本发明专利技术公开了适用于在沉积和处理时形成导电性金属膜和线的金属络合物。金属络合物可以是共价络合物且可以包含第一和第二配体。可以使用低温处理将络合物转化成金属。金属膜和线可以具有与纯金属类似的低电阻率和功函数。可以使用钱币金属(如Ag、Au、Cu)。配体可以是配价键合的配体，包括胺、不对称胺和羧酸盐配体。可使用硫络合物。可使用羧酸盐配体。络合物可以具有高浓度的金属且可溶于芳香烃溶剂。可使配体适应于很好地挥发。可以进行喷墨打印。可以实现高收率的具有高导电率的金属。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属墨水组合物、导电性图案、方法和器件相关申请本申请要求2009年11月9日提交的US临时申请第61/259，614号的优先权，在此通过引用将其全文并入。引言根据某些资料来源，预计印刷电子会在今后的7至10年中成为亿万计的生意，其中墨水单独占总金额的10-15%。大面积、有柔韧性的、质轻的以及低成本的器件的前景以及其它因素激起了对作为硅类技术的快速增长的替代品的可印刷电子的増加的兴趣。 更具体地，存在对用于印刷诸如铜、银和金的金属的更好方法的需要。这些金属是从互连布线到有机场效应晶体管源极和漏极电极的重要的芯片组件。一般地，需要用于制造金属结构体(尤其是用于商业应用和喷墨印刷)的改进的组合物和方法。參见例如 U. S.专利第 7，270，694 号；第 7，443，027 号；第 7，491，646 号；第 7，494，608 号(受让人Xerox) ;US 专利公开 2010/0163810 (〃Metal Inks") ;US 专利公开 2008/0305268 (〃LowTemperature Thermal Conductive Inks");以及 US 专利公开 2006/0130700 ( " SilverContaining Inkjet Inks〃)。
技术实现思路
本文提供了组合物、器件、制备组合物和器件的方法以及使用组合物和器件的方法，以及其它实施方式。例如，一个实施方式(实施方式A)提供了包含至少ー种金属络合物的组合物，所述金属络合物包含至少ー种金属和至少两种配体，其中至少ー种第一配体是向金属的σ供体(sigma donor to the metal)且在加热金属络合物时挥发,并且至少ー种不同于第一配体的第二配体也在加热金属络合物时挥发，其中所述金属络合物在25。C下可溶于溶剂中。对于实施方式A及其子实施方式，还提供了制备、配制和使用该组合物的方法。在一个实施方式中，金属是银、金、铜、钼或钌。在一个实施方式中，金属是银、金或铜。在一个实施方式中，金属是银或金。在一个实施方式中，金属络合物仅包含ー个金属中心。在一个实施方式中，金属的氧化态为(I)或(II)。在一个实施方式中，第一配体是单齿配体。在一个实施方式中，第一配体是双齿配体。在一个实施方式中，第一配体是三齿配体。在一个实施方式中，第一配体是包含至少两个氮的胺化合物。在一个实施方式中，第一配体是包含至少两个氮的不对称胺化合物。在一个实施方式中，第一配体是四氢噻吩或胺。在一个实施方式中，第一配体是硫醚。硫醚可以是环状或线型。在一个实施方式中，第一配体不是膦。在一个实施方式中，第二配体是羧酸盐。在一个实施方式中，第二配体是包含烷基的羧酸盐。在一个实施方式中，第二配体是由-OOC-R表示的羧酸盐，其中R是烷基，其中R具有10个以下的碳原子。在一个实施方式中，第二配体是由OOC-R表示的羧酸盐，其中R是烷基，其中R具有5个以下的碳原子。在一个实施方式中，组合物基本上不含有纳米颗粒。在一个实施方式中，组合物完全不含有纳米颗粒。 在一个实施方式中，组合物具有明显的分解转化，其开始于低于200° C的温度。在一个实施方式中，组合物具有明显的分解转化，其开始于低于150° C的温度。在一个实施方式中，组合物在约25° C下可储存至少100小时，而不出现明显的金属(O)沉积。在一个实施方式中，组合物还包含至少ー种用于络合物的溶剂(solvent for thecomplex)。