JP5026673B2 - Method for producing metal oxide film - Google Patents

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本発明は、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることが可能な金属酸化物膜の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a metal oxide film capable of obtaining a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion and the like.

従来より、化合物半導体、特に金属酸化物膜は光電変換素子や表示素子の材料として広く用いられてきた。このような金属酸化物膜の多くはスパッタリング法、蒸着法、CVD法、イオンプレーティング法、印刷法などによって製造されてきたが、これらの手法は高価な装置が必要であったり、別途焼成工程が必要であったりする等の問題点があった。このような問題点に対して、真空装置を必要としない、スプレー熱分解法による金属酸化物膜の製造方法が提案されている。   Conventionally, compound semiconductors, particularly metal oxide films, have been widely used as materials for photoelectric conversion elements and display elements. Many of these metal oxide films have been manufactured by sputtering, vapor deposition, CVD, ion plating, printing, etc., but these methods require expensive equipment or are separately fired. There was a problem such as being necessary. In order to solve such a problem, a method for producing a metal oxide film by a spray pyrolysis method that does not require a vacuum apparatus has been proposed.

スプレー熱分解法による金属酸化物膜の製造方法としては、例えば、特許文献1においては、金属化合物の構成成分を有する溶液を超音波振動子によって霧化させて液滴とし、ドライエアー等のキャリアガスとともに、予め加熱された成膜用基材上に噴きつけ、金属化合物膜を形成する方法が開示されている。しかし、この方法では、霧化された液滴の輸送にドライエアーを用い、さらに高温状態で行っているため、液滴が基材へ到達する前に酸化され金属酸化物の微粒子となり、その結果、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を作製することが困難であるという問題があった。   As a method for producing a metal oxide film by a spray pyrolysis method, for example, in Patent Document 1, a solution having a component of a metal compound is atomized by an ultrasonic vibrator to form droplets, and a carrier such as dry air A method is disclosed in which a metal compound film is formed by spraying on a film-forming substrate heated in advance together with a gas. However, since this method uses dry air to transport the atomized droplets and is performed at a higher temperature, the droplets are oxidized before reaching the base material to form metal oxide fine particles. In addition, there is a problem that it is difficult to produce a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion, and the like.

また、特許文献2においては、加熱されたガラス基材上にジブチル錫ジアセテートの有機溶媒液をスプレーし、酸化錫膜を得る方法が開示されている。しかし、この方法においても、スプレーの際にキャリアガスが使用されており、上記と同様の問題が生じていた。   Patent Document 2 discloses a method for obtaining a tin oxide film by spraying an organic solvent liquid of dibutyltin diacetate onto a heated glass substrate. However, also in this method, a carrier gas is used during spraying, and the same problem as described above has occurred.

特開2004−259494公報JP 2004-259494 A 特開平8−225830号公報JP-A-8-225830

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができる金属酸化物膜の製造方法を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and mainly provides a method for producing a metal oxide film capable of obtaining a metal oxide film having excellent transparency, denseness, adhesion, and the like. It is the purpose.

本発明においては、スプレー装置により、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液を霧化し、霧化された上記金属酸化物膜形成用溶液と、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材とを接触させることにより、上記基材上に金属酸化物膜を得る金属酸化物膜の製造方法であって、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることを特徴とする金属酸化物膜の製造方法を提供する。   In the present invention, the metal oxide film forming solution in which the metal salt or the metal complex is dissolved as a metal source is atomized by a spray device, and the atomized solution for forming the metal oxide film and the metal oxide film forming are formed. A method for producing a metal oxide film, wherein a metal oxide film is obtained on the substrate by contacting the substrate heated to a temperature equal to or higher than the temperature, wherein the spray device is used for forming the metal oxide film. Provided is a method for producing a metal oxide film, which is an apparatus that does not use air to atomize a solution.

本発明によれば、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることから、霧化された金属酸化物膜形成用溶液が、基材に到達する前に酸化され金属酸化物微粒子になることを防止することができ、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができるという利点を有する。   According to the present invention, since the spray device is a device that does not use air to atomize the metal oxide film forming solution, the atomized metal oxide film forming solution is It is possible to prevent the metal oxide fine particles from being oxidized before reaching the base material, and to obtain a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion and the like.

また、上記発明においては、上記スプレー装置が、エアレススプレーまたは回転霧化スプレーであることが好ましい。透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができるからである。   Moreover, in the said invention, it is preferable that the said spray apparatus is an airless spray or a rotary atomization spray. This is because a metal oxide film having excellent transparency, denseness, adhesion, and the like can be obtained.

また、本発明においては、基材を保持するステージと、上記基材を加熱する加熱装置と、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液を霧化するスプレー装置と、上記スプレー装置に上記金属酸化物膜形成用溶液を供給する金属酸化物膜形成用溶液供給装置と、を備えた金属酸化物膜の製造装置であって、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることを特徴とする金属酸化物膜の製造装置を提供する。   In the present invention, a stage for holding the substrate, a heating device for heating the substrate, a spray device for atomizing a solution for forming a metal oxide film in which a metal salt or metal complex is dissolved as a metal source, and A metal oxide film forming solution supply device for supplying the metal oxide film forming solution to the spray device, wherein the spray device is the metal oxide film An apparatus for producing a metal oxide film, characterized in that it is an apparatus that does not use air to atomize a film-forming solution.

本発明によれば、上記スプレー装置を用いることにより、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができる。さらに、真空装置等の高価な設備や煩雑な工程を必要とせずに、均一で緻密な金属酸化物膜を安価に製造することができる。   According to the present invention, a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion, and the like can be obtained by using the spray device. Furthermore, a uniform and dense metal oxide film can be manufactured at low cost without requiring expensive equipment such as a vacuum apparatus and complicated processes.

また、上記発明においては、上記スプレー装置が、エアレススプレーまたは回転霧化スプレーであることが好ましい。透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができるからである。   Moreover, in the said invention, it is preferable that the said spray apparatus is an airless spray or a rotary atomization spray. This is because a metal oxide film having excellent transparency, denseness, adhesion, and the like can be obtained.

また、上記発明においては、加熱装置が、ホットプレートであることが好ましい。基材温度を安定して保持することができるからである。   Moreover, in the said invention, it is preferable that a heating apparatus is a hot plate. This is because the substrate temperature can be stably maintained.

本発明においては、特定のスプレー装置を用いることにより、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができるという効果を奏する。   In this invention, there exists an effect that the metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesiveness, etc. can be obtained by using a specific spray apparatus.

以下、本発明の金属酸化物膜の製造方法、および金属酸化物膜の製造装置について詳細に説明する。   Hereinafter, the metal oxide film manufacturing method and the metal oxide film manufacturing apparatus of the present invention will be described in detail.

A.金属酸化物膜の製造方法
本発明の金属酸化物膜の製造方法は、スプレー装置により、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液を霧化し、霧化された上記金属酸化物膜形成用溶液と、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材とを接触させることにより、上記基材上に金属酸化物膜を得る金属酸化物膜の製造方法であって、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることを特徴とするものである。
A. Method for Producing Metal Oxide Film In the method for producing a metal oxide film of the present invention, the solution for forming a metal oxide film in which a metal salt or a metal complex is dissolved as a metal source is atomized and atomized by a spray device. A method for producing a metal oxide film in which a metal oxide film is obtained on a substrate by bringing the metal oxide film forming solution into contact with a substrate heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature. The spray device is a device that does not use air to atomize the metal oxide film forming solution.

本発明によれば、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることから、霧化された金属酸化物膜形成用溶液が、基材に到達する前に酸化され金属酸化物微粒子になることを防止することができ、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができるという利点を有する。
特に、本発明においては、透明度の高い金属酸化物膜を得ることが可能であり、例えば、本発明により得られた金属酸化物膜を太陽電池用部材の透明電極として用いた場合に、太陽電池の性能を大幅に向上させることができる。また、本発明によれば、真空装置等の高価な設備や煩雑な工程を必要とせずに、均一で緻密な金属酸化物膜を安価に製造することができる。
According to the present invention, since the spray device is a device that does not use air to atomize the metal oxide film forming solution, the atomized metal oxide film forming solution is It is possible to prevent the metal oxide fine particles from being oxidized before reaching the base material, and to obtain a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion and the like.
In particular, in the present invention, a highly transparent metal oxide film can be obtained. For example, when the metal oxide film obtained by the present invention is used as a transparent electrode of a solar cell member, a solar cell The performance of can be greatly improved. In addition, according to the present invention, a uniform and dense metal oxide film can be manufactured at low cost without requiring expensive equipment such as a vacuum apparatus or complicated processes.

