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墨水、薄膜晶体管及其制备方法、有源层薄膜、显示设备与流程

2021-08-13 19:38:00 来源:中国专利 TAG:墨水 薄膜 制备方法 显示设备 印刷
墨水、薄膜晶体管及其制备方法、有源层薄膜、显示设备与流程

本发明属于喷墨印刷技术领域,具体涉及一种墨水、薄膜晶体管及其制备方法、有源层薄膜、显示设备。



背景技术:

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、可大面积制备等传统真空镀膜技术所不具备的优势,因此,近年来喷墨打印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。另外随着柔性显示技术的发展,显示屏已经可以制作成可弯曲、可折叠、可卷起的形式。可变型、可弯折的柔性显示屏能够给用户带来颠覆性的使用体验,例如最近出现的折叠屏手机。因此柔性印刷显示技术具有非常广阔的前景。

但是目前的柔性印刷显示技术在可弯折以及弯折寿命方面仍然存在一些问题。如何制备抗弯折的柔性薄膜晶体管(tft)是目前柔性印刷显示领域的研究重点之一。薄膜晶体管是平板显示器件中的核心,主要包括衬底、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。传统的有源层材料多选自无机金属氧化物,无机金属氧化物虽然具有载流子迁移率高、器件稳定性好等优势,但是氧化物材料柔韧性差,不耐弯折,在柔性显示屏反复弯折的过程中会产生较大的应力,进而发生断裂现象,影响薄膜晶体管和显示屏的正常工作。



技术实现要素:

针对上述问题,有必要提供一种可以形成耐弯折薄膜晶体管有源层的墨水。

进一步,还有必要提供一种由上述墨水形成的薄膜晶体管有源层。

更进一步,提供一种包括由上述墨水形成的薄膜晶体管有源层的薄膜晶体管及其制备方法和显示器件。

本发明通过如下技术方案实现。

一种墨水,包括:

金属氧化物前驱体盐;

有机溶剂;

纳米导电材料,所述纳米导电材料包括:一维纳米材料、二维纳米材料或者由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料。

在其中一个实施例中,所述有机溶剂包括醇醚类有机溶剂,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至少一种。

在其中一个实施例中,所述金属氧化物前驱体盐选自:锌盐、铟盐、镓盐和锡盐中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述一维纳米材料与所述二维纳米材料各自独立地选自:碳、黑磷、氧化铟、氧化镓、氧化锌、氧化锡、氧化钛、硫化钨、硫化钼、硫化镉、硫化锌、硒化钨、硒化钼、硒化镉、硒化锌和磷化铟中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述一维纳米材料的直径为1~100nm,长度为1~50μm;和/或

所述二维纳米材料的厚度为1~100nm。

在其中一个实施例中,基于所述墨水的总质量,所述金属氧化物前驱体盐的含量为1~15wt%,所述有机溶剂的含量为80~95wt%,所述纳米导电材料的含量为1~10wt%。

在其中一个实施例中,所述墨水还包括:

醇类粘度调节剂,基于所述墨水的总质量,所述醇类粘度调节剂的含量为1~15wt%;和/或

醇胺类稳定剂,基于所述墨水的总质量,所述醇胺类稳定剂的含量为0.1~5wt%。

在其中一个实施例中,所述醇类粘度调节剂选自: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至少一种。

在其中一个实施例中,所述醇胺类稳定剂选自:单乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺中的至少一种。

本发明还提供了一种薄膜晶体管有源层薄膜,其由上述任一实施例中所述的墨水去除溶剂后形成。

本发明还提供了一种薄膜晶体管,包括:

衬底;

栅极,所述栅极设置在所述衬底上;

绝缘层,所述绝缘层设置在所述栅极远离所述衬底的一侧;

有源层,所述有源层设置在所述绝缘层远离所述栅极的一侧;所述有源层是由根据上述任一实施例所述的墨水去除溶剂后形成的薄膜,或是根据上述所述的薄膜晶体管有源层薄膜;

间隔设置的源极和漏极,所述源极和所述漏极分别独立地设置在所述绝缘层远离所述栅极的一侧,且与所述有源层接触。

本发明还提供了一种薄膜晶体管的制备方法,其包括如下步骤:

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;

将根据上述任一实施例所述的墨水涂覆于所述绝缘层表面并去除溶剂,形成有源层;

在所述绝缘层表面形成与所述有源层接触的源极和漏极,所述源极和所述漏极之间无接触。

本发明还提供了一种显示设备,包括:薄膜晶体管,所述薄膜晶体管是根据上述任一实施例所述的薄膜晶体管,或是根据上述任一实施例提供的薄膜晶体管的制备方法制备得到的薄膜晶体管。

