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Title:
ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR, ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/075587
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are an organic thin film transistor, an organic thin film transistor array substrate and a display device. The organic thin film transistor comprises: a transparent substrate (1); a source (21) and a drain (22) formed on the transparent substrate (1); an active layer (4) formed on the transparent substrate (1) and disposed between the source (21) and the drain (22), the active layer (4) being formed of an organic semiconductor material; a gate insulation layer (5) formed on the active layer (4); a gate (6) formed on the gate insulation layer (5); and a first separator (31) and a second separator (32) disposed on the transparent substrate (1), the source (21) and the drain (22) covering the inner sides of the first separator (31) and the second separator (32) respectively.

Inventors:
LIU ZE (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/084336
Publication Date:
May 30, 2013
Filing Date:
November 08, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
International Classes:
H01L51/05; G02F1/1368; H01L51/10
Foreign References:
JP2005142474A2005-06-02
CN101645462A2010-02-10
CN101983439A2011-03-02
JP2009076792A2009-04-09
CN101645488A2010-02-10
CN202332973U2012-07-11
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种有机薄膜晶体管, 包括:

透明基板;

源极和漏极, 形成在所述透明基板上;

有源层,形成在所述透明基板上,并且设置在所述源极与所述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形成;

栅绝缘层, 形成在所述有源层上;

栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及

第一隔离墙和第二隔离墙, 设置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏 极分别覆盖所述第一隔离墙的内侧和所述第二隔离墙的内侧。

2、根据权利要求 1所述的有机薄膜晶体管, 其中, 所述源极和所述漏极 分别完全覆盖所述第一隔离墙和所述第二隔离墙。

3、根据权利要求 1所述的有机薄膜晶体管, 其中, 所述第一隔离墙和所 述第二隔离墙由光固化树脂或热固化树脂形成。

4、根据权利要求 1所述的有机薄膜晶体管, 其中, 所述栅极和所述栅绝 缘层的形状一致。

5、根据权利要求 1所述的有机薄膜晶体管, 其中, 所述第一隔离墙和所 述第二隔离墙同层设置。

6、根据权利要求 5所述的有机薄膜晶体管, 其中, 所述第一隔离墙和所 述第二隔离墙的高度的范围是 1~5微米。

7、一种有机薄膜晶体管阵列基板, 包括透明基板以及形成在所述透明基 板上的有机薄膜晶体管, 所述有机薄膜晶体管包括:

源极和漏极, 形成在所述透明基板上;

有源层,形成在所述透明基板上,并且设置在所述源极与所述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形成;

栅绝缘层, 形成在所述有源层上;

栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及

第一隔离墙和第二隔离墙, 设置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏 极分别覆盖所述第一隔离墙的内侧和所述第二隔离墙的内侧。 8、根据权利要求 7所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 其中, 所述源极和 漏极分别完全覆盖所述第一隔离墙和第二隔离墙。

9、 根据权利要求 7所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 还包括: 钝化层, 覆盖所述有机薄膜晶体管, 所述钝化层形成有过孔; 以及 像素电极, 通过所述过孔而与所述漏极电连接。

10、 根据权利要求 7所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 其中, 所述第一 隔离墙和所述第二隔离墙由光固化树脂或热固化树脂形成。

11、 根据权利要求 7所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 其中, 所述栅极 和所述栅绝缘层的形状一致。

12、 根据权利要求 7所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 其中, 所述第一 隔离墙和所述第二隔离墙同层设置。

13、根据权利要求 12所述的有机薄膜晶体管阵列基板, 其中, 所述第一 隔离墙和所述第二隔离墙的高度的范围是 1~5微米。

14、 一种显示装置, 包括有机薄膜晶体管阵列基板, 所述有机薄膜晶体 管阵列基板包括透明基板以及形成在所述透明基板上的有机薄膜晶体管, 所 述有机薄膜晶体管包括:

源极和漏极, 形成在所述透明基板上;

有源层,形成在所述透明基板上,并且设置在所述源极与所述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形成;

栅绝缘层, 形成在所述有源层上;

栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及

第一隔离墙和第二隔离墙, 设置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏 极分别覆盖所述第一隔离墙的内侧和所述第二隔离墙的内侧。

