TWI686355B - 氧化物粒子的製造方法、氧化物粒子分散液以及氧化物粒子薄膜的形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜的氧化物粒子及其製造方法、氧化物粒子分散液、氧化物粒子薄膜的形成方法、薄膜電晶體、以及電子元件。本發明的氧化物粒子含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀。

Description

氧化物粒子的製造方法、氧化物粒子分散液以 及氧化物粒子薄膜的形成方法
本發明是有關於一種氧化物粒子及其製造方法、氧化物粒子分散液、氧化物粒子薄膜的形成方法、薄膜電晶體、以及電子元件。
透明、高載子移動率、且製造適應性亦優異的透明氧化物半導體(TOS：Transparent Oxide Semiconductor)正受到關注。正進行研究將使用TOS作為薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)的活性層的TOS-TFT作為顯示裝置的驅動元件而實用化。
目前實用化的TOS-TFT中的活性層是藉由真空成膜法所製造者。然而，於真空成膜法的情形時，製造成本容易變高。
因此，另一方面，旨在以液體(溶液或分散液)作為原料，藉由塗佈製程實現顯示出高特性的TOS的研究正盛行。
利用塗佈製程的半導體膜(例如所述TOS的薄膜)的製造技 術亦稱為「印刷電子(Printed Electronics)」，作為下一代半導體製造製程而正備受期待。
另一方面，於塗佈製程中，對製造分散於分散液中的氧化物粒子的方法正進行各種研究。
例如，於Q.Liu等人著的「準單分散性In2O3奈米晶體的研究：合成與光學測定(Study of Quasi-Monodisperse In2O3 Nanocrystals：Synthesis and Optical Determination)」美國化學學會期刊(Journal of American Chemical Society),Vol.127,No.15,pp.5276~5277(2005年)及J.Lee等人著的「用於透明和導電的ITO奈米晶體組件的易行的液相方法(A Facile Solution-Phase Approach to Transparent and Conducting ITO Nanocrystal Assemblies)」Journal of American Chemical Society,Vol.134,No.32,pp.13410~13414(2012年)中對均勻分散的球狀In2O3粒子(氧化銦)、及其合成有所揭示。
然而，由於藉由非專利文獻1及非專利文獻2所記載的製造方法所製作的In2O3粒子為球狀，因此鄰接的粒子的接觸面積小，將含有所述粒子的分散液塗佈於基材上並進行乾燥而獲得的薄膜僅可成為載子移動率低者。
本發明是鑒於所述情況而完成者。
即，本發明的課題在於提供一種可獲得具有高載子移動率的 氧化物粒子薄膜的氧化物粒子及其製造方法、以及含有所述氧化物粒子的分散液。
另外，本發明的課題在於提供一種具有優異的載子移動率的氧化物粒子薄膜的形成方法、以及具備所述薄膜的薄膜電晶體及電子元件。
達成所述課題的本發明如以下所述。
<1>一種氧化物粒子，其含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀。
<2>如<1>所述的氧化物粒子，其含有In與選自Sn、Ga及Zn中的至少一種元素。
<3>如<1>或<2>所述的氧化物粒子，其最大長度為3nm以上且100nm以下。
<4>如<1>至<3>中任一項所述的氧化物粒子，其含有三個或四個突出部。
<5>一種氧化物粒子分散液，其含有溶劑與分散於溶劑中的如<1>至<4>中任一項所述的氧化物粒子。
<6>如<5>所述的氧化物微粒子分散液，其中如<1>至<4>中任一項所述的氧化物粒子的含量相對於全部氧化物粒子的質量為30質量%以上。
<7>如<5>或<6>所述的氧化物粒子分散液，其中於氧 化物粒子的表面具有含有烴基的配位子。
<8>如<5>至<7>中任一項所述的氧化物粒子分散液，其以1mg/ml以上且500mg/ml以下的濃度含有氧化物粒子。
<9>如<5>至<8>中任一項所述的氧化物粒子分散液，其中溶劑為非極性溶劑。
<10>一種氧化物粒子的製造方法，所述氧化物粒子含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀，所述氧化物粒子的製造方法包括：溶液製備步驟，製備含有溶劑、選自In及Sn中的元素的乙酸鹽及配位於元素的分散劑的溶液；及加熱步驟，於低於溶劑的沸點的溫度下對溶液進行加熱。
<11>如<10>所述的氧化物粒子的製造方法，其中加熱步驟是於大氣壓下進行加熱。
<12>如<10>或<11>所述的氧化物粒子的製造方法，其中溶劑的沸點為240℃以上，且加熱步驟中的加熱溫度為230℃以上、溶劑的沸點減去10℃而得的溫度以下。
<13>如<10>至<12>中任一項所述的氧化物粒子的製造方法，其中分散劑具有烴基。
<14>如<10>至<13>中任一項所述的氧化物粒子的製造方法，其中分散劑含有選自油酸及油胺中的至少一者。
<15>一種氧化物粒子薄膜的形成方法，其是於基板上形成含有氧化物粒子的薄膜，所述氧化物粒子薄膜的形成方法 包括：塗佈步驟，將如<5>至<9>中任一項所述的氧化物粒子分散液塗佈於基板上；及乾燥步驟，對塗佈於基板上的氧化物粒子分散液加以乾燥而去除溶劑的至少一部分。
<16>如<15>所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子分散液中的氧化物粒子於表面具有含有烴基的配位子，所述氧化物粒子薄膜的形成方法進一步包括將分散劑自形成於基板上的薄膜中去除的配位子去除步驟。
<17>如<16>所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中配位子去除步驟包括極性溶劑處理，藉由使形成於基板上的薄膜與至少含有極性溶劑的處理液接觸而去除分散劑。
<18>如<17>所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中處理液含有分子結構中至少具有選自胺基、硫醇基、羥基、硫氰基、及鹵素原子中的至少一者的化合物。
<19>如<15>至<18>中任一項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中氧化物粒子薄膜為導電膜。
<20>如<15>至<18>中任一項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中氧化物粒子薄膜為半導體膜。
<21>一種薄膜電晶體，其具備藉由如<20>所述的氧化物粒子薄膜的形成方法所製造的半導體膜作為活性層。
<22>一種電子元件，其具備如<21>所述的薄膜電晶體。
根據本發明，可提供一種可獲得優異的電特性的氧化物 粒子及其製造方法、以及分散液。
另外，本發明提供一種具有優異的電特性的氧化物粒子薄膜的形成方法、以及薄膜電晶體及電子元件。
10、30、40、50:薄膜電晶體(TFT)
10a:驅動用TFT
10b:開關用TFT
12:基板
14:活性層
16:源極電極
18:汲極電極
20:閘極絕緣膜
22:閘極電極
60:雙股形狀的氧化物粒子
62:三股形狀的氧化物粒子
63:四股形狀的氧化物粒子
100:液晶顯示裝置
102、202、216:鈍化層
104:像素下部電極
