JP2010093165A - Manufacturing method of electrode, and thin film transistor element and organic electroluminescent element using the same - Google Patents

Manufacturing method of electrode, and thin film transistor element and organic electroluminescent element using the same Download PDF

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礼子 小渕
Katsura Hirai
桂 平井
Makoto Honda
本田  誠
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a transparent conductive film which has a lower resistance than before and a sufficient surface smoothness in a method for forming a gate electrode by applying a fluid material containing transparent conductive particulate. <P>SOLUTION: A thin film 104" containing metal oxide particulate (indium tin oxide) and a metal oxide precursor is applied onto a glass substrate 106. By irradiating the thin film with microwaves, the precursor serves as a heating element and it is baked so that a conductive thin film is formed. This film is patterned to be a gate electrode 104. Then, a gate insulating film 105 is formed and a semiconductor precursor is applied to it and it is then dried, so that a semiconductor precursor material thin film 101' is obtained. By irradiating it with microwaves, the gate electrode generates heat and the semiconductor precursor material thin film is heated accordingly and is converted to an oxide semiconductor film, so that a semiconductor layer 101 is formed. By evaporation of gold through a mask, source/drain electrodes 102, 103 are formed and thus a thin film transistor is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属酸化物微粒子及び金属酸化物の前駆体から薄膜パターンを形成し、該薄膜パターンから電磁波を照射することにより電極を形成する電極の形成方法、また、この方法で得られた導電性薄膜を用いて作成される薄膜トランジスタ素子、また有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to a method of forming an electrode by forming a thin film pattern from metal oxide fine particles and a metal oxide precursor and irradiating an electromagnetic wave from the thin film pattern, and the conductive material obtained by this method. The present invention relates to a thin film transistor element formed using a conductive thin film and an organic electroluminescence element.

ITO(錫含有酸化インジウム)、SnO(酸化錫)、IZO(亜鉛含有酸化インジウム)などは可視光透過性及び視覚的透明性が良く、高い導電性を示すことから、液晶ディスプレイ、タッチパネル、センサー、太陽電池、有機・無機エレクトロルミネッセンス、薄膜トランジスタ、電子ペーパーなどに用いられている。 ITO (tin-containing indium oxide), SnO 2 (tin oxide), IZO (zinc-containing indium oxide), and the like have good visible light transparency and visual transparency, and exhibit high conductivity, so liquid crystal displays, touch panels, sensors It is used for solar cells, organic / inorganic electroluminescence, thin film transistors, electronic paper, and the like.

これら透明導電膜は、スパッタリング法等の物理的手法により製造することができるが、この製造方法では製造装置及び製造コストが高くなってしまうデメリットがある。これに対し、ITO、SnO、IZO等の透明導電性微粒子を溶剤等に分散させた微粒子分散液を、基材上に塗布する方法は、透明導電膜を安価に製造できる可能性がある。 These transparent conductive films can be manufactured by a physical method such as a sputtering method, but this manufacturing method has a demerit that a manufacturing apparatus and a manufacturing cost are increased. On the other hand, a method in which a fine particle dispersion in which transparent conductive fine particles such as ITO, SnO 2 , IZO, etc. are dispersed in a solvent or the like is applied on a substrate may produce a transparent conductive film at low cost.

しかし、分散液を基材上に塗布し形成した透明導電膜は、物理的手法を用い製造された膜に比べて抵抗が高い。その理由としては、透明導電膜が微粒子によって形成されているため、粒子界面が増加することが挙げられる。また、分散のため粒子表面に付着させる界面活性剤も、抵抗を増加させる。   However, a transparent conductive film formed by applying a dispersion on a substrate has a higher resistance than a film manufactured using a physical technique. The reason is that since the transparent conductive film is formed of fine particles, the particle interface increases. Surfactants that adhere to the particle surface for dispersion also increase resistance.

透明導電膜の抵抗を下げるためには、微粒子を、高温で焼成(焼結)させればよい。しかし、樹脂フィルム上の塗膜については、高温で焼成することができず、充分に微粒子間の焼結ができない。   In order to reduce the resistance of the transparent conductive film, the fine particles may be fired (sintered) at a high temperature. However, the coating film on the resin film cannot be fired at a high temperature and cannot be sufficiently sintered between the fine particles.

この問題を解決するために、特許文献1に記載の透明導電膜の製造技術では、透明導電性微粒子の塗膜にマイクロ波を照射して粒子間の焼結を行っている。マイクロ波を用いると誘電体損失の大きいもの以外は加熱されないため、被加熱物自体を直接的且つ同時に発熱させることができ、外部加熱法に比べ基材の熱変質が少ないことが期待される。   In order to solve this problem, in the manufacturing technique of the transparent conductive film described in Patent Document 1, the coating of transparent conductive fine particles is irradiated with microwaves to perform sintering between particles. When microwaves are used, only the material with a large dielectric loss is not heated, so that the object to be heated itself can be directly and simultaneously heated, and it is expected that the base material has less thermal deterioration than the external heating method.

しかしながら、それでも得られる膜の抵抗は物理的手法によるものと比較して大きくなってしまう。また、透明導電膜の場合、透明性も低くなってしまう。   However, the resistance of the obtained film is still larger than that obtained by a physical method. Moreover, in the case of a transparent conductive film, transparency will also become low.

また、さらに低抵抗化のために透明導電性微粒子の塗膜に圧力を加えた後マイクロ波を照射する試みも行われている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, an attempt has been made to irradiate microwaves after applying pressure to the coating film of transparent conductive fine particles in order to further reduce the resistance (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、さらに低抵抗化された透明導電膜が必要とされており、また特に、薄膜トランジスタのゲート電極等として使用するとき、これに充分な表面平滑性は得られていない。
特開平11−242916号公報 特開2008−91126号公報
However, there is a need for a transparent conductive film with further reduced resistance, and in particular, when it is used as a gate electrode of a thin film transistor, sufficient surface smoothness cannot be obtained.
JP-A-11-242916 JP 2008-91126 A

本発明の目的は、透明導電性微粒子を含む分散液等の流動性材料を基板上に塗布して透明導電膜を製造する際に、従来よりも低抵抗、かつ、薄膜トランジスタのゲート電極として充分な表面平滑性をもった透明導電膜を得ることにあり、又、これを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることにある。   The object of the present invention is to produce a transparent conductive film by applying a fluid material such as a dispersion containing transparent conductive fine particles on a substrate to produce a transparent conductive film, which is lower in resistance than conventional and sufficient as a gate electrode of a thin film transistor. It is to obtain a transparent conductive film having surface smoothness, and to obtain an organic electroluminescence element using the transparent conductive film.

本発明の上記課題は以下の手段により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

1.基板上に、少なくとも金属酸化物微粒子及び金属酸化物の前駆体を含む薄膜を形成した後、前記薄膜に電磁波を照射することにより、導電性薄膜を形成することを特徴とする電極の製造方法。   1. A method for producing an electrode, comprising: forming a thin film containing at least metal oxide fine particles and a metal oxide precursor on a substrate; and irradiating the thin film with electromagnetic waves to form a conductive thin film.

2.前記金属酸化物微粒子が、チタン、銅、ニッケル、亜鉛、錫及びインジウムのいずれかを含む酸化物微粒子であることを特徴とする前記1に記載の電極の製造方法。   2. 2. The method for producing an electrode according to 1 above, wherein the metal oxide fine particles are oxide fine particles containing any of titanium, copper, nickel, zinc, tin and indium.

3.前記金属酸化物の前駆体が、亜鉛、錫、インジウムの無機酸塩、ハロゲン化物又は水酸化物を含むことを特徴とする前記2に記載の電極の製造方法。   3. 3. The method for producing an electrode according to 2 above, wherein the metal oxide precursor contains zinc, tin, indium inorganic acid salt, halide or hydroxide.

4.前記金属酸化物の前駆体が、亜鉛、錫及びインジウムのいずれかの金属の硝酸塩を含むことを特徴とする前記2に記載の電極の製造方法。   4). 3. The method for producing an electrode according to 2 above, wherein the metal oxide precursor includes a nitrate of any one of zinc, tin and indium.

5.前記薄膜を塗布により形成することを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の電極の製造方法。   5. 5. The method for manufacturing an electrode according to any one of 1 to 4, wherein the thin film is formed by coating.

6.前記電磁波が、マイクロ波(周波数0.3〜30GHz)であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の電極の製造方法。   6). 6. The method for producing an electrode according to any one of 1 to 5, wherein the electromagnetic wave is a microwave (frequency: 0.3 to 30 GHz).

7.前記1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法によって形成された電子回路パターンを用いて作成することを特徴とする薄膜トランジスタ素子。   7). A thin film transistor element produced by using an electronic circuit pattern formed by the method for producing an electrode according to any one of 1 to 6 above.

8.前記1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法を用いて陽極を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   8). 7. An organic electroluminescence device, wherein an anode is formed using the method for producing an electrode according to any one of 1 to 6 above.

塗布プロセスにより、高平滑性、低抵抗のゲート電極、また、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等の電子デバイスに有用に用いられる電極を形成することができる。   By the coating process, a gate electrode having high smoothness and low resistance, and an electrode useful for an electronic device such as an organic electroluminescence (EL) element can be formed.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.

先ず、本発明に係る電極の塗布による製造プロセスについて説明する。   First, a manufacturing process by applying an electrode according to the present invention will be described.

本発明に係る導電性薄膜からなる電極の、流動性材料を用いた塗布による製造の各ステップについて、以下、順に説明する。   Each step of manufacturing the electrode made of the conductive thin film according to the present invention by application using a fluid material will be described below in order.

(ステップ1)
透明導電性粒子を含む流動性材料を作成する。
(Step 1)
A flowable material including transparent conductive particles is prepared.

本発明においては、透明導電性粒子として、例えば、Sn(錫)含有酸化インジウム(In(ITOとも呼ばれる))を水、またアルコール系の溶媒に分散させることにより、流動性材料としての分散液を作成する。なお、透明導電性粒子の粒子径は、100nm以下であることが好ましい。 In the present invention, as the transparent conductive particles, for example, Sn (tin) -containing indium oxide (In 2 O 3 (also referred to as ITO)) is dispersed in water or an alcohol-based solvent, whereby a fluid material is used. Create a dispersion. In addition, it is preferable that the particle diameter of transparent electroconductive particle is 100 nm or less.

透明導電性粒子として用いる金属酸化物微粒子としては、チタン、銅、ニッケル、亜鉛、錫及びインジウムの酸化物微粒子のうちの少なくとも一つを含む酸化物粒子であり、例えば、前記のSn含有In(ITO)以外にも、例えばZn含有In(IZO)、F含有In(FTO)、Sb含有SnO(ATO)、ZnO、Al含有ZnO(AZO)、Ga含有ZnO(GZO)、CdSnO、CdSnO、TiO等の金属酸化物粒子を用いてよい。また、これらを単独で用いてもよいし、2種類以上を任意に組み合わせてもよい。この中で特にIn又はSnを主体とした金属酸化物が、導電性及び透明性を両立する上で好ましい。 The metal oxide fine particles used as the transparent conductive particles are oxide particles containing at least one of titanium, copper, nickel, zinc, tin and indium oxide fine particles. For example, the Sn-containing In 2 described above. Besides O 3 (ITO), for example, Zn-containing In 2 O 3 (IZO), F-containing In 2 O 3 (FTO), Sb-containing SnO 2 (ATO), ZnO, Al-containing ZnO (AZO), Ga-containing ZnO Metal oxide particles such as (GZO), CdSnO 3 , Cd 2 SnO 4 , and TiO 2 may be used. Moreover, these may be used independently and you may combine 2 or more types arbitrarily. Among these, metal oxides mainly composed of In or Sn are preferable in order to achieve both conductivity and transparency.

透明導電性微粒子がInとSnからなる場合には、Snの含有量を20質量%以下にするのが好ましい。これは、透明導電性微粒子に含有されるSnの量が多くなると、キャリアの散乱が起こって抵抗が悪化するからである。また、さらに好ましくは5〜15質量%である。これは、透明導電性微粒子に含有されるSnの量が少なすぎると、キャリア密度が少なくなって抵抗が悪化するからである。   When the transparent conductive fine particles are composed of In and Sn, the Sn content is preferably 20% by mass or less. This is because when the amount of Sn contained in the transparent conductive fine particles increases, carrier scattering occurs and the resistance deteriorates. More preferably, it is 5-15 mass%. This is because if the amount of Sn contained in the transparent conductive fine particles is too small, the carrier density decreases and the resistance deteriorates.

これら透明導電性微粒子については市販されており、市場から直接入手することもできる。シーアイ化成社製、NanoTek Slurry ITO、また、SnOなどが挙げられる。 These transparent conductive fine particles are commercially available and can be obtained directly from the market. Examples thereof include NanoTek Slurry ITO, SnO 2 and the like manufactured by CI Kasei Co., Ltd.

また、流動性材料に対する透明導電性微粒子の質量比は5〜50質量%にするのが好ましい。さらに好ましくは、10〜40質量%である。これは、流動性材料に対する透明導電性粒子の質量比が少なすぎると、流動性材料の粘度が小さくなりすぎて後述するステップ2で流動性材料を基板上に塗布する際に塗膜の膜厚が不均一となってしまう恐れがあるからである。また、流動性材料に対する透明導電性微粒子の質量比が大きくなりすぎると、微粒子の分散安定性が悪化し、塗膜後の膜密度が低くなってしまう可能性がある。   The mass ratio of the transparent conductive fine particles to the flowable material is preferably 5 to 50% by mass. More preferably, it is 10-40 mass%. This is because when the mass ratio of the transparent conductive particles to the fluid material is too small, the viscosity of the fluid material becomes too small, and the coating film thickness is applied when the fluid material is applied onto the substrate in step 2 described later. This is because there is a risk of the non-uniformity. Moreover, when the mass ratio of the transparent conductive fine particles to the flowable material becomes too large, the dispersion stability of the fine particles is deteriorated, and the film density after the coating film may be lowered.