次に、本発明の金属酸化物膜の製造方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の金属酸化物膜の製造方法の一例を示す工程図である。本発明の金属酸化物膜の製造方法は、スプレー装置1により、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液2を霧化し、霧化された上記金属酸化物膜形成用溶液2と、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材3とを接触させることにより(図1(a))、基材3上に金属酸化物膜4を得る方法である(図1(b))。   Next, the manufacturing method of the metal oxide film of this invention is demonstrated using drawing. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for producing a metal oxide film of the present invention. In the method for producing a metal oxide film of the present invention, the atomized metal oxide film forming solution 2 in which a metal salt or a metal complex is dissolved as a metal source is atomized by the spray device 1 to form the atomized metal oxide film. This is a method for obtaining a metal oxide film 4 on the base material 3 by bringing the solution 2 into contact with the base material 3 heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature (FIG. 1 (a)). FIG. 1 (b)).

次に、本発明に用いられる「金属酸化物膜形成温度」について説明する。本発明において、「金属酸化物膜形成温度」とは、金属源に含まれる金属元素が酸素と結合し、基材上に金属酸化物膜を形成することが可能な温度をいい、金属塩、金属錯体といった金属源の種類、溶媒等の金属酸化物膜形成用溶液の組成によって大きく異なるものである。本発明において、このような「金属酸化物膜形成温度」は、以下の方法により測定することができる。すなわち、実際に所望の金属源を含有する金属酸化物膜形成用溶液を用意し、基材の加熱温度を変化させて接触させることにより、金属酸化物膜を形成することができる最低の基材加熱温度を測定する。この最低の基材加熱温度を本発明における「金属酸化物膜形成温度」とすることができる。この際、金属酸化物膜が形成したか否かは、通常、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)より得られた結果から判断し、結晶性のないアモルファス膜の場合は、光電子分光分析装置(V.G.Scientific社製、ESCALAB 200i−XL)より得られた結果から判断するものとする。   Next, the “metal oxide film forming temperature” used in the present invention will be described. In the present invention, the “metal oxide film formation temperature” refers to a temperature at which a metal element contained in a metal source combines with oxygen and can form a metal oxide film on a substrate, a metal salt, It differs greatly depending on the type of metal source such as a metal complex and the composition of a solution for forming a metal oxide film such as a solvent. In the present invention, such “metal oxide film formation temperature” can be measured by the following method. That is, the lowest base material on which a metal oxide film can be formed by preparing a solution for forming a metal oxide film that actually contains a desired metal source and changing the heating temperature of the base material to make contact Measure the heating temperature. This minimum substrate heating temperature can be set as the “metal oxide film forming temperature” in the present invention. At this time, whether or not the metal oxide film is formed is usually judged from the result obtained from an X-ray diffraction apparatus (Rigaku, RINT-1500). In the case of an amorphous film having no crystallinity, photoelectron spectroscopy is performed. It shall judge from the result obtained from the analyzer (the product made by VG Scientific, ESCALAB 200i-XL).

次に、本発明の金属酸化物膜の製造方法における金属源の価数の変化について説明する。金属源の価数の変化について、例えば、金属源としてセリウムイオンCe3+を含有する金属酸化物膜形成用溶液から酸化セリウム(CeO)膜を得る場合を用いて説明する。図2はセリウムのプールベ線図であるが、本発明においては、金属酸化物膜形成用溶液内でCe3+(図中のCe3+領域に相当)として存在しているセリウムは、加熱された基材と接触することにより、価数を変化させCeO膜(図中のCeO領域に相当)になる。すなわち、基材に熱エネルギーを加えることによって、Ce3+領域からCeO領域に移動したと考えることができる。 Next, the change in the valence of the metal source in the method for producing a metal oxide film of the present invention will be described. The change in the valence of the metal source will be described using, for example, a case where a cerium oxide (CeO 2 ) film is obtained from a metal oxide film forming solution containing cerium ions Ce 3+ as a metal source. FIG. 2 is a Pourbaix diagram of cerium. In the present invention, cerium existing as Ce 3+ (corresponding to the Ce 3+ region in the figure) in the metal oxide film forming solution is a heated substrate. By contacting with the material, the valence is changed to become a CeO 2 film (corresponding to the CeO 2 region in the figure). That is, it can be considered that the substrate has moved from the Ce 3+ region to the CeO 2 region by applying thermal energy to the substrate.

また、上記金属酸化物膜形成用溶液は、少なくとも、金属源および溶媒を含有するものであるが、本発明においては、上記金属酸化物膜形成用溶液が、酸化剤、還元剤等を含有することが好ましい。より低い基材加熱温度においても金属酸化物膜を形成することができるからである。この場合におけるメカニズムについて、金属源として硝酸セリウム(Ce(NO)、還元剤としてボラン−ジメチルアミン錯体(別名:ジメチルアミンボラン、DMAB)、溶媒として水を用い、酸化セリウム(CeO)膜を形成する場合を用いて説明する。 The metal oxide film-forming solution contains at least a metal source and a solvent. In the present invention, the metal oxide film-forming solution contains an oxidizing agent, a reducing agent, and the like. It is preferable. This is because the metal oxide film can be formed even at a lower substrate heating temperature. Regarding the mechanism in this case, cerium nitrate (Ce (NO 3 ) 3 ) as a metal source, borane-dimethylamine complex (also known as dimethylamine borane, DMAB) as a reducing agent, water as a solvent, cerium oxide (CeO 2 ) Description will be made using the case of forming a film.

上記酸化セリウム膜は、まだ明確ではないが、以下の6つの式により形成されると考えられている。
(i) Ce(NO → Ce3++3NO
(ii) (CHNHBH+2HO → BO +(CHNH+7H+6e
(iii) 2HO+2e → 2OH+H
(iv) Ce3+ → Ce4++e
(v) Ce4++2OH → Ce(OH) 2+
(vi) Ce(OH) 2+ → CeO+H
The cerium oxide film is not yet clear, but is considered to be formed by the following six equations.
(I) Ce (NO 3 ) 3 → Ce 3+ + 3NO 3
(Ii) (CH 3 ) 2 NHBH 3 + 2H 2 O → BO 2 + (CH 3 ) 2 NH + 7H + + 6e
(Iii) 2H 2 O + 2e → 2OH + H 2
(Iv) Ce 3+ → Ce 4+ + e
(V) Ce 4+ + 2OH → Ce (OH) 2 2+
(Vi) Ce (OH) 2 2+ → CeO 2 + H 2

この時、硝酸セリウムは水溶液中でセリウムイオンとなり((i)式)、続いて、加熱によって還元剤DMABが分解((ii)式)することにより、電子を放出する。その後、放出された電子が水の電気分解((iii)式)を誘発し、水酸化物イオンを発生させ金属酸化物膜形成用溶液のpHを上昇させる。その結果、セリウムイオンは価数を変化させ((iv)式)、さらに発生した水酸化物イオンと反応し((v)式)、Ce(OH) 2+が生成する。その後、基材近傍のCe(OH) 2+がpHの上昇によりCeOとなる((vi)式)。すなわち、上記還元剤を添加することによって、金属酸化物膜形成用溶液のpHが上昇し、金属酸化物膜(CeO)が生じやすい環境となり、より低い加熱温度で金属酸化物膜を得ることができると考えられる。また、溶媒として、水ではなく、アルコール、有機溶媒等を使用した際においても、上記反応と類似の反応、もしくは溶媒中に含まれる微量の水分により、より低い加熱温度で金属酸化物膜を得ることができると考えられる。
以下、本発明の金属酸化物膜の製造方法について、各構成ごとに詳細に説明する。
At this time, cerium nitrate becomes cerium ions in the aqueous solution (formula (i)), and then the reducing agent DMAB is decomposed by heating (formula (ii)), thereby releasing electrons. Thereafter, the emitted electrons induce water electrolysis (formula (iii)) to generate hydroxide ions and raise the pH of the metal oxide film forming solution. As a result, the cerium ion changes the valence (formula (iv)) and further reacts with the generated hydroxide ion (formula (v)) to produce Ce (OH) 2 2+ . Thereafter, Ce (OH) 2 2+ in the vicinity of the base material becomes CeO 2 as the pH increases (formula (vi)). That is, by adding the reducing agent, the pH of the metal oxide film forming solution is increased, and an environment in which a metal oxide film (CeO 2 ) is likely to be generated is obtained, and a metal oxide film can be obtained at a lower heating temperature. It is thought that you can. Even when alcohol, an organic solvent, or the like is used as a solvent instead of water, a metal oxide film is obtained at a lower heating temperature due to a reaction similar to the above reaction or a small amount of water contained in the solvent. It is considered possible.
Hereafter, the manufacturing method of the metal oxide film of this invention is demonstrated in detail for every structure.

1.スプレー装置
まず、本発明に用いられるスプレー装置について説明する。本発明に用いられるスプレー装置は、金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置である。本発明において、「金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式」とは、エアー以外の手段を用いて金属酸化物膜形成用溶液の霧化を行う方式をいう。このような方式のスプレー装置は、通常、ノズルからエアーが吐出されない。
1. Spray Device First, the spray device used in the present invention will be described. The spray apparatus used in the present invention is an apparatus that does not use air to atomize the metal oxide film forming solution. In the present invention, the “method not using air to atomize the metal oxide film forming solution” refers to a method in which the metal oxide film forming solution is atomized using means other than air. In such a spray apparatus, air is not normally discharged from the nozzle.