106:對向上部電極
108:液晶層
110:RGB彩色濾光片
112、220、320:閘極配線
112a、112b:偏光板
114、222、322:資料配線
116、318:接觸孔
200:有機EL顯示裝置
208:下部電極
210、306:上部電極
212:有機發光層
214:有機EL發光元件
224:驅動配線
226、310:電容器
300:X射線感測器
302:電荷收集用電極
304:X射線轉換層
308:鈍化膜
312:電容器用下部電極
314:電容器用上部電極
316:絕緣膜
611、612、621、622、623、631、632、633、634、:突出部
615、625、626、627、635、636、637、638:凹部
621S:包圍突出部621的區域
623S:包圍突出部623的區域
圖1 是表示藉由本發明所製造的薄膜電晶體的一例(頂閘極-頂接觸(top gate-top contact)型)的構成的概略圖。
圖2 是表示藉由本發明所製造的薄膜電晶體的一例(頂閘極-底接觸(top gate-bottom contact)型)的構成的概略圖。
圖3 是表示藉由本發明所製造的薄膜電晶體的一例(底閘極-頂接觸(bottom gate-top contact)型)的構成的概略圖。
圖4 是表示藉由本發明所製造的薄膜電晶體的一例(底閘極-底接觸(bottom gate-bottom contact)型)的構成的概略圖。
圖5 是表示實施方式的液晶顯示裝置的一部分的概略截面圖。
圖6 是圖5的液晶顯示裝置的電配線的概略構成圖。
圖7 是表示實施方式的有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示裝置的一部分的概略截面圖。
圖8 是圖7的有機EL顯示裝置的電配線的概略構成圖。
圖9 是表示實施方式的X射線感測器陣列的一部分的概略截面圖。
圖10 是圖9的X射線感測器陣列的電配線的概略構成圖。
圖11A 是表示本發明的具有兩個突出部的氧化物粒子的形狀的示意平面圖。
圖11B 是表示本發明的具有三個突出部的氧化物粒子的形狀的示意平面圖。
圖11C 是表示本發明的具有四個突出部的氧化物粒子的形狀的示意平面圖。
圖12 是實施例1的氧化物粒子的穿透式電子顯微鏡圖像(TEM(Transmission Electron Microscope)圖像)。
圖13 是實施例2的氧化物粒子的穿透式電子顯微鏡圖像(TEM圖像)。
圖14 是實施例3的氧化物粒子的穿透式電子顯微鏡圖像(TEM圖像)。
圖15 是比較例1的氧化物粒子的穿透式電子顯微鏡圖像(TEM圖像)。
圖16 是用以說明本發明的氧化物粒子的形狀的概念圖。
以下，一面適當參照圖式，一面對本發明的氧化物粒子及其製造方法、氧化物粒子分散液、氧化物粒子薄膜的形成方法、薄膜電晶體、以及電子元件進行具體說明。
再者，對圖中具有相同或相對應的功能的構件(構成要素)標註相同的符號並適當省略說明。
另外，在本說明書中，於藉由記號「~」表示數值範圍的情 形時，包含下限值及上限值。
[氧化物粒子]
本發明的氧化物粒子含有選自In及Sn中的一種或兩種以上的元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀。
所謂「突出部」是粒子中存在可表示具有突出軸的長度方向的形狀(例如不為圓形的橢圓形狀)的部分。參照圖16，以具有包含三個突出部的形狀的粒子的突出部為例進行具體說明。
若著眼於圖16所示的突出部621，突出部623，則於描繪包圍突出部621的區域621S、與包圍突出部623的區域623S的情形時，所謂突出部623，是指於區域623S中，相對於與區域621S重疊的部分的突出部623的突出軸上的長度B，未與區域621S重疊的部分的突出部623的突出軸上的長度A為B/2以上的部分。
突出部可藉由以穿透式電子顯微鏡(TEM)將氧化物粒子放大進行觀察而確認。
橢圓近似的方法及長度A、長度B的測定方法如以下所述。對於藉由TEM觀察所測定的粒子圖像，確定出突出部的頂點及自突出部的頂點延伸的突出軸與粒子的相反側的輪廓相接的點，將連結兩點的線作為橢圓的長軸。其次，作相對於所述兩點的垂直二等分線，將連結垂直二等分線與粒子的輪廓重疊的兩點的線作為短軸，藉由由此獲得的橢圓，對粒子的突出部進行橢圓近似。對各突出部進行橢圓近似後，求出至少兩個以上的橢圓重疊的區 域。此處，根據粒子形狀而會有三個以上的橢圓重疊，於該情形時，求出三個以上的橢圓重疊的區域。對於所述區域，將與突出軸相交的兩點間的距離設為B。另一方面，將突出部的頂點和突出軸與所述區域相交而得的點中靠近突出部的點的兩點間的距離設為A。
所謂「突出軸方向互相交叉」只要兩個突出部的突出軸方向不平行即可，包括兩個突出部的各突出軸於一平面上相交的情形(平面交叉的情形)，及兩個突出部的各突出軸分別處於不同的平面上且存在立體交錯的關係的情形(立體交叉的情形)兩者。
本發明的氧化物粒子中作為除了In及Sn以外的元素，亦可含有選自Ga及Zn中的至少一種元素。
本發明的氧化物粒子較佳為至少含有In的氧化物粒子，亦可進而含有選自Sn、Ga及Zn中的至少一種元素。
於為含有In的氧化物粒子的情形時，由於In的最外殼電子軌域為5S，因此於為氧化物的情形時容易獲得更高的載子移動率。
另外，於使以In作為基底的氧化物結晶含有Sn的情形時，可實現載子濃度的增大。
另一方面，於含有Ga的情形時，變得可抑制氧缺陷，可於不大幅度降低載子移動率的情況下降低載子濃度。另外，藉由含有Zn，可期待載子移動率的增大。
藉由使用帶隙寬(~3eV)的氧化物粒子，可製造透明且相對於光照射穩定的導電膜、半導體膜、及TFT。
就所述觀點而言，本發明的較佳的氧化物粒子較佳為：包含In與O者；包含In、Ga及O者；包含In、Zn及O者；包含In、Sn及O者；包含In、Ga、Zn及O者；包含In、Ga、Sn及O者；以及包含In、Sn、Zn及O者。
本發明的氧化物粒子具有至少含有兩個突出部、且相鄰的突出部的突出軸方向互相交叉的形狀(以下亦稱為「特定形狀」)。
圖11A是表示本發明的含有兩個突出部的氧化物粒子的形狀(以下亦稱為「雙股形狀」或「雙翼回力棒(boomerang)形狀」)的示意平面圖，圖11B是表示本發明的含有三個突出部的氧化物粒子的形狀的示意平面圖，及圖11C是表示本發明的含有四個突出部的氧化物粒子的形狀(以下亦稱為「四股形狀」或「四翼回力棒形狀」)的示意平面圖。
於圖11A所示的雙股形狀的氧化物粒子60中，包含兩個突出部611、及突出部612，兩個突出軸方向存在互相交叉的關係。進而，於兩個突出部611及突出部612之間含有凹部615。
於圖11B所示的三股形狀的氧化物粒子62中，包含突出部621、突出部622及突出部623的三個突出部，三個突出軸方向存在互相交叉的關係。進而，於三個突出部之間含有凹部625、凹部626及凹部627的三個凹部。
於圖11C所示的四股形狀的氧化物粒子63中，包含四個突出部631、突出部632、突出部633及突出部634，四個突出軸方 向存在互相交叉的關係。且於四個突出部之間含有凹部635、凹部636、凹部637及凹部638。四個突出部可存在於同一平面內，亦可不存在於同一平面內。較佳為不存在於同一平面。
於本發明中，氧化物粒子的形狀中，由於具有三個或四個突出部者容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜，故而較佳。