15、根据权利要求 14所述的显示装置, 其中, 所述源极和漏极分别完全 覆盖所述第一隔离墙和第二隔离墙。

16、根据权利要求 14所述的显示装置,所述有机薄膜晶体管阵列基板还 包括:

钝化层, 覆盖所述有机薄膜晶体管, 所述钝化层形成有过孔; 以及 像素电极, 通过所述过孔而与所述漏极电连接。

17、根据权利要求 14所述的显示装置, 其中, 所述第一隔离墙和所述第 二隔离墙由光固化树脂或热固化树脂形成。

18、根据权利要求 14所述的显示装置, 其中 所述栅极和所述栅绝缘层 的形状一致。

19、根据权利要求 14所述的显示装置, 其中 所述第一隔离墙和所述第 二隔离墙同层设置。

20、根据权利要求 19所述的显示装置, 其中 所述第一隔离墙和所述第 二隔离墙的高度的范围是 1~5微米。

Description:
有机薄膜晶体管、 有机薄膜晶体管阵列基板及显示装置 技术领域

本发明的实施例涉及有机薄膜晶体管、 有机薄膜晶体管阵列基板及显示 装置。 背景技术

有机薄膜晶体管 ( Organic Thin Film Transistor , OTFT )具有工艺简单、 成本低及柔韧性良好等优点, 在平板显示领域中应用前景广阔。 因此, 有机 薄膜晶体管(OTFT )阵列基板的研究与开发受到了广泛关注。 通常在 OTFT 阵列基板的制造过程中需要多次构图工艺, 以形成图案化的层结构。 典型的 OTFT具有这样的结构: 栅电极和由有机半导体材料制成的有源层形成 在基 板上, 栅极绝缘膜置于它们之间, 彼此分隔的源电极和漏电极接触有源层, 并对应于栅电极的两侧且与栅电极绝缘。 有机半导体材料通常具有低化学稳 定性和光学稳定性, 其图案化艮难 JU艮复杂。 目前出现一种喷墨打印工艺, 用以形成 OTFT的有源层。 这种喷墨打印工艺是将墨滴 (即, 将形成图案所 釆用的材料溶解在特定溶剂中而形成的溶浆 )打印在需要形成图案的区域中, 以形成所需图案的工艺。

在制造 OTFT或 OTFT 阵列基板的过程中, 当使用喷墨打印工艺形成 OTFT 的有源层时, 由于墨滴的流动性会造成有源层的图案不能严 格达到工 艺要求, 即造成有源层的图案不够精准, 从而影响 OTFT的性能, 进而影响 OTFT阵列基板的性能。 发明内容

本发明的一个实施例提供了一种有机薄膜晶体 管, 其包括: 透明基板; 源极和漏极, 形成在所述透明基板上; 有源层, 形成在所述透明基板上, 并 且设置在所述源极与所述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形成; 栅 绝缘层, 形成在所述有源层上; 栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及第一隔 离墙和第二隔离墙, 设置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏极分别覆盖 所述第一隔离墙的内侧和所述第二隔离墙的内 侧。

本发明的另一个实施例提供了一种有机薄膜晶 体管阵列基板, 其包括透 明基板以及形成在所述透明基板上的有机薄膜 晶体管, 所述有机薄膜晶体管 包括: 源极和漏极, 形成在所述透明基板上; 有源层, 形成在所述透明基板 上, 并且设置在所述源极与所述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形 成; 栅绝缘层, 形成在所述有源层上; 栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及 第一隔离墙和第二隔离墙, 设置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏极分 别覆盖所述第一隔离墙的内侧和所述第二隔离 墙的内侧。

本发明的另一个实施例提供了一种显示装置, 其包括有机薄膜晶体管阵 列基板, 所述有机薄膜晶体管阵列基板包括透明基板以 及形成在所述透明基 板上的有机薄膜晶体管, 所述有机薄膜晶体管包括: 源极和漏极, 形成在所 述透明基板上; 有源层, 形成在所述透明基板上, 并且设置在所述源极与所 述漏极之间, 所述有源层由有机半导体材料形成; 栅绝缘层, 形成在所述有 源层上; 栅极, 形成在所述栅绝缘层上; 以及第一隔离墙和第二隔离墙, 设 置在所述透明基板上, 所述源极和所述漏极分别覆盖所述第一隔离墙 的内侧 和所述第二隔离墙的内侧。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例的附图作 简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图 仅仅涉及本发明的一些实施例, 而非对本发明的限制。

