制备结构化涂层的方法、用该方法制备的结构化涂层及其用图_2

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ilicon Days,2012)的方法制备的九硅烷异构体的混合物。用相应的配制品可获得最好的结果。该氢化硅烷还更优选异四硅烷、2-甲硅烷基四硅烷或新戊硅烷。
[0020]所述氢化硅烷低聚物是氢化硅烷化合物的低聚物,优选是氢化硅烷的低聚物。当所述氢化硅烷低聚物具有200-10 000 g/mol的重均分子量时,本发明的配制品特别好地适用于制备薄层。其制备方法是本领域技术人员已知的。相应的分子量可通过凝胶渗透色谱法使用线性聚苯乙烯柱用环辛烷作为洗脱液以聚丁二烯作为基准来测定。
[0021]该氢化硅烷低聚物优选通过非环状氢化硅烷的低聚来获得。不同于由环状氢化硅烷形成的氢化硅烷低聚物,这种低聚物由于进程各异的解离聚合机理具有高的交联比例。相反,由于环状氢化硅烷经受的开环反应机制,由环状氢化硅烷形成的低聚物只有极低的交联比例(如果有的话)。不同于由环状氢化硅烷形成的低聚物,由非环状氢化硅烷制成的相应低聚物使得基底表面在溶液中非常好地润湿,可以特别有效地用于制造薄层并产生均匀和光滑的表面。由非环状支化氢化硅烷形成的低聚物表现出更好的结果
一种特别优选的氢化硅烷低聚物是可通过在没有催化剂的情况下在〈235°C的温度下热转化包含至少一种具有最多20个硅原子的非环状氢化硅烷的组合物获得的低聚物。相应的氢化硅烷低聚物及其制备记载在WO 2011/104147 Al中,其关于该化合物及其制备的内容经此引用并入本文。这种低聚物具有比由非环状支化氢化硅烷形成的其它氢化硅烷低聚物更好的性质。
[0022]该氢化硅烷低聚物还可具有除氢和硅以外的其它残基。因此,当该低聚物含有碳时,可能产生用该配制品制成的层的优点。可以通过氢化硅烷与烃的共低聚来制备相应的含碳氢化硅烷低聚物。但是,该氢化硅烷低聚物优选是只含氢和硅的化合物,因此其没有卤素或烧基。
[0023]为了制备掺杂含硅层,此外优选掺杂的氢化硅烷低聚物。该氢化硅烷低聚物优选是硼-或磷-掺杂的且相应的配制品适用于制造P-或n_掺杂的硅层。相应的氢化硅烷低聚物可通过在其制备期间就已添加相应的掺杂剂来制备。或者,也可以借助高能法(例如紫外线照射或热处理)用选自P掺杂剂的物质,优选硼氢化试剂(尤其是B2H6、BH3*THF、BEt3、BMe3)p掺杂已制成的未掺杂氢化硅烷低聚物,或用η掺杂剂(尤其是PH3、P4)n掺杂它们。
[0024]基于该涂料组合物的总质量计,所述一种或多种氢化硅烷的比例优选为0.1至99重量%,更优选I至50重量%,非常特别优选I至30重量%。
[0025]基于该涂料组合物的总质量计,所述一种或多种氢化硅烷低聚物的比例优选为
0.1至99重量%,更优选I至50重量%,非常特别优选I至20重量%。
[0026]此外,基于存在的氢化硅烷和氢化硅烷低聚物的总质量计,为了实现特别好的结果,该涂料组合物中的氢化硅烷低聚物的比例优选为40-99.9重量%,特别优选60-99%,非常特别优选70-90重量%。
[0027]在本发明的方法中使用的涂料组合物并非必须包含溶剂。但其优选具有至少一种溶剂。如果其包含溶剂,则其比例为基于该配制品的总质量计优选0.1-99重量%,更优选25-95重量%,非常特别优选60-95重量%。
[0028]非常特别优选的是基于该配制品的总质量计具有1-30重量%氢化硅烷、1-20重量%氢化硅烷低聚物和60-95重量%溶剂的涂料组合物。
[0029]对于该涂料组合物而言优选可用的溶剂选自具有I至12个碳原子的直链、支链或环状的、饱和、不饱和或芳族的烃(任选部分或完全卤化)、醇、醚、羧酸、酯、腈、胺、酰胺、亚砜和水。特别优选的是正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、十二烷、环己烷、环辛烷、环癸烷、二环戊烷、苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、二氢化茚、茚、四氢化萘、十氢化萘、二乙醚、二丙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚、四氢呋喃、P-二氧杂环己烷、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二氯甲烷和氯仿。
[0030]此外,本发明的配制品除所述至少一种氢化硅烷和所述至少一种氢化硅烷低聚物和一种或多种任选存在的任何溶剂之外还可包含其它物质,尤其是掺杂剂(优选B2H6、BH3*THF、BEt3、BMe3、PH3、P4)、纳米颗粒或用于调节流变性质的添加剂。相应的物质是本领域技术人员已知的。