本發明的氧化物粒子可為形狀一致者(例如僅由具有四個突出部的四股形狀所構成者)，亦可為包含兩種以上的形狀的氧化物粒子而構成者(例如，包含雙股形狀者、三股形狀者、及四股形狀者的構成)。包含兩種以上的形狀的氧化物粒子而構成者由於容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜，故而較佳。
使用本發明的氧化物粒子所製作的氧化物粒子薄膜具有高載子移動率。推測其理由在於下述(1)~(2)中的至少一者。
(1)：本發明的氧化物粒子薄膜於著眼於互相鄰接的兩個氧化物粒子的情形時，存在一個氧化物粒子的突出部嵌入另一個氧化物粒子的相鄰的兩個突出部所夾著的凹部中的可能性。例如，於圖11A所示的雙股形狀的情形時，存在一個氧化物粒子的突出部611及突出部612中的一者嵌入另一個氧化物粒子的凹部615中的可能性。因此，多數氧化物粒子之間的接觸面積增加。因此，形成包含互相良好地接觸的氧化物粒子的氧化物粒子薄膜，其結果，可獲得具有高電特性的氧化物粒子薄膜。
(2)：於本發明的氧化物粒子的特定形狀例如為圖11A所示的雙股形狀的情形時，可認為是形成突出部611及突出部612 的兩個球狀氧化物粒子與連結該兩個球狀氧化物粒子的球狀氧化物粒子結合而成的聚集體形狀。即，認為本發明的雙股形狀的氧化物粒子相當於三個球狀粒子聚集而成的部分。因此，與藉由球狀氧化物粒子所製作的氧化物粒子薄膜相比，粒界的影響降低，本發明的氧化物粒子薄膜顯示出高載子移動率。
本發明的氧化物粒子的最大長度、即以氧化物粒子的外周相接所包含的方式描繪的最小體積的球的直徑較佳為3nm以上且100nm以下。就氧化物粒子分散液的分散穩定性、容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜的方面而言，氧化物粒子的最大長度較佳為5nm以上且50nm以下的範圍，尤其更佳為5nm以上且30nm以下的範圍。
於本發明中，氧化物粒子的最大長度可藉由穿透式電子顯微鏡(TEM)將氧化物粒子放大觀察並進行拍攝，計測攝像(照片)中的粒子的最大長度而求出。
[氧化物粒子分散液]
本發明的氧化物粒子分散液含有溶劑、及分散於溶劑中的已說明的氧化物粒子。
就溶劑中的氧化物粒子的分散性提高的方面而言，較理想為於氧化物粒子的表面具有含有烴基的配位子。就提高氧化物粒子的分散性的性質優異的方面而言，作為所述烴基，較佳為脂肪族烴基，進而較佳為碳數為6以上的飽和或不飽和的脂肪族烴基，尤其更佳為碳數為10以上的飽和或不飽和的脂肪族烴基。作為更 具體的配位子，包含含有所述脂肪族烴基的羧酸、醇、胺、硫醇、氧化膦、溴化物等。
作為配位子的較佳的具體例，可列舉：癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、二十二酸、油酸、芥子酸、油胺、十二烷胺、十二烷硫醇、1,2-十六烷硫醇、三辛基氧化膦、十六烷基三甲基溴化銨等。
於本發明的氧化物粒子分散液中亦可含有兩種以上的配位子。作為較佳的組合例，例如可列舉油酸與油胺的組合。
氧化物粒子分散液中的配位子的含量是根據構成氧化物粒子的元素的種類及組成、氧化物粒子的形狀、氧化物粒子的最大長度、配位子的種類等而決定最適量。具體而言，若相對於氧化物粒子分散液所含的氧化物粒子的質量為1質量%以上的範圍，則溶劑中的氧化物粒子的分散性提高。更佳為5質量%以上，尤其更佳為10質量%以上。氧化物粒子分散液中的配位子的濃度的上限適當的是相對於氧化物粒子分散液所含的氧化物粒子的質量為1000質量%以下的範圍，就容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜的方面而言，較佳為500質量%以下的範圍，尤其更佳為300質量%以下的範圍。
構成本發明的氧化物粒子分散液的溶劑較理想為非極性溶劑。由於配位於氧化物粒子表面的配位子的烴基通常為疏水性，因此藉由使用非極性溶劑，可提高氧化物粒子於溶劑中的分散性。
非極性溶劑並無特別限定，例如較佳為相對介電常數為5以下的非極性溶劑。尤其是於將氧化物粒子分散液塗佈於基材上並加以乾燥而形成氧化物粒子薄膜的情形時，適合的是不易殘存於乾燥後的氧化物粒子薄膜中的低沸點溶劑。作為低沸點溶劑，可列舉甲苯、辛烷、己烷等。
本發明的氧化物粒子分散液例如可為含有單一形狀的氧化物粒子而構成者(例如，僅包含四股形狀者等)，亦可為含有兩種以上的形狀的氧化物粒子而構成者(例如，三股形狀的氧化物粒子與四股形狀的氧化物粒子混合存在者等)。另外，本發明的具有特定形狀的氧化物粒子的含量較佳為相對於全部氧化物粒子的質量為含有30質量%以上，進而更佳為含有50質量%以上，尤其最佳為含有80質量%以上。
另外，於本發明中，特定形狀的氧化物粒子相對於全部氧化物粒子的質量的含量是藉由對分散液的滴加樣品進行TEM觀察，估算出非特定形狀的粒子及特定形狀粒子的體積後計算出各自的重量所測定的值。此處，於在TEM觀察的視野中存在10個以上的特定形狀粒子的條件下隨機進行TEM觀察，並估算出特定形狀粒子的重量後，估算存在於同一視野中的非特定形狀粒子的重量。
藉由含有兩種以上的形狀的氧化物粒子所構成的氧化物粒子分散液，容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜，因此較佳。認為其原因在於鄰接的氧化物粒子間的接觸面積大，可容易地獲得緻密排列的氧化物粒子薄膜。
於氧化物粒子分散液中，氧化物粒子的濃度較佳為1mg/ml以上且500mg/ml以下。藉由設為所述濃度範圍，可獲得分散狀態良好的氧化物粒子分散液，變得容易藉由一次塗佈便獲得充分的氧化物粒子薄膜的膜厚。進而，氧化物粒子彼此適度重疊，容易獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜。其中，較佳為氧化物粒子的濃度為5mg/ml以上且200mg/ml以下，尤其更佳為10mg/ml以上且100mg/ml以下。
[氧化物粒子的製造方法]
本發明的氧化物粒子的製造方法包括：溶液製備步驟，製備含有溶劑、選自In及Sn中的元素的乙酸鹽及配位於元素的分散劑的溶液；及加熱步驟，於低於有機溶劑的沸點的溫度下對溶液進行加熱。
所述各步驟較佳為於反應容器中進行。
進而，所述加熱步驟較佳為於大氣壓下進行。所謂大氣壓是指90kPa~110kPa。
其中，尤佳為乙酸銦(In(Ac)2)。於使用乙酸銦的情形時，容易引起粒子成長，容易獲得本發明的具有特定形狀的氧化物粒子。
藉由溶液製備步驟所製備的溶液所含的選自In及Sn中的元素的乙酸鹽的濃度適當的是相對於所製備的溶液的總質量為1質量%以上且50質量%以下的範圍。尤其是就可容易地製造本發明的特定形狀的氧化物粒子的方面而言，較佳為5質量%以上且 30質量%以下的範圍，尤其更佳為5質量%以上且20質量%以下的範圍。
溶劑中具有160℃以上且360℃以下的沸點者容易於大氣壓下製造本發明的氧化物粒子，因此較佳。就與加熱步驟中的加熱溫度的關係而言，更佳為於240℃以上且360℃以下的範圍具有沸點者，尤其更佳為於275℃以上且360℃以下的範圍具有沸點者。
於使用具有所述沸點的有機溶劑製造本發明的氧化物粒子的情形時，容易將加熱步驟中的反應溫度設為容易引起氧化物粒子的粒子成長的範圍。其結果，容易由所製造的氧化物粒子獲得具有高載子移動率的氧化物粒子薄膜。
具有160℃以上且360℃以下的沸點的有機溶劑的較佳的具體例中包含例如十八烯、辛醚、三辛基膦、三辛基氧化膦、油酸、油胺等。