图 1 为本发明的实施例提供的一种有机薄膜晶体管 (OTFT ) 的剖面结 构示意图; 以及

图 2为本发明的实施例提供的一种 OTFT阵列基板的剖面结构示意图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合本发 明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案 进行清楚、 完整地描述。显然, 所描述的实施例是本发明的一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例, 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提 下所获 得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。

除非另作定义, 此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发 明所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。 本发明专利申请说明书以及权 利要求书中使用的 "第一" "第二" 以及类似的词语并不表示任何顺序、 数 量或者重要性, 而只是用来区分不同的组成部分。 同样, "一个"或者 "一" 等类似词语也不表示数量限制, 而是表示存在至少一个。 "包括" 或者 "包 含" 等类似的词语意指出现在 "包括" 或者 "包含" 前面的元件或者物件涵 盖出现在 "包括" 或者 "包含" 后面列举的元件或者物件及其等同, 并不排 除其他元件或者物件。 "连接" 或者 "相连" 等类似的词语并非限定于物理 的或者机械的连接, 而是可以包括电性的连接, 不管是直接的还是间接的。

本发明的实施例提供了一种有机薄膜晶体管, 以提高有机薄膜晶体管的 特性, 简化其制造工艺, 以及降低其制造成本。 本发明的实施例还提供了包 括上述有机薄膜晶体管的有机薄膜晶体管阵列 基板和显示装置。

下面参照图 1说明本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管

如图 1所示, 本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管例如包 括: 透明基 板 1 ; 源极 21和漏极 22, 形成在透明基板 1上; 有源层 4, 形成在透明基板 1上, 并且设置在源极 21与漏极 22之间, 有源层 4由有机半导体材料形成; 栅绝缘层 5 , 形成在有源层 4上; 栅极 6, 形成在栅绝缘层 5上; 以及第一隔 离墙 31和第二隔离墙 32, 设置在透明基板 1上, 源极 21和漏极 22分别覆 盖第一隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧。

在本发明的实施例中, 透明基板 1可以是玻璃基板、 塑料基板等。

在本发明的实施例中, 第一隔离墙 31和第二隔离墙 32可以由有机材料 (例如, 光固化树脂或热固化树脂)形成, 或者也可以由无机材料形成。

在本发明的实施例中, 分别将第一隔离墙 31和第二隔离墙 32朝向有源 层 4的一侧称为第一隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧。

需要说明的是, 在本发明的实施例中, 只需要有机薄膜晶体管的源极和 漏极分别覆盖第一隔离墙的内侧和第二隔离墙 的内侧即可, 对于第一隔离墙 和第二隔离墙的其它部分可以被源极和漏极覆 盖, 也可以不被覆盖。

在本实施例中, 如图 1所示, 有机薄膜晶体管的源极 21和漏极 22分别 覆盖第一隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧, 并且还分别覆盖第一隔 离墙 31和第二隔离墙 32的上表面, 即, 有机薄膜晶体管的源极 21和漏极 22分别完全覆盖第一隔离墙 31和第二隔离墙 32。

在本实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 32可以同层设置, 但是在本 发明的其它实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 32也可以设置在不同层中。 在本发明的实施例中, 同层是指利用同种材料制成的同一层薄膜, 同层设置 是针对至少两种图案而言的, 是指由同一层薄膜所形成的至少两种图案这种 结构, 例如, 是通过构图工艺在同种材料制成的同一层薄膜 上形成的至少两 种图案。 本实施例中第一隔离墙和第二隔离墙同层设置 是指, 第一隔离墙和 第二隔离墙是由同种材料制成的同一层薄膜所 形成的两种图案。 需要说明的 是, 在本实施例中第一隔离墙和第二隔离墙是形状 相同、 位置不同的两种图 案。 在本实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 32的高度为例如大约 1 ~5微 米, 但是在本发明的其它实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 31也可以具 有其它不同的高度。

