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TWI548642B - 用於製備含有氧化銦之層的烷醇側氧基銦(indium oxo alkoxide) - Google Patents

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TWI548642B
TWI548642B TW100125460A TW100125460A TWI548642B TW I548642 B TWI548642 B TW I548642B TW 100125460 A TW100125460 A TW 100125460A TW 100125460 A TW100125460 A TW 100125460A TW I548642 B TWI548642 B TW I548642B
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喬根 史堤格
德西 范
哈克 席姆
艾力克席 馬可洛夫
爾恩 霍普
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贏創德固賽有限責任公司
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Description

用於製備含有氧化銦之層的烷醇側氧基銦(indium oxo alkoxide)
本發明關於用於製備含有氧化銦之層的烷醇側氧基銦,其製備方法及其用途,尤其用於生產作為塗料組成物之成分及用於生產電子組件的含有氧化銦之層。
由於氧化銦(氧化銦(III),In2O3)具有介於3.6與3.75 eV之間的大能帶隙(以氣相沉積層所測量)[H. S. Kim,P. D. Byrne,A. Facchetti,T. J. Marks;J. Am. Chem. Soc. 2008,130,12580-12581]而使其為有前景的半導體。數百奈米厚度的薄膜可另外在550奈米下的可見光譜範圍內具有大於90%之高透明度。在極高度有序之單晶氧化銦晶體中,另外有可能測量至高達160平方公分/Vs之電荷載子遷移率。
氧化銦常與氧化錫(IV)(SnO2)一起被特別用作為半導電性混合氧化物ITO。由於ITO層比較高的導電性與在可見光譜範圍內的透明度同時存在而使其一項應用係於液晶顯示器(LCD)領域中,尤其用作為〝透明電極〞。該等經常摻雜之金屬氧化物層在工業上特別藉由在高真空下的高成本蒸氣沉積方法生產。
含有氧化銦之層及其製備(尤其為ITO層和純氧化銦層及其製備)因此對半導體及顯示器工業極其重要。
經討論可能用於合成含有氧化銦之層的反應物及前驅物包括許多化合物種類。實例包括銦鹽。例如,Marks等人描述使用由InCl3及溶解在甲氧基乙醇中的鹼性單乙醇胺(MEA)所組成之前驅物溶液所製備之成分。在旋轉塗佈溶液之後,對應之氧化銦層係藉由在400℃下的熱處理而獲得。[H. S. Kim,P. D. Byrne,A. Facchetti,T. J. Marks;J. Am. Chem. Soc. 2008,130,12580-12581及補充資訊]。
別處經討論可能用於氧化銦合成法的反應物或前驅物為烷醇銦。烷醇銦為由至少一個銦原子、至少一個式-OR(R=有機基團)之烷醇基和隨意的一或多個有機基團-R、一或多個鹵素基團及/或一或多個-OH或-OROH基團所組成之化合物。
先前技藝描述與可能用於形成氧化銦無關的各種烷醇銦及烷醇側氧基銦。與已提及之烷醇銦比較,烷醇側氧基銦亦具有至少一個與銦原子直接結合或橋聯至少兩個銦原子的另外氧基團(側氧基)。
Mehrotra等人描述從氯化銦(III)(InCl3)與Na-OR製備三烷醇銦In(OR)3,其中R為甲基、乙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基及戊基。[S. Chatterjee,S. R. Bindal,R. C. Mehrotra;J. Indian Chem. Soc. 1976,53,867]。
Carmalt等人之評論文章(Coordination Chemistry Reviews 250(2006),682-709)描述各種鎵(III)及銦(III)烷醇化物和芳基氧化物,其中某些亦可利用烷醇基而以橋聯存在。另外提出式In5(μ-O)(OiPr)13之以側氧基為中心的簇集,更尤其為[In55-O)(μ3-OiPr)42-OiPr)4(OiPr)5],其為側氧基烷醇化物且不可從[In(OiPr)3]製備。
N. Turova等人之評論文章Russian Chemical Reviews 73(11),1041-1064(2004)摘要了金屬側氧基烷醇化物之合成法、性質及結構,金屬側氧基烷醇化物在該文中被視為經由溶膠-凝膠技術製備氧化物材料的前驅物。除了許多其他的化合物之外,還描述了[Sn3O(OiBu)10(iBuOH)2]、已提及之化合物[In5O(OiPr)13]及[Sn6O4(OR)4](R=Me,Pri)之合成法及結構。
N. Turova等人之文章Journal of Sol-Gel Science and Technology,2,17-23(1994)提出對於烷醇化物的研究結果,烷醇化物在該文中被視為發展烷醇化物及以烷醇化物為底質之粉末的溶膠-凝膠法之科學基礎。在該上下文中,亦有據稱為〝異丙醇銦〞的討論,發現其為具有中心氧原子及5個周圍金屬原子的式M5(μ-O)(OiPr)13之側氧基烷醇化物,其亦描述於Carmalt等人之文章中。
Bradley等人於J. Chem. Soc.,Chem. Commun.,1988,1258-1259中描述此化合物之合成法及其晶體結構。這些作者的進一步研究引導出此化合物的形成不可歸因於中間形成之In(OiPr)3水解的結果(Bradley等人之Polyhedron Vol. 9,No. 5,pp. 719-726,1990)。Suh等人之J. Am. Chem. Soc. 2000,122,9396-9404另外發現此化合物不可藉由熱途徑而從In(OiPr)3製備。而且,Bradley(Bradley等人之Polyhedron Vol. 9,No. 5,pp. 719-726,1990)發現不可使此化合物昇華。
金屬氧化物層原則上可經由各種方法生產。
一種生產金屬氧化物層的方式係以濺鍍技術為基礎。然而,該等技術具有必須在高真空下進行的缺點。另一缺點在於以此方式所生產之膜具有許多氧瑕疵,使其不可能確立層的受控制且可重現之化學計量,從而導致所生產之層的不良性質。
原則上用於生產金屬氧化物層的另一方式係以化學氣相沉積法為基礎。例如,有可能經由氣相沉積法從氧化銦前驅物(諸如烷醇銦或烷醇側氧基銦)生產含有氧化銦之層。例如,US 6,958,300 B2教示使用至少一種通式M1 q(O)x(OR1)y之金屬有機氧化物前驅物(烷醇化物或側氧基烷醇化物)(q=1-2;x=0-4,y=1-8,M1=金屬,例如Ga、In或Zn,R1=有機基團;當x=0時為烷醇化物,當x≧1時為側氧基烷醇化物)以氣相沉積法(例如,CVD或ALD)生產半導體或金屬氧化物層。然而,所有的氣相沉積法均具有以下缺點:此等方法:i)在熱反應狀態的情況中需要使用非常高的溫度,或ii)在以電磁輻射形式導入前驅物分解所必要之能量的情況中需要高能量密度。在此兩種情況中,只有可能以非常高度複雜的設備導入以受控制且均勻的方式分解前驅物所必要之能量。
金屬氧化物層因此最好利用液相法生產,亦即利用在轉化成金屬氧化物之前包含至少一個以下的方法步驟之方法:將欲塗佈之基材以金屬氧化物的至少一種前驅物之液體溶液塗佈,隨意地接著乾燥及轉化。應暸解金屬氧化物前驅物意謂可熱分解或以電磁輻射分解之化合物,以此可使化合物在氧或其他氧化物質的存在或不存在下形成含有金屬氧化物之層。金屬氧化物前驅物的重要實例為例如金屬烷醇化物。原則上,層可i)藉由溶膠-凝膠法生產,其中所使用之金屬烷醇化物先在水的存在水下以水解及接著縮合而轉化成凝膠,且接著轉化成金屬氧化物,或ii)從非水性溶液生產。
從烷醇銦以液相生產含有氧化銦之層亦構成先前技藝的一部分。
從烷醇銦經由在大量的水存在下的溶膠-凝膠法生產含有氧化銦之層構成先前技藝的一部分。WO 2008/083310 A1描述在基材上生產無機層或有機/無機混合層之方法,其中將金屬烷醇化物(例如,通式R1M-(OR2)y-x中之一者)或其預聚合物施加於基材,且接著將所得金屬烷醇化物層在水的存在下及與其反應而硬化。可使用的金屬烷醇化物可包括銦、鎵、錫或鋅之烷醇化物。然而,使用溶膠-凝膠法的缺點在於水解-縮合反應係藉由添加水而自動開始,而在開始之後卻難以控制。當水解-縮合法實際上係在施加於基材之前開始時,則所獲得的凝膠於此時由於其上升的黏度而常常不適合於獲得細微氧化物層之方法。相反地,當水解-縮合法只在施加於基材之後藉由供應呈液體形式或成為蒸氣之水開始時,則所得混合不足且不均勻的凝膠時常引導出對應之不均勻層,其具有不利的性質。
JP 2007-042689 A描述可含有烷醇銦之金屬烷醇化物溶液,且亦描述使用該等金屬烷醇化物溶液生產半導體組件之方法。金屬烷醇化物膜係經熱處理且轉化成氧化物層;然而,該等系統也未供給足夠均勻的膜。然而,純氧化銦層不可以其中所述之方法生產。
在本申請案優先權日尚未公開之DE 10 2009 009 338描述烷醇銦在從無水溶液生產含有氧化銦之層中的用途。雖然所得層比利用溶膠-凝膠法所生產之層更均勻,但是使用無水系統的烷醇銦仍有使含有烷醇銦之調配物成為含有氧化銦之層的轉化作用未給予所得層足夠好的電性能之缺點。
在本申請案優先權日同樣尚未公開之DE 10 2009 028 801描述用於從非水性溶液生產比較改進的含有氧化銦之層的液相法,其中將含有i)至少一種通式MxOy(OR)z[O(R’O)cH]aXb[R”OH]d之烷醇側氧基銦(其中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”=有機基團,X=F、Cl、Br、I)及ii)至少一種溶劑的無水組成物施加於基材,隨意地乾燥及轉化成含有氧化銦之層。
不過希望生產甚至更好的含有氧化銦之層。因此,本發明之目的係提供可用於生產具有甚至更好的電性能(尤其甚至更好的場效遷移率μFET)的含有氧化銦之層(尤其為氧化銦層)的物質。亦希望能提供可以更簡單的方式加工之物質。
此目的於本發明之文件中係藉由本發明的通式In7O2(OH)(OR)12X4(ROH)x之鹵化烷醇側氧基銦而達成,其中R=C1-C15-烷基、C1-C15-烯基、C1-C15-炔基、C1-C15-烷氧基烷基、C6-C15-芳基-或C7-C15-烷氧基芳基,X=F、Cl、Br、I,及x=0至10。驚訝的是另外有可能以該等物質在空氣下生產特別高品質的含有氧化銦之層。
迄今未於文獻中描述的該等化合物In7O2(OH)(OR)12X4(ROH)x可利用以下方式合成:將包含鹵化銦(III)InX3、異丙醇鈉或異丙醇鉀及(較佳為無水)異丙醇之反應混合物(A)轉化,將形成為中間物的固體(F1)較佳地以過濾移出且以異丙醇清洗,獲得含異丙醇之清洗溶液(B),從含異丙醇之溶液(A)及/或(B)移除異丙醇,獲得固體(F2),將固體(F2)溶解在醇ROH中,獲得混合物(C),較佳地進行一或多次過濾步驟,及自混合物(C)結晶出烷醇側氧基銦。
在根據本發明之方法中,所使用之異丙醇鈉或異丙醇鉀對鹵化銦(III)InX3的莫耳比較佳為2.0至2.51:1,尤其為2.4至2.5:1。
另外,所使用之異丙醇對所使用之鹵化銦(III)InX3的莫耳比較佳為5至3000:1,最佳為15至100:1。
較佳的烷醇側氧基銦為對應之氯化物,亦即其中X=Cl之對應化合物。該等化合物引導出對應之含有氧化銦之層的特別好的電性質且可以特別簡單的方式製得。
同樣地優先選擇為其中R=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)2、-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)(CH2CH3)、-CH2CH2(CH3)2或-C(CH3)3的對應之烷醇側氧基銦,且其可以特別簡單的方式製得及加工。
亦優先選擇為其中R=-CH2CH2-OCH3、-CH2CH2-OCH2CH3、-CH2CH2-OCH2CH2CH3、-CH2CH2-OCH(CH3)2、-CH2CH2-OCH2CH2CH2CH3、-CH2CH2-OCH2CH(CH3)2、-CH2CH2-OCH(CH3)(CH2CH3)或-CH2CH2-OC(CH3)3的對應之烷醇側氧基烷氧基銦,且其可以特別簡單的方式製得及加工。
當根據本發明之方法係以InCl3及選自由CH3OH、HOCH2CH3、HOCH2CH2CH3、HOCH(CH3)2、HOCH2CH2CH2CH3、HOCH(CH3)(CH2CH3)、HOCH2CH2(CH3)2及HOC(CH3)3所組成之群組的醇進行時,則在所述之方法中得到特別好的產率。所形成之較佳的方法產物為In7O2(OH)(OCH3)12Cl4(CH3OH)x、In7O2(OH)(OCH2CH3)12Cl4(CH3CH2OH)x、In7O2(OH)(OCH2CH2CH3)12Cl4(CH3CH2CH2OH)x、In7O2(OH)(OCH(CH3)2)12Cl4(HOCH(CH3)2)x、In7O2(OH)(OCH2CH2CH2CH3)12Cl4(HOCH2CH2CH2CH3)x、In7O2(OH)(OCH(CH3)(CH2CH3))12Cl4(HOCH(CH3)(CH2CH3))x及In7O2(OH)(OC(CH3)3)12Cl4(HOC(CH3)3)x,其中在各情況中的x為0-10。
特別佳的本發明之烷醇側氧基銦為通式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)4之烷醇側氧基銦,其具有圖1中所示之結構式且其可另外與配位於晶體中的高達10個乙醇分子一起存在。
此化合物可如所附加之實例中所述方式製備。
本發明進一步提供本發明之烷醇銦用於生產含有氧化銦之層的用途及用於生產含有氧化銦之層的對應方法。本發明之烷醇側氧基銦原則上適合於經由噴濺法、經由氣相沉積法、溶膠-凝膠法及從非水性溶液沉積來生產層。然而,本發明之烷醇側氧基銦特別適合於從非水性溶液沉積;通式烷醇側氧基銦更佳為x=0-10的In7O2(OH)(OCH3)12Cl4(CH3OH)x、In7O2(OH)(OCH2CH3)12Cl4(CH3CH2OH)x、In7O2(OH)(OCH2CH2CH3)12Cl4(CH3CH2CH2OH)x、In7O2(OH)(OCH(CH3)2)12Cl4(HOCH(CH3)2)x、In7O2(OH)(OCH2CH2CH2CH3)12Cl4(HOCH2CH2CH2CH3)x、In7O2(OH)(OCH(CH3)(CH2CH3))12Cl4(HOCH(CH3)(CH2CH3))x及In7O2(OH)(OC(CH3)3)12Cl4(HOC(CH3)3)x,而以其中x=0-10的式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)41-EtOH)x之烷醇側氧基銦最特別佳。
利用從非水性溶液沉積來生產含有氧化銦之層的此一方法為一種其中將待塗佈之基材以包含至少一種本發明之鹵化烷醇側氧基銦的液體非水性溶液塗佈,隨意地接著乾燥及接著轉化成含有氧化銦之層的方法。應暸解在本發明之上下文中的液體組成物意謂那些在SATP條件下(〝標準周圍溫度及壓力〞;T=25℃及p=1013 hPa)及在施加於待塗佈之基材時呈液體形式的組成物。應暸解在此及下文之非水溶液或無水組成物意謂包含不超過200 ppm之H2O的溶液或調配物。
應瞭解根據本發明之方法的方法產物(含有氧化銦之層)意謂含有金屬-或半金屬之層,其包含基本上呈氧化物形式存在的銦原子或離子。含有氧化銦之層亦可隨意地包含來自不完全轉化或未完全移除的所形成之副產物的碳、氮、鹵素或烷醇化物成分。含有氧化銦之層可為純氧化銦層,亦即忽略任何碳、氮、烷醇化物或鹵素的成分基本上可由呈氧化物形式存在的銦原子或離子所組成,或包含部份本身可呈元素、氧化物或另一形式存在的另外元素。為了獲得純氧化銦層,除了本發明之至少一種烷醇側氧基銦以外,應該只有含有銦之前驅物用於根據本發明之方法中,較佳為只有烷醇側氧基銦及烷醇銦。相反地,為了獲得包含除了含有銦之前驅物以外的其他金屬之層,亦有可能使用呈0氧化態之金屬的前驅物(以製備含有呈不帶電形式的另外金屬之層)或金屬氧化物前驅物(例如,其他金屬烷醇化物或金屬側氧基烷醇化物)。
當本發明之烷醇側氧基銦被用作為唯一的金屬氧化物前驅物時,則根據本發明之本發明方法特別適合於生產氧化銦層。當唯一的金屬氧化物前驅物對應於式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)4時,則得到最特別好的層。
至少一種烷醇側氧基銦係以無水組成物總質量為基準計較佳地以0.1至15重量%,更佳為1至10重量%,最佳為2至5重量%之比例存在。
無水組成物進一步含有至少一種溶劑,亦即組成物可含有一種溶劑或不同溶劑之混合物。可優先用於根據本發明之方法的調配物中之溶劑為非質子性及弱質子性溶劑,亦即那些選自非質子性的非極性溶劑群組,亦即烷類、經取代之烷類、烯類、炔類、不具有或具有脂族或芳族取代基之芳族化合物、鹵化烴類、四甲基矽烷;非質子性的極性溶劑群組,亦即醚類、芳族醚類、經取代之醚類、酯類或酸酐類、酮類、三級胺類、硝基甲烷、DMF(二甲基甲醯胺)、DMSO(二甲亞碸)或碳酸丙二酯(propylene carbonate);及弱質子性溶劑,亦即醇類、一級和二級胺類和甲醯胺。特別優先選用的溶劑為醇類,且亦為甲苯、二甲苯、苯甲醚、1,3,5-三甲苯、正己烷、正庚烷、參(3,6-二氧庚基)胺(TDA)、2-胺甲基四氫呋喃、苯乙醚、4-甲基苯甲醚、3-甲基苯甲醚、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、四氫萘及二乙醚。最特別佳的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、四氫糠醇、第三丁醇、正丁醇、乳酸乙酯、乙酸丁酯和甲苯,及其混合物。
為了達成特別好的印刷性,在根據本發明之方法中所使用的組成物較佳地具有1 mPa‧s至10 Pa‧s之黏度,尤其為1 mPa‧s至100 mPa‧s,其係根據DIN 53019第1至2部分測定且在20℃下測量。對應黏度可藉由添加聚合物、纖維素衍生物或SiO2(其可以例如Aerosil商標名稱獲得)而確立,且尤其利用PMMA、聚乙烯醇、胺基甲酸酯增稠劑或聚丙烯酸酯增稠劑。
在根據本發明之方法中所使用的基材較佳為由玻璃、矽、二氧化矽、金屬氧化物或過渡金屬氧化物、金屬或聚合物材料(尤其為PI或PET)所組成之基材。
含有氧化銦之層較佳地利用塗佈法生產,該塗佈法係選自印刷法(尤其為快乾/凹版印刷、噴墨印刷、套版印刷、數位套版印刷和網版印刷)、噴霧法、旋轉式塗佈法(〝旋轉塗佈〞)、浸塗法(〝浸漬塗佈〞)及選自彎液面塗佈(meniscus coating)、狹縫塗佈、狹縫模具式塗佈和淋幕式塗佈之方法。塗佈法係以印刷法最佳。
在塗佈之後及轉化之前,可將經塗佈之基材另外乾燥。就此目的的對應措施及條件為那些熟諳本技術者所知。
轉化成含有氧化銦之層可藉由熱途徑及/或藉由以電磁(尤其為光化)輻射照射來完成。優先選擇以利用溫度大於150℃之熱途徑來轉化。然而,當使用250℃至360℃之溫度來轉化時,可達成特別好的結果。
典型地使用數秒至高達數小時之轉化時間。
熱轉化可另外藉由在熱處理之前、期間或之後射入UV、IR或VIS輻射或以空氣或氧處理經塗佈之基材而促進。
根據本發明之方法所獲得的層品質可另外藉由經組合之熱與氣體處理(以H2或O2)、電漿處理(Ar、N2、O2或H2電漿)、雷射處理(以UV、VIS或IR範圍內之波長)或臭氧處理而進一步改進,該處理係在轉化步驟之後。
本發明進一步提供利用本發明之烷醇側氧基銦可生產的含有氧化銦之層。從本發明之烷醇側氧基銦可生產且為純氧化銦層的含有氧化銦之層具有特別好的性質。
由於用於從液相生產含有氧化銦之層的本發明之烷醇側氧基銦好的適用性,使本發明進一步提供本發明之烷醇側氧基銦用於製備液體塗料組成物的用途。應暸解液體塗料組成物意謂那些在SATP條件下(〝標準周圍溫度及壓力〞;T=25℃及p=1013 hPa)及在施加於預塗佈之基材時呈液體形式的組成物。
本發明之烷醇側氧基銦另外有利地適合於電子組件之生產,尤其電晶體(尤其為薄層電晶體)、顯示器、RFID標籤、電路、二極體、感應器或太陽能電池之生產。
下列的實例意欲詳細例證而非限制本發明之主題。
操作實例: In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)41-HOEt)5之合成法
在已不含殘餘水份的1公升玻璃圓底燒瓶中,將1.3公克鈉(56.55毫莫耳,2.5當量)在保護性氣體氛圍下溶解在250毫升異丙醇中且迴流。將在250毫升乾燥異丙醇中的5.0公克(22.6毫莫耳)氯化銦(III)(InCl3)添加至所形成之NaOiPr溶液中。將反應混合物在迴流下劇烈攪拌2小時。在冷卻之後,將溶液過濾且將沉澱物以每次100毫升異丙醇清洗兩次。將合併的液體部分在減壓下濃縮。將剩餘固體溶解在200毫升乙醇(<10 ppm之H2O)中且過濾。在約1週時,在-30℃下從溶液形成晶體(產率約20%)。根據單晶結構分析,在晶體中的分子結構對應於式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)41-HOEt)5
氧化銦層之生產
具有約15毫米之邊緣長度及具有約200奈米之氧化矽塗層厚度和ITO/金之指狀結構的經摻雜之矽基材係藉由旋轉塗佈(2000 rpm)以100微升在醇(甲醇、乙醇或異丙醇)或甲苯中之In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)41-HOEt)5的5重量%之溶液塗佈。在塗佈操作之後,將經塗佈之基材在空氣下以260℃或350℃之溫度熱處理1小時。
本發明之塗層顯示至高達1.5平方公分/Vs之電荷載子遷移率(在閘極-源極電壓30 V,源極-汲極電壓30 V,通道寬度1公分及通道長度20微米下)。
圖1.