溶液製備步驟所使用的分散劑可根據構成所製備的氧化物粒子的元素的種類及組成等而決定最適量。分散劑可自配位於構成氧化物粒子的金屬者(以下亦稱為「配位子」)中選擇。分散劑的一部分藉由進行配位成為粒子表面的配位子，因此較佳的分散劑的形態與配位子的較佳的形態相同。就提高於有機溶劑中的分散性的性質優異的方面而言，分散劑較佳為具有脂肪族烴基者。尤其是就提高氧化物粒子的分散的性質優異的方面而言，較佳為具有碳數為6以上的飽和或不飽和的脂肪族烴基的分散劑， 尤其更佳為具有碳數為10以上的飽和或不飽和的脂肪族烴基的分散劑。作為碳數為6以上的飽和或不飽和的脂肪族烴基，例如可列舉辛基、十二烷基、肉豆蔻基、油烯基等。作為更具體的配位子，包含含有所述脂肪族烴基的羧酸、醇、胺、硫醇、氧化膦、溴化物等。
作為分散劑的較佳的具體例，可列舉癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、二十二酸、油酸、芥子酸、油胺、十二烷胺、十二烷硫醇、1,2-十六烷硫醇、三辛基氧化膦、十六烷基三甲基溴化銨等。
藉由所述分散劑的一部分作為配位子而鍵結於氧化物粒子的表面，粒子彼此不會超過所需程度地凝聚，容易保持分散性。進而，於加熱步驟中，於保持所述分散性的狀態下進行粒子成長。
分散劑可組合兩種以上而使用。較佳的組合例包含例如油酸與油胺的組合。
藉由溶液製備步驟所製備的溶液所含的分散劑的含量可根據構成所製備的氧化物粒子的元素的種類及組成、氧化物粒子的形狀、氧化物粒子的最大長度、配位子的種類等而決定最適量。具體而言，就維持所形成的粒子的分散性，並且容易地獲得粒子的方面而言，較佳為相對於藉由溶液製備步驟所製備的溶液所含的選自In及Sn中的元素的乙酸鹽的質量為10質量%以上且2000質量%以下的範圍，尤其更佳為50質量%以上且1000質量%以下的範圍。
將藉由溶液製備步驟所製備的溶液供於在低於溶液所含的溶劑的沸點的溫度下進行加熱的加熱步驟。藉由加熱步驟，可形成本發明的具有特定形狀的氧化物粒子。
就無需準備特殊的反應容器或反應裝置的方面而言，加熱步驟較佳為於大氣壓下進行。
加熱溫度只要為所加熱的溶液所含的溶劑的沸點以下的溫度即可，較佳為以所述沸點減去10℃而得的溫度作為上限，進而較佳為以較所述沸點低45℃的溫度作為上限，且較佳為加熱至230℃以上。
就可高效率地獲得特定形狀的氧化物粒子的方面而言，加熱溫度適當的是160℃以上且310℃以下的範圍，尤其更佳為230℃以上且270℃以下的範圍。
於加熱溫度過低的情形時，無法充分進行核形成，因此必需某種程度的加熱溫度(例如230℃等)。另一方面，若溶劑的溫度變高而接近溶劑的沸點附近，則根據奧士華(Ostwald)成長的原理，有粒界變大、或導致粒子尺寸的不均勻化之虞。另外，於在高溫下進行加熱的情形時，推測由於加熱中全部配位子變得容易自粒子表面脫離，因此粒子尺寸容易變大，且粒子會進行等向性成長。另一方面，於略低於沸點的溫度下的加熱條件下，成為配位子鍵結於粒子的一部分的狀態，因此推測其他粒子會鍵結於粒子表面未鍵結有配位子的部位，或未鍵結有配位子的部位進行選擇性異向結晶成長，因此形成具有特定形狀的氧化物粒子。
加熱時間適當的是1分鐘以上，就同時實現使之充分進行結晶成長及縮短製造製程所花費的時間的觀點而言，較佳為20分鐘以上且5小時以下的範圍，尤其更佳為30分鐘以上且3小時以下的範圍。
本發明的氧化物粒子的製造方法亦可視需要而具有其他步驟。
藉由本發明的氧化物粒子的製造方法，可製造含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有特定形狀的氧化物粒子。將含有本發明的具有特定形狀的氧化物粒子的分散液塗佈於基板上並加以乾燥所形成的氧化物粒子薄膜與藉由現有的製造方法所製造的主要為球狀的氧化物粒子的情形相比，具有如下優異的電特性：具有高載子移動率、或低電阻值。
因此，本發明的氧化物粒子薄膜作為導電膜、或半導體膜而具有優異的性能，可用作構成電子元件的導電膜或半導體膜。
[氧化物粒子薄膜的形成方法]
本發明的氧化物粒子薄膜的形成方法包括：塗佈步驟，將本發明的已說明的氧化物粒子分散液塗佈於基板上；乾燥步驟，將塗佈於基板上的氧化物粒子分散液加以乾燥而去除分散液所含的溶劑的至少一部分。
<塗佈步驟>
-基板-
所述基板的形狀、結構、大小等並無特別限制，可根據目的 而適當選擇。
基板的結構可為單層結構，亦可為積層結構。
作為基板，例如可使用含有YSZ(釔穩定化鋯)或玻璃等無機材料、樹脂或樹脂複合材料等的基板。
其中，就輕量的方面、具有可撓性的方面而言，較佳為含有樹脂或樹脂複合材料的基板。
具體而言，可使用：含有聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚芳酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚吲哚(polybenzazole)、聚苯硫醚、聚環烯烴、降冰片烯樹脂、聚氯三氟乙烯等氟樹脂、液晶聚合物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂、離子聚合物樹脂、氰酸酯樹脂、交聯反丁烯二酸二酯、環狀聚烯烴、芳香族醚、順丁烯二醯亞胺-烯烴、纖維素、環硫化合物等合成樹脂的基板；含有已說明的合成樹脂等與氧化矽粒子的複合塑膠材料的基板；含有已說明的合成樹脂等與金屬奈米粒子、無機氧化物奈米粒子或無機氮化物奈米粒子等的複合塑膠材料的基板；含有已說明的合成樹脂等與碳纖維或碳奈米管的複合塑膠材料的基板；含有已說明的合成樹脂等與玻璃片、玻璃纖維或玻璃珠的複合塑膠材料的基板；含有已說明的合成樹脂等與具有黏土礦物或雲母衍生結晶結構的粒子的複合塑膠材料的基板；於薄玻璃與已說明的任一合成樹脂之間具有至少一個接合界面的積層 塑膠基板；含有藉由交替積層無機層與有機層(已說明的合成樹脂)而具有一個以上的接合界面的具有障壁性能的複合材料的基板；將不鏽鋼基板或不鏽鋼與異種金屬積層而成的金屬多層基板；藉由對鋁基板或表面實施氧化處理(例如陽極氧化處理)來提高表面的絕緣性的附氧化皮膜的鋁基板；等。
再者，基板較佳為耐熱性、尺寸穩定性、耐溶劑性、電絕緣性、加工性、低通氣性、及低吸濕性等優異。
另外，基板亦可具備用以防止水分或氧透過的阻氣層、或用以提高基板的平坦性或與下部電極的密合性的底塗層等。
另外，於基板上可具備下部電極、或絕緣膜，於該情形時，較佳為於基板上的下部電極或絕緣膜上形成本發明的氧化物粒子薄膜(例如半導體膜)。
基板的厚度並無特別限制，較佳為50μm~1000μm，更佳為50μm~500μm。若基板的厚度為50μm以上，則基板本身的平坦性提高，若基板的厚度為1000μm以下，則基板本身的可撓性提高，例如變得更容易將薄膜用作柔性半導體單元的構成要素。
-塗佈-
作為將本發明的已說明的氧化物粒子分散液塗佈於基板上的方法，例如可使用旋轉塗佈、棒式塗佈、浸漬塗佈、噴塗、噴墨、分配器、網版印刷、凸版印刷或凹版印刷等液相法。
-乾燥-
將塗佈於基板上的氧化物粒子分散液加以乾燥，去除氧化物粒子分散液所含的溶劑的至少一部分，從而形成基板上含有氧化物粒子的薄膜。
乾燥可藉由對塗佈於基板上的氧化物粒子分散液吹送空氣等氣體的方法而進行。另外，相反地，亦可藉由使塗佈有氧化物粒子分散液的基板旋轉等方法來推動基板，使塗佈於基板上的氧化物粒子分散液的表面附近的空氣等氣體移動，藉此進行乾燥。作為後者的方法，例如可列舉如下方法：使用旋轉塗佈機，將氧化物粒子分散液旋轉塗佈於基板上後，進而以與旋轉塗佈時的旋轉速度相同、或不同的速度使旋轉塗佈機進行旋轉。無論何種乾燥，均亦可藉由設為經加熱的空氣等氣體環境下來縮短乾燥時間。
乾燥時的溫度並無特別限定，可為室溫，亦可為加熱乾燥。進行加熱乾燥的情形時的加熱溫度例如可列舉50℃~250℃。
另外，乾燥中的氣體環境並無特別限制，就製造成本等觀點而言，較佳為於大氣壓下、大氣中進行。
