(57)【要約】      （修正有）【課題】成膜時の基材温度が２００℃未満であるスプレー塗布法などの液滴塗布法によって、紫外線の吸収能を有し、可視光透過性も優れ、かつ膜厚が１μｍ以下の酸化亜鉛薄膜を提供すること、及びその手段を提供すること。【解決手段】下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物と有機金属化合物とを含有し、前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、２００℃未満の基材温度において液滴塗布法で酸化亜鉛膜を形成するために用いる組成物。この組成物を、２００℃未満の基材温度において液滴塗布して酸化亜鉛膜を形成することを含む、酸化亜鉛膜の製造方法。Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1（１）（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物と有機金属化合物とを含有し、前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、２００℃未満の基材温度において液滴塗布法で酸化亜鉛膜を形成するために用いる組成物。
Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1          （１）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）
【請求項２】
前記有機金属化合物の金属元素が、チタン、鉄、銅またはバナジウムである請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記有機金属化合物は、アルコキシド基またはアミノ基を配位子として含有する、請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
前記有機金属化合物の含有量は、前記有機亜鉛化合物に含まれる亜鉛及び有機金属化合物に含まれる金属元素の合計に対する有機金属化合物に含まれる金属元素の百分率（ａｔ％）が０．０１〜１０の範囲である、請求項１〜３のいずれかに記載の組成物。
【請求項５】
前記有機亜鉛化合物がジエチル亜鉛である請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。
【請求項６】
有機溶媒をさらに含有する請求項１〜５のいずれかに記載の組成物。
【請求項７】
前記有機溶媒が、炭化水素系溶媒又は電子供与性有機溶媒である請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物を含有する塗布液を２００℃未満の基材温度で液滴塗布することで形成される酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を高める方法であって、前記塗布液に有機金属化合物を含有させ、かつ前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、前記方法。
Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1          （１）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）
【請求項９】
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率が１０４以上に増大する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率が８０以上である、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載の組成物を、２００℃未満の基材温度において液滴塗布して酸化亜鉛膜を形成することを含む、酸化亜鉛膜の製造方法。
【請求項１２】
前記液滴塗布は水が存在する雰囲気で行う、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、ＵＶ−Ａ遮断率が１０４以上の酸化亜鉛膜を得る、請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、可視光領域透過率が８０以上である酸化亜鉛膜を得る、請求項１１〜１３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１５】
形成される酸化亜鉛膜は膜厚が１μｍ以下である、請求項１１〜１４のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線吸収性能が向上した酸化亜鉛薄膜の製造を可能にする、比較的低温で行われる液滴塗布法用の組成物、及びそれを用いた紫外線吸収性能が向上した酸化亜鉛薄膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光領域で高い透過率を有する紫外線吸収膜は、半導体、ディスプレイ、照明、自動車、窓ガラス、家具、包装容器などに幅広く用いられている。
【０００３】
可視光領域で高い透過率を有し、かつ紫外線吸収能も有し、紫外線遮断膜として用いられる物として酸化亜鉛膜が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１において酸化亜鉛膜は、ＣＶＤ法又は真空蒸着法で形成される。
【０００４】
紫外線吸収を目的とした透明酸化亜鉛膜は、種々の用途において加工性、軽量化等の観点から、基材としてプラスチック、薄板ガラス等の高い温度で加熱することができない基材、さらには様々な形状の基材への応用が検討されている。そのため、酸化亜鉛膜の形成時には、それらの基材が変形または破損しないために、耐熱温度またはヒートショックにより破損しない比較的低温で実施される必要がある。