また、本発明において、薄膜を形成する流動性材料(塗布液)中には前記金属酸化物微粒子と共に金属酸化物の前駆体を含んでいる。これらの前駆体としては、亜鉛、錫、インジウムの無機酸塩、ハロゲン化物又は水酸化物を含んでいることが好ましい。具体的には硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩等があり、また塩化亜鉛、塩化錫、塩化インジウム、また、これらの水酸化物である。   In the present invention, the fluid material (coating liquid) for forming the thin film contains a metal oxide precursor together with the metal oxide fine particles. These precursors preferably contain an inorganic acid salt, halide or hydroxide of zinc, tin and indium. Specific examples include nitrates, sulfates, carbonates, etc., and zinc chloride, tin chloride, indium chloride, and hydroxides thereof.

これらの中でも金属酸化物の前駆体が、亜鉛、錫、インジウムのいずれかの金属の硝酸塩を含むことが好ましい。具体的には、硝酸亜鉛、硝酸錫、硝酸インジウム等が上げられる。   Among these, it is preferable that the precursor of a metal oxide contains a nitrate of any metal of zinc, tin, and indium. Specifically, zinc nitrate, tin nitrate, indium nitrate, etc. are raised.

流動性材料中に含まれるこれらの金属酸化物の前駆体の量としては、前記金属酸化物微粒子に対して、10〜90質量%の範囲であり、塗膜中、これらが共存する、或いは、粒子表面また粒子界面にこれらの前駆体が介在することで、電磁波の照射による焼成(焼結)時に、金属酸化物微粒子自身も焼成されると同時に粒子間の融着が促進される。   The amount of these metal oxide precursors contained in the fluid material is in the range of 10 to 90% by mass with respect to the metal oxide fine particles, and these coexist in the coating film, or When these precursors are present on the particle surface or the particle interface, the metal oxide fine particles themselves are also fired and the fusion between the particles is promoted at the time of firing (sintering) by electromagnetic wave irradiation.

(ステップ2)
上記ステップ1で作成した流動性材料を基板に塗布する。基板としては、ガラス、各種セラミック基板、樹脂基板(フィルム)等、限定はないが、樹脂フィルム基板が、可撓性があり好ましい。例えば、流動性材料としての分散液を、透明な基板の一例として樹脂フィルムに塗布する。透明な基板としては、例えばセルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等を材料として用いることができる。これらの中でも、透明性に優れ、安価であるポリエチレンテレフタレートを用いるのが好ましい。
(Step 2)
The fluid material prepared in step 1 is applied to the substrate. The substrate is not limited to glass, various ceramic substrates, resin substrates (films) and the like, but resin film substrates are flexible and preferable. For example, a dispersion liquid as a fluid material is applied to a resin film as an example of a transparent substrate. As the transparent substrate, for example, cellulose triacetate, cellulose diacetate, nitrocellulose, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, or the like can be used as a material. Among these, it is preferable to use polyethylene terephthalate which is excellent in transparency and inexpensive.

本発明の実施の一形態では、例えば、3μmのアプリケータを用いて流動性材料としての金属酸化物の前駆体を含む金属酸化物微粒子分散液を樹脂フィルム上に塗布することにより塗膜を形成する。流動性材料を基板に塗布する方法としては、アプリケータを用いる以外にも、例えばロールコート、スクリーン印刷、スプレーコート、ディップコート及びスピンコート等の公知の方法を使用することができる。   In one embodiment of the present invention, for example, a coating film is formed by applying a metal oxide fine particle dispersion containing a metal oxide precursor as a flowable material on a resin film using a 3 μm applicator. To do. As a method for applying the flowable material to the substrate, besides using an applicator, known methods such as roll coating, screen printing, spray coating, dip coating, and spin coating can be used.

また、インクジェット法等により導電性パターンをプリントする方法によってもよい。   Alternatively, a method of printing a conductive pattern by an ink jet method or the like may be used.

(ステップ3)
ステップ3では、基板に塗布した塗膜を乾燥させる。乾燥温度としては、基板として用いた高分子フィルムの軟化点以下になるように設定するのが好ましい。具体的に説明すると、例えば、フィルムにポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた場合には乾燥温度を80℃以下に設定するのが好ましい。
(Step 3)
In step 3, the coating film applied to the substrate is dried. The drying temperature is preferably set to be equal to or lower than the softening point of the polymer film used as the substrate. Specifically, for example, when polyethylene terephthalate (PET) is used for the film, the drying temperature is preferably set to 80 ° C. or lower.

また、特開2008−91126号公報に記載されたように、塗膜を乾燥させたのち、塗膜に圧力を加えてもよい。   Further, as described in JP-A-2008-91126, after the coating film is dried, pressure may be applied to the coating film.

例えば、ロールプレス等を用いて塗膜の密度が例えば、特開2008−91126号公報に記載されたように、3.0g/cm以上程度になるように塗膜の面に圧力を加える。 For example, pressure is applied to the surface of the coating film using a roll press or the like so that the density of the coating film is about 3.0 g / cm 3 or more as described in, for example, JP-A-2008-91126.

ロールプレスの線圧は200kg/cm以上あればよく、これにより、塗膜の密度を3.0g/cm以上として、膜密度を上昇させ、塗膜表面を滑らかにする。なお、塗膜に圧力を加える方法として、例えばシートプレス等公知の圧力手段を用いてもよい。 The linear pressure of the roll press may be 200 kg / cm or more, and thereby, the density of the coating film is set to 3.0 g / cm 3 or more to increase the film density and smooth the coating film surface. In addition, as a method of applying a pressure to a coating film, you may use well-known pressure means, such as a sheet press, for example.

(ステップ4)
膜に電磁波を照射し、塗膜の金属酸化物の前駆体を含有する透明導電性微粒子を焼結させることにより透明導電膜を形成する。本発明においては、電磁波として例えばマイクロ波(周波数0.3〜30GHz)を用いるのが好ましい。
(Step 4)
A transparent conductive film is formed by irradiating the film with electromagnetic waves and sintering transparent conductive fine particles containing a metal oxide precursor of the coating film. In the present invention, it is preferable to use, for example, microwaves (frequency 0.3 to 30 GHz) as electromagnetic waves.

本発明においては、例えば、電磁波として2.45GHzの周波数のマイクロ波を1000Wで10分間、塗膜に照射する。この場合に基板として樹脂フィルムを用いれば誘電損失が少ないため、マイクロ波を照射しても吸収が起こらず、樹脂フィルムが加熱されることはない。これに対して、樹脂フィルム上に成膜された金属酸化物の塗膜は誘電損失が大きいため、マイクロ波を照射すると熱が発生する。これを利用して高分子フィルム上の塗膜のみを選択的に加熱することができる。また、酸化物の塗膜は、マイクロ波高速応答性能を有しているので、加熱時間や出力調整により必要な温度への到達時間の制御を容易に行うことができる。   In the present invention, for example, microwaves having a frequency of 2.45 GHz are irradiated on the coating film at 1000 W for 10 minutes as electromagnetic waves. In this case, if a resin film is used as the substrate, the dielectric loss is small, so that absorption does not occur even when irradiated with microwaves, and the resin film is not heated. On the other hand, since the metal oxide coating film formed on the resin film has a large dielectric loss, heat is generated when it is irradiated with microwaves. Using this, only the coating film on the polymer film can be selectively heated. Moreover, since the oxide coating film has microwave high-speed response performance, the time required to reach the required temperature can be easily controlled by adjusting the heating time and output.

前記金属酸化物微粒子、金属酸化物の前駆体を含有する塗膜に、マイクロ波照射を行って、焼成処理を行う方法は、短時間で選択的に、融着、また、反応を進行させる方法である。但し、熱伝導により少なからず基材にも熱が伝わるため、特に樹脂基板のような耐熱性の低い基材の場合は、マイクロ波の出力、照射時間、さらには照射回数を制御することで基板温度が50℃〜200℃、前駆体を含有する薄膜の表面温度が200〜600℃になる様に処理することが好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計、また非接触の表面温度計により測定が可能である。   A method of subjecting the coating film containing the metal oxide fine particles and the metal oxide precursor to microwave irradiation and firing treatment is a method of selectively fusing or advancing the reaction in a short time. It is. However, heat is transferred to the base material not only by heat conduction, so in the case of a base material with low heat resistance such as a resin substrate, the substrate can be controlled by controlling the microwave output, irradiation time, and the number of times of irradiation. It is preferable to perform the treatment so that the temperature is 50 to 200 ° C. and the surface temperature of the thin film containing the precursor is 200 to 600 ° C. The temperature of the thin film surface, the temperature of the substrate, etc. can be measured by a surface thermometer using a thermocouple or a non-contact surface thermometer.

本発明においては、これらのマイクロ波は樹脂基板を通して、金属酸化物の塗膜の反対側から照射されるのが一般的である。   In the present invention, these microwaves are generally irradiated from the opposite side of the metal oxide coating through the resin substrate.

マイクロ波は内部に設置されたマイクロ波発振機により発生させられ、基体を通してマイクロ波吸収源パターンに照射される。マイクロ波発振機としては、例えば、ヒッタイト・マイクロウェーブ社(2GHz〜24.8GHz)、テクトロール・サイクロティック社(電圧制御クリスタル発振器、40MHz〜600MHz)、モドコ社(電圧制御発振器5MHz〜6.4GHz)、スピンネーカー・マイクロウェーブ社(1.0GHzから20GHz)等があり、またこれ以外にも各種市販されており、用いることができる。   Microwaves are generated by a microwave oscillator installed inside and irradiated to the microwave absorption source pattern through the substrate. Examples of the microwave oscillator include Hittite Microwave (2 GHz to 24.8 GHz), Tektrol Cyclotic (voltage controlled crystal oscillator, 40 MHz to 600 MHz), and Modco (voltage controlled oscillator 5 MHz to 6.4 GHz). ), Spinnaker Microwave Co. (1.0 GHz to 20 GHz), etc., and various other types are commercially available and can be used.

(ステップ5)
上記ステップ1〜4の手順により、基板上に透明導電膜が形成される。
(Step 5)
A transparent conductive film is formed on the substrate by the steps 1 to 4 described above.

以上によれば、透明導電膜を製造する際に基板上に透明導電性微粒子及び金属酸化物の前駆体を含む流動性材料を塗布して塗膜を形成し、この塗膜に電磁波を照射したことによって、塗膜を構成する透明導電性微粒子間の燒結を促進させることができ、透明導電性微粒子を含む流動性材料を基板上に塗布する従来公知の透明導電膜の製造技術で製造される透明導電膜よりも抵抗が低く、且つ可視光透過性及び視覚的透明性に優れた、平滑性のよい透明導電膜を製造することが可能になる。これにより、スパッタリング法等の物理的手法を用いて製造された透明導電膜と同等以上の特性を備えた透明導電膜を、透明導電性微粒子を含む流動性材料を基板上に塗布する手順による透明導電膜の製造方法を用いて安価に製造することが可能になる。   According to the above, when manufacturing a transparent conductive film, a fluid material containing transparent conductive fine particles and a precursor of a metal oxide is applied on a substrate to form a coating film, and the coating film is irradiated with electromagnetic waves. Thus, sintering between the transparent conductive fine particles constituting the coating film can be promoted, and it is manufactured by a conventionally known transparent conductive film manufacturing technique in which a fluid material containing transparent conductive fine particles is applied onto a substrate. It becomes possible to produce a transparent conductive film having lower smoothness and better smoothness and lower visible light transparency and visual transparency. As a result, the transparent conductive film having characteristics equal to or better than those of the transparent conductive film manufactured using a physical method such as sputtering is applied to the substrate by applying a fluid material containing transparent conductive fine particles onto the substrate. It becomes possible to manufacture at low cost using the manufacturing method of a conductive film.

特に、粒子径が100nm以下である錫含有酸化インジウムを透明導電性微粒子として用いた場合には、塗膜内での光の散乱を生じさせず、視覚的透明性が非常に高い透明導電膜を製造することが可能になる。好ましくは、粒径は5nm〜50nmの範囲である。   In particular, when tin-containing indium oxide having a particle diameter of 100 nm or less is used as the transparent conductive fine particles, a transparent conductive film having very high visual transparency without causing light scattering in the coating film is obtained. It becomes possible to manufacture. Preferably, the particle size is in the range of 5 nm to 50 nm.

以上、本発明によれば、透明導電性微粒子分散溶媒を塗布し、粒子を焼結させた後の抵抗が100Ω/□未満、ヘイズが2%未満、全光透過率が85%以上、また中心線平均粗さRaが150nm以下である透明導電膜が提供される。   As described above, according to the present invention, the resistance after applying the transparent conductive fine particle dispersion solvent and sintering the particles is less than 100Ω / □, the haze is less than 2%, the total light transmittance is 85% or more, and the center A transparent conductive film having a line average roughness Ra of 150 nm or less is provided.

上述した実施形態においては、透明導電性粒子を含む流動性材料が分散液である場合について説明したが、透明導電性粒子を含む流動性材料は、例えば半液体、ペースト、溶融物、溶液、分散液、懸濁液又は粒状材料等であってもよい。また、流動性材料を塗料化する場合の塗料化の方法としてはボールミル、ビーズミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等の方法を用いることができる。流動性材料を作成する際に透明導電性粒子を混入させる溶媒としては、例えば水、アルコール、ケトン、エーテル、エステル等の溶媒を使用することができる。また、場合によっては、界面活性剤、バインダ等を添加してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the fluid material containing the transparent conductive particles is a dispersion liquid has been described. However, the fluid material containing the transparent conductive particles may be, for example, a semi-liquid, a paste, a melt, a solution, or a dispersion. It may be a liquid, suspension or granular material. In addition, as a method for forming a fluid material into a paint, a ball mill, a bead mill, a sand grinder, a paint shaker, or the like can be used. As a solvent into which the transparent conductive particles are mixed when preparing the fluid material, for example, a solvent such as water, alcohol, ketone, ether, ester or the like can be used. In some cases, a surfactant, a binder, or the like may be added.

