので、好適に使用できる。By applying the electroless indium oxide according to the present invention, an effective blocking layer can be stably formed at low cost. In particular, the indium oxide film according to the method of the present invention is not altered or melted out in the coating process of the subsequent step, so that it can be preferably used.
【0041】[0041]
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples.
【0042】(実施例1)硝酸インジウム0.08mo
l/l、酒石酸ナトリウム0.003mol/lを純水
に溶解して水溶液とし、これを耐熱性ガラス容器にい
れ、液温を30℃に保ち、ニッケルで被覆された鋼板を
2時間浸漬したところ、約1000Åの酸化インジウム
薄膜が堆積された。(Example 1) Indium nitrate 0.08mo
1 / l, 0.003 mol / l of sodium tartrate was dissolved in pure water to form an aqueous solution, which was placed in a heat-resistant glass container, the liquid temperature was kept at 30 ° C., and the steel sheet coated with nickel was immersed for 2 hours. , About 1000Å of indium oxide thin film was deposited.
【0043】析出する酸化インジウム膜は1000Åの
膜厚でのシート抵抗100〜10kΩ/□の導電性を示
し、反射性基板に形成した1000Åの膜の評価で光透
過率は85%以上で、干渉色を呈した。XMAでの評価
では酸素とインジウムの存在が確認された。The deposited indium oxide film exhibits a sheet resistance of 100 to 10 kΩ / □ at a film thickness of 1000 Å, and the light transmittance of the film of 1000 Å formed on the reflective substrate is 85% or more. Exhibited a color. The XMA evaluation confirmed the presence of oxygen and indium.
【0044】(実施例2)塩化第一スズ、塩化パラジウ
ムを用いてセンシタイザー/アクチベーター処理を行っ
たガラス基板を、実施例1と同様の水溶液に浸漬したと
ころ、4時間で干渉色を呈する酸化インジウム薄膜の形
成を見た。(Example 2) A glass substrate treated with sensitizer / activator using stannous chloride and palladium chloride was immersed in an aqueous solution similar to that of Example 1, and exhibited an interference color in 4 hours. We saw the formation of an indium oxide thin film.
【0045】析出する酸化インジウム膜は1000Åの
膜厚でのシート抵抗100〜10kΩ/□の導電性を示
し、反射性基板に形成した1000Åの膜の評価で光透
過率は85%以上で、干渉色を呈した。XMAでの評価
では酸素とインジウムの存在が確認された。The deposited indium oxide film exhibits a sheet resistance of 100 to 10 kΩ / □ at a film thickness of 1000 Å, and the light transmittance of the film of 1000 Å formed on the reflective substrate is 85% or more. Exhibited a color. The XMA evaluation confirmed the presence of oxygen and indium.
【0046】(比較例1)硝酸インジウムの代わりに、
硫酸インジウムを用いた以外は実施例1と同様にした
が、膜形成はされなかった。このことは、水溶液中の硝
酸イオンの関わりを強く示唆している。(Comparative Example 1) Instead of indium nitrate,
The same procedure as in Example 1 was carried out except that indium sulfate was used, but no film was formed. This strongly suggests the involvement of nitrate ions in the aqueous solution.
【0047】(比較例2)硝酸インジウムの代わりに、
塩化インジウムを用いた以外は実施例1と同様にした
が、膜形成はされなかった。このことは、水溶液中の硝
酸イオンの関わりを強く示唆している。(Comparative Example 2) Instead of indium nitrate,
The same procedure as in Example 1 was carried out except that indium chloride was used, but no film was formed. This strongly suggests the involvement of nitrate ions in the aqueous solution.
【0048】(実施例3:帯電防止ガラスへの適用)内
矩350×500×150mmのステンレス槽を、0.
