KR20160096218A

KR20160096218A - 산화 인듐을 함유하는 층의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160096218A
Application number: KR1020167020825A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 스타이거; 두이 부 팜; 하이코 팀; 알렉시 머쿨로브; 아르네 호페
Original assignee: 에보니크 데구사 게엠베하
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2016-08-12
Also published as: US9315901B2; CN102549195A; TW201124345A; EP2467514A1; CN102549195B; DE102009028801B3; TWI525047B; US20120202318A1; JP2013502363A; KR101662980B1; JP5769709B2; WO2011020781A1; KR20120051076A; EP2467514B1

Abstract

본 발명은 비수성 용액으로부터 산화 인듐을 함유하는 층을 제조하기 위한 액상 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서, 화학식 M_xO_y(OR)_z[O(R'O)_cH]_aX_b[R"OH]_d(식 중, x = 3 - 25, y = 1 - 10, z = 3 - 50, a = 0 - 25, b = 0 - 20, c = 0 - 1, d = 0 - 25, M = In, R, R', R" = 유기 기, X = F, Cl, Br, I)의 적어도 1종의 인듐 옥소-알콕시드, 및 적어도 1종의 용매를 함유하는 무수 조성물을 기재에 적용하고, 임의로 건조시키고, 산화 인듐을 함유하는 층으로 전환시킨다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법을 이용하여 제조될 수 있는 층 및 그의 용도에 관한 것이다.

Description

산화 인듐을 함유하는 층의 제조 방법 {METHOD FOR THE PRODUCTION OF LAYERS CONTAINING INDIUM OXIDE}

본 발명은 산화 인듐-함유 층의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조가능한 층, 및 그의 용도에 관한 것이다.

3.6 내지 3.75 eV(증착된 층에 대하여 측정된)의 큰 밴드 갭으로 인하여, 산화 인듐(산화 인듐(III), In₂O₃)[H.S. Kim, P.D. Byrne, A. Facchetti, T.J. Marks; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12580-12581]은 유망한 반도체이다. 두께가 수백 나노미터인 박막은 또한 550 nm에서 90%를 초과하는, 가시 스펙트럼 영역에서의 높은 투명성을 가질 수 있다. 고도로 배향된 단일 산화 인듐 결정에서는, 160 cm²/Vs 이하의 전하 캐리어 이동성을 측정하는 것이 또한 가능하다.

산화 인듐은 특히 반도체 혼합된 산화물 ITO로 산화 주석(IV)(SnO₂)과 함께 종종 사용된다. 가시 스펙트럼 범위에서 같은 투명성을 갖는 ITO 층의 비교적 높은 전도성으로 인하여, 그 하나의 응용은 특히 "투명 전극"으로서의 액정 디스플레이 (LCD) 분야에서이다. 통상적으로 도핑된 이들 금속 산화물 층은 특히, 고비용의 증착 방법에 의해 고진공 하에 공업적으로 제조된다.

따라서, 산화 인듐-함유 층 및 그의 제조, 특히 ITO 층 및 순수 산화 인듐 층, 및 그의 제조는 반도체 및 디스플레이 산업을 위해 대단히 중요하다.

산화 인듐-함유 층의 합성을 위해 논의된 가능한 반응물 및 전구체는 다수의 화합물 부류를 포함한다. 그 예는 인듐 염을 포함한다. 예를 들어, 막스 (Marks) 등은 메톡시에탄올에 용해된 InCl₃ 및 염기 모노에탄올아민(MEA)으로 이루어진 전구체 용액을 이용하여 제조된 성분들을 기재하고 있다. 용액의 스핀-코팅 후, 400℃에서의 열처리에 의해 상응하는 산화 인듐 층이 수득된다. [문헌 [H.S. Kim, P.D. Byrne, A. Facchetti, T.J. Marks; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12580-12581] 및 보충 자료]

다른 경우에, 산화 인듐 합성을 위해 논의되는 가능한 반응물 또는 전구체는 인듐 알콕시드이다. 인듐 알콕시드는 적어도 하나의 인듐 원자, 적어도 하나의 화학식 -OR(R = 유기 라디칼)의 알콕시드 라디칼, 및 임의로 하나 이상의 유기 라디칼 -R, 하나 이상의 할로겐 라디칼 및/또는 하나 이상의 -OH 또는 -OROH 라디칼로 이루어진 화합물이다.

