JP2010535937A5

JP2010535937A5 -

Info

Publication number: JP2010535937A5
Application number: JP2010516385A
Authority: JP
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2028-06-17

Description

本発明は、電子部品のための亜鉛錯体含有前駆体、および調製方法に関する。本発明は、さらに、対応するプリント電子部品、および製造方法に関する。

ｉ）追加の工程段階なく、気相から調製：この場合、高電荷キャリア移動度の、非常に良好な配向の薄層を製造することが可能であるが、大量市場においては、高コストの真空技術および緩慢な層形成により適用が限られる。

ｉｉ）前駆体材料から出発した湿式化学調製であって、材料は液相から適用され、例えば、スピンコーティングまたは印刷である（ＵＳ６８６７０８１、ＵＳ６８６７４２２、ＵＳ２００５／０００９２２５参照）。いくつかの場合、無機材料および有機マトリックスの混合物もまた、使用される（ＵＳ２００６／００１４３６５参照）。

前駆体材料の使用例は、Inorganica Chimica Acta 358(2005) 201-206に記載されている。ここで、亜鉛ケト酸オキシマートは、熱分解による酸化亜鉛調製のために用いられる。反応温度は、ケト酸オキシマート配位子の構造に依存する。低変換温度（約１２０℃）が、ナノスケールの酸化亜鉛粒子を調製するために用いられる。対照的に、高い分解温度（＞２５０℃）では、気相工程（ＣＶＤ）における使用が可能である。合成は、アルカリ金属塩を使用して行われ、そのアルカリ金属イオンは、Ｚｎ錯体において、およびさらに生成されるＺｎＯにおいて、残基として電気的特性上の負の効果を有し得る。

可溶性ＺｎＯ前駆体材料のさらなる使用例は、ＷＯ２００６１３８０７１に記載されている。ここで言及するＺｎＯ前駆体は、酢酸亜鉛、亜鉛アセチルアセトネート、ギ酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩化亜鉛、および硝酸亜鉛である。調製される材料の比較的高い分解温度（＞２００℃）、および昇華傾向は、この処理において不利な効果を有する。さらに、変換中の結晶形成は、基板上の膜形成を減少させ、したがって、基板への材料の接着および表面の均質性を減少させる。

したがって、本発明の目的は、無機材料を提供することであって、該無機材料の電気的特性は、一方で材料組成により、および他方でプリント材料の調製方法により、調節することが可能である。このため、狙いは無機材料の利点を保持する材料システムを開発することである。プリント工程により湿式相から材料を加工することが可能でなくてはならない。平面上における各場合における所望の材料の電子的性能、およびフレキシブル基板は、エネルギーの低入力のみを必要とする工程段階を使用して、製造されなければならない。

驚くべきことに、本発明において方法が開発され、該方法において、新規の有機金属前駆体材料が調製され、表面に適用され、および続いて、低温において電気的に活性な、すなわち、導電性、半導体性および／または絶縁性の材料に変換される。ここで製造される層は、印刷工程に有利な表面特性によって区別される。

用語「アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含まない」は、調製された亜鉛錯体における、アルカリ金属またはアルカリ土類金属含有量が、０．２重量％未満であることを意味する。

アルカリ金属を含まない出発化合物の調製は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含む残渣が電気的特性上の負の効果を有するため、電子部品における使用には極めて重要である。これらの元素は、結晶中において外来原子の役目を務め、電荷キャリア特性に好ましくない影響を及ぼす。

本発明は、さらに、前駆体の調製方法に関し、少なくとも１種のオキソカルボン酸が、アルカリ金属を含まない塩基の存在下で、少なくとも１種のヒドロキシアミンまたはアルキルヒドロキシアミンと反応し、続いて、例えば硝酸亜鉛などの無機亜鉛塩が添加されることを特徴とする。
酸化亜鉛の薄層用に用いられる出発化合物は、本発明によれば、オキシマート配位子を含む亜鉛錯体である。配位子は、水溶液中の塩基の存在下で、ヒドロキシアミンまたはアルキルヒドロキシアミンと、アルファ−ケト酸またはオキソカルボン酸との縮合により合成される。前駆体または亜鉛錯体は、室温で、亜鉛塩、例えば、硝酸亜鉛の添加後に生じる。

用いられるアルカリ金属を含まない塩基は、好ましくは、炭酸水素アルキルアンモニウム、炭酸アルキルアンモニウムまたは水酸化アルキルアンモニウムである。特に好ましいのは、水酸化テトラエチルアンモニウムまたは重炭酸テトラエチルアンモニウムである。これらの化合物および、そこから生じる副生成物は、水中で直ちに可溶である。したがって、それらは、一方で、水溶液中で前駆体調製のための反応を行うために適しており、他方で、生じる副生成物を、再結晶により、前駆体から容易に分離できる。