上述した実施形態においては、流動性材料を塗布する透明な基板が、例えばセルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等を材料として用いた樹脂フィルムである場合について説明したが、流動性材料を塗布する透明な基板は、これら以外を材料とするフィルムであってもよい。また、流動性材料を塗布する基板は、透明でなくてもよい。   In the embodiment described above, the transparent substrate on which the fluid material is applied is a resin film using, for example, cellulose triacetate, cellulose diacetate, nitrocellulose, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, or the like as a material. However, the transparent substrate on which the flowable material is applied may be a film made of any other material. Further, the substrate to which the fluid material is applied may not be transparent.

上述した実施形態においては、電磁波として2.45GHzのマイクロ波を1000Wで10分間、塗膜に照射する場合について説明したが、照射する電磁波の周波数は0.3〜30GHzであってもよい。また、マイクロ波の照射投入電力は例えば500〜1000W等、その他の値であってもよい。マイクロ波の照射時間は、長くなると基板に熱が伝達されてダメージを与える原因となるので、例えば1〜10分にするのが好ましい。   In the above-described embodiment, the case where the coating film is irradiated with a microwave of 2.45 GHz at 1000 W for 10 minutes has been described as an electromagnetic wave, but the frequency of the electromagnetic wave to be irradiated may be 0.3 to 30 GHz. Further, the microwave irradiation input power may be another value such as 500 to 1000 W, for example. If the microwave irradiation time is long, heat is transferred to the substrate and causes damage, so it is preferable to set the microwave irradiation time to 1 to 10 minutes, for example.

マイクロ波の照射は、大気雰囲気、窒素雰囲気下又不活性雰囲気或いは還元雰囲気等、その他の雰囲気中で行ってもよい。なお、大気雰囲気中で電磁波を照射する場合には、塗膜の金属酸化物の前駆体が、酸化が進み、塗膜2中のキャリアが減少することで、抵抗が悪化する可能性があるため注意が必要である。不活性雰囲気又は還元雰囲気中で塗膜にマイクロ波の照射を行うのが好ましい。   The microwave irradiation may be performed in another atmosphere such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an inert atmosphere, or a reducing atmosphere. In addition, when irradiating electromagnetic waves in the air atmosphere, the resistance of the metal oxide precursor of the coating film may deteriorate due to the progress of oxidation and the decrease of carriers in the coating film 2. Caution must be taken. The coating film is preferably irradiated with microwaves in an inert atmosphere or a reducing atmosphere.

本発明の方法により形成した透明導電膜は、低抵抗でかつ表面平滑性に優れたものであり、中心線平均粗さRaが150nm以下となり薄膜トランジスタのゲート電極として使用するに充分な表面平滑性を有している。好ましくは0.1〜10nmの範囲である。   The transparent conductive film formed by the method of the present invention is low in resistance and excellent in surface smoothness, and has a center line average roughness Ra of 150 nm or less and sufficient surface smoothness to be used as a gate electrode of a thin film transistor. Have. Preferably it is the range of 0.1-10 nm.

前駆体自身も発熱により金属酸化物に変換するので、これにより粒子間の融着が促進されるものと考えられる。   Since the precursor itself is also converted into a metal oxide by heat generation, it is considered that this promotes fusion between particles.

尚、本発明における中心線平均粗さRa(μm)の測定は、非接触3次元表面解析装置(WYKO社RST/PLUS)を用いて測定した。なおRaの定義は、JIS表面粗さ(B0601)に従った。   In addition, the measurement of centerline average roughness Ra (micrometer) in this invention was measured using the non-contact three-dimensional surface analyzer (WYKO company RST / PLUS). Ra was defined according to JIS surface roughness (B0601).

即ち、形成した導電性薄膜1.2mm×0.9mmの面積に対して、層表面の中心線平均粗さRa(μm)を求めた。   That is, the center line average roughness Ra (μm) of the layer surface was determined for an area of 1.2 mm × 0.9 mm of the formed conductive thin film.

本発明の方法により形成した透明導電膜は、薄膜トランジスタ素子のゲート電極として、又、有機EL素子等の電極として用いることができる。   The transparent conductive film formed by the method of the present invention can be used as a gate electrode of a thin film transistor element or an electrode of an organic EL element or the like.

薄膜トランジスタのゲート電極として用いることができれば、透明な回路が組めることのほか、これをマイクロ波吸収源(発熱源)として用いて、薄膜トランジスタの製造工程を効率的に組むことができる。   If it can be used as a gate electrode of a thin film transistor, a transparent circuit can be assembled, and this can be used as a microwave absorption source (heat generation source) to efficiently assemble a thin film transistor manufacturing process.

例えばこれを発熱源として、後述するように半導体前駆体を半導体に転換したり、またソース、ドレイン電極等の焼成に用いたり、絶縁膜の形成にも適用できる。   For example, using this as a heat source, the semiconductor precursor can be converted into a semiconductor as described later, used for firing of source and drain electrodes, etc., or applied to the formation of an insulating film.

本発明の方法により作成した導電性薄膜をゲート電極として用いた薄膜トランジスタ素子について説明する。   A thin film transistor element using a conductive thin film prepared by the method of the present invention as a gate electrode will be described.

図1に、薄膜トランジスタ素子の構成例を示す。   FIG. 1 shows a configuration example of a thin film transistor element.

(素子構成)
図1(a)〜(c)はトップゲート型の素子の例である。
(Element structure)
1A to 1C show examples of top gate type elements.

同図(a)は、支持体106上にソース電極102、ドレイン電極103を形成し、これを基材(基板)として、両電極間に半導体層101を形成し、その上に絶縁層105を形成し、さらにその上にゲート電極104を形成して電界効果薄膜トランジスタを形成したものである。同図(b)は、半導体層101を、(a)では電極間に形成したものを、電極および支持体表面全体を覆うように形成した例を表す。(c)は、支持体106上に先ず半導体層101を形成し、その後ソース電極102、ドレイン電極103、絶縁層105、ゲート電極104を形成したものを表す。   In FIG. 4A, a source electrode 102 and a drain electrode 103 are formed on a support 106, and a semiconductor layer 101 is formed between both electrodes using the source electrode 102 and the drain electrode 103 as a base material (substrate). Then, a gate electrode 104 is formed thereon to form a field effect thin film transistor. FIG. 5B shows an example in which the semiconductor layer 101 formed between the electrodes in FIG. 5A is formed so as to cover the entire surface of the electrode and the support. (C) shows a structure in which the semiconductor layer 101 is first formed on the support 106, and then the source electrode 102, the drain electrode 103, the insulating layer 105, and the gate electrode 104 are formed.

図1(d)〜(f)はトップゲート型の例であり、同図(d)は、前記の例の如く、支持体106上にゲート電極104、絶縁層105を形成し、その上に、ソース電極102およびドレイン電極103を形成し、該電極間に半導体層101を形成したものである。その他同図(e)、(f)に示すような構成をとることもできる。   1D to 1F show an example of a top gate type, and FIG. 1D shows a case where a gate electrode 104 and an insulating layer 105 are formed on a support 106 as shown in the above example, and on that, A source electrode 102 and a drain electrode 103 are formed, and a semiconductor layer 101 is formed between the electrodes. In addition, it is also possible to adopt a configuration as shown in FIGS.

これら素子構成において、ゲート電極の作成に本発明が有利に適用される。   In these element configurations, the present invention is advantageously applied to the production of a gate electrode.

また、図2には、複数の薄膜トランジスタが配置される薄膜トランジスタ(TFT)シートの一例を等価回路図で示した。   FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an example of a thin film transistor (TFT) sheet in which a plurality of thin film transistors are arranged.

図2は、例えばプラスチックのシート(フィルム)上に、複数の表示素子(画素)また複数の薄膜トランジスタ素子が配置された薄膜トランジスタシート10を示している。   FIG. 2 shows a thin film transistor sheet 10 in which a plurality of display elements (pixels) or a plurality of thin film transistor elements are arranged on, for example, a plastic sheet (film).

薄膜トランジスタシート10はマトリクス配置された多数の薄膜トランジスタ素子14を有する。11は各薄膜トランジスタ素子14のゲート電極のゲートバスラインであり、12は各薄膜トランジスタ素子14のソース電極のソースバスラインである。各薄膜トランジスタ素子14のドレイン電極には、出力素子16が接続され、この出力素子16は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子16として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。15は蓄積コンデンサ、17は垂直駆動回路、18は水平駆動回路である。   The thin film transistor sheet 10 has a large number of thin film transistor elements 14 arranged in a matrix. Reference numeral 11 denotes a gate bus line of the gate electrode of each thin film transistor element 14, and reference numeral 12 denotes a source bus line of the source electrode of each thin film transistor element 14. An output element 16 is connected to the drain electrode of each thin film transistor element 14, and the output element 16 is, for example, a liquid crystal or an electrophoretic element, and constitutes a pixel in the display device. In the illustrated example, a liquid crystal is shown as an output element 16 by an equivalent circuit composed of a resistor and a capacitor. 15 is a storage capacitor, 17 is a vertical drive circuit, and 18 is a horizontal drive circuit.

本発明の導電性薄膜の、薄膜トランジスタ素子のゲート電極への適用の一実施形態について、図3を用いて説明する。なお、これは一例であり、これのみに限定されるものではない。   One embodiment of application of the conductive thin film of the present invention to a gate electrode of a thin film transistor element will be described with reference to FIG. This is only an example, and the present invention is not limited to this.

例えば、Sn(錫)含有酸化インジウム(In(ITOとも呼ばれる))微粒子(粒子径100nm以下)をアルコール系の溶媒に分散させ、硝酸インジウム、硝酸スズ(それぞれITOに対し10質量%添加する)の溶液を加えた流動性材料を、支持体(例えばガラス基板)106上にスピンコートにより塗布する(104″は塗布層を表す)。これにマイクロ波(2.45GHz)を照射することで、これらのITO前駆体が、自身発熱体として作用して、触媒的に焼成され、導電性薄膜104′が形成される(図3(2))。 For example, Sn (tin) -containing indium oxide (In 2 O 3 (also referred to as ITO)) fine particles (particle diameter of 100 nm or less) are dispersed in an alcohol solvent, and indium nitrate and tin nitrate (each added to 10% by mass with respect to ITO) The fluid material to which the solution of (1) is added is applied onto a support (eg, a glass substrate) 106 by spin coating (104 ″ represents an application layer). This is irradiated with microwaves (2.45 GHz). Thus, these ITO precursors act as heating elements themselves and are fired catalytically to form a conductive thin film 104 '(FIG. 3 (2)).

ITO薄膜は、感光性レジスト等を用いてゲート電極を基板上でパターニングする。図3中104は基板106上に形成されたITOからなるゲート電極を示す(厚み100nm)(図3(3))。   For the ITO thin film, the gate electrode is patterned on the substrate using a photosensitive resist or the like. In FIG. 3, reference numeral 104 denotes a gate electrode made of ITO formed on the substrate 106 (thickness 100 nm) (FIG. 3 (3)).

また、ここで、導電性薄膜104′のパターニングは、インクジェット法により、予め流動性材料を基板上に直接吐出して、塗布層をパターン印刷で行ってもよい。   Here, the patterning of the conductive thin film 104 ′ may be performed by pattern printing by directly ejecting a fluid material on the substrate in advance by an ink jet method.

次いで、大気圧プラズマCVD法等により、例えば、厚さ200nmの酸化珪素からなるゲート絶縁膜105を形成する(図3(4))。   Next, a gate insulating film 105 made of, for example, silicon oxide having a thickness of 200 nm is formed by an atmospheric pressure plasma CVD method or the like (FIG. 3D).

次ぎに、半導体として、ここでは前駆体から形成される酸化物半導体層を形成する例を示す。即ち、半導体前駆体として、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で1:1:1(モル比)で混合した10質量%水溶液としたものをインクとしてチャネル形成部にインクジェット塗布し、乾燥して半導体前駆体材料薄膜101′得た(図3(5))。   Next, an example in which an oxide semiconductor layer formed from a precursor is formed as a semiconductor will be described here. That is, a 10% by mass aqueous solution in which indium nitrate, zinc nitrate and gallium nitrate are mixed at a metal ratio of 1: 1: 1 (molar ratio) as a semiconductor precursor is ink-jet-coated on the channel forming portion and dried. Thus, a semiconductor precursor material thin film 101 ′ was obtained (FIG. 3 (5)).

その後、この基板に、酸素と窒素の分圧が1:1の雰囲気下、大気圧条件で、例えば、500Wの出力でマイクロ波(2.45GHz)を照射する。電磁波出力を調整しながら200℃で15分間保持する。   Thereafter, the substrate is irradiated with microwaves (2.45 GHz) at an output of 500 W, for example, under an atmospheric pressure condition in an atmosphere having a partial pressure of oxygen and nitrogen of 1: 1. Hold at 200 ° C. for 15 minutes while adjusting electromagnetic wave output.

マイクロ波の照射により、半導体前駆体薄膜101′は、ITOからなるゲート電極部が最初に高温まで昇温するので、ゲート電極に近接した絶縁層上の半導体前駆体薄膜101′は電極部と同等程度に加熱され、熱酸化を受け酸化物半導体膜に変換される。これにより半導体層101が形成される(厚さ50nm)(図3(6))。   The semiconductor precursor thin film 101 ′ is heated to a high temperature first by the microwave irradiation, so that the semiconductor precursor thin film 101 ′ on the insulating layer adjacent to the gate electrode is equivalent to the electrode portion. It is heated to a certain degree, undergoes thermal oxidation and is converted into an oxide semiconductor film. Thus, the semiconductor layer 101 is formed (thickness 50 nm) (FIG. 3 (6)).