為了提高形成於基板上的氧化物粒子薄膜的導電性等電特性，較佳為實施配位子去除步驟，將鍵結於塗佈所使用的氧化物粒子表面的配位子等去除。
所述配位子去除步驟的較佳的具體例包含使形成於基板上的氧化物粒子薄膜與含有極性溶劑的處理液接觸的方法。
所述極性溶劑的較佳的具體例例如包含：甲醯胺、甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙醇、甲醇等醇類、乙腈、丙 酮、乙二醇、二乙二醇等。其中，就為高極性溶劑，於進行配位子去除處理後不易殘存於半導體膜中的觀點而言，較佳為乙醇、甲醇、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙腈。
於含有氧化物粒子的分散液的情形時，存在作為分散液的溶劑而使用非極性溶劑的情形，所述氧化物粒子具有含有烴基的配位子。於將所述分散液塗佈於基板上所形成的氧化物粒子薄膜的情形時，藉由進行使氧化物粒子薄膜與含有極性溶劑的溶液接觸的處理，可藉由疏水性相互作用高效率地去除配位子的至少一部分。藉此，可拉近鄰接的氧化物粒子間的距離，進一步提高導電性等電特性。
於進行配位子去除步驟的情形時，較佳為進一步進行對氧化物粒子薄膜進行沖洗處理的沖洗步驟，將於配位子去除步驟中所脫離的配位子去除。
所述沖洗處理較佳為藉由如下方法進行：將含有與配位子去除步驟所使用的處理液所含的溶劑相同的溶劑的處理液塗佈於氧化物粒子薄膜後，利用離心力等抖落所塗佈的處理液，或將氧化物粒子薄膜浸漬於所述處理液中。
藉由以上步驟，可獲得氧化物粒子薄膜，但為了獲得所需的膜厚，亦可將塗佈步驟及配位子去除步驟(或配位子交換步驟)重複進行。另外，於重複進行所述步驟的情形時，每一個週期充分進行氧化物粒子薄膜的乾燥會帶來較佳的結果。
<加熱處理(退火)步驟>
亦可具有加熱處理(退火)步驟，對設置於基板上的氧化物粒子薄膜進行加熱處理(退火)。
就製作更優質的氧化物粒子薄膜的觀點而言，加熱處理的溫度(最高到達溫度)較佳為150℃以上，進而較佳為200℃以上。加熱處理的溫度(最高到達溫度)的上限並無特別限制，於使用塑膠等柔性基板的情形時，考慮到基板的耐熱性，加熱處理的溫度(最高到達溫度)較佳為300℃以下。
加熱處理的氣體環境並無特別限制，可為大氣環境下，亦可為含有惰性氣體(氮氣、氦氣、氬氣等)的氣體環境下。
如上文所述，本發明的製造方法即便於在大氣環境下進行加熱處理的情形時，亦可獲得特性優異的氧化物粒子薄膜。
就獲得優異的電特性的觀點而言，氧化物粒子薄膜的厚度較佳為10nm以上，更佳為50nm以上。另外，就製造容易性的觀點而言，本發明的薄膜的厚度較佳為300nm以下。
氧化物粒子薄膜較佳為導電膜。
此處，所謂導電膜是包含半導體膜的概念。
進而，就藉由塗佈製程實現製造簡易的TOS的觀點而言，本發明的氧化物粒子薄膜更佳為半導體膜。本發明中的所謂「半導體」是指比電阻值為10-2Ωcm以上且108Ωcm以下。
本發明的氧化物粒子薄膜可較佳地用作電子元件所包含的一構件。
作為電子元件，例如可列舉薄膜電晶體、電容器 (condenser)、二極體、感測器類(攝像元件等)等具備半導體膜及導電膜的至少一者的各種元件。
[薄膜電晶體]
本發明的薄膜電晶體具備所述本發明的氧化物粒子薄膜。
本發明的薄膜電晶體例如於本發明的氧化物粒子薄膜為導電膜(較佳為半導體膜)的情形時，作為活性層(半導體層)而可具備本發明的氧化物粒子薄膜。
另外，本發明的薄膜電晶體例如於本發明的氧化物粒子薄膜為具有高導電性的導電膜的情形時，作為閘極電極、源極電極、及汲極電極中的至少一者而亦可具備本發明的氧化物粒子薄膜。
以下，對具備本發明的氧化物粒子薄膜作為活性層(半導體層)的薄膜電晶體(TFT)的實施方式進行說明。
再者，作為實施方式而對頂閘極型的薄膜電晶體進行說明，但本發明的薄膜電晶體並不限定於頂閘極型，亦可為底閘極型的薄膜電晶體。
本發明中的TFT的元件結構並無特別限定，基於閘極電極的位置而可為所謂的反交錯結構(亦稱為底閘極型)及交錯結構(亦稱為頂閘極型)中的任一形態。另外，基於活性層與源極電極及汲極電極(適當稱為「源極-汲極電極」)的接觸部分，可為所謂的頂接觸型、底接觸型中的任一形態。
所謂頂閘極型是於將形成有TFT的基板設為最下層的情形時，於閘極絕緣膜的上側配置有閘極電極、於閘極絕緣膜的下側 形成有活性層的形態。所謂底閘極型是於閘極絕緣膜的下側配置有閘極電極、於閘極絕緣膜的上側形成有活性層的形態。另外，所謂底接觸型是源極-汲極電極先於活性層而形成且活性層的下表面與源極-汲極電極接觸的形態。所謂頂接觸型是活性層先於源極-汲極電極而形成且活性層的上表面與源極-汲極電極接觸的形態。
圖1是表示具有頂閘極結構的頂接觸型的本發明的TFT的一例的模式圖。於圖1所示的TFT10中，所述的本發明的薄膜作為活性層14而積層於基板12的一主面上。此外，源極電極16及汲極電極18互相隔開設置於活性層14上，進而於該些上依序積層有閘極絕緣膜20、及閘極電極22。
圖2是表示具有頂閘極結構的底接觸型的本發明的TFT的一例的模式圖。於圖2所示的TFT30中，源極電極16及汲極電極18互相隔開設置於基板12的一主面上。此外，依序積層有作為活性層14的所述的本發明的薄膜、閘極絕緣膜20、及閘極電極22。
圖3是表示具有底閘極結構的頂接觸型的本發明的TFT的一例的模式圖。於圖3所示的TFT40中，於基板12的一主面上依序積層有閘極電極22、閘極絕緣膜20、及作為活性層14的本發明的薄膜。此外，源極電極16及汲極電極18互相隔開設置於活性層14的表面上。
圖4是表示具有底閘極結構的底接觸型的本發明的TFT 的一例的模式圖。於圖4所示的TFT50中，於基板12的一主面上依序積層有閘極電極22、及閘極絕緣膜20。此外，源極電極16及汲極電極18互相隔開設置於閘極絕緣膜20的表面上，進而，於該些上積層有作為活性層14的本發明的薄膜。
以下的實施方式主要對圖1所示的頂閘極型的薄膜電晶體10進行說明，但本發明的薄膜電晶體並不限定於頂閘極型，亦可為底閘極型的薄膜電晶體。
(活性層)
於製造本實施方式的薄膜電晶體10的情形時，首先，藉由本發明的氧化物粒子薄膜的形成方法，於基板12上形成薄膜。
薄膜的圖案化可藉由上文所述的噴墨法、分配器法、凸版印刷法、或凹版印刷法進行，亦可於形成薄膜後藉由光微影及蝕刻進行圖案化。
於藉由光微影及蝕刻進行圖案形成時，在形成薄膜後，藉由光微影於作為活性層14而殘存的部分形成抗蝕劑圖案，其後，藉由鹽酸、硝酸、稀硫酸、磷酸、或硝酸及乙酸的混合液等酸溶液進行蝕刻，藉此形成活性層14的圖案。
(保護層)
較佳為於活性層14上形成於源極-汲極電極16及18的蝕刻時用來保護活性層14的保護層(未圖示)。保護層的成膜方法並無特別限定，可於形成本發明的薄膜後且進行圖案化前形成，亦可於本發明的薄膜的圖案化後形成。
另外，作為保護層，可為金屬氧化物層，亦可為樹脂之類的有機材料。再者，保護層可於形成源極電極16及汲極電極18(適當記作「源極-汲極電極」)後去除。
(源極-汲極電極)
於由本發明的氧化物粒子薄膜所形成的活性層14上形成源極-汲極電極16及18。源極-汲極電極16及18分別使用具有高導電性者，以作為電極而發揮功能，可使用如下物質而形成：Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au等金屬；Al-Nd、Ag合金、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅銦(IZO)、In-Ga-Zn-O等金屬氧化物導電膜等。