2mol/lの硝酸インジウムと0.001mol/l
酒石酸ナトリウムを含む水溶液で満たし、50℃に保っ
た。これに400×300mmのセンシタイザー/アク
チベーター処理をした青板ガラスを浸漬し、5時間、液
を撹拌しつつ保持した。これによりガラス両面に約15
00Åの酸化インジウム膜を形成した。90℃で2時間
大気アニールすることにより膜の密着性が向上し、帯電
防止用の酸化インジウム薄膜が簡便に形成できた。真空
蒸着・スパッタ法に比較すると装置コストや労力・プロ
セスは大きく改善されている。(Example 3: Application to antistatic glass) A stainless steel tank having an inner rectangle of 350 × 500 × 150 mm was prepared by
2 mol / l indium nitrate and 0.001 mol / l
It was filled with an aqueous solution containing sodium tartrate and kept at 50 ° C. A 400 × 300 mm sensitizer / activator-treated soda lime glass was immersed in the solution, and the solution was held for 5 hours while stirring. As a result, about 15
A 00Å indium oxide film was formed. By performing atmospheric annealing at 90 ° C. for 2 hours, the adhesion of the film was improved, and an indium oxide thin film for antistatic could be easily formed. Compared with the vacuum evaporation / sputtering method, the equipment cost, labor and process are greatly improved.
【0049】形成された帯電防止ガラス上を、+5.5
kVの高圧電源に繋いだ、帯電幅30mm、長さ330
mmのコロナ帯電器で帯電しつつ50mm/sの速さで
走査した。帯電30秒後に表面電位計を用いて表面の残
留電位を測定したところ、酸化インジウムを形成しない
青板ガラスの場合の+200Vに対して、+2V(誤差
範囲±5V)と極めて良好な帯電防止能を示した。On the formed antistatic glass, +5.5.
Connected to a high voltage power source of kV, charging width 30mm, length 330
Scanning was performed at a speed of 50 mm / s while charging with a corona charger of mm. When the residual potential of the surface was measured using a surface electrometer after 30 seconds of charging, it showed a very good antistatic ability of + 2V (error range ± 5V), compared to + 200V in the case of soda lime glass that does not form indium oxide. It was
【0050】利用できるガラスは、青板ガラスの他に、
白板ガラス、硼珪酸ガラス、燐珪酸ガラス、バリウムア
ルミ珪酸ガラス(コーニング7059:商品名)などが
ある。The glass that can be used is, in addition to soda-lime glass,
Examples include white plate glass, borosilicate glass, phosphosilicate glass, and barium aluminum silicate glass (Corning 7059: trade name).
【0051】この帯電防止ガラスは、ディスプレーの表
面保護ガラスや、装飾品の展示保護ガラスとして、埃が
つきにくいため良好に用いることができる。This antistatic glass can be favorably used as a surface protection glass for displays and a display protection glass for ornaments because it is less prone to dust.
【0052】(実施例4:太陽電池への適用)SUS4
30BA上に形成された太陽電池の上部電極層として応
用した例を示す。(Example 4: Application to solar cell) SUS4
An example of application as an upper electrode layer of a solar cell formed on 30BA is shown.
【0053】用いた太陽電池は、厚み0.1mmの表面
をブライトアニール処理したフェライト系ステンレスで
あるSUS430BA基板上に、DCマグネトロンスパ
ッタでAlターゲットを用いてAlを1000Å、DC
マグネトロンスパッタで酸化亜鉛焼結ターゲットを用い
て酸化亜鉛を16000Å、プラズマCVDにてn型ア
モルファスSiを200Å、プラズマCVDにてi型ア
モルファスSiを2000Å、プラズマCVDにてp型
微結晶シリコンを150Å形成したものである。The solar cell used is a SUS430BA ferritic stainless steel substrate whose surface is 0.1 mm thick and is bright annealed.
16000Å zinc oxide using magnetron sputter using a zinc oxide sintered target, 200Å n-type amorphous Si by plasma CVD, 2000Å i-type amorphous Si by plasma CVD, and 150Å p-type microcrystalline silicon by plasma CVD It was done.
【0054】太陽電池の基板に用いたフェライト系のス
テンレスは磁石に付着するため後工程での装置設計の容
易さから選択されたものであって、マルテンサイト系や
オーステサイト系のステンレスでも構わないし、非耐食
性のプラチナであっても構わない。また、ブライトアニ
ール処理は簡便な手法で比較的平滑な表面が得られるた
め使用したが、2D処理などで代表される粗面仕上げ
や、機械式あるいは電解の研磨による鏡面とすることも
できる。The ferritic stainless steel used for the substrate of the solar cell is selected because of the ease of device design in the subsequent step because it adheres to the magnet, and martensitic or austenitic stainless may be used. It may be non-corrosion resistant platinum. Further, the bright annealing treatment was used because a relatively smooth surface can be obtained by a simple method, but rough surface finishing typified by 2D treatment or a mirror surface by mechanical or electrolytic polishing can be used.