次に、マスクを介して金を蒸着することで、ソース電極102、ドレイン電極103を形成することで薄膜トランジスタ素子が形成される。電極サイズは、例えば、幅10μm、長さ50μm(チャネル幅)厚さ50nmであり、ソース電極、ドレイン電極の距離(チャネル長)は15μm程度となるよう作成する。   Next, by depositing gold through a mask, the source electrode 102 and the drain electrode 103 are formed, whereby a thin film transistor element is formed. The electrode size is, for example, 10 μm wide, 50 μm long (channel width), and 50 nm thick, and the distance between the source electrode and the drain electrode (channel length) is about 15 μm.

以上の方法により作製したITOをゲート電極とした酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタはn型のエンハンスメント動作を示す。   A thin film transistor using an oxide semiconductor using ITO as a gate electrode manufactured by the above method exhibits an n-type enhancement operation.

一例として、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの作成について説明したが、無機半導体に限らず、有機半導体を用いた薄膜トランジスタにも本発明は適用できる。   As an example, the production of a thin film transistor using an oxide semiconductor has been described. However, the present invention can be applied to a thin film transistor using an organic semiconductor as well as an inorganic semiconductor.

ゲート電極にITO等の導電膜を用いると、このように、ゲート電極4パターンに従って、半導体或いは電極の前駆体をITO薄膜の、電磁波吸収による発熱を利用して形成でき、好ましい。   When a conductive film such as ITO is used for the gate electrode, the semiconductor or electrode precursor can be formed by utilizing the heat generated by electromagnetic wave absorption of the ITO thin film according to the pattern of the gate electrode 4 as described above.

ITO電極形成と同様に、マイクロ波のような電磁波加熱においては、電磁波(マイクロ波)吸収は吸収が強い物質に集中し、尚且つ、非常に短時間で500〜600℃まで昇温することが可能なため、電子デバイスが形成される基板自身は殆ど電磁波による加熱の影響をうけず、短時間に電磁波吸収能をもつ物質のみを昇温でき、例えばトランジスタ素子において、半導体形成、或いは電極形成にこれを用いたとき、ITO電極自身、また、隣接した例えば薄膜の金属酸化物半導体前駆体材料エリアを瞬時に加熱することができるため、これを迅速に半導体、また電極に変換することが可能である。また、加熱温度、加熱時間は照射するマイクロ波の出力、照射時間で制御することが可能であり、前駆体材料、基板材料に合わせて調整することが可能である。   As with ITO electrode formation, in electromagnetic wave heating such as microwaves, electromagnetic wave (microwave) absorption concentrates on strongly absorbing substances, and the temperature can be raised to 500 to 600 ° C. in a very short time. Therefore, the substrate itself on which the electronic device is formed is hardly affected by heating due to electromagnetic waves, and can only raise the temperature of a substance having an electromagnetic wave absorption capability in a short time. For example, in transistor elements, semiconductor formation or electrode formation is possible. When used, the ITO electrode itself and the adjacent, for example, thin film metal oxide semiconductor precursor material area can be instantaneously heated, which can be quickly converted into a semiconductor or electrode. is there. Further, the heating temperature and the heating time can be controlled by the output of the microwave to be irradiated and the irradiation time, and can be adjusted according to the precursor material and the substrate material.

本発明の薄膜トランジスタ素子においては、前記酸化物半導体のほか、半導体として公知の有機、無機の半導体いずれをも用いることができ、例えば、ペンタセン等の蒸着膜、またチオフェンオリゴマー等の有機半導体薄膜等を用いることができる。前記の例において半導体層の作成をこれらに代えて用いればよい。   In the thin film transistor element of the present invention, in addition to the oxide semiconductor, any known organic or inorganic semiconductor can be used. For example, a vapor deposition film such as pentacene, an organic semiconductor thin film such as a thiophene oligomer, etc. Can be used. In the above example, the creation of the semiconductor layer may be used instead.

本発明においては、金属酸化物半導体が、半導体前駆体のウェットプロセス(例えば塗布法)を用いた成膜と熱酸化或いはプラズマ酸化等、熱変換によって得られることから特に好ましい。   In the present invention, a metal oxide semiconductor is particularly preferable because it is obtained by film formation using a wet process (for example, coating method) of a semiconductor precursor and thermal conversion such as thermal oxidation or plasma oxidation.

酸化物半導体の前駆体としては、硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、炭酸塩、酢酸塩又は蓚酸塩から選ばれる金属塩、また有機金属錯体等を用いるのが好ましい。   As the oxide semiconductor precursor, it is preferable to use a metal salt selected from nitrate, sulfate, phosphate, carbonate, acetate or oxalate, an organometallic complex, or the like.

金属塩また有機金属錯体における金属としては、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等を挙げることができる。   Metals in metal salts or organometallic complexes include Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga , Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and the like.

本発明において、これらの金属塩においては、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)のいずれかの塩を1つ以上を含むことが好ましく、それらを併用して混合させてもよい。   In the present invention, these metal salts preferably contain one or more of any of indium (In), tin (Sn), and zinc (Zn), and may be used in combination. .

また、その他の金属として、ガリウム(Ga)又はアルミニウム(Al)のいずれかの塩を含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the other metal contains a salt of either gallium (Ga) or aluminum (Al).

本発明においては、前駆体として、上記金属の硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、炭酸塩、酢酸塩又は蓚酸塩から選ばれる金属塩を好適に用いることができ、これらを用いることによりキャリア移動度の大きい、TFT素子としたときon/off比の大きい良好な特性を示す金属酸化物半導体を得ることができる。   In the present invention, a metal salt selected from nitrates, sulfates, phosphates, carbonates, acetates or oxalates of the above metals can be suitably used as a precursor, and by using these, carrier mobility can be improved. When a large TFT element is obtained, a metal oxide semiconductor exhibiting good characteristics with a large on / off ratio can be obtained.

上記金属塩中、硝酸塩の硝酸が、特に解離エネルギーが小さいと予想され、これらの中でも硝酸塩が最も好ましい。   Among the above metal salts, nitrate of nitrate is expected to have particularly low dissociation energy, and among these, nitrate is most preferable.

これらの塩を用いると、また、半導体変換処理として電磁波(マイクロ波)で実質低温において変換するときも照射時間を短くでき好ましい。   Use of these salts is also preferable because the irradiation time can be shortened when the semiconductor conversion process is performed at a substantially low temperature with electromagnetic waves (microwaves).

(前駆体薄膜の成膜方法、パターン化方法)
これらの金属酸化物半導体の前駆体である金属塩を含有する薄膜を形成するためには、公知の成膜法、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などを用いることができるが、本発明においては、前記硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、炭酸塩、酢酸塩又は蓚酸塩から選ばれる金属塩を適切な溶媒に溶解した溶液を用い基板上に連続的に塗設することが好ましく、これにより生産性を大幅に向上させることができる。
(Precursor thin film formation method, patterning method)
In order to form a thin film containing a metal salt that is a precursor of these metal oxide semiconductors, a known film formation method, vacuum deposition method, molecular beam epitaxial growth method, ion cluster beam method, low energy ion beam method, An ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method and the like can be used. In the present invention, a metal salt selected from the nitrates, sulfates, phosphates, carbonates, acetates or oxalates. It is preferable to continuously coat on a substrate using a solution in which is dissolved in an appropriate solvent, which can significantly improve productivity.

金属塩を溶解する溶媒としては、水のほか、用いる金属化合物を溶解するものであれば特に制限されず、水や、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル系、また、アセトニトリルなど、更に、キシレン、トルエン等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなど、α−テルピネオール、また、クロロホルムや1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、N−メチルピロリドン、2硫化炭素等を用いることができる。本発明においては、水溶液、即ち、水を主体とする溶媒を用いて塗布することが好ましい。水を主体とするとは溶液を構成する溶媒のうち最大の成分が水であり、また、全溶媒の少なくとも50質量%以上、好ましくは70質量%以上を水が占めるものをいう。好ましくは80質量%以上、さらには90質量%が水であることが好ましい。   The solvent for dissolving the metal salt is not particularly limited as long as it dissolves the metal compound to be used, in addition to water, alcohols such as ethanol, propanol and ethylene glycol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, Esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, acetonitrile, and aromatic solvents such as xylene and toluene, hexane, cyclohexane, and tridecane Α-terpineol, alkyl halide solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, N-methylpyrrolidone, carbon disulfide, and the like can be used. In the present invention, it is preferable to apply using an aqueous solution, that is, a solvent mainly composed of water. The main component of water is that the largest component of the solvent constituting the solution is water, and water accounts for at least 50% by mass, preferably 70% by mass or more of the total solvent. Preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass is water.

本発明に係る前記の硝酸塩等の金属塩は、水に対して分解性がなく、水を溶媒として用いることができるので、製造工程上、また環境上も好ましい。   The metal salts such as nitrates according to the present invention are not decomposable with respect to water and water can be used as a solvent.

金属塩を含有する水溶液を基材上に適用して、金属酸化物半導体の前駆体薄膜を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、ミスト法、など、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法が挙げられ、また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。   As a method for forming a precursor thin film of a metal oxide semiconductor by applying an aqueous solution containing a metal salt on a substrate, a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll Examples include a coating method, a bar coating method, a die coating method, a mist method, a printing method such as a relief printing plate, an intaglio plate, a lithographic printing method, a screen printing method, and an ink jet printing method in a broad sense. Etc.

また、塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。これらのうち、好ましいのは薄膜の塗布が可能な、インクジェット法、スプレーコート法等である。   Alternatively, the coating film may be patterned by photolithography, laser ablation, or the like. Among these, the ink jet method, spray coating method, etc. which can apply | coat a thin film are preferable.

(金属の組成比)
本発明において、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、また、その他の金属として、ガリウム(Ga)をその組成に含むものが好ましく、これらの金属を成分として含む前駆体溶液を作製する場合、好ましい金属の組成比としては、In、Snの金属塩から選ばれる塩に含有される金属(金属A)と、Ga、Alの金属塩から選ばれる塩に含有される金属(金属B)と、Znの金属塩に含有される金属(金属C=Zn)とのモル比率(金属A:金属B:金属C)が、以下の関係式を満たすことが好ましい。
(Composition ratio of metal)
In the present invention, it is preferable that indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), and other metals containing gallium (Ga) in their composition, and a precursor solution containing these metals as components. In the case of producing, the preferred metal composition ratio is as follows: metal contained in a salt selected from In and Sn metal salts (metal A) and metal contained in a salt selected from metal salts of Ga and Al (metal) It is preferable that the molar ratio (metal A: metal B: metal C) of B) and the metal (metal C = Zn) contained in the metal salt of Zn satisfy the following relational expression.

金属A:金属B:金属C=1:0.2〜1.5:1〜5
金属塩としては、硝酸塩が最も好ましいので、In、Sn(金属A)と、Ga、Al(金属B)と、Zn(金属C)とのモル比率(A:B:C)が、上記の関係式を満たすように、各金属の硝酸塩を、水を主成分とした溶媒に溶解・形成した塗布液を用いて金属無機塩を含む前駆体薄膜を塗布により形成することが好ましい。
Metal A: Metal B: Metal C = 1: 0.2-1.5: 1-5
As the metal salt, nitrate is most preferable. Therefore, the molar ratio (A: B: C) of In, Sn (metal A), Ga, Al (metal B), and Zn (metal C) is as described above. It is preferable to form a precursor thin film containing a metal inorganic salt by coating using a coating solution in which nitrate of each metal is dissolved and formed in a solvent containing water as a main component so as to satisfy the formula.

また、前駆体となる金属無機塩を含む薄膜の膜厚は1〜200nm、より好ましくは5〜100nmである。   Moreover, the film thickness of the thin film containing the metal inorganic salt used as a precursor is 1-200 nm, More preferably, it is 5-100 nm.

(非晶質酸化物)
形成される金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能だが、好ましくは非晶質の薄膜を用いる。
(Amorphous oxide)
As the metal oxide semiconductor to be formed, any state of single crystal, polycrystal, and amorphous can be used, but an amorphous thin film is preferably used.

金属酸化物半導体の前駆体となる金属化合物材料から形成された、本発明に係る金属酸化物である非晶質酸化物の電子キャリア濃度は1018/cm未満が実現されていればよい。電子キャリア濃度は室温で測定する場合の値である。室温とは、例えば25℃であり、具体的には0℃から40℃程度の範囲から適宜選択されるある温度である。なお、本発明に係るアモルファス酸化物の電子キャリア濃度は、0℃から40℃の範囲全てにおいて、1018/cm未満を充足する必要はない。例えば、25℃において、キャリア電子密度1018/cm未満が実現されていればよい。また、電子キャリア濃度をさらに下げ、1017/cm以下、より好ましくは1016/cm以下にするとノーマリーオフのTFTが歩留まり良く得られる。 The electron carrier concentration of an amorphous oxide, which is a metal oxide according to the present invention, formed from a metal compound material that is a precursor of a metal oxide semiconductor only needs to be less than 10 18 / cm 3 . The electron carrier concentration is a value when measured at room temperature. The room temperature is, for example, 25 ° C., specifically, a certain temperature appropriately selected from the range of about 0 ° C. to 40 ° C. Note that the electron carrier concentration of the amorphous oxide according to the present invention does not need to satisfy less than 10 18 / cm 3 in the entire range of 0 ° C. to 40 ° C. For example, a carrier electron density of less than 10 18 / cm 3 may be realized at 25 ° C. Further, when the electron carrier concentration is further reduced to 10 17 / cm 3 or less, more preferably 10 16 / cm 3 or less, a normally-off TFT can be obtained with a high yield.

電子キャリア濃度の測定は、ホール効果測定により求めることができる。   The electron carrier concentration can be measured by Hall effect measurement.

金属酸化物である半導体の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、半導体により異なるが、一般に1μm以下、特に10〜300nmが好ましい。   The film thickness of the semiconductor that is a metal oxide is not particularly limited, but the characteristics of the obtained transistor are often greatly influenced by the film thickness of the semiconductor film, and the film thickness varies depending on the semiconductor. Generally, 1 μm or less, particularly 10 to 300 nm is preferable.

