薄膜晶体管有源层墨水及一种薄膜晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开薄膜晶体管有源层墨水及一种薄膜晶体管的制备方法，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂。利用高粘度醇类溶剂调节墨水的整体粘度，较高粘度的墨水能够阻碍干燥时溶质从中间向边缘的移动，从而减弱“咖啡环”现象，最终得到均匀的薄膜。醇类溶剂的沸点低于300℃，可以在高温退火的工艺中将其完全除去，从而不影响氧化物薄膜的性能。

Thin film transistor active layer ink and a preparation method of thin film transistor

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管有源层墨水及一种薄膜晶体管的制备方法
本专利技术涉及薄膜晶体管领域，尤其涉及一种薄膜晶体管有源层墨水及一种薄膜晶体管的制备方法。
技术介绍
薄膜晶体管（ThinFilmTransistor，TFT）是目前平板显示器件中的核心，TFT主要由衬底、有源层、绝缘层、栅极、源极、和漏极等几个重要组成部分。其中有源层对器件性能以及制造工艺有至关重要的影响。与传统的非晶硅薄膜晶体管相比，以金属氧化物作为有源层的氧化物薄膜晶体管具有载流子迁移率高、大面积均匀性好、关态泄漏电流低、亚阈值摆幅陡等优势，更适合应用在高分辨率、高速、大尺寸显示中。氧化物薄膜晶体管采用的有源层材料主要有氧化锌、氧化铟锌、氧化铟镓锌、氧化锡、氧化锌锡，等透明金属氧化物。在传统制备工艺中，通常使用溅射等工艺来制备氧化物薄膜，这些工艺需要在高真空环境下进行，要有维持高真空的设备，具有成本高，能耗大，材料利用率低等缺点。近年来喷墨打印（InkjetPrinting）技术在电子功能器件制造领域得到快速的发展，特别是在平板显示领域引起了极大的关注，例如在OLED和QLED显示器制造中，喷墨打印技术具有材料利用率高、无需使用精细金属掩膜板（FMM）、可大面积制备等传统真空镀膜技术所不具备的优势，产业界争相布局喷墨打印技术。虽然产业界暂未涉及TFT的喷墨打印制备，但在学术界已是一个热门的研究方向。喷墨打印技术对墨水的要求较高，墨水的沸点、粘度、表面张力等性质不仅影响墨水的可打印性，而且影响墨水沉积在基板上后的干燥过程。在墨水干燥过程中，“咖啡环”现象是一个主要的问题，这主要是由于墨滴在干燥过程中，边缘溶剂挥发较快而中间溶剂挥发慢，当中间溶剂向边缘补充时，带动了溶质向边缘的移动，使得大部分的溶质沉积在薄膜边缘，最终造成边缘厚中间薄的不均匀的“咖啡环”现象，从而影响器件的性能。因此，如何抑制“咖啡环”得到较为均匀的薄膜显得尤为重要。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的旨在提供一种用于溶液法制备薄膜晶体管有源层的墨水及一种薄膜晶体管，解决采用溶液法制备薄膜晶体管有源层时存在的“咖啡环”现象的问题。本专利技术的技术方案如下：一种薄膜晶体管有源层墨水，其中，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂。一种薄膜晶体管的制备方法，其中，包括如下步骤：提供基板，所述基板包括衬底、设置在所述衬底上的栅极以及设置在所述栅极表面的绝缘层；提供薄膜晶体管有源层墨水，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂；在所述绝缘层表面沉积所述薄膜晶体管有源层墨水，经干燥后退火，制得所述薄膜晶体管的有源层。有益效果：利用高粘度醇类溶剂调节墨水的整体粘度，较高粘度的墨水能够阻碍干燥时溶质从中间向边缘的移动，从而减弱“咖啡环”现象，最终得到均匀的薄膜。醇类溶剂的沸点低于300℃，可以在高温退火的工艺中将其完全除去，从而不影响氧化物薄膜的性能。附图说明图1是本专利技术实施方式形成作为栅极的示意图；图2是本专利技术实施方式在栅极上形成绝缘层的示意图；图3是本专利技术实施方式形成有源层的示意图；图4是本专利技术实施方式形成有机导电膜作为背沟道刻蚀保护层的示意图；图5是本专利技术实施方式的在背沟道刻蚀保护层上形成金属层的示意图；图6是本专利技术实施方式的形成源、漏电极的示意图。在图1至图6中，包括：衬底01、栅极02、缘源层03、有源层04、背沟道刻蚀保护层05、图形化成源、漏电极的金属层06。具体实施方式本专利技术的具体实施方式提供一种薄膜晶体管有源层墨水，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种薄膜晶体管有源层墨水，其中，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂。利用高粘度醇类溶剂调节墨水的整体粘度，较高粘度的墨水能够阻碍干燥时溶质从中间向边缘的移动，从而减弱“咖啡环”现象，最终得到均匀的薄膜。醇类溶剂的沸点低于300℃，可以在高温退火的工艺中将其完全除去，从而不影响氧化物薄膜的性能。在一些实施方式中，所述薄膜晶体管有源层墨水由金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂组成。在一些实施方式中，所述金属氧化物前驱体盐选自金属乙酸盐，金属硝酸盐和金属氯化物盐中的一种或几种，所述金属氧化物前驱体盐中的金属选自锌、铟、镓和锡中的一种或多种。