【0055】Alや酸化亜鉛に用いたDCマグネトロン
スパッタは制御の容易性から選択されたものであって、
RFスパッタも用いることができる。また、Alのごと
き金属ターゲットがつかわれる場合には磁石の助けのな
いDCスパッタとすることも可能である。Alはその上
に形成する半導体材料の禁制帯幅のエネルギーに近い波
長の光が半導体層を一部透過するため、効率よく反射し
て半導体層に戻してやる反射層の役目をしている。この
層はアモルファスSi材料では、赤い光より波長の長い
光に対して反射性が高いことが重要で、Alのほかに
金、銀、銅などが利用可能である。酸化亜鉛の層は、こ
の反射する光が十分に散乱して半導体層の長い距離を通
るようにするもので、ある程度厚くすることにより凹凸
が表面に形成されるものである。酸化亜鉛は導電性を有
するものとすることができるため、特に太陽電池を形成
したときの電気回路の一部を形成するが、特性の低下を
招くようなことはない。The DC magnetron sputter used for Al and zinc oxide was selected because of its ease of control.
RF sputtering can also be used. Further, when a metal target such as Al is used, it is possible to use DC sputtering without the aid of a magnet. Since Al has a wavelength of light having a wavelength close to the energy of the forbidden band width of the semiconductor material formed therethrough, it partially passes through the semiconductor layer, and thus Al plays a role of a reflective layer which is efficiently reflected and returned to the semiconductor layer. It is important that this layer is highly reflective to light having a wavelength longer than red light in an amorphous Si material, and gold, silver, copper, etc. can be used in addition to Al. The zinc oxide layer allows the reflected light to be sufficiently scattered so as to pass through a long distance of the semiconductor layer, and is formed to have irregularities on the surface by making it thick to some extent. Since zinc oxide can have conductivity, it forms a part of an electric circuit particularly when a solar cell is formed, but does not cause deterioration of characteristics.
【0056】ここで用いた太陽電池の半導体は基本的に
pin接合構造をしているが、キャリアの寿命が長い場
合には、pn接合とすることもできる。アモルファスS
iのpin接合構造の場合、p層やn層で光が吸われて
キャリアを発生しても、発生電流に寄与できないので、
接合を保持できるかぎり薄くするのが好ましい。pin
構造を作製したプラズマCVDは、よく知られているよ
うに、シランガスを主体としたガスをRFを印加した電
極間中に流しプラズマを形成し、基板上で化学反応を起
こしながら膜を形成するものである。p型にするために
ホウ素やアルミニウムなどのIII族元素を導入し、n
型にするために燐や砒素の元素を導入する。本実施例の
p層は光が入射してくる側に形成されているため、透過
率を上げるために微結晶とされている。微結晶層をp型
層に用いることにより開放電圧も向上することが知られ
ている。微結晶を形成するために、プラズマCVDで
は、水素で多量に希釈されたガスを用いると共に投入す
るプラズマパワーを高く設定する。The semiconductor of the solar cell used here basically has a pin junction structure, but if the carrier has a long life, it may be a pn junction. Amorphous S
In the case of the pin junction structure of i, even if light is absorbed in the p layer or the n layer to generate carriers, it cannot contribute to the generated current.
It is preferable to make the joint as thin as possible. pin
As is well known, the plasma-enhanced plasma CVD is a method in which a gas mainly containing a silane gas is flowed between electrodes to which RF is applied to form plasma, and a film is formed while causing a chemical reaction on a substrate. Is. Introducing a Group III element such as boron or aluminum to make it p-type,
An element such as phosphorus or arsenic is introduced for forming the mold. Since the p-layer of this embodiment is formed on the side on which light is incident, it is made of fine crystals to increase the transmittance. It is known that the open-circuit voltage is also improved by using the microcrystalline layer for the p-type layer. To form microcrystals, in plasma CVD, a gas diluted with a large amount of hydrogen is used, and the plasma power to be input is set high.