本発明においては、前駆体材料(金属塩)、組成比、製造条件などを制御して、例えば、電子キャリア濃度を、1012/cm以上1018/cm未満とする。より好ましくは1013/cm以上1017/cm以下、さらには1015/cm以上1016/cm以下の範囲にすることが好ましいものである。 In the present invention, the precursor material (metal salt), composition ratio, production conditions, and the like are controlled so that, for example, the electron carrier concentration is 10 12 / cm 3 or more and less than 10 18 / cm 3 . More preferably, it is in the range of 10 13 / cm 3 or more and 10 17 / cm 3 or less, and more preferably 10 15 / cm 3 or more and 10 16 / cm 3 or less.

前記半導体変換処理、即ち金属無機塩から形成された前駆体薄膜を金属酸化物半導体に変換する方法としては、酸素プラズマ法、熱酸化法、UVオゾン法等の酸化処理が挙げられる。また前記のマイクロ波照射を用いることができる。   Examples of the semiconductor conversion treatment, that is, a method of converting a precursor thin film formed from a metal inorganic salt into a metal oxide semiconductor include oxidation treatments such as an oxygen plasma method, a thermal oxidation method, and a UV ozone method. Further, the above microwave irradiation can be used.

熱酸化としては、100℃以上400℃以下の温度域で酸素の存在下加熱処理することが好ましい。半導体前駆体である硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、炭酸塩、酢酸塩又は蓚酸塩等の金属塩を用いることで比較的低い温度において半導体変換処理を行うことができる。   As thermal oxidation, heat treatment is preferably performed in the presence of oxygen in a temperature range of 100 ° C. to 400 ° C. By using a metal salt such as nitrate, sulfate, phosphate, carbonate, acetate or oxalate which is a semiconductor precursor, the semiconductor conversion treatment can be performed at a relatively low temperature.

また、変換処理による金属酸化物の形成はESCA等により検知でき、半導体への変換が充分行われる条件を予め選択することができる。   Further, formation of the metal oxide by the conversion treatment can be detected by ESCA or the like, and conditions under which the conversion to the semiconductor is sufficiently performed can be selected in advance.

また、酸素プラズマ法としては大気圧プラズマ法を用いるのが好ましい。また酸素プラズマ法、UVオゾン法においては、基板を50℃〜300℃の範囲で加熱させることが好ましい。   Further, it is preferable to use an atmospheric pressure plasma method as the oxygen plasma method. In the oxygen plasma method and the UV ozone method, the substrate is preferably heated in the range of 50 ° C to 300 ° C.

大気圧プラズマ法では、大気圧下で、アルゴンガス等の不活性ガスを放電ガスとして、これと共に反応ガス(酸素を含むガス)を放電空間に導入して、高周波電界を印加して、放電ガスを励起させ、プラズマ発生させ、反応ガスと接触させて酸素を含むプラズマを発生させ、基体表面をこれに晒すことで酸素プラズマ処理を行う。大気圧下とは、20〜110kPaの圧力を表すが、好ましくは93〜104kPaである。   In the atmospheric pressure plasma method, an inert gas such as argon gas is used as a discharge gas under atmospheric pressure, and a reaction gas (a gas containing oxygen) is introduced into the discharge space, and a high frequency electric field is applied to the discharge gas. Is excited to generate plasma, and contact with a reactive gas to generate plasma containing oxygen, and the substrate surface is exposed to this to perform oxygen plasma treatment. Under atmospheric pressure represents a pressure of 20 to 110 kPa, preferably 93 to 104 kPa.

大気圧プラズマ法を用いて、酸素含むガスを反応性ガスとして、酸素プラズマを発生させ、金属塩を含有する前駆体薄膜を、プラズマ空間に晒すことでプラズマ酸化により前駆体薄膜は酸化分解して、金属酸化物からなる層が形成する。   Using an atmospheric pressure plasma method, oxygen plasma is generated as a reactive gas, oxygen plasma is generated, and the precursor thin film containing a metal salt is exposed to the plasma space, so that the precursor thin film is oxidized and decomposed by plasma oxidation. A layer made of a metal oxide is formed.

高周波電源として0.5kHz以上、2.45GHz以下、また、対向電極間に供給する電力は、好ましくは0.1W/cm以上、50W/cm以下である。 The high frequency power source is 0.5 kHz or more and 2.45 GHz or less, and the power supplied between the counter electrodes is preferably 0.1 W / cm 2 or more and 50 W / cm 2 or less.

使用するガスは、基本的に、放電ガス(不活性ガス)と、反応ガス(酸化性ガス)の混合ガスである。反応ガスは好ましくは酸素ガスであり混合ガスに対し、0.01〜10体積%含有させることが好ましい。0.1〜10体積%であることがより好ましいが、さらに好ましくは、0.1〜5体積%である。   The gas used is basically a mixed gas of a discharge gas (inert gas) and a reaction gas (oxidizing gas). The reaction gas is preferably oxygen gas and is preferably contained in an amount of 0.01 to 10% by volume with respect to the mixed gas. Although it is more preferable that it is 0.1-10 volume%, More preferably, it is 0.1-5 volume%.

上記不活性ガスとしては、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。   Examples of the inert gas include Group 18 elements of the periodic table, specifically, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, nitrogen gas, and the like, in order to obtain the effects described in the present invention. For this, helium, argon, or nitrogen gas is preferably used.

また、反応ガスを放電空間である電極間に導入するには、常温常圧で構わない。   In order to introduce the reaction gas between the electrodes which are the discharge space, normal temperature and normal pressure may be used.

大気圧下でのプラズマ法については特開平11−61406号、同11−133205号、特開2000−121804号、同2000−147209号、同2000−185362号等に記載されている。   The plasma method under atmospheric pressure is described in JP-A Nos. 11-61406, 11-133205, 2000-121804, 2000-147209, 2000-185362, and the like.

また、UVオゾン法は、酸素の存在下で、紫外光を照射し、酸化反応を進行させる方法である。紫外光の波長は、100nm〜450nm、特に好ましくは150〜300nm程度の所謂、真空紫外光を照射することが好ましい。光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、キセノンエキシマーランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザーなどを用いることができる。   The UV ozone method is a method in which an ultraviolet light is irradiated in the presence of oxygen to advance an oxidation reaction. It is preferable to irradiate so-called vacuum ultraviolet light having a wavelength of ultraviolet light of 100 nm to 450 nm, particularly preferably about 150 to 300 nm. As the light source, a low-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a xenon excimer lamp, a metal halide lamp, an excimer laser, or the like can be used.

ランプの出力としては400W〜30kW、照度としては100mW/cm〜100kW/cm、照射エネルギーとしては10〜5000mJ/cmが好ましく、100〜2000mJ/cmがより好ましい。 The output of the lamp 400W~30kW, 100mW / cm 2 ~100kW / cm 2 as illuminance, preferably 10~5000mJ / cm 2 as irradiation energy, 100 to 2000 mJ / cm 2 is more preferable.

紫外線照射の際の照度は1mW〜10W/cmが好ましい。 The illuminance at the time of ultraviolet irradiation is preferably 1 mW to 10 W / cm 2 .

また、本発明においては、酸化処理に加えて前記酸化処理の後、或いは前記酸化処理と同時に加熱処理を施すことが好ましい。これにより酸化分解を促進できる。   In the present invention, it is preferable to perform a heat treatment after the oxidation treatment or simultaneously with the oxidation treatment in addition to the oxidation treatment. Thereby, oxidative decomposition can be promoted.

また、金属塩を含有する薄膜を酸化処理したのち、基材を50℃〜200℃、好ましくは80℃〜150℃の範囲で、加熱時間としては1分〜10時間の範囲で加熱することが好ましい。   Moreover, after oxidizing the thin film containing a metal salt, the substrate may be heated in the range of 50 ° C. to 200 ° C., preferably in the range of 80 ° C. to 150 ° C., and the heating time in the range of 1 minute to 10 hours. preferable.

加熱処理は、酸化処理と同時に行ってもよく、酸化による金属酸化物半導体への変換を迅速に行うことができる。   The heat treatment may be performed at the same time as the oxidation treatment, and can be quickly converted into a metal oxide semiconductor by oxidation.

金属酸化物半導体への変換後、形成される半導体薄膜の膜厚は1〜200nm、より好ましくは5〜100nmが好ましい。   After the conversion to a metal oxide semiconductor, the thickness of the formed semiconductor thin film is preferably 1 to 200 nm, more preferably 5 to 100 nm.

本発明においては、また、半導体変換処理として、酸素の存在下、前記同様にマイクロ波(0.5〜50GHz)照射を用いることが好ましい。   In the present invention, as the semiconductor conversion treatment, it is preferable to use microwave (0.5 to 50 GHz) irradiation in the presence of oxygen as described above.

マイクロ波の照射を用いると、前記金属塩を含有する半導体前駆体層に、短時間で選択的に酸化反応を進行させ半導体変換処理を行うことができる。   When microwave irradiation is used, a semiconductor conversion process can be performed by selectively allowing an oxidation reaction to proceed in a short time in the semiconductor precursor layer containing the metal salt.

また、薄膜トランジスタを構成する他の各要素について以下説明する。   Further, other elements constituting the thin film transistor will be described below.

(電極)
本発明において、薄膜トランジスタ素子を構成するソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の電極に用いられる導電性材料としては、電極として実用可能なレベルでの導電性があればよく、特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、また、例えば、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛等の電磁波吸収能をもつ電極材料、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が用いられる。
(electrode)
In the present invention, the conductive material used for the electrodes such as the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode constituting the thin film transistor element is not particularly limited as long as it has conductivity at a practical level as an electrode. Gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, and also, for example, antimony tin oxide, oxide Electrode materials with electromagnetic wave absorption ability such as indium tin (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium Manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum A mixture or the like is used.

また、導電性材料として、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。   Moreover, a conductive polymer, metal microparticles, etc. can be used suitably as a conductive material.

金属微粒子を含有する分散物としては、例えば公知の導電性ペーストなどを用いてもよいが、好ましくは、粒子径が1nm〜50nm、好ましくは1nm〜10nmの金属微粒子を含有する分散物である。金属微粒子から電極を形成するには、前述の方法を同様に用いることができ、金属微粒子の材料としては上記の金属を用いることができる。   As a dispersion containing metal fine particles, for example, a known conductive paste may be used, but a dispersion containing metal fine particles having a particle diameter of 1 nm to 50 nm, preferably 1 nm to 10 nm is preferable. In order to form an electrode from metal fine particles, the above-described method can be used in the same manner, and the metal described above can be used as the material of the metal fine particles.

(電極等の形成方法)
電極の形成方法としては、本発明の方法を用いない場合、上記を原料として、マスクを介して蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成する方法、また蒸着やスパッタリング等の方法により形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液或いは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
(Method for forming electrodes, etc.)
As a method of forming an electrode, when the method of the present invention is not used, the above is used as a raw material, a method of forming using a method such as vapor deposition or sputtering through a mask, or a conductivity formed by a method such as vapor deposition or sputtering. There are a method of forming an electrode using a known photolithography method and a lift-off method, and a method of forming a resist on a metal foil such as aluminum or copper by thermal transfer, ink jet or the like and etching. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, a dispersion containing metal fine particles, or the like may be directly patterned by an ink jet method, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Further, a method of patterning a conductive ink or conductive paste containing a conductive polymer or metal fine particles by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

また、ソース、ドレイン電極等、またゲートバスライン、ソースバスライン等を、エッチング又はリフトオフ等感光性樹脂等を用いた金属薄膜のパターニングなしに形成する方法として、無電解メッキ法による方法が知られている。   Further, as a method for forming a source, drain electrode, etc., and a gate bus line, a source bus line, etc. without patterning a metal thin film using a photosensitive resin such as etching or lift-off, a method by an electroless plating method is known. ing.

無電解メッキ法による電極の形成方法に関しては、特開2004−158805号にも記載されたように、電極を設ける部分に、メッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせるメッキ触媒を含有する液体を、例えば印刷法(インクジェット印刷含む。)によって、パターニングした後に、メッキ剤を、電極を設ける部分に接触させる。そうすると、前記触媒とメッキ剤との接触により無電解メッキが施されて、電極パターンが形成されるというものである。   Regarding the method of forming an electrode by electroless plating, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-158805, a liquid containing a plating catalyst that causes electroless plating by acting with a plating agent on a portion where an electrode is provided After patterning, for example, by a printing method (including inkjet printing), a plating agent is brought into contact with a portion where an electrode is provided. If it does so, electroless plating will be performed by the contact of the said catalyst and a plating agent, and an electrode pattern will be formed.

無電解メッキの触媒とメッキ剤の適用を逆にしてもよく、またパターン形成をどちらで行ってもよいが、メッキ触媒パターンを形成し、これにメッキ剤を適用する方法が好ましい。   The application of the electroless plating catalyst and the plating agent may be reversed, and the pattern formation may be performed either way, but a method of forming a plating catalyst pattern and applying the plating agent to this is preferable.

印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、平版、凸版、凹版又インクジェット法による印刷などが用いられる。   As the printing method, for example, screen printing, planographic printing, letterpress printing, intaglio printing, printing by ink jet printing, or the like is used.

(ゲート絶縁膜)
薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としては、種々の絶縁膜を用いることができる。特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
(Gate insulation film)
Various insulating films can be used as a gate insulating film of the thin film transistor. In particular, an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is preferable. Inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。   Examples of the method for forming the film include a vacuum process, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and a spray process. Examples include wet processes such as coating methods, spin coating methods, blade coating methods, dip coating methods, casting methods, roll coating methods, bar coating methods, die coating methods, and other methods such as printing and ink jet patterning. Can be used depending on the material.

ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤或いは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used.

これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法である。   Among these, the atmospheric pressure plasma method is preferable.

