生产具有改进电导率的半导电或导电层的方法技术

本发明专利技术涉及生产具有改进导电率且特别适于生产挠性薄膜晶体管的半导电或导电金属氧化物层的方法，由此生产的金属氧化物层及其在生产电子组件中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及生产具有改进电导率且特别适于生产挠性薄膜晶体管的半导电或导电金属氧化物层的方法，由此生产的金属氧化物层及其在生产电子组件中的用途。用于电子组件，特别是印刷电子组件，例如薄膜晶体管或RFID(=射频识别)芯片的半导电或导电金属氧化物层的生产是本身已知的。由于这些是大批生产的制品，可快速且便宜地以良好质量生产相应组件的生产方法是理想的。因此，特别地，印刷方法是非常合适的。为了能够使用这类印刷方法生产半导电或导电金属氧化物层，用于生产方法的金属氧化物必须是可印刷的形式，即溶解或至少糊的形式。为此，提出了由溶解的有机金属金属前体生产导电金属氧化物层，所述有机金属前体可转化成所需金属氧化物而不在稍后工艺步骤中留下残余物。因此，WO 2009/010142 A2提出了用于电子组件的功能材料，其包含有机金属锌配合物，其含有至少一种来自肟盐类的配体且不含碱金属和碱土金属。无孔氧化锌层由该材料得到，取决于具体组成，其可具有电绝缘或者半导电或导电性能且适于生产印刷电子组件。WO 2010/078907 Al公开了用于电子组件的功能材料，其包含铝、镓、钕、钌、镁、铪、锆、铟和/或锡的有机金属配合物，所述配合物也包含至少一种来自肟盐类的配体。在上述文件中，将有机金属配合物的溶液作为层以所需厚度施加于基质上，随后通过各种措施转化成金属氧化物。取决于所选择的涂覆方法，此处所需层厚度也可仅在多次施加前体材料以后实现。由于转化成相应金属氧化物的随后转化步骤，形成具有预定厚度和材料性能的均匀金属氧化物层，这不可避免地由材料的类型和厚度决定。尽管具有不同电导率的金属氧化物层可使用现有技术中可得到的材料和方法以良好的质量生产，仍需要可由通常溶解的金属氧化物前体化合物生产的半导电或导电金属氧化物层，其适于常用涂覆方法且具有相当高的载流子迁移率和高电导率。因此，本专利技术的目的是提供由适用于涂覆方法中的前体化合物生产半导电或导电金属氧化物层的方法，其产生在组成和层厚度方面可变化且具有在其载流子迁移率和电导率方面比可通过现有技术方法得到的金属氧化物层更好的值，特别用于可印刷电子组件中。本专利技术的另一目的是提供可通过所述方法生产的改进金属氧化物层。另外，本专利技术的目的是指出这样生产的金属氧化物层的用途。令人惊讶的是，现在发现本专利技术上述目的可通过目前已知用于由有机金属前体化合物生产半导电或导电金属氧化物层的方法的改进实现，而不会不利地影响产生的层的表面性能或显著提高大批生产的复杂性。因此，本专利技术的目的通过生产半导电或导电金属氧化物层的方法实现，其中将包含一种或多种有机金属化合物的金属氧化物溶液或分散体a)作为层施加于基质上，b)任选干燥，并将所得金属氧化物前体层c)热、通过用UV和/或IR辐射处理、或者通过其两种或更多种的组合转化成金属氧化物层，和d)任选冷却，其中步骤a)_d)在基质上的相同位置上一个接一个地进行至少两次，在那里产生金属氧化物多层。此外，本专利技术的目的还通过由本专利技术所述方法生产的半导电或导电的金属氧化物多层实现。另外，本专利技术的目的还通过根据本专利技术生产的半导电或导电的金属氧化物多层在生产电子组件，特别是生产场效应晶体管(FET)，优选可印刷薄膜晶体管(TFT)中的用途实现。根据本专利技术，半导电或导电金属氧化物层的生产由溶于溶剂中或分散于液体分散介质中的其有机金属前体化合物实现，即由可相当简单地转化成可用于大批生产的常用涂覆和印刷方法中的涂料组合物或印刷油墨的金属氧化物前体溶液或金属氧化物前体分散体实现。尽管半导电或导电金属氧化物的许多已知有机金属前体化合物(即在热和/或通过光化辐射(UV和/或IR)进行的随后处理时分解成挥发性组分如二氧化碳、丙酮等并转化成所需金属氧化物的有机金属化合物)适用于本专利技术方法，就本专利技术而言，优选使用的有机金属化合物为金属铝、镁、镓、钕、钌、铪、锆、铟、锌、钛和/或锡的金属羧酸盐配合物且具有配位数3-6，其各自具有来自以下组的至少一种配体:单_、二-或聚羧酸，或者单_、二 -或聚羧酸的衍生物，特别是烷氧基亚氨基羧酸(肟盐)，或者还有所述金属与烯醇化物配体的金属配合物，其中术语“金属”根据本专利技术意指可具有金属或半金属或者以及过渡金属性能的上述元素。特别优选使用上述那些中的至少两种不同金属的金属羧酸盐配合物或金属烯醇化物的混合物。特别地，该至少一种配体为2_(甲氧基亚氨基)链烷酸盐、2_(乙氧基亚氨基)链烷酸盐或2_(羟基亚氨基)链烷酸盐，其在下文中也称为肟盐。这些配体通过α-酮酸或氧代羧酸与羟胺或烷基羟胺在碱的存在下在水溶液或甲醇溶液中缩合而合成。