[发明专利]金属氧化物膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用了含有还原剂的金属氧化物膜形成用溶液的金属氧化物膜的制造方法。

背景技术

以往已知金属氧化物膜显示出各种优良的物性，因而被有效地利用其特性，用于透明导电膜、光学薄膜、燃料电池用电解质等宽广的领域中。作为此种金属氧化物膜的制造方法，例如可以举出溶胶凝胶法、溅射法、CVD法、PVD法、印刷法等，然而由于这些方法都需要烧成或高真空状态，因此使装置大型化，从而有成本高、操作性的复杂化之类的问题。

另外，作为金属氧化物膜的制造方法的其他的问题，可以举出难以在具有构造部的基材上设置均匀的金属氧化物膜。例如，在溅射法中，从其原理上考虑，缺乏形状追随性，另外，在印刷法中，很难实现在比墨液中所含的陶瓷微粒更小的构造部上的成膜。另外，即使在被认为在形状追随性方面比较优良的CVD法中，虽然对于形状简单而较浅的槽等可以发挥效果，但是对于复杂的槽构造，很难设置均匀的金属氧化物膜。

针对此种问题，提出了从溶液直接在基材上制成金属氧化物膜的软溶液工序(非专利文献1)。此种软溶液工序由于通常不需要烧成或高真空状态，因此可以解决所述的装置的大型化等问题。另外，由于使基材与金属氧化物膜形成用溶液接触，因此即使是具有复杂的构造部的基材，所述溶液也可以容易地侵入构造部内，能够获得均匀的金属氧化物膜。

作为利用了此种软溶液工序的尝试，例如在专利文献1中，公布有如下的方法，即，通过在被施加了规定的电压的阳极与阴极之间，以规定的流量流过含有所要形成的薄膜的构成元素的反应溶液，来形成薄膜。在专利文献1中，虽然在所述反应溶液中含有氧化剂，但是不含有还原剂。另外，基板被限于导电体，所得的薄膜的膜质是粒子性粗的膜。

另外，例如在专利文献2及专利文献3中，公布有如下的方法，即，将使用Ag催化剂或Pd催化剂进行了催化剂化处理的基材浸渍于氧化锌析出溶液中，利用非电场法形成氧化锌覆盖膜。这些专利文献中，虽然使用了二甲基胺硼烷等还原剂，但是以基材的催化剂化处理作为必需的构成要素，不是在基材表面直接形成金属氧化物膜的方法。另外，还要考虑，随金属氧化物膜的用途不同，催化剂中所使用的金属不够理想的情况，另外，由于进行催化剂化处理，因此还有工序复杂化的问题。

非专利文献1：资源与材料Vol.116p.649—655(2000)

专利文献1：专利第3353070号

专利文献2：特开2000—8180公报

专利文献3：特开2000—336486公报

发明内容

本发明是鉴于所述问题而完成的，其主要目的在于，提供一种金属氧化物膜的制造方法，是不将基材表面催化剂化处理地在基材表面上直接形成金属氧化物膜的金属氧化物膜的制造方法，即使在基材具有复杂的构造部的情况下，也可以用简便的工序获得均匀的金属氧化物膜。

为了解决所述问题，本发明提供一种金属氧化物膜的制造方法，是通过使作为金属源溶解了金属盐或金属络合物的金属氧化物膜形成用溶液接触基材表面来获得金属氧化物膜的金属氧化物膜的制造方法，其特征是，所述金属氧化物膜形成用溶液含有还原剂。

根据本发明，通过使所述金属氧化物膜形成用溶液含有还原剂，就可以不将基材表面催化剂化处理地在基材表面上直接形成金属氧化物膜。由于所述还原剂在分解之时产生电子，因此会诱发水的电解，所生成的氢氧化物离子使所述溶液的pH上升，可以变成容易形成金属氧化物膜的环境。

另外，根据本发明，由于是通过使所述基材与所述金属氧化物膜形成用溶液接触，由所述溶液直接获得金属氧化物膜的制造方法，因此不需要烧成或高真空等处理，工序简便，可以实现低成本化。另外，由于即使在基材具有复杂的构造部的情况下，所述溶液也可以容易地侵入构造部内，因此具有可以获得均匀的金属氧化物膜的优点。

另外，所述发明中，在使所述基材表面与所述金属氧化物膜形成用溶液接触之时，最好混合氧化性气体，其中，所述氧化性气体优选氧气或臭氧。这是因为，通过混合氧化性气体，可以提高金属氧化物膜的成膜速度。

另外，所述发明中，在使所述基材表面与所述金属氧化物膜形成用溶液接触之时，最好照射紫外线。这是因为，通过照射紫外线，可以诱发相当于水的电解的反应或促进还原剂的分解，利用所产生的氢氧化物离子，可以使所述金属氧化物膜形成用溶液的pH上升，变成容易形成金属氧化物膜的环境。另外，通过照射紫外线，还可以提高所得的金属氧化物膜的结晶性。