ゲート絶縁膜(層)が陽極酸化膜又は該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。   It is also preferable that the gate insulating film (layer) is composed of an anodized film or the anodized film and an insulating film. The anodized film is preferably sealed. The anodized film is formed by anodizing a metal that can be anodized by a known method.

陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウム又はタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。   Examples of the metal that can be anodized include aluminum and tantalum, and the anodizing method is not particularly limited, and a known method can be used.

また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、或いはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等を用いることもできる。   Examples of organic compound films include polyimides, polyamides, polyesters, polyacrylates, photo-radical polymerization-type, photo-cationic polymerization-type photo-curable resins, copolymers containing acrylonitrile components, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resins, etc. Can also be used.

無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に50nm〜3μm、好ましくは、100nm〜1μmである。   An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

〔保護層〕
また有機薄膜トランジスタ素子上には保護層を設けることも可能である。保護層としては無機酸化物又は無機窒化物、アルミニウム等の金属薄膜、ガス透過性の低いポリマーフィルム及びこれらの積層物等が挙げられ、このような保護層を有することにより、有機薄膜トランジスタの耐久性が向上する。これらの保護層の形成方法としては、前述したゲート絶縁膜の形成法と同様の方法を挙げることができる。また、ポリマーフィルム上に各種の無機酸化物等が積層されたフィルムを単にラミネートするなどといった方法で保護層を設けても良い。
[Protective layer]
It is also possible to provide a protective layer on the organic thin film transistor element. Examples of the protective layer include inorganic oxides or inorganic nitrides, metal thin films such as aluminum, polymer films with low gas permeability, and laminates thereof. By having such a protective layer, the durability of the organic thin film transistor is achieved. Will improve. As a method for forming these protective layers, the same method as the method for forming the gate insulating film described above can be used. Further, the protective layer may be provided by a method such as simply laminating a film in which various inorganic oxides are laminated on the polymer film.

(基板)
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体(基板)は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリレート、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。
(substrate)
Various materials can be used as the support material constituting the substrate. For example, ceramic substrates such as glass, quartz, aluminum oxide, sapphire, silicon nitride, silicon carbide, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide. In addition, a semiconductor substrate such as gallium nitrogen, paper, and non-woven fabric can be used. In the present invention, the support (substrate) is preferably made of a resin, for example, a plastic film sheet can be used. Examples of plastic films include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, polyimide (PI), and polyamide. Examples thereof include films made of imide (PAI), polycarbonate (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like.

本発明の導電性薄膜は有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子の電極として好ましく用いることができる。   The conductive thin film of the present invention can be preferably used as an electrode of an organic electroluminescence (EL) element.

以下、有機EL素子について説明する。   Hereinafter, the organic EL element will be described.

図4は、有機EL素子の層構成の一例を示す概略断面図である。図4は封止フィルムを貼着した有機EL素子の構成層を示す概略断面図である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the layer configuration of the organic EL element. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a constituent layer of an organic EL element having a sealing film attached thereto.

図4に示される有機EL素子の層構成につき説明する。   The layer structure of the organic EL element shown in FIG. 4 will be described.

図中、1bは有機EL素子を示す。有機EL素子1bは、基材1上に、第一電極2と、正孔輸送層3と、発光層4と、電子注入層5と、第二電極6と、接着剤層8と、封止フィルム9とをこの順番に有している。図に示される有機EL素子において、第一電極2と正孔輸送層3の間に正孔注入層(不図示)を設けてもよい。又、発光層4と電子注入層5との間に電子輸送層(不図示)を設けてもよい。本図に示される有機EL素子1bでは、第一電極2と基材1との間にガスバリア膜(不図示)を設けても構わない。   In the figure, 1b represents an organic EL element. The organic EL element 1b includes a first electrode 2, a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, an electron injection layer 5, a second electrode 6, an adhesive layer 8, and a sealing material on a substrate 1. The film 9 is provided in this order. In the organic EL element shown in the figure, a hole injection layer (not shown) may be provided between the first electrode 2 and the hole transport layer 3. Further, an electron transport layer (not shown) may be provided between the light emitting layer 4 and the electron injection layer 5. In the organic EL element 1b shown in this figure, a gas barrier film (not shown) may be provided between the first electrode 2 and the substrate 1.

本発明に係る電極の製造方法により形成されるITO等の導電性薄膜は、図4に示される有機EL素子の陽極として好ましく用いることができる。塗布により形成することができるため、スパッタ法等による大がかりな装置が必要とされる製造方法に比べ容易に形成できるのが特徴である。   A conductive thin film such as ITO formed by the electrode manufacturing method according to the present invention can be preferably used as the anode of the organic EL element shown in FIG. Since it can be formed by coating, it can be easily formed as compared with a manufacturing method that requires a large-scale apparatus such as sputtering.

有機EL素子は前記の層構成のほか、代表的な層構成例として、次の構成が挙げられる。   In addition to the above-described layer configuration, the organic EL device includes the following configuration as a typical layer configuration example.

(1)基材/陽極/発光層/電子輸送層/陰極/封止層
(2)基材/陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極/封止層
(3)基材/陽極/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/陰極/封止層
(4)基材/陽極/陽極バッファー層(正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/陰極/封止層
二つの電極に挟まれた有機機能層に電界をかけることで、キャリアが注入され、発光層中において、キャリアが再結合することで、発光が取り出される。キャリアの層中或いは層間の移動を効率よく行うために上記各機能層が陽極(第一電極)及び陰極(第二電極)の二つの電極間に所定の順で配置される。
(1) Base material / anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode / sealing layer (2) Base material / anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode / sealing layer (3) substrate / anode / hole transport layer (hole injection layer) / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer (electron injection layer) / cathode / sealing layer (4) substrate / Anode / anode buffer layer (hole injection layer) / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer (electron injection layer) / cathode / sealing layer sandwiched between two electrodes By applying an electric field to the organic functional layer, carriers are injected, and light emission is extracted by recombination of carriers in the light emitting layer. In order to efficiently move the carrier layer or between the layers, the functional layers are arranged in a predetermined order between the two electrodes of the anode (first electrode) and the cathode (second electrode).

次に、有機EL素子を構成するこれら各有機機能層において用いられる材料について説明する。   Next, the material used in each of these organic functional layers constituting the organic EL element will be described.

有機機能層のうち、発光層中に含有される有機発光材料としては、カルバゾール、カルボリン、ジアザカルバゾール等の芳香族複素環化合物、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体或いは複合オリゴ体等が挙げられるが、本発明においてはこれに限られるものではなく、広く公知の材料を用いることができる。   Among the organic functional layers, organic light emitting materials contained in the light emitting layer include aromatic heterocyclic compounds such as carbazole, carboline, diazacarbazole, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, polyarylenes, aromatic condensed polycycles. Examples thereof include compounds, aromatic heterofused ring compounds, metal complex compounds, and the like, and single oligo compounds or composite oligo compounds thereof, but the present invention is not limited to this, and widely known materials can be used. .

また層中(成膜材料)には、好ましくは0.1〜20質量%程度のドーパントが発光材料中に含まれてもよい。ドーパントとしては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体等公知の蛍光色素等、また、リン光発光タイプの発光層の場合、例えば、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム、ビス(2−フェニルピリジン)(アセチルアセトナート)イリジウム、ビス(2,4−ジフルオロフェニルピリジン)(ピコリナート)イリジウム、などに代表されるオルトメタル化イリジウム錯体等の錯体化合物が同様に0.1〜20質量%程度含有される。これら発光層の膜厚は、1nm〜数百nmの範囲に亘る。   The layer (film forming material) may preferably contain about 0.1 to 20% by mass of a dopant in the light emitting material. Examples of the dopant include known fluorescent dyes such as perylene derivatives and pyrene derivatives, and in the case of phosphorescent light emitting layers, for example, tris (2-phenylpyridine) iridium, bis (2-phenylpyridine) (acetylacetonate). A complex compound such as an orthometalated iridium complex represented by iridium, bis (2,4-difluorophenylpyridine) (picolinato) iridium, and the like is similarly contained in an amount of about 0.1 to 20% by mass. The thickness of these light emitting layers ranges from 1 nm to several hundred nm.

正孔注入・輸送層中に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)などに代表される導電性高分子等の高分子材料が、また、発光層に用いられる、例えば、4,4′−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、(ジ)アザカルバゾール類、1,3,5−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。   Examples of materials used in the hole injection / transport layer include phthalocyanine derivatives, heterocyclic azoles, aromatic tertiary amines, polyvinyl carbazole, polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), and the like. Polymer materials such as conductive polymers are also used for the light emitting layer, for example, carbazole-based light emitting materials such as 4,4′-dicarbazolylbiphenyl, 1,3-dicarbazolylbenzene, (di ) Low molecular light emitting materials represented by pyrene-based light emitting materials such as azacarbazoles, 1,3,5-tripyrenylbenzene, polymer light emitting materials represented by polyphenylene vinylenes, polyfluorenes, polyvinyl carbazoles, etc. Etc.

電子注入・輸送層材料としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the electron injection / transport layer material include metal complex compounds such as 8-hydroxyquinolinate lithium and bis (8-hydroxyquinolinate) zinc, and nitrogen-containing five-membered ring derivatives listed below. That is, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole or triazole derivatives are preferred. Specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5-bis (1 -Phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis ( 1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1 , 3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyl) Asiazolyl)] benzene, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4 -Triazole, 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene and the like.

有機EL素子、各有機層の膜厚は、0.05〜0.3μm程度必要であり、好ましくは0.1〜0.2μm程度である。   The film thickness of the organic EL element and each organic layer is required to be about 0.05 to 0.3 μm, and preferably about 0.1 to 0.2 μm.

また、各有機機能層(有機EL各機能層)の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法等種々の成膜方法を用いることができるが、ウェットプロセスである塗布及び印刷等が好ましい。例えば、ダイコート方式、スクリーン印刷方式、フレキソ印刷方式、インクジェット方式、ワイヤーバー方式、キャップコート法、スプレー塗布法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等の塗布機の使用が可能である。これらの湿式塗布機の使用は有機化合物層の材料に応じて適宜選択することが可能となっている。   Moreover, as a formation method of each organic functional layer (organic EL each functional layer), various film-forming methods, such as a vapor deposition method and a sputtering method, can be used, Application | coating and printing etc. which are wet processes are preferable. For example, die coat method, screen printing method, flexographic printing method, ink jet method, wire bar method, cap coating method, spray coating method, casting method, roll coating method, bar coating method, gravure coating method, etc. can be used. It is. The use of these wet coating machines can be appropriately selected according to the material of the organic compound layer.

各有機材料には溶解特性(溶解パラメータやイオン化ポテンシャル、極性)がそれぞれにあり、溶解できる溶媒には限定がある。またその際には溶解度もそれぞれ違うため、一概に濃度も決めることができないが、本発明において用いられる溶媒の種類は、成膜しようとする有機EL材料に応じて、前記の条件に適ったものを、公知の溶媒から選択すればよく、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒、メタノールや、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、2−メトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、オクタン、テトラリン等のパラフィン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ピリジン、アニリン等のアミン系溶媒、アセトニトリル、バレロニトリル等のニトリル系溶媒、チオフェン、二硫化炭素などの硫黄系溶媒が挙げられる。   Each organic material has its own solubility characteristics (solubility parameters, ionization potential, polarity), and there are limitations on the solvents that can be dissolved. In this case, since the solubility is different, the concentration cannot be generally determined. However, the type of the solvent used in the present invention is suitable for the above conditions depending on the organic EL material to be formed. Can be selected from known solvents, for example, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane. , Methanol, ethanol, isopropanol, cyclohexanol, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, glycerol and other alcohol solvents, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and other aromatic hydrocarbon solvents, hexane, octane, tetraly Paraffin solvents such as ethyl acetate, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone Examples of the solvent include amine solvents such as pyridine and aniline, nitrile solvents such as acetonitrile and valeronitrile, and sulfur solvents such as thiophene and carbon disulfide.

なお、使用可能な溶媒は、これらに限るものではなく、これらを二種以上混合して溶媒として用いてもよい。   In addition, the solvent which can be used is not restricted to these, You may mix and use 2 or more types of these as a solvent.

これらのうち好ましい例としては、有機EL材料において、各機能層材料によっても異なるものの、大凡、良溶媒としては、例えば芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒、エーテル系溶媒などであり、好ましくは、芳香族系溶媒、エーテル系溶媒である。また、貧溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、パラフィン系溶媒などが挙げられ、なかでもアルコール系溶媒、パラフィン系溶媒である。   Among these, preferred examples of the organic EL material vary depending on the material of the functional layer. However, as the good solvent, for example, an aromatic solvent, a halogen solvent, an ether solvent, and the like are preferable. Family solvents and ether solvents. Examples of the poor solvent include alcohol solvents, ketone solvents, paraffin solvents, and the like. Among them, alcohol solvents and paraffin solvents are used.

また、本発明では、上記の各機能層において、反応性基をもつ有機化合物(反応性有機化合物)を用いてもよい。反応性有機化合物を用いる層としては特に制限はなく、各層に用いることができる。それぞれ各機能層に反応性基をもつそれぞれの機能をもつ有機材料を用いればよい。   In the present invention, an organic compound having a reactive group (reactive organic compound) may be used in each functional layer. There is no restriction | limiting in particular as a layer using a reactive organic compound, It can use for each layer. An organic material having a function having a reactive group in each functional layer may be used.

反応性有機化合物塗布層を形成後基板上で反応させ、有機分子によるネットワークポリマーを形成させ、硬化させることができる。ネットワークポリマーが生成することで、構成層のTg(ガラス転移点)調整による素子劣化の抑制させることができる。   After forming the reactive organic compound coating layer, it is allowed to react on the substrate to form a network polymer of organic molecules, which can be cured. Generation | occurrence | production of a network polymer can suppress element deterioration by Tg (glass transition point) adjustment of a structure layer.

