[发明专利]制备疏水性二氧化硅颗粒的方法

说明书

提供了一种制备多个非结晶疏水性二氧化硅颗粒的方法，其包括：提供多个亲水性二氧化硅粒子；提供水；提供醛糖；将所述多个亲水性二氧化硅颗粒分散在所述水中以形成二氧化硅水分散体；将所述醛糖溶解在所述二氧化硅水分散体中以形成组合；浓缩所述组合以形成粘性糖浆；在惰性气氛中加热所述粘性糖浆以形成炭；粉碎所述炭以形成粉末；加热所述粉末以形成所述多个非结晶疏水性二氧化硅颗粒。

本发明涉及二氧化硅颗粒的制备领域。具体地，本发明涉及一种制备二氧化硅颗粒的方法，其中所述二氧化硅颗粒具有均一的粒径，是非结晶的和疏水的。

二氧化硅颗粒具有作为阻挡层成膜材料中的填料的用途，例如，用在电子工业中(例如，与液晶显示器结合使用)以保护某些组件免受环境影响。

液晶显示器(LCD)自1968年首次由RCA开发以来已被越来越多地用在各种光学装置中。鉴于它们不直接发光，LCD与光源集成以形成光学装置。在最近的装置设计中，LCD与作为光源的发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)集成。

LCD的特定变体是薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)。TFT LCD用于各种光学显示装置，包括计算机监视器、电视机、移动电话显示器、手持视频游戏、个人数字助理、导航工具、显示投影仪和电子仪表组。

薄膜晶体管(TFT)是用在例如光晶体显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)类型装置中的电子电路的基本构建块。在结构上，TFT通常包括支撑衬底，栅电极、源电极、漏电极、半导体层和介电层。暴露于各种环境因素会对TFT的性能产生负面影响。具体地，TFT中的半导体层具有由施加的栅压确定的瞬态电导率。TFT中包含的半导体层的电荷传输性能在使用期间暴露于湿气和氧气时通常表现出劣化。因此，为了操作稳定性和延长的寿命，TFT需要通过结合保护性阻挡或封装层来提供保护以免受此类环境要素的影响。

使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理技术沉积现有的TFT钝化材料(例如，SiN_x)。这种PECVD技术需要大量的资金投入和多个处理步骤。在LCD和OLED显示器应用中，替代的、较低成本的钝化材料和溶液处理的薄膜钝化涂层对于TFT来说是期望的，以降低制造成本。

Birau等人在美国专利第7,705,346号中公开了一种溶液处理的薄膜钝化涂层方法。Birau等人公开了一种有机薄膜晶体管，其包括衬底、栅电极、半导体层和阻挡层；其中，栅电极和半导体层位于衬底和阻挡层之间；其中，衬底是晶体管的第一最外层，而阻挡层是晶体管的第二最外层；并且其中阻挡层包含聚合物、抗氧化剂和表面改性的无机颗粒材料。

尽管如此，仍需要替代的阻挡层组合物和组分，包括制造用在所述阻挡层组合物中的二氧化硅颗粒的新方法，其中所述二氧化硅颗粒具有均一的粒径，是非结晶的和疏水的。

本发明提供了一种制备多个具有5至120nm平均粒径和根据ASTM E1131测定的<2％的吸水率的非结晶疏水性二氧化硅颗粒的方法，其包括：提供多个亲水性二氧化硅颗粒；提供水；提供醛糖；将多个亲水性二氧化硅颗粒分散在水中以形成二氧化硅水分散体；将醛糖溶解在二氧化硅水分散体中以形成组合；浓缩组合以形成粘性糖浆；将粘性糖浆在惰性气氛中在500至625℃下加热4至6小时以形成炭；粉碎炭以形成粉末；将所述粉末在含氧气氛中在>650至900℃下加热1至2小时以形成多个非结晶疏水性二氧化硅颗粒。

具体实施方式

非结晶疏水性二氧化硅颗粒具有低平均纵横比和窄粒径(PS_avg)分布和≤120nm的粒径、低平均纵横比(AR_avg)和低多分散指数(PdI)，在由亲水性二氧化硅颗粒(例如，二氧化硅颗粒)形成非结晶疏水性二氧化硅颗粒期间保留，其具有一系列用途，包括用于被设计成用在结合了包括非结晶疏水性二氧化硅颗粒的阻挡层的显示装置中的钝化薄膜晶体管组件中。