なお、通常のエアースプレーは、金属酸化物膜形成用溶液と空気流とを衝突させることにより、金属酸化物膜形成用溶液を霧化する方式をとっており、上記「金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式」には該当しない。   In addition, the normal air spray employs a method of atomizing the metal oxide film forming solution by colliding the metal oxide film forming solution and the air flow. It does not fall under “method that does not use air to atomize the solution”.

また、本発明に用いられるスプレー装置のノズル径としては、所望の金属酸化物膜を得ることができれば特に限定されるものではないが、具体的には、10〜1000μmの範囲内、中でも50〜500μmの範囲内、特に100〜300μmの範囲内であることが好ましい。   In addition, the nozzle diameter of the spray device used in the present invention is not particularly limited as long as a desired metal oxide film can be obtained. Specifically, the nozzle diameter is within a range of 10 to 1000 μm, particularly 50 to 50 μm. It is preferable to be in the range of 500 μm, particularly in the range of 100 to 300 μm.

また、本発明に用いられるスプレー装置が後述する金属酸化物膜形成用溶液を吐出する吐出量としては、所望の金属酸化物膜を得ることができれば特に限定されるものではないが、具体的には、0.001〜1リットル/minの範囲内、中でも0.001〜0.05リットル/minの範囲内、特に0.01〜0.05リットル/minの範囲内であることが好ましい。   In addition, the discharge amount for discharging the metal oxide film forming solution described later by the spray device used in the present invention is not particularly limited as long as a desired metal oxide film can be obtained. Is preferably in the range of 0.001 to 1 liter / min, more preferably in the range of 0.001 to 0.05 liter / min, and particularly preferably in the range of 0.01 to 0.05 liter / min.

本発明に用いられるスプレー装置は、金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であれば、特に限定されるものではないが、具体的には、エアレススプレー、回転霧化スプレー等を挙げることができる。   The spray device used in the present invention is not particularly limited as long as it is a device that does not use air in order to atomize the metal oxide film forming solution. Specifically, an airless spray, Examples thereof include a rotary atomizing spray.

上記エアレススプレーは、原料溶液を、特殊な形状を有する吐出口の内部近辺に供給し、
エアー等の気体の圧力で押出すことによって霧化する方式のスプレーである。この際、エアー等の気体は、原料溶液を押出すために使用するものであり、空気流を直接原料溶液に衝突させて霧化するエアースプレーとは異なるものである。
The airless spray supplies the raw material solution to the vicinity of the inside of the discharge port having a special shape,
It is a spray that atomizes by being extruded with the pressure of a gas such as air. At this time, a gas such as air is used to extrude the raw material solution, and is different from an air spray that atomizes the air flow by directly colliding with the raw material solution.

このようなエアレススプレーとしては、市販のエアレススプレーを使用することができ、特に限定されるものではないが、例えば、特開平8−24716号公報に記載されたもの等を挙げることができる。具体的には、A7Aエアレスオートガン(ノードソン社製)AG4エアレス自動ガン(旭サナック社製)等を挙げることができる。   As such an airless spray, a commercially available airless spray can be used, and is not particularly limited, and examples thereof include those described in JP-A-8-24716. Specifically, A7A airless auto gun (manufactured by Nordson) AG4 airless auto gun (manufactured by Asahi Sunac Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

また、上記回転霧化スプレーは、原料溶液を、回転のエネルギーによって霧化する方式のスプレーである。このような回転霧化スプレーとしては、市販の回転霧化スプレーを使用することができ、特に限定されるものではないが、例えば、特開平6−210205号公報、特開平8−266947号公報等に記載されたもの等を挙げることができる。具体的には、RA−20ロータリーアトマイザー(ノードソン社製)、PCS0806(旭サナック社製)等を挙げることができる。   Moreover, the said rotary atomization spray is a spray of the system which atomizes a raw material solution with the energy of rotation. As such a rotary atomizing spray, a commercially available rotary atomizing spray can be used, and is not particularly limited. Can be mentioned. Specifically, RA-20 rotary atomizer (manufactured by Nordson), PCS0806 (manufactured by Asahi Sunac Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

2.金属酸化物膜形成用溶液
次に、本発明の金属酸化物膜の製造方法に用いられる金属酸化物膜形成用溶液について説明する。本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、少なくとも後述する金属源および溶媒を含有するものである。本発明においては、中でも、金属酸化物膜形成用溶液が酸化剤および/または還元剤を含有していることが好ましい。酸化剤、還元剤を添加することにより、より低い温度で金属酸化物膜を形成することができ、さらに温度が低いことから、霧化された金属酸化物膜形成用溶液が、基材に到達する前に酸化され金属酸化物微粒子となることを防止することができ、透明性等の高い金属酸化物膜を形成することができるからである。
2. Next, the metal oxide film forming solution used in the method for producing a metal oxide film of the present invention will be described. The metal oxide film forming solution used in the present invention contains at least a metal source and a solvent described later. In the present invention, it is particularly preferable that the metal oxide film forming solution contains an oxidizing agent and / or a reducing agent. By adding an oxidizing agent and a reducing agent, a metal oxide film can be formed at a lower temperature, and since the temperature is lower, the atomized metal oxide film forming solution reaches the substrate. This is because it can be prevented from being oxidized to become metal oxide fine particles before forming, and a metal oxide film having high transparency can be formed.

(1)金属源
本発明に用いられる金属源は、基材上に形成される金属酸化物膜を構成するものである。本発明に用いられる金属源は、後述する溶媒に溶解するものであれば、金属塩であっても良く、金属錯体であっても良い。なお、本発明における「金属錯体」とは、金属イオンに対して無機物または有機物が配位したもの、あるいは、分子中に金属−炭素結合を有する、いわゆる有機金属化合物を含むものである。
(1) Metal source The metal source used for this invention comprises the metal oxide film formed on a base material. The metal source used in the present invention may be a metal salt or a metal complex as long as it dissolves in a solvent described later. The “metal complex” in the present invention includes a metal ion coordinated with an inorganic substance or an organic substance, or a so-called organometallic compound having a metal-carbon bond in the molecule.

上記金属酸化物膜形成用溶液における上記金属源の濃度としては、金属源が金属塩の場合、通常0.001〜10mol/lであり、中でも0.01〜1mol/lであることが好ましく、金属源が金属錯体である場合、通常0.001〜10mol/lであり、中でも0.01〜1mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲以下であると、金属酸化物膜成膜に時間がかかり、工業的に好適でない可能性があり、濃度が上記範囲以上であると、均一な膜厚の金属酸化物膜を得ることができない可能性があるからである。   The concentration of the metal source in the metal oxide film-forming solution is usually 0.001 to 10 mol / l, preferably 0.01 to 1 mol / l when the metal source is a metal salt, When the metal source is a metal complex, it is usually 0.001 to 10 mol / l, and preferably 0.01 to 1 mol / l. When the concentration is below the above range, it takes time to form the metal oxide film, which may not be industrially suitable. When the concentration is above the above range, a metal oxide film having a uniform thickness is obtained. This is because it may not be possible.

このような金属源を構成する金属元素としては、所望の金属酸化物膜を得ることができれば特に限定されるものではないが、例えば、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、およびTaからなる群から選択されることが好ましい。   The metal element constituting such a metal source is not particularly limited as long as a desired metal oxide film can be obtained. For example, Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, and Co Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, Hf, Sc, Gd, and Ta are preferably selected.

上記金属塩としては、具体的には、上記金属元素を含む塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等を挙げることができる。中でも、本発明においては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩を使用することが好ましい。これらの化合物は汎用品として入手が容易だからである。   Specific examples of the metal salt include chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates and the like containing the metal elements. Among these, in the present invention, it is preferable to use chloride, nitrate, and acetate. This is because these compounds are easily available as general-purpose products.