산화 인듐 형성을 위해 가능한 용도와 독립적으로, 선행 기술은 다양한 인듐 알콕시드 및 인듐 옥소 알콕시드를 기재하고 있다. 이미 언급한 산화 인듐과 비교할 때, 인듐 옥소 알콕시드도 인듐 원자에 직접 결합되거나 적어도 2개의 인듐 원자를 가교하는 적어도 하나의 추가 산소 라디칼(옥소 라디칼)을 갖는다.

메로트라 (Mehrotra) 등은 염화 인듐(III)(InCl₃)과 Na-OR로부터 인듐 트리스알콕시드 In(OR)₃(식 중, R은 메틸, 에틸, 이소프로필, n-, s-, t-부틸 및 펜틸 라디칼임)의 제조를 기재하고 있다. [문헌 [S. Chatterjee, S. R. Bindal, R.C. Mehrotra; J. Indian Chem. Soc. 1976, 53, 867]].

카몰트 등의 리뷰 논문(문헌[Coordination Chemistry Reviews 250 (2006), 682-709])은 다양한 갈륨(III) 및 인듐(III) 알콕시드 및 아릴옥시드를 기재하고 있으며, 그 중 일부는 또한 알콕시드 기에 의한 가교와 함께 존재할 수 있다. 추가로 존재하는 것은 화학식 In₅(μ-O)(OⁱPr)₁₃, 더욱 구체적으로는 [In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]의 옥소-중심의 다발이며, 이는 옥소 알콕시드이며 [In(OⁱPr)₃]으로부터 제조될 수 없다.

투로바 (N. Turova) 등에 의한 리뷰 논문[Russian Chemical Reviews 73 (11), 1041-1064 (2004)]은 금속 옥소 알콕시드의 합성, 성질 및 구조를 요약하고 있으며, 이는 거기에서 졸-겔 기술에 의한 산화물 재료의 제조용 전구체로서 간주된다. 다수의 다른 화합물들과 더불어, [Sn₃O(OⁱBu)₁₀(ⁱBuOH)₂]의, 이미 언급된 화합물인 [In₅O(OⁱPr)₁₃]의, 그리고 [Sn₆O₄(OR)₄](R = Me, Prⁱ)의 합성 및 구조가 기재되어 있다.

투로바 (N. Turova) 등에 의한 논문[Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2, 17-23 (1994)]은 알콕시드에 대한 연구 결과를 제시하며, 이는 거기에서 알콕시드 및 알콕시드-기재 분말의 졸-겔 공정의 개발을 위한 과학적 기반으로 간주된다. 이러한 맥락에서, 카몰트 (Carmalt) 등에 의해서도 기재된 화학식 M₅(μ-O)(OⁱPr)₁₃의, 중심 산소 원자 및 5개의 둘러싸는 금속 원자를 갖는 옥소 알콕시드로 밝혀진 소위 "인듐 이소프로폭시드"에 대한 논의도 있다.

상기 화합물의 합성 및 그의 결정 구조는 문헌[Bradley et al., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1988, 1258-1259]에 기재되어 있다. 저자들은 더 연구하여, 상기 화합물의 형성은 중간체로 형성된 In(OⁱPr)₃의 가수분해로 인한 것일 수 없다는 결과를 도출하였다 (문헌 [Bradley et al., Polyhedron Vol. 9, No. 5, pp. 719-726, 1990]). 또한 문헌[Suh et al., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9396-9404]은 상기 화합물이 In(OⁱPr)₃로부터 열에 의한 경로로 제조가능하지 않음을 밝혔다. 더욱이, 브래들리(문헌 [Bradley et al., Polyhedron Vol. 9, No. 5, pp. 719-726, 1990])는 상기 화합물이 승화될 수 없음을 발견하였다.