本发明提供的墨水用于形成薄膜晶体管的有源层,该墨水将金属氧化物前驱体盐与纳米导电材料物理复合,其中,纳米导电材料包括:一维纳米材料、二维纳米材料或者由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料,使纳米导电材料嵌入由金属氧化物前驱体盐形成的金属氧化物薄膜中,以提高有源层的抗弯折性。在包括该薄膜晶体管的柔性显示屏弯折的过程中,即使由于弯折导致氧化物材料发生部分断裂,也可以借助其复合的纳米导电材料对断裂处进行桥接,保证电路的导通,从而保证薄膜晶体管和显示器件的正常工作。包括该墨水形成的有源层的薄膜晶体管和显示器件的耐弯折性能均能够得到明显提升。该墨水使用工艺简单,仅需要通过喷墨打印的方式很涂覆于薄膜晶体管的绝缘层上干燥退火即可,利于大规模制备生产。

附图说明

图1为根据本发明一实施例提供的薄膜晶体管的示意图;

图2为本发明一实施例提供的薄膜晶体管的制备过程;

图3为根据本发明一实施例提供的薄膜晶体管的制备过程的示意图;

图4为一薄膜晶体管弯曲状态示意图,该薄膜晶体管的有源层中包括一维纳米材料;

图5为一薄膜晶体管弯曲状态示意图,该薄膜晶体管的有源层中包括二维纳米材料。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例提供了一种可用于形成薄膜晶体管的有源层的墨水。该墨水包括如下原料组分:

金属氧化物前驱体盐、;

有机溶剂;

纳米导电材料,所述纳米导电材料包括:一维纳米材料、二维纳米材料或者由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料。

其中,纳米导电材料指的是能够导通电子的纳米材料。

传统的薄膜晶体管的有源层为无机金属氧化物薄膜,然而对于需要反复弯折的柔性显示器件,无机金属氧化物薄膜存在韧性差、易断裂的问题,导致传统的无机金属氧化物薄膜不适合用于柔性显示器件。发明人认识到该问题之后,结合可简化制作工艺的喷墨打印技术,提出了本发明的具有纳米导电材料的墨水,使纳米材料(包括一维纳米材料、二维纳米材料或者由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料)在喷墨打印的过程中嵌入形成的金属氧化物薄膜中,起到桥接作用。即使金属氧化物薄膜在弯折时发生断裂,其也可以保证有源层整体的导通,从而保证薄膜晶体管的正常工作。

其中,有机溶剂可以是醇醚类有机溶剂。可选地,醇醚类有机溶剂选自:乙二醇醚化合物、丙二醇醚化合物、二乙二醇醚化合物、二丙二醇醚化合物和三丙二醇醚化合物中的至少一种。进一步,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至少一种。

金属氧化物前驱体盐用能够形成金属氧化物纳米材料形成的薄膜。优选地,金属氧化物前驱体盐应溶于有机溶剂。例如,金属乙酸盐、金属硝酸盐和金属氯化物。其中,优选地,金属氧化物前驱体盐选自锌盐、铟盐、镓盐和锡盐中的至少一种。例如,金属氧化物前驱体盐选自乙酸铟、乙酸镓、乙酸锌、乙酸锡、硝酸铟、硝酸镓、硝酸锌、硝酸锡、氯化铟、氯化镓、氯化锌和氯化亚锡中的至少一种。

作为一个具体示例,金属氧化物前驱体盐是硝酸盐。

更具体地,金属氧化物前驱体盐是硝酸铟和硝酸锌,或硝酸铟、硝酸镓和硝酸锌。

金属氧化物前驱体盐经干燥退火可形成对应的薄膜状的金属氧化物。

纳米导电材料在金属氧化物前驱体盐退火形成金属氧化物薄膜时嵌入所述金属氧化物前驱体盐中。

纳米导电材料选自一维纳米材料、二维纳米材料或由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料。

其中,一维纳米材料指的是三个维度中有一个维度的尺寸不在0.1~100nm之间的材料,一维纳米材料通常也可以称呼为纳米线或纳米管等,例如,典型的碳的一维纳米材料是碳纳米管。作为一个具体示例,本发明中,一维纳米材料可以是碳纳米管和/或金属硫族化合物纳米线。