於形成源極-汲極電極16及18的情形時，依照考慮與所使用的材料的適應性而自如下方法中適當選擇的方法進行成膜即可：印刷方法、塗佈方法等濕式方法；真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等物理方法；化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、電漿CVD法等化學方法等。
若考慮成膜性、利用蝕刻或掀離法的圖案化性、導電性等，則源極-汲極電極16及18的膜厚較佳為設為10nm以上且1000nm以下，更佳為設為50nm以上且100nm以下。
源極-汲極電極16及18可於形成導電膜後，例如藉由蝕刻或掀離法圖案化為特定形狀而形成，亦可藉由噴墨法等直接進行圖案形成。此時，較佳為對源極-汲極電極16及18以及連接於該些電極的配線(未圖示)同時進行圖案化。
(閘極絕緣膜)
於形成源極-汲極電極16及18以及配線(未圖示)後，形成閘極絕緣膜20。閘極絕緣膜20較佳為具有高絕緣性者，例如可為SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、Y2O3、Ta2O5、HfO2等絕緣膜，或含有兩種以上該些化合物的絕緣膜。
閘極絕緣膜20依照考慮與所使用的材料的適應性而自如下所述方法中適當選擇的方法進行成膜即可：印刷方法、噴墨方法、塗佈方法等濕式方法；真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等物理方法；CVD、電漿CVD法等化學方法。
再者，閘極絕緣膜20需具有用以降低漏電流及提高電壓耐性的厚度，另一方面，若閘極絕緣膜20的厚度過大，則導致驅動電壓上升。閘極絕緣膜20亦取決於材質，閘極絕緣膜20的厚度較佳為10nm以上且10μm以下，更佳為50nm以上且1000nm以下，尤佳為100nm以上且400nm以下。
(閘極電極)
於形成閘極絕緣膜20後，形成閘極電極22。閘極電極22使用具有高導電性者，可使用如下物質而形成：Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au等金屬；Al-Nd、Ag合金、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅銦(IZO)、InGaZnO等金屬氧化物導電膜等。作為閘極電極22，可將該些導電膜製成單層結構或兩層以上的積層結構而使用。
閘極電極22是依照考慮與所使用的材料的適應性而自 如下所述的方法中適當選擇的方法進行成膜：印刷方法、塗佈方法等濕式方法；真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等物理方法；CVD(化學氣相蒸鍍法：Chemical Vapor Deposition)、電漿CVD法等化學方法等。
若考慮成膜性、藉由蝕刻或掀離法的圖案化性、導電性等，則用來形成閘極電極22的金屬膜的膜厚較佳為設為10nm以上且1000nm以下，更佳為設為50nm以上且200nm以下。
成膜後，可藉由蝕刻或掀離法進行圖案化，藉此形成閘極電極22，亦可藉由噴墨法等直接進行圖案形成。此時，較佳為對閘極電極22及閘極配線(未圖示)同時進行圖案化。
[電子元件]
本發明的電子元件具備所述本發明的薄膜電晶體。
所述本發明的薄膜電晶體可較佳地用作本發明的電子元件中的驅動元件。
作為電子元件，可列舉：液晶顯示裝置、有機EL(Electro Luminescence)顯示裝置、無機EL顯示裝置等顯示裝置；X射線感測器、影像感測器等各種感測器；微機電系統(MEMS，Micro Electro Mechanical System)等。
<液晶顯示裝置>
對於作為本發明的電子元件的一實施方式的液晶顯示裝置，將其一部分的概略截面圖示於圖5，將電配線的概略構成圖示於圖6。
如圖5所示，液晶顯示裝置100是如下構成：其具備：TFT10，其為圖1所示的頂閘極結構且為頂接觸型；液晶層108，其位於TFT10的由鈍化層102所保護的閘極電極22上，由像素下部電極104及其對向上部電極106所夾持；及R(紅)G(綠)B(藍)的彩色濾光片110，其用來對應各像素而發出不同的顏色，且於TFT10的基板12側及RGB彩色濾光片110上分別具備偏光板112a、偏光板112b。
另外，如圖6所示，液晶顯示裝置100具備互相平行的多條閘極配線112、及與閘極配線112交叉的互相平行的資料配線114。此處，閘極配線112與資料配線114為電性絕緣。於閘極配線112與資料配線114的交叉部附近具備TFT10。
TFT10的閘極電極22與閘極配線112連接，TFT10的源極電極16與資料配線114連接。另外，TFT10的汲極電極18經由設置於閘極絕緣膜20的接觸孔116(將導電體埋入至接觸孔116中)而與像素下部電極104連接。該像素下部電極104與接地的對向上部電極106一併構成電容器118。
<有機EL顯示裝置>
對於本發明的電子元件的一實施方式的主動矩陣型有機EL顯示裝置，將一部分的概略截面圖示於圖7，將電配線的概略構成圖示於圖8。
主動矩陣型有機EL顯示裝置200採用如下所述的構成：其於具備鈍化層202的基板12上具備圖1所示的頂閘極結構 的TFT10作為驅動用TFT10a及開關用TFT10b，於TFT10a及TFT10b上具備包含由下部電極208及上部電極210所夾持的有機發光層212的有機EL發光元件214，且上表面亦由鈍化層216所保護。
另外，如圖8所示，有機EL顯示裝置200具備互相平行的多條閘極配線220、以及與閘極配線220相交的互相平行的資料配線222及驅動配線224。此處，閘極配線220與資料配線222、驅動配線224為電性絕緣。開關用TFT10b的閘極電極22與閘極配線220連接，開關用TFT10b的源極電極16與資料配線222連接。另外，開關用TFT10b的汲極電極18與驅動用TFT10a的閘極電極22連接，並且藉由使用電容器226將驅動用TFT10a保持為運行狀態。驅動用TFT10a的源極電極16與驅動配線224連接，汲極電極18與有機EL發光元件214連接。
再者，於圖7所示的有機EL顯示裝置中，可將上部電極210製成透明電極而製成頂部發光型，亦可藉由將下部電極208及TFT的各電極製成透明電極而製成底部發光型。
<X射線感測器>
對於作為本發明的電子元件的一實施方式的X射線感測器，將其一部分的概略截面圖示於圖9，將其電配線的概略構成圖示於圖10。
X射線感測器300具備形成於基板12上的TFT10及電容器310、形成於電容器310上的電荷收集用電極302、X射線轉 換層304、及上部電極306而構成。於TFT10上設置有鈍化膜308。
電容器310採用以電容器用下部電極312與電容器用上部電極314夾持絕緣膜316的結構。電容器用上部電極314經由設置於絕緣膜316的接觸孔318而與TFT10的源極電極16及汲極電極18中的任一者(於圖9中為汲極電極18)連接。
電荷收集用電極302是設置於電容器310中的電容器用上部電極314上，與電容器用上部電極314相接。
X射線轉換層304是含有非晶硒的層，以覆蓋TFT10及電容器310的方式而設置。
上部電極306是設置於X射線轉換層304上，與X射線轉換層304相接。
如圖10所示，本實施方式的X射線感測器300具備互相平行的多條閘極配線320、及與閘極配線320交叉的互相平行的多條資料配線322。此處，閘極配線320與資料配線322為電性絕緣。於閘極配線320與資料配線322的交叉部附近具備TFT10。