【0057】この太陽電池を、0.01mol/lの硝
酸インジウムと0.0001mol/lの酒石酸ナトリ
ウムを含む水溶液に40℃で1時間浸漬し600Åの酸
化インジウムを堆積した。堆積した酸化インジウムは回
り込みよく薄膜が形成されていた。したがって、ピンホ
ールなどのように局所的な短絡がある部分にも酸化イン
ジウム膜は形成された。This solar cell was immersed in an aqueous solution containing 0.01 mol / l indium nitrate and 0.0001 mol / l sodium tartrate at 40 ° C. for 1 hour to deposit 600 liters of indium oxide. The deposited indium oxide was well wrapped around to form a thin film. Therefore, the indium oxide film was formed also in the portion where there was a local short circuit such as a pinhole.
【0058】続いて、アモルファスSi欠陥部(電気的
短絡部を形成している)の局所エッチングを行って電気
的に局所不能化するために、60S/cmの導電率をも
つ飽和硫酸アルミニウム溶液中で、3cm離したステン
レスの対向電極との間に−5V、0.1sの電圧パルス
を5回印加した。このことにより、ピンホールなどの局
所短絡箇所の微細な周辺の酸化インジウムはエッチング
され、このことにより、ピンホール等の局所短絡の影響
は無視することができるようになる。その後、金のグリ
ッド電極を蒸着して上部電極端子とした。Subsequently, in order to perform local etching of the amorphous Si defect portion (forming an electrical short circuit portion) to electrically localize it, a saturated aluminum sulfate solution having a conductivity of 60 S / cm is used. Then, a voltage pulse of −5 V and 0.1 s was applied 5 times between the stainless steel counter electrode and the electrode separated by 3 cm. As a result, the indium oxide in the minute periphery of the local short-circuited portion such as the pinhole is etched, so that the influence of the local short-circuited such as the pinhole can be neglected. Then, a gold grid electrode was vapor-deposited to form an upper electrode terminal.
【0059】かかる太陽電池を、AM1.5、100m
W/cm2の擬似太陽光下で特性測定を行ったところ、
短絡電流密度14mA/cm2、解放電圧0.97V、
形状因子0.68、すなわち変換効率9.23%を得
た。更に上部透明電極の透明性を評価するために、40
0nmの光に対する収集効率(Q400と略す)を測定
したところ、62%であった。これら変換効率も収集効
率も、真空蒸着やスパッタで形成された透明導電膜と同
等の値であり、太陽電池特性を十分に示すことから十分
に優れた導電性を有すると共に、太陽電池の上部導電膜
として本発明による酸化インジウムが、透光性も導電性
も、十分な特性を有することを示している。一方で本方
式は極めて簡便で安価な酸化インジウムの透明導電膜を
提供する。Such a solar cell is AM 1.5, 100 m
When the characteristics were measured under simulated sunlight of W / cm 2 ,
Short circuit current density 14 mA / cm 2 , release voltage 0.97 V,
A form factor of 0.68, that is, a conversion efficiency of 9.23% was obtained. Furthermore, in order to evaluate the transparency of the upper transparent electrode, 40
The collection efficiency for 0 nm light (abbreviated as Q400) was 62%. These conversion efficiency and collection efficiency are equivalent to those of a transparent conductive film formed by vacuum deposition or sputtering, and have sufficiently excellent conductivity because they show sufficient solar cell characteristics, and at the same time, they have an excellent upper conductivity of the solar cell. It is shown that the indium oxide according to the present invention as a film has sufficient properties in both light transmission and conductivity. On the other hand, this method provides an extremely simple and inexpensive transparent conductive film of indium oxide.
【0060】本方式の酸化インジウムは、ここに例示し
た太陽電池の他、i層がアモルファスSiGeのもの、
Si・CuInSe・GaAs・InPなどの結晶のp
n接合を有する太陽電池、pin構造が2段もしくは3
段に積層されたもの(スタックセル)などに適用でき
る。The indium oxide of this system is not limited to the solar cell exemplified here, but has an i layer of amorphous SiGe.