所用配体还优选为烯醇化物，特别是乙酰丙酮化物，其还通常以各种金属的乙酰丙酮化物配合物的形式用于其它工业目的，因此是市售的。优选本专利技术所用金属羧酸盐配合物的所有配体是烷氧基亚氨基羧酸配体，特别是上述那些，或者其中烷氧基亚氨基羧酸配体仅另外与H2O配位的配合物，然而其它配体不存在于金属羧酸盐配合物中。上述金属乙酰丙酮化物还优选为除乙酰丙酮化物外，也不含其它配体的配合物。根据本专利技术优选使用的具有烷氧基亚氨基羧酸配体的金属羧酸盐配合物的制备已更详细地描述于上述说明书WO 2009/010142 Α2和W02010/078907 Al中。为此，通过引用将所述文件的全部范围并入本文中。一般而言,金属氧化物前体，即招、镁、镓、钕、钌、铪、错、铟、锌、钛和/或锡配合物如下制备:在室温下使氧代羧酸与至少一种羟胺或烷基羟胺在碱如四乙基碳酸氢铵或碳酸氢钠的存在下反应，随后加入无机招、镁、镓、钕、钌、铪、错、铟、锌、钛和/或锡盐，例如硝酸铝九水合物、硝酸镓六水合物、无水三氯化钕、三氯化钌六水合物、硝酸镁六水合物、氧氯化锆八水合物、氧氯化铪八水合物、无水氯化铟和/或氯化锡五水合物。作为选择，可使氧代羧酸与镁、铪或锆的羟基碳酸盐，例如水菱镁矿Mg5(CO3)4(OH)2.4H20在至少一种羟胺或烷基羟胺的存在下反应。所用氧代羧酸可以为这类化合物的所有代表。然而,优选使用氧代乙酸、氧代丙酸或氧代丁酸。根据本专利技术，所述有机金属金属氧化物前体化合物(前体)优选以溶解或分散的形式使用。为此，它们以合适的浓度溶于合适溶剂中或者分散于合适分散剂中，每种情况下必须设置浓度以匹配待使用的涂覆方法和待施加的金属氧化物前体层的数目和组成。此处合适的溶剂或分散介质为水和/或有机溶剂，例如醇、羧酸、酯、醚、醛、酮、胺、酰胺或者还有芳族化合物。也可使用多种有机溶剂或分散介质的混合物，或者水与有机溶剂或分散介质的混合物。优选将上文已描述的具有烷氧基亚氨基羧酸配体(肟盐)的金属羧酸盐配合物溶于2-甲氧基乙醇或四氢呋喃中。就本专利技术而言，上述溶剂或分散介质中的一种中的溶液或分散体的合适浓度被认为是基于溶液或分散体的重量为0.01-70重量％的浓度。如上所述，每种情况下基于所选择的涂覆方法规定的条件，这些与溶剂或分散介质的粘度以及本专利技术金属氧化物多层中待产生的金属氧化物层的数目和组成匹配。此处适用原则:有利的是在使用相同溶剂以及因此相同粘度时，随着金属氧化物层的数目增加，降低用于各单独施加步骤的金属氧化物前体材料的浓度。相反，如果对于多层，施加更小数目的层，则可提高用于单独步骤的各溶液中的浓度。因此，例如在优选使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产半导电或导电金属氧化物层的方法，其中将包含一种或多种有机金属化合物的金属氧化物溶液或分散体a)作为层施加于基质上，b)任选干燥，并将所得金属氧化物前体层c)热、通过用UV和/或IR辐射处理、或者通过其两种或更多种的组合转化成氧化物层，和d)任选冷却，其中步骤a)‑d)在基质上的相同位置上一个接一个地进行至少两次，形成金属氧化物多层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.27 DE 102012001508.9;2012.03.27 DE 10201201.生产半导电或导电金属氧化物层的方法，其中将包含一种或多种有机金属化合物的金属氧化物溶液或分散体 a)作为层施加于基质上， b)任选干燥，并将所得金属氧化物前体层 c)热、通过用UV和/或IR辐射处理、或者通过其两种或更多种的组合转化成氧化物层，和 d)任选冷却， 其中步骤a)_d)在基质上的相同位置上一个接一个地进行至少两次，形成金属氧化物多层。2.根据权利要求1的方法，其特征在于有机金属化合物为金属铝、镁、镓、钕、钌、铪、锆、铟、锌、钛和/或锡且具有配位数3-6的金属羧酸盐配合物，其各自具有至少一种来自以下组的配体:单_、二-或聚羧酸，或者单_、二-或聚羧酸的衍生物，特别是烷氧基亚氨基羧酸(肟盐)，或者是与烯醇化物配体的金属配合物。3.根据权利要求1的方法，其特征在于至少一种配体为2-(甲氧基亚氨基)链烷酸盐、2-(乙氧基亚氨基)链烷酸盐或者2-(羟基亚氨基)链烷酸盐，或乙酰丙酮化物。4.根据权利要求1-3中一项或多项的方法，其特征在于多层由至少两层金属氧化物层生产，其中第一金属氧化物层具有与各其它金属氧化物层的组成相同或不同的组成。5.根据权利要求1-4中一项或多项的方法，其特征在于金...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·赫尔明，A·克吕斯兹克兹，K·波拉德，P·科尔施，A·伊萨宁，D·瓦尔克，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE