[发明专利]制备呈溶液的锌配合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备不荷电[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z的溶液的方法，其中x、y和z各自独立地为0.01-10，其至少包括如下步骤：(A)使ZnO和/或Zn(OH)₂与处于至少一种溶剂中的氨接触，以获得浓度为c1的不荷电[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z的溶液，其中x、y和z各自独立地为0.01-10，(B)从获自步骤(A)的溶液中移除一些溶剂以获得包含Zn(OH)₂的悬浮液，(C)从获自步骤(B)的悬浮液中移除固体Zn(OH)₂，和(D)使获自步骤(C)的Zn(OH)₂与处于至少一种溶剂中的氨反应，以获得浓度为c2的不荷电[(OH)_x(NH3_)yZn]_z的溶液，其中x、y和z各自独立地为0.01-10；涉及高浓度的不荷电[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z溶液，其中x、y和z各自独立地为0.01-10；一种制备位于基材上的至少包含氧化锌的层的方法，其至少包括如下步骤：(E)通过前述本发明方法制备不荷电[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z的溶液，其中x、y和z各自独立地为0.01-10，(F)将获自步骤(E)的溶液施加至基材上，和(G)在20-450°C的温度下热处理获自步骤(F)的基材以将不荷电[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z转化成氧化锌，其中x、y和z各自独立地为0.01-10。

制备涂覆有半导电材料，尤其是ZnO的基材的方法已为本领域技术人员所已知。

根据WO 2009/010142A2，可通过使用包含有机金属锌配合物作为半导电氧化锌的前体化合物的可印刷油墨而获得印刷的电子组件。在所用的有机金属锌配合物中存在至少一种肟盐配体。此外，该锌配合物不含碱金属或碱土金属。在WO 2009/010142的方法中，优选使用具有选自如下组配体的有机金属锌配合物：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。

J.J.Schneider等，Adv.Mater.20，2008，3383-3387公开了具有纳米级氧化锌作为活性半导电材料的经印刷的柔性场效应晶体管。借助前体溶液施加这些纳米级氧化锌层，其中所用前体化合物为具有(2-甲氧基亚氨基)丙酮酸盐的有机锌配合物。

EP 1993122A2公开了一种使用可在低温下加工的前体溶液制备作为薄层晶体管的半导电氧化锌层的方法。所述前体溶液包含锌盐和络合剂。合适的锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌或乙酸锌。所用络合剂为羧酸或有机胺。

后一合成具有如下缺点：首先，其成本高且不便；其次，所用前体化合物仅可在升高的温度下转化成所需ZnO，因此这些方法不适于热敏基材。

此外，还存在制备Zn(OH)₂(NH₃)_x(其为半导电ZnO的合适前体)的已知方法。

S.Meyers等，J.Am.Chem.Soc.，130(51)，2008，17603-17609公开了用于在低温下制备氧化锌TFT的含水无机油墨。用于半导电氧化锌的前体化合物为Zn(OH)₂(NH₃)_x。在两步法中，该无机锌配合物通过使高纯度硝酸锌(99.998%)与氢氧化钠溶液在水溶液中反应，随后使由此获得的氢氧化锌与氨反应而获得。为了移除在硝酸锌与氢氧化钠溶液反应中所形成的盐，需要进行许多移除和洗涤步骤。根据Meyers等，所述配合物在6.6M NH₃溶液中的浓度为0.14M Zn，这对应于约0.9重量%Zn。

为了获得特定厚度的ZnO层，现有技术方法必须依次施加数个ZnO层，这是因为所述溶液中所存在的ZnO的前体化合物的浓度非常低，例如仅为约1g Zn/100g溶液。

因此，本发明的目的是提供一种方法，采用该方法可以以高浓度制备ZnO的前体化合物溶液，所述前体化合物由于其低分解温度，应适于热敏基材如聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。