【０００５】
特許文献２には、有機亜鉛化合物として例えば、ジエチル亜鉛を電子供与性溶媒に溶解した溶液を用いて、スプレー塗布と同時に基板を３００℃以下に加熱することで酸化亜鉛薄膜を形成する方法が記載されている。実施例においては基板温度６０℃での成膜例及び基板加熱無しでの成膜例の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８-１０５３１３号公報
【特許文献２】特許第５２８８４６４号公報
【特許文献３】特開平０７-１８２９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２は、可視光領域において光透過性に優れた酸化亜鉛薄膜を形成する方法を提供することを目的とする発明を開示する物であり、形成された酸化亜鉛薄膜の紫外線吸収性については言及していない。尚、特許文献２に記載の方法で１回のスプレー塗布で形成された酸化亜鉛薄膜の膜厚は数百ｎｍであり、極めて薄い膜である。
【０００８】
本発明者らは、特許文献２に記載の方法で製造された酸化亜鉛薄膜が紫外線遮断膜として利用できないか検討した。その結果、成膜時の基材温度が２００℃を下回ると、形成される薄膜の紫外線吸収能が大きく低下することを見出した。
【０００９】
一方、基材の耐熱性との関係では、基材温度は低いほど好ましく、例えば、１６０℃以下で、紫外線遮断膜として利用でき、かつ可視光透過性も優れた膜厚が数百ｎｍ程度である酸化亜鉛薄膜が得られれば、利用価値は高いと本発明者は考えた。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、成膜時の基材温度が２００℃未満であるスプレー塗布法などの液滴塗布法によって、紫外線、特に３１５ｎｍ〜３８０ｎｍのＵＶ−Ａ領域の吸収能を有し、可視光透過性も優れ、かつ膜厚が１μｍ以下の酸化亜鉛薄膜を提供すること、及びその手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発発明者らは先の課題を解決すべく鋭意検討した結果、有機亜鉛化合物を含有する塗布液に、酸化亜鉛より酸化物のバンドギャップが小さい金属元素を含む有機化合物を添加することにより、基材温度が２００℃未満である液滴塗布法によって、上記金属元素を含まない塗布液を用いた場合に比べて、紫外線吸収性能が向上した酸化亜鉛薄膜を形成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
本発明は、以下の通りである。
［１］
下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物と有機金属化合物とを含有し、前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、２００℃未満の基材温度において液滴塗布法で酸化亜鉛膜を形成するために用いる組成物。
Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1          （１）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）
［２］
前記有機金属化合物の金属元素が、チタン、鉄、銅またはバナジウムである［１］に記載の組成物。
［３］
前記有機金属化合物は、アルコキシド基またはアミノ基を配位子として含有する、［１］又は［２］記載の組成物。
［４］
前記有機金属化合物の含有量は、前記有機亜鉛化合物に含まれる亜鉛及び有機金属化合物に含まれる金属元素の合計に対する有機金属化合物に含まれる金属元素の百分率（ａｔ％）が０．０１〜１０の範囲である、［１］〜［３］のいずれかに記載の組成物。
［５］
前記有機亜鉛化合物がジエチル亜鉛である［１］〜［４］のいずれかに記載の組成物。
［６］
有機溶媒をさらに含有する［１］〜［５］のいずれかに記載の組成物。
［７］
前記有機溶媒が、炭化水素系溶媒又は電子供与性有機溶媒である［６］に記載の組成物。
［８］
下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物を含有する塗布液を２００℃未満の基材温度で液滴塗布することで形成される酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を高める方法であって、前記塗布液に有機金属化合物を含有させ、かつ前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、前記方法。
Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1          （１）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）
［９］
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率が１０４以上に増大する、［８］に記載の方法。
［１０］
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率が８０以上である、［８］又は［９］に記載の方法。
［１１］
［１］〜［７］のいずれかに記載の組成物を、２００℃未満の基材温度において液滴塗布して酸化亜鉛膜を形成することを含む、酸化亜鉛膜の製造方法。
［１２］
前記液滴塗布は水が存在する雰囲気で行う、［１１］に記載の製造方法。
［１３］
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、ＵＶ−Ａ遮断率が１０４以上の酸化亜鉛膜を得る、［１１］又は［１２］に記載の製造方法。
［１４］
同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、可視光領域透過率が８０以上である酸化亜鉛膜を得る、［１１］〜［１３］のいずれかに記載の製造方法。
［１５］
形成される酸化亜鉛膜は膜厚が１μｍ以下である、［１１］〜［１４］のいずれかに記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基材温度が２００℃未満である液滴塗布法によって、上記金属元素を含まない塗布液を用いた場合に比べて、紫外線吸収性能が向上した酸化亜鉛薄膜を形成することができる。
これにより、基材としてプラスチック、薄板ガラス等の２００℃以上で加熱することができない基材へ、基材温度２００℃未満で、可視光領域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍでは高い透過率を有し、上記金属元素を含まない塗布液を用いた場合に比べて、３１５ｎｍ〜３８０ｎｍのＵＶ−Ａ領域の遮蔽率が高い紫外線吸収膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】スプレー成膜装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明について以下にさらに詳しく説明する。
【００１６】
（酸化亜鉛薄膜製造用組成物）
本発明の酸化亜鉛薄膜製造用組成物は、下記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物と有機金属化合物とを含有し、前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である、２００℃未満の基材温度において液滴塗布法で酸化亜鉛膜を形成するために用いる組成物。
Ｒ1−Ｚｎ−Ｒ1          （１）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜７の直鎖または分岐したアルキル基である）
【００１７】
一般式（１）で表される化合物におけるＲ1のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、２−ヘキシル基、およびヘプチル基を挙げることができ、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましく、さらにはエチル基が好ましい。
【００１８】
酸化亜鉛のバンドギャップは３．２ｅＶである。本発明の組成物に含有される有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である。酸化物のバンドギャップは、例えば、１．５ｅＶ以上、３．２ｅｖ未満であることができる。酸化物のバンドギャップが酸化亜鉛のバンドギャップ３．２ｅＶより小さい金属元素は、例えばチタン、タングステン、鉄、銅、バナジウム、インジウムなどが挙げられる。酸化チタンは３．０ｅｖであり、酸化タングステンは２．７ｅＶ、酸化鉄は２．２ｅＶ、酸化銅は１．７ｅＶ、酸化バナジウムは２．３ｅＶ、酸化インジウムは２．５ｅＶである。
金属元素としては、チタンが好ましい。
【００１９】
酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶより小さい金属元素を含む化合物は、例えば、配位子としてアルコキシ基またはアミノ基を有しているものが挙げられる。これらの配位子を有する化合物であれば、一般式（１）で表される有機亜鉛化合物及び、後述する有機溶媒に対して良好な溶解性を有し、溶液とすることが容易である。
【００２０】
アルコキシ基を有する有機金属化合物は、例えば、下記一般式（２）で示される化合物であることができる。
Ｍ−（ＯＲ2）X          （２）
（式中、Ｒ2は炭素数１〜８の直鎖または分岐したアルキル基であり、Ｍは酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶより小さい金属元素であり、ＸはＭより決まる１〜８の範囲の整数である）
【００２１】
Ｒ2は、直鎖または分岐したアルキル基である。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、２−ヘキシル基、２−エチルヘキシル、およびヘプチル基を挙げることができ、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、２−エチルヘキシルが好ましい。
【００２２】
アミノ基を有する有機金属化合物は、例えば、下記一般式（３）で示される化合物であることができる。
Ｍ−（ＮＲ3）Ｘ          （３）
（式中、Ｒ3は炭素数１〜４の直鎖または分岐したアルキル基であり、Ｍは酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶより小さい金属元素であり、ＸはＭより決まる１〜８の範囲の整数である）
Ｒ3のアルキル基の具体例は、Ｒ2のアルキル基の具体例と同様である。
【００２３】
有機金属化合物の具体例を以下に示す。
【表１】
2019152702.tif 000002
【００２４】
酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶより小さい金属元素を含む化合物の添加量は、一般式（１）で示される有機亜鉛化合物の亜鉛元素及び有機金属化合物に含まれる金属元素の合計に対する有機金属化合物に含まれる金属元素の百分率（ａｔ％）が０．０１〜１０の範囲であることが本発明の効果を得るという観点から好ましい。この百分率（ａｔ％）は、好ましくは、０．１〜８の範囲である。
【００２５】
上記百分率が１０ａｔ％を超えるように有機金属化合物を添加すると、膜形成後の膜中に亜鉛元素以外の元素量が増加してしまい、酸化亜鉛の結晶性が悪化することにより、ＵＶ−Ａ領域の遮蔽率が減少する傾向がある。
【００２６】
本発明の組成物は、有機溶媒をさらに含むことができる。有機溶媒としては、一般式（１）で表される有機亜鉛化合物及び有機金属化合物に対して溶解性を有するものであればよい。例えば、電子供与性有機溶媒や炭化水素化合物を上げることができる。電子供与性有機溶媒としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、又は１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン等の環状アミド、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジアルキルエチレングリコール、ジアルキルジエチレングリコール、ジアルキルトリエチレングリコール等のエーテル、グライム、ジグライム、トリグライム系溶媒等を挙げることができる。
【００２７】
また、炭化水素化合物としては、ｎ−ヘキサン、オクタン、ｎ−デカン、等の脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族炭化水素；ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン、石油エーテル、等の炭化水素系溶媒をあげることができる。
【００２８】
有機溶媒は、電子供与性溶媒、炭化水素化合物またはそれらの混合物であることができる。
【００２９】
（酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を高める方法）
本発明は、前記一般式（１）で示される有機亜鉛化合物を含有する塗布液を２００℃未満の基材温度で液滴塗布することで形成される酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を高める方法を包含する。この方法においては、前記塗布液に有機金属化合物を含有させ、かつ前記有機金属化合物に含まれる金属元素は、酸化物のバンドギャップが３．２ｅＶよりも小さい金属元素である。
【００３０】
本発明の方法では、同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率が１０５以上に増大することができる。形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率の増大率は、用いる基材温度及び添加する有機金属化合物の種類及び量等により変動する。これらの条件を調整することで、形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１１０以上に増大することもできる。
【００３１】
さらに本発明の方法では、同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、有機金属化合物を含有させた塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を８０以上とすることができる。即ち、可視光領域透過率が高い酸化亜鉛膜とすることができる。形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率は、１００に近いほど好ましい。
【００３２】
（酸化亜鉛薄膜の製造方法）
本発明は、酸化亜鉛膜の製造方法を包含する。本発明の製造方法は、前記本発明の組成物を、２００℃未満の基材温度において液滴塗布して酸化亜鉛膜を形成することを含む。
【００３３】
基材に、酸化亜鉛膜形成用組成物を塗布する方法としては、基材に一定の膜厚の酸化亜鉛膜が形成できる方法であれば良く、例えば、大気圧化で気相成長できる塗布方法である液滴塗布法が好ましく、液滴塗布法としては、例えば、スプレー塗布法、ミストＣＶＤ法が好ましい。スプレー塗布法は、塗布液をノズルからスプレーする方法であり、例えば、特許文献２に記載の方法を挙げることができる。ミストＣＶＤ法は、塗布液を超音波式ミスト発生装置等によりミスト化し、このミストを基材表面に供給する方法であり、例えば、特許文献３に記載の方法を挙げることができる。
【００３４】
基材に、本発明の組成物を塗布する際は、基材の温度は２００℃未満であれば特に限定されない。また、基材は加熱せず室温であっても良い。但し、基材の温度が高い方が、得られる酸化亜鉛の結晶性は高くなり、密度も高くなり、紫外線吸収能も高まることから例えば、８０℃以上、２００℃未満の範囲とする。但し、耐熱性を考慮しつつ、紫外線吸収能も高めるという観点からは、９０〜１６０℃の範囲であることが好ましい。
液滴塗布をする雰囲気温度は、酸化亜鉛膜の生成がスムーズであるという観点からは、好ましくは１０〜３０℃の範囲である。
【００３５】
基材に、酸化亜鉛膜形成用組成物を塗布する際は、雰囲気は特に限定されないが、大気圧、加圧下または減圧下で行うことができる。ただし、酸化亜鉛膜の酸素源である水が存在する雰囲気下で行うことが好ましい。加圧下とは、圧力が１０１．３〜２０２．６ｋＰａの範囲の場合である。尚、本発明の方法における液滴塗布は、減圧下でも実施できるが、減圧下で実施するメリットはなく、大気圧で実施するのが、装置上も簡便であり好ましい。
【００３６】
基材表面への塗布は、「水が存在する雰囲気」で行うことが好ましく、「水が存在する雰囲気」とは、例えば、相対湿度１０〜９０％の水を含有した空気の雰囲気であることができる。空気の雰囲気で行う代わり窒素と水を混合させた混合ガスの雰囲気下で行ってもよい。相対湿度は、酸化亜鉛薄膜の生成がスムーズであるという観点からは、より好ましくは３０〜７０％である。
【００３７】
本発明の製造方法では、同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜のＵＶ−Ａ遮断率を１００としたときに、ＵＶ−Ａ遮断率が１０５以上の酸化亜鉛膜を得ることが好ましく、より好ましくは、ＵＶ−Ａ遮断率が１１０以上の酸化亜鉛膜を得ることである。
【００３８】
さらに、本発明の製造法により形成される酸化亜鉛膜は、紫外線領域ＵＶ−Ａの遮蔽率が７０％以上である酸化亜鉛膜であることが好ましい。紫外線領域ＵＶ−Ａの遮蔽率とは、以下のように定義され、かつ測定される。紫外線領域ＵＶ−Ａとの遮蔽率とはＪＩＳ−７０７９記載の通り、３１５ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の光線の透過率の平均を１００から減算した数値であり、紫外可視光光度計により測定される。
【００３９】
本発明の製造方法では、同じ基材温度で形成された有機金属化合物を含有しない塗布液を用いて形成された酸化亜鉛膜の可視光領域透過率を１００としたときに、可視光領域透過率が８０以上である酸化亜鉛膜を得ることが好ましく、より好ましくは可視光領域透過率が８０以上である酸化亜鉛膜を得ることである。酸化亜鉛膜の可視光透過率は、基材温度、塗布液に含まれる有機金属化合物及び種類と量などにより、適宜調整することができる。
【００４０】
本発明の製造方法により形成される酸化亜鉛薄膜は、可視光線に対して８０％以上の平均透過率を有するものが好ましく、より好ましくは可視光線に対して８５％以上の平均透過率を有する。尚、「可視光線に対する平均透過率」とは、以下のように定義され、かつ測定される。可視光線に対する平均透過率とは、ＪＩＳ−７０７９記載の通り、３８０〜７８０ｎｍの範囲の光線の透過率の平均であり、紫外可視分光光度計により測定される。
【００４１】
本発明において、酸化亜鉛膜を形成するための基材は、材質、形状、寸法等に特に制限はないが、例えば、ガラス、金属、セラミックス等の無機物、プラスチック等の樹脂性基材や紙、木材等の有機物およびこれらの複合物が例示できる。
【００４２】
本発明の製造方法で形成される酸化亜鉛膜の膜厚は、１μｍ以下であることが好ましく膜厚は、塗布液の組成及び基材単位面積当たりの塗布量などにより、調整することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例、合成例、参考例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
実施例、比較例及び参考例における酸化亜鉛膜の形成については、図１に示すスプレー成膜装置を用いた。図中、１は塗布液を充填したスプレーボトル、２は基板ホルダ、３スプレーノズル、４はコンプレッサ、５は基板を示す。スプレー塗布は、基板を基板ホルダ２に設置し、必要によりヒーターを用いて所定の温度まで加熱し、その後、大気中（大気圧下、空気中）で、基板の上方に配置したスプレーノズル３から圧縮した不活性ガスと塗布液を同時供給し、塗布液を霧化、噴霧させることにより基板上に酸化亜鉛薄膜を形成した。酸化亜鉛薄膜は、スプレー塗布することで、追加の加熱等することなしに形成した。
【００４５】
実施例、比較例及び参考例における酸化亜鉛膜の構造は、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）、膜厚測定及び可視光透過測定において同定を行った。
【００４６】
Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）にはＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製Ｘ’ｐｅｒｔ  ＰＲＯ  ＭＲＤを使用した。Ｘ線源には１．８ｋＷのＣｕＫα線源（８０４８ｅＶ）を用いた。Ｘ線ＭｉｒｒｏｒによりＸ線を平行化し、約１°の角度で試料に入射させ２θ軸を操作する斜入射Ｘ線回折測定を行った。試料からの回折Ｘ線はコリメーターで平行化し、プロポーショナルカウンタで検出した。
【００４７】
可視光透過測定はＳＨＩＭＡＤＺＵ社製ＵＶ−２４５０Ｖを使用した。測定方法は、積分球ユニットを用いて透過率測定を行った。また、測定は波長２００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で行った。
取得した、積分球透過スペクトルを用いて吸収係数を算出し、算出された吸収係数から吸収エネルギー（バンドギャップ）を求めた。吸収エネルギーを波長に変換することにより吸収端波長を算出した。
取得した、積分球スペクトルを用いて可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率を取得した。積分球スペクトルを用いて紫外領域ＵＶ−Ａ（３１５ｎｍ〜３８０ｎｍ）の遮蔽率を求めた。遮蔽率の算出には以下の式を用いた。
紫外線領域ＵＶ−Ａ遮蔽率＝１００−紫外領域ＵＶ−Ａの平均透過率
【００４８】
膜厚はブルカー社製Ｄｅｋｔａｋ触針式プロファイリングシステムを使用した。ダイヤモンド触針の下で、精密な基準表面上に対してサンプルステージを直線的に移動させることにより、試料表面の段差を測定することにより膜厚を測定した。
【００４９】
（実施例１）
溶液の調整は窒素ガス雰囲気で行い、溶媒は全て脱水及び脱気して使用した。キシレン８０．０１ｇにジエチル亜鉛４．２２ｇを加え、その後、ジエチル亜鉛の亜鉛元素及び有機金属化合物に含まれるチタン元素の合計に対して有機金属化合物に含まれるチタン元素が３ａｔ％になるように、チタン（IV）イソプロポキシド０．２５ｇを添加した。十分に撹拌を行うことで塗布液を得た。