在一些实施方式中，所述金属氧化物前驱体选自乙酸锌、硝酸锌、氯化锌、乙酸铟、硝酸铟、氯化铟、乙酸镓、硝酸镓、氯化镓、乙酸锡、硝酸锡和氯化亚锡中的一种或几种。在一些实施方式中，所述薄膜晶体管有源层墨水通过选择金属氧化物前驱体盐的种类搭配可用于形成材料为氧化铟镓锌氧、氧化铟锌、氧化铟镓、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化镓、氧化铟锌、氧化锌锡、氧化铟锡或氧化铟锡锌的薄膜晶体管有源层。在一些实施方式中，所述的粘度调节剂为有机醇，所述有机醇的粘度为10cP-100cP，所述有机醇的沸点为100-300℃。醇醚类有机溶剂的粘度较低，大部分为1-5cP左右，粘度较小，在干燥过程中对溶质从中间向边缘移动的阻碍作用不明显。通过往醇醚类有机溶剂中添加高粘度的有机醇，调节整体墨水粘度至8-20cP，增强对溶质从中间向边缘移动的阻碍作用。在一些实施方式中，所述的有机醇选自2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、3,5,5-三甲基己醇、壬醇、5-乙基-2-壬醇、2,6-二甲基-4-庚醇、癸醇、乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇，1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、5-戊二醇，2-丁烯-1,4-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇和二甘醇中的一种或多种。在一些实施方式中，所述醇醚类有机溶剂选自乙二醇醚或丙二醇醚中的一种或多种。所述种类的醇醚类有机溶剂溶解性强，能够很好的溶解金属乙酸盐、硝酸盐、氯化物盐。另外醇醚类有机溶剂能够与其他很多的有机溶剂互溶，有利于往醇醚类主溶剂中添加其他调节剂成分。在一些实施方式中，所述醇醚类有机溶剂选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇异丙醚、丙二醇正丁醚、丙二醇叔丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚，二乙二醇二丁醚，二乙二醇己醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇丁醚、三乙二醇乙醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇丁醚中的一种或多种。在一些实施方式中，所述金属氧化物前驱体盐占所述薄膜晶体管有源层墨水的重量百分比为1-15%，所述醇醚类有机溶剂占所述薄膜晶体管有源层墨水的重量百分比为80-95%，所述粘度调节剂占所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述薄膜晶体管有源层墨水包括金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂。


2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述薄膜晶体管有源层墨水由金属氧化物前驱体盐，醇醚类有机溶剂和粘度调节剂组成。


3.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述薄膜晶体管有源层墨水的粘度为8-20cP。


4.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述金属氧化物前驱体盐选自金属乙酸盐，金属硝酸盐和金属氯化物盐中的一种或几种，所述金属氧化物前驱体盐中的金属选自锌、铟、镓和锡中的一种或多种。


5.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述的粘度调节剂为有机醇，所述有机醇的粘度为10cP-100cP，所述有机醇的沸点为100-300℃；和/或，
所述醇醚类有机溶剂选自乙二醇醚或丙二醇醚中的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管有源层墨水，其特征在于，所述的有机醇选自2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、3,5,5-三甲基己醇、壬醇、5-乙基-2-壬醇、2,6-二甲基-4-庚醇、癸醇、乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇，1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、5-戊二醇，2-丁烯-1,4-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇和二甘醇中的一种或多种。


7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管有...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄航，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44