在本实施例中, 如图 1所示, 栅极 6和栅绝缘层 5的形状一致。 在本发 明的实施例中, 形状一致是指栅极 6和栅绝缘层 5的俯视图的形状和大小完 全相同,这样就可以利用同一个掩模板形成形 状一致的栅极 6和栅绝缘层 5 , 有利于减少生产成本。 当然, 在本发明的其它实施例中, 栅绝缘层 5和栅极 6 的形状也可以不一致, 比如如传统的薄膜晶体管一样, 栅绝缘层完全覆盖 整个透明基板。

在本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管中, 通过分别被隔离墙垫高的 源极和漏极来限定用于形成有源层的区域, 从而能够在所限定的区域中利用 喷墨打印工艺形成有源层, 这样就可以精确地控制有源层的图案, 并且可以 使有源层与源极和漏极实现更大面积的接触, 从而提高了 OTFT的特性。 另 外, 在现有技术中, 与有源层接触的不仅有隔离墙的有机材料, 而且有源极 和漏极的金属或金属氧化物等, 这样为了使有源层成膜均匀, 需要不同的处 理方法, 工艺复杂, 而在本发明的实施例中, 与有源层接触的只有源极和漏 极的金属或金属氧化物等, 这样就使得利用喷墨打印工艺形成有源层时工 艺 更简单。

下面说明本发明的实施例提供的有机薄膜晶体 管的制造方法, 其可用于 制造图 1所示的有机薄膜晶体管。 本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管 (参照图 1 ) 的制造方法例如包 括以下步骤:

51、 在透明基板上, 釆用印刷方式并且使用有机材料例如树脂形成 第一 隔离墙和第二隔离墙, 树脂的成型方式可以釆用光固化或者热固化。 当然, 在本发明的其它实施例中, 步骤 S1 也可以釆用例如溅射或化学气相沉积工 艺并结合光刻工艺并且使用无机材料形成第一 隔离墙和第二隔离墙。

52、 沉积金属或金属氧化物等电极材料在第一和第 二隔离墙上, 并通过 光刻 (包括曝光、 显影等)工艺和刻蚀工艺形成源极和漏极。

53、 釆用喷墨打印方式将有机半导体材料打印在源 极和漏极限定的区域 中, 形成有源层。

54、 旋涂或沉积栅极绝缘材料于有源层上方, 形成栅绝缘层。

55、 在栅绝缘层上沉积金属或金属氧化物等电极材 料, 然后利用同一掩 模板,通过一次掩模形成栅极和栅绝缘层。 当然, 在本发明的其它实施例中, 也可以如传统的薄膜晶体管一样分别掩模形成 栅极和栅绝缘层, 这样形成的 栅绝缘层和栅极的形状不一致, 栅绝缘层可以完全覆盖整个透明基板。

通过上述方法,可以制造本发明实施例的如图 1所示的有机薄膜晶体管。 下面参照图 2说明本发明的实施例提供的 OTFT阵列基板。 本发明的实 施例提供的 OTFT阵列基板可以包括多条栅线和数据线, 这些栅线和数据线 彼此交叉而限定了排列为阵列的多个像素单元 , 图 2仅示出了 OTFT阵列基 板上的一个像素单元的结构。

如图 2所示, 本发明的实施例提供的 OTFT阵列基板例如包括透明基板 1 以及形成在透明基板 1上的有机薄膜晶体管, 该有机薄膜晶体管包括: 源 极 21和漏极 22, 形成在透明基板 1上; 有源层 4, 形成在透明基板 1上, 并 且设置在源极 21与漏极 22之间, 有源层 4由有机半导体材料形成; 栅绝缘 层 5 , 形成在有源层 4上; 栅极 6, 形成在栅绝缘层 5上; 以及第一隔离墙 31和第二隔离墙 32,设置在透明基板 1上, 源极 21和漏极 22分别覆盖第一 隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧。在本发明的实施例中,上述 OTFT 阵列基板还包括: 覆盖有机薄膜晶体管的钝化层 7 , 钝化层 7形成有过孔; 以及像素电极 8, 通过钝化层 7的过孔与有机薄膜晶体管的漏极 22电连接。

在本发明的实施例中, 透明基板 1可以是玻璃基板、 塑料基板等。 在本发明的实施例中, 第一隔离墙 31和第二隔离墙 32可以由有机材料 (例如, 光固化树脂或热固化树脂)形成, 或者也可以由无机材料形成。

在本发明的实施例中, 分别将第一隔离墙 31和第二隔离墙 32朝向有源 层 4的一侧称为第一隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧。