금속 산화물 층은 원리적으로 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다.

금속 산화물 층을 제조하는 하나의 수단은 스퍼터링 기술을 기반으로 한다. 그러나 이 기술은 고진공 하에 수행되어야 한다는 단점을 갖는다. 추가의 단점은 그렇게 하여 제조된 필름이 많은 산소 결함을 가지며, 이것이 층의 제어되고 재현성있는 화학량론을 구축하는 것을 불가능하게 하며, 따라서 제조된 층의 조악한 성질을 초래한다는 것이다.

원리적으로 금속 산화물 층을 제조하기 위한 또 다른 수단은 기체 상 화학 증착을 기반으로 한다. 예를 들어, 인듐 알콕시드 또는 인듐 옥소 알콕시드와 같은 산화 인듐 전구체로부터 기체 상 증착에 의해 산화 인듐-함유 층을 제조하는 것이 가능하다. 예를 들어, US 6,958,300 B2는 기체 상 증착, 예를 들어 CVD 또는 ALD에 의해 반도체 또는 금속 산화물 층을 제조함에 있어서 화학식 M¹ _q(O)_x(OR¹)_y(q = 1-2; x = 0-4, y = 1-8, M¹ = 금속; 예, Ga, In 또는 Zn, R¹ = 유기 라디칼; x = 0일 경우 알콕시드, ≥ 1일 경우 옥소 알콕시드)의 적어도 1종의 금속 유기 산화물 전구체(알콕시드 또는 옥소 알콕시드)를 사용하는 것을 기재하고 있다. 그러나, 모든 기체 상 증착 방법은 i) 열에 의한 반응 체계의 경우, 매우 높은 온도의 사용, 또는 ii) 전자기 방사선의 형태로 전구체의 분해에 필요한 에너지를 도입하는 경우, 높은 에너지 밀도를 필요로 한다는 단점을 갖는다. 두 경우 모두, 매우 높은 수준의 복잡한 장비를 이용하여야만, 제어되고 균일한 방식으로 전구체를 분해하는 데 필요한 에너지를 도입하는 것이 가능하다.

유리하게는, 금속 산화물 층은 액상 방법을 이용하여, 즉 금속 산화물로 전환되기 전에, 코팅될 기재를 금속 산화물의 적어도 1종의 전구체의 액체 용액으로 코팅하고 임의로 그 후 건조시키는, 적어도 하나의 공정 단계를 포함하는 방법에 의해 이와 같이 제조된다. 금속 산화물 전구체는, 산소 또는 다른 산화성 물질의 존재 또는 부재 하에 그로 인해 금속 산화물-함유 층이 형성될 수 있는, 열적으로 또는 전자기 방사선에 의해 분해가능한 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 금속 산화물 전구체의 현저한 예는 예를 들어, 금속 알콕시드이다. 원리적으로 상기 층은 i) 사용되는 금속 알콕시드를 먼저 가수분해와 이어지는 응축에 의해 물의 존재 하에 겔로 전환시킨 다음 금속 산화물로 전환시키는 졸-겔 공정에 의해, 또는 ii) 비수성 용액으로부터 제조될 수 있다.

액상으로부터 인듐 알콕시드로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하는 것도 선행 기술의 일부를 형성한다.