其中,二维纳米材料指的是三个维度中有两个维度的尺寸不在0.1~100nm之间的材料,二维纳米材料通常也可以称呼为纳米片或纳米片层等,例如,典型的碳的二维纳米材料是石墨烯,其中,石墨烯的两个维度(如长度、宽)尺寸大于100nm,另外一个维度(厚度或者高度)的尺寸在0.1~100nm之间。作为一个具体示例,本发明中,二维纳米材料可以是石墨烯、黑磷纳米片和/或金属硫族化合物纳米片。

优选地,纳米导电材料是二维纳米材料。二维纳米材料为片层状结构,在形成薄膜晶体管有源层的过程中,金属氧化物前驱体盐形成薄膜状金属氧化物的过程中,片层状的二维纳米材料更有利于插入薄膜结构中并覆盖更大的面积,进而起到更有效的桥接作用。

更具体地,上述一维纳米材料和二维纳米材料各自独立地选自:碳、黑磷、氧化铟、氧化镓、氧化锌、氧化锡、氧化钛、硫化钨、硫化钼、硫化镉、硫化锌、硒化钨、硒化钼、硒化镉、硒化锌和磷化铟中的至少一种。

举例来说,碳的一维纳米材料是碳纳米管,碳的二维纳米材料是石墨烯,黑磷的二维纳米材料是黑磷纳米片。硫族化合物的一维纳米材料通常为其对应的纳米线,其二维纳米材料通常为其对应的纳米片。

其中,一维纳米材料的直径为1~100nm,长度为1~50μm;二维纳米材料的厚度为1~100nm。

优选地,一维纳米材料的枝晶为1~50nm;二维纳米材料的厚度为1~50nm。

在该墨水中,基于墨水的总质量,金属氧化物前驱体盐的含量为1~15wt%,纳米导电材料的含量为1~10wt%,醇醚类有机溶剂的含量为80~95wt%。其中,“wt%”用以表示质量百分比。

另外,在墨水中加入醇类粘度调节剂和醇胺类稳定剂并适应性调整各组分的含量,能够提高墨水的可打印性和稳定性。

醇类粘度调节剂可选自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至少一种。

醇胺类稳定剂可选自单乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺中的至少一种。

在该墨水中,基于墨水的总质量,金属氧化物前驱体盐的含量为金属氧化物前驱体盐的含量为1~15wt%,纳米导电材料的含量为1~10wt%,醇醚类有机溶剂的含量为80~95wt%,醇类粘度调节剂的含量为1~15wt%,醇胺类稳定剂的含量为0.1~5wt%。

可选地,在该墨水中,金属氧化物前驱体盐的含量为5~10wt%,纳米导电材料的含量为1~3wt%,醇醚类有机溶剂的含量为80~95wt%,醇类粘度调节剂的含量为3~7wt%,醇胺类稳定剂的含量为0.1~3wt%。

优选地,上述墨水的粘度为6~12cp,表面张力为28~32dyn/cm。

传统的薄膜晶体管的有源层可以是有机材料或无机金属氧化物材料。有机材料虽然韧性较好,与柔性基底兼容性好,但是有机材料作为有源层的薄膜晶体管的载流子迁移率低,稳定性较差,无法实际应用。

无机金属氧化物材料形成薄膜晶体管的有源层时,其柔韧性差,形成的金属氧化物薄膜(有源层)容易在柔性显示屏多次弯折时产生应力并弯折断裂,导致柔性显示屏无法正常工作。

上述墨水引入的纳米导电材料作为填充剂,在经干燥退火后形成金属氧化物薄膜时,纳米导电材料嵌入氧化物薄膜中。即使该金属氧化物薄膜在反复弯折过程中发生断裂,该纳米导电材料本身不易于断裂,并可对断裂处搭接保证导电通路的导通。

优选地,该纳米导电材料是二微纳米材料,二维纳米材料具有更大的表面积,能够有效地提高薄膜整体的致密性,保证薄膜整体在断裂时能够更有效地导通。

进一步,本发明还提供了一种由上述墨水去除溶剂后形成的薄膜晶体管有源层薄膜。

优选地,该墨水经喷墨打印涂覆于薄膜晶体管的绝缘层上,再经干燥退火形成薄膜晶体管的有源层薄膜。

进一步,本发明还提供了一种薄膜晶体管,该薄膜晶体管的有源层是由根据上述任一实施例所述的墨水去除溶剂后形成的薄膜,或是根据上述所述的薄膜晶体管有源层薄膜。

如图1所示,根据该薄膜晶体管的其中一个实施例,其包括:

衬底01、设置在衬底01上的栅极02、设置在栅极02上的绝缘层03、设置在绝缘层03上的有源层04和间隔设置在绝缘层03上且与有源层04接触的源极05和漏极06。