また、上記金属錯体としては、具体的には、マグネシウムジエトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、カルシウムアセチルアセトナート二水和物、カルシウムジ(メトキシエトキシド)、グルコン酸カルシウム一水和物、クエン酸カルシウム四水和物、サリチル酸カルシウム二水和物、チタンラクテート、チタンアセチルアセトネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、ブチルチタネートダイマー、チタニウムビス(エチルヘキソキシ)ビス(2−エチル−3−ヒドロキシヘキソキシド)、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、ジヒドロキシビス(アンモニウムラクテート)チタニウム、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、チタンペロキソクエン酸アンモニウム四水和物、ジシクロペンタジエニル鉄(II)、乳酸鉄(II)三水和物、鉄(III)アセチルアセトナート、コバルト(II)アセチルアセトナート、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、銅(II)アセチルアセトナート、銅(II)ジピバロイルメタナート、エチルアセト酢酸銅(II)、亜鉛アセチルアセトナート、乳酸亜鉛三水和物、サリチル酸亜鉛三水和物、ステアリン酸亜鉛、ストロンチウムジピバロイルメタナート、イットリウムジピバロイルメタナート、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウム(IV)エトキシド、ジルコニウムノルマルプロピレート、ジルコニウムノルマルブチレート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムモノアセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムモノステアレート、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタイソプロポキシニオブ、トリス(アセチルアセトナト)インジウム(III)、2−エチルヘキサン酸インジウム(III)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド、ランタンアセチルアセトナート二水和物、トリ(メトキシエトキシ)ランタン、ペンタイソプロポキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、タンタル(V)エトキシド、セリウム(III)アセチルアセトナートn水和物、クエン酸鉛(II)三水和物、シクロヘキサン酪酸鉛等を挙げることができる。中でも、本発明においては、マグネシウムジエトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、カルシウムアセチルアセトナート二水和物、チタンラクテート、チタンアセチルアセトネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、ブチルチタネートダイマー、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、乳酸鉄(II)三水和物、鉄(III)アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、乳酸亜鉛三水和物、ストロンチウムジピバロイルメタナート、ペンタエトキシニオブ、トリス(アセチルアセトナト)インジウム(III)、2−エチルヘキサン酸インジウム(III)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、ランタンアセチルアセトナート二水和物、トリ(メトキシエトキシ)ランタン、セリウム(III)アセチルアセトナートn水和物を使用することが好ましい。
また、本発明においては、金属酸化物膜形成用溶液が上記金属元素を2種類以上含有していても良く、複数種の金属元素を使用することにより、例えば、ITO、Gd−CeO、Sm−CeO、Ni−Fe等の複合金属酸化物膜を得ることができる。
Specific examples of the metal complex include magnesium diethoxide, aluminum acetylacetonate, calcium acetylacetonate dihydrate, calcium di (methoxyethoxide), calcium gluconate monohydrate, citric acid Calcium tetrahydrate, calcium salicylate dihydrate, titanium lactate, titanium acetylacetonate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, butyl titanate dimer, titanium bis (ethylhexoxy) bis (2 -Ethyl-3-hydroxyhexoxide), diisopropoxytitanium bis (triethanolaminate), dihydroxybis (ammonium lactate) titanium, diisopropoxytitanium bis (ethylacetate) Toacetate), titanium peroxo ammonium citrate tetrahydrate, dicyclopentadienyl iron (II), iron lactate (II) trihydrate, iron (III) acetylacetonate, cobalt (II) acetylacetonate , Nickel (II) acetylacetonate dihydrate, copper (II) acetylacetonate, copper (II) dipivaloylmethanate, copper (II) ethylacetoacetate, zinc acetylacetonate, zinc lactate trihydrate , Zinc salicylate trihydrate, zinc stearate, strontium dipivaloylmethanate, yttrium dipivaloylmethanate, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium (IV) ethoxide, zirconium normal propyrate, zirconium normal butyrate , Zirconium tetraacetylacetonate, zirconium monoacetylacetonate, zir Nitroacetylacetonate bisethylacetoacetate, zirconium acetate, zirconium monostearate, penta-n-butoxyniobium, pentaethoxyniobium, pentaisopropoxyniobium, tris (acetylacetonato) indium (III), indium 2-ethylhexanoate (III), tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin (IV) hydroxide, lanthanum acetylacetonate dihydrate, tri (methoxyethoxy) lanthanum, pentaisopropoxytantalum, pentaethoxytantalum, tantalum ( V) Ethoxide, cerium (III) acetylacetonate n-hydrate, lead (II) citrate trihydrate, lead cyclohexanebutyrate and the like. Among them, in the present invention, magnesium diethoxide, aluminum acetylacetonate, calcium acetylacetonate dihydrate, titanium lactate, titanium acetylacetonate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate , Butyl titanate dimer, diisopropoxy titanium bis (ethylacetoacetate), iron (II) lactate trihydrate, iron (III) acetylacetonate, zinc acetylacetonate, zinc lactate trihydrate, strontium dipivaloyl Methanate, pentaethoxyniobium, tris (acetylacetonato) indium (III), indium (III) 2-ethylhexanoate, tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), lanthanum acetylacetonate dihydrate , It is preferable to use tri (methoxyethoxy) lanthanum, cerium (III) acetylacetonate n-hydrate.
In the present invention, the metal oxide film forming solution may contain two or more kinds of the above metal elements. By using a plurality of kinds of metal elements, for example, ITO, Gd—CeO 2 , Sm A composite metal oxide film such as —CeO 2 or Ni—Fe 2 O 3 can be obtained.

(2)酸化剤
本発明に用いられる酸化剤は、上述した金属源が溶解してなる金属イオン等の酸化を促進する働きを有するものである。金属イオン等の価数を変化させることにより、金属酸化物の発生しやすい環境とすることができ、従来の方法に比べ、より低い基材加熱温度で金属酸化物膜を得ることができる。
(2) Oxidizing agent The oxidizing agent used in the present invention has a function of accelerating oxidation of metal ions or the like formed by dissolving the above-described metal source. By changing the valence of metal ions or the like, an environment in which metal oxides are likely to be generated can be obtained, and a metal oxide film can be obtained at a lower substrate heating temperature compared to conventional methods.

上記金属酸化物膜形成用溶液における酸化剤の濃度としては、酸化剤の種類に応じて異なるものではあるが、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.1mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲以下であると、基材加熱温度を低下させる効果を充分に発揮することができない可能性があり、濃度が上記範囲以上であると、得られる効果に大差が見られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of the oxidizing agent in the metal oxide film-forming solution is usually 0.001 to 1 mol / l, particularly 0.01 to 0.1 mol / l, although it varies depending on the type of oxidizing agent. It is preferable that If the concentration is below the above range, the effect of lowering the substrate heating temperature may not be sufficiently exhibited. If the concentration is above the above range, there will be no significant difference in the obtained effect, and the cost This is because it is not preferable.

このような酸化剤としては、後述する溶媒に溶解し、金属イオン等の酸化を促進することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、過酸化水素、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、酸化銀、二クロム酸、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、中でも過酸化水素、亜硝酸ナトリウムを使用することが好ましい。   Such an oxidizing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in a solvent described later and promote the oxidation of metal ions and the like. For example, hydrogen peroxide, sodium nitrite, Examples thereof include potassium nitrate, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid, and potassium permanganate. Among them, hydrogen peroxide and sodium nitrite are preferably used.

(3)還元剤
本発明に用いられる還元剤は、分解反応により電子を放出し、水の電気分解によって水酸化物イオンを発生させ、金属酸化物膜形成用溶液のpHを上げる働きを有するものである。金属酸化物膜形成用溶液のpHが上昇することで、プールベ線図における金属酸化物領域あるいは金属水酸化物領域へ誘導し、金属酸化物膜の発生しやすい環境とすることができ、従来の方法に比べ、より低い基材加熱温度で金属酸化物膜を得ることができる。
(3) Reducing agent The reducing agent used in the present invention has a function of releasing electrons by a decomposition reaction, generating hydroxide ions by water electrolysis, and raising the pH of the metal oxide film forming solution. It is. By increasing the pH of the metal oxide film forming solution, it can be led to a metal oxide region or a metal hydroxide region in the Pourbaix diagram, and an environment in which a metal oxide film is easily generated can be obtained. Compared with the method, a metal oxide film can be obtained at a lower substrate heating temperature.

上記金属酸化物膜形成用溶液における還元剤の濃度としては、還元剤の種類に応じて異なるものではあるが、通常0.001〜1mol/lであり、中でも0.01〜0.1mol/lであることが好ましい。濃度が上記範囲以下であると、基材加熱温度を低下させる効果を充分に発揮することができない可能性があり、濃度が上記範囲以上であると、得られる効果に大差が見られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of the reducing agent in the metal oxide film forming solution varies depending on the type of the reducing agent, but is usually 0.001 to 1 mol / l, particularly 0.01 to 0.1 mol / l. It is preferable that If the concentration is below the above range, the effect of lowering the substrate heating temperature may not be sufficiently exhibited. If the concentration is above the above range, there will be no significant difference in the obtained effect, and the cost This is because it is not preferable.

このような還元剤としては、後述する溶媒に溶解し、分解反応により電子を放出することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ボラン−tert−ブチルアミン錯体、ボラン−N,Nジエチルアニリン錯体、ボラン−ジメチルアミン錯体、ボラン−トリメチルアミン錯体等のボラン系錯体、水酸化シアノホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素ナトリウムを挙げることができ、中でもボラン系錯体を使用することが好ましい。   Such a reducing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in a solvent described later and can release electrons by a decomposition reaction. For example, borane-tert-butylamine complex, borane- Examples thereof include borane complexes such as N, N diethylaniline complex, borane-dimethylamine complex, borane-trimethylamine complex, sodium cyanoborohydride, and sodium borohydride. Among these, borane complex is preferably used.