上記で得た塗布液を図１のスプレー成膜装置のスプレーボトルに充填した。５ｃｍ×５ｃｍのＣＯＲＮＩＮＧ社製ＥＡＧＬＥ  ＸＧを基板ホルダに設置し、１００℃に加熱した後、大気圧化、２５℃、相対湿度５０％と水が存在する空気中で、スプレーノズルより塗布液を１ｍｌ／ｍｉｎ、キャリアガスの窒素を８Ｌ／ｍｉｎに設定し、８分間噴霧した。スプレーノズルはＡＴＯＭＡＸ社製アトマックスノズルＡＭ６型を用いた。スプレーノズルより吐出する液滴の大きさは、３〜２０μｍの範囲であり、かつスプレーノズルと基板との距離を２０ｃｍとして行い、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１３６ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５０】
（実施例２）
チタン（IV）イソプロポキシドの添加量を０．４３ｇ（ジエチル亜鉛の亜鉛元素及び有機金属化合物に含まれるチタン元素の合計に対して有機金属化合物に含まれるチタン元素を４ａｔ％）に変更した以外は実施例１と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１５３ｎｍであった。取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
ＸＲＤ測定により膜構造の同定を行ったが、酸化亜鉛の回折ピークのみ確認することができ、チタンに由来する回折ピークは確認されなかった。
【００５１】
（実施例３）
チタン（IV）イソプロポキシドの添加量を０．６７ｇ（ジエチル亜鉛の亜鉛元素及び有機金属化合物に含まれるチタン元素の合計に対して有機金属化合物に含まれるチタン元素を６ａｔ％）に変更した以外は実施例１と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１１９ｎｍであった。取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５２】
（実施例４）
チタン（IV）イソプロポキシドをチタン（IV）エトキシドにした以外は実施例２と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１２８ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５３】
（実施例５）
チタン（IV）イソプロポキシドをチタン（IV）テトラキス（２−エチルヘキシルオキシド）にした以外は実施例２と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２に示す。
【００５４】
（実施例６）
チタン（IV）イソプロポキシドをテトラキス（ジメチルアミノ）チタン（IV）にした以外は実施例２と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は９０ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
ＸＲＤ測定により膜構造の同定を行ったが、酸化亜鉛の回折ピークのみ確認することができ、チタンに由来する回折ピークは確認されなかった。
【００５５】
（実施例７）
チタン（IV）イソプロポキシドをテトラキス（ジメチルアミノ）チタン（IV）にし、基板の加熱温度を１５０℃にした以外は実施例２と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は７４ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５６】
（比較例１）
溶液の調整は窒素ガス雰囲気で行い、溶媒は全て脱水及び脱気して使用した。キシレン１６２．５２ｇにジエチル亜鉛８．７６ｇを加えた。十分に撹拌を行うことで塗布液を得た。
上記で得た塗布液を図１のスプレー成膜装置のスプレーボトルに充填した。５ｃｍ×５ｃｍのＣＯＲＮＩＮＧ社製ＥＡＧＬＥ  ＸＧを基板ホルダに設置し、１００℃に加熱した後、大気圧化、２５℃、相対湿度５０％と水が存在する空気中で、スプレーノズルより塗布液を１ｍｌ／ｍｉｎ、キャリアガスの窒素を８Ｌ／ｍｉｎに設定し、８分間噴霧した。スプレーノズルはＡＴＯＭＡＸ社製アトマックスノズルＡＭ６型を用いた。スプレーノズルより吐出する液滴の大きさは、３〜２０μｍの範囲であり、かつスプレーノズルと基板との距離を２０ｃｍとして行い、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１７０ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５７】
（比較例２）
基板の加熱温度を１５０℃に変更した以外は比較例１と同様にし、酸化亜鉛膜を取得した。膜厚は１９９ｎｍであった。
取得した酸化亜鉛膜の透過スペクトルを測定し、可視光領域の平均透過率及び、吸収端の測定をおこなった。可視光領域（５８０ｎｍ）の透過率、ＵＶ−Ａ遮蔽率の測定結果を表２〜４に示す。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【００６０】
【表４】
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【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、紫外線吸収膜などとして有用な酸化亜鉛薄膜の製造分野に有用である。
【図１】
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