更进一步,本发明还提供了一种薄膜晶体管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:

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;

将上述墨水涂覆于绝缘层表面并去除溶剂,形成有源层;

在绝缘层表面形成与所述有源层接触的源极和漏极,源极和漏极之间无接触。

请同时参照图2和图3示出的的上述制备方法更详细的制备过程描述及各步骤对应示意图,其包括如下步骤。

步骤s1,提供衬底01,在衬底上形成栅极02。

衬底的材料是聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或金属箔。

栅极的材料是金、银、铜、铝、钛、钼、铬和其合金中的至少一种,或是石墨烯和碳纳米管中的一种或两种。栅极的厚度是100nm~1000nm。形成栅极的方式是真空蒸镀、溅射或打印。

步骤s2,在衬底上形成设置在衬底01和栅极02表面的绝缘层03。

绝缘层03的材料选自氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化铪、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷和聚四乙烯苯酚中的一种或多种材料的交替叠层结构。绝缘层03的厚度是50~300nm。形成绝缘层的方式是原子层沉积、化学气相沉积或打印。

步骤s3,在绝缘层03表面沉积薄膜晶体管有源层墨水,经干燥退火后,形成有源层04。

该薄膜晶体管有源层墨水为上述墨水。具体地,该薄膜晶体管有源层墨水包括如下原料组分:金属氧化物前驱体盐、纳米导电材料和有机溶剂。其中,金属氧化物前驱体盐能够溶解于有机溶剂中。

其中,薄膜晶体管有源层墨水的有机溶剂为醇醚类有机溶剂。醇醚类有机溶剂选自乙二醇醚化合物、丙二醇醚化合物、二乙二醇醚化合物、二丙二醇醚化合物和三丙二醇醚化合物中的至少一种。进一步,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至少一种。

金属氧化物前驱体盐选自可溶于对应有机溶剂的盐,例如乙酸盐、硝酸盐和氯化物。金属氧化物前驱体盐选自锌盐、铟盐、镓盐和锡盐中的至少一种。例如,金属氧化物前驱体盐选自乙酸铟、乙酸镓、乙酸锌、乙酸锡、硝酸铟、硝酸镓、硝酸锌、硝酸锡、氯化铟、氯化镓、氯化锌和氯化亚锡中的至少一种。

金属氧化物前驱体盐经干燥退火可形成对应的薄膜状的金属氧化物。

金属氧化物纳米材料选自锌、铟、镓和锡中至少一种金属元素的氧化物的纳米材料。金属氧化物选自氧化铟、氧化镓、氧化锌、氧化锡、氧化铟镓、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化锌锡、氧化铟镓锌、氧化铟锌锡和氧化铟镓锌锡中的至少一种。

纳米导电材料是一维纳米材料、二维纳米材料或者由一维纳米材料与二维纳米材料形成的复合材料。

优选地,纳米导电材料是二维纳米材料。

一维纳米材料与二维纳米材料各自独立地选自碳、黑磷、氧化铟、氧化镓、氧化锌、氧化锡、氧化钛、硫化钨、硫化钼、硫化镉、硫化锌、硒化钨、硒化钼、硒化镉、硒化锌和磷化铟中的至少一种。

在墨水中加入醇类粘度调节剂和醇胺类稳定剂并适应性调整各组分的含量,能够提高墨水的可打印性和稳定性。

醇类粘度调节剂可选自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至少一种。

醇胺类稳定剂可选自单乙醇胺、二乙醇胺和二甘醇胺中的至少一种。

该薄膜晶体管有源层墨水包括1~15wt%的金属氧化物前驱体盐,1~10wt%的纳米导电材料,80~95wt%醇醚类有机溶剂,1~15wt%的醇类粘度调节剂,0.1~5wt%的醇胺类稳定剂。

优选地,该薄膜晶体管有源层墨水包括5~10wt%的金属氧化物前驱体盐,1~3wt%的纳米导电材料,80~85wt%醇醚类有机溶剂,3~7wt%的醇类粘度调节剂,0.1~3wt%的醇胺类稳定剂。

采用溶液法将上述薄膜晶体管有源层墨水沉积在绝缘层03表面。

更具体地,采用喷墨打印工艺将薄膜晶体管有源层墨水沉积在绝缘层03表面。

退火的方式是红外照射退火。

本步骤中形成的有源层金属氧化物膜的厚度为20~200nm。

步骤s4,在有源层04上形成源极05和漏极06。

源极的材料是金、银、铜、铝、钛、钼、铬和其合金中的至少一种,或是石墨烯和碳纳米管中的一种或两种。栅极的厚度是100nm~1000nm。形成源极的方式是真空蒸镀、溅射或打印。

