[發明專利]氫氧化銦或含氫氧化銦的化合物的電解制造裝置以及制造方法

有效

• 申請號: 201610322530.7
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN105926022B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 新藤裕一朗;竹本幸一;古仲充之
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石金屬株式會社
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34;C25B1/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 金龍河,穆德駿

本申請是申請日為2012年6月12日、申請號為201280027688.1(國際申請號為PCT/JP2012/065013)、發明名稱為“氫氧化銦或含氫氧化銦的化合物的制造方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明主要涉及氫氧化銦或含氫氧化銦的化合物的制造方法，該氫氧化銦或含氫氧化銦的化合物為用于制造形成ITO膜的濺射用ITO靶的氧化銦或含氧化銦的化合物粉末的原料。

背景技術

ITO(以銦-錫為主成分的復合氧化物)膜作為以液晶顯示器為主的顯示設備的透明電極(膜)而被廣泛使用。作為形成該ITO膜的方法，通常通過真空蒸鍍法或濺射法等一般被稱為物理蒸鍍法的方法進行。特別是從操作性和膜的穩定性考慮，大多使用磁控濺射法來形成。

基于濺射法的膜的形成如下進行：使Ar離子等正離子物理轟擊設置在陰極的靶，并利用該轟擊能量釋放構成靶的材料，從而在對置的陽極側的襯底上層疊組成與靶材料幾乎相同的膜。

采用濺射法的覆蓋法的特征在于，通過調節處理時間、供電功率等，能夠以穩定的成膜速度形成從埃單位的薄膜至數十μm的厚膜。

一般來說，ITO燒結體靶是通過粉碎混合氧化銦和氧化錫，并對所得的混合粉末進行成型、燒結來制造的。在氧化銦和氧化錫的粉碎混合時，使用球磨機、V型混合機或帶型混合機進行干式或濕式混合。

作為ITO燒結體靶的原料的氧化銦粉末，可以通過對氫氧化銦進行煅燒來制造。該氫氧化銦制造方法的代表性公知技術，已在專利文獻1中公開。該專利文獻1的方法是以銦為陽極進行電解來制造氫氧化銦，再對其進行煅燒得到氧化銦粉末。需要說明的是，雖然該專利文獻1由于更名而導致申請人名稱與本申請不同，但其也是本申請人提出的申請。

作為氧化銦的制造方法，還可以考慮中和法。然而，如專利文獻1所述，由于中和法存在以下問題，因此電解法是有效的。

a)所得氧化銦粉末的各種特性(平均粒徑、表觀密度等)的偏差大，這是阻礙氧化銦系顯示材料、熒光體等的“品質偏差的降低”或“高品質化”的主要因素。

b)對于將制造條件(液溫、反應速度等)控制為恒定來說未必容易，而為了使制造條件穩定，設備成本上升。

c)在需要特性與以往不同的粉末時，無法靈活地應對這種要求。

d)裝置的規模比較大，因此，如果要將制造條件控制為恒定，則需要相當大的勞力，從這一方面可以認為對于增產來說未必容易。

e)由于每次都會產生中和廢液(例如硝酸銨)，因此需要進行處理，這提高了運行成本。

接下來，給出通過電解制造氫氧化銦的代表例。

在濃度為0.2～5mol/L、pH為4～10、溫度為10～50℃的硝酸銨(NH₄NO₃)水溶液中，以銦為陽極(anode)，并以100～1800A/m²的電流密度通電，進行電解。然后，過濾電解槽底部的沉積物，洗滌并干燥，得到氫氧化銦。

在以該氫氧化銦作為原料制造氧化銦時，只要在1100℃左右的溫度下焙燒即可。由此，可以得到平均粒徑為1～5μm的氧化銦粉末。

在進行上述氫氧化銦的電解時，在電解槽中配置銦板作為陽極(anode)，配置常規的不銹鋼板作為陰極(cathode)，并使電解液在它們之間流動來進行電解。然而，生成的氫氧化銦附著在陽極表面，銦電沉積在陰極表面并以樹枝(dendrite)狀延伸，導致陽極和陰極發生短路，產生了無法長時間進行電解的問題。

此外，如果連續實施電解，則溶出電位比In高的元素作為雜質殘留在陽極表面，結果存在雜質在表面濃縮的問題。如果在這種情況下繼續電解，則雜質也混入到電解液中，導致之前析出的氫氧化銦的純度下降。此外，在陽極表面局部失去銦金屬，陽極表面的電流密度變得不均勻。結果還產生了下述異常情況，即，在陽極的表面局部產生孔穴，陽極自身脫落到電解浴中。

而且，在氫氧化銦的電解時，生成的氫氧化銦附著在陽極表面，銦電沉積在陰極表面并以樹枝(dendrite)狀延伸，產生了陽極和陰極短路的問題。

對現有技術進行調查時，下述的專利文獻已被公開。

專利文獻2是氧化銦粉末的制造方法，該方法以銦作為陽極，并在攪拌成氫氧化銦沉淀懸浮在電解液中的狀態下進行電解。具體來說，在未進行攪拌時，電解槽液面附近的pH為8.5左右，槽底附近的pH為3.2左右，而通過攪拌電解液，使液面附近和槽底附近的電解液混合，從而使pH均勻化。