TFT10的閘極電極22與閘極配線320連接，TFT10的源極電極16與資料配線322連接。另外，TFT10的汲極電極18與電荷收集用電極302連接，電荷收集用電極302與電容器310連接。
於X射線感測器300中，圖9中X射線自上部電極306側入射，於X射線轉換層304中產生電子-電洞對。藉由利用上部電極306對X射線轉換層304預先施加高電場，所產生的電荷累 積於電容器310中，藉由依序掃描TFT10而被讀取。
再者，於所述實施方式的液晶顯示裝置100、有機EL顯示裝置200、及X射線感測器300中，是製成具備頂閘極結構的TFT者，但TFT並不限定於此，亦可為圖2~圖4所示的結構的TFT。
[實施例]
以下，對實施例進行說明，但本發明並不受該些實施例任何限定。
[實施例1]
<氧化物粒子分散液1的製備>
藉由以下的方法製備氧化銦(In2O3)奈米粒子分散液。
於三口燒瓶中加入30mL的十八烯(沸點：315℃)、乙酸銦(In(Ac)3)(1.2mmol)、3.6mL的油酸、及4.8mL的油胺，於氮氣氣流、150℃下進行加熱攪拌，使原料充分溶解，並進行1小時的脫氣。
其次，將燒瓶升溫至270℃，並維持150分鐘。於加熱中確認到溶液著色、形成粒子的情況。
將所獲得的溶液冷卻至室溫後，加入乙醇，進行離心分離，從而使粒子沈澱。廢棄上清液後，使其分散於己烷溶劑中。
由此製備氧化物粒子分散液1(氧化物粒子：In2O3微粒子、配位子：油酸+油胺、溶劑：己烷、氧化物粒子的濃度：25mg/ml)。
[實施例2]
<氧化物粒子分散液2的製備>
藉由以下的方法製備In2O3奈米粒子分散液。
於三口燒瓶中加入30mL的十八烯、In(Ac)3(1.2mmol)、3.6mL的油酸、及4.8mL的油胺，於氮氣氣流、150℃下進行加熱攪拌，使原料充分溶解，並進行1小時的脫氣。
其次，將燒瓶升溫至230℃，並保持150分鐘。於加熱中確認到溶液著色、形成粒子的情況。
將所獲得的溶液冷卻至室溫後，加入乙醇，進行離心分離，從而使粒子沈澱。廢棄上清液後，使其分散於己烷溶劑中。
由此製備氧化物粒子分散液2(氧化物粒子：In2O3微粒子、配位子：油酸+油胺、溶劑：己烷、氧化物粒子的濃度：25mg/ml)。
[實施例3]
<氧化物粒子分散液3的製備>
藉由以下的方法製備In-Sn-O奈米粒子分散液。
於三口燒瓶中加入30mL的十八烯、In(Ac)3(1.19mmol)、乙酸錫(Sn(Ac)2)(0.012mmol)、3.6mL的油酸、4.8mL的油胺，於氮氣氣流、150℃下進行加熱攪拌，使原料充分溶解，並進行1小時的脫氣。
其次，將燒瓶升溫至270℃，並保持150分鐘。於加熱中確認到溶液著色、形成粒子的情況。
將所獲得的溶液冷卻至室溫後，加入乙醇，進行離心分離，從而使粒子沈澱。廢棄上清液後，使其分散於己烷溶劑中。
由此製備氧化物粒子分散液3(氧化物粒子：In-Sn-O微粒子(Sn相對於In的含量：1莫耳%)、配位子：油酸+油胺、溶劑：己烷、氧化物粒子的濃度：25mg/ml)。
[比較例1]
<氧化物粒子分散液4的製備>
藉由以下的方法製備In2O3奈米粒子分散液。
於三口燒瓶中加入30mL的十八烯、In(Ac)3(1.2mmol)、3.6mL的油酸、4.8mL的油胺，於氮氣氣流、150℃下進行加熱攪拌，使原料充分溶解，並進行1小時的脫氣。
其次，將燒瓶升溫至315℃，並保持60分鐘。於加熱中確認到溶液著色、形成粒子的情況。
將所獲得的溶液冷卻至室溫後，加入乙醇，進行離心分離，從而使粒子沈澱。廢棄上清液後，使其分散於己烷溶劑中。
由此製備氧化物粒子分散液4(氧化物粒子：In2O3微粒子、配位子：油酸+油胺、溶劑：己烷、濃度：25mg/ml)。
關於所述的氧化物粒子分散液1~氧化物粒子分散液4，將粒子組成、合成溫度、粒子尺寸、及粒子形狀記載於下述表1中。
進而，將所獲得的氧化物粒子分散液1~氧化物粒子分散液4所含的各氧化物粒子的穿透式電子顯微鏡照片分別示於圖12~圖15。
Figure 104117083-A0305-02-0039-1
如表1、及圖12~圖14所示，可知本發明的氧化物粒子具有特定形狀。再者，將依照所述橢圓近似的方法、及長度A、長度B的測定方法進行的橢圓近似、以及長度A、長度B的測定的一例示於圖12~圖14上。確認到實施例1~實施例3的氧化物粒子均滿足A>B/2。另一方面，如圖15所示，可知比較例1的氧化物粒子為球狀或不定形，並不具有如本發明的特定形狀。
[實施例4~實施例10、及比較例2]
<半導體膜的形成>
將所述所獲得的氧化物粒子分散液1、氧化物粒子分散液2、氧化物粒子分散液4、及以下述方式所製備的氧化物粒子分散液5分別旋轉塗佈(1500rpm、15秒)於基板上，藉此形成厚度為70nm的氧化物粒子薄膜(半導體膜)。作為形成半導體膜的基板， 使用形成有厚度為100nm的熱氧化膜的高濃度摻雜p-Si基板。
於氧化物粒子表面配位有作為分散劑而添加的化合物(油酸+油胺)。於對該配位子進行去除或交換的處理(配位子去除處理)的情形時，進行以下操作。
操作1：將氧化物粒子分散液滴加至基板上後，以1500rpm進行15秒的旋轉塗佈。
操作2：僅將甲醇、或於甲醇中溶解特定的配位子(2-胺基乙醇、硫氰酸鉀)而成的溶液塗佈於氧化物微粒子薄膜上，靜置1分鐘，藉此進行配位子的去除、或交換為特定配位子的處理。其後，於1500rpm、15秒的條件下進行旋轉乾燥。
操作3：僅將甲醇塗佈於氧化物微粒子薄膜上，於1500rpm、15秒的條件下進行旋轉乾燥(沖洗處理1)
操作4：僅將己烷塗佈於氧化物微粒子薄膜上，於1500rpm、15秒的條件下進行旋轉乾燥(沖洗處理2)
此處，對於未進行配位子去除處理的樣品，不進行所述的操作2~操作4的操作。
<氧化物粒子分散液5的製備>
藉由以下的方法製備In-Ga-O奈米粒子分散液。
於三口燒瓶中加入30mL的十八烯、In(Ac)3(1.19mmol)、乙醯丙酮鎵(Ga(AcAc)3)(0.012mmol)、3.6mL的油酸、4.8mL的油胺，於氮氣氣流、150℃下進行加熱攪拌，使原料充分溶解，並進行1小時的脫氣。
其次，將燒瓶升溫至270℃，並維持150分鐘。於加熱中確認到溶液著色、形成粒子的情況。
將所獲得的溶液冷卻至室溫後，加入乙醇，進行離心分離，從而使粒子沈澱。廢棄上清液後，使其分散於己烷溶劑中。
由此製備氧化物粒子分散液5(氧化物粒子：In-Ga-O微粒子(Ga相對於In的含量：1莫耳%)、配位子：油酸+油胺、溶劑：己烷、濃度：25mg/ml)。確認到氧化物粒子分散液5的氧化物粒子亦滿足A>B/2。
<氧化物粒子分散液6>
以7比3的質量比例將氧化物微粒子液1與氧化物微粒子液4加以混合，製備具有特定形狀的粒子成為總粒子質量的30質量%的氧化物粒子分散液6。
<TFT製作及評價>
形成半導體膜後，使用真空蒸鍍法，形成Ti 10nm/Au 40nm的電極。電極形成是使用遮陰罩進行，製作通道長L/通道寬W=180μm/1000μm的TFT。於形成TFT後，在大氣中、200℃的條件下進行1小時的退火處理。
對於所述TFT，使用半導體參數分析儀(安捷倫科技(Agilent Technology)公司製造)，於施加10V的汲極電壓的狀態下，於-40V~40V之間掃描施加閘極電壓，藉此測定傳輸特性，計算出載子移動率。
將實施例4~實施例10、及比較例2所使用的氧化物粒子分 散液、粒子組成、合成溫度、粒子形狀、有無配位子的去除操作與操作內容、及載子移動率示於下述表2。
Figure 104117083-A0305-02-0042-2
根據表2的結果，可知本發明的氧化物粒子薄膜顯示出高載子移動率。
[實施例11、實施例12、及比較例3]