P of crystal such as Si / CuInSe / GaAs / InP
Solar cell with n-junction, two or three pin structure
It can be applied to a stack of cells (stack cells).
【0061】(実施例5:太陽電池への適用)ガラス上
に形成された太陽電池の光入射側電極層として応用した
例を示す。(Example 5: Application to solar cell) An example of application as a light incident side electrode layer of a solar cell formed on glass will be shown.
【0062】厚み0.9mmの研磨表面を持つコーニン
グ7059ガラス基板をセンシタイザー/アクチベータ
ー処理した後、0.5mol/lの硝酸インジウムと
0.01mol/lの酒石酸ナトリウムカリウムを含む
水溶液に60℃で10時間浸漬し2μmの膜厚の酸化イ
ンジウムを堆積した。堆積膜の表面は凹凸が形成されて
散乱面となっていた。この散乱面は入射した光が散乱さ
れて、半導体層に斜めに入射することになり光学パスが
稼げて生成する光キャリア数を増大でき、そのことによ
り変換効率を増加せしめることができる。A Corning 7059 glass substrate having a polished surface with a thickness of 0.9 mm was subjected to a sensitizer / activator treatment, and then treated with an aqueous solution containing 0.5 mol / l indium nitrate and 0.01 mol / l sodium potassium tartrate at 60 ° C. Then, it was immersed in the solution for 10 hours to deposit indium oxide having a film thickness of 2 μm. The surface of the deposited film was uneven and formed a scattering surface. The scattering surface scatters the incident light and obliquely enters the semiconductor layer, which makes it possible to increase the number of optical carriers generated by the optical path and thereby increase the conversion efficiency.
【0063】しかるのち、電極取り出し部分を残して、
プラズマCVDにてp型アモルファスSiCを220
Å、プラズマCVDにてi型アモルファスSiを180
0Å、プラズマCVDにてn型アモルファスシリコンを
200Å形成した。p型アモルファスSiCでは、シラ
ンとメタンとBF3と水素を、i型アモルファスSiで
はシランと水素を、n型アモルファスシリコンではシラ
ンとフォスフィンと水素を、それぞれ出発原料ガスとし
て使用した。Then, leaving the electrode extraction portion,
220 p-type amorphous SiC by plasma CVD
Å, 180 i-type amorphous Si by plasma CVD
0 Å, 200 Å of n-type amorphous silicon was formed by plasma CVD. Silane, methane, BF3, and hydrogen were used as starting material gases for p-type amorphous SiC, silane and hydrogen for i-type amorphous Si, and silane, phosphine, and hydrogen for n-type amorphous silicon.
【0064】次に、Alを5000Åスパッタ堆積し裏
面反射層とした。反射面は、膜が堆積されるにしたがっ
て凹凸が成長していくため、1μ程度の大きさになって
おり、進入してくる光を十分に散乱できる反射散乱面と
なっていた。Next, 5000 Å Al was sputter deposited to form a back reflection layer. Since the unevenness grows as the film is deposited, the reflecting surface has a size of about 1 μm and is a reflecting and scattering surface that can sufficiently scatter incoming light.
【0065】酸化インジウム膜の電極取りだし部分と、
Al裏面反射層にそれぞれリードを形成して、裏面全体
をウレタン樹脂にて封入し、太陽電池とした。The electrode lead-out portion of the indium oxide film,
A lead was formed on each of the Al back reflective layers, and the entire back surface was sealed with urethane resin to obtain a solar cell.
