[发明专利]包括经过表面处理的金属氧化物颗粒的电介质媒质

说明书

技术领域

本发明涉及诸如薄膜晶体管和电容器之类的薄膜电子器件及其制造方法，具体地讲通过喷墨印刷的方法。

背景技术

据称，US 2005/0095448 A1公开了利用芯-壳颗粒形成电介质层。

发明内容

简而言之，本发明提供了一种电子器件，通常为晶体管或电容器，所述电子器件包括至少一个导电电极和邻近所述电极的电介质层；其中所述电介质层包含聚合物基质以及分散在所述聚合物基质中的金属氧化物颗粒；其中所述金属氧化物颗粒具有与它们的表面共价键合的有机官能团，并且其中所述有机官能团未与所述聚合物基质共价键合。所述金属氧化物颗粒通常包括选自由下列物质组成的组的金属：Ti、Y、Zr、Hf和Si，并且最典型的是Ti。通常，所述有机官能团的分子量是1000或更低，并且符合以下化学式：

(-O-)_xQ(-O-R¹)_y(-CH₂-R²)    (I)

其中Q为Si或P＝O；其中每个R¹均独立地选自由下列物质组成的组：氢、烷基、和取代的烷基；其中每个R²均独立地选自由下列物质组成的组：氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基；其中当Q为Si时，x为1至3，y为0至2，并且x+y＝3；其中当Q为P＝O时，x为1至2，y为0至1，并且x+y＝2；并且其中开氧价(open oxygen valences)与金属氧化物颗粒的表面共价 键合。通常，所述聚合物的基质为选自由下列物质组成的组的聚合物的基质：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、苯乙烯、氟聚合物、乙烯醇和乙酸酯。所述聚合物的基质可以是交联的。

在另一方面，本发明提供可印刷分散体，通常为可喷涂印刷的分散体，其包括：a)可固化组合物和b)金属氧化物颗粒；其中所述金属氧化物颗粒具有与它们的表面共价键合的有机官能团，并且其中所述有机官能团与可固化组合物的任何部分均不共价键合。在一个实施例中，所述有机官能团不与可固化组合物的任何部分反应，不会形成共价键。在一个实施例中，在所述可固化组合物固化时，所述有机官能团可与可固化组合物反应，形成共价键。所述金属氧化物颗粒通常包括选自由下列金属组成的组：Ti、Y、Zr、Hf和Si，并且最典型的为Ti。通常，所述有机官能团的分子量是1000或更低，并且符合以下化学式：

(-O-)_xQ(-O-R¹)_y(-CH₂-R²)    (I)

其中Q为Si或P＝O；其中每个R¹均独立地选自由下列物质组成的组：氢、烷基、和取代的烷基；其中每个R²均独立地选自由下列物质组成的组：氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基；其中当Q为Si时，x为1至3，y为0至2，和x+y＝3；其中当Q为P＝O时，x为1至2，y为0至1，和x+y＝2；并且其中开氧价与金属氧化物颗粒的表面共价键合。在一个实施例中，在所述可固化组合物固化时，所述有机官能团可与可固化组合物反应，形成共价键，每个R¹均可独立地选自由下列物质组成的组：氢、烷基、取代的烷基、活性取代的烷基、烯基、取代的烯基、活性取代的烯基，并且每个R²可独立地选自由下列物质组成的组：氢，烷基，取代的烷基、活性取代的烷基、烯基、取代的烯基、活性取代的烯基、烷氧基、取代的烷氧基、活性取代的烷氧基。通常，所述可固化组合物包括聚合物、低聚物或聚合物的单体，所述聚合物选自由下列物质组成 的组：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、苯乙烯、氟聚合物、乙烯醇和乙酸酯。所述可固化组合物还可包括交联剂。

在另一方面，本发明提供了一种制备含电介质的电子器件的方法，所述方法包括喷墨印刷根据本发明所述的可喷涂印刷的分散体的步骤。

在本申请中：

“可印刷分散体”指基本上不包括平均半径大于0.5微米的颗粒的分散体；

“可喷涂印刷的分散体”指基本上不包括平均半径大于0.2微米的颗粒分散体；

“取代的”指对化学物质而言，被不与聚合物基质反应，形成与其相关的共价键的常规取代基取代，例如，取代基可以是烷基、烷氧基、多乙氧基、芳基、苯基、卤素(-F、-Cl、-Br或-I)、羟基等；其中当可能时，取代基自身可被取代；并且