[發(fā)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

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110034793.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN112795241A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專利權(quán)）人: 季華實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): C09D11/30
• 分類號(hào): C09D11/30;C09D11/36;H01L29/51;H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 佛山市海融科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;羅尹清

本發(fā)明公開一種混合絕緣墨水、絕緣薄膜和柔性薄膜晶體管及制備方法，按質(zhì)量百分比計(jì)算，所述混合絕緣墨水包括如下組分：鋯鹽8?15％、有機(jī)摻雜材料0.4?1％、溶劑余量。本發(fā)明所提供的混合絕緣墨水，成膜后薄膜均勻、致密度高，漏電流較小，與其他功能薄膜兼容性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示面板制造領(lǐng)域，主要涉及混合絕緣墨水、絕緣薄膜和柔性薄膜晶體管及制備方法。

背景技術(shù)

柔性薄膜晶體管(TFT)在可穿戴傳感器和柔性平板顯示器等電子設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的真空鍍膜法，噴墨印刷法制備TFT器件設(shè)備工藝簡單，成本低，可直接實(shí)現(xiàn)薄膜的圖形化，同時(shí)對(duì)基板尺寸沒有限制，可實(shí)現(xiàn)快速大面積成膜，是柔性顯示行業(yè)的研究熱點(diǎn)。其中，印刷制備低漏電流、抗彎折的絕緣薄膜是實(shí)現(xiàn)低功耗和高穩(wěn)定性的核心因素。以氧化鋯（ZrO₂）為主的無機(jī)高介電絕緣材料具有高電容、寬禁帶的特點(diǎn)，對(duì)降低漏電流有顯著作用，但不耐彎折，易破裂失效。通常采用無機(jī)絕緣薄膜加厚的方法增加其耐彎折性，但會(huì)導(dǎo)致電容降低，開啟電壓變大，增加器件功耗。以聚乙烯醇（PVA）和聚甲基丙烯酸甲酯為代表的有機(jī)絕緣材料抗彎折性好，但電容小，缺陷多，器件漏電流大。目前業(yè)界均以超厚無機(jī)薄膜作為柔性TFT器件絕緣層。

為了提高柔性TFT器件中絕緣層的介電性能，降低漏電流、開啟電壓和功耗，學(xué)術(shù)界提出無機(jī)/有機(jī)絕緣薄膜結(jié)合的方法，具體為無機(jī)/有機(jī)絕緣層疊層結(jié)構(gòu)以及混合摻雜結(jié)構(gòu)。疊層結(jié)構(gòu)中有機(jī)絕緣層主要起修飾作用，一定程度上增強(qiáng)無機(jī)絕緣層的抗彎折性。但多層結(jié)構(gòu)必將采用二次印刷技術(shù)，增加工藝難度，多層結(jié)構(gòu)界面也會(huì)引入大量缺陷，導(dǎo)致最終器件電壓和時(shí)間穩(wěn)定性大大降低。混合結(jié)構(gòu)即配置無機(jī)/有機(jī)混合材料墨水，一次印刷成膜，混合材料薄膜中無機(jī)絕緣材料起主體結(jié)構(gòu)，有機(jī)絕緣材料起緩沖和保護(hù)的作用，整體體現(xiàn)出一定的柔韌性。目前，相關(guān)論文報(bào)道的混合絕緣體系墨水成分大多非常復(fù)雜，適用于噴墨打印的墨水體系少之又少，同時(shí)，對(duì)混合絕緣材料的應(yīng)用局限于電容器等簡單電子器件中，鮮有將其應(yīng)用于柔性TFT器件中。因此，提供一種可噴墨打印的混合絕緣材料墨水、印刷技術(shù)及基于印刷混合絕緣層的高性能薄膜晶體管是非常有必要的。

CN201710399212.5公開了一種噴墨打印氧化鋯絕緣層用墨水及其制備方法，是一種純氧化鋯墨水，主要改善墨水的穩(wěn)定性和粘度，使其適合用于噴墨打印。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，打印出來得到的氧化鋯薄膜不耐彎折，若用于柔性薄膜晶體管中，會(huì)導(dǎo)致薄膜破裂而失去絕緣性能，并不適用于柔性薄膜晶體管。

CN201710398593.5公開了一種噴墨打印用墨水及其制備方法以及由其打印的氧化鋯薄膜，主要利用PVP材料改善打印氧化鋯薄膜的形貌，使打印薄膜表面平整，并未考慮其對(duì)印刷氧化鋯絕緣特性的影響。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該墨水打印得到的絕緣膜漏電流大，并不適用于柔性薄膜晶體管。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種混合絕緣墨水、絕緣薄膜和柔性薄膜晶體管及制備方法，旨在解決現(xiàn)有噴墨打印用墨水并不適用于制備柔性薄膜晶體管的絕緣層薄膜的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種混合絕緣墨水，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)算，所述混合絕緣墨水包括如下組分：

鋯鹽8-15％、有機(jī)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(jī)摻雜材料為聚乙烯吡咯烷酮；

所述溶劑為乙二醇。

所述的混合絕緣墨水，其中，所述有機(jī)摻雜材料的用量為0.4-0.8％。

一種如上所述的混合絕緣墨水的制備方法，其中，包括以下步驟：

將鋯鹽、有機(jī)摻雜材料混合，加溶劑攪拌均勻，得到溶液；

將溶液攪拌后進(jìn)行過濾；

將溶液靜置12h以上，得到混合絕緣墨水。