研究開発された技術紹介

透明導電膜の代表であるITO(IN-SN-O)を構成するINは、希少元素であることから、代替材料の開発に対する大きな期待がある。本研究開発ではMG水酸化物構造にC原子の分散ネットワークを構築し、MG(OH)2の透明性を失わずに電気伝導性を発現する、世界初の非酸化物系透明導電材料を提案する。当該材料の実用化により、太陽電池等の透明電極を安価で資源枯渇問題が生じない代替材料で提供する事が可能となる

MgおよびCを構成母材とした新規「非酸化物系」材料の開発
・透明性と電気伝導性の両立
→平均透過率90%以上、電気伝導性10-3Ωcm
・膜厚の制御
→50～600nm
(新技術)
Mg-Cを原料とした透明導電材料
(特徴)
・資源として豊富なMgとCからなる
・低コスト
・従来成膜技術の応用が可能

・化学的には合金化しないMgとCを合金化
‐スパッタリング法を用いて化学的には互いに合金化しないMgとCの合金を創成
・合金化したMgとCより、透明性と電気伝導性を兼ね備えた材料を合成
‐合金化し熱力学的準安定相状態にあるMgとCを、制御された湿度雰囲気に暴露することにより、合金薄膜の可視光透過率と電気伝導性の制御を行った
‐その結果、可視光に対する透明性(平均透過率85%以上)と格子中C原子のネットワーク構築による10-2Ωcmの電気伝導性を兼ね備えた材料の合成に成功した
・合成した材料を大面積化する成膜装置を開発
‐該当材料の実用化を目指すために、大面積化を可能にする成膜装置を開発
‐最終成膜状態からデバイス製造にかかる工程を一連として、連続製造と物性評価を可能にすることを目標に、a)スパッタリングチャンバー、b)恒温・恒湿チャンバー、c)雰囲気制御チャンバーが連続する資料搬送部を設計・製造した

論文：T.Murakami,T.Honjo,T.Kuji 「DOS Calculation Analysis of New Transparent Conductor Mg(OH)2-C」(H23.8)、T.Honjo,T.Kuji「Development of New Transparent Conductive Material of Mg(OH1-xCx)2(x=0.1-0.35)by Magnetron Sputtering」(H23.3)

液晶ディスプレィやタッチパネル、太陽光発電の透明導電膜として活用

・H27年度の実用化を目指して、補完研究を継続
・透明膜のサンプルあり(有償)

・低コスト化：希少元素フリーな透明導電材料
・新素材の実現：従来の透明導電材料は金属酸化物だが、開発した材料はマグネシウム水酸化物

比抵抗値のさらなる低下を目指して、研究開発中
・現在、フレキシブル基盤への成膜を計画中
・比抵抗値のもう一桁の低下(10-4Ωcm)をめざして研究開発中
・事業化に向けては、国内外の企業、投資家からの引き合いが多く、現在契約実現化に向け交渉中