氧化物薄膜制备用组合物及使用该组合物的氧化物薄膜的制备方法技术

涉及氧化物薄膜制备用组合物以及使用该组合物的氧化物薄膜的制备方法。更具体而言，本发明专利技术涉及(1)复合氧化物薄膜制备用组合物以及使用该组合物的氧化物薄膜的制备方法(本发明专利技术的第一方式)、(2)氧化锌薄膜制备用组合物和掺杂氧化锌薄膜制备用组合物以及使用这些组合物的氧化锌薄膜的制备方法(本发明专利技术的第二方式)、(3)氧化锌薄膜制备用组合物和掺杂氧化锌薄膜制备用组合物以及使用这些组合物的氧化锌薄膜的制备方法(本发明专利技术的第三方式)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氧化物·薄膜制备用组合物以及使用该组合物的氧化物薄膜的制备方法。更具体而言，本专利技术涉及(I)复合氧化物薄膜制备用组合物以及使用该组合物的氧化物薄膜的制备方法(本专利技术的第一方式)、(2)氧化锌薄膜制备用组合物和掺杂氧化锌薄膜制备用组合物以及使用这些组合物的氧化锌薄膜的制备方法(本专利技术的第二方式)、(3)氧化锌薄膜制备用组合物和掺杂氧化锌薄膜制备用组合物以及使用这些组合物的氧化锌薄膜的制备方法(本专利技术的第三方式)。本专利技术的第一方式涉及可以制备对于可见光具有80%以上的平均透射率，可以与在液晶显示装置、薄膜电致发光显示装置等的开关元件(薄膜晶体管)等中利用的IGZO的氧化物半导体膜等复合的复合氧化物薄膜的复合氧化物薄膜制备用组合物，以及使用该组合物的复合氧化物薄膜的制备方法，进而使用该制备方法制作的复合氧化物薄膜。通过使用本专利技术的第一方式的复合氧化物薄膜制备用组合物，以有机锌化合物和3B元素化合物作为原料来制备，并且没有点火性、操作容易，进而用作旋涂、浸涂涂布原料或喷雾热分解涂布原料时，可以提供对于可见光具有80%以上的平均透射率的复合氧化物薄膜。本专利技术的第二方式涉及将通过在大气压附近的压力下且在300°C以下的温度下进行加热、而可以形成对于可见光具有高的透射率的透明氧化锌薄膜的有机锌化合物作为原料制备的，没有点火性、操作容易的氧化锌薄膜制备用组合物及掺杂了 IIIA族元素的氧化锌薄膜制备用组合物，以及使用这些组合物的氧化锌薄膜及掺杂了 3B元素的氧化锌薄膜的制备方法，进而使用该制备方法制作的抗静电薄膜、紫外线防护薄膜、透明电极薄膜。由本专利技术的第二方式得到的对于可见光具有高的透过性的透明的氧化锌薄膜或掺杂了 IIIA族元素的氧化锌薄膜，用于光催化剂膜、紫外线防护膜、红外线反射膜、CIGS太阳能电池的缓冲层、色素增敏太阳能电池的电极膜、抗静电膜等，具有广泛的用途。本专利技术的第三方式涉及可以制备对于可见光具有80%以上的平均透射率，具有可以利用于抗静电薄膜、紫外线防护薄膜、透明电极薄膜等的程度的低的体积电阻率的氧化锌薄膜的氧化锌薄膜制备用组合物，以及使用该组合物的前述氧化锌薄膜的制备方法，进而使用该制备方法制作的抗静电薄膜、紫外线防护薄膜、透明电极薄膜。通过使用本专利技术的第三方式的氧化锌薄膜制备用组合物，以有机锌化合物作为原料来制备，并且没有点火性、操作容易，进而用作旋涂、浸涂涂布原料或喷雾热分解涂布原料时，可以提供对于可见光具有80%以上的平均透射率、还具备导电性的氧化锌薄膜。该氧化锌薄膜为对于可见光具有高的透过性、透明且具备导电性的氧化锌薄膜，用于FPD(平板显示器)的电极、电阻膜式触摸面板和静电容量式触摸面板的电极、薄膜硅太阳能电池及化合物(CdTe、CIS (二硒化铜铟))系薄膜太阳能电池、色素增敏太阳能电池、有机系薄膜太阳能电池的上部电极、紫外线防护膜、抗静电膜、红外线反射膜等，具有广泛的用途。
技术介绍