結構式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-Cl)4,R=Et

Claims (9)

  1. 一種通式In7O2(OH)(OR)12X4(ROH)x之鹵化烷醇側氧基銦(indium oxo alkoxide),其中R=C1-C15-烷基、C1-C15-烯基、C1-C15-炔基、C1-C15-烷氧基烷基、C6-C15-芳基-或C7-C15-烷氧基芳基,X=F、Cl、Br、I,及x=0至10。
  2. 根據申請專利範圍第1項之烷醇側氧基銦,其中該烷醇側氧基銦可以通式In74-O)22-OH)(μ1-OEt)32-OEt)73-OEt)21-C1)4描述。
  3. 一種製備根據申請專利範圍第1或2項之烷醇側氧基銦的方法,其特徵在於-使包含鹵化銦(III)InX3、異丙醇鈉或異丙醇鉀及異丙醇之反應混合物(A)反應,-將形成為中間物的固體(F1)較佳地過濾且以異丙醇清洗,獲得含異丙醇之清洗溶液(B),-從該含異丙醇之溶液(A)及/或(B)移除異丙醇,獲得固體(F2),-將該固體(F2)溶解在醇ROH中,獲得混合物(C),-較佳地進行一或多次過濾步驟,-及自混合物(C)結晶出烷醇側氧基銦。
  4. 根據申請專利範圍第1項之烷醇側氧基銦製備方法,其中該鹵化銦(III)InX3為InCl3,且該醇係選自由CH3OH、HOCH2CH3、HOCH2CH2CH3、HOCH(CH3)2、 HOCH2CH2CH2CH3、HOCH(CH3)(CH2CH3)及HOC(CH3)3所組成之群組。
  5. 一種根據申請專利範圍第1或2項之烷醇側氧基銦的用途,其係用於生產含氧化銦之塗料。
  6. 根據申請專利範圍第5項之烷醇側氧基銦的用途,其中該含氧化銦之塗料係利用從非水性溶液沉積而生產。
  7. 一種根據申請專利範圍第1及2項中任一項之烷醇側氧基銦的用途,其係用於生產液體塗料組成物。
  8. 一種根據申請專利範圍第1及2項中任一項之烷醇側氧基銦的用途,其係用於生產電子組件。
  9. 根據申請專利範圍第8項之烷醇側氧基銦的用途,其係用於生產電晶體、顯示器、RFID標籤、電路、二極體、感應器或太陽能電池。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007018431A1 (de) * 2007-04-19 2008-10-30 Evonik Degussa Gmbh Pyrogenes Zinkoxid enthaltender Verbund von Schichten und diesen Verbund aufweisender Feldeffekttransistor
DE102008058040A1 (de) * 2008-11-18 2010-05-27 Evonik Degussa Gmbh Formulierungen enthaltend ein Gemisch von ZnO-Cubanen und sie einsetzendes Verfahren zur Herstellung halbleitender ZnO-Schichten
DE102009028802B3 (de) 2009-08-21 2011-03-24 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung Metalloxid-haltiger Schichten, nach dem Verfahren herstellbare Metalloxid-haltige Schicht und deren Verwendung
DE102010031592A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Evonik Degussa Gmbh Indiumoxoalkoxide für die Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten
DE102010031895A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Evonik Degussa Gmbh Indiumoxoalkoxide für die Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten
DE102010043668B4 (de) 2010-11-10 2012-06-21 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Indiumoxid-haltigen Schichten, nach dem Verfahren hergestellte Indiumoxid-haltige Schichten und ihre Verwendung
DE102011084145A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von hochperformanten und elektrisch stabilen, halbleitenden Metalloxidschichten, nach dem Verfahren hergestellte Schichten und deren Verwendung
DE102012209918A1 (de) * 2012-06-13 2013-12-19 Evonik Industries Ag Verfahren zur Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten
DE102013212019A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Evonik Industries Ag Formulierungen zur Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE102013212017A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Evonik Industries Ag Verfahren zur Herstellung von Indiumalkoxid-Verbindungen, die nach dem Verfahren herstellbaren Indiumalkoxid-Verbindungen und ihre Verwendung
DE102013212018A1 (de) * 2013-06-25 2015-01-08 Evonik Industries Ag Metalloxid-Prekursoren, sie enthaltende Beschichtungszusammensetzungen, und ihre Verwendung
DE102014202718A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Evonik Degussa Gmbh Beschichtungszusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CN115220300B (zh) * 2021-04-14 2025-10-17 华为技术有限公司 图案化材料、图案化组合物和图案形成方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040124424A1 (en) * 2002-12-11 2004-07-01 Sharp Kabushiki Kaisha Monolithic multiple-wavelength laser device and method of fabricating the same
JP2004231495A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Nippon Shokubai Co Ltd 金属酸化物膜の製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2659649B1 (fr) * 1990-03-16 1992-06-12 Kodak Pathe Preparation d'alkoxydes d'indium solubles dans les solvants organiques.