一方、製造面では、例えば、塗布により積層する工程の場合では、下層が上層の塗布液に溶解しないことが好ましいため、下層を樹脂化し溶剤溶解性を劣化させることで、上層塗布を可能とすることができる。例えば、正孔輸送層をこのように架橋した有機層として樹脂化することで、上層として発光層を塗布する際に下層の溶解、又浸透を防止することができる。   On the other hand, on the manufacturing side, for example, in the case of a step of laminating by coating, it is preferable that the lower layer does not dissolve in the upper layer coating solution. Therefore, the upper layer can be applied by resinating the lower layer and degrading solvent solubility. be able to. For example, when the hole transport layer is resinized as an organic layer thus crosslinked, dissolution and penetration of the lower layer can be prevented when the light emitting layer is applied as the upper layer.

用いることのできる反応性基としては、特に限定されないが、例えば、ビニル基、エチニル基、イソシアネート基、エポキシ基等が代表的には挙げられる。   Although it does not specifically limit as a reactive group which can be used, For example, a vinyl group, an ethynyl group, an isocyanate group, an epoxy group etc. are mentioned typically.

また、二つの電極のうち、第一電極である正孔の注入を行う陽極に使用される導電性材料としては、4eVより大きな仕事関数をもつものが適しており、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、酸化スズ、酸化インジウム、ITO等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。透光性であることが好ましく、本発明の方法により作成されるITO膜等の導電性薄膜をこれら陽極として用いることは導電性の高い透明な膜を、塗布を用いて形成でき、製造工程上好ましい。   Of the two electrodes, a conductive material used for the anode for injecting holes as the first electrode is suitable to have a work function larger than 4 eV, and is silver, gold, platinum, palladium. And their alloys, metal oxides such as tin oxide, indium oxide and ITO, and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole. It is preferable to be translucent, and using a conductive thin film such as an ITO film prepared by the method of the present invention as these anodes can form a highly conductive transparent film by coating, preferable.

また、第二電極である陰極として使用される導電性物質としては、4eVより小さな仕事関数をもつものが適しており、マグネシウム、アルミニウム等。合金としては、マグネシウム/銀、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられる。また、その形成方法は、マスク蒸着、フォトリソパターニング、メッキ、印刷等が使用できるが、これに限られるものではない。   As the conductive material used as the cathode as the second electrode, those having a work function smaller than 4 eV are suitable, such as magnesium and aluminum. Typical examples of the alloy include magnesium / silver and lithium / aluminum. The formation method can be mask vapor deposition, photolithography patterning, plating, printing, or the like, but is not limited thereto.

有機EL素子に用いられる支持体としては、前記同様の、ガラス、セラミックまた、透明樹脂フィルムが用いられる。   As the support used for the organic EL device, the same glass, ceramic or transparent resin film as described above is used.

樹脂フィルムを用いるときこれら支持体上にガスバリア層を形成したガスバリアフィルムを用いることが好ましい。ガスバリア層としては例えば、厚み数nm〜数百nmの酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素等透湿度の低い材料からなる水分透過率が小さい薄膜が挙げられる。   When using a resin film, it is preferable to use a gas barrier film in which a gas barrier layer is formed on these supports. Examples of the gas barrier layer include a thin film having a low moisture permeability made of a material having a low moisture permeability such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride having a thickness of several nanometers to several hundred nanometers.

又、封止フィルムで覆って接着、封止することも好ましい。封止フィルムとしては、水分透過率が小さいガスバリア性の樹脂フィルムであることが好ましい。これらのフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン等の上記可撓性支持体として挙げられたフィルム上に透明な厚み数nm〜数百nmの酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素等透湿度の低い材料からなる薄膜を形成したフィルム、また、ガスバリア性の被膜である、アルミナ蒸着膜等を形成したフィルム、等が挙げられる。例えば、金属蒸着フィルムである凸版印刷製、GXフィルム、テックバリア(三菱樹脂)等のシリカ蒸着フィルム、また、アルミナ蒸着フィルム等ガスバリア層を形成した上記フィルム等を用いることができる。   It is also preferable to cover and bond and seal with a sealing film. The sealing film is preferably a gas barrier resin film having a low moisture permeability. These films have a transparent thickness of several nanometers to several hundred nanometers on the film mentioned as the flexible support such as polyester such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, and polypropylene. Examples thereof include a film in which a thin film made of a material having low moisture permeability such as silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride is formed, and a film in which an alumina vapor deposition film or the like that is a gas barrier film is formed. For example, a metal vapor-deposited film such as Toppan Printing, GX film, silica vapor-deposited film such as Tech Barrier (Mitsubishi Resin), or the above-mentioned film on which a gas barrier layer such as an alumina vapor-deposited film is formed can be used.

封止に用いる接着剤としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等からなるUV硬化型接着剤組成物を用いることができ、例えば、ナガセケムテック(株)製、UVレジン XNR5516等のUV硬化型接着剤(樹脂)を用いることができる。また、勿論、熱接着型樹脂でもよい。   As an adhesive used for sealing, a UV curable adhesive composition made of an acrylic resin, an epoxy resin, a fluorine resin, or the like can be used. For example, a UV resin XNR5516 manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd. UV curable adhesive (resin) can be used. Of course, a heat bonding resin may be used.

以下実施例により本発明の導電性薄膜について具体的に説明する。   The conductive thin film of the present invention will be specifically described below with reference to examples.

[比較例1]
透明導電性粒子としてSnOを15質量%含有したITO粉末(BET粒径30nm)7.5gを、アルコール系の溶媒17.5g及びアニオン系界面活性剤0.225gと混合し、遊星ボールミル(フリッチェ製P−5型、容器容量80ml、ビーズPSZ 0.3mm)にて、300rpmで30分間回転させ、流動性材料としての分散液を作成した。このようにして得たITO含量が30質量%のITO分散液をアプリケータ(送り速度5m/min)にて、基板としてのPETフィルム(東レ製 ルミラー100T ヘイズ1.5% 全光透過率89%)上に塗布し、80℃の温度にて乾燥させた。その後、ロールプレス(フィルム送り速度2.5m/min)を用いてこのPETフィルムを線圧200kg/cmで加圧し、PETフィルム上の塗膜の密度を3.0g/cmにした。その後、窒素雰囲気下で、この透明導電膜に周波数が2.45GHzのマイクロ波を1000Wで10分間照射した。
[Comparative Example 1]
7.5 g of ITO powder (BET particle size 30 nm) containing 15% by mass of SnO 2 as transparent conductive particles was mixed with 17.5 g of an alcohol solvent and 0.225 g of an anionic surfactant, and a planetary ball mill (Fritche) was mixed. A P-5 type, a container capacity of 80 ml, and a bead PSZ of 0.3 mm) were rotated at 300 rpm for 30 minutes to prepare a dispersion as a fluid material. The ITO dispersion liquid having an ITO content of 30% by mass obtained in this manner was applied to an PET film (Toray Lumirror 100T haze 1.5% total light transmittance 89% as a substrate) using an applicator (feed rate 5 m / min). ) And dried at a temperature of 80 ° C. Thereafter, this PET film was pressed at a linear pressure of 200 kg / cm using a roll press (film feed rate of 2.5 m / min), and the density of the coating film on the PET film was adjusted to 3.0 g / cm 3 . Thereafter, the transparent conductive film was irradiated with microwaves having a frequency of 2.45 GHz at 1000 W for 10 minutes in a nitrogen atmosphere.

以上の手順により得られた透明導電膜の表面抵抗、及び全光透過率、ヘイズを表1に示した。   Table 1 shows the surface resistance, total light transmittance, and haze of the transparent conductive film obtained by the above procedure.

[比較例2]
比較例2は、ロールプレスの線圧を300kg/cmとしたこと以外は、比較例1と同様の手順で製造した。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 was produced in the same procedure as Comparative Example 1 except that the linear pressure of the roll press was 300 kg / cm.

[比較例3]
比較例3は、比較例1の場合と同様にして作成した分散液をアプリケータで基板上に塗布し、80℃で乾燥した後、ロールプレスをかけずにマイクロ波を1000Wで10分間照射して製造した。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, a dispersion prepared in the same manner as in Comparative Example 1 was applied on a substrate with an applicator, dried at 80 ° C., and then irradiated with microwaves at 1000 W for 10 minutes without applying a roll press. Manufactured.

[実施例1]
透明導電性粒子としてSnOを15質量%含有したITO粉末(BET粒径30nm)7.5gを、硝酸錫0.12g、硝酸インジウム0.63g、アルコール系の溶媒17.5g及びアニオン系界面活性剤0.225gと混合し、遊星ボールミル(フリッチェ製P−5型、容器容量80ml、ビーズPSZ 0.3mm)にて、300rpmで30分間回転させ、流動性材料としての分散液を作成した。このようにして得たITO含量が30質量%のITO分散液をアプリケータ(送り速度5m/min)にて、基板としてのPETフィルム(東レ製 ルミラー100T ヘイズ1.5% 全光透過率89%)上に塗布し、80℃の温度にて乾燥させた。その後、窒素雰囲気下で、この透明導電膜に周波数が2.45GHzのマイクロ波を1000Wで10分間照射した。
[Example 1]
7.5 g of ITO powder (BET particle size 30 nm) containing 15% by mass of SnO 2 as transparent conductive particles, 0.12 g of tin nitrate, 0.63 g of indium nitrate, 17.5 g of alcohol solvent and anionic surface activity The mixture was mixed with 0.225 g of the agent, and rotated at 300 rpm for 30 minutes in a planetary ball mill (Fritche P-5 type, container capacity 80 ml, beads PSZ 0.3 mm) to prepare a dispersion as a fluid material. The ITO dispersion liquid having an ITO content of 30% by mass obtained in this manner was applied to an PET film (Toray Lumirror 100T haze 1.5% total light transmittance 89% as a substrate) using an applicator (feed rate 5 m / min). ) And dried at a temperature of 80 ° C. Thereafter, the transparent conductive film was irradiated with microwaves having a frequency of 2.45 GHz at 1000 W for 10 minutes in a nitrogen atmosphere.

[実施例2]
実施例2は、マイクロ波照射の時間を5分間にしたこと以外は、実施例1と同様の手順で製造した。
[Example 2]
Example 2 was produced in the same procedure as Example 1 except that the time of microwave irradiation was 5 minutes.

[実施例3]
実施例3は、マイクロ波照射を500Wで行った以外は、実施例1と同様の手順で製造した。
[Example 3]
Example 3 was manufactured in the same procedure as Example 1 except that microwave irradiation was performed at 500W.

[実施例4]
実施例4は、添加した硝酸錫、硝酸インジウムの量を硝酸錫0.06g、硝酸インジウム0.31gに代えた以外は、実施例1と同様の手順で製造した。
[Example 4]
Example 4 was produced in the same procedure as Example 1 except that the amount of tin nitrate and indium nitrate added was changed to 0.06 g of tin nitrate and 0.31 g of indium nitrate.

[実施例5]
添加した硝酸錫、硝酸インジウムを、硝酸亜鉛0.6g、硝酸アルミニウム0.06gに代えた以外は、実施例1と同様の手順で製造した。実施例1の場合と同様にして作成した分散液をアプリケータで基板上に塗布し、80℃で乾燥した後、マイクロ波を1000Wで10分間照射して製造した。
[Example 5]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the added tin nitrate and indium nitrate were replaced with 0.6 g of zinc nitrate and 0.06 g of aluminum nitrate. A dispersion prepared in the same manner as in Example 1 was applied onto a substrate with an applicator, dried at 80 ° C., and then irradiated with microwaves at 1000 W for 10 minutes for production.

導電性薄膜の表面抵抗、全光透過率、及びヘイズは以下の方法で測定した。   The surface resistance, total light transmittance, and haze of the conductive thin film were measured by the following methods.

〈BET粒径〉
透明導電膜(塗膜)の透明導電性微粒子のBET粒径は、下記式により計算した。
<BET particle size>
The BET particle size of the transparent conductive fine particles of the transparent conductive film (coating film) was calculated by the following formula.

BET粒径(nm)=6/(ρ×比表面積)×10
但し、ρは透明導電性微粒子の真比重であり、例えば、透明導電性微粒子がITO(錫含有酸化インジウム)である場合には、ρ=7.13×10(g/m)となる。また、比表面積は、BET法(一点法)により求めた。
BET particle size (nm) = 6 / (ρ × specific surface area) × 10 9
However, ρ is the true specific gravity of the transparent conductive fine particles. For example, when the transparent conductive fine particles are ITO (tin-containing indium oxide), ρ = 7.13 × 10 9 (g / m 3 ). . The specific surface area was determined by the BET method (one point method).

〈表面抵抗〉
導電性薄膜の表面抵抗は、三菱化学株式会社製のLorestaHPを用いて、四探針法により測定した。
<Surface resistance>
The surface resistance of the conductive thin film was measured by a four-probe method using Loresta HP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

〈全光透過率及びヘイズ〉
導電性薄膜の光透過率及びヘイズは、日本電色工業株式会社製のNDH2000を用いて測定した。光源にはハロゲンランプを用いた。
<Total light transmittance and haze>
The light transmittance and haze of the conductive thin film were measured using NDH2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. A halogen lamp was used as the light source.

尚、塗膜の密度を算出するに用いた膜厚については、日本電子社製JSM−6700Fの走査型電子顕微鏡を用いて、倍率10000倍にて観察し測定し、膜の密度は、以下の手順で測定した。   In addition, about the film thickness used for calculating the density of the coating film, it was observed and measured at a magnification of 10,000 times using a JSM-6700F scanning electron microscope manufactured by JEOL Ltd. The film density was as follows. Measured according to the procedure.