상당한 양의 물의 존재 하에 졸-겔 공정에 의해 인듐 알콕시드로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하는 것은 선행 기술의 일부를 형성한다. WO 2008/083310 A1은, 금속 알콕시드(예를 들어, 화학식 R¹M-(OR²)_y-x 중 하나) 또는 그의 예비중합체를 기재에 적용한 다음, 수득되는 금속 알콕시드 층을 물의 존재 하에 경화시키고 물과 반응시키는, 무기 층 또는 유기/무기 혼성 층을 기재 위에 제조하기 위한 방법을 기재하고 있다. 사용가능한 금속 알콕시드는 인듐, 갈륨, 주석 또는 아연의 알콕시드를 포함할 수 있다. 그러나, 졸-겔 공정을 사용하는 것의 단점은 가수분해-응축 반응이 물의 첨가에 의해 자동으로 시작되고, 시작된 후에는 조절하기가 어렵다는 것이다. 가수분해-응축 공정이 실제로 기재에 적용되기 전에 시작되는 경우, 그동안에 수득된 겔은, 그의 상승된 점도로 인하여, 양질의 산화물 층을 수득하기 위한 공정을 위해 종종 부적합하다. 반대로, 가수분해-응축 공정이, 액체 형태로 또는 증기로 물을 공급함으로써 기재에 적용된 후에야 시작되는 경우, 결과되는 잘 혼합되지 않은 불균일한 겔은 불리한 성질을 갖는 상응하는 불균일 층을 종종 초래한다.

JP 2007-042689 A는 인듐 알콕시드를 함유해도 좋은 금속 알콕시드 용액, 및 상기 금속 알콕시드 용액을 사용하는 반도체 성분의 제조 방법을 기재하고 있다. 금속 알콕시드 필름을 열처리하여 산화물 층으로 전환시키지만; 이들 계도 역시 충분히 균일한 필름을 초래하지 못한다. 그러나 순수한 산화 인듐 층은 거기에 기재된 방법에 의해 제조될 수 없다.

본 출원의 우선일에 아직 공고되지 않았던 DE 10 2009 009 338.9-43은 무수 용액으로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하는 데 인듐 알콕시드의 사용을 기재하고 있다. 수득되는 층은 졸-겔 공정에 의해 제조된 층들보다 균일하지만, 무수의 계에서 인듐 알콕시드를 사용하는 것은 여전히, 인듐 알콕시드-함유 조성물의 산화 인듐-함유 층으로의 전환이, 수득되는 층의 충분히 양호한 전기적 성능을 부여하지 못한다는 단점을 갖는다.

따라서 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 방지하는, 산화 인듐-함유 층의 제조 방법을 제공하는 것이다. 더욱 특별하게는, 전구체 및 반응물의 분해 및 전환에 요구되는 에너지가 간단하고 제어되며 균일한 방식으로 도입될 수 있고, 언급된 졸-겔 기술의 단점을 방지하며, 제어되고 균일하며 재현가능한 화학량론, 높은 균일성 및 양호한 전기적 성능을 갖는 산화 인듐 층을 초래하는, 고진공의 사용을 피하는 방법이 제공되어야 한다.

상기 목적은, i) 화학식 M_xO_y(OR)_z[O(R'O)_cH]_aX_b[R"OH]_d(식 중, M = In, x = 3 - 25, y = 1 - 10, z = 3 - 50, a = 0 - 25, b = 0 - 20, c = 0 - 1, d = 0 - 25, R, R', R" = 유기 라디칼, X = F, Cl, Br, I)의 적어도 1종의 인듐 옥소-알콕시드, 및 ii) 적어도 1종의 용매를 함유하는 무수 조성물을 기재에 적용하고, 임의로 건조하고, 산화 인듐-함유 층으로 전환시키는, 비수성 용액으로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하기 위한 액상 방법에 의해 이루어진다.