<導電膜的製作及評價>
以與實施例4所記載的半導體膜的形成方法相同的方式，於Si基板上形成同樣的氧化物粒子膜。於大氣中、300℃下對所形成的氧化物粒子膜進行1小時的退火處理，藉此獲得顯示出簡並傳導(degenerate conduction)的導電膜。於所獲得的導電膜形成2端子電極，進行電阻測定，計算出比電阻[單位：Ωcm]。
將結果示於表3。
Figure 104117083-A0305-02-0043-3
根據表3的結果可知，藉由使用具有三股形狀、四股形狀的氧化物粒子，作為導電膜可實現低比電阻值。
本發明的具體形態的記述是以記述與說明為目的而提供。確實無意將本發明限定於所揭示的該實施方式，或無意進行籠統概括。明顯地，本領域技術人員可進行多種修飾或變形，此不言自明。該形態是為了最充分地說明本發明的概念或其實際應用而選定者，是為了藉此使本領域其他技術人員理解本發明，以使本領域其他技術人員可為了使之適合於所期望的特定用途而完成各種形態或各種變形。
將於2014年6月2日提出申請的日本專利申請案第2014-114435號公報的揭示整體作為參照文獻而引入至此。
於指定本說明書所記述的各刊行物或專利申請案、及技術標準作為引用文獻而特別且個別地引入的情形時，該些全部刊行物或專利申請案、及技術標準是於與該引用文獻相同的限定範圍內併入於此。本發明的範圍欲由下述申請專利的範圍及其等價物而決定。
62:三股形狀的氧化物粒子
621、622、623:突出部
625、626、627:凹部

Claims (25)

  1. 一種氧化物粒子分散液，其含有溶劑、及分散於溶劑中的氧化物粒子，所述氧化物粒子含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀，且所述氧化物粒子分散液以1mg/ml以上且500mg/ml以下的濃度含有所述氧化物粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子含有In與選自Sn、Ga及Zn中的至少一種元素。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子的最大長度為3nm以上且100nm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子含有三個或四個所述突出部。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子的最大長度為3nm以上且100nm以下，且含有三個或四個所述突出部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子的含量相對於全部氧化物粒子的質量為30質量%以上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述氧化物粒子於表面具有含有烴基的配位子。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液，其中所述溶劑為非極性溶劑。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的氧化物粒子分散液，其中所述溶劑為非極性溶劑，所述氧化物粒子於表面具有含有烴基的配位子。
  10. 一種氧化物粒子的製造方法，所述氧化物粒子含有選自In及Sn中的至少一種元素，且具有至少含有兩個突出部、相鄰的突出部的各突出軸方向存在互相交叉的關係的形狀，所述氧化物粒子的製造方法包括：溶液製備步驟，製備含有溶劑、選自In及Sn中的元素的乙酸鹽、及配位於所述元素的分散劑的溶液；加熱步驟，於低於所述溶劑的沸點的溫度下對所述溶液進行加熱，所述選自In及Sn中的元素的乙酸鹽的濃度相對於所製備的溶液的總質量為1質量%以上且50質量%以下，所述分散劑的濃度相對於所製備的溶液所含的所述選自In及Sn中的元素的乙酸鹽的質量為10質量%以上且2000質量%以下，所述溶劑的沸點為160℃以上且360℃以下，所述加熱步驟中的加熱溫度為230℃以上、且為所述溶劑的沸點減去10℃而得的溫度以下。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的氧化物粒子的製造方法，其中所述加熱步驟是於大氣壓下進行加熱。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的氧化物粒子的製造方法，其中所述溶劑的沸點為240℃以上。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的氧化物粒子的製造方法，其中所述分散劑具有烴基。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的氧化物粒子的製造方法，其中所述分散劑含有選自油酸及油胺中的至少一者。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的氧化物粒子的製造方法，其中所述分散劑含有選自油酸及油胺中的至少一者。
  16. 一種氧化物粒子薄膜的形成方法，其包括：塗佈步驟，將如申請專利範圍第1項所述的氧化物粒子分散液塗佈於基板上；乾燥步驟，對塗佈於所述基板上的氧化物粒子分散液加以乾燥而去除所述溶劑的至少一部分。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子分散液中的氧化物粒子於表面具有含有烴基的配位子，所述氧化物粒子薄膜的形成方法進一步包括配位子去除步驟，將所述配位子自形成於所述基板上的薄膜的粒子表面去除。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述配位子去除步驟包括極性溶劑處理，使形成於所述基板上的薄膜與至少含有極性溶劑的處理液接觸，藉此去除分散劑。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的氧化物粒子薄膜的形 成方法，其中所述處理液含有分子結構中至少具有選自胺基、硫醇基、羥基、硫氰基、及鹵素原子中的至少一者的化合物。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子薄膜為導電膜。
  21. 如申請專利範圍第16項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子薄膜為半導體膜。
  22. 一種氧化物粒子薄膜的形成方法，其包括：塗佈步驟，將如申請專利範圍第9項所述的氧化物粒子分散液塗佈於基板上；乾燥步驟，對塗佈於所述基板上的氧化物粒子分散液加以乾燥而去除所述溶劑的至少一部分。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述配位子去除步驟包括極性溶劑處理，使形成於所述基板上的薄膜與至少含有極性溶劑的處理液接觸，藉此去除分散劑，且所述處理液含有分子結構中至少具有選自胺基、硫醇基、羥基、硫氰基、及鹵素原子中的至少一者的化合物。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子薄膜為導電膜。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的氧化物粒子薄膜的形成方法，其中所述氧化物粒子薄膜為半導體膜。
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