在一个实施方式中，组合物还包含至少ー种芳香烃溶剤。在一个实施方式中，组合物还包含至少ー种溶剤，且络合物的浓度为约200mg/mL以下。在一个实施方式中，溶剂为芳香烃溶剤。在一个实施方式中，金属络合物包含至少25wt. %金属。在一个实施方式中，金属络合物包含至少50wt. %金属。在一个实施方式中，金属络合物包含至少70wt. %金属。在一个实施方式中，第二配体是羧酸盐，且第一配体是多齿胺，且金属是银、金或铜。在一个实施方式中，第二配体是羧酸盐，第一配体是多齿不对称胺，金属是银或金，且其中溶剂是甲苯。另ー个实施方式(实施方式B)提供包含至少ー种金属络合物的组合物，所述金属络合物包含至少ー种金属和至少两种配体，其中至少ー种第一配体是含硫配体，且至少一种不同于第一配体的第二配体任选为羧酸盐，其中所述金属络合物在25。C下可溶于溶剂中。对于实施方式B及其子实施方式，还提供了制备、配制和使用该组合物的方法。组合物可以基本上不含有纳米颗粒。在一个实施方式中，第二配体是羧酸盐，即，羧酸盐不是任选的。在一个实施方式中，络合物中的金属含量是至少50wt. %。在一个实施方式中，含硫配体是硫醚配体。硫醚可以是环状或线型。在一个实施方式中，含硫配体是四氢噻吩。在一个实施方式中，含硫配体是ニ烷基硫醚。在一个实施方式中，含硫配体是ニ硫杂烷烃。在一个实施方式中，含硫配体是ニ硫杂辛烷。在一个实施方式中，含硫配体包含ー个或两个硫原子。在一个实施方式中，含硫配体是双齿配体。在一个实施方式中，含硫配体具有六个以下的碳，或四个以下的碳，或两个以下的碳。另ー个实施方式(实施方式C)提供包含至少ー种金属络合物的组合物，所述金属络合物包含至少ー种金属和至少两种配体，其中至少ー种第一配体是氨基配体，且至少一种不同于第一配体的第二配体任选为羧酸盐，其中所述金属络合物在25° C下可溶于溶剂中。对于实施方式C及其子实施方式，还提供了制备、配制和使用该组合物的方法。组合物可以基本上不含有纳米颗粒。另ー个实施方式提供了络合物中的金属含量是至少50wt. %。 另ー个实施方式提供了第二配体是羧酸盐。另ー个实施方式提供了金属是银、金、铜、钼或钌。另一个实施方式提供了金属络合物仅包含ー个金属中心。另ー个实施方式提供了金属的氧化态是(I)或(II)。另ー个实施方式提供了第一配体是单齿配体。另ー个实施方式提供了第一配体是双齿配体。另一个实施方式提供了第一配体是三齿配体。另ー个实施方式提供了第一配体是包含至少两个氮的不对称氨基配体。另ー个实施方式提供了第一配体是包含至少两个氮的不对称氨基配体。另ー个实施方式(实施方式D)提供了包含至少ー种中性金属络合物的组合物，所述中性金属络合物包含至少ー种氧化态为(I)或(II)的金属，和至少两种配体，其中至少ー种第一配体是向金属的中性σ供体且在将金属络合物加热至低于150° C的温度时挥发，且至少ー种不同于第一配体的第二阴离子配体也在将金属络合物加热至低于150° C的温度时挥发，其中任选地，金属络合物在25° C下可溶于溶剤。对于实施方式D及其子实施方式，还提供了制备、配制和使用该组合物的方法。另一个实施方式提供了第一配体是含硫配体。另一个实施方式提供了第一配体是四氢噻吩。另ー个实施方式提供了第一配体是硫醚。硫醚可以是环状或线型。另一个实施方式提供了第一配体包含至少两个硫。另ー个实施方式提供了第一配体具有六个以下的碳原子。另ー个实施方式提供了第一配体具有四个以下的碳原子。另ー个实施方式提供了第一配体具有两个以下的碳原子。另ー个实施方式提供了第一配体第二配体是羧酸盐。另一个实施方式提供了络合物中的碳原子数是十二个以下。另ー个实施方式提供了包含以下步骤的方法将墨水沉积在表面上，其中所述墨水包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·D·麦卡洛，约翰·A·贝洛，安娜·雅维耶，丽贝卡·波塔什，
申请(专利权)人：卡内基·梅隆大学，
类型：
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