비수성 용액으로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하기 위한 본 발명에 따르는 액상 방법은 코팅될 기재를 적어도 1종의 금속 산화물 전구체를 함유하는 액체 비수성 용액으로 코팅한 다음, 임의로 이를 건조시키는 적어도 하나의 공정 단계를 포함하는 방법이다. 더욱 특별하게는, 그것은 스퍼터링, CVD 또는 졸-겔 공정이 아니다. 금속 산화물 전구체는, 그것을 이용하여 산소 또는 다른 산화성 물질의 존재 또는 부재 하에 금속 산화물-함유 층이 형성될 수 있는, 열적으로 또는 전자기 방사선에 의해 분해가능한 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명의 맥락에서 액체 조성물은 SATP 상태 ("표준 상온 및 상압"; T = 25℃ 및 p = 1013 hPa) 하에서, 그리고 코팅될 기재에 적용 시 액체 형태인 것들을 의미하는 것으로 이해된다. 비수성 용액 또는 무수 조성물은 본원 및 이하에서 200 ppm 이하의 H₂O를 갖는 용액 또는 조성물을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명에 따르는 방법의 공정 생성물인 산화 인듐-함유 층은 근본적으로 산화물 형태로 존재하는 인듐 원자 또는 이온을 포함하는 금속- 또는 반금속-함유 층을 의미하는 것으로 이해된다. 임의로, 산화 인듐-함유 층은 또한 불완전한 전환 또는 형성된 부산물의 불완전한 제거로 인한 카르벤, 할로겐 또는 알콕시드 성분을 포함할 수 있다. 산화 인듐-함유 층은 순수한 산화 인듐 층이며, 즉 임의의 카르벤, 알콕시드 또는 할로겐 성분을 무시하면, 산화물 형태로 존재하는 인듐 원자 또는 이온으로 주로 이루어지거나, 그 자체가 원소 또는 산화물 형태로 존재할 수 있는 추가 금속의 분량을 포함할 수 있다. 순수한 산화 인듐 층을 수득하기 위해서는, 인듐-함유 전구체만을, 바람직하게는 오직 인듐 옥소 알콕시드 및 인듐 알콕시드 만을 본 발명에 따르는 방법에 사용해야 한다. 반대로, 상기 인듐-함유 전구체와 더불어 다른 금속을 포함하는 층을 수득하기 위해서는, 0의 산화 상태의 금속 전구체 (추가의 금속을 전하를 띠지 않은 형태로 함유하는 층을 제조하기 위해) 또는 금속 산화물 전구체(예를 들어, 다른 금속 알콕시드 또는 옥소 알콕시드)를 사용하는 것도 가능하다.

인듐 옥소 알콕시드는 바람직하게는 화학식 M_xO_y(OR)_z(식 중, x = 3 - 20, y = 1 - 8, z = 1 - 25, OR = C1-C15-알콕시, -옥시알킬알콕시, -아릴옥시 또는 -옥시아릴알콕시 기임)의 하나이며 , 더욱 바람직하게는 M_xO_y(OR)_z(식 중, x = 3 - 15, y = 1 - 5, z = 10 - 20, OR = -OCH₃, -OCH₂CH₃, -OCH₂CH₂OCH₃, -OCH(CH₃)₂ 또는 -O(CH₃)₃)의 하나이다.

사용되는 인듐 옥소 알콕시드가 [In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]인 방법이 매우 특히 바람직하다.

본 발명에 따르는 방법은 인듐 옥소 알콕시드가 유일한 금속 산화물 전구체로 사용되는 경우 산화 인듐 층을 제조하는 데 특히 적합하다. 상기 유일한 금속 산화물 전구체가 [In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]일 경우 매우 특별하게 좋은 층이 수득된다.

적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드는 무수 조성물의 총 질량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 비율로 존재하는 것이 바람직하다.