【0066】かかる太陽電池を、AM1.5、100m
W/cm2の擬似太陽光下で特性測定を行ったところ、
短絡電流密度14.5mA/cm2、解放電圧0.92
V、形状因子0.67、すなわち変換効率8.94%を
得た。更に光入射側透明電極の透明性を評価するため
に、Q400を測定したところ、58%であった。これ
ら変換効率も収集効率も、真空蒸着やスパッタで形成さ
れた透明導電膜と同等以上の値であり、太陽電池特性を
十分に示すことから十分に優れた導電性を有すると共
に、太陽電池の上部導電膜として本発明による酸化イン
ジウムが、透光性も導電性も、十分な特性を有すること
を示している。特に短絡電流密度は真空蒸着やスパッタ
で形成された透明導電膜の場合よりも大きな値を示し、
光入射側透明電極の凹凸が極めて有効であることを示し
た。一方で本方式は、極めて簡便で安価な酸化インジウ
ムの透明導電膜を提供する。Such a solar cell is AM1.5, 100 m
When the characteristics were measured under simulated sunlight of W / cm 2 ,
Short circuit current density 14.5 mA / cm 2 , release voltage 0.92
V, a form factor of 0.67, that is, a conversion efficiency of 8.94% was obtained. Further, in order to evaluate the transparency of the light incident side transparent electrode, Q400 was measured and found to be 58%. Both the conversion efficiency and the collection efficiency are equal to or higher than those of the transparent conductive film formed by vacuum deposition or sputtering, and it has sufficiently excellent conductivity because it shows sufficient solar cell characteristics, and at the It is shown that the indium oxide according to the present invention as a conductive film has sufficient characteristics in both light-transmitting property and conductivity. In particular, the short circuit current density shows a larger value than in the case of a transparent conductive film formed by vacuum deposition or sputtering,
It was shown that the unevenness of the transparent electrode on the light incident side is extremely effective. On the other hand, this method provides an extremely simple and inexpensive transparent conductive film of indium oxide.
【0067】本方式の酸化インジウムは、ここに例示し
た太陽電池の他、i層がアモルファスSiGeのもの、
pin構造が2段もしくは3段に積層されたもの(スタ
ックセル)などに適用できる。The indium oxide of this system is not limited to the solar cell exemplified here, but has an i layer of amorphous SiGe.
The pin structure can be applied to a stack of two or three layers (stack cell).
【0068】(実施例6:電子写真感光体への適用)φ
30mm×260mmのAlシリンダードラムに、硝酸
による酸洗処理を施し、ついでワット浴によるNiの電
解メッキを施したのち、0.05mol/lの硝酸イン
ジウムと0.001mol/lの酒石酸ナトリウムカリ
ウムを含む水溶液に40℃で10時間浸漬し10000
Åの酸化インジウムを堆積した。この酸化インジウム膜
はn型の特性を示すため、Al基板側からの正孔の注入
を阻止し、電荷発生層で発生した正孔がドラム側に逃げ
て行くのを防ぐブロッキング層として用いられるもので
ある。このブロッキング層が環境に対して安定してブロ
ッキング特性を示すことにより、感光体全体の環境特性
が向上する。その後、銅フタロシアニンをポリビニルブ
チラールに分散させた分散液中で引き上げ塗布・乾燥し
て1ミクロンの電荷発生層を形成し、次に、カルバゾー
ルをポリカーボネートに溶解した塗工液中で引き上げ塗
布・乾燥し10ミクロンの電荷輸送層を形成した。この
ようにして、電子写真感光体ドラムを作製した。(Example 6: Application to electrophotographic photoreceptor) φ
A 30 mm × 260 mm Al cylinder drum is subjected to pickling treatment with nitric acid, and then electrolytically plated with Ni in a Watt bath, and then contains 0.05 mol / l indium nitrate and 0.001 mol / l sodium potassium tartrate. Immerse in aqueous solution at 40 ° C for 10 hours and 10,000
Å Indium oxide was deposited. Since this indium oxide film exhibits n-type characteristics, it is used as a blocking layer that blocks injection of holes from the Al substrate side and prevents holes generated in the charge generation layer from escaping to the drum side. Is. Since this blocking layer stably exhibits blocking characteristics with respect to the environment, the environmental characteristics of the entire photoreceptor are improved. After that, the copper phthalocyanine is dispersed in polyvinyl butyral and then applied and dried to form a 1-micron charge generation layer. Next, carbazole is dissolved in polycarbonate and applied and dried. A 10 micron charge transport layer was formed. In this way, an electrophotographic photosensitive drum was produced.
【0069】この電子写真感光体ドラムをレーザープリ
ンタにて、保持暗電位/明残留電位をそれぞれ、25℃
60%RHの常環境と35℃85%RHの高温高湿環境
で比較した。この結果は常環境で680V/10V、高
温高湿環境で670V/12Vという優れたものであっ
た。This electrophotographic photosensitive drum was held at 25 ° C. at a holding dark potential / bright residual potential with a laser printer.
