[發明專利]混合絕緣墨水、絕緣薄膜和柔性薄膜晶體管及制備方法

在審

• 申請號: 202110034793.9
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112795241A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 蔡煒;鄭喜鳳;汪洋;曹慧;毛新越;王鉑;邢繁洋;張慶凱;馬寶真;張朝志
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: C09D11/30
• 分類號: C09D11/30;C09D11/36;H01L29/51;H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;羅尹清

1.一種混合絕緣墨水，其特征在于，按質量百分比計算，所述混合絕緣墨水包括如下組分：

鋯鹽8-15％、有機摻雜材料0.4-1％、溶劑余量；

所述鋯鹽為八水合氧氯化鋯；

所述有機摻雜材料為聚乙烯吡咯烷酮；

所述溶劑為乙二醇。

2.根據權利要求1所述的混合絕緣墨水，其特征在于，所述有機摻雜材料的用量為0.4-0.8％。

3.一種如權利要求1~2任一所述的混合絕緣墨水的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將鋯鹽、有機摻雜材料混合，加溶劑攪拌均勻，得到溶液；

將溶液攪拌后進行過濾；

將溶液靜置12h以上，得到混合絕緣墨水。

4.根據權利要求3所述的混合絕緣墨水的制備方法，其特征在于，攪拌過程為在100-200r/min條件下攪拌1-1 .5h；

過濾過程為經0.45μm PVDF濾頭過濾。

5.一種絕緣薄膜，其特征在于，所述絕緣薄膜采用如權利要求1~2任一所述的混合絕緣墨水制備而成。

6.一種如權利要求5所述的絕緣薄膜層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

選擇墨滴間距25~35μm，印刷次數為2次，將所述混合絕緣墨水打印到襯底上；

先30℃-40℃退火2-8min，接著200-250℃退火40min以上。

7.一種柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述柔性薄膜晶體管包括絕緣薄膜層，所述絕緣薄膜層采用如權利要求1~2任一所述的混合絕緣墨水制備而成。

8.根據權利要求7所述的柔性薄膜晶體管，其特征在于，由下至上依次包括柔性襯底、緩沖層、Al柵電極、絕緣薄膜層、半導體層、Al源漏電極。

9.根據權利要求8所述的柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述柔性襯底為1-10μm厚的聚酰亞胺薄膜；

所述緩沖層為氧化硅或氮化硅，厚度為200-300nm；

所述Al柵電極的厚度為100-150nm；

所述半導體層為8-20nm厚的IGZO有源層；

所述Al源漏電極的厚度為100-150nm。

10.一種如權利要求8~9任一所述的柔性薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在0.7-1mm厚潔凈無堿玻璃上旋涂聚酰亞胺薄膜，作為柔性襯底；

柔性襯底上采用磁控濺射制備緩沖層；

在緩沖層上采用磁控濺射制備Al柵電極；

選擇墨滴間距25~35μm，印刷次數為2次，將混合絕緣墨水打印到帶有Al柵電極上，先30℃-40℃退火2-8min，接著200-250℃退火40min以上，形成絕緣薄膜層；

在絕緣薄膜層上濺射半導體層；

在半導體層上濺射Al源漏電極，并將器件置于150-250℃退火40min以上；

將柔性襯底連同上部其他器件整體從玻璃上剝離，得到柔性薄膜晶體管。