また、本発明においては、還元剤と上述した酸化剤とを組み合わせて使用しても、従来の方法に比べ、より低い基材加熱温度で金属酸化物膜を得ることができる。このような還元剤および酸化剤の組合せとしては、基材加熱温度を低下させることができる組合せであれば特に限定されるものではないが、例えば、過酸化水素または亜硝酸ナトリウムと任意の還元剤との組合せ、任意の酸化剤とボラン系錯体との組合せ等が挙げられ、中でも、過酸化水素とボラン系錯体との組合せが好ましい。   Moreover, in this invention, even if it uses combining a reducing agent and the oxidizing agent mentioned above, a metal oxide film can be obtained with a lower base-material heating temperature compared with the conventional method. Such a combination of a reducing agent and an oxidizing agent is not particularly limited as long as it is a combination capable of lowering the substrate heating temperature. For example, hydrogen peroxide or sodium nitrite and any reducing agent can be used. And a combination of an arbitrary oxidizing agent and a borane complex. Among them, a combination of hydrogen peroxide and a borane complex is preferable.

(4)溶媒
本発明に用いられる溶媒は、上述した還元剤および金属源等を溶解することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、金属源が金属塩の場合は、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール、トルエン、およびこれらの混合溶媒等を挙げることができ、金属源が金属錯体の場合は、水、上述した低級アルコール、トルエン、およびこれらの混合溶媒を挙げることができる。また、本発明のおいては、上記溶媒を組み合わせて使用しても良く、例えば、水への溶解性は低いが有機溶媒への溶解性は高い金属錯体と、有機溶媒への溶解性は低いが水への溶解性が高い還元剤とを使用する場合は、水と有機溶媒とを混合することにより両者を溶解させ、均一な金属酸化物膜形成用溶液とすることができる。
(4) Solvent The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the reducing agent and the metal source described above. For example, when the metal source is a metal salt, Examples thereof include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propanol, butanol and the like, lower alcohols having a total carbon number of 5 or less, toluene, and mixed solvents thereof. When the metal source is a metal complex, water, the above-mentioned And lower alcohols, toluene, and mixed solvents thereof. In the present invention, the above solvents may be used in combination. For example, a metal complex having low solubility in water but high solubility in an organic solvent, and low solubility in an organic solvent. In the case of using a reducing agent having high solubility in water, water and an organic solvent are mixed to dissolve both of them, and a uniform metal oxide film forming solution can be obtained.

(5)添加剤
また、本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、セラミックス微粒子、補助イオン源、および界面活性剤等の添加剤を含有していても良い。
(5) Additive The metal oxide film forming solution used in the present invention may contain additives such as ceramic fine particles, an auxiliary ion source, and a surfactant.

上記セラミックス微粒子が上記金属酸化物膜形成用溶液に含有されることにより、上記セラミックス微粒子を取り囲むように金属酸化物膜が形成され、異種セラミックスの混合膜を得ることや金属酸化物膜の体積増加を図ることができる。また、上記セラミックス微粒子の含有量は、使用する部材の特徴に合わせて適宜選択されることが好ましい。   When the ceramic fine particles are contained in the metal oxide film forming solution, a metal oxide film is formed so as to surround the ceramic fine particles, thereby obtaining a mixed film of different ceramics or increasing the volume of the metal oxide film. Can be achieved. Moreover, it is preferable that the content of the ceramic fine particles is appropriately selected according to the characteristics of the member to be used.

このようなセラミックス微粒子は、上記目的を達成することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えばITO、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、珪素酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物、カルシウム酸化物、マンガン酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸バリウム等を挙げることができる。   Such ceramic fine particles are not particularly limited as long as the above object can be achieved. For example, ITO, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon oxide, titanium oxide, tin oxide , Cerium oxide, calcium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, barium titanate and the like.

また、上記補助イオン源は、還元剤の熱分解等により生じる電子と反応し水酸化物イオンを発生するものであり、金属酸化物膜形成用溶液のpHを上昇させ、プールベ線図における金属酸化物領域あるいは金属水酸化物領域へ誘導し、金属酸化物膜の発生しやすい環境となり、従来の方法に比べ、より低い基材加熱温度で金属酸化物膜を得ることができる。また、上記補助イオン源の使用量は、使用する金属源や還元剤に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。   The auxiliary ion source generates hydroxide ions by reacting with electrons generated by thermal decomposition of the reducing agent, etc., and raises the pH of the metal oxide film forming solution. It leads to a physical region or a metal hydroxide region and becomes an environment where a metal oxide film is likely to be generated, and a metal oxide film can be obtained at a lower substrate heating temperature compared to conventional methods. The amount of the auxiliary ion source used is preferably appropriately selected according to the metal source and the reducing agent to be used.

このような補助イオン源としては、具体的には、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、臭素酸イオン、次臭素酸イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンからなる群から選択されるイオン種を挙げることができる。これらの補助イオン源は、溶液中で下記の反応を起こすと考えられている。
ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
2ClO + 2HO + 2e ⇔ Cl(g)+ 4OH
BrO + 2HO + 4e ⇔ BrO + 4OH
2BrO + 2HO + 2e ⇔ Br + 4OH
NO + HO + 2e ⇔ NO + 2OH
NO + 3HO + 3e ⇔ NH + 3OH
Specific examples of such auxiliary ion sources include chlorate ions, perchlorate ions, chlorite ions, hypochlorite ions, bromate ions, hypobromate ions, nitrate ions, and nitrite ions. An ionic species selected from the group consisting of These auxiliary ion sources are believed to cause the following reactions in solution.
ClO 4 - + H 2 O + 2e - ⇔ ClO 3 - + 2OH -
ClO 3 - + H 2 O + 2e - ⇔ ClO 2 - + 2OH -
ClO 2 - + H 2 O + 2e - ⇔ ClO - + 2OH -
2ClO - + 2H 2 O + 2e - ⇔ Cl 2 (g) + 4OH -
BrO 3 - + 2H 2 O + 4e - ⇔ BrO - + 4OH -
2BrO - + 2H 2 O + 2e - ⇔ Br 2 + 4OH -
NO 3 - + H 2 O + 2e - ⇔ NO 2 - + 2OH -
NO 2 + 3H 2 O + 3e NH NH 3 + 3OH

また、上記界面活性剤は、上記金属酸化物膜形成用溶液と基材表面との界面に作用するものであり、金属酸化物膜形成用溶液と基材表面との接触面積を向上させることができ、均一な金属酸化物膜を得ることができる。また、上記界面活性剤の使用量は、使用する金属源や還元剤に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。   The surfactant acts on the interface between the metal oxide film forming solution and the substrate surface, and can improve the contact area between the metal oxide film forming solution and the substrate surface. And a uniform metal oxide film can be obtained. The amount of the surfactant used is preferably selected and used according to the metal source and the reducing agent to be used.

このような界面活性剤は、具体的にはサーフィノール485、サーフィノールSE、サーフィノールSE−F、サーフィノール504、サーフィノールGA、サーフィノール104A、サーフィノール104BC、サーフィノール104PPM、サーフィノール104E、サーフィノール104PA等のサーフィノールシリーズ(以上、全て日信化学工業(株)社製)、NIKKOL AM301、NIKKOL AM313ON(以上、全て日光ケミカル社製)等を挙げることができる。   Such surfactants are specifically Surfinol 485, Surfinol SE, Surfinol SE-F, Surfinol 504, Surfinol GA, Surfinol 104A, Surfinol 104BC, Surfinol 104PPM, Surfinol 104E, Surfynol series such as Surfinol 104PA (all manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), NIKKOL AM301, NIKKOL AM313ON (all manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

3.基材
次に、本発明の金属酸化物膜の製造方法に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材の材料としては、上記加熱温度に対する耐熱性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えばガラス、SUS、金属板、セラミック基板、耐熱性プラスチック等を挙げることができ、中でもガラス、SUS、金属板、セラミック基板を使用することが好ましい。汎用性があり、充分な耐熱性を有しているからである。
3. Next, the base material used in the method for producing a metal oxide film of the present invention will be described. The material of the base material used in the present invention is not particularly limited as long as it has heat resistance against the above heating temperature. For example, glass, SUS, metal plate, ceramic substrate, heat resistant plastic, etc. Among them, glass, SUS, a metal plate, and a ceramic substrate are preferably used. This is because it is versatile and has sufficient heat resistance.

また、本発明に用いられる基材は、特に限定されるものではないが、例えば、平滑な表面を有するもの、微細構造部を有するもの、穴が開いているもの、溝が刻まれているもの、多孔質であるもの、多孔質膜を備えたものであっても良い。中でも、平滑な表面を有するもの、微細構造部を有するもの、溝が刻まれているもの、多孔質であるもの、多孔質膜を備えたものが好適に使用される。   The substrate used in the present invention is not particularly limited. For example, a substrate having a smooth surface, a microstructure, a hole, or a groove is engraved. It may be porous or provided with a porous film. Of these, those having a smooth surface, those having a fine structure, those having grooves, those which are porous, and those having a porous film are preferably used.

4.接触方法
次に、スプレー装置により霧化された金属酸化物膜形成用溶液と、金属酸化物膜形成用温度以上の温度まで加熱した基材との接触方法について説明する。
4). Contact Method Next, a contact method between the metal oxide film forming solution atomized by the spray device and the substrate heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature will be described.