RU2181389C2 (ru) * 1999-06-29 2002-04-20 Омский научно-исследовательский институт приборостроения Способ получения прозрачной электропроводящей пленки на основе оксидов индия и олова
CN1101352C (zh) * 2000-07-15 2003-02-12 昆明理工大学 铟锡氧化物薄膜溶胶—凝胶制备方法
US6958300B2 (en) 2002-08-28 2005-10-25 Micron Technology, Inc. Systems and methods for forming metal oxides using metal organo-amines and metal organo-oxides
JP4767616B2 (ja) 2005-07-29 2011-09-07 富士フイルム株式会社 半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
US8227040B2 (en) 2006-12-29 2012-07-24 3M Innovative Properties Company Method of curing metal alkoxide-containing films
DE102007018431A1 (de) 2007-04-19 2008-10-30 Evonik Degussa Gmbh Pyrogenes Zinkoxid enthaltender Verbund von Schichten und diesen Verbund aufweisender Feldeffekttransistor
GB2454019B (en) * 2007-10-27 2011-11-09 Multivalent Ltd Improvements in or relating to synthesis of gallium and indium alkoxides
DE102008058040A1 (de) 2008-11-18 2010-05-27 Evonik Degussa Gmbh Formulierungen enthaltend ein Gemisch von ZnO-Cubanen und sie einsetzendes Verfahren zur Herstellung halbleitender ZnO-Schichten
DE102009009338A1 (de) 2009-02-17 2010-08-26 Evonik Degussa Gmbh Indiumalkoxid-haltige Zusammensetzungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE102009009337A1 (de) 2009-02-17 2010-08-19 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung halbleitender Indiumoxid-Schichten, nach dem Verfahren hergestellte Indiumoxid-Schichten und deren Verwendung
DE102009028802B3 (de) 2009-08-21 2011-03-24 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung Metalloxid-haltiger Schichten, nach dem Verfahren herstellbare Metalloxid-haltige Schicht und deren Verwendung
DE102009028801B3 (de) 2009-08-21 2011-04-14 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten, nach dem Verfahren herstellbare Indiumoxid-haltige Schicht und deren Verwendung
DE102009050703B3 (de) 2009-10-26 2011-04-21 Evonik Goldschmidt Gmbh Verfahren zur Selbstassemblierung elektrischer, elektronischer oder mikromechanischer Bauelemente auf einem Substrat und damit hergestelltes Erzeugnis
DE102009054998A1 (de) 2009-12-18 2011-06-22 Evonik Degussa GmbH, 45128 Verfahren zur Herstellung von Indiumchlordialkoxiden
DE102009054997B3 (de) 2009-12-18 2011-06-01 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Indiumoxid-haltigen Schichten, nach dem Verfahren hergestellte Indiumoxid-haltige Schichten und ihre Verwendung
DE102010031895A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Evonik Degussa Gmbh Indiumoxoalkoxide für die Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten
DE102010031592A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Evonik Degussa Gmbh Indiumoxoalkoxide für die Herstellung Indiumoxid-haltiger Schichten
DE102010043668B4 (de) 2010-11-10 2012-06-21 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Indiumoxid-haltigen Schichten, nach dem Verfahren hergestellte Indiumoxid-haltige Schichten und ihre Verwendung
DE102011084145A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von hochperformanten und elektrisch stabilen, halbleitenden Metalloxidschichten, nach dem Verfahren hergestellte Schichten und deren Verwendung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040124424A1 (en) * 2002-12-11 2004-07-01 Sharp Kabushiki Kaisha Monolithic multiple-wavelength laser device and method of fabricating the same
JP2004231495A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Nippon Shokubai Co Ltd 金属酸化物膜の製造方法

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