[0031]许多基底可以用于本发明的方法。优选的是由玻璃、石英玻璃、石墨、金属、硅构成或由存在于耐热载体上的硅、氧化铟锡、Zn0:F、Zn0:Al或SnO2 = F的层构成的基底。优选的金属是铝、不锈钢、Cr-钢、钛、铬或钼。此外,在选择合适的转化条件下,也可以使用塑料膜(例如PEEK、PEN、PET或聚酰亚胺)。
[0032]该配制品的施加优选经由选自印刷法(尤其是柔性版/凹版印刷、纳米压印或微米压印、喷墨印刷、胶版印刷、反向胶版印刷、数字胶版印刷和丝网印刷)、喷涂法、气溶胶辅助的化学气相沉积、直接液体注射化学气相沉积、旋涂法、浸涂法的液相法和选自弯月面涂覆(Meniscus Coating)、狭缝涂覆、狭缝-模头涂覆和幕涂的方法进行。在上文提到的方法中,气溶胶辅助的化学气相沉积和直接液体注射化学气相沉积应包括在气相法中。
[0033]至少一种涂料组合物的施加原则上可平面(S卩非结构化)或结构化进行。如果该涂料组合物在施加到基底上时也已进行结构化,则可用本发明的方法获得特别精细的结构。相应的结构化施加例如可通过使用印刷方法实现。通过基底的表面预处理,特别是通过局部等离子体处理或电晕处理并因此局部消除基底表面的化学键或通过化学腐蚀或施加化学化合物(尤其通过自主装单层)局部活化表面((例如S1-H封端))通过基底和含前体的涂料组合物之间的表面张力的改性来结构化也是可行的。因此,结构化尤其通过含前体的涂料组合物仅粘附在预先给定的具有有利表面张力的区域和/或干燥的或经转化的层仅粘附在预先给定的具有有利表面张力的区域上来实现。但是,本发明的方法优选可用印刷方法来进行。
[0034]特别优选如此进行本发明的方法,以将至少两种不同的涂料组合物同时或依次以及重叠或不重叠地结构化施加在基底的不同区域上,所产生的涂层部分活化,而未活化的基底上的涂层区域被氧化。由此可制备具有不同性质的特别精细的结构。此外,至少一种涂料组合物优选是适于制备本征硅层的组合物(即包含至少一种硅前体且不含掺杂剂),至少一种另外的涂料组合物是适于制备(P-或n_)掺杂的硅层的组合物(即包含硅前体和至少一种P-或η-掺杂剂,优选至少一种相应的含硼或磷的化合物)。用相应的方法可制备用于具有特殊要求的电子元件的特别好的且简单结构化的层。该方法的另一优点是,相应的方法仅需要活化步骤和氧化步骤。因此,优选以步骤1-3的下述步骤顺序如此进行液相法:
1.将至少两种不同的涂料组合物施加在基底上,
2.将所有涂料组合物施加之后在产生在经涂覆的基底上的涂层部分活化,和
3.将涂覆过的基底上未活化的涂层氧化。
[0035]此外,至少一种涂料组合物优选是适于制备本征硅层的组合物(即包含至少一种硅前体且不含掺杂剂),至少一种另外的涂料组合物是适于制备(P-或η_)掺杂的硅层的组合物(即包含硅前体和至少一种P-或η-掺杂剂,优选至少一种相应的含硼或磷的化合物)。这两种涂料组合物在此也可以重叠或不重叠地施加。
[0036]在施加该配制品后,优选可经由基底上的液体薄膜的紫外线照射进行预交联,此后仍为液体的薄膜具有交联的前体成分。
[0037]此外,在该配制品的施加和任选的预交联后,经涂覆的基底可优选在活化或转化前干燥,以除去任选存在的溶剂。用于此用途的相应措施和条件是本领域技术人员已知的。为了仅除去挥发性配制品成分,在热干燥的情况中,加热温度应小于200°C。
[0038]施加到基底上并任选随后预交联和/或干燥之后,将位于基底上的涂料组合物部分活化。因此,在平面,即未结构化施加涂料组合物的情况中,所产生的层首次进行结构化。在施加涂料组合物时已经进行了结构化的情况中,可用该结构化的涂层的部分活化制备涂覆精细的结构化含硅和/或锗的涂层。
[0039]在此,部分活化例如可通过使用掩膜或通过使用接触冲模(Kontactstempeln)进行。
[0040]本发明方法的活化原则上可以以不同方式进行。所述活化或转化优选加热、使用电磁辐射和/或通过电子-或离子轰击进行。
[0041 ] 热活化优选在200-1000°C,优选250-750°C,特别优选300-700°C的温度下进行。热活化时间优选为0.1毫秒至360分钟。该活化时间更优选为0.1毫秒至10分钟,特别优选I秒至120秒。
[0042]例如可以通过使用红外辐射器、热板、热冲头、烘箱、闪光灯、具有合适气体组成的等离子体(特别是氢等离子体)或电晕、RTP装置、微波装置或电子束处理(如果需要,在各自的预热或温热状态下)进行相应的快速高能法。
[0043]备选或补充
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