漏极的材料是金、银、铜、铝、钛、钼、铬和其合金中的至少一种,或是石墨烯和碳纳米管中的一种或两种。栅极的厚度是100~1000nm。形成漏极的方式是真空蒸镀、溅射或打印。

其中,如图2,并无对源极05和漏极06的位置进行限定,其位置可以彼此可以互换,可根据具体薄膜晶体管设计而选定。

请参照图4,图4示出了一种薄膜晶体管,该薄膜晶体管包括衬底11、设置在衬底11上的栅极12和绝缘层13、设置在绝缘层13上的有源层14、设置在绝缘层13上的与有源层14接触、彼此间隔设置的源极15和漏极16。其中,有源层14由包括一维纳米材料的墨水去除溶剂后形成,由此一维纳米材料嵌入有源层14中。

请参照图5,图5示出了一种薄膜晶体管,该薄膜晶体管包括衬底21、设置在衬底21上的栅极22和绝缘层23、设置在绝缘层23上的有源层24、设置在绝缘层23上的与有源层24接触、彼此间隔设置的源极25和漏极26。其中,有源层24由包括二维纳米材料的墨水去除溶剂后形成,由此一维纳米材料嵌入有源层24中。

上述有源层14和有源层24在柔性显示器件弯折的过程中,即使金属氧化物形成的薄膜易发生断裂,但其中的一维或二维纳米导电材料难以断裂,可以起到桥接的作用,使有源层可以持续导通,保证该显示屏的稳定工作。

本发明还提供了一种显示设备,包括:薄膜晶体管,所述薄膜晶体管是根据上述任一实施例所述的薄膜晶体管,或是根据上述任一实施例提供的薄膜晶体管的制备方法制备得到的薄膜晶体管。

为了便于理解本发明,以下结合具体的实施例对本发明作进一步详细的说明,应当理解,此处所给出的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。以下实施例中所用试剂如无特殊说明,均可从市场常规购得。

实施例1

配制薄膜晶体管有源层墨水:在9.65g乙二醇甲醚中分别加入0.7107g硝酸铟,0.2223g硝酸锌,0.2g石墨烯纳米片,0.63g丙三醇,0.1g单乙醇胺,充分搅拌混合均匀得到石墨烯纳米片复合氧化铟锌前驱体墨水。

制备薄膜晶体管器件:1)在聚酰亚胺衬底上通过打印工艺制备直径为100nm的银纳米线作为栅极;

2)在聚酰亚胺衬底上打印工艺制备厚度为200nm的聚甲基丙基酸甲酯,形成栅极绝缘层;

3)将本实施例制备的前驱体墨水通过喷墨打印工艺打印在绝缘层上,先在气压为1pa的真空条件下去除液体部分,再经过功率为300w的红外光源照射60min进行红外退火,得到含有石墨烯纳米片的氧化铟锌有源层。

4)在有源层上通过打印工艺制备直径为100nm银纳米线作为源极和漏极。

实施例2

配制薄膜晶体管有源层墨水:在15.22g乙二醇乙醚中分别加入0.9476g硝酸铟,0.1279g硝酸镓,0.2964g硝酸锌,0.36g碳纳米管,1.1155g乙二醇,0.1867g单乙醇胺,充分搅拌混合均匀得到碳纳米管复合氧化铟镓锌前驱体墨水。

制备薄膜晶体管器件:1)在聚酰亚胺衬底上通过打印工艺制备直径为100nm的银纳米线作为栅极;

2)在聚酰亚胺衬底上打印工艺制备厚度为200nm的聚二甲基硅氧烷,形成栅极绝缘层;

3)将本实施例制备的前驱体墨水通过喷墨打印工艺打印在绝缘层上,先在气压为1pa的真空条件下去除液体部分,再经过功率为300w的红外光源照射60min进行红外退火,形成含有碳纳米管的氧化铟镓锌有源层。

4)在有源层上通过打印工艺制备直径为100nm银纳米线作为源极和漏极。

本发明提供的墨水可用于丝网印刷形成薄膜晶体管的有源层,简化传统的有源层的制备工艺,适于大规模生产。且其中设置的一维或二维纳米导电材料起到桥接的作用,有效避免了无机金属氧化物薄膜在弯折的过程中发生断裂导致器件断路的情况,使得薄膜晶体管的耐弯折性得到增强。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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