需要说明的是, 在本发明的实施例中, 只需要有机薄膜晶体管的源极和 漏极分别覆盖第一隔离墙的内侧和第二隔离墙 的内侧即可, 对于第一隔离墙 和第二隔离墙的其它部分可以被源极和漏极覆 盖, 也可以不被覆盖。

在本实施例中, 如图 2所示, 有机薄膜晶体管的源极 21和漏极 22分别 覆盖第一隔离墙 31的内侧和第二隔离墙 32的内侧, 并且还分别覆盖第一隔 离墙 31和第二隔离墙 32的上表面, 即, 有机薄膜晶体管的源极 21和漏极 22分别完全覆盖第一隔离墙 31和第二隔离墙 32。

在本实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 32可以同层设置, 但是在本 发明的其它实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 31也可以设置在不同层中。 在本发明的实施例中, 同层是指利用同种材料制成的同一层薄膜, 同层设置 是针对至少两种图案而言的, 是指由同一层薄膜所形成的至少两种图案这种 结构, 例如, 是通过构图工艺在同种材料制成的同一层薄膜 上形成的至少两 种图案。 本实施例中第一隔离墙和第二隔离墙同层设置 是指, 第一隔离墙和 第二隔离墙是由同种材料制成的同一层薄膜所 形成的两种图案。 需要说明的 是, 在本实施例中第一隔离墙和第二隔离墙是形状 相同、 位置不同的两种图 案。 在本实施例中, 第一隔离墙 31和第二隔离墙 32的高度为例如大约 1~5 微米, 但是在本发明的其它实施例中第一隔离墙 31和第二隔离墙 32也可以 具有其它不同的高度。

在本实施例中, 如图 2所示, 栅极 6和栅绝缘层 5的形状一致。 这样就 可以利用同一个掩模板形成形状一致的栅极 6和栅绝缘层 5 , 有利于减少生 产成本, 简化工艺。 当然, 在本发明的其它实施例中, 栅极 6和栅绝缘层 5 的形状也可以不一致。

在本发明的实施例提供的 OTFT阵列基板中, 通过分别被隔离墙垫高的 源极和漏极来限定用于形成有源层的区域, 从而能够在所限定的区域中利用 喷墨打印工艺形成有源层, 这样就可以精确控制有源层的图案, 同时可以增 大有源层与源漏极的接触面积, 大大提高 OTFT阵列基板的特性。 另外, 在 现有技术中, 与有源层接触的不仅有隔离墙的有机材料, 而且有源极和漏极 的金属或金属氧化物等,这样为了使有源层成 膜均匀,需要不同的处理方法, 工艺复杂, 而在本发明的实施例中, 与有源层接触的只有源极和漏极的金属 或金属氧化物等 , 这样就使得利用喷墨打印工艺形成有源层时工 艺更简单。

下面说明本发明的实施例提供的 OTFT阵列基板的制造方法, 其可用于 制造图 2所示的 OTFT阵列基板。

图 2所示的 OTFT阵列基板的制造方法可以结合图 1所示的有机薄膜晶 体管的制造方法(包括步骤 S1-S5 ) , 在完成有机薄膜晶体管后, 可以继续 进行以下步骤制造 OTFT阵列基板。

56、 在形成有上述有机薄膜晶体管的透明基板上, 釆用等离子体化学气 相沉积工艺沉积用于形成钝化层的材料, 并通过构图工艺形成钝化层, 该钝 化层形成有用于连接像素电极和有机薄膜晶体 管的漏极的过孔。

57、 在钝化层上沉积用于形成像素电极的材料, 例如氧化铟锡(ITO ) 、 氧化铟辞(IZO )或其它透明导电材料, 并通过构图工艺形成像素电极, 该 像素电极通过钝化层的过孔而与有机薄膜晶体 管的漏极电连接。

本发明的实施例还提供了一种包括上述 OTFT阵列基板的显示装置, 该 显示装置包括上述任一 OTFT阵列基板。 本发明的实施例提供的显示装置例 如包括液晶面板、 有机发光二极管( Organic Light-Emitting Diode , OLED ) 面板、 电泳显示面板、 手机、 监视器、 平板电脑等显示装置。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式, 而非用于限制本发明的保护范 围, 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。