本発明における上記接触方法としては、上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液と、上記加熱された基材とを接触させる方法であれば特に限定されるものではないが、具体的には、霧化された金属酸化物膜形成用溶液を基材に噴霧する方法、霧化された金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法等が挙げられる。   The contact method in the present invention is not particularly limited as long as it is a method of bringing the atomized metal oxide film forming solution into contact with the heated base material. , A method of spraying the atomized metal oxide film forming solution onto the substrate, a method of passing the substrate through the mist-like space of the atomized metal oxide film forming solution, etc. .

上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液を基材に噴霧する方法において、霧化された金属酸化物膜形成用溶液の液滴の径としては、特に限定されるものではないが、具体的には、0.1〜1000μm、中でも0.5〜300μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、液滴が基材に接触する際に、基材温度が低下せず、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   In the method of spraying the atomized metal oxide film forming solution onto the substrate, the diameter of the droplets of the atomized metal oxide film forming solution is not particularly limited. Specifically, it is preferably 0.1 to 1000 μm, and more preferably 0.5 to 300 μm. This is because when the droplet diameter is within the above range, the substrate temperature does not decrease when the droplet contacts the substrate, and a uniform metal oxide film can be obtained.

また、上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液を基材に噴霧する方法において、霧化された金属酸化物膜形成用溶液の吐出量としては、特に限定されるものではないが、具体的には、0.001〜1リットル/minの範囲内、中でも0.001〜0.05リットル/minの範囲内、特に0.01〜0.05リットル/minの範囲内であることが好ましい。上記範囲を超える場合は、基材温度の低下を引き起こす可能性があり、上記範囲に満たない場合は、金属酸化物膜の成膜に時間がかかり、コスト上好ましくないからである。   Further, in the method of spraying the atomized metal oxide film forming solution onto the substrate, the discharge amount of the atomized metal oxide film forming solution is not particularly limited. Specifically, it is preferably within a range of 0.001 to 1 liter / min, more preferably within a range of 0.001 to 0.05 liter / min, and particularly preferably within a range of 0.01 to 0.05 liter / min. . If the above range is exceeded, the substrate temperature may be lowered, and if it is less than the above range, it takes time to form the metal oxide film, which is not preferable in terms of cost.

上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液を基材に噴霧する方法としては、所望の金属酸化物膜を形成することができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、固定された基材上に噴霧する方法、移動する基材上に噴霧する方法等を挙げることができる。   The method for spraying the atomized metal oxide film forming solution onto the substrate is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a desired metal oxide film. Examples thereof include a method of spraying on a coated substrate, a method of spraying on a moving substrate, and the like.

上記固定された基材上に噴霧する方法としては、例えば、図3に示すように、固定された基材3を金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱し、この基材3に対して、スプレー装置1を用いて霧化された金属酸化物膜形成用溶液2を噴霧する方法等が挙げられる。一方、上記移動する基材上に噴霧する方法としては、例えば、図4に示すように、基材3を、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱したローラー5〜7を用いて連続的に移動させ、この基材3に対して、スプレー装置3を用いて霧化された金属酸化物膜形成用溶液2を噴霧する方法等が挙げられる。この方法は、連続的に金属酸化物膜を形成することができるという利点を有する。   As a method of spraying on the fixed base material, for example, as shown in FIG. 3, the fixed base material 3 is heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature, The method of spraying the metal oxide film formation solution 2 atomized using the spray apparatus 1 etc. are mentioned. On the other hand, as a method of spraying on the moving base material, for example, as shown in FIG. 4, the base material 3 is continuously used with rollers 5 to 7 heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature. The method of spraying the metal oxide film formation solution 2 atomized using the spray apparatus 3 with respect to this base material 3 etc. is mentioned. This method has an advantage that a metal oxide film can be continuously formed.

また、上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液を基材に噴霧する方法において、用いられる基材の形状としては、スプレー装置による噴霧ができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、板状、筒状の基材を用いることができる。上記筒状の基材を用いた場合、スプレー装置が筒の内部に入り込むことができれば、筒の内面に金属酸化物膜を形成することができる。   Moreover, in the method of spraying the atomized metal oxide film forming solution onto the substrate, the shape of the substrate used is not particularly limited as long as it can be sprayed by a spray device. For example, a plate-like or cylindrical substrate can be used. When the cylindrical base material is used, a metal oxide film can be formed on the inner surface of the cylinder if the spray device can enter the cylinder.

一方、上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法において、霧化された金属酸化物膜形成用溶液の液滴の径としては、特に限定されるものではないが、具体的には、0.1〜300μm、中でも1〜100μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、基材温度の低下を抑制することができ、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   On the other hand, in the method of allowing the substrate to pass through a space in which the atomized metal oxide film forming solution is made into a mist, the diameter of the droplets of the atomized metal oxide film forming solution is: Although not particularly limited, specifically, it is preferably 0.1 to 300 μm, and more preferably 1 to 100 μm. This is because if the droplet diameter is within the above range, the substrate temperature can be prevented from decreasing, and a uniform metal oxide film can be obtained.

上記霧化された金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、図5に示すように、スプレー装置1を用いて金属酸化物膜形成用溶液2をミスト状にした空間に、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱された基材3を通過させる方法等を挙げることができる。   The method for allowing the substrate to pass through the mist-like space of the atomized metal oxide film forming solution is not particularly limited. For example, as shown in FIG. And the like. The substrate 3 heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature can be passed through the space in which the metal oxide film forming solution 2 is made into a mist using 1.

また、本発明においては、上記金属酸化物膜形成用溶液と加熱された基材とを接触させるのであるが、その際、基材は上述した「金属酸化物膜形成温度」以上の温度まで加熱される。このような「金属酸化物膜形成温度」は、金属塩、金属錯体といった金属源の種類、溶媒等の金属酸化物膜形成用溶液の組成によって異なるものであるが、金属酸化物膜形成用溶液に酸化剤および/または還元剤を加えない場合、通常400〜600℃の範囲内とすることができ、中でも、450〜550℃の範囲内であることが好ましい。一方、金属酸化物膜形成用溶液に酸化剤および/または還元剤を加える場合、通常150〜400℃の範囲内とすることができ、中でも、300〜400℃の範囲内であることが好ましい。特に、本発明において、基材上にITO膜を形成する場合は、300〜500℃の範囲内、中でも、350〜450℃の範囲内であることが好ましい。また、基材上にアルミナを形成する場合は、400〜600℃の範囲内、中でも、450〜550℃の範囲内であることが好ましい。また、基材上にガドリニウムドーピングセリアを形成する場合は、300〜600℃の範囲内、中でも、350〜500℃の範囲内であることが好ましい。   In the present invention, the metal oxide film forming solution and the heated base material are brought into contact with each other. At that time, the base material is heated to a temperature equal to or higher than the above-mentioned “metal oxide film forming temperature”. Is done. Such “metal oxide film formation temperature” varies depending on the type of metal source such as metal salt and metal complex, and the composition of the metal oxide film formation solution such as a solvent. When an oxidizing agent and / or a reducing agent is not added to the catalyst, the temperature can usually be in the range of 400 to 600 ° C, and it is preferably in the range of 450 to 550 ° C. On the other hand, when an oxidizing agent and / or a reducing agent is added to the metal oxide film forming solution, it can usually be in the range of 150 to 400 ° C, and preferably in the range of 300 to 400 ° C. In particular, in the present invention, when an ITO film is formed on a substrate, it is preferably in the range of 300 to 500 ° C., more preferably in the range of 350 to 450 ° C. Moreover, when forming an alumina on a base material, it is preferable to exist in the range of 400-600 degreeC, especially within the range of 450-550 degreeC. In addition, when gadolinium-doped ceria is formed on the substrate, it is preferably in the range of 300 to 600 ° C, and more preferably in the range of 350 to 500 ° C.

また、本発明において、基材の加熱方法としては、基材を所望の温度まで加熱することができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、霧化された金属酸化物膜形成用溶液と基材とを接触させながら、基材を加熱する方法、または霧化された金属酸化物膜形成用溶液と基材とを接触させる前に、予め基材を加熱する方法等を挙げることができ、本発明においては、中でも、前者の方法が好ましい。基材温度を安定して保持することができるからである。前者の加熱方法としては、例えば、ホットプレート、赤外線ランプ等を用いた方法が挙げられ、中でもホットプレートを用いた方法が好ましい。また、上記ホットプレートの形状としては、基材の形状等に合わせて任意に選択することができるが、具体的には、平板型、円筒型等を挙げることができる。上記ホットプレートを用いた金属酸化物膜の製造方法としては、具体的には、基材をホットプレート上に載せて加熱し、所望の温度に加熱された時点で、基材と霧化された金属酸化物膜形成用溶液とを接触させ、その後、継続して基材を加熱しながら金属酸化物膜を形成する方法等を挙げることができる。   In the present invention, the method for heating the substrate is not particularly limited as long as the substrate can be heated to a desired temperature. For example, the atomized metal oxide film is formed. A method of heating the base material while bringing the solution into contact with the base material, or a method of heating the base material in advance before bringing the atomized metal oxide film forming solution into contact with the base material, etc. In the present invention, the former method is particularly preferable. This is because the substrate temperature can be stably maintained. As the former heating method, for example, a method using a hot plate, an infrared lamp or the like can be mentioned, and among them, a method using a hot plate is preferable. Further, the shape of the hot plate can be arbitrarily selected according to the shape of the base material, and specific examples thereof include a flat plate type and a cylindrical type. As a method for producing the metal oxide film using the hot plate, specifically, the base material was placed on the hot plate and heated, and when heated to a desired temperature, the base material was atomized. Examples thereof include a method of bringing a metal oxide film into contact with a solution for forming a metal oxide film and subsequently forming the metal oxide film while heating the substrate.