即ち、予め、基板となるPETフィルムを5(cm)×5(cm)に切り取り、質量を測定しておく。次いで、導電性微粒子を塗布後に乾燥させて加圧した基板(下記式における「塗膜を施した基板」)を5(cm)×5(cm)に切取り、質量を測定する。次いで、走査型電子顕微鏡を用いて塗膜の膜厚を測定し、測定により得られた質量及び膜厚に基づいて下記式から膜の密度を求めた。なお、ロールプレス後の基板厚みは変化しておらず、基板質量の変化もない。
(膜密度)={(塗膜を施した基板質量)−(基板質量)}/{(塗膜の面積)×(塗膜の膜厚)}
以下表1に、比較例1〜3及び実施例1〜4で作成した導電性薄膜の表面抵抗、全光透過率及びヘイズを示す。
That is, a PET film serving as a substrate is cut in advance to 5 (cm) × 5 (cm) and the mass is measured. Next, the substrate (the “substrate coated with the coating film” in the following formula) that has been dried and pressed after application of the conductive fine particles is cut into 5 (cm) × 5 (cm), and the mass is measured. Subsequently, the film thickness of the coating film was measured using a scanning electron microscope, and the density of the film was determined from the following formula based on the mass and the film thickness obtained by the measurement. Note that the substrate thickness after the roll press is not changed, and the substrate mass is not changed.
(Membrane density) = {(Substrate mass coated film) − (Substrate mass)} / {(Coating film area) × (Coating film thickness)}
Table 1 below shows the surface resistance, total light transmittance, and haze of the conductive thin films prepared in Comparative Examples 1-3 and Examples 1-4.

Figure 2010093165
Figure 2010093165

本発明に係る導電性薄膜は従来公知の製造方法を用いて製造された導電性薄膜に比べ、焼成時に金属酸化物の前駆体の存在によって導電性、透明性とも優れたものであることがわかる。   It can be seen that the conductive thin film according to the present invention is superior in both conductivity and transparency due to the presence of a metal oxide precursor during firing, compared to a conductive thin film manufactured using a conventionally known manufacturing method. .

[比較例4]
ガラス基板上に、ITO微粒子を含む水分散液(シーアイ化成ナノテック、微粒子径10〜100nm、固形分濃度15%)を塗布し、ロールプレスで加圧(線圧200kg/cm)後、2.45GHzの電磁波を500Wで30分照射した。
[Comparative Example 4]
An aqueous dispersion containing ITO fine particles (Cii Kasei Nanotech, fine particle diameter of 10 to 100 nm, solid content concentration of 15%) is applied onto a glass substrate, and pressed with a roll press (linear pressure 200 kg / cm), then 2.45 GHz. Were irradiated at 500 W for 30 minutes.

この結果作成された膜は、中心線平均粗さRa 20nm、表面抵抗100(Ω/□)であった。   The resulting film had a center line average roughness Ra of 20 nm and a surface resistance of 100 (Ω / □).

このようにして作成した透明導電膜をゲート電極として、上層にポリシラザン溶液(アクアミカNN110−20)を1000rpmでスピンコート、後に、450℃で加熱してゲート絶縁膜を形成した。   Using the transparent conductive film thus prepared as a gate electrode, a polysilazane solution (Aquamica NN110-20) was spin-coated at 1000 rpm on the upper layer, and then heated at 450 ° C. to form a gate insulating film.

次いで、この絶縁膜上に硝酸インジウム、硝酸ガリウム、硝酸亜鉛各1:1:1の水溶液をインクジェット法によりパターニング塗布し、その後、大気中で2.45GHzの電磁波を500Wで10分照射し、IGZO膜を成膜した。   Next, an aqueous solution of 1: 1: 1 each of indium nitrate, gallium nitrate, and zinc nitrate is applied by patterning to the insulating film by an ink jet method, and then irradiated with an electromagnetic wave of 2.45 GHz at 500 W for 10 minutes in the atmosphere. A film was formed.

次いで、IGZO膜の両端に銀ナノ粒子インクをパターニング、加熱処理し、チャネル長20μm、チャネル幅60μmとなるようにソース電極、ドレイン電極を形成した。こうして作成したTFTのId−Vg特性を測定したところ、off電流10nA、移動度0.05cm/Vsであった。 Next, silver nanoparticle ink was patterned and heated at both ends of the IGZO film to form a source electrode and a drain electrode so as to have a channel length of 20 μm and a channel width of 60 μm. When the Id-Vg characteristics of the TFT thus prepared were measured, the off current was 10 nA and the mobility was 0.05 cm 2 / Vs.

[実施例6]
ITO微粒子を含む水分散液(シーアイ化成ナノテックを原料に希釈、再分散させ、微粒子径10〜100nm、固形分濃度3%に調整)と、硝酸インジウム、硝酸錫を水に対してそれぞれ5質量%となるように溶解した塗布液を調製した。ガラス上にこの塗布液を塗布し、2.45GHzの電磁波を500Wで30分照射した。この結果作成された透明導電膜は、中心線平均粗さRa、1nm、表面抵抗100(Ω/□)であった。
[Example 6]
An aqueous dispersion containing ITO fine particles (diluted and redispersed with C-I Kasei Nanotech as a raw material to adjust the fine particle diameter to 10 to 100 nm and a solid content concentration of 3%), and indium nitrate and tin nitrate are each 5% by mass with respect to water. A coating solution dissolved so as to be prepared was prepared. This coating solution was applied onto glass and irradiated with an electromagnetic wave of 2.45 GHz at 500 W for 30 minutes. The resulting transparent conductive film had a center line average roughness Ra of 1 nm and a surface resistance of 100 (Ω / □).

このようにして作成した透明導電膜をゲート電極として、比較例4同様に、ゲート絶縁膜、半導体膜、ソース、ドレイン電極を順次形成し、薄膜トランジスタを作成した。   Using the transparent conductive film thus prepared as a gate electrode, similarly to Comparative Example 4, a gate insulating film, a semiconductor film, a source, and a drain electrode were sequentially formed to form a thin film transistor.

このTFTのId−Vg特性を測定したところ、off電流10pA、移動度0.1cm/Vsであった。比較例4の素子に比べoff電流が低く、移動度が高く、on/off比が高い薄膜トランジスタ素子が得られた。 When the Id-Vg characteristic of this TFT was measured, the off current was 10 pA, and the mobility was 0.1 cm 2 / Vs. A thin film transistor element having a lower off current, higher mobility, and higher on / off ratio than the element of Comparative Example 4 was obtained.

[実施例7]
《有機EL素子》
厚さ100μmのポリエチレンナフタレートフィルム(帝人・デュポン社製フィルム、以下、PENと略記する)を用い、以下に示す方法で透明ガスバリア層と陽極とを形成した。
[Example 7]
<< Organic EL element >>
A transparent gas barrier layer and an anode were formed by a method described below using a polyethylene naphthalate film having a thickness of 100 μm (a film made by Teijin DuPont, hereinafter abbreviated as PEN).

〈透明性ガスバリア層の形成〉
準備したPEN上に、大気圧プラズマ放電処理法を用い、テトラエトキシシラン(反応ガス)を用いて、厚さ約90nmの透明ガスバリア層を形成した。JIS K−7129−1992に準拠した方法により水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2%RH))を測定した結果、10−3g/(m・24h)以下であった。また、JIS K−7126−1987に準拠した方法により酸素透過率を測定した結果、10−3cm/(m・24h・atm)以下であった。
<Formation of transparent gas barrier layer>
On the prepared PEN, a transparent gas barrier layer having a thickness of about 90 nm was formed using tetraethoxysilane (reactive gas) using an atmospheric pressure plasma discharge treatment method. As a result of measuring the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2% RH)) by a method according to JIS K-7129-1992, it was 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. there were. Moreover, as a result of measuring oxygen permeability by the method based on JIS K-7126-1987, it was below 10 < -3 > cm < 3 > / (m < 2 > 24h * atm).

〈陽極の形成〉
形成した透明ガスバリア層上に厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)を実施例5と同様の方法で作成した。
<Formation of anode>
On the formed transparent gas barrier layer, ITO (indium tin oxide) having a thickness of 120 nm was prepared in the same manner as in Example 5.

〈有機機能層の形成〉
この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚20nmの正孔輸送層を設けた。
<Formation of organic functional layer>
On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water at 3000 rpm for 30 seconds. After forming the film by spin coating, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 20 nm-thick hole transport layer.

この基板を窒素雰囲気下に移し、正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料1を10mlのトルエンに溶解した溶液を1500rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。窒素雰囲気下、180秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行い、膜厚約20nmの第2正孔輸送層とした。   This substrate was transferred to a nitrogen atmosphere, and a solution of 50 mg of the hole transport material 1 dissolved in 10 ml of toluene was formed on the hole transport layer by spin coating at 1500 rpm for 30 seconds. In a nitrogen atmosphere, ultraviolet light was irradiated for 180 seconds to carry out photopolymerization and crosslinking to form a second hole transport layer having a thickness of about 20 nm.

この第二正孔輸送層上に、100mgの化合物2と10mgの化合物3を10mlのトルエンに溶解した溶液を1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。120℃で1時間真空乾燥し、膜厚約50nmの発光層とした。   On this second hole transport layer, a solution prepared by dissolving 100 mg of compound 2 and 10 mg of compound 3 in 10 ml of toluene was formed into a film by a spin coating method at 1000 rpm for 30 seconds. It vacuum-dried at 120 degreeC for 1 hour, and was set as the light emitting layer with a film thickness of about 50 nm.

次にこの発光層上に、50mgの電子輸送材料1を10mlの1−ブタノールに溶解した溶液を5000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約15nmの電子輸送層とした。   Next, a solution obtained by dissolving 50 mg of the electron transport material 1 in 10 ml of 1-butanol was formed on this light emitting layer by spin coating under a condition of 5000 rpm for 30 seconds. It vacuum-dried at 60 degreeC for 1 hour, and was set as the electron carrying layer with a film thickness of about 15 nm.

Figure 2010093165
Figure 2010093165

続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を4×10−4Paまで減圧し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム1.0nm及び陰極としてアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を作製した。 Subsequently, this substrate is fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, the vacuum chamber is decompressed to 4 × 10 −4 Pa, lithium fluoride 1.0 nm is deposited as a cathode buffer layer, and aluminum 110 nm is deposited as a cathode to form a cathode. Then, an organic EL element was produced.

作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm定電流を印加すると、発光が陽極側から観察され、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用い測定したところ、高い外部取り出し量子効率を示した。本発明の、塗布法により形成されたITO導電性薄膜は、有機EL素子の陽極として優れた性質を示した。 When a 2.5 mA / cm 2 constant current was applied to the produced organic EL element at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere, light emission was observed from the anode side, and a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) When measured using, high external extraction quantum efficiency was exhibited. The ITO conductive thin film formed by the coating method of the present invention exhibited excellent properties as an anode of an organic EL element.

薄膜トランジスタ素子の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a thin-film transistor element. 複数の薄膜トランジスタが配置される薄膜トランジスタ(TFT)シートの一例を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram showing an example of a thin film transistor (TFT) sheet in which a plurality of thin film transistors are arranged. 本発明の導電性薄膜の、薄膜トランジスタ素子のゲート電極への適用の一実施形態を説明する図である。It is a figure explaining one Embodiment of the electroconductive thin film of this invention applied to the gate electrode of a thin-film transistor element. 有機EL素子の層構成の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of an organic EL element.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 第一電極
3 正孔輸送層
4 発光層
5 電子注入層
6 第二電極
8 接着剤層
9 封止フィルム
101 半導体層
102 ソース電極
103 ドレイン電極
104 ゲート電極
105 絶縁層
10 薄膜トランジスタシート
11 ゲートバスライン
12 ソースバスライン
14 薄膜トランジスタ素子
15 蓄積コンデンサ
16 出力素子
17 垂直駆動回路
18 水平駆動回路
1 Base material
2 First electrode 3 Hole transport layer 4 Light emitting layer 5 Electron injection layer 6 Second electrode 8 Adhesive layer 9 Sealing film 101 Semiconductor layer 102 Source electrode 103 Drain electrode 104 Gate electrode 105 Insulating layer 10 Thin film transistor sheet 11 Gate bus line 12 Source Bus Line 14 Thin Film Transistor Element 15 Storage Capacitor 16 Output Element 17 Vertical Drive Circuit 18 Horizontal Drive Circuit

Claims (8)

基板上に、少なくとも金属酸化物微粒子及び金属酸化物の前駆体を含む薄膜を形成した後、前記薄膜に電磁波を照射することにより、導電性薄膜を形成することを特徴とする電極の製造方法。 A method for producing an electrode, comprising: forming a thin film containing at least metal oxide fine particles and a metal oxide precursor on a substrate; and irradiating the thin film with electromagnetic waves to form a conductive thin film. 前記金属酸化物微粒子が、チタン、銅、ニッケル、亜鉛、錫及びインジウムのいずれかを含む酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 1, wherein the metal oxide fine particles are oxide fine particles containing any of titanium, copper, nickel, zinc, tin, and indium. 前記金属酸化物の前駆体が、亜鉛、錫、インジウムの無機酸塩、ハロゲン化物又は水酸化物を含むことを特徴とする請求項2に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 2, wherein the metal oxide precursor contains zinc, tin, indium inorganic acid salt, halide, or hydroxide. 前記金属酸化物の前駆体が、亜鉛、錫及びインジウムのいずれかの金属の硝酸塩を含むことを特徴とする請求項2に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 2, wherein the metal oxide precursor includes a nitrate of any one of zinc, tin, and indium. 前記薄膜を塗布により形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 1, wherein the thin film is formed by coating. 前記電磁波が、マイクロ波(周波数0.3〜30GHz)であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極の製造方法。 The said electromagnetic wave is a microwave (frequency 0.3-30 GHz), The manufacturing method of the electrode of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法によって形成された電子回路パターンを用いて作成することを特徴とする薄膜トランジスタ素子。 A thin film transistor element produced by using an electronic circuit pattern formed by the electrode manufacturing method according to claim 1. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極の製造方法を用いて陽極を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescent element, wherein an anode is formed using the method for producing an electrode according to claim 1.
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