A comparison was made between a normal environment of 60% RH and a high temperature and high humidity environment of 35 ° C. and 85% RH. The results were excellent at 680 V / 10 V in the normal environment and 670 V / 12 V in the high temperature and high humidity environment.
【0070】ここで示した電荷発生層と電荷輸送層との
機能分離型の層構成のほか、単一層型のものも適用可能
である。また、感光性電荷発生物質は銅フタロシアニン
の他、キノン顔料、ペリレン顔料、アズレニウム塩顔料
などが、また、電荷輸送物質としてはカルバゾールの
他、アントラセン、ピレン、インドール、ヒドラゾン化
合物などが利用可能である。In addition to the function-separated type layer structure of the charge generation layer and the charge transport layer shown here, a single layer type is also applicable. In addition to copper phthalocyanine, photosensitive charge generating substances include quinone pigments, perylene pigments and azurenium salt pigments, and as charge transporting substances other than carbazole, anthracene, pyrene, indole, hydrazone compounds and the like can be used. .
【0071】(実施例6:電析用下地層への適用)50
mm角の無アルカリガラス(バリウムアルミ珪酸ガラ
ス:コーニング7059)の裏面をマスキングテープで
覆い、センシタイザー/アクチベーター処理をした後、
0.05mol/lの硝酸インジウムと0.001mo
l/lの酒石酸ナトリウムカリウムを含む水溶液に40
℃で1時間浸漬し1000Åの酸化インジウムを堆積し
た。ついで150℃にて2時間乾燥アニールした。(Example 6: Application to base layer for electrodeposition) 50
After covering the back surface of mm-square non-alkali glass (barium aluminum silicate glass: Corning 7059) with masking tape and subjecting it to sensitizer / activator processing,
0.05 mol / l indium nitrate and 0.001 mo
40 in an aqueous solution containing 1 / l sodium potassium tartrate
It was immersed at ℃ for 1 hour to deposit 1000Å indium oxide. Then, it was dried and annealed at 150 ° C. for 2 hours.
【0072】次にこの酸化インジウム膜がコートされた
ガラスを基板として、0.01mol/lの硝酸インジ
ウムを含む水溶液中で、50℃にて、インジウムを対向
電極として10mAの電流を流して、酸化インジウムを
8000Å電解析出せしめた。膜厚は一様であり0.5
μmの粒状結晶酸化インジウム像がSEMにより確認さ
れた。Next, the glass coated with the indium oxide film was used as a substrate in an aqueous solution containing 0.01 mol / l of indium nitrate at 50 ° C. with a current of 10 mA as the counter electrode to cause oxidation. Indium was electrolytically deposited at 8000Å. The film thickness is uniform and is 0.5
An image of indium oxide having a grain size of μm was confirmed by SEM.
【0073】電析用の基板として本発明の無電解酸化イ
ンジウムが利用できる。このように本発明による電析用
の下地層を形成すると、その上部に形成する同じ材料の
酸化インジウムでも、粒径や配向性の制御が可能となる
ので、酸化インジウムの応用範囲を著しく増大すること
ができる。The electroless indium oxide of the present invention can be used as a substrate for electrodeposition. When the underlayer for electrodeposition according to the present invention is formed in this manner, the particle size and orientation can be controlled even with indium oxide of the same material formed on the underlayer, so that the range of application of indium oxide is significantly increased. be able to.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いると、
真空装置に比べはるかに低コストで、多方面の用途に適
用可能な、透光性と導電性を有する大面積の酸化インジ
ウム薄膜を作製することが可能となる。As described above, according to the present invention,
It is possible to fabricate a large-area indium oxide thin film having translucency and conductivity, which is much lower in cost than a vacuum device and can be applied to various applications.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−274508(JP,A) 特開 昭62−211385(JP,A) 特開 昭62−180740(JP,A) 特開 昭60−121614(JP,A) 特開 昭59−177357(JP,A) 特開 昭57−67048(JP,A) PHYSICA STATUS SO LIDI,VOL.87,NO.1,P. 79−83 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 18/52 C23C 20/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP 62-274508 (JP, A) JP 62-211385 (JP, A) JP 62-180740 (JP, A) JP 60- 121614 (JP, A) JP 59-177357 (JP, A) JP 57-67048 (JP, A) PHYSICA STATUS SO LIDI, VOL. 87, NO. 1, P. 79-83 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 18/52 C23C 20/08
Claims (16)
ンと酒石酸塩とを含むことを特徴とする無電解酸化イン
ジウムメッキ水溶液。1. An electroless indium oxide plating aqueous solution containing at least nitrate ions, indium ions, and tartrate salts.