상기 무수 조성물은 적어도 1종의 용매를 더 함유하며, 즉 상기 조성물은 용매 또는 상이한 용매의 혼합물을 함유할 수 있다. 본 발명에 따르는 방법을 위한 조성물에 바람직하게 사용가능한 것은 비양성자성 및 약양성자성 용매, 즉 비양성자성 비극성 용매, 즉 알칸, 치환된 알칸, 알켄, 알킨, 지방족 또는 방향족 치환기를 갖거나 갖지 않는 방향족 용매, 할로겐화 탄화수소, 테트라메틸실란의 군; 비양성자성 극성 용매, 즉 에테르, 방향족 에테르, 치환된 에테르, 에스테르 또는 산무수물, 케톤, 삼차 아민, 니트로메탄, DMF (디메틸포름아미드), DMSO (디메틸 술폭시드) 또는 프로필렌 카르보네이트의 군; 및 약양성자성 용매, 즉 알콜, 일차 및 이차 아민 및 포름아미드의 군으로부터 선택된 것들이다. 특히 바람직하게 사용가능한 용매는 알콜, 및 또한 톨루엔, 크실렌, 아니솔, 메시틸렌, n-헥산, n-헵탄, 트리스(3,6-디옥사헵틸)아민 (TDA), 2-아미노메틸테트라히드로푸란, 페네톨, 4-메틸아니솔, 3-메틸아니솔, 메틸 벤조에이트, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP), 테트랄린, 에틸 벤조에이트 및 디에틸 에테르이다. 매우 특히 바람직한 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 테트라히드로푸르푸릴 알콜, tert-부탄올 및 톨루엔, 및 이들의 혼합물이다.

특히 양호한 인쇄적성을 수득하기 위해, 본 발명에 따르는 방법에 사용된 조성물은 바람직하게는, DIN 53019 파트 1 내지 2에 준하여 20℃에서 측정할 때, 1 mPa·s 내지 10 Pa·s, 특히 1 mPa·s 내지 100 mPa·s의 점도를 갖는다. 해당하는 점도는 중합체, 셀룰로오스 유도체, 또는 예를 들어 에어로실이라는 상품명으로 입수가능한 SiO₂를 가함으로써, 및 특히 PMMA, 폴리비닐 알콜, 우레탄 증점제 또는 폴리아크릴레이트 증점제를 이용하여 수득될 수 있다.

본 발명에 따르는 방법에 사용되는 기재는 바람직하게는 유리, 규소, 이산화 규소, 금속 산화물 또는 전이 금속 산화물, 금속 또는 중합체성 물질, 특히 PI 또는 PET로 이루어진 기재이다.

본 발명에 따르는 방법은 특히 유리하게는, 인쇄 공정 (특히 플렉소/그라비어 인쇄, 잉크젯 인쇄, 옵셋 인쇄, 디지털 옵셋 인쇄 및 스크린 인쇄), 분무 공정, 회전식 코팅 공정 ("스핀-코팅"), 침지 공정("침지-코팅)으로부터 선택된 코팅 공정, 및 메니스커스 코팅, 슬릿 코팅, 슬롯-다이 코팅 및 커튼 코팅으로부터 선택된 공정이다. 본 발명에 따르는 인쇄 공정은 가장 바람직하게는 인쇄 공정이다.

코팅 후, 그리고 전환 이전에, 상기 코팅된 기재는 추가로 건조될 수 있다. 이를 위한 상응하는 수단 및 조건은 당업자에게 공지되어 있다.

산화 인듐-함유 층으로의 전환은 열적 경로에 의해 및/또는 전자기, 특히 화학 방사선을 이용하는 조사에 의해 수행될 수 있다. 150℃ 초과의 온도를 이용하는 열적 경로에 의해 전환시키는 것이 바람직하다. 그러나 250℃ 내지 360℃의 온도가 전환을 위해 사용되는 경우에 특히 양호한 결과가 얻어질 수 있다.

전형적으로, 몇 초 내지 수 시간에 이르는 전환 시간이 사용될 수 있다.

열에 의한 전환은 열 처리 전에, 도중에 또는 후에 UV, IR 또는 VIS 방사선을 주입함으로써 또는 코팅된 기재를 공기 또는 산소로 처리함으로써 더 촉진될 수 있다.