例１：酸化亜鉛前駆体ビス［２−（メトキシイミノ）プロパノエート］亜鉛の、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含まない調製物
重炭酸テトラメチルアンモニウム（２２．９４ｇ、１２０ｍｍｏｌ）を、水２０ｍｌ中の２−オキソプロパン酸（＝ピルビン酸）（５．２８ｇ、６０ｍｍｏｌ）およびメトキシルアミンヒドロクロリド（５．０２ｇ、６０ｍｍｏｌ）に、撹拌しながら少量ずつ加える。目で確認できるガスの発生が完了したところで、混合物をさらに２時間撹拌する。亜硝酸亜鉛六水和物（８．９２ｇ、３０ｍｍｏｌ）を続いて加え、４時間後、混合物を５℃まで冷却する。生じた白色沈殿物をろ過し、熱水から再結晶させる。収量５．５ｇ（５６．７％）。

例２：半導体特性を有する（例１からの）酸化亜鉛前駆体からの未ドープ酸化亜鉛の調製
例１に従って調製された、ビス［２−（メトキシイミノ）プロパノエート］亜鉛を、ガラス製、セラミック製、ＰＥＴなどのポリマー製の基板に、スピンコーティング（または、ディップコーティング、またはインクジェット印刷でもよい）により適用する。亜鉛錯体を、続いて、空気中で２時間、１５０℃の温度において加熱する（図１参照）。このようにして得た酸化亜鉛フィルムは、均一で、亀裂がなく、無孔の表面形態を示す。層は酸化亜鉛結晶からなり、その大きさは焼成温度に依存する。それらは半導体特性を有する。

例３：ＵＶ曝露による、半導体特性を有する（例１からの）酸化亜鉛前駆体からの未ドープ酸化亜鉛の調製
例１に従って調製された、ビス［２−（メトキシイミノ）プロパノエート］亜鉛を、ガラス製、セラミック製、ＰＥＴなどのポリマー製の基板に、スピンコーティング（または、ディップコーティング、またはインクジェット印刷でもよい）により適用する。亜鉛錯体を、続いて、空気中で、Ｆｅアークランプからの、１時間のＵＶ光照射（照射強度１５０ｍＷ／ｃｍ^２から２００ｍＷ／ｃｍ^２）により、酸化亜鉛に変換する。このようにして得た酸化亜鉛被膜は、例２のように、均一で、亀裂がなく、無孔の表面形態を示し、さらに、極めて低い表面粗さを有する。層は酸化亜鉛結晶からなり、例２のような、同程度の半導体特性を有する。

Claims

以下の薄層を有するプリント電子部品：
・硬質またはフレキシブル導電基板、あるいは導電層を有する絶縁体基板（ゲート）
・絶縁体
・少なくとも１つの電極（ドレイン電極）
・少なくとも１つの、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含まない、絶縁性および／または半導体性および／または導電性特性を有し、請求項１〜３のいずれかに記載の前駆体から得られるＺｎＯ層。
基板が、ガラス、セラミック、金属またはプラスチック基板などの硬質基板、あるいはフレキシブル基板、特にプラスチックフィルムまたは金属ホイルであり得ることを特徴とする、請求項４または５に記載のプリント電子部品。
請求項１〜３のいずれかに記載の前駆体の調製方法であって、少なくとも１種のオキソカルボン酸が、アルカリ金属を含まない塩基の存在下で、少なくとも１種のヒドロキシアミンまたはアルキルヒドロキシアミンと反応し、続いて、無機亜鉛塩が添加されることを特徴とする、前記方法。
絶縁性および／または半導体性および／または導電性酸化亜鉛層または表面を有する電子構造の製造方法であって、
ａ）請求項１〜３のいずれかに記載の有機金属亜鉛錯体の前駆体溶液を、任意で１回または２回以上、積層する方法で、実現される電子構造に対応して、ディップコーティング、スピンコーティングまたはインクジェット印刷またはフレキソ印刷／グラビア印刷により、基板に適用する、
ｂ）酸化亜鉛層または表面の形成を伴って、空気中または酸素雰囲気中で、適用された前駆体の焼成または乾燥をする、
ｃ）適用された電子構造が、最終的に、絶縁層で密閉されることができ、接点を備え、完了する、
ことを特徴とする、前記方法。