酒石酸ナトリウムカリウムであることを特徴とする請求
項1に記載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。2. The electroless indium oxide plating aqueous solution according to claim 1, wherein the tartrate salt is sodium tartrate or potassium sodium tartrate.
mol/lであることを特徴とする請求項1又は2に記
載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。3. The concentration of nitrate ions is 0.001 to 0.5.
It is mol / l, The electroless indium oxide plating aqueous solution of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
0.5mol/lであることを特徴とする請求項1〜3
に記載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。4. The indium ion concentration is 0.001 to
It is 0.5 mol / l, It is characterized by the above-mentioned.
The electroless indium oxide plating aqueous solution described in.
1mol/lであることを特徴とする請求項1〜4に記
載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。5. A tartrate concentration of 0.00001 to 0.
It is 1 mol / l, The electroless indium oxide plating aqueous solution of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
の1/200〜1/5であることを特徴とする請求項1
〜5に記載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。6. The tartrate concentration is 1/200 to 1/5 of the indium ion concentration.
The electroless indium oxide plating aqueous solution according to any one of claims 1 to 5.
源が、硝酸インジウムであることを特徴とする請求項1
〜6に記載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。7. The ion source of nitrate ions and indium ions is indium nitrate.
The electroless indium oxide plating solution according to any one of items 1 to 6.
0.5mol/lであることを特徴とする請求項7に記
載の無電解酸化インジウムメッキ水溶液。8. The concentration of indium nitrate is 0.001 to
It is 0.5 mol / l, The electroless indium oxide plating aqueous solution of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
ンと酒石酸塩とを含む水溶液に基体を浸漬し、10℃〜
60℃で基体上に酸化インジウムを析出させることを特
徴とする無電解メッキ方法。9. A substrate is immersed in an aqueous solution containing at least nitrate ions, indium ions, and tartrate salts, and the substrate is heated at 10 ° C.
An electroless plating method comprising depositing indium oxide on a substrate at 60 ° C.
は酒石酸ナトリウムカリウムであることを特徴とする請
求項9に記載の無電解メッキ方法。10. The electroless plating method according to claim 9, wherein the tartrate salt is sodium tartrate or potassium sodium tartrate.
5mol/lであることを特徴とする請求項9又は10
に記載の無電解メッキ方法。11. The concentration of nitrate ion is 0.001 to 0.
It is 5 mol / l, It is characterized by the above-mentioned.
The electroless plating method described in.
〜0.5mol/lであることを特徴とする請求項9〜
11に記載の無電解メッキ方法。12. The indium ion concentration is 0.001.
~ 0.5mol / l is, characterized in that 9 ~.
11. The electroless plating method according to item 11.
0.1mol/lであることを特徴とする請求項9〜1
2に記載の酸化インジウム無電解メッキ方法。13. The tartrate concentration is from 0.00001 to.
It is 0.1 mol / l, It is characterized by the above-mentioned.
2. The electroless plating method of indium oxide according to 2.
度の1/200〜1/5であることを特徴とする請求項
9〜13に記載の無電解メッキ方法。14. The electroless plating method according to claim 9, wherein the concentration of the tartrate salt is 1/200 to 1/5 of the indium ion concentration.
ン源が、硝酸インジウムであることを特徴とする請求項
9〜14に記載の無電解メッキ方法。15. The electroless plating method according to claim 9, wherein the ion source of nitrate ions and indium ions is indium nitrate.
0.5mol/lであることを特徴とする請求項15に
記載の無電解メッキ方法。16. The concentration of indium nitrate is 0.001 to 0.001.
It is 0.5 mol / l, The electroless-plating method of Claim 15 characterized by the above-mentioned.
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