また、後者の加熱方法としては、例えば、熱風送風機、オーブン、焼成炉等を用いた方法を挙げることができる。例えば、上記熱風送風機を用いた金属酸化物膜の製造方法としては、具体的には、上記熱風送風機によって基材を加熱し、所望の温度に加熱された時点で上記熱風送風機を止め、その後、加熱された基材と霧化された金属酸化物膜形成用溶液とを接触させ、金属酸化物膜を形成する方法等を挙げることができる。   Examples of the latter heating method include a method using a hot air blower, an oven, a baking furnace, and the like. For example, as a method for producing a metal oxide film using the hot air blower, specifically, the base material is heated by the hot air blower, and the hot air blower is stopped when heated to a desired temperature. Examples include a method of forming a metal oxide film by bringing a heated base material into contact with an atomized metal oxide film forming solution.

5.その他
また、本発明の金属酸化物膜の製造方法においては、上述した接触方法等により得られた金属酸化物膜の洗浄を行っても良い。上記金属酸化物膜の洗浄は、金属酸化物膜の表面等に存在する不純物を取り除くために行われるものであって、例えば、金属酸化物膜形成用溶液に使用した溶媒を用いて洗浄する方法等を挙げることができる。
5. In addition, in the method for producing a metal oxide film of the present invention, the metal oxide film obtained by the above-described contact method or the like may be washed. The cleaning of the metal oxide film is performed to remove impurities present on the surface of the metal oxide film, for example, a method of cleaning using a solvent used in the metal oxide film forming solution. Etc.

B.金属酸化物膜の製造装置
次に、本発明の金属酸化物膜の製造装置について説明する。本発明の金属酸化物膜の製造装置は、基材を保持するステージと、上記基材を加熱する加熱装置と、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液を霧化するスプレー装置と、上記スプレー装置に上記金属酸化物膜形成用溶液を供給する金属酸化物膜形成用溶液供給装置と、を備えた金属酸化物膜の製造装置であって、上記スプレー装置が、上記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることを特徴とするものである。
B. Metal Oxide Film Manufacturing Apparatus Next, the metal oxide film manufacturing apparatus of the present invention will be described. The apparatus for producing a metal oxide film of the present invention includes a stage for holding a substrate, a heating device for heating the substrate, and a metal oxide film forming solution in which a metal salt or a metal complex is dissolved as a metal source. An apparatus for producing a metal oxide film, comprising: a spraying device that converts the metal oxide film forming solution to the spraying device, wherein the spraying device comprises: The apparatus is a system that does not use air in order to atomize the metal oxide film forming solution.

本発明によれば、上記スプレー装置を用いることにより、透明性、緻密性、密着性等に優れた金属酸化物膜を得ることができる。さらに、真空装置等の高価な設備や煩雑な工程を必要とせずに、均一で緻密な金属酸化物膜を安価に製造することができる。   According to the present invention, a metal oxide film excellent in transparency, denseness, adhesion, and the like can be obtained by using the spray device. Furthermore, a uniform and dense metal oxide film can be manufactured at low cost without requiring expensive equipment such as a vacuum apparatus and complicated processes.

本発明の金属酸化物膜の製造装置としては、例えば図6に示すように、基材11を保持するステージ12と、上記基材11を加熱する加熱装置13と、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液14を霧化するスプレー装置15と、上記スプレー装置15に上記金属酸化物膜形成用溶液14を供給する金属酸化物膜形成用溶液供給装置16と、を備えた金属酸化物膜の製造装置が挙げられる。本発明においては、スプレー装置15が、金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であることを特徴とするものである。また、本発明においては、目的とする位置に金属酸化物膜形成用溶液を噴霧するために、ステージ12が移動するものであっても良く、スプレー装置15が移動するものであっても良く、ステージ12およびスプレー装置15の両方が移動するものであっても良い。さらに、ステージ12は、図6に示されたX、Y方向に移動するだけではなく、水平面から所定の角度で傾斜するものであっても良い。   As a metal oxide film manufacturing apparatus of the present invention, for example, as shown in FIG. 6, a stage 12 that holds a base material 11, a heating device 13 that heats the base material 11, and a metal salt or metal as a metal source. A spray device 15 for atomizing the metal oxide film forming solution 14 in which the complex is dissolved; a metal oxide film forming solution supply device 16 for supplying the metal oxide film forming solution 14 to the spray device 15; An apparatus for producing a metal oxide film comprising: In the present invention, the spray device 15 is a device that does not use air in order to atomize the metal oxide film forming solution. In the present invention, in order to spray the metal oxide film forming solution to a target position, the stage 12 may be moved, or the spray device 15 may be moved. Both the stage 12 and the spray device 15 may move. Furthermore, the stage 12 may not only move in the X and Y directions shown in FIG. 6 but also be inclined at a predetermined angle from the horizontal plane.

また、本発明に用いられる基材、金属酸化物膜形成用溶液、および基材の加熱温度等については、上述した「A.金属酸化物膜の製造方法」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
以下、本発明の金属酸化物膜の製造装置について各構成ごとに説明する。
Further, the base material, the solution for forming the metal oxide film, and the heating temperature of the base material used in the present invention are the same as those described in the above-mentioned “A. Method for producing metal oxide film”. Explanation here is omitted.
Hereinafter, the metal oxide film manufacturing apparatus of the present invention will be described for each configuration.

1.スプレー装置
本発明に用いられるスプレー装置は、金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置である。このようなスプレー装置としては、上記「A.金属酸化物膜の製造方法」に記載したスプレー装置と同様のものを挙げることができるので、ここでの説明は省略する。
1. Spray Device The spray device used in the present invention is a device that does not use air to atomize the metal oxide film forming solution. Examples of such a spray device include those similar to the spray device described in “A. Method for Producing Metal Oxide Film”, and the description thereof is omitted here.

2.ステージ
本発明に用いられるステージは、基材を保持するために用いられるものである。本発明に用いられるステージとしては、上述した基材の加熱温度に対して充分な耐熱性を有するものであれば特に限定されるものではない。また、本発明に用いられるステージは、後述する加熱装置により加熱された基材およびステージを冷却するために、冷却機構を備えるものであっても良い。
2. Stage The stage used in the present invention is used for holding a substrate. The stage used in the present invention is not particularly limited as long as it has sufficient heat resistance with respect to the heating temperature of the substrate described above. In addition, the stage used in the present invention may be provided with a cooling mechanism in order to cool the substrate and the stage heated by the heating device described later.

3.加熱装置
本発明に用いられる加熱装置は、基材を金属酸化物膜形成用温度以上の温度まで加熱する装置である。このような加熱装置としては、基材を所望の温度まで加熱することができる装置であれば特に限定されるものではないが、例えば、霧化された金属酸化物膜形成用溶液と基材とを接触させながら、基材を加熱する装置、あるいは霧化された金属酸化物膜形成用溶液と基材とを接触させる前に、予め基材を加熱する装置等を挙げることができ、本発明においては、中でも、前者の加熱装置が好ましい。基材温度を安定して保持することができるからである。前者の加熱装置としては、例えば、ホットプレート、赤外線ランプ等が挙げられ、中でもホットプレートが好ましい。上記ホットプレートの形状としては、基材の形状等に合わせて任意に選択することができるが、具体的には、平板型、円筒型等を挙げることができる。また、後者の加熱装置としては、例えば、熱風送風機、オーブン、焼成炉等を挙げることができる。本発明に用いられる加熱装置の使用方法としては、例えば、上述した「A.金属酸化物膜の製造方法 4.接触方法」に記載した方法と同一の方法を挙げることができるので、ここでの説明は省略する。
3. Heating device The heating device used in the present invention is a device that heats the base material to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature. Such a heating device is not particularly limited as long as it can heat the substrate to a desired temperature. For example, the atomized metal oxide film forming solution and the substrate An apparatus for heating the substrate while contacting the substrate, or an apparatus for heating the substrate in advance before bringing the atomized metal oxide film forming solution into contact with the substrate. In particular, the former heating device is preferable. This is because the substrate temperature can be stably maintained. Examples of the former heating device include a hot plate and an infrared lamp, and among these, a hot plate is preferable. The shape of the hot plate can be arbitrarily selected according to the shape of the base material, and specific examples thereof include a flat plate type and a cylindrical type. Examples of the latter heating device include a hot air blower, an oven, and a firing furnace. As a method of using the heating apparatus used in the present invention, for example, the same method as that described in “A. Method for producing metal oxide film 4. Contact method” can be given. Description is omitted.