对于本专利技术的第一方式，作为包含复合氧化物之一的金属复合氧化物的氧化物半导体膜，例如已知包含In、Ga和Zn的氧化物(IGZO)的氧化物半导体膜，其特征在于，与无定形Si膜相比，电子的迁移率大，近年受到关注。另外，这种氧化物半导体膜，由于与无定形Si膜相比电子迁移率大、可见光透过性高，期待应用于液晶显示装置、薄膜电致发光显示装置等的开关元件(薄膜晶体管)等，而受到关注。已知对于IGZO而言，InGaO3(ZnO)m(m= I 20的整数)所示的化合物为主要成分。作为该无定形氧化物膜的成膜方法，通常已知PVD法、溅射法等对IGZO的烧结体在真空中进行处理而形成薄膜的方法。已知无定形氧化物膜的形成使用IGZO溅射靶(日本特开2007-73312号公报(专利文献I))。另一方面，对于氧化物薄膜的形成，已知有利用涂布方法进行的成膜。该涂布方法由于装置简便、膜形成速度快，生产率高、制备成本低，无需使用真空容器没有由于真空容器所造成的限制，因此具有可以制成大的氧化物薄膜等优点。作为通常的用 于形成氧化物薄膜的涂布方法，可列举出旋涂法(日本特开平7-182939 号公报(专利文献 2))、浸涂法(Y.0hya, et al.J.Mater.Sc1., 4099(29),1994(非专利文献 I))、喷雾热分解法(F.Paraguay D, et al.Thin Solid Films.,16(366)，2000(非专利文献 2)、L.Castaneda, et al.Thin Solid Films., 212(503)，2006(非专利文献3))等。作为该涂布方法用氧化物薄膜的形成材料的例子，已知以透明导电膜等用途作为目标的氧化锌薄膜形成用材料，具体而言，使用乙酸锌、在醇系的有机溶剂中反应的同时溶解的二乙基锌、二乙基锌部分水解而成的组合物等。专利文献2和非专利文献I 3涉及氧化锌薄膜，为了具有导电性，仅仅添加数重量％左右的微量的In、Ga等IIIA族元素。专利技术人使用专利文献2的材料调整为前述IGZO的组成，尝试用旋涂法、浸涂法、喷雾热分解法成膜，但是难以得到透明的薄膜。另一方面，本专利技术人尝试使用二乙基锌部分水解而成的组合物、或IIIA族元素化合物和二乙基锌部分水解而成的组合物的溶液，利用旋涂法制膜，得到对于可见光具有80%以上的平均透射率的氧化锌薄膜，并在本申请的优先日以前提出了专利申请(日本特开2010-254481号公报(专利文献3)、日本特开2011-46566号公报(专利文献4))。专利文献3、4的专利技术中，为了提高氧化锌薄膜的导电性，在组合物中共存In、Ga等IIIA族元素,但是IIIA族元素与锌的摩尔比(组成比)例如为0.005 0.1，较少，认为对于适用于IGZO等IIIA族元素的混合物与锌的摩尔比超过0.1的材料而言，需要进一步进行研究。因此，本专利技术的第一方式的目的在于，提供可以使用以二乙基锌或二乙基锌等有机锌化合物的部分水解物作为基底的组合物，来成膜IGZO等氧化物半导体膜的新的方法。本专利技术人为了达成上述目的而进行深入研究结果发现，对于含有具有烷基与锌或IIIA族元素键合的结构的化合物，作为更具体的例子，含有二乙基锌等有机锌化合物及二乙基锌等有机锌化合物与水的部分水解而得到的产物、和含In、Ga等IIIA族元素的化合物的混合物的组合物而言，即使相对于二乙基锌等有机锌化合物及二乙基锌等有机锌化合物与水的部分水解而得到的产物中锌，In、Ga等IIIA族元素在混合物中的IIIA族元素的摩尔比超过0.1，通过涂布，也容易地得到对于可见光具有80%以上的平均透射率的IGZO等氧化物半导体膜，从而完成了本专利技术的第一方式。对于本专利技术的第二方式，作为透明的氧化锌薄膜或掺杂了 IIIA族元素的氧化锌薄膜的制备方法，已知各种方法(日本学术振兴会透明酸化物光电子材料第166委员会编、透明导电膜的技术改订2版(2006)、pl65 173 (非专利文献4))。作为使用有机锌化合物作为原料的代表性的方法，存在化学气相沉积(CVD)法(K.Sorab, et al.Appl.Phys.Lett.，37 (5)，I September 1980 (非专利文献5))，和喷雾热分解法(前述非专利文献3))本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶孝一，丰田浩司，羽贺健一，德留功一，吉野贤二，竹元裕仁，
申请(专利权)人：东曹精细化工株式会社，
类型：
国别省市：