본 발명에 따르는 방법에 의해 수득된 층의 품질은 전환 단계에 뒤따르는, 열 및 기체 처리 (H₂ 또는 O₂를 이용), 플라스마 처리 (Ar, N₂, O₂ 또는 H₂ 플라스마), 레이저 처리(UV, VIS 또는 IR 범위의 파장) 또는 오존 처리의 조합에 의해 더 추가로 개선될 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따르는 방법을 이용하여 제조가능한 산화 인듐-함유 층을 제공한다. 본 발명에 따르는 방법에 의해 제조가능한 산화 인듐-함유 층 및 순수한 산화 인듐 층이 특히 양호한 성질을 갖는다.

본 발명에 따르는 방법에 의해 제조가능한 산화 인듐-함유 층은 전자 부품, 특히 트랜지스터 (특히 박막 트랜지스터), 다이오드, 센서 또는 태양 전지의 제조에 유리하게 적합하다.

도 1은 샘플 1의 전이 특성을 나타낸다.

이하의 실시예는 본 발명의 주제를 상세히 설명하고자 하는 것이다.

실시예:

약 15 mm의 모서리 길이 및 대략 200 nm 두께의 산화 규소 코팅 및 ITO/금으로 이루어진 손가락 구조를 갖는 도핑된 규소 기재를 100 μl의 5 중량% [In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]의 알콜(메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올) 또는 톨루엔 중 용액으로 스핀-코팅(2000 rpm)으로 코팅하였다. 물을 배제하기 위해, 건조된 용매(수분 200 ppm 미만)를 사용하였고, 장갑 상자(10 ppm 미만의 H₂O)에서 코팅을 추가로 수행하였다. 코팅 작업 후, 코팅된 기재를 260℃ 또는 350℃의 온도에서 1시간 동안 공기 중 열 처리하였다.

본 발명의 코팅은 6 cm²/Vs 이하의 전하 캐리어 이동성을 나타냈다 (게이트-소스 전압 30 V, 소스-드레인 전압 30 V, 채널 폭 1 cm 및 채널 길이 20 μm).

Claims

i) 하기 화학식의 적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드
M_xO_y(OR)_z
(식 중, x = 3 - 20, y = 1 - 8, z = 1 - 25, M = In, OR = C1-C15-알콕시, -옥시알킬알콕시, -아릴옥시 또는 -옥시아릴알콕시 기임), 및
ii) 적어도 1종의 용매
를 함유하는 무수 조성물을 기재에 적용하고, 임의로 건조시키고, 산화 인듐-함유 층으로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 비수성 용액으로부터 산화 인듐-함유 층을 제조하기 위한 액상(liquid phase) 방법.
제1항에 있어서, 상기 적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드가 화학식 M_xO_y(OR)_z(식 중, x = 3 - 15, y = 1 - 5, z = 10 - 20, M = In, OR = -OCH₃, -OCH₂CH₃, -OCH₂CH₂OCH₃, -OCH(CH₃)₂ 또는 -O(CH₃)₃)의 옥소 알콕시드인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드가 [In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드가 상기 방법에 사용되는 유일한 금속 산화물 전구체인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 1종의 인듐 옥소 알콕시드가 무수 조성물의 총 질량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%의 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 1종의 용매가 비양성자성 또는 약양성자성 용매인 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 적어도 1종의 용매가 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 테트라히드로푸르푸릴 알콜, tert-부탄올 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 1 mPa·s 내지 10 Pa·s의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 유리, 규소, 이산화 규소, 금속 산화물, 금속 또는 중합체성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 금속 산화물이 전이 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무수 조성물을 인쇄 공정, 분무 공정, 회전식 코팅 공정, 침지 공정, 또는 메니스커스 코팅, 슬릿 코팅, 슬롯-다이 코팅 및 커튼 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 공정에 의해 기재에 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전환이 150℃ 초과의 온도를 이용하여 열적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 자외선(UV), 적외선(IR) 또는 가시광선(VIS)이 150℃ 초과의 온도를 이용한 열 처리 전에, 도중에 또는 후에 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.