また、本発明においては、上記加熱装置が上記ステージの機能を備えるものであっても良い。例えば、加熱装置としてホットプレートを使用する場合は、基材を加熱するとともに、基材を保持するステージの機能を備えたものとすることができる。   Moreover, in this invention, the said heating apparatus may be provided with the function of the said stage. For example, when a hot plate is used as a heating device, the substrate can be heated and provided with a stage function for holding the substrate.

4.金属酸化物膜形成用溶液供給装置
本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液供給装置は、上記スプレー装置に金属酸化物膜形成用溶液を供給する装置である。本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液供給装置は、金属酸化物膜形成用溶液が充填され、金属酸化物膜形成用溶液を所望の量で上記スプレー装置に供給できるものであれば特に限定されるものではない。
4). Metal Oxide Film Forming Solution Supply Device The metal oxide film forming solution supply device used in the present invention is a device for supplying a metal oxide film forming solution to the spray device. The metal oxide film forming solution supply device used in the present invention is particularly suitable if it is filled with the metal oxide film forming solution and can supply the metal oxide film forming solution to the spray device in a desired amount. It is not limited.

また、本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液供給装置は、金属酸化物膜形成用溶液を均一に保つための撹拌機能、金属酸化物膜形成用溶液の液温を調整する温度調整機能等を有していても良い。   Further, the metal oxide film forming solution supply apparatus used in the present invention has a stirring function for keeping the metal oxide film forming solution uniform and a temperature adjusting function for adjusting the liquid temperature of the metal oxide film forming solution. Etc. may be included.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

[実施例1]
本実施例においては、ITO透明電極膜を付与する実験を行った。
まず、塩化インジウム0.1mol/lと、塩化スズ0.05mol/lとのエタノール−水混合溶液(エタノール:水=1:1)1000gに、過酸化水素水10gとを添加し、金属酸化物膜形成用溶液を得た。
次に、ガラス基材をホットプレート(アズワン社製)で350℃に加熱し、この基材に上記金属酸化物膜形成用溶液をエアレススプレー(A7Aエアレスオートガン、クロスカットノズル1/12、ノズル径114μm、ノードソン社製)を用いてスプレーすることにより金属酸化物膜を形成し、上記基材上にITO膜を得た。
上記方法により得られた金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、ITO膜が形成していることを確認された。さらに、ロレスタ(三菱化学社製)を用いて、ガラス基材上に設けたITO膜の表面抵抗を測定したところ、1Ω/□であった。さらに、カラーコンピューター&ヘーズメーター(スガ試験機株式会社製)によってHAZE(濁り度)を求めたところ、3%であり、全光線透過率は90%であった。断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定したところ、膜厚は520nmであった。
[Example 1]
In this example, an experiment for applying an ITO transparent electrode film was performed.
First, 10 g of hydrogen peroxide solution was added to 1000 g of an ethanol-water mixed solution (ethanol: water = 1: 1) of indium chloride 0.1 mol / l and tin chloride 0.05 mol / l to obtain a metal oxide. A film forming solution was obtained.
Next, the glass substrate is heated to 350 ° C. with a hot plate (manufactured by AS ONE), and the metal oxide film forming solution is airless sprayed onto the substrate (A7A airless auto gun, cross-cut nozzle 1/12, nozzle diameter). The metal oxide film was formed by spraying using 114 μm (manufactured by Nordson), and an ITO film was obtained on the substrate.
When the metal oxide film obtained by the above method was measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), it was confirmed that an ITO film was formed. Furthermore, when the surface resistance of the ITO film provided on the glass substrate was measured using Loresta (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it was 1Ω / □. Furthermore, when HAZE (turbidity) was determined by a color computer & haze meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), it was 3% and the total light transmittance was 90%. When the cross section was measured with a scanning electron microscope (SEM), the film thickness was 520 nm.

[実施例2]
本実施例においては、実施例1において用いたエアレススプレーの代わりに、回転霧化スプレー(RA−20ロータリーアトマイザー、ノードソン社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてITO膜を得た。上記方法により得られた金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、ITO膜が形成していることを確認された。さらに、ロレスタ(三菱化学社製)を用いて、ガラス基材上に設けたITO膜の表面抵抗を測定したところ、1Ω/□であった。さらに、カラーコンピューター&ヘーズメーター(スガ試験機株式会社製)によってHAZEを求めたところ、4%であり、全光線透過率は90%であった。断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定したところ、膜厚は550nmであった。
[Example 2]
In this example, instead of the airless spray used in Example 1, an ITO film was formed in the same manner as in Example 1 except that a rotary atomizing spray (RA-20 rotary atomizer, manufactured by Nordson) was used. Obtained. When the metal oxide film obtained by the above method was measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), it was confirmed that an ITO film was formed. Furthermore, when the surface resistance of the ITO film provided on the glass substrate was measured using Loresta (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it was 1Ω / □. Furthermore, when HAZE was calculated | required with the color computer & haze meter (made by Suga Test Instruments Co., Ltd.), it was 4% and the total light transmittance was 90%. When the cross section was measured with a scanning electron microscope (SEM), the film thickness was 550 nm.

[比較例1]
本比較例においては、実施例1において用いたエアレススプレーの代わりに、エアースプレー(A7A型2流体スプレイガン、ノードソン社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてITO膜を得た。上記方法により得られた金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、ITO膜が形成していることを確認された。さらに、ロレスタ(三菱化学社製)を用いて、ガラス基材上に設けたITO膜の表面抵抗を測定したところ、20Ω/□であった。さらに、カラーコンピューター&ヘーズメーター(スガ試験機株式会社製)によってHAZEを求めたところ、35%であり、HAZEが実施例1および実施例2と比較して高い値であった。また、全光線透過率は85%であった。断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定したところ、膜厚は530nmであった。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, an ITO film was obtained in the same manner as in Example 1 except that air spray (A7A type 2 fluid spray gun, manufactured by Nordson) was used instead of the airless spray used in Example 1. It was. When the metal oxide film obtained by the above method was measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), it was confirmed that an ITO film was formed. Furthermore, when the surface resistance of the ITO film provided on the glass substrate was measured using Loresta (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it was 20Ω / □. Furthermore, when HAZE was calculated | required with the color computer & haze meter (made by Suga Test Instruments Co., Ltd.), it was 35%, and HAZE was a high value compared with Example 1 and Example 2. The total light transmittance was 85%. When the cross section was measured with a scanning electron microscope (SEM), the film thickness was 530 nm.

本発明の金属酸化物膜の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. セリウムに対するpHと電位との関係を示す関係図(プールベ線図)である。It is a relationship figure (Pourbaix diagram) which shows the relationship between pH and electric potential with respect to cerium. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing apparatus of the metal oxide film of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … スプレー装置
2 … 金属酸化物膜形成用溶液
3 … 基材
4 … 金属酸化物膜
5〜7 … ローラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spray apparatus 2 ... Metal oxide film formation solution 3 ... Base material 4 ... Metal oxide film 5-7 ... Roller

Claims (3)

スプレー装置により、金属源として金属塩または金属錯体が溶解した金属酸化物膜形成用溶液を霧化し、霧化された前記金属酸化物膜形成用溶液と、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材とを接触させることにより、前記基材上に金属酸化物膜を得る金属酸化物膜の製造方法であって、
前記スプレー装置が、前記金属酸化物膜形成用溶液を霧化するためにエアーを使用しない方式の装置であり、
前記金属酸化物膜形成用溶液には、酸化剤および還元剤の少なくとも一方が含有されており、
前記金属酸化物膜形成温度が、300〜400℃の範囲内であることを特徴とする金属酸化物膜の製造方法。
Using a spray device, the metal oxide film forming solution in which a metal salt or metal complex is dissolved as a metal source is atomized, and the atomized solution for forming the metal oxide film and a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature A method for producing a metal oxide film, wherein a metal oxide film is obtained on the substrate by contacting the heated substrate,
Said spray device, Ri apparatus der method that does not use air for atomizing the metal oxide film-forming solution,
The metal oxide film forming solution contains at least one of an oxidizing agent and a reducing agent,
The metal oxide film-forming temperature, method for producing a metal oxide film, characterized in der Rukoto the range of 300 to 400 ° C..
前記スプレー装置が、エアレススプレーまたは回転霧化スプレーであることを特徴とする請求項1に記載の金属酸化物膜の製造方法。   The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein the spray device is an airless spray or a rotary atomizing spray. 前記金属酸化物が、酸化インジウムスズであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属酸化物膜の製造方法。  The